【正文】 * 1 2 7 * 0 .7 0 .4 ?? = 取 10mm 查表知直徑 厚 10mm 筒高 ，每米高重 596kg C 筒 = 596 = 2861kg （ 2） 封頭壁厚計(jì)算 ，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的厚度計(jì)算公式如下： S=2[ ]PD Cp?? ?? 式中 P= D=400cm [σ ]=127MPa C=++= ? = S= 2 4 0 * 0 .4 0 .3 82 * 1 2 7 * 0 .7 0 .4 ?? = 取 10mm 8. 接管設(shè)計(jì) （ 1） 接管長度 h 設(shè)計(jì)： 不保溫接管長 h=150 mm （ 2） 接管直徑的確定： 該罐實(shí)裝醪量 22 =， 30min 之內(nèi)排空 則物料體積流量 Q= *60 =發(fā)酵醪流速取 v=1m/s. 則排料管截面積為： F 物 = Q/V =管徑 d = （ F 物 /） 1/2 第 27 頁 共 33 頁 =（ ） 1/2 = m 取無縫鋼管 133 4， 125mm105mm,認(rèn)為適用。 間隙：δ =2mm 葉片厚： b=5mm 葉輪外緣高： h1=h+2b= 導(dǎo)輪外緣高： h2=h1+2b= 6. 設(shè)備結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì) 發(fā) 酵設(shè)備的材質(zhì)選擇，優(yōu)選考慮的是滿足工藝要求，其次是經(jīng)濟(jì)性。 封頭容積 V’全 =V 筒 +2V 封 = + 2 = m3 第 25 頁 共 33 頁 4. 冷卻面積的計(jì)算 mQF Kt? 平均溫差1212lnmttt tt?? = 33 2833ln28? =℃ 采用豎直列管換熱器，取經(jīng)驗(yàn)值 k= 500KJ/（ .℃） 生產(chǎn) 1t 食醋每小時放出熱量 Q12 = （ ） 對公稱容積 20m3 的發(fā)酵罐 4 9 2 3 .7 4 * 2 2 * 7 0 %4 .1 8 * 5 0 0 * 3 0 .4 3F ? = 5. 轉(zhuǎn)子與定子的確定 實(shí)踐表明，三棱葉轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子直徑較大，在較低轉(zhuǎn)速時可獲得較大的吸氣量，當(dāng)罐壓在一定范圍內(nèi)變化時，其吸氣量也比較穩(wěn)定，吸程也較大，但所需的攪拌功率也較高。 V 全 =V 筒 +2V 封 =22m3；封頭折邊忽略不計(jì)，以方便計(jì)算。 （四） 醋酸發(fā)酵車間 1. 生產(chǎn)能力的計(jì)算 每生產(chǎn) 1t 食醋需酒精發(fā)酵成熟醪體積： = 每天生產(chǎn)食醋 17t，醋酸發(fā)酵罐填充量 70%，則每天需要 醋酸 發(fā)酵罐的總?cè)莸? 24 頁 共 33 頁 積： 17 2. 醋酸發(fā)酵罐數(shù)量 N4的確定： 現(xiàn)取公稱容積 20m3 的 自吸式醋酸發(fā)酵罐 ，實(shí)際容積為 22m3. N4 = *822 = （個） 現(xiàn)取公稱容積 20m3 發(fā)酵罐 6 個 年產(chǎn)醋酸醪液質(zhì)量： 204/ = 3124t 式中 —— 成熟醋酸醪液醋酸含量 年產(chǎn)醋酸醪液體積： V 醪 = 3124/ = 3093m3 式中 —— 醋酸醪液密度 實(shí)際產(chǎn)量驗(yàn)算： 22 * * 6 *3008 =3465m3 3093m3 富裕量為 ： 3 4 6 5 3 0 9 3 *100%3093? = 12%， 能滿足產(chǎn)量要求。 封頭容積 4. 種子罐 （ 1） 種子罐容積和數(shù)量的確定 V 種 =V 總 10% =2210% = m3 式中 V 總 —— 為發(fā)酵罐的總?cè)莘e m3 10%—— 接種量 （ 2） 種子罐數(shù) 量 的確定 種子罐與發(fā)酵罐對應(yīng)上料，發(fā)酵罐平均每天上 1 罐則需種子罐 1 個，種子培養(yǎng)時間 12~20 小時，取 12 小時，輔助操作時間 8~10 小時，生產(chǎn)周期約20~30 小時。 H=； 則有 23V = 0 .7 8 5 D * 1 .5 * 2 = 5 824DD??全 解方程得： +=59 D = 3 58= 取 H = = 取 5m 查表得封頭高： abH h h??封 =850+50=900mm 。 