【正文】 = 2103()5??? = PwP 符合標(biāo)準(zhǔn)。 鍋體下封頭的選擇與厚度計算 本麥汁煮沸鍋下封頭選用橢圓形封頭。橢圓形封頭的厚度計算式可以用半徑為 Di 的半球形封頭厚度乘以 2 倍形狀系數(shù) K表示。 加上腐蝕裕量 C2，其設(shè)計厚度 （53）][2CPKStic?????式中 K—系數(shù) K 值，對于 =2 的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 K=P—設(shè)計壓力 MpaDi—圓筒內(nèi)徑 mm[σ]t—設(shè)計溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力 Mpaφ—焊接接頭系數(shù)或許用應(yīng)力折減系數(shù) φ≤1C2—腐蝕裕量 mm ???? =查鋼板厚度常用規(guī)格及其負(fù)偏差表，知 C1=； 名義厚度取 ；有效厚度 mm；其最大允許操作壓力：8)(89??? (54)ei][2???? = 813.? = P 總 Pw 符合標(biāo)準(zhǔn)。30 / 51 鍋體上封頭的選擇與計算上封頭選用無折邊錐形封頭。取 Pc=，設(shè)計溫度 t=150℃，焊縫系數(shù) φ=，選用 0Cr18Ni9GB/T14976 在設(shè)計溫度下其許用應(yīng)力[σ] t=103Mpa，錐殼下端內(nèi)直徑 Di=5500mm，錐殼半頂角α=30176。，取腐蝕裕量 C2=1mm。無折邊錐形封頭的設(shè)計壁厚 的計算式：cS2cos1][2CPtic ???????式中 —半錐頂角，以度為單位?=???查鋼板厚度與負(fù)偏差表?？芍?C1=； 名義厚度取 ； 有效厚度：mm9)8.(???錐體殼最大的薄膜應(yīng)力應(yīng)為大端處的環(huán)向應(yīng)力 ???cos2max2PD式中 —為錐形封頭壁厚? ??? =因 故錐殼無需進行局部加強。,][3max2t?? 內(nèi)加熱器的計算采用列管式換熱器 [12]。冷流體麥汁溫度從 70℃升溫至 100℃；飽和蒸汽壓 的飽和蒸汽，進口溫度為 120℃，出口溫度為 85℃。表 51 麥汁和水蒸氣物性數(shù)據(jù)表31 / 51項目 密度/kgm3比熱容/kJkg 1℃ 1粘度/PaS熱導(dǎo)率/kgm1℃麥汁 1043 2103 0．457水蒸氣 0．2810 30．586根據(jù)熱量衡算，飽和蒸汽每小時耗量為 。（1）試算和初選換熱器的型號計算熱負(fù)荷和蒸汽流量蒸汽流量 qm，由熱量衡算知，麥汁煮沸過程蒸汽耗量 Q 為 106kJ。熱負(fù)荷由單位換算知 ??蒸汽流量kg/()mpqCt??計算兩流體的平均溫度差。先求逆流時平均溫差△ ℃.7????假設(shè)換熱器流體流動為錯流，由圖查得 =?△ = △ ==℃折mt39。t初選換熱器規(guī)格 根據(jù)兩流體的情況，假設(shè) K 估 =6279W/(m2℃)傳熱面積 A 估 應(yīng)為m2????AmQt估兩流體均不發(fā)生相變的傳熱過程。為減少熱損失和充分利用麥汁的熱量。可采用麥汁走殼程，蒸汽走管程。兩流體平均溫差 ℃，???熱補償。 流速的選擇：管內(nèi)流體流速取 u=；管子采用普通無縫鋼管 25mm 其內(nèi)經(jīng)為 =，外徑為 = ?2d1d32 / 51估算單程管子根數(shù)。 kg/h52109.??mq=49 根2239。 ? 根據(jù) ，估算管子長度為估A 39。39。????