制药发酵行业如何计算蒸汽量

制药发酵行业如何计算蒸汽量

一般制药行业是比较高精尖的行业,培养基的灭菌是否彻底,发酵罐的温度是否精准,直接影响每一批料的成败。稳定充足的蒸汽就变得十分重要,蒸汽发生器选小了影响生产效率和品质,设备选大了造成能源和资金的浪费。

首先我们要计算蒸汽量,需要知道哪些地方用到蒸汽:

• 发酵灭菌工艺,是用气量最多的地方,它需要把物料培养基,从初始温度加热到灭菌温度121度,并且需要维持一段时间,才能达到灭菌效果。

2、发酵保温过程,需要持续的通入蒸汽来维持恒温,一般需要持续几十个小时或者上百个小时。

3、配料罐和种子罐灭菌,也需要用到蒸汽加热。一般计算蒸汽量的时候,要按照蒸汽用量的峰值来计算,如果厂里有几个罐需要同时灭菌和维持恒温的话所需要的蒸汽总量就是灭菌升温的蒸汽量+维持恒温的蒸汽量。但是一般情况下,生产都是错开时间的,大部分升温灭菌阶段,就是使用蒸汽的峰值了。

估算公式:蒸汽量≈[﹙物料质量×水的比热﹚+﹙罐体质量×不锈钢的比热﹚]×温差÷(蒸汽焓值×热损耗×加热时间)

我们来举例计算一下:有一个10吨的发酵罐,每批8吨液体培养基,要求1个小时完成加热阶段,0.5小时的灭菌恒温。我们来计算一下发酵罐的灭菌升温阶段及维持灭菌121度需要多少蒸汽量?

我们先把参数列一下:

物料质量:8吨=8000KG、水的比热:1大卡、罐体质量:3000KG、不锈钢比热:0.12大卡、温差:121-20=101度、蒸汽焓值:600大卡、热损耗10%、加热时间:1小时。

代入公式:[﹙8000×1﹚+﹙3000×0.12﹚]×101÷(600×0.9×1)≈1563KG也就是发酵罐灭菌升温阶段需要1.5吨的蒸汽量。

维持恒温就是为了弥补散热损失,通常恒温阶段用的蒸汽量是加热阶段的10%-30%,如果需要计算,公式是一样的,就是温差不一样。按一个小时罐内温度降10度计算,计算出来大概蒸汽量需求150KG左右。

这种情况我们应该怎么选择蒸汽发生器呢?

最好的方案就是选择模块式的,例如:威特斯蒸汽发生器,400KG蒸发量一个模块。选择4组,也就是1.6T/小时蒸发量。这样有什么好处呢?

如果选择单体1.5吨的蒸汽发生器,峰值用气量只有一两个小时,维持恒温阶段,用气量小,设备大部分时间都在低负荷运行,并且会频繁的启停,造成燃气的浪费,设备故障等。

威特斯蒸汽发生器,模块结构,生产蒸汽需求量在峰值的时候,设备全开。恒温阶段用气量小的时候,可只开一个模块,就可以了。

最后我们还是要根据客户实际的生产工艺来做方案,为客户推荐更合适的蒸汽发生器应用方案。