年产0吨青紫霉素发酵工厂设计设计
目录
1.前言 (1)
1.1产品介绍
1
1.2 发展历史 (2)
1.3 临床应用 (2)
1.4 注意事项 (2)
2. 设计任务 (3)
2.1 项目名称 (3)
2.2 生产方法 (3)
2.3 生产能力 (3)
2.4 主要原辅料 (3)
2.5 发酵工段产品 (4)
3.产品方案 (4)
3.1 产品名称及性质 (4)
3.2 产品质量规格 (4)
3.3 产品规模 (4)
3.4产品包装方式
4
4.生产方法和工艺流程 (4)
4.1路线选择——生物发酵法
4
4.2工艺流程
5
4.2.1工艺流程的设计原则
5
4.2.2 生产菌株的选育 (5)
4.2.3 斜面孢子培养 (5)
4.2.4 种子液培养 (6)
4.2.5 发酵液培养 (6)
4.2.6 发酵液的后处理 (6)
5. 发酵车间的组成和生产制度 (7)
5.1 发酵车间组成及其所需时间 (7)
5.2 发酵车间人员配置 (7)
6. 物料及热量衡算 (7)
6.1 物料衡算 (7)
6.1.1 物料流程图 (7)
6.1.2 发酵车间物料衡算 (8)
6.2 热量衡算 (10)
6.3 发酵车间水衡算 (11)
6.4 发酵过程无菌空气消耗量计算 (12)
6.4.1 单罐发酵无菌空气耗用量 (12)
6.4.2 种子培养等其他无菌空气耗量 (13)
6.4.3 发酵车间高峰无菌空气消耗量 (13)
6.4.4 发酵车间无菌空气年耗量 (13)
6.4.5 发酵车间无菌空气单耗 (13)
7. 主要工艺设备的设计和选型 (14)
7.1 设备设计与选型的原则 (14)
7.2 发酵罐的选型 (14)
7.2.1 发酵罐容积的确定 (14)
7.2.2 生产能力计算 (14)
7.2.3 罐个数的确定 (15)
7.2.4 主要尺寸的计算 (15)
7.2.5 冷却面积的计算 (15)
7.3 种子罐的选型 (16)
7.3.1 种子罐容积和数量的确定 (16)
7.3.2 主要尺寸确定 (16)
7.3.3 冷却面积的计算 (17)
8. 厂址的选择 (17)
8.1 发酵厂址选择概述 (17)
8.2 厂址自然条件的选择 (17)
8.2.1 地理位置 (17)
8.2.2 地形、地势和地质 (18)
8.2.3 水文 (18)
8.2.4 气象 (18)
8.3 厂址经济条件的选择 (19)
8.3.1 能源供应 (19)
8.3.2 给排水 (19)
8.3.3 交通运输条件 (19)
8.3.4 技术经济条件 (19)
8.3.5 特殊要求 (19)
9. 发酵工厂的三废处理 (20)
9.1 废水的处理 (20)
9.2 废气的处理 (20)
9.3 废渣的处理 (21)
参考文献： (21)
附图一：种子罐发酵罐设计图 (22)
附图二：青紫霉素发酵流程图 (23)
附图三：育种发酵车间平面图 (24)
附图四：发酵工厂平面布局图 (25)
1.前言
1.1产品介绍
青紫霉素又称利维霉素（lividomycin）,是由青紫链霉菌产生的，分子式
为C
29H
55
N
5
O
19
。青紫霉素是多组分抗生素，主要成分有A和B，A是由①葡萄糖；
②2，6-二氨基–D--葡萄糖；③D –核糖；④脱氧链霉胺；⑤2 -氨基- 2,3 –去氧葡萄糖五个糖分子通过糖苷键所组成的氨基糖苷类抗生素。青紫霉素B较A 结构少了一个分子的葡萄糖。它们都是碱性抗生素，能和酸结合成盐，临床上常用青紫霉素A的硫酸盐。硫酸青紫霉素为白色粉末，无臭，味微苦，吸湿性强。易溶于水，微溶于甲醇，不溶于无水乙醇，乙醚，丙酮等有机溶剂。其水溶液在中性和碱性条件下稳定，酸性下不稳定。
