【正文】 廠房的整體布置和輪廓設(shè)計(jì)。車間布置設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)中重要組成部分，它關(guān)系著整個(gè)車間的命運(yùn)。本設(shè)計(jì)的罐體容積為230立方米，故選用裙式支座。④支座的選取發(fā)酵工廠設(shè)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。筒體下部也安裝一個(gè)同樣的圓形人孔，普通碳鋼制造。發(fā)酵前期平均溫度：9℃→9℃ ﹣8℃→0℃ 14℃→9℃那么Δtm　=（Δt1Δt2）/In(Δt1/Δt2) 　 =(149)/ In(14/9) 　 =℃取夾套傳熱系數(shù)為K=220kJ/(㎡.ｈ.℃)所以：冷卻面積F = Q/KΔtm = (220) = ㎡發(fā)酵后期平均溫差：9℃→﹣1℃ 　﹣8℃→0℃Δt1 = = 9℃Δt2 = = 7℃那么有Δtm =（Δt1Δt2）/In(Δt1/Δt2) =（97）/In（9/7） = 8℃所以：冷卻面積F = Q/KΔtm = (2208) =㎡由于發(fā)酵前期散熱較大，㎡為準(zhǔn)：上段為30％，中段為55％，下段為15％ 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撐裙底15cm 向上排列，錐底盡可能接近排酵母口排列：S上 = ㎡ = S中 = ㎡ = S下 = ㎡ = （8）其他選擇：①溫度計(jì)的接管查表選用Φ143的無縫鋼管②人孔的選擇由《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，設(shè)備內(nèi)徑大于250mm的應(yīng)該設(shè)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)人孔，橢圓封頭上人孔選用Dg450的圓形人孔，普通碳鋼制造。校核：u= 4 Vs/πDi2 = 4() = ，在范圍內(nèi)，滿足要求。/s查《化工原理》（上）表11，自來水流速1～，則管徑：D == = m取管徑32mm。179。校核：u= 4 Vs/πDi2 = 4() = ，～，符合要求。所以管內(nèi)流速Vs = （8043600）= 179。 表42 管法蘭連接尺寸 （mm）公稱直徑DN（mm）125DKLThn24020018M168（5）冷媒進(jìn)出管有前面的耗冷衡算可知，,蛇酒精密度為804kg/m179。/s查《化工原理》（上）表11，～1m/s，取發(fā)酵醪流速u= ，則有： = 則管徑D取125mm。179。在任何情況下，加強(qiáng)段厚度不得小于相連接的錐殼厚度，錐殼加強(qiáng)段的長度L不得小于2圓筒加強(qiáng)段長度L不小于2圓錐體小端連接處的厚度無需加強(qiáng)取10mm。Sd= PcDi/(2【σ】tФPc)cosα+C=4000/（2137）cos30176。）mm40001000508（3）錐底錐形封頭的設(shè)計(jì)選型選用不銹鋼0Cr18Ni9制作，許用應(yīng)力【σ】t=137，錐殼半頂角30176。在《發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論》表17查得Dg4000一米高的筒節(jié)鋼板重790kg，則17m的鋼板重量：79016 = 12640（kg）（2）標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭壁厚的計(jì)算一般中低壓容器采用橢圓形封頭，為了便于設(shè)計(jì)加工，本設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭也是用不銹鋼0Cr18Ni9 制作，其許用應(yīng)力σt=137，則：S= PcDi/()+C=4000/（2）+ =。106=Pc == = Sd= PcDi/(2σtФPc)+C =4000/(2137) =Di ——發(fā)酵罐內(nèi)徑4000mmσ ——不銹鋼許用應(yīng)力為137，自《化工設(shè)備基礎(chǔ)》Ф ——焊縫系數(shù)為1，雙面對接頭100％C ——壁厚附加量C1——鋼板負(fù)偏差，C2——腐蝕余量，不銹鋼雙面腐蝕取2，單面腐蝕取1，本設(shè)計(jì)取2mmC3——加工減薄量冷加工取0，熱加工取1，本設(shè)計(jì)取0。因?yàn)榘l(fā)酵罐里面所裝的溶液是酸性的，而CIP清洗液中也有堿溶液，因此：選用材料必須耐酸耐堿耐腐蝕，因此材料選用不銹鋼。錐角的錐形封頭為下封頭，柱體部分高與直徑比4：1。；裝料系數(shù)取80～85％，這里取83％。～80176。一日最多糖化8次，選用發(fā)酵罐的有效容積為（四鍋裝一罐）Vs=4= （m179。