【正文】 柱形的鍋身，則柱高為D/2,橢圓形狀的鍋底鍋底高為D/4。則V總=π（D/2）2（D/2）+πD3/24=πD3/6=，D=，圓整后D=5m。 煮沸鍋尺寸的計算（1）鍋體形式 煮沸鍋圓柱形的器身，橢圓形封頭及封底，：1—2：1，容量系數(shù)65%—75%，錐底角度以小于等于140度為宜[13]。（2）加熱方式 外加熱器，—。（3）煮沸程度要求10%或更高（4）材質(zhì) 鍋體一般用不銹鋼麥汁的密度ρ為1042kg/m3則V有效=G/ρ=（m3）則V總=V有效/φ=≈35（m3）設煮沸鍋的直徑為D，柱高為D/2，橢圓形狀的鍋底鍋底高為D/4。D=，則D=（m），則柱高為D/2=（m），鍋底高為D/4=（m）。 過濾槽尺寸的計算過濾槽為圓柱的器身，平底的鍋底，G混合=19550kg，麥汁的密度ρ為1083kg/m3，則V有效=G/ρ=19152/1083=（m3）。則V總=V有效/φ=設過濾槽的直徑為D，則柱高為D/2則V總=π（D/2）3 =（m3），求出D=（m），柱高H=D/2= 。 回旋沉淀槽的尺寸計算，V總=V有效/φ=（m3）V總=π（D/2）3D=（m），柱高H=D/2=（m）。 薄板冷卻器尺寸計算薄板冷卻器：采用一段冷卻的方式，設麥汁進回旋沉淀槽后的溫度為95℃冰水的溫度為4℃。麥汁 95℃＞8℃ 冰水4℃＞80℃Q=G4. 18（958）=6642728（kJ）Δt1=15℃ Δt2=4℃ Δt=（Δt1Δt2 ）/ lnΔt1/Δt2 （46） =℃ F= Q / KΔt （47） =6642728/8000=（m3）K=8000kJ/(. ℃) K為850—2850，按人字型波紋形式，單臺換熱器的換熱面積最大。 發(fā)酵罐的設計與選型 發(fā)酵罐數(shù)量的確定本設計采用錐底圓柱形發(fā)酵罐，目前國內(nèi)幾乎所有的廠家都用這種發(fā)酵罐。設錐形發(fā)酵罐的發(fā)酵周期為17天，所以對發(fā)酵罐個數(shù)的最低要求： N=nt+1=217+1=35（個）其中：n每天裝罐數(shù) t發(fā)酵周期 1備用罐個數(shù) 發(fā)酵罐體積的確定本次設計選用錐底發(fā)酵罐，由物料衡算可知。一日糖化7次。選用發(fā)酵罐的有效容積（三鍋裝一罐）為：Vs=3= m179。發(fā)酵罐H:D=—6:1,這里選用4:1。錐角60—85176。，這里選用60176。裝料系數(shù)取80%85%，這里取Φ=80%。%%，%。則容積為： V有=Vs(1+%) =（1+%） = m179。 V有效=V有/Φ=247。85%=179。主要尺寸比例： V圓柱=πD178。H/4 V橢圓=π/4[D178。（h+D/6）]=πD179。/24 V錐底=πD178。/12h=πD179。/24對此發(fā)酵罐采用標準橢圓形封頭為上封頭，60176。錐角的錐形封頭為下封頭，柱體部分高與直徑比為4:1。則可得：VO’=πD178。4D/4+πD179。/24+πD179。/24=(25+)πD179。/24D= m 取 D=4，則H=44=16m。 VO=π/44178。44+π/244179。+π/244179。 = m179。 圓整后取 VO=230 m179。最后圓整取VO=230 m179。的發(fā)酵罐體。校核： V有/V總=。 發(fā)酵罐材料的選擇本設備采用不銹鋼制作，0Cr18Ni9不銹鋼。因為發(fā)酵罐里面所裝的溶液是酸性的，而CIP清洗液中僅有堿性溶液，因此，選用材料必須耐酸耐堿耐腐蝕， 因此，材料應選用不銹鋼。