第八章 发酵过程中质量和能量衡算

5 物料衡算5．1 全厂物料衡算的内容淀粉原料酒精厂的物料衡算包括两部分，第一部分是生产过程全厂总物料衡算，主要计算内容有：8.1.1 原料消耗的计算，主要原料为木薯，其它原料有淀粉酶、糖化酶、硫酸、硫酸铵等。

8.1.2 中间厂品，蒸煮醪、酒母醪、发酵醪等。

8.1.3 成品、副产品以及废气、废水、废渣既酒精、杂醇油。

二氧化碳和废糟等。

5．2 原料消耗的计算5.2.1 淀粉原料生产酒精的总化学反应式为：糖化：（1）162 18 180 发酵： （2）180 46 44 5.2.3 生产1000kg 无水酒精的理论淀粉消耗量由（1）和（2）式可求得理论上生产1000kg 无水酒精所消耗的淀粉量为：5.2.4 生产1000kg 国际燃料酒精的理论淀粉消耗量国标食用酒精乙醇含量在95％（体积分数）以上，相当于92.41％（质量分数），故生产1000kg 燃料酒精成品理论上需淀粉量为：1760.9×92.41％=1627.2 (kg) 5.2.5 生产1000kg 燃料酒精实际淀粉耗量612625106)O H nC O nH O H C n →+（252612622CO OH H C O H C +→)(9.1760921621000kg =⨯实际上，整个年产过程经历原料处理、发酵及蒸馏等工序，要经过复杂的物理化学和生物化学反应，产品得率必然低于理论产率。

假定发醇阶段系统设有酒精捕集器，则淀粉总损失率为8.55%,故生产1000kg 用酒精需淀粉量为：5.2.6 酒精生产给各过程各阶段淀粉损失如表所示5.2.7 这个原料消耗水平相当于淀粉出酒率为91.45%，这达到了我国现阶段木薯原料生产酒精的先进出酒率水平。

5.2.8 生产1000kg 燃料酒精木薯原料消耗量据基础数据给出，木薯原料含淀粉70%，故1吨酒精耗薯干量为：5.2.9 α-淀粉酶消耗量应用酶活力为2000u/g 的α-淀粉酶使淀粉液化,促进糊化,可减少蒸汽消耗。

