【正文】 在這里還要特別感謝與我并肩努力的寢室同學(xué)，有他們對(duì)于一些重點(diǎn)疑難問(wèn)題的討論，使我的設(shè)計(jì)得到了進(jìn)一步的完善，也使我對(duì)本設(shè)計(jì)有了更深刻的理解?；菊莆樟似【粕a(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、設(shè)備選型等技能，并對(duì)啤酒生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)計(jì)有一個(gè)整體的把握，具備基本的設(shè)計(jì)技能。 30 總 結(jié) 本次發(fā)酵罐設(shè)計(jì)，我們查閱了大量的相關(guān)資料和進(jìn)行了很多相關(guān)文獻(xiàn)的檢索，自己也精心設(shè)計(jì)整理數(shù)據(jù)，同時(shí)在老師和同學(xué)的幫助下順利完成。 在鍋爐，管道和各種壓力容器中，為了控制壓力不超過(guò)允許的數(shù)值，需要安裝安全閥。對(duì)于公稱容積為 75立 方米以上的發(fā)酵罐，由于設(shè)備的總重量較大，應(yīng)選用裙式支座。 取樣塞主要作用是在發(fā)酵后期儲(chǔ)酒過(guò)程中，不同時(shí)間取發(fā)酵醪來(lái)檢測(cè)，看是否符合標(biāo)準(zhǔn)，情況是否正常，還能通過(guò)此口來(lái)檢測(cè)罐內(nèi) CO2的濃度，由于此流量不大，內(nèi)徑取 10mm就夠了?？偢?H=233mm,另外封頭的試鏡取 Dg125mm 的。 =，（在范圍內(nèi)，滿足要求。/s 查《化工原理》（上） P20 表 11，自來(lái)水流速范圍 ，取洗滌水流速為 ，則管徑為 29 D= uVsπ/4 =(4 ) = 取 40mm 查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 P56 表 26，選用Φ 45* 的無(wú)縫鋼管，其內(nèi)徑為 di= 校核： u=4Vs/π di178。消耗的CO2 的體積為 m179。 各段高度： S 上 = ㎡ =π Dh 上 h 上 = m S 中 = ㎡ =π Dh 中 h 中 = m S 下 = ㎡ = Dh 下 h 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(shè) CO2管與清潔管徑一致，洗滌發(fā)酵罐經(jīng)過(guò)三次，第一次進(jìn)堿，第二次進(jìn)清水，第三次進(jìn)消毒水。為準(zhǔn)，對(duì)于單釀 發(fā)酵，一次冷媒直接蒸發(fā)冷卻。 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。 發(fā)酵前期 平均溫度： 6℃→ 6℃ 8℃→ 0℃ 14℃→ 6℃ 28 △ tm=（△ t1 △ t2） /In（△ t1/ △ t2） =（ 146） /In（ 14/6） =℃ 取夾套傳熱系數(shù)為 K= 220kJ/(m178。） = m/s （在 — 范圍內(nèi)，符合要求。則冷媒進(jìn)出口管徑： D= uVsπ/4 = ）（ ?? = 取 D=50 mm 查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表 57 的無(wú)縫鋼管，其內(nèi)徑 di= 校核 u=4Vs/π di178。/s 查《化工原理》酒精屬于低黏度流體，流 速范圍在 — 。為三段冷卻，三個(gè)冷媒進(jìn)口管。) =, （在 — 1m/s 范圍內(nèi)，所以可采用此管。 則管徑 D= uVsπ/4 = ）（ ?? = 則管徑取 125mm 在《材料與零部件》（上） P154查得Φ 133 4 的無(wú)縫鋼管內(nèi)徑為： di=125 校核： u=4Vs/π di178。 由工廠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)知，一般裝滿一發(fā)酵罐麥汁需要 6h，則進(jìn)醪速度： Vs=V/τ =（ 6 4000） = m179。 對(duì)于進(jìn)料管與排酒管流量相差不大，可選用同一管徑的管子。 137= Q 值為 在增加厚度區(qū)域需增加厚度，由下式計(jì)算得： Sr=QPcDi/(2【б】 tΦ Pc) = 4000/（ 2 137 ） = 圓整后取厚度為 10mm，在任何情況下，加強(qiáng)段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度，錐殼加強(qiáng)段的長(zhǎng)度 L 不得小于 2 30co s/ Di Sr = 圓筒加強(qiáng)長(zhǎng)度 L 應(yīng)不小于 2 = 圓錐體小端連接處的厚度無(wú)需加強(qiáng)，仍取 10mm。 Sd=PcDi/(2【б】 tΦ Pc)cosα +C = 4000/（ 2 ） 1/cos30176。 mm 4000 1000 50 8 (3)罐底錐形封頭的設(shè)計(jì)選型 選用不銹鋼【б】 t=137 的 0Cr18Ni9 制作，錐殼半頂角 30176。發(fā)酵罐內(nèi)的液體全部裝滿時(shí)的最高工作壓力為： P 最高工作壓力 =P 表 +P 液柱 =+pgh =+ 103 106 = 取其值為 所以， Pc= 工作壓力 = 在此設(shè)計(jì)壓力 Pc取 S=PcDi/(2【б】 tΦ Pc) = 4000/（ 2 137 ） = mm 式中： Di— 發(fā)酵罐內(nèi)徑 4000 mm 【б 】 — 不銹鋼許用應(yīng)力【б 】 =137，出自《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 P319 Φ — 焊縫系數(shù)Φ =1，雙面對(duì)接頭 100% C— 壁厚附加量 C1— 鋼板負(fù)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(shè)備機(jī)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。 