【正文】 本設(shè)計(jì)的罐體容積為230立方米，故選用裙式支座。 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。筒體的下部也安裝一個(gè)同樣的圓形入孔，也由普通碳鋼制造。） 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(jì)的接管應(yīng)選用Φ143的無縫鋼管 由《材料與零部件》，設(shè)備內(nèi)徑大于2500mm的應(yīng)該有兩個(gè)入孔標(biāo)準(zhǔn)，橢圓封頭上的入孔選用Dg450的圓形入孔，普通碳鋼制造。 =4178。則洗滌體積流量Vs=Q/t=179。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(shè)CO2管與清潔管徑一致，洗滌發(fā)酵罐經(jīng)過三次，第一次進(jìn)堿，第二次進(jìn)清水，第三次進(jìn)消毒水。為準(zhǔn)，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℃△tm=（△t1 △t2）/In（△t1/ △t2） =（146）/In（14/6） =℃取夾套傳熱系數(shù)為K=220kJ/(m178。） = m/s （—，符合要求。則冷媒進(jìn)出口管徑： D= = =取D=50 mm查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，其內(nèi)徑di= 校核 u=4Vs/πdi178。/s查《化工原理》酒精屬于低黏度流體，—。為三段冷卻，三個(gè)冷媒進(jìn)口管。) =, （—1m/s范圍內(nèi)，所以可采用此管。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。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=（64000） = 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= 在增加厚度區(qū)域需增加厚度，由下式計(jì)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(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=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需加強(qiáng)，仍取10mm。 Sd=PcDi/(2【б】tΦPc)cosα+C =4000/（2）1/cos30176。mm40001000508(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 =+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(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。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。44+π/244179。/24D= m 取 D=4，則H=44=16m。/24+πD179。則可得：VO’=πD178。/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=πD178。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=217+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。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(tái)換熱器的換熱面積最大。 回旋沉淀槽的尺寸計(jì)算，V總=V有效/φ=（m3）V總=π（D/2）3D=（m），柱高H=D/2=（m）。 過濾槽尺寸的計(jì)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）。（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(shè)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。 煮沸鍋尺寸的計(jì)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]。 糖化鍋尺寸的計(jì)算（1）鍋體形式由圓柱形鍋身，球形鍋底，直徑與高度之比為2：1，（2）加熱方式夾套間接蒸汽加熱，—（3）材質(zhì) 鍋體室用不銹鋼夾套，可用不銹鋼或普通鋼板糖化鍋的總醪液為：+=（kg）糖化醪的干物質(zhì)：查表得醪液密度ρ為1083kg/m3 則V有效=G /ρ=（m3）則V總=V有效/φ=（m3）設(shè)糖化鍋的直徑為D，鍋形狀為圓柱形的鍋身，則柱高為D/2,橢圓形狀的鍋底鍋底高為D/4。通常，取，所以：Q6=12％Qt=12％106=106 (kJ/h) 300000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表將上述計(jì)算結(jié)果，整理后可得300000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表，如表44所得表44 啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表耗冷分類耗冷項(xiàng)目每小時(shí)耗冷量(kJ/h)每罐耗冷(kJ)年耗冷量（kJ）工藝耗冷量麥汁冷卻Q11071081010發(fā)酵耗冷Q2105106109無菌水冷卻Q3105106108酵母培養(yǎng)Q4105105108工藝總耗冷Qt1071081010非工藝耗冷量錐形罐冷損Q5106106109管道等冷損Q6106107109非工藝總耗冷Qnt1061071010合計(jì)總耗冷Q1071081010單耗 kJ/t第五章 啤酒生產(chǎn)主要設(shè)備的選擇與論證（1）麥芽貯藏箱所需容積的計(jì)算每次投料量 G=14952kg麥芽容量 γ=500kg/ m2有效容積系數(shù) φ= 所需要的容積為V=G/（γφ） （41）=14952/500=≈8（m3）結(jié)構(gòu)采用方形的斜錐底，鐵結(jié)構(gòu)內(nèi)襯白鐵皮，定箱內(nèi)尺寸A=2500mm a=400mm B=2000mm b=300mm H=1500mm h=1500mm 總?cè)莘e為Va=ABH+[h/6（2AB+Ab+ab+2ab）] （42） =2+[(22++2+2)]（2） 淀粉貯藏箱 所需容積的計(jì)算每次投料量G=4981kg淀粉容量γ=800kg/m2有效容積系數(shù) φ=所需要的容積為V=G/（γφ）=4981/（800）=（m3） 結(jié)構(gòu)采用方形的斜錐底，鐵結(jié)構(gòu)內(nèi)襯白鐵皮，定箱內(nèi)尺寸為：A=1300mm a=300mmB=1200mm b=200mmH=1000mm h=1000mm總?cè)莘e為Va=ABH+h/6（2AB+Ab+ab+2ab）=1+1/6(2+++2)=(m3) （3） 淀粉貯箱 所需容積的計(jì)算每次投料量G=4981kg淀粉比容 C=有效容積系數(shù)φ=所需要的容積為V=（G C）/φ=（）/=結(jié)構(gòu)采用方形的斜錐底，定箱內(nèi)尺寸為：A=1700mm a=300mmB=1400mm b=200mm H=1000mm h=1000mm總?cè)莘e為Va=ABH+h/6（2AB+Ab+ab+2ab） =+1/6(2+++2) = 麥汁制備設(shè)備計(jì)算選型糊化鍋煮沸根據(jù)物料衡算，經(jīng)過熱量衡算，糊化鍋內(nèi)淀粉醪液量為：G=+=（kg）糊化鍋中干物質(zhì)百分?jǐn)?shù)為：查表得醪液密度ρ為1059kg/m3 V有效=G/ρ=（m3），則V總= V有效/φ=（m3）設(shè)糊化鍋的直徑為D，鍋形狀為圓柱形的鍋身，則柱高為D/2橢圓形狀的鍋底鍋底高為D/4。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，年產(chǎn)15萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量在16000380000kJ/t啤酒之間，若在南方亞熱地區(qū)設(shè)廠，可取高值。a、露天錐形罐冷量散失Q5錐形罐啤酒發(fā)酵工廠幾乎都把發(fā)酵罐置天露天，由于太陽輻射，對(duì)流傳熱和熱傳導(dǎo)等造成冷量散失。由中述條件，可得無菌水用量為：mw′=1031006%3=18558(kg/d) 式中 103100——糖化一次的冷麥汁量（kg）每班無菌水量：mw= mw′/3=18558/3=6186(kg/每班) 假無菌水冷卻操作在2h小時(shí)內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗量為：Q3=[mwcm(twtw′)]/ τ=[6186(301)]/2=(kg/h) 每罐用于酵母洗滌的耗冷量：Q3=[GwGm(twtw′)]/=[6186(301)]/ = (kJ)式中 ——d、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12d，即288h。冷卻前無菌水溫30℃。每天單罐降溫耗冷量為：Q02=4mc1[6（1）]=47= (kJ) 工藝要求此過程在2天內(nèi)完成，則耗冷量為（）：Q22=（）/(242)=(kJ/h) 發(fā)酵總耗冷量Q2Q2=Q21+Q22=+=(kJ/h) 每罐用冷媒耗冷量Q0Q0=Q01+Q02=106+=106kg/h c、酵母洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量Q3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