发酵设备计算,下面这两个题怎么做啊,
发酵设备计算,下面这两个题怎么做啊,
1.某中试车间经常为其他企业提供500L发酵罐的中试服务,为了保证该设备水、汽、气的正常供应并做到经济合理,打算为其专门配套电加热蒸汽锅炉和空气压滤机个一台,满足培养基实罐灭菌和发酵通风的需要,请计算：
（1）发酵液装填系数为70%时,电蒸汽锅炉应具备多大的蒸发量,培养基灭菌从18℃升温到121℃能在1h内完成（整个升温过程按间壁式换热计）?蒸汽压力为0.04MPa,蒸汽热焓为2748.9J/kg,培养基密度1040kg/m3,比热容4.02kJ/（kgK）.升温过程中的热损失占蒸汽供热的20%计.
（2）发酵过程中最大通气速率为3VVM时,现有0.7m3/min的空压机够用吗?如果不够用,应配多大的空压机合适?
2.设计一年产量为20吨的尼可霉素（纯度95%）生产工厂,已知发酵成熟醪中尼可霉素的含量为2g/L,生产周期为80小时（间歇发酵,包括辅助时间）,装料系数为70%,后提取率为50%,年工作日为330天,每日上罐两个批次,求：
（1）该厂需几台发酵罐?每台公称容积为多少?
（2）若板框压滤后采用离子交换进行纯化操作,板框压滤后,料液体积增加10%,板框压滤液上柱体积为湿树脂体积的15倍,若离子交换每天只操作一个周期,则总树脂用量是多少?若填装4根离子交换柱,则每根离子交换柱的直径和高度是多少?离交柱的高径比为4,树脂填装系数为60%.
1.某中试车间经常为其他企业提供500L发酵罐的中试服务,为了保证该设备水、汽、气的正常供应并做到经济合理,打算为其专门配套电加热蒸汽锅炉和空气压滤机个一台,满足培养基实罐灭菌和发酵通风的需要,请计算：
（1）发酵液装填系数为70%时,电蒸汽锅炉应具备多大的蒸发量,培养基灭菌从18℃升温到121℃能在1h内完成（整个升温过程按间壁式换热计）?蒸汽压力为0.04MPa,蒸汽热焓为2748.9J/kg,培养基密度1040kg/m3,比热容4.02kJ/（kgK）.升温过程中的热损失占蒸汽供热的20%计.
（2）发酵过程中最大通气速率为3VVM时,现有0.7m3/min的空压机够用吗?如果不够用,应配多大的空压机合适?
2.设计一年产量为20吨的尼可霉素（纯度95%）生产工厂,已知发酵成熟醪中尼可霉素的含量为2g/L,生产周期为80小时（间歇发酵,包括辅助时间）,装料系数为70%,后提取率为50%,年工作日为330天,每日上罐两个批次,求：
（1）该厂需几台发酵罐?每台公称容积为多少?
（2）若板框压滤后采用离子交换进行纯化操作,板框压滤后,料液体积增加10%,板框压滤液上柱体积为湿树脂体积的15倍,若离子交换每天只操作一个周期,则总树脂用量是多少?若填装4根离子交换柱,则每根离子交换柱的直径和高度是多少?离交柱的高径比为4,树脂填装系数为60%.
赞 bryant0508 春芽
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一、1、培养基从18℃升至121℃温升103℃
培养基体积=500×0.7=305L=0.35m³
培养基质量=0.35×1040=364㎏
升温所需热量=4.02×364×103=1.507×10^5KJ
蒸汽压力我认为你应该是打错了,应该是0.4MPa,2748.9KJ/Kg
121℃水的热焓为504.78KJ/Kg
0.4MPa蒸汽的热焓为2748.9KJ/Kg
焓差2748.9KJ/Kg-504.78KJ/Kg=2244.12KJ/Kg
所需蒸汽质量=150700/2244.12=672.41Kg
因为有0.2的损失所以蒸汽用量应为672.41×1.2=807Kg
又考虑设计保险系数807×1.1=0.8877吨
所以锅炉出力为0.8877吨/小时
2、未说明装料系数,设计时按较大的算,一般最大装料系数0.85,所以培养基体积=0.425m³
通气量应为3×0.425=1.275m³/min,故空压机不够用
二、1、根据产量要求全年发酵液体积应为20×0.95×1000÷2÷0.5=19000立方
因每日上两批,年工作日330天,所以不考虑染菌的情况下全年生产330×2=660批
660批用一个罐完成需工时660×80=52800小时
而全年实际工时为24×330=7920小时
所需罐台数=52800÷7920=6.666667≈7台
每台公称容积=19000÷660÷0.7=41.125m³,取42立方
2、19000m³÷330天×1.1倍÷15倍=4.222m³=总所需树脂体积
每根交换柱树脂体积=4.222÷4=1.06m³
又交换柱高径比为4,所以高h：半径r=8,即h=8r
因树脂装填系数为0.6,所以每根柱子体积为1.06÷0.6=1.767m³=3.14×r^2×h=3.14×8r^3
r=（1.767÷3.14÷8）^(1/3)=0.41277m
h=8×0.41277=3.3m
如有不当之处欢迎批评指正,生化来袭团团长为您解答
培养基体积=500×0.7=305L=0.35m³
培养基质量=0.35×1040=364㎏
升温所需热量=4.02×364×103=1.507×10^5KJ
蒸汽压力我认为你应该是打错了,应该是0.4MPa,2748.9KJ/Kg
121℃水的热焓为504.78KJ/Kg
0.4MPa蒸汽的热焓为2748.9KJ/Kg
焓差2748.9KJ/Kg-504.78KJ/Kg=2244.12KJ/Kg
所需蒸汽质量=150700/2244.12=672.41Kg
因为有0.2的损失所以蒸汽用量应为672.41×1.2=807Kg
又考虑设计保险系数807×1.1=0.8877吨
所以锅炉出力为0.8877吨/小时
2、未说明装料系数,设计时按较大的算,一般最大装料系数0.85,所以培养基体积=0.425m³
通气量应为3×0.425=1.275m³/min,故空压机不够用
二、1、根据产量要求全年发酵液体积应为20×0.95×1000÷2÷0.5=19000立方
因每日上两批,年工作日330天,所以不考虑染菌的情况下全年生产330×2=660批
660批用一个罐完成需工时660×80=52800小时
而全年实际工时为24×330=7920小时
所需罐台数=52800÷7920=6.666667≈7台
每台公称容积=19000÷660÷0.7=41.125m³,取42立方
2、19000m³÷330天×1.1倍÷15倍=4.222m³=总所需树脂体积
每根交换柱树脂体积=4.222÷4=1.06m³
又交换柱高径比为4,所以高h：半径r=8,即h=8r
因树脂装填系数为0.6,所以每根柱子体积为1.06÷0.6=1.767m³=3.14×r^2×h=3.14×8r^3
r=（1.767÷3.14÷8）^(1/3)=0.41277m
h=8×0.41277=3.3m
如有不当之处欢迎批评指正,生化来袭团团长为您解答
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