【正文】 繆禮鴻博士指導(dǎo) 對(duì)本設(shè)計(jì)提出了許多寶貴的意見，在此表示衷心的感謝！ 由于本人水平有限，錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，以便進(jìn)一步改正提高。都有了進(jìn)一步了解，特別是對(duì)發(fā)酵法生產(chǎn)酒精，對(duì)酒精生產(chǎn)的發(fā)酵車間有了更深的了解。 (5)冷卻水管： 有前所知，冷卻水量為： W＝ 所以 W＝ ＝ m3/s 取氺速為 v=1m/s 冷卻管直徑為： d＝ [(1 )] 1/2 = m 查金屬材料表選 38 25無縫鋼管。 管道截面積： F ＝ V 物 V ＝ ＝ m2 則管徑為： d2= (F/） 1/2 = m d1 d2 取 D＝ m 查金屬材料表 取 248。 （ 進(jìn)料管 ） 設(shè)管為物料與通風(fēng)共用，管底距罐底 25— 60 mm 之間，現(xiàn)取 30 mm 向下 單管。 L=620 cm （ 2）封頭厚度： 對(duì)上封頭，查表 δ 封 =22 cm 對(duì)下封頭，查表 δ 封 =24cm （ 3）冷卻外套壁厚： 由夾套直徑與筒體直徑關(guān)系： 3000≤ 3100 內(nèi) ≤ 4000 D 套 =D 內(nèi) +200 =3100+200 =3300mm 查表確定外套壁厚： δ 套 =11 mm （ 4）外套封頭壁厚： 查表， 取 δ 套封 =13 mm ： （ 1）檔板： 根據(jù)全檔板條件： （ B/D） Z= 式中 B—— 擋板寬度 B== 3100=310 mm D—— 罐徑 D=3100 mm Z—— 擋板數(shù) Z=（ D/B） =（ 3100/310） =5 取 Z=6 塊 （ 2）攪拌器： 種子罐采用六彎葉渦輪攪拌器，它有公認(rèn)的尺寸標(biāo)準(zhǔn)： 直徑 Di=~. 取 Di== 3100=930 mm 葉片寬度 h= Di= 930=186 mm 盤徑 φ = Di= 930= 弧長(zhǎng) r= Di= 930= mm 葉弧長(zhǎng) l= Di= 930= mm 攪拌器間距 ξ = Di=930 mm 底距 b=D/3=930/3=310 mm 攪拌器的轉(zhuǎn)速：根據(jù) 50L 罐， 470r/min ,使用 p/v 為基準(zhǔn)放大， 50L 罐 N1=470 r/min 攪拌直徑 Di=112 mm N2= N1（ D1/D2） 2/3 =470 （ 112/930） 2/3 =115 r/min ： （ 1）計(jì)算 Rem Rem= D2Nρ μ = 1080 =111600010000 是為湍流。 P= MPa C—— 壁厚附加值。 M= E—— 金屬的強(qiáng)性模量。 : 對(duì)帶夾套的容器 ,應(yīng)按 外壓容器計(jì)算壁厚 .考慮到冷卻水壓力與容器內(nèi)的壓力有不同的存在情況取水壓容器外壓 . (1) 用計(jì)算法求夾套內(nèi)的壁厚 : S=D[(mlp)/()] +C =310 [(3 620)/( 202100 310)]+ =+ = 式中 D—— 公稱直徑。 4. 冷卻面積計(jì)算（采用夾套冷卻） （ 1） 種子罐產(chǎn)生的總熱量： Q 總 = 1100 1080 10% 70%/70 = 447567(kJ/h) 式中 —— 每千克麥芽糖放出的熱量 kJ 230—— 發(fā)酵罐的總?cè)莘e (m3) —— 裝料系數(shù) 1080—— 發(fā)酵醪密度 (kg/m3) 10%—— 接種量 70%—— 發(fā)酵醪中麥芽糖含量 70—— 發(fā)酵時(shí)間（ t） （ 2） 夾套傳熱系數(shù)： 夾套傳熱系數(shù)在 （ 150— 250）之間 取 K= 250 kJ/(.℃ ) （ 3） 平均溫差： 種子培養(yǎng)溫度 30℃，水初溫 20℃，水終溫 25℃。 