(1) 發(fā)酵罐圓柱體部分壁厚確定：Sd=PcDi/(2【б】tΦPc)+C 上式：Pc設計壓力工作壓力的確定發(fā)酵罐的高度（不加橢圓封頭）即筒體與錐體的高度 H=44+/24= m封罐之前，由于與外界接觸，則罐內(nèi)的壓力只有液柱力，但如封罐以后，罐內(nèi)壓力上升。發(fā)酵罐內(nèi)的液體全部裝滿時的最高工作壓力為： P最高工作壓力=P表+P液柱=+pgh =+103106 = 所以，Pc== S=PcDi/(2【б】tΦPc) =4000/（2137） = mm式中： Di—發(fā)酵罐內(nèi)徑 4000 mm 【б】—不銹鋼許用應力【б】=137，出自《化工設備機械基礎(chǔ)》 P319 Φ—焊縫系數(shù)Φ=1，雙面對接頭100% C—壁厚附加量 C1—鋼板負偏差，C1= C2—腐蝕裕量，不銹鋼，腐蝕裕微量，一般單面腐蝕C2=1,雙面C2=2 C3—加工減薄量C3=0(冷加工C3=0，熱加工C3=1mm)Sd=S+C2= mm 查《化工設備機械基礎(chǔ)》P97表49得C1= 所以：Sn=+=圓整后取Sn=8mm罐的筒體厚度為8mm的0Cr18Ni9鋼板制作。在《發(fā)酵工廠設計概論》和工藝手冊中查得Dg=4000mm,一米高的筒節(jié)鋼板重790kg,則16米的筒體重： 79016=12640kg(2) 標準橢圓封頭壁厚計算一般中低壓容積采用橢圓形封頭，為了便于設計加工，本設計選用標準橢圓形封頭，也是用不銹鋼0Cr18Ni9制作起許用應力【б】t137 S=PcDi/(2【б】)+C =4000/(2)+ = mm 圓整后取Sd=8mm由《發(fā)酵工廠設計概論》表15和《材料與零部件》（上）得：表51 橢圓封頭系數(shù)公稱直徑曲面高度直邊高度內(nèi)表面積容積VбDg(mm)H1hF(㎡)m179。mm40001000508(3)罐底錐形封頭的設計選型選用不銹鋼【б】t=137的0Cr18Ni9制作，錐殼半頂角30176。，可選用無折邊不需加強錐形封頭，便于收集和卸除這些設備。 Sd=PcDi/(2【б】tΦPc)cosα+C =4000/（2）1/cos30176。+ =無折邊錐形封頭錐體大端與圓筒連接時，應按下述方法確定連接處錐殼大端厚度，以Pc/【б】tΦ與半頂角值查《化工設備機械基礎(chǔ)》圖415： Pc/【б】t=247。137= 在增加厚度區(qū)域需增加厚度，由下式計算得： Sr=QPcDi/(2【б】tΦPc) =4000/（2137） =圓整后取厚度為10mm，在任何情況下，加強段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度，錐殼加強段的長度L不得小于2=圓筒加強長度L應不小于2=圓錐體小端連接處的厚度無需加強，仍取10mm。(4)進料管及排酒管的直徑與選型本設計選用直型接管及進料管為同一管道，與派酵母也為同一管道。對于進料管與排酒管流量相差不大，可選用同一管徑的管子。179。由工廠實際經(jīng)驗知，一般裝滿一發(fā)酵罐麥汁需要6h，則進醪速度： Vs=V/τ=（64000） = m179。/s查《化工原理》（上）表11，—1m/s，取發(fā)酵醪流速u=。則管徑D===則管徑取125mm在《材料與零部件》（上）P154查得Φ1334的無縫鋼管內(nèi)徑為：di=125校核： u=4Vs/πdi178。=4(178。) =, （—1m/s范圍內(nèi)，所以可采用此管。） 表52 管法蘭連接尺寸 （mm）公稱直徑DNDKLThn12524020018M168(5)冷媒進出管由前面的冷量衡算可知，,設酒精密度 為804kg/m179。