本品主要是抑制细菌细胞壁转肽酶，阻止细胞壁合成中的粘肽交联，从而抑制细胞壁合成，导致细菌破裂死亡。对大多数革兰阳性菌、革兰阴性球茵和某些革兰阴性杆菌、螺旋体及放线菌有强大抗菌活性。敏感主葡菌、肺炎球菌、淋球菌、链球菌、脑膜炎球菌等对本品高度敏感，炭疽杆菌、白喉杆菌、梭状芽胞杆菌、流感杆菌等对本品很敏感，但对大肠杆茵、绿脓杆菌、痢疾杆菌等无效。
青紫霉素的化学结构
1.2 发展历史
青紫霉素（lividomycin）是日本1970年发现的一个新氨基糖普类的广谱抗生素, 对革兰氏阳性菌, 阴性菌和分枝杆菌如: 金黄色萄葡球菌, 白喉杆菌, 产气杆菌, 肺炎杆菌, 伤寒杆菌, 痢疾杆菌, 绿脓杆菌, 结核分枝杆菌等均有抑制作用。据1974--1975年日本临床报告300多病例, 对某些绿脓杆菌引起的尿路感染, 肾孟肾炎, 膀脱炎, 细菌引起的支气管炎, 急性肺炎, 呼吸道感染等均取得良好疗效。
1.3 临床应用
本品主要用于敏感菌引起的各种感染，如呼吸系统感染、肺炎、支气管炎、脑膜炎、心内膜炎、腹拮炎、中耳炎、败血症、淋病、梅毒、自喉、鼠咬热、气性坏疽、炭疽等。颗粒剂适用于化脓性链球菌引起的咽炎及扁桃体炎，敏感菌所致的鼻窦炎、中耳炎、急性支气管炎及口腔脓肿，肺炎支原体所致的肺炎，敏感细菌引起的皮肤软组织感染，也可用于对青霉素、红霉素耐药的葡萄球菌感染。
1.4 注意事项
1、治疗矛盾，赫氏反应（Herxheimerreaction），用本品治疗梅毒或其他感染
时，有可能出现发热、出汗、头痛和损伤部位反应等症状加剧的矛盾现象，称赫氏反应，原因可能为杀死的病原体释放的内毒素所致，或病灶消炎过快，组织修复迟，妨碍器官功能所致。
2、治疗过程中可能发生二重感染，常见的有耐青霉素金黄色葡萄球菌、革兰阴性杆菌或白色念珠菌感染。
3、肌内注射青霉素钾盐局部疼痛较明显，可用含0.2%盐酸利多卡因、0.8%氯化钠注射液作稀释剂，以减轻疼痛。
4、应用本品期间，可对某些诊断产生干扰，可使硫酸酮法测定尿糖时，出现假阳性。
5、破伤风和白喉患者，应采用青霉素杀灭病原菌，阻止产生毒素，但不能代替抗毒素治疗。
2. 设计任务
2.1 项目名称
年产10吨青紫霉素发酵车间工艺设计
2.2 生产方法
以青紫链霉菌为产生菌，发酵生产青紫霉素，通过发酵液后处理，获得白色粉末状硫酸青紫霉素
2.3 生产能力
年产10吨青紫霉素
2.4 主要原辅料
青紫链霉菌、淀粉、糊精、葡萄糖、酵母粉、硝酸钠等
2.5 发酵工段产品
青紫霉素A ，青紫霉素B
3.产品方案
3.1 产品名称及性质
青紫霉素硫酸盐。白色粉末，无臭，味微苦，吸湿性强。易溶于水，微溶于甲醇，不溶于无水乙醇，乙醚，丙酮等有机溶剂。其水溶液在中性和碱性条件下稳定，酸性下不稳定。
3.2 产品质量规格
注射液（肌内注射）：50mg（1ml）100mg（2ml）
3.3 产品规模
10 T / a
3.4产品包装方式
瓶装
4.生产方法和工艺流程
4.1路线选择——生物发酵法
青紫霉素（lividomycin）是日本1970年从土壤筛选获得的一个新氨基糖普类的广谱抗生素, 对革兰氏阳性菌, 阴性菌和分枝杆菌等均有抑制作用。
1973年广西农科院从白海岛土壤中分离得到一株放线菌Streptomyces
No38975-5,由上海药物研究所, 广西农科院协作, 进行抗生素的鉴别, 有效成份的分离, 物理化学性质测定及化学结构分析, 初步药理试验,经上海华山医院抗菌素室对临床分离的多种细菌进行了抗菌谱测定, 综合上述各项分析结果, 证明No38975-5中组份A 与日本报导的青紫霉素相同。