若采用 4 管程，則每程管長 l=，由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)，選定 9061256I 型換熱器，有關(guān)參數(shù)如下。表 51 列管式換熱器數(shù)據(jù)表項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù)殼經(jīng)/mm 600 管長/m 6公稱壓強/Mpa 管子總數(shù) 308管程數(shù) 4 管子排列方法 正方形斜轉(zhuǎn)45176。殼程數(shù) 1 管中心距/mm 32管子尺寸/mm 25?折流擋板間距/mm200實際傳熱面積 折流板型式 圓缺型由于取折流擋板間距 h=200mm，擋板數(shù)應(yīng)為???hlNB（1）校核總傳熱系數(shù) K管程對流傳熱系數(shù) α2，管程流通面積 ?????NpndAm/s..19522qum??????33 / 51 ???? (.)(154)()??? ??殼程對流傳熱系數(shù) 1 )(()(???????流體通過管間最大截面積m2063.)()1(0 ????tdhDS水蒸氣的流速 ssqum/???管子正方形排列的當(dāng)量直徑.)43.()4( 212 ?????????dte ??eu331 ?????pC殼程中麥汁被加熱，取 ，所以：.)(? )()283.. ?????? =℃污垢熱阻 管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別取m2℃/W， = m2℃/?sR2sR34 / 51總傳熱系數(shù)大，鋼的導(dǎo)熱率 =45W/(m2℃)總傳熱系數(shù) K? . .?????????(55) K= W/(m2℃)傳熱面積 A????折mtKQ安全系數(shù) %.? 故所選擇的換熱器是合適的。 換熱器的面積m2()QFKtT????? 換熱器蒸汽進管的計算在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量 Q6 最大，且知煮沸時間為 90min，熱效率95%，故蒸汽進口管能滿足最大進汽量，就滿足該設(shè)備的需要。由之前的計算可知：Q max=106kJ Dmax=Qmax ——每小時最大蒸汽耗量 ， kJ/hD 最大 —最大蒸汽耗量，kg/h采用兩管進蒸汽 ρ=， kg/??m3/?35 / 51蒸汽流速取 V=30m/s ????d=圓整到 d=260mm, μ= 4Vs/(πd2 )=[20,40]。符合要求。 麥汁排醪管徑計算設(shè)排醪時間為 20min。在煮沸鍋中的容積為 ，則流量：m3/h??????設(shè)流速 u=()du?d=所以取排醪出口的直徑為 194mm。選取 200mm。 麥汁倒醪入口管徑計算設(shè)排醪時間為 20min，在過濾沉淀槽的容積為 m3 ，則流量m3/??設(shè)流速u=()du??d=取排醪入口的直徑為 200mm 鍋重及支座選型 柱錐半 球總 mm?? ）（柱柱 ???DHV780（56）36 / 51780()???=???A ????????????= . .?= kg柱錐半 球總 mm??1852..1802.=由物料衡算可知，100kg 混合原料煮沸前的麥汁量為 ，則進入煮沸鍋的麥汁量為(18366 )/2= ，取鍋體重 6 ，酶液重 56 ，則總體重為 62kgtt，選用 8 個支座；每個支座承擔(dān)的負(fù)荷為 Q=62/8= ，選用 A 型懸掛式支座查表t得 [13]，支座的支撐面積為 ，支撐面上的單位壓力為 ，尺寸為 ： H=395mm b=250mm δ=10mm a=230mm c=315mm f=115mm δ 1=16mm 升氣管取煮沸鍋升氣管的面積為料液面積的 ，設(shè)煮沸鍋升氣管的直徑為 d14022dD?d= 人孔人孔削弱了容器的強度，同時增加了漏液的機會。