生物工程

根据物料衡算的质量守衡定律，在间歇操作过程中，若系统内不发生物料

量的积累，输入的物料量等于输出的物料量。

表1 物料的基本物性参数

培养基

水 密度（kg/m） 1000 998 汽化替热 比热容 kJ/kg kJ/(kg·℃) 2258 4.183 4.183 沸点(℃) 100

生产1000kg比活力为50万U/g的发酵液量：

50万U/g×1000×1000=108万U

108万U/18000=2.78×107ml=27.8m3

18000U/ml –发酵液酶活

V0=V发/(0.68×0.7)=92.6/(0.68×0.7)=194.54m3

0.68—平均总收率 0.7—填充系数

发酵液所需淀粉量:194.54×2%=3.89kg

发酵液所需麸皮量:194.54×5%=9.73kg

发酵液所需玉米浆量:194.54×3%=5.83kg

二级接种量：V2=1%V1=1.95m3

吐温-80(M / V)：0.02%×194.54=0.0389kg

MgSO4(M / V)：0.02%×194.54=0.0389kg

表2 物料一览表

物料名称

发酵液(m3)

二级种液(m3)

淀粉(kg)

麸皮(kg)

玉米浆(kg)

吐温-80(kg)

培养基(kg)

MgSO4(kg)

5热量衡算 生产1t(100万U/g)酶的物料量 27.8 1.95 3.89 9.73 5.83 0.0389 19.49 0.0389 1000t/a酶生产的每日物料量 32.43 6.5 12.97 32.43 19.43 0.13 65.00 0.13 物料量 27800 1950 3890 9730 5830 38.9 19490 38.9 5.1 基准温度的选定

为便于计算，热量输入和输出的基准温度选为20℃(293K)。

5.2 连消塔的热量衡算

Q=Gc(t2-t1)=13406×3.91×(115-70)=2.36×106(kJ/h)

5.3 发酵罐的热量衡算

发酵时放出的生物热：Q总=4.18×6000×102.14=2.56×106(kJ/h)