透明質酸（玻尿酸）生產工藝的物料和熱量衡算計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u266321物料衡算 282581.1發酵罐 293661.2種子罐 3156811.3原材料消耗量 4154211.4提取工段 4303341.4.1一次沉淀 4111531.4.2離心 511601.4.3溶解 5261121.4.4過濾 5157891.4.5二次沉淀 5160901.4.6二次離心 6280111.4.7脫水 6111061.4.8干燥 6134851.5主要參數表 6119461.6物料衡算圖解 783972熱量衡算 812852.1發酵罐 8224382.1.1換熱裝置 852052.1.2生物熱 8269462.1.3發酵熱 839692.2預處理 971392.2.1發酵罐滅菌 9283672.2.2種子罐滅菌 9280312.3匯總 101物料衡算1.1發酵罐設發酵階段需要4臺5m3的發酵罐。發酵罐個數檢驗式中為沉淀收率×過濾收率×二次沉淀收率×脫水收率為發酵單位（g/L）將其圓整為5m3根據物料衡算：（該過程不進行補料）求得求得求得故假設符合條件，即。1.2種子罐將其圓整為1m3根據物料衡算：求得種子罐所需臺數：則需要2臺種子罐，其中1臺留作備用。1.3原材料消耗量（1）葡萄糖：日耗量：年耗量：（2）蛋白胨：日耗量：年耗量：（3）酵母粉：日耗量：年耗量：（4）：日耗量：年耗量：（5）：日耗量：年耗量：1.4提取工段本設計產品需要用體積分數為95%的乙醇進行兩次沉淀操作，乙醇的密度約為780kg/m3，沉淀操作完成后用丙酮進行脫水。為了降低生產成本，將乙醇蒸餾回收再利用，回收率為90%。1.4.1一次沉淀用95%的酒精進行沉淀，與溶解液的比例為2.5：1，沉淀過程中將發酵液經電動機泵入沉淀罐中，打開攪拌器后，緩緩加入乙醇進行沉淀操作，待乙醇加入完畢后，關閉攪拌器，沉淀時間為12h。則在一個發酵周期內乙醇的用量為：一次沉淀后物料的剩余量為：1.4.2離心沉淀后使用三足離心機，轉速為180r/min的速度進行離心，時間為3min。1.4.3溶解透明質酸極易溶于水，故加入蒸餾水溶解到沉淀后的體積即可。故加入蒸餾水的量為：則在一個發酵周期內水的用量為：1.4.4過濾選取1個板框過濾機，使用板框過濾機，取其濾液后進行二次沉淀經板框過濾機過濾之后，發酵液的剩余量為：1.4.5二次沉淀用95%的酒精進行二次沉淀，與溶解液的比例為1：2，沉淀過程操作同第一次沉淀，沉淀時間為12h。則在一個發酵周期內乙醇的用量為：二次沉淀后物料的剩余量為：兩次沉淀后所需乙醇量為：1.4.6二次離心沉淀后使用三足離心機，轉速為1500r/min的速度進行離心，時間為3min。1.4.7脫水用丙酮對二次離心后的產品進行脫水的操作，脫水操作中丙酮用量與二次沉淀后剩余物料量的比例為5:1脫水操作中丙酮的用量為：則在一個周期內丙酮的用量為：1.4.8干燥1.5主要參數表發酵罐種子罐3.50.3349512.86610.272960.48290.45993.34900.318953.6840.33490.0318950.167450.015953.68390.351裝料系數0.700.70周期（h）44121.6物料衡算圖解圖4物料衡算圖解Figure4Diagramofmaterialbalance

2熱量衡算2.1發酵罐2.1.1換熱裝置發酵罐的換熱裝置類型有：（1）夾套式換熱裝置：適用于小罐使用，夾套中液面高度稍大于靜止液面高度。優點為結構簡單、罐內死角少、易進行清洗滅菌。缺點是降溫效果差、冷卻水流速低、傳熱壁較厚。（2）豎式蛇管換熱裝置：這種裝置使用時將其蛇管部分安裝在發酵罐內，有4組、6組、8組的規格。優點是傳熱系數高、冷卻水流速大。這種裝置要求冷卻水溫度低，若溫度較高，則降溫過程較困難，且彎曲部位易被腐蝕破壞。本生產過程中的換熱裝置選擇夾套式換熱裝置，因為發酵罐體積較小，且罐內設有攪拌器，若使用豎式蛇管換熱裝置，則會因罐內的體積太小而無法安裝，故選擇夾套式換熱裝置。2.1.2生物熱通過生物合成計算生物熱Q生物，基本上生物熱主要由葡萄糖氧化產生熱量，反應式如下（每消耗1mol生成的熱量）：葡萄糖的分子量為：每日葡萄糖消耗量：故每日產生的生物熱為：2.1.3發酵熱發酵罐的發酵熱：種子罐的發酵熱：2.2預處理2.2.1發酵罐滅菌配料升溫時使用0.13Mpa（表壓）的蒸汽進行實消物料溫度變化為：，，，，，升溫過程：保溫過程：空消過程：發酵罐滅菌所需熱量為：則每日發酵罐滅菌所需熱量為：2.2.2種子罐滅菌配料升溫