人孔必須考慮在成年人能夠進出的前提下，尺寸應(yīng)盡量小些。由于設(shè)備內(nèi)徑大，頂蓋和筒體上都應(yīng)設(shè)置一個人孔。一般選用 DN400mm 人孔。37 / 51 視鏡視鏡除受工作壓力外，還要承受高溫、熱應(yīng)力作用。選用 DN125mm 可供兩只眼睛窺視。視鏡選型為 JB593643第 6 章 啤酒廠的三廢治理 三廢治理啤酒工業(yè)廢水主要含糖類，醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于38 / 51腐敗，排入水體要消耗大量的 溶解氧，對水體環(huán)境造成嚴(yán)重危害。啤酒廢水的水質(zhì)和水量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的啤酒廢水，有機物含量也處于高峰。 啤酒廠廢水來源啤酒廢水主要來自麥芽車間（浸麥廢水） ，糖化車間（糖化，過濾洗滌廢水） ，發(fā)酵車間（發(fā)酵罐洗滌，過濾洗 滌廢水） ，灌裝車間（洗瓶，滅菌廢水及瓶子破碎流出的啤酒）以及生產(chǎn)用冷卻廢水等。 啤酒工業(yè)廢水主要含糖類，醇類等有機物，有機物濃度較高，雖然無毒，但易于腐敗，排入水體要消耗大量的 溶解氧，對水體環(huán)境造成嚴(yán)重危害。國內(nèi)啤酒廠廢水中：CODcr 含量為：1000～2500mg/L，BOD5 含量為：600～ 1500mg/L，該廢水具有較高的生物可降解性，且含有一定量的凱氏氮和磷。 啤酒廠廢水的分類 啤酒廢水按有機物含量可分為 3 類：（1）清潔廢水如冷凍機冷卻水，麥汁冷卻水等。這類廢水基本上未受污染。 （2）清洗廢水如漂洗酵母水、洗瓶水、生產(chǎn)裝置清洗水等，這類廢水受到不同程度污染。（3）含渣廢水如麥糟液、 冷熱凝固物。剩余酵母等，這類廢水含有大量有機懸浮性固體。 啤酒廢水處理方法 鑒于啤酒廢水自身的特性，啤酒廢水不能直接排入水體，據(jù)統(tǒng)計，啤酒廠工業(yè)廢水如不經(jīng)處理，每生產(chǎn) 100 噸 啤酒所排放出的 BOD 值相當(dāng)于 14000 人生活污水的 BOD 值，懸浮固體 SS 值相當(dāng)于 8000 人生活污水的 SS， 其污染程度是相當(dāng)嚴(yán)重的，所以要對啤酒廢水進行一定的處理。 目 前 常 根 據(jù) BOD5/CODcr 比 值 來 判 斷 廢 水 的 可 生 化 性 ，處理啤酒廢水的方法多是采用好氧生物處理，也可先采用厭氧處理，降低污染負(fù)荷，再用好氧生物處理。 目前國內(nèi)的啤酒廠工業(yè)廢水的污水處理工藝，都是以生物化學(xué)方法為中心的處理系統(tǒng)。80 年代中前期，多數(shù)處 理系統(tǒng)以好氧生化處理為主。由于受場地、氣溫、初次投資限制，除少數(shù)采用塔式生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤靠自然 充氧外，多數(shù)采用機械曝氣充氧，其電耗高及運行費用高制約了污水處理工程的發(fā)展和限制了已有工程的正常 使用或運行。 酸化—SBR 法處理啤酒廢水：其主要處理設(shè)備是酸化柱和 SBR 反應(yīng)器。這種方法在處理啤酒廢水時， 在厭氧反應(yīng)中，放棄反應(yīng)時間長、控制條件要求高的甲烷發(fā)酵階段，將反應(yīng)控制在酸化階段，這樣較之全過程 的厭氧反應(yīng)具有以下優(yōu)點： 39 / 51（1）由于反應(yīng)控制在水解、酸化階段反應(yīng)迅速，故水解池體積??