落尽梨花年产1000吨苏云金芽孢杆菌的发酵车间工艺设计
吸热为负，则q°r=－ΔH°。标准反应热的数据可以在《化学工程手册》（第一册）或《化学工艺设计手册》（下）中查到；当缺乏数据时用标准生成热或标准燃烧热求得。
（1）用标准生成热求q°r，其公式为
qr???vqf?kJ/mol式中 v—反应方程中各物质的化学计量数，反应物为负、生成物为正；
qf??标准生成热 kJ/mol。（2）用标准燃烧热求q°r，其公式为
?qr???vqckJ/mol式中 ν—反应方程中各物质的化学计量数，反应物为负、生成物为正；
?qc?标准燃烧热 kJ/mol。
（3）标准燃烧热的计算
理查德认为：有机化合物的燃烧热与完全燃烧该有机化合物所需的氧原子数成直线关系。即：Richard认为：有机化合物的燃烧热与完全燃烧该有机化合物所需的氧原子数成直线关系。即：
?qc? ?a＋x?b(kcal/mol)
式中 a、b—常数，与化合物结构相关，其值见《化工工艺设计手册》（上册第二篇P884-888表21-119）；
X—化合物完全燃烧时所需的氧原子数
?(4)q?f与qc的换算，有盖斯定律可得： ?qc?qf?? ?nq?ce(kJ/mol)
式中：qf?—标准生成热 kJ/mol；
?qc—标准燃烧热热 kJ/mol；
n—化合物中同种元素的原子数；?qce—元素的标准燃烧热热 kJ/（g?atom），其数值见表?2。
(5)不同温度下反应热qrt的计算
因反应恒定在t℃温度下进行，而且反应物及生成物在（25～t）℃范围内 均无相变化，则qtr计算公式为
t?qr? qr??t-25???vCp?kJ/mol
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?式中 qr—标准反应热kJ/mol；
v—反应应方程中各物质的学计计量数，反应物为负，生成物为正；
Cp—反应物或生成物在（25～t）℃范围内的平均比热容 kJ/kg·℃； t—反应温度 ℃。
表5—2 元素标准燃烧热一览表
4.4热量衡算
4.4.1反应过程的热量衡算 （1）酒糟原料 3341 Kg（25℃） 水：3341Kg
（2）豆粕原料138Kg（25℃） 杂质：30Kg
（3）母液 6490.45Kg（60℃） BT 0.45 Kg 酒糟3000 Kg 豆粕130 Kg 水3300 Kg 杂质：60Kg 计算过程 (1)Q1的计算：
Q1=ΣmtCp（以0℃为基准）
Cp 的求取：（即：0℃～25℃之间的平均比热容） ABT估算为1.4476； B豆粕估算为2.7043；
C水的Cp 可查阅《化学数据速查手册》上册第70页； D杂质的Cp用以上物质的平均值估算
表2
物质 温度 25℃
A 酒糟 1.4476
B 豆粕 2.7043
物质的Cp 值一览表
由以上计算可知：
C 水 4.1828
D 杂质 2.7782
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Q1-A=3341×1.4476×25=11005.05KJ Q1-B=138×2.7043×25=9329.835KJ Q1-C=3341×4.1828×25=349368.37KJ Q1-D=30×2.7782×25=2134.005KJ 所以：Q1= Q1-A＋Q1-B＋Q1-C＋Q1-D =401932.26kJ （2）Q4的计算：
Q4=ΣmtCp（以0℃为基准） Cp 的求取：
A BT的 Cp可根据“科普法则”估算而得；
C? =
?Can（kJ/kg?℃） M(1.8?6?2.3?12?2.6?4)?4.18
140.18=1.455158 kJ/Kg·℃
B酒糟估算； C豆粕估算；
D水的Cp 可查阅《化学数据速查手册》上册第70页； E杂质的Cp用以上物质的平均值估算
表3
物质 温度 60℃
2
A BT 1.746
1
B 酒糟 1.737
2
C 豆粕 3.245
4
D 水 5.019
0
E 杂质 2.937
物质的Cp 值一览表
由以上计算可知：
Q4-A =0.45×1.7462×60=47.1473KJ Q4-B =3300×1.7371×60=343945.8KJ Q4-C =130×3.2452×60=25312.56KJ Q4-D =3300×5.0194×60=993841.2KJ Q4-E =60×2.9370×60=10537.2KJ
所以：Q4=Q4-A+ Q4-B+Q4-C+Q4-D+Q4-E =1373683.907kJ
(3)Q3的计算：
BT生物反应热查看有关资料得出为1122976.17 （4）Q5＋Q6的计算
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据工艺要求，可以有：Q5＋Q6=5%～10%（Q5＋Q6＋Q4） 故取Q5＋Q6=8%（Q5＋Q6＋Q4）=119450.7739 （5）Q2的计算
∵Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5＋Q6 ∴Q2 =Q4＋Q5＋Q6－Q1－Q3
=1373683.90+119540.7739-401932.26-1122976.17 =-31.6837kJ （6）冷却剂的消耗量：
W=-Q2
C(Tk-Th)Th：冷却剂的初温为-5℃；
Tk：放出的冷却剂的末温为15℃；
C：冷却剂的比热容（-5℃与15℃之间的平均比热容），可查阅《化工工艺设计手册》第647 页
可得：2.8197KJ/kg·℃
则：w为0.56kg
所需冷冻盐水量为：0.56Kg。
4.4.2过滤和离心过程的热量衡算 浓缩液3300 Kg 乌洛托品0.45 Kg 杂质60 Kg 水3300Kg
离心和过滤后： 滤饼 2000 Kg 水3000Kg
乌洛托品0.45×99.9%=0.45 Kg 杂质200Kg
计算过程 （1）Q1的计算： Q1即上工段带来的Q4 （2）Q4的计算：
Q4=ΣmtCp（以25℃为基准）
所以：Q1= 1373683.907
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所以： Q4=－0.2 Q1=-274736.7814kJ （3）Q3的计算：
① 化学反应热：此过程没有发生化学反应，故化学反应热为0KJ； ② 状态变化热：
结晶热：（有0.01kg 的BT结晶出来）
乌洛托品的结晶热可以近似采用其熔融热，对于有机物：
?Hm?TmKM
根据文献记载：BT的熔点为130～134℃，用405.15K计算，系数取13.5：
405.15?Hm??13.5?39.02kcal/mol?163.11kJ/mol
140.185467?1000则结晶热为：?(?163.11)??6361266.73kJ
140.18则结晶热为：【0.01X1000X（—163.11）】/140.18=-11.63 所以：Q3=11.63kJ （4）Q5＋Q6的计算
据工艺要求，可以有：Q5＋Q6=5%～10%（Q5＋Q6＋Q4）
取Q5＋Q6=8%（Q5＋Q6＋Q4）
Q5＋Q6=-23890.08kj （5）Q2的计算：
∵Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5＋Q6 ∴Q2 =Q4＋Q5＋Q6－Q1－Q3
=-274736.781+(-23890.08)-1373683.907-11.63=-1672322.128kJ （6）冷却剂的消耗量：
W=-Q2
C(Tk-Th)Th：冷却剂的初温为-25℃； Tk：放出的冷却剂的末温为-10℃；
C：冷却剂的比热容（-15℃与-10℃之间的平均比热容）：选取25%NaCl冷冻盐水，（见《化工工艺设计手册》上册，第二篇P847
可得：C=3.3022KJ/kg·℃ 则：w=101285.3327
所需冷冻盐水量为：101285.3327Kg。
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