根据以上资料，本设计采用生物发酵法，大规模培养青紫链霉菌，利用其代谢产物精制青紫霉素。
4.2工艺流程
4.2.1工艺流程的设计原则
1．保证产品质量符合国家标准，外销产品还必须满足销售地区的质量要求。2．尽量采用成熟的、先进的技术和设备。努力提高原料的利用率，提高劳动生产率，降低水、电、汽及其他能量的消耗，降低生产成本，使工厂建成后能够迅速投入生产，使短期内达到设计生产能力和产品质量要求，并做到生产稳定、安全、可靠。
3．尽量减少三废的排放量，有完善的三废治理措施，以减少或消除对环境的污染，并做好三废的回收和综合利用。
4．确保安全生产，以保证人身和设备的安全。
5．生产过程尽量采用机械化和自动化操作，实现稳产、高产。
4.2.2 生产菌株的选育
将土壤筛选所得的青紫链霉菌作为出发菌株，经高能电子的诱导，再移植斜面经自然分离，多次筛选，获得生产能力比出发菌株提高多倍的青紫链霉菌株。
4.2.3 斜面孢子培养
培养基配方：葡萄糖1％，蛋白胨0.5％，牛肉膏0.5％，氯化钠0.5％，琼脂2.4％，pH7.5条件下于冰箱内冷藏保存。
4.2.4 种子液培养
培养基配方：淀粉1％，糊精1.5％，豆饼粉1.5％，NaNO 3 0.05％，KH 2PO 4 0.02％，酵母粉0.5％，NaCl 0.3％，CaCO 3 0.5％，MgSO 4 0.05％，pH 自然，加消沫油0.1％
接种量：100立升种子液接种4只茄子瓶 装量：250立升液实装100立升种子液
出液控制：培养液浓厚，外观转絮状，菌丝呈网状
4.2.5 发酵液培养
培养基配方：葡萄糖1％，淀粉1％，糊精1％，豆饼粉2％，酵母粉0.5％，NaNO 3 0.1％，KH 2PO 4 0.015％，CaCO 3 0.05％，MgSO 4 0.05％，pH 自然，加消沫油0.1％ 接种量：15％
装量：2500立升液实装1000立升
出液控制：外观微红，菌丝浓度24％-26％，菌丝呈网状
4.2.6 发酵液的后处理
发酵液处理 732-Na 树脂吸附 解脱 发酵液 酸化液饱和树脂
脱色 薄膜浓缩 细110-NH 3树脂 解脱液脱色液浓缩液饱和树脂
梯度洗脱 调pH,加硅藻土 细110树脂吸附
收集A 组分A 组分滤液饱和树脂
2NH 40H 洗脱 减压浓缩 中和，无水酒精结晶
洗脱液 浓缩液A 结晶液
过滤，真空干燥
硫酸青紫霉素
5. 发酵车间的组成和生产制度
5.1 发酵车间组成及其所需时间
配料 搅拌 投料 蒸汽灭菌 冷却接种
发酵反应 清洗罐体
0.8h
0.5h
0.5h
1h
1.2h
48h
1.5h
5.2 发酵车间人员配置
工段 名称 岗位 名称 人员配置 值班制 人 数 每班 轮休 合计 发酵工段
配料罐 2 1 1 2 发酵罐 7 3 4 7 过滤烘干
6 2 4 6 其他
车间主任 / 1 / 1 车间副主
任
/
1
/
1
合计
/
15
8
9
17
6. 物料及热量衡算
6.1 物料衡算
6.1.1 物料流程图
发酵罐 种子罐
料水比1:4 料水比1:4
自来水
25℃
升温升温65-100℃ 121℃液化灭菌
30min 30min 加消沫剂及微量物料维持0.05-0.1MPa
灭菌30min 121℃ 0.1-0.12MPa
降温至36℃降温至36℃
发酵罐接种量15％
6.1.2 发酵车间物料衡算
发酵液量生产10吨纯度为82.5％青紫霉素，絮耗用原辅材料及其他物料量如下: （1）发酵液量：