化工原理物料衡算和热量衡算引言化工工程涉及许多物料的处理和转化过程，同时也需要考虑热量的平衡。

物料衡算和热量衡算是化工原理的重要内容，对于工程实践和过程优化具有重要的意义。

本文将介绍化工原理中的物料衡算和热量衡算的基本原理和计算方法。

物料衡算物料衡算是指对于化工工程中物料流动和转化过程的计算和分析。

在化工工程中，物料的流动和转化是实现各种反应和分离操作的基础，因此正确的物料衡算是保证工程设计和操作的关键。

在物料衡算中，我们通常需要考虑以下几个方面： 1. 物料的质量衡算：即对物料的质量输入和输出进行计算和分析。

对于物料的质量衡算，我们需要注意物料流动的平衡原则，即质量的输入必须等于输出。

2. 物料的能量衡算：即对物料的能量输入和输出进行计算和分析。

能量的输入和输出会影响物料的温度和相变过程，因此在能量衡算中需要考虑物料的热力学性质。

3. 物料的流动速度衡算：即对物料流动速度进行计算和分析。

物料的流动速度决定了反应和分离操作的效率，因此在物料衡算中需要合理地确定流量和速度的关系。

4. 物料的浓度衡算：即对物料中组分浓度的计算和分析。

物料的浓度会影响其反应和分离的速率和效果，因此在物料衡算中需要考虑不同组分浓度的变化规律。

物料衡算通常使用质量守恒和能量守恒等基本原理进行计算。

同时，还可以利用化学反应平衡的原理和质量流动的平衡原则进行衡算过程中的参数确定。

热量衡算热量衡算是化工工程中热力学过程的计算和分析。

在化工工程中，热量的平衡是保证反应和分离操作能够正常进行的基础。

热量衡算需要考虑以下几个方面： 1. 热量的输入和输出：即对于热量的输入和输出进行计算和分析。

在化工工程中，我们通常需要对热量的输入和输出进行平衡，以保证工程操作的稳定性。

2. 热量的传递和转化：即对于热量的传递和转化过程进行计算和分析。

热量的传递可以通过传导、对流和辐射等方式进行，因此在热量衡算中需要考虑传热方式的影响。

3. 热平衡的计算：即对于反应和分离过程中热量平衡的计算和分析。

葡萄酒工厂生产热量衡算
葡萄酒工厂的热量衡算通常涉及以下几个方面：
1. 葡萄的处理：葡萄酒制作的第一步是将葡萄压榨成葡萄汁，这一过程需要消耗一定的热量。

通常来说，葡萄压榨机使用的动力和设备本身的运行都会产生热量。

需要计算这些能量的消耗。

2. 发酵过程：葡萄汁在发酵过程中会转化为酒精和二氧化碳，这个过程会产生热量。

发酵过程中需要控制温度，以保证发酵的顺利进行。

因此，需要计算发酵过程中产生的热量，并确定需要的冷却和加热设备。

3. 筛选和澄清过程：葡萄酒在发酵后需要经过一系列的筛选和澄清过程，以去除固体杂质和悬浮物。

这些过程通常需要使用特殊的设备和能源，并会产生相应的热量。

4. 瓶装和贮存：葡萄酒在瓶装和贮存的过程中，可能需要进行热处理，以确保产品的质量和稳定性。

需要计算这些热处理过程中产生的热量，并确定需要的加热和冷却设备。

总之，葡萄酒工厂生产热量的衡算需要考虑从葡萄的处理到最终产品的瓶装和贮存过程中产生的热量。

这些热量的计算和管理，有助于提高工厂的能源利用效率和减少对环境的影响。

微生物生化反应的质量和能量衡算§ 微生物生化反应的质量和能量衡算一、基本内容微生物反应过程的特点1. 微生物微生物反应是生物化学反应，通常是在常温、常压下进行。

2. 反应中参与反应的培养基成分多，反应途径复杂，因而在微生物生长的同时往往还伴随着生成代谢产物反应。

3. 微生物反应还受到众多外界环境因素的影响。

如果只对微生物反应过程做概念性描述，可表示为：营养物质（碳源、氮源、氧及无机盐）＝新微生物细胞+ 代谢产物 + 二氧化碳此式不是计量关系式。

在生物工业中，有些行业，如酵母生产，只要求菌体的产生，不希望产生其他产物；乙醇工业中，由于是厌氧反应，因此，氧和水项等于零。

另一些行业，如氨基酸、酶制剂、抗生素和有机酸等生产，上式各项都不能少。

质量和能量衡算在工程上的意义通过质量和能量衡算，可以了解反应物和生成物之间定量关系，反应过程需要消耗和释放多少能量。

通过反应过程衡算式有已知量可以求出未知量。

所以它是研究反应过程的一个有效手段，对解决工程问题特别有用。

对各元素进行原子衡算。

如果碳源由C、H、O组成，氮源为NH3，细胞的分子式定义为CH x O y N z，忽略其他元素，可用下式表示微生物反应：CH m O n + aO2 + bNH3 = cCH x O y N z + dCH u O v N w + eH2O + fCO2CH m O n ------ 碳源的元素组成；CH x O y N z------ 细胞的元素组成；CH u O v N w ------- 产物的元素组成；下标 mnuvwxyz----- 与一个碳原子相对应的氢、氧、氮的原子数。

评价微生物生物代谢机能的重要指标----- 呼吸商（respiratory quotient, RQ) RQ = CO2生成速率/O2消耗速率例：乙醇为基质，耗氧培养酵母，反应方程为：C2H5OH + aO2 + bNH3 = c(CH1.75N0.15O0.5) + dCO2 + eH2O呼吸商RQ=0.6。