為三段冷卻，三個冷媒進口管。所以管內(nèi)流量為： Vs=(8044000) = m179。/s查《化工原理》酒精屬于低黏度流體，—。取冷媒流速u= m/s。則冷媒進出口管徑： D= = =取D=50 mm查《化工設備機械基礎(chǔ)》，其內(nèi)徑di= 校核 u=4Vs/πdi178。 =4（178。） = m/s （—，符合要求。）表53 管法蘭連接尺寸 （mm）公稱直徑DNDKLThn5014011014M124(6)發(fā)酵罐夾套的選取a．冷卻面積的計算F=Q/Kt（），則每罐放熱高峰：Q=V有==采用夾套安裝罐外壁，用間接冷卻法冷卻，冷卻介質(zhì)為酒精，分三段冷卻，冷卻介質(zhì)進出口溫度為8℃和0℃。發(fā)酵前期平均溫度：6℃→6℃ 8℃→0℃ 14℃→6℃△tm=（△t1 △t2）/In（△t1/ △t2） =（146）/In（14/6） =℃取夾套傳熱系數(shù)為K=220kJ/(m178。.h. ℃) ∴ 冷卻面積F=Q/K△ tm =（220） =178。發(fā)酵后期 平均溫差：6℃→1℃ 8℃→0℃ △t1=t1t2=6℃ △t2=t2t1=7℃ △tm=（△t1△t2）/In（△t1/△t2） =（67）/In（6/7） =℃ ∴冷卻面積F=Q/(K△tm) =(220) =178。由于發(fā)酵后期散熱較大，178。為準，一次冷媒直接蒸發(fā)冷卻。：一般為三段夾套冷卻，大概比例為上段30%、中段55%、下段15%，故： S上=30%=㎡ S中=55%=㎡ S下=15%=㎡上段距發(fā)酵液面15cm排列，中段在筒體的下部距支座底15cm向上排列，錐底盡可能接近排酵母口排列。各段高度：S上=㎡=πDh上 h上= mS中=㎡=πDh中 h中= mS下=㎡= h下= m(7) CO2排出管及CIP清洗管 CO2排出管與CIP清洗管都安放在封頭上，又設CO2管與清潔管徑一致，洗滌發(fā)酵罐經(jīng)過三次，第一次進堿，第二次進清水，第三次進消毒水。 m179。則洗滌體積流量Vs=Q/t=179。/s查《化工原理》（上）P20表11，，則管徑為 D==(4) = 取40mm查《化工設備機械基礎(chǔ)》P56表26，選用Φ45*，其內(nèi)徑為di= 校核：u=4Vs/πdi178。 =4178。 =，（在范圍內(nèi)，滿足要求。） 表54 管法蘭連接尺寸 （mm）公稱直徑DNDKLThn4013010014M124(8)其他選型 ： 查表得到溫度計的接管應選用Φ143的無縫鋼管 由《材料與零部件》，設備內(nèi)徑大于2500mm的應該有兩個入孔標準，橢圓封頭上的入孔選用Dg450的圓形入孔，普通碳鋼制造?？偢逪=233mm,另外封頭的試鏡取Dg125mm的。筒體的下部也安裝一個同樣的圓形入孔，也由普通碳鋼制造。 取樣塞主要作用是在發(fā)酵后期儲酒過程中，不同時間取發(fā)酵醪來檢測，看是否符合標準，情況是否正常，還能通過此口來檢測罐內(nèi)CO2的濃度，由于此流量不大，內(nèi)徑取10mm就夠了。 發(fā)酵工廠設備常用支座分為臥式支座和立式支座，其中臥式支座又分為支腿，圖型支座和鞍型支座三種，立式支座也分為三種：懸掛支座，支撐式和裙式支座。對于公稱容積為75立方米以上的發(fā)酵罐，由于設備的總重量較大，應選用裙式支座。本設計的罐體容積為230立方米，故選用裙式支座。第六章 重點設備——廢水處理設計啤酒廢水屬于高濃度有機廢水，COD濃度高，但所含有機物生化性較好，BOD5/，且不含其它有害或抑制微生物生長的物質(zhì)，目前，國內(nèi)同類企業(yè)均采用以生化為主的工