V
1
=10000÷（0.825×99％）=12244（m3）
式中 0.825---青紫霉素产量（kg/m3）
99％---除去倒罐率1％后的发酵成功率
（2）发酵液配置需制糖量（以纯糖计）：
m
1=V
1
×100=1224400（kg）
（3）种子液量：
V
2=15％×V
1
=1836.6（m3）
式中 15％---接种量
（4）种子培养液所需糖量：
m
2=40×V
2
=40×1836.6=73464（kg）
（5）生产10吨青紫霉素需糖量：
m=m
1+m
2
=1297864（kg）
（6）葡萄糖耗用量：m（葡萄糖）= 1000×1％×V
1
=1.22×105（kg）
（7）淀粉耗用量：m（淀粉）= 1000×1％×（V
1+V
2
）=1.41×105（kg）
（8）糊精耗用量：m（糊精）= 1000×1％×V
1+1000×1.5％×V
2
=1.5×105（kg）
（9）豆饼粉耗用量：
m（豆饼粉）= 1000×2％×V
1+1000×1.5％×V
2
=2.72×105（kg）
（10）酵母粉耗用量：m（酵母粉）=1000×0.5％×（V
1+V
2
）=7.04×104（kg）
（11） NaNO
3
耗用量：
m（NaNO
3）= 1000×0.1％×V
1
+1000×0.05％×V
2
=1.32×104（kg）
（12） KH
2PO
4
耗用量：
m（KH
2PO
4
）= 1000×0.015％×V
1
+1000×0.02％×V
2
=2.2×103（kg）
（13） CaCO
3
耗用量：
m（CaCO
3）=1000× 0.05％×V
1
+1000×0.5％×V
2
=1.53×104（kg）
（14） MgSO
4耗用量：m（MgSO
4
）= 1000×0.05％×（V
1
+V
2
）=7.04×103（kg）
（15） NaCl耗用量：m（NaCl）= 1000×0.3％×V
2
=5.51×103（kg）
（16）消沫油耗用量：m（消沫油）=1000×0.1％×（V
1+V
2
）=1.41×104（kg）
10 T / a青紫霉素发酵车间的物料衡算表如下：
物料名称生产10吨青紫霉素物料用量每日物料用量（300天计）发酵液量（m3）12244 41
种子液量（m3）1836.6 6
发酵用糖量（kg）1224400 4081
种子用糖量（kg）73464 245
糖液总量（kg）1297864 4326
葡萄糖（kg） 1.22×105408
淀粉（kg） 1.41×105469
糊精（kg） 1.5×105500
豆饼粉（kg） 2.72×105908 酵母粉（kg）7.04×104235 NaNO
3
（kg） 1.32×10444
KH
2PO
4
（kg） 2.2×1037
CaCO
3
（kg） 1.53×10451
MgSO
4
（kg）7.04×10323 NaCl（kg） 5.51×10318
消沫油（kg） 1.41×10447
6.2 热量衡算
（一）发酵罐需配料量为：G
1
=1000×（1％+ 1％+ 1％+ 2％+ 0.5％+ 0.1％+
0.015％+ 0.05％+ 0.05％+ 0.1％）=5815（kg）
（二）种子罐需配料量为：G
2
=100×（1％+ 1.5％+ 1.5％+ 0.02％+ 0.05％+ 0.5％
+ 0.3％+ 0.5％+ 0.05％+ 0.1％）=552（kg）
（三）根据工艺需加水量为：G
w
=4×（5815+552）=25468（kg）
