10吨发酵罐产山东链霉素物料衡算
一、发酵罐底料的物料用量：
=2%×10000=200kg (7400/吨)
淀粉： m
01
豆粉： m
=0.4%×10000=40kg (3100/吨)
02
=0.05%×10000=5kg (3100/吨)
硫酸镁: m
03
氯化钠： m
=0.05%×10000=5kg (10000/吨)
04
=0.128%×10000=12.8kg (18000/吨)
磷酸氢二钾： m
05
=0.001%×10000=0.1kg (15000/吨)
硫酸亚铁： m
06
物料总价格= 200×7.4+40×3.1+5×3.1+5×10+12.8×18+0.1×15=1901.4元二、培养液连续灭菌用蒸汽量：
灭菌加热过程中用0.4MPa，I=2748.5KJ/kg，加热至120°C，冷却水由20°C 升到45°C。
消毒灭菌用蒸汽量（D）：
D=[10×2.01×（120-20）×1.07]/(2748.5-120×4.18)=0.95t
考虑到1吨种子罐用量约为0.1t
因此总蒸汽用量为1.05吨
2.01是糖液的比热容[kJ/(kg•K)]
因此总的耗煤量=（1050 ×2748.5 ）/29307.6≈100kg
1公斤标煤＝29307.6kJ/k
三、发酵罐空罐灭菌蒸汽量：
1、发酵罐体加热用蒸汽量
发酵罐公称容积10m3，材料为碳钢，发酵罐罐体重2.36t，比热容0.5kJ/(kg·℃)，使用0.4MPa蒸汽(表压)灭菌，发酵罐罐压保持在0.15MPa(表压)下，由20℃升至127℃，维持1h。
其蒸气用量为：
D=[2.36×1000×0.5×(127-20)]/(2748.5-535.4)=57.02kg
式中2748.5 ——0.4MPa(表压)蒸汽热焓，kJ/kg
535.4——0.15MPa，127℃时蒸汽凝结水热焓，kJ/kg
2、填充发酵罐空间所需蒸汽量
公称容积10m 3发酵罐的全容积为12m 3，其蒸气用量为：
D=12×1.39=16.68kg
式中 ρ——加热蒸汽的密度，ρ=1.39kg/m 3
发酵罐灭菌 (0.15MPa ，表压) 1h 。
3、灭菌过程的热损失
辐射与对流联合给热系数α，罐外壁温度60℃。
10m 3发酵罐的表面积为14.6m 2，消耗蒸汽量为：
D=[14.6×41.5×(60-20)]/(2748.5-535.5)=10.9kg
4、罐壁附着洗涤水升温所需蒸汽量
D=[14.6×0.001×1000×(127-20) ×4.18]/(2748.5-535.4)=2.97kg
000——水密度 （kg/m 3）
式中 0.001——附壁水平均厚度
总蒸汽消耗量
灭菌过程蒸汽渗漏，取总汽消耗量的30%，空罐灭菌蒸汽消耗量=(57+16.68+10.9+2.97)/(1-0.3)=125.1kg/h
每空罐灭菌1.5 h ，用蒸汽量：125.1×1.5=187.7（kg/罐）
1吨种子罐蒸汽用量约为发酵罐的0.12倍
因此总蒸汽用量=187.7×1.12=210.224
因此总的耗煤量=（210.224 × 2748.5 ）/29307.6≈20kg
1公斤标煤＝29307.6kJ/k
四、水用量
1、发酵液水用量≈10t
2、培养基冷却用水量：由120°C 热料通过与生料热交换，降至80°C，再用水冷却至32°C，冷却水由20°C 升至45°C，计算冷却水量（W ）：
W=[10000×2.01×（80-32）]/[(45-20) ×4.18]=9.2t
)C h m /(kJ [5.41)2060(19.09.332︒⋅⋅=-⨯+=α
3、发酵过程产生的热量及冷却用水量。
发酵过程的热量通过发酵液温度升高进行计算：关闭冷却水观察罐内发酵液
：
温度升高，计算Q
最大
根据经验山东链霉菌素的发酵热高峰值约18810 KJ/（m3·h）
10 m3发酵罐，冷却水进口温度10°C，出口温度20°C，冷却水用量（W）：W=（10×18.81）/[4.18×(20-10)]=4.5t/h
共发酵6天总用水量=4.5×24×6=648t
4、清洗用水
根据经验约为1吨
总用水量=9.2+1+10+648=668.2t
五、发酵液浓缩
10吨发酵液浓缩为500kg，此时抗生素含量为2.6%，符合生产需要。
因此除去9.5吨水所需成本≈ [（9.5 × 2602.7）/(70%×80%×29307.6)] ×0.8=1506.6元
2602.7为水从20°C到100°C蒸汽的热焓
煤价0.8元/kg
干燥机出热效率80%
锅炉效率70%
干燥机耗电成本= 4.75 × (9500/678) ×0.6 = 40元
六、总成本
灭菌理论上共需价格=（100+20）÷0.7×0.8=137.2元
蒸汽锅炉按照70%效率，原煤折合为标准煤价格≈800元/吨
发酵罐搅拌耗电价格=24×6×22×0.6=1900元
发酵罐搅拌功率22kw
用水价格=668.2×3.6=2405.5元
培养基价格=1901.4元
干燥价格 = 40 + 1506.6 = 1546.6
因此总成本=1901.4 + 137.2 + 1900 + 2405.5 +1546.6 = 7890.7元
10吨发酵液共产生10 × 1.3 = 13 kg 抗生素
因此每kg抗生素成本 = 7890.7/13 = 607 元。