錐形發(fā)酵罐 個(gè) 數(shù) 12 全容積 （ m3） 1100 裝料系數(shù) 直徑 m 圓筒高 m 上封頭高 m 下封頭高 m 材料 A3 筒厚 cm 封頭厚 cm 接管直徑 cm 12 接管長(zhǎng)度 cm 15 支座 m 裙式支座 冷卻方式 蛇管冷卻 蛇管直徑 mm 53 蛇管間距 m 蛇管圈數(shù) 97 蛇管總高度 m 蛇管圈直徑 m 6 （二） 種子罐的計(jì)算與選型 1. 種子罐容積和數(shù)量的確定： V 種 =V 液 10% =1100 10% =99 m3 式中 V 液 —— 為發(fā)酵罐中發(fā)酵液的量 10%—— 接種量 取公稱容積為 100 m3的通用式發(fā)酵 2. 種子罐個(gè)數(shù)的確定 種子罐與發(fā)酵罐對(duì)應(yīng)上料，發(fā)酵罐平平均每天上 3 罐需種子罐 3 個(gè)，種子培養(yǎng)時(shí)間 12~20 小時(shí)，取 12 小時(shí)，輔助操作時(shí)間 8~10 小時(shí)生產(chǎn)周期約 20~20小時(shí)。設(shè) 5 小時(shí)排空。本設(shè)備采用 A3鋼制作，以降低設(shè)備費(fèi)用。 H= h 上 = h 下 = V 全 = （ H+h 上 /3+h 下 /3） 4 1100= （ ++） 40 D= H= h 上 = h 下 = V 全 = (++) = (4)總表面幾計(jì)算： 罐體圓柱部分表面積： A1=π DH = = m3 罐 頂 表面積： A 上 =π R( R2+h 上 2)1/2 = (+) = 罐 底 表面積： A 下 =π R( R2+h 下 2)1/2 = (+) = 罐體總表面積： A 總 = A1+ A 上 + A 下 =++= m2 3. 冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸： （ 1） 冷卻面積的計(jì)算： A= Q K Tm 式中 Q—— 發(fā)酵反應(yīng)熱 (kg/h) K—— 總傳熱系數(shù) (kg/(. Tm—— 冷卻水的溫差 其中 Q = Qa（ Qb+Qc） 式中 Qa—— 生物反應(yīng)熱 kJ Qb——— 蒸發(fā)損失熱 kJ Qc——— 罐壁向環(huán)境散熱 kJ 其中 Qa = msq = 1155000 1% =4835000(kJ/h) 式中 m—— 每罐糖液質(zhì)量 (kg) s—— 糖度降低百分值 % q—— 每千克麥芽糖放出熱量（ ） Qb = 5% Qa = 4835000 = 241750(kJ/h) Qc = 10% Qa = 4835000 =483500(kJ/h) 所以 Q = Qa（ Qb+Qc） =4835000（ 241750+483500） =4109750(kJ/h) （ 2） 冷卻水耗量： W = Q Cw（ T2 T1） = 4109750 （ 2720） =140456(kg/h) 式中 Q—— 發(fā)酵生物反應(yīng)熱 (kJ/h) Cw—— 水的比熱容 [kJ/(kg.℃ ) T2———— 冷卻水出口溫度（ ℃ ） T1—— 冷卻水進(jìn)口溫度（ ℃ ） （ 3） 對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算： Tm= （ 3020） （ 3027） （ 3020） /（ 3027） =（ ℃） （ 4） 傳熱 總系數(shù) K 值確定 選取蛇管為水煤氣輸送管，規(guī)格為 53/60mm。 n1= V0t V 總 ψ 24 = 70 1100 24 =12（個(gè)） 取公稱容積 1100m3發(fā)酵罐 11 個(gè)； 實(shí)際產(chǎn)量驗(yàn)算： 1100 *12 300 =（噸 /年） 70/24 富裕量為 = %，能滿足產(chǎn)量要求。 罐的全容積，是指罐的圓柱部分和兩封頭容積之和。