注：料水比为1:4
（四）料液总量为：G= G
1+ G
2
+ G
w
=5815+552+25468=31835（kg）
（五）醪液煮沸耗热量Q
总（由发酵工艺流程可知：Q
总
=Q’+Q’’+Q’’’）
（1）发酵罐内料液由初始温度t
0=25℃加热至t
1
=121℃耗热Q’：
Q’=G×c×（t
1-t
）=31835×3.7×（121-25）=1.13×107（KJ）
其中料液总量G=31835 kg，
（2）煮沸过程中蒸汽带出的热量Q’’：
煮沸时间30min，蒸发量为每小时5％，则蒸发水分量为：
V
1
=G×5％×30÷60=31835×5％×30÷60=795.9（kg）
故Q’’=V
1
×I=795.9×2198.91=1.75×106（KJ）
其中在温度121℃下水的汽化潜热I=2198.91 KJ/kg
（3）热量损失Q’’’：
醪液升温和煮沸过程的热损失约为前两次耗热量的15％，即：
Q’’’=15％（Q’+Q’’）=15％×（1.13×107+1.75×106）=1.94×106
（KJ）
（4）由上述结果可得：
Q
总
=Q’+Q’’+Q’’’=1.13×107+1.75×106+1.94×106=1.49×107（KJ）（5）故耗用蒸汽量D
使用表压为0.4MPa的饱和蒸汽I=2737.23 KJ/kg
D= Q
总
/［（I-i）η］=1.49×107÷［（2737.23-601.53）×95％］=7343.83（kg）
其中相应冷凝水的焓i=601.53 KJ/kg，蒸汽的热效率η=95％
（6）发酵过程每小时最大蒸汽耗量Q
max
:
在各步骤中，加热过程耗热量最大，且已知加热时间为30min，热效率为95％，故
Q
max =Q
总
÷（30÷60×95％）=1.49×107÷（0.5×95％）=3.14×107（KJ/h）
相应的最大蒸汽耗量为：
D
max = Q
max
÷（I-i）=3.14×107÷（2737.23-601.53）=14702（Kg/h）
其中：使用表压为0.4MPa的饱和蒸汽I=2737.23 KJ/kg
相应冷凝水的焓i=601.53 KJ/kg
（7）蒸汽单耗
已知发酵需要48小时，放罐，洗罐，维修的时间为60天，一年生产300天，30天用于维修，大概4天生产一批，每年生产75批产品。
据设计，每年发酵次数为75批，供生产青紫霉素10吨。年耗蒸汽总量为：DT=D×75=7343.83×75=5.5×105（kg）
每吨成品耗蒸汽量Ds=5.5×105/10=5.5×104（kg）
10 T / a青紫霉素发酵车间的热量总衡算表
名称规格每吨产品消耗
定额（kg）每小时最大用
量（kg/h）
年消耗量
（kg/a）
蒸汽0.4（表压） 5.5×10414702 5.5×105 6.3 发酵车间水衡算
（1）原料预处理用水量
已知一次发酵原料预处理用水量为25468kg，每年发发酵原料预酵次数为75次。故发酵原料预处理总用水量Gw为：
Gw=25468×75=1.91×106（kg）
（2）发酵工序用水量
①蒸汽灭菌用水量
由上述热量衡算可知
D= Q
总
/［（I-i）η］=1.49×107÷［（2737.23-601.53）×95％］=7343.83（kg）
其中：相应冷凝水的焓i=601.53 KJ/kg，蒸汽的热效率η=95％
使用表压为0.4MPa的饱和蒸汽I=2737.23 KJ/kg
②冷却水用量
已知发酵一次，料液总量G= 31835 kg，把醪液从t
1=121℃冷却至t
2
=25℃，