； （2）不需要收集產(chǎn)生的沼氣，簡化了構(gòu)造，降低了造價，便于維護，易于放大； （3）對于污泥的降解功能完全和消化池一樣，產(chǎn)生的剩余污泥量少。同時，經(jīng)水解反應(yīng)后溶解性 COD 比例大 幅度增加，有利于微生物對基質(zhì)的攝取，在微生物的代謝過程中減少了一個重要環(huán)節(jié)，這將加速有機物的降解， 為后續(xù)生物處理創(chuàng)造更為有利的條件。 副產(chǎn)物的利用現(xiàn)代農(nóng)副產(chǎn)品加工工業(yè)為了避免和減少環(huán)境污染、為了使寶貴的資源得到最大限度地有效利用，必須把生產(chǎn)中的廢氣、廢渣、廢水回收和利用，進一步開發(fā)加工制成有價值的產(chǎn)品。 麥糟的利用啤酒在糖化過程中的部分不溶解物質(zhì)及麥芽和不發(fā)芽谷物構(gòu)成麥糟，主要是由麥芽的皮殼、葉芽、不溶性蛋白質(zhì)、半纖維素、脂肪、灰分及少量的未分解淀粉和未洗出的可溶性浸出物等組成。麥糟中含有較高的蛋白質(zhì)并得到了適度的溶解，因此是作為飼料的最佳原料，作為飼料它的消化率極高，特別適合作牛、馬飼料。 二氧化碳的回收二氧化碳是啤酒發(fā)酵中最主要的副產(chǎn)物，同時二氧化碳又是必不可少的重要原料。二氧化碳合理應(yīng)用對改進釀造工藝、提高啤酒的質(zhì)量起著重要的作用。過濾后得到清酒，并同時充入二氧化碳，使之在短時間內(nèi)溶解和過飽和，簡單并有效地達到控制成品啤酒中二氧化碳的含量的目的。在近代啤酒完成啤酒生產(chǎn)過程操作中，為了避免啤酒接觸空氣中氧，減少啤酒中溶解氧、均需要二氧化碳作背壓、備壓、以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性和風(fēng)味穩(wěn)定性。啤酒生產(chǎn)中二氧化碳的回收方法：現(xiàn)代回收二氧化碳，包括如下單元操作：收集→洗滌→壓縮→凈化→干燥→冷卻→液化→貯存或裝瓶在液化回收二氧化碳時，常采用如下方法：高壓回收，低壓回收。40 / 51結(jié) 論在近兩個月的畢業(yè)設(shè)計中，我認(rèn)真地對其進行計算及撰寫，并在老師的指導(dǎo)之下，完成了對 15 萬噸 12176。P 經(jīng)典啤酒廠（重點設(shè)備煮沸鍋）的設(shè)計。本課題設(shè)計的重點設(shè)41 / 51備是煮沸鍋，對煮沸鍋的容積、殼體材料、管徑、法蘭和列管式換熱器等進行了設(shè)計、計算和論證，并繪制了煮沸鍋的裝配圖。重點工段是糖化工段的設(shè)計，對整個工藝流程進行了選擇和論證，并繪制了詳細(xì)的工藝流程圖。最后對工廠中的三廢處理進行設(shè)計整理。糖化工藝—雙醪浸出糖化法工藝的最終確定是這次設(shè)計的關(guān)鍵。設(shè)計物料比為 1:3，采用雙醪浸出糖化法對物料進行糖化，通過對糖化過程中糖化時間、溫度的控制從而對所產(chǎn)啤酒進行質(zhì)量上的控制。本次設(shè)計重點為煮沸鍋，對煮沸鍋的大小及材料進行設(shè)計選擇，從而完成對設(shè)備的設(shè)計。選擇煮沸工藝為低壓煮沸工藝，通過對壓強的控制實現(xiàn)煮沸過程中對能量損失的降低，節(jié)約能源，完成設(shè)計。繪制流程圖及工藝圖，說明各段反應(yīng)及時間，準(zhǔn)確控制生產(chǎn)步驟。控制啤酒生產(chǎn)過程中三廢的產(chǎn)生，減少廢水、廢氣的產(chǎn)生，對所產(chǎn)