1 . 2 5 4 . 1 81 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0cc?? ??? ? ? ? ?水 = [kJ/()] 3. 蒸汽耗用量 D1 為 D1 = 8QI ?? = 1 1 4 5 7 .3 4 .9 42 7 3 8 4 1 9 kg?? 4. 醋酸 發(fā)酵過程熱量衡算 （ 1） 醋 母接種溫度為 28℃， 酒精 發(fā)酵 醪降溫到 醋酸 發(fā)酵溫度放出熱量為 Q10 酒精發(fā)酵成熟 醪質(zhì)量 m3= 600 Kg Q10 = m3 c1 （ 3328） = 600 5 = 10860 KJ （ 2） 醋酸 發(fā)酵溫度為 33℃，升溫到 醋酸 發(fā)酵溫度所需熱量為 Q11 Q11 = m3 c1 （ 3328） = 600 （ 3328） = 10860 KJ （ 3） 生 產(chǎn) 1t 食醋過程中產(chǎn)生 醋酸 ，以 酒精 發(fā)酵每生產(chǎn) 1Kg 醋酸 放出的熱量約為 ，則發(fā)酵 罐 每小時放出的熱量為 （醋酸發(fā)酵時間 66h） ： Q12 =*（ ） （ 4） 冷卻水初始溫度為 17℃，最終溫度為 35℃，酒精發(fā)酵階段冷卻水用量為W2 W2 = 1012wwQc水（ t t ） = 10860 1 4 4 .3 44 .1 8 ( 3 5 1 7 ) kg??? （ 5） 醋酸 發(fā)酵階段蒸汽耗用量為 D2 第 20 頁 共 33 頁 D2 = 11QI ?? = 10860 4 .6 82 7 3 8 4 1 9 kg?? （四） 無菌壓縮空氣消耗量計(jì)算 深層發(fā)酵法的通風(fēng)量計(jì)算如 下： 理論需氧量： 2 5 2 3 2C H OH O C H C OO H H O? ? ? (L) 60(g) a b a= b/60 式中 a—— 理論需氧量， L/ min b—— 理論產(chǎn)酸速度， g/min b= *10 **60 = 理論通風(fēng)量 (a’)： a’= a/ 式中 —— O2 的含量 實(shí)際通風(fēng)量 (a”)： a”=’ 式中 —— 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) a”== 四 、 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 （一） 液化車間 1. 生產(chǎn)能力的計(jì)算 每生產(chǎn) 1t 食醋需粉漿量： 液化后醪液量： 605kg 每生產(chǎn) 1t 食醋需粉漿體積 （粉漿密度 ） ： 每天生產(chǎn)食醋 17t， 液化罐填充量 80%，則每天需要液化罐的總?cè)莘e： 17* 第 21 頁 共 33 頁 2. 液化罐數(shù)量 N1的確定，發(fā)酵周期 8 天： 現(xiàn)取公稱容積 20m3 的液化罐，實(shí)際容積為 22m3. N1 = *822 = （個） 現(xiàn)取公稱容積 22m3 液化罐 5 個 ； 3. 主要尺寸計(jì)算 ： 3= V + 2V = 22mV全 封筒 H=2D； 則有 23V = 0 . 7 8 5 D * 2 * 2 = 2 224DD??全 解方程得： +=22 D = 3 22= 取 H = 2D = 查表得封頭高： abH h h??封 =600+25=625mm 。 1 0 0 39。 則 Q2’ = mc(88To) = (8820) = 150402 KJ （ 2） 加熱過程中蒸汽帶出的熱量為 Q2’’ 加熱時間為 40min，蒸發(fā)量為每小時 5%。 粉漿中干物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ： * (1 )605? = % 3. 糖化醪量的計(jì)算 麩 曲（糖化力 800u/g 干曲 ），單耗： 28kg/t： 生產(chǎn) 1t 食醋 的 糖化醪量 ： 605 + 28 = 633kg 糖 化醪干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù) ： 第 15 頁 共 33 頁 1 4 8 . 4 * ( 1 0 . 1 3 ) 0 . 5 9 4 0 . 1 5 0 . 2 2 5 *100%633? ? ? ? = % 4. 