冷却水使用t
3=20℃的深井水，终温t
4
=70℃，逆流操作，冷却时间t=1h。
则每小时耗水量为：
W= G×c×（t
1-t
2
）÷［c
水
×t×（t
4
-t
3
）］
=31835×3.7×（121-25）÷［4.18×1×（70-20）］=5.4×104（kg）其中：发酵液的比热容c=3.7 KJ/(kg.K)，水的比热容c=4.18 KJ/(kg.K) ③年发酵工序用水量
据设计，每年发酵次数为75次，年发酵工序用水量G：
G=（D+W）×75=（7343.83+5.4×104）=4.6×106（kg）
④发酵车间总用水量G
总
：
G
总=G
原料
+G=1.91×106+4.6×106=6.51×106（kg）
6.4 发酵过程无菌空气消耗量计算
发酵车间无菌空气消耗量主要用于菌丝体发酵过程中通风供氧。
6.4.1 单罐发酵无菌空气耗用量
10m3规模的通气搅拌发酵罐的通气速率为0.20-0.25vvm。取最高值0.25vvm 进行计算。
（1）单罐发酵过程用气量（常压空气）
V=10×80％×0.25×60=120（m3/h）
式中 80％---发酵罐装料系数
（2）单罐年用气量
Va=V×48×75=4.32×105（m3）
6.4.2 种子培养等其他无菌空气耗量
一般取这些无菌空气消耗量之和约等于发酵过程空气的耗量的25％。故这项无菌空气耗量为：
V’=25％×V=25％×120=30（m3/h）
每年用气量为：
V
a
’=25％×10×Va=25％×10×4.32×105=1.08×106（m3/a）
其中发酵罐个数为10个
6.4.3 发酵车间高峰无菌空气消耗量
V
max
=10×（V+V’）=10×（120+30）=1500（m3/h）
6.4.4 发酵车间无菌空气年耗量
V
t
=10×75×（V+V’）×48=10×75×（120+30）×48=5.4×106（m3/a）
其中发酵罐个数10个，每年发酵批次75批；发酵周期48h
6.4.5 发酵车间无菌空气单耗
根据设计，实际青紫霉素年产量m
实际
=10吨，故发酵车间无菌空气单耗为：
V0=V
t
÷G=5.4×106÷10=5.4×105（m3/t）
10 T / a青紫霉素发酵车间无菌空气衡算表
发酵罐公称容积(m3) 单罐通气量
（m3/h）
种子培养耗
气量（m3/h）
高峰空气
耗量（m3/h）
年空气耗
量（m3）
空气单耗
（m3/t）
10 120 30 1500 5.4×106 5.4×105 7. 主要工艺设备的设计和选型
7.1 设备设计与选型的原则
从设备的设计选型情况，可以反映出所设计工厂的先进性和生产的可靠性。因此在设备的工艺设计和选型时应该考虑如下原则：
（1）保证工艺过程实施安全可靠（包括设备材质对产品质量的安全可靠；设备材质强度的耐温、耐压、耐腐蚀的安全可靠；生产过程清洗、消
毒的可靠性等）。
（2）经济上合理，技术上先进。
（3）投资省，耗材料少，加工方便，采购容易。
（4）运行费用低，水电汽消耗少。
（5）操作清洗方便，耐用容易维修，备品配件供应可靠，减轻工人劳动强度，实施机械化和自动化方便。
（6）结构紧凑，尽量采用经过实践考验证明确定性能优良的设备。
（7）考虑生产波动与设备平衡，留有一定裕量。
（8）考虑设备故障及检修的备用。
（9）发酵罐生产能力、数量和容积的确定。
7.2 发酵罐的选型
7.2.1 发酵罐容积的确定
选用单罐公称容量为10m3的六弯叶机械搅拌通风发酵罐，其总容积为10.8 m3。
7.2.2 生产能力计算
每天需要发酵液量V=41m3