25 因?yàn)榘l(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(yīng)選用不銹鋼。 校核： V 有 /V 總 =。 最后圓整取 VO=230 m179。 = m179。 4 4+ 3 π /24 4179。/24 D= m 取 D=4，則 H=4 4=16m。/24+π D179。則可得： VO’=π D178。/24 對(duì)此發(fā)酵罐采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭為上封頭， 60176。/24 V 錐底 =π D178。H/4 V 橢圓 =π /4[D178。 85%=179。 則容積為： V 有 =Vs(1+%) =（ 1+%） = m179。裝料系數(shù)取80%85%，這里取Φ =80%。錐角 60— 85176。選用發(fā)酵罐的有效容積（三鍋裝一罐）為： Vs= 3= m179。 設(shè)錐形發(fā)酵罐的發(fā)酵周期為 17 天，所以對(duì)發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的最低要求： N=nt+1=2 17+1=35（個(gè)） 其中： n每天裝罐數(shù) t發(fā)酵周期 1備用罐個(gè)數(shù) 發(fā)酵罐體積的確定 本次設(shè)計(jì)選用錐底發(fā)酵罐，由物料衡算可知，糖化設(shè)備一次性糖化麥汁量 。 故耗冷媒量為： M2=Q2/(cm 8) =247。（ 24 6 3） =（ kJ/h） 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷 Q2″ 主發(fā)酵后期， 發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從 6℃緩降到 1℃。［ C 水 （ 852）］ =23560416 247。則所耗冷 ： Q1= GC(t1t2)= 66933 (946)/1=23560416（ kJ） 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，每三鍋麥汁進(jìn)一個(gè)發(fā)酵罐。 有前面的計(jì)算可知，每糖化一次得到的熱麥汁為 64100L，相應(yīng)的麥汁密度為 故熱麥汁為 : G= 64100=66933（ kg） 又查得 11176。 P 啤酒的密度為 1012kg/m3 ，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒 :： 萬(wàn)噸 。 70%= 106（ L） 把前述的有關(guān)啤酒物料衡算計(jì)算結(jié)果整理見(jiàn)下表 32： 物料名稱 單位 對(duì) 100㎏ 混合原料 對(duì) 100L 11176。 70%= 106（ L） (10)全年過(guò)濾酒量： 7 170247。 70%= 106（ kg） (8)全年濕酒花糟量： 7 170247。 70%= 106（ L） (6)冷麥汁量： 60895 7 170247。 70%= 106（ kg） (4)全年酒花耗量： 128 7 170247。 70%= 106 （ kg） (2)全年麥芽耗量： 6746 7 170247。 = （ L） (11) 酒花量： 20 58789247。 =（ kg） (9) 發(fā)酵液量： 58789247。 =60895（ L） (7) 濕糖化糟量： 58789247。 30=2891 (kg) (4) 混合原料用量： 6746+2891=9637 (kg) (5) 熱麥汁量： 58789247。 =58789 （ L） (2) 麥芽用量： 58789247。 (1) 成品啤酒量（灌裝前）： 1000247。 170=412(噸 /天 ) 設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化 7 次，旺季總糖化次數(shù)為 1190 次（淡季根據(jù)需要酌情調(diào)整糖化次數(shù)），可算得每次糖化可產(chǎn)成品啤酒量（灌裝后）為： 412247。 P 啤酒含二氧化碳為 %，酒中含 CO2 量為： = 則釋放出的 CO2 量為： = 而 1m3CO2在 20℃常壓下重 故釋放出的 CO2 的體積為： m? 年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸 11176。 P 冷麥汁密度為 ，則 冷麥汁質(zhì)量為： = 所以 ， 11176。 P 經(jīng)典啤酒需耗混合原料量 （ 100/） 100=(kg) (2)麥芽耗用量 70%=(kg) (3)大米耗用量 30%=(kg) (4)酒花耗用 100L 熱麥汁中加入的酒花量為 千克，故酒花耗用量為： （ ） 100 %=(kg) 同理， 100kg 原料耗酒花： = (5)熱麥汁量 （ ） 100=(L) (6)冷麥汁量 （ ） 100=(L) (7)發(fā)酵液量： （ ） 100=(L) (8)濾過(guò)酒量： （ ） 100=(L) (9)成品酒量： （ ） 100=100(L) (10)濕糖化糟量： 設(shè)排出的濕麥糟含水分 80%， 18 濕麥芽糟量為： [()(10075)/(10080)]