酒精發(fā)酵醪的計(jì)算 （ 1） 實(shí)際 產(chǎn)酒精量 = 原料量 淀粉含量 實(shí) 際產(chǎn)酒率 = = kg （ 2）發(fā)酵中 CO2 產(chǎn)量 ： 8892 = （ 3）發(fā)酵中溢出水分 （按 2%計(jì)） ： = （ 4）酒精發(fā)酵成熟醪總質(zhì)量（含醋母醪量）： 633 – – = 594 Kg （ 5）成熟醪體積 （ 成熟醪密度為 ）： 594 / = 600 L （ 6）成熟醪中酒精體積分?jǐn)?shù) （ 酒精 d420=） ： 酒精體積分?jǐn)?shù) = 3 9 .9 *100%0 .7 8 9 3 * 6 0 0 = % 5. 醋酸發(fā)酵醪的計(jì)算 （ 1）醋酸發(fā)酵醪質(zhì)量 (含醋母醪量 ) 發(fā)酵時添加蛋白質(zhì)水解液（ d420=）50Kg/t： 594 + 50 = 644kg （ 2）醋酸發(fā)酵醪體積： 600 + 50/ = （ 3）原料產(chǎn)醋量 （轉(zhuǎn)化率取 84%） ： 84% = （ 4）醋酸發(fā)酵時 消耗氧氣 ： 3260 = 第 16 頁 共 33 頁 （ 5）醋酸成熟醪的質(zhì)量 ： 644 + = （ 6）成熟醪 體 積 （ 成熟醪密度 ）： （ 7） 成熟醪醋酸的質(zhì)量 分?jǐn)?shù) ： （ 8）配兌消毒后成品中醋酸量 按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：壓濾損失 4%，消毒運(yùn)輸損失為%，共損失 %，則醋酸量： 43 .5 7 * (1 4% 1. 2%)?? = （ 9）配兌成 4%醋酸含量的成品醋的 質(zhì)量 ： 1t ， 所以符合 生產(chǎn) 要求 （ 10） 4%成品醋的 體積 （ 成品醋密度 ） ： （ 11）原料出醋率： （ Kg/Kg） （三） 熱量衡算 1. 液化過程中的熱量衡算 粉漿質(zhì)量 m = + + + = ； 粉漿比熱容 c=[KJ/]； 液化過程總耗熱量為 Q1 粉漿由初溫 T0 加熱至 88℃總耗熱量為 Q2。 圖 粉漿連續(xù)蒸煮液化工藝流程 干物質(zhì)含量 B0=87%的 大米 比熱容為； c0 = （ ） = [kJ/(kg. K)] 粉漿干物質(zhì)濃度為： B1 = 87/（ 4*100） = % 蒸煮醪比熱容為： c1 = B1c0+（ B1） cw = % +（ %） 第 14 頁 共 33 頁 = [kJ/ (kg. K)] 式中 c w—— 水的比熱容 [kJ/(kg. K)] 為簡化計(jì)算，假定蒸煮醪的比熱容在整個蒸煮過程維持不變。 假定用罐式連續(xù)蒸煮工藝，混合后粉漿溫度 50℃，應(yīng)用噴射液化器使粉漿迅速升溫至 88℃，然后進(jìn)入連續(xù)液化器液化，再經(jīng) 115℃高溫滅酶后， 在 真空冷卻器中閃 急 蒸發(fā)冷卻至 63℃后入糖化罐。在蒸煮過程中，蒸煮醪量將發(fā)生變化，故蒸煮醪的精確計(jì)算必須與熱量衡算同時進(jìn)行，因而十分復(fù)雜。α 淀粉酶用量按 8u/g 原料計(jì)算。 即 1t 食醋含 40kg 醋酸，需 40/ = 淀粉，需 大米 。但由于醋酸菌的生長繁殖，發(fā)酵過程中酒精和醋酸的揮發(fā)，以及醋酸的進(jìn)一步氧化等，實(shí)際的醋酸得率一般以理論得率的 80%計(jì)算，實(shí)際上 1g 酒精能生產(chǎn) 1g 左右的醋酸。 （ 2）酒精發(fā)酵物料衡算 向糖化醪液中接入酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，其物料衡算可以用下列生化反應(yīng)的總方程式為基礎(chǔ)： 6 12 6 2 5 222C H O C H O H CO? ? ? 180 2 46 88 1g 理論上 1g 葡萄糖能生產(chǎn) 酒精，但由于酵母菌的生長繁殖、中間代謝產(chǎn)物的生成、酒精的揮發(fā)等，實(shí)際的酒精得率一般以理論酒精得率的 85%計(jì)算，即實(shí)際上 1g 葡萄糖能生成 左右的酒精 。但由于糖化酶的活力、種類、糖化工藝的原因，淀粉原料中支鍵淀粉和直鏈淀粉的比例不同，糖化結(jié)束后糖化醪中糖和非糖的比例控制不同等，因而使得糖化效果頗有差異，實(shí)際的糖化率一般以理論的 75%85%計(jì)算， 即實(shí)際上 1g 淀粉能生成 ~ 葡萄糖。 10. 醋酸發(fā)酵罐發(fā)酵周期 8d、 周期數(shù) 300/8 = 38。 7. 產(chǎn)品質(zhì)量：符合 GB18187— 2022 國家標(biāo)準(zhǔn)釀造食醋 8. 大米