设发酵罐装料系数Φ=0.8，
则每天需要发酵罐的总容积V
=41/Φ=51.25m3
7.2.3 罐个数的确定
设需要发酵罐的个数为N
1
，公称容量为10m3的发酵罐，总容积为10.8 m3，根据公式有
N
1=V
×t÷（V
总
×24）=51.25×48÷（10.8×24）=9.49（个）
其中：发酵生产周期t=48h，一天为
每天需要发酵罐的总容积V
=51.25 m3 故取公称容积10 m3发酵罐10个。
7.2.4 主要尺寸的计算
已知V
全=V
筒
+2V
封
=10.8m3；封头折边忽略不计，以方便计算。
则有V
全
=0.785D2×2D+（π/24）D3×2=10.8，H=2D；
解方程得：1.57D3+0.26D3=10.8，而D=1.8，故H=2D=3.6m；
据《发酵工厂工艺设计概论》附录表一15，得封头高H封=h
a +h
b
=450+50=500(mm)
验算全容积V全：
V’
全=V
筒
+2V
封
=0.785D2×2D+（π/24）D3×2+0.785D2×0.05×2
=0.785×1.82×3.6+π/12×1.83+0.785×1.82×0.05×2=10.9（m3）
与V
全
=10.8 m3相近
7.2.5 冷却面积的计算
为保证发酵在最旺盛、微生物消耗基质最多及环境气温最高时也能冷却下来，必须按照发酵生成热最高峰、一年中最热的半个月的气温下，冷却水可能达到的最高温度的恶劣条件下，设计冷却面积。
计算冷却面积使用牛顿传热定律公式，即
F=Q/(K×△t m)
对于青紫霉素发酵，每1 m3发酵液，每小时传给冷却器的最大热量约为
4.18×6000 KJ/（m3/h）
采用竖式列管换热器，取经验值K=4.18×500 KJ/（m3.h.℃）
平均温差△t m：△t
m =（△t
1
-△t
2
）/（ln（△t
1
/△t
2
））
32℃→ 32℃
20℃→ 27℃
代入，得△t
m
=（12-5）/（ln12/5）=8℃
对公称容量10m3的发酵罐，每天装2罐，每罐实际装液量为41/ 2=20.5（m3）换热面积F=Q/（K.△t m）=4.18×6000×20.5/(4.18×500×7.28)=30.8（m2）7.3 种子罐的选型
种子罐选型同发酵罐一样，选用机械搅拌通风发酵罐
7.3.1 种子罐容积和数量的确定
按接种量的15％计算，种子罐的容积V
种=V
总
×15％=10.8×15％=1.28m3
由于种子罐和发酵罐是对应上料的，每个生产周期需要发酵罐10个，所有就需要种子罐10个种子罐培养时间为30小时。
7.3.2 主要尺寸确定
种子罐仍采用几何相似的机械搅拌通风发酵罐。H:D=2:1；则种子发酵罐总
容量V’
总=2V’
封
+V’
筒
；简化计算方程如下：
V’
总
=0.785D2×2D+（π/24）D3×2=2.2，整理后，1.57D3+0.26D3=1.3，解方程得，D=0.89；圆整到推荐的系列尺寸，取D=0.9m，则
H=2D=2×0.9=1.8m
查相应表得封头高H’
封
=225+25=250（mm）
罐体总高H’
罐=2H’
封
+2H’
筒
=2×250+1800=2300（mm）
单个封头容量V’封=0.785D2×0.025+（π/24）D3=0.112（mm）封头表面积S
封
=0.96（m2）
圆筒容量V’筒=0.785D2×2D=0.71.3685×0.92×1.8=1.14（m3）
不计封头容积，V’
有效=V’
封
+V’
筒
=0.112+1.14=1.252（m2）