（2）洗滌罐設(shè)置清水罐2個(gè)，熱水罐2個(gè)，堿水罐1個(gè)，甲醛水或雙氧水罐1個(gè)，無菌水罐1個(gè)。取裝料系數(shù) = ，D:H=1:2V實(shí) = V有效/ = πD3/2 , D = 圓整后取Dg = 3600mm，H= 2Dg =7200mm查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》表15得有表35 橢圓封頭尺寸 （mm）公稱直徑曲面高度直邊高度內(nèi)表面積容積Dg（mm）h1hF（㎡）V（m179。）360090050以上各級培養(yǎng)罐都用8Cr18Ni9不銹鋼制作。V總 = = m179。 ，D = 取標(biāo)準(zhǔn)封頭，圓整后取Dg = 2000mm ，H=2Dg =4000mm查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》表15得有表33 橢圓封頭尺寸 （mm）公稱直徑曲面高度直邊高度內(nèi)表面積容積Dg（mm）h1hF（㎡）V（m179。）120030050裝料系數(shù)=，D:H =1:2 =V有效/V總， V總= 179。）70017550裝料系數(shù)=，D:H =1:2 =V有效/V總， V總= 179。由于每罐麥汁量為， m3所以： 取D:H =1:2， =圓整后取Dg = 700mm，H=2Dg =1400mm該罐用8Cr18Ni9的不銹鋼制作。若希望發(fā)酵接種后細(xì)胞濃度為15~20106/ml，則最末一級（n）有效容積為最大罐容積。無菌操作條件好，可采用1：10～20，反之，漢生罐以后各級采用低培養(yǎng)溫度（不大于13℃），母倍增時(shí)間長，雜菌污染機(jī)會(huì)多。 清酒罐(1)容積的確定由于生產(chǎn)旺季一天糖化8次，4鍋麥汁進(jìn)一個(gè)發(fā)酵罐，一個(gè)發(fā)酵罐的酒進(jìn)兩個(gè)清酒罐，備用1個(gè)，則共需5個(gè)，由上所述，相當(dāng)于2鍋的麥汁進(jìn)1個(gè)清酒罐。h（3）升氣管取升氣管面積為料液面積的1/40,設(shè)升氣管直徑為d，則，得d= mm，取d=880mm 回旋沉淀槽(1)容積的確定，則：V總= (2)基本尺寸回旋沉淀槽采用圓柱形器身，平面槽底，即D/H=則：得H=，取H=13000mm，那么D==5200mm 薄板換熱器采用一段式冷卻方式，冷卻水進(jìn)口溫度為2℃，出口溫度為85℃，熱麥汁進(jìn)口溫度為94℃，出口溫度為9℃。(3)升氣管取升氣管面積為料液面積的1/40,設(shè)升氣管直徑為d，則：得d=，取d=600mm 過濾槽(1)容積的確定G混=G麥醪+G米醪W蒸發(fā) = + = kg合醪干物質(zhì)（%）= 查表得麥汁相對密度 則過濾槽有效容積 ，則（2）基本尺寸采用平底過濾槽。定箱內(nèi)尺寸為：A=1200mm，a=400mmB=1200mm，b=400mmH=2000mm，h=1000mm總?cè)莘e為: 糊化鍋（1）容積的確定投料：大米粉1224kg，則米醪量G = + 1224 + = kg糊化鍋中干物質(zhì)百分?jǐn)?shù)： 查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》，則（2）基本尺寸采用圓柱形鍋身，直徑D是柱高H的2倍，鍋底為半球形，鍋底高位D/4則： 得D=，H=，h=，取D=3000mm，H=1500mm，h=800mm。定箱內(nèi)尺寸為：A=1800mm，a=400mmB=1800mm，b=400mmH=3500mm，h=2000mm總?cè)莘e為: 大米貯箱（1）所需容量計(jì)算每次投料量 G = 1224kg 大米容重有效容積系數(shù)所需容積 （2）結(jié)構(gòu)采用方形錐底,金屬結(jié)構(gòu)。每小時(shí)最大洗滌過濾機(jī)用水量W8 = 22000/ = 3300（kg /h） 麥汁冷卻器冷卻水（采用一次冷卻法）M水 = Q1 / [c(t2t1)] = kg 麥汁冷卻器洗水每次用水1000kg，每小時(shí)最大用水量W10 =2000（kg /h） 洗瓶機(jī)用水洗瓶機(jī)最大生產(chǎn)能力20000瓶/h，每瓶用水1kg，每小時(shí)最大洗瓶機(jī)用水量W11 = 200001/1000 = 20000（kg /h） 裝瓶機(jī)洗水（無菌水）每班沖洗一次，用水2000kg，最大用水量W12 = 2000/=4000（kg /h） 殺菌機(jī)用水，用水量W13 = 20000（kg /h） 冷凍機(jī)冷卻水設(shè)每100kg混合原料需冷凍水500kg，則用水量m冷=4896500/100=24480 kg 鍋爐房用水量蒸汽量10000kg /h的鍋爐2臺(tái)，鍋爐用水量W15 = 100002=24000（kg /h） 其它用水量以每班其它用水量W其他 =10000kg計(jì)，,上述各項(xiàng)之和為最大總用水量為W = /h=平均每噸啤酒最大用水量： 300/80000= 80000t/a啤酒廠耗水量衡算表表24 80000t/a啤酒廠耗水量衡算表名稱規(guī)格產(chǎn)品平均每噸產(chǎn)品消耗定額/(t/t)每小時(shí)用量/(kg/h)每天用量/(t/d)年耗量/(t/a)冷水自來水啤酒15398643 主要設(shè)備選型與論證 麥芽暫貯箱（1）所需容量計(jì)算每次投料量 G=3672kg,麥芽容重 r = 500kg/m3有效容積系數(shù) 所需容積 （2）結(jié)構(gòu)采用方形斜錐底,金屬結(jié)構(gòu)。則每小時(shí)糖化洗刷最大用水量為：W3 = 1000/2 = 500（kg /h）每次洗刷用水2000kg。4 = 109（kJ/a）若白天日曬高峰耗冷量為平均每小時(shí)耗冷量的2倍，則高峰冷量為： 665280 =105（kJ/h）冷媒（﹣8℃稀酒精）用量：M5 = 105 （kg/h），過濾機(jī)及管道等散失冷量Q6因涉及的設(shè)備，管道很多，故常取經(jīng)驗(yàn)公式Q6 = 12％Qt；所以 （kJ）單罐耗冷量：=12％ = （kJ）年耗冷量：（kJ）1840247。（8247。 露天錐形罐冷量散失Q5根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，年產(chǎn)8萬噸啤酒露天錐形罐的冷量散失在10000 — 30000kJ/t 啤酒之間。每罐用于酵母洗滌的耗冷量為： ） —— 全年耗冷量為：= 酵母培養(yǎng)耗冷量Q4根據(jù)工藝設(shè)計(jì)，每月需進(jìn)行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間為12天，即288h。冷卻前無菌水溫度為30℃，用﹣8℃的酒精液作冷卻介質(zhì)。k)]全年耗冷量為： =1010（kJ）（1）發(fā)酵期發(fā)酵放熱 假定麥汁固形物均為麥芽糖，設(shè)發(fā)酵度為60％，則1kg麥汁放熱量為 8％60％ = kJ/kg根據(jù)物料衡算，則每錐形罐發(fā)酵放熱量為： 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時(shí)間為6天，每天糖化8鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱的不平衡，忽略主發(fā)酵期的麥汁溫升，則發(fā)酵高峰期耗冷量為： （2）發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷 主發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從9℃緩慢降到﹣1℃，每天單罐降溫耗冷量為： 工藝要求此過程在2天內(nèi)完成，則耗冷量為（） （3）發(fā)酵總耗冷量Q2 （4）每罐發(fā)酵耗冷量Q0 （5）發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量）M2發(fā)酵過程冷卻用稀酒精做冷卻介質(zhì)，進(jìn)出口溫度為﹣8℃和0℃，故耗冷量為：M2 = Q2/（c28）= =（kg/h）（6）全年耗冷量為：在錐形罐啤酒發(fā)酵過程，主發(fā)酵結(jié)束時(shí)，要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復(fù)用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復(fù)使用5～7次。[cm（t2﹣t1）]=247。[kJ/(kg糖化車間送來的熱麥汁溫度為94℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度9℃。本設(shè)計(jì)采用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻的方法。k)]冷媒用15％酒精稀溶液，比熱容可視為c2 = [kJ/(kgP淡色啤酒8萬噸旺季每天糖化8次，150天，產(chǎn)量占全年總產(chǎn)量80％，4鍋可裝滿一個(gè)錐形發(fā)酵罐，主發(fā)酵時(shí)間為6天。年耗蒸汽總量為：mT = 1840 = （kg）每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）： 每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為