啤酒發(fā)酵罐課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　生物反應(yīng)器課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　-----啤酒露天發(fā)酵罐設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、啤酒發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)特征</p><p><b>　　1、啤酒的概述</b></p>&

2、lt;p>　　2、啤酒發(fā)酵容器的演變</p><p>　　3、啤酒發(fā)酵罐的特點(diǎn)</p><p>　　4、露天圓錐發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)</p><p>　　5、發(fā)酵罐發(fā)酵的動(dòng)力學(xué)特征</p><p><b>　　二、露天發(fā)酵罐設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、啤酒發(fā)酵罐的化工設(shè)計(jì)計(jì)算</p&

3、gt;<p>　　2、發(fā)酵罐熱工設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3、發(fā)酵罐附件的設(shè)計(jì)及選型</p><p>　　發(fā)酵罐的計(jì)算特性和規(guī)范</p><p><b>　　1、技術(shù)特性</b></p><p><b>　　2、發(fā)酵罐規(guī)范表</b></p><p><

4、b>　　四、發(fā)酵罐設(shè)計(jì)圖</b></p><p>　　一、啤酒發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)特征</p><p><b>　　1、啤酒的概述</b></p><p>　　啤酒是以大麥喝水為主要原料，大米、酒花和其他谷物為輔料經(jīng)制麥、糖化、發(fā)酵釀制而成的一種含有二氧化碳、酒精和多種營(yíng)養(yǎng)成分的飲料酒。我國(guó)是世界上用谷物原料釀酒歷史最悠久的國(guó)家

5、之一，但我國(guó)的啤酒工業(yè)迄今只有100余年的歷史。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)啤酒工業(yè)得到了很大的發(fā)展，生產(chǎn)大幅度增長(zhǎng)，發(fā)展到現(xiàn)在距世界第二位。由于啤酒工業(yè)的飛速發(fā)展，陳舊的技術(shù)，設(shè)備將受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。為了擴(kuò)大生產(chǎn)，減少投資保證質(zhì)量，滿足消費(fèi)等各方面的需要，國(guó)際上啤酒發(fā)酵技術(shù)子啊原有傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上有很大進(jìn)展。尤其是采用設(shè)計(jì)多種形式的大容量發(fā)酵和儲(chǔ)酒容器。這些大容器，不依靠室溫調(diào)節(jié)溫度，而是通過(guò)自身冷卻來(lái)控制溫度，具有較完善的自控設(shè)施，可以做到產(chǎn)品

6、的均一性，從而降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。</p><p><b>　　發(fā)酵罐的發(fā)展史</b></p><p>　　第一階段：1900年以前，是現(xiàn)代發(fā)酵罐的雛形，它帶有簡(jiǎn)單的溫度和熱交換儀器。第二階段：1900-1940年，出現(xiàn)了200m3的鋼制發(fā)酵罐，在面包酵母發(fā)酵罐中開(kāi)始使用空氣分布器，機(jī)械攪拌開(kāi)始用在小型的發(fā)酵罐中。第三階段：1940-1960年，機(jī)械攪拌

7、，通風(fēng)，無(wú)菌操作和純種培養(yǎng)等一系列技術(shù)開(kāi)始完善，發(fā)酵工藝過(guò)程的參數(shù)檢測(cè)和控制方面已出現(xiàn)，耐蒸汽滅菌的在線連續(xù)測(cè)定的pH電極和溶氧電極，計(jì)算機(jī)開(kāi)始進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程的控制。發(fā)酵產(chǎn)品的分離和純化設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)商品化。第四階段：1960-1979年，機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的容積增大到80-150m3。由于大規(guī)模生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的需要，又出現(xiàn)了壓力循環(huán)和壓力噴射型的發(fā)酵罐，它可以克服—些氣體交換和熱交換問(wèn)題。計(jì)算機(jī)開(kāi)始在發(fā)酵工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。第五階段：

8、1979年至今。生物工程和技術(shù)的迅猛發(fā)展，給發(fā)酵工業(yè)提出了新的課題。于是，大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)酵罐應(yīng)運(yùn)而生，胰島素，干擾素等基因工程的產(chǎn)品走上商品化。</p><p><b>　　啤酒發(fā)酵罐的特點(diǎn)</b></p><p>　　1、單位占地面積的啤酒產(chǎn)量大；而且可以節(jié)約土建費(fèi)用；</p><p>　　2、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相對(duì)朝日罐、通

9、用罐、貯就罐而言）；</p><p>　　3、發(fā)酵溫度控制方便、有效，麥汁發(fā)酵時(shí)對(duì)流好，發(fā)酵速度快，可以縮短發(fā)酵周期（相對(duì)臥式罐、發(fā)酵槽而言）；</p><p>　　4、可以回收利用二氧化碳，并可有利于啤酒的口味穩(wěn)定性與非生物穩(wěn)定性（相對(duì)開(kāi)口容器而言）；</p><p>　　5、可以一關(guān)多用，生產(chǎn)工藝比較靈活；簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程與操作，而且酒損也現(xiàn)對(duì)減少；</p&g

10、t;<p>　　6、制作相應(yīng)要比其他發(fā)酵罐簡(jiǎn)單；</p><p>　　7、便于自動(dòng)控制，如自動(dòng)清洗和自動(dòng)滅菌，節(jié)省人力與洗滌費(fèi)用，衛(wèi)生條件好。</p><p>　　4、露天圓錐發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　?。?）罐體部分</b></p><p>　　露天圓錐發(fā)酵罐的罐體有灌頂、圓柱體與錐底3部分

11、組成，其中：</p><p>　　灌頂：為圓拱形，中央開(kāi)孔用于可拆卸大直徑法蘭，以安裝CO2與CIP管道及其連接件，灌頂還裝有真空閥，安全閥與壓力傳感器。</p><p>　　圓柱體：為發(fā)酵罐主體，發(fā)酵罐的高度主要決定于圓柱體的直徑與徑高比，由于大直徑的光耐壓低，考慮到使用鋼板的厚度，一般直徑＜6.0m。</p><p>　　圓錐底：它的夾角多為60—90°

12、;，也有90—120°，但這多用于大直徑的罐及大容量的罐；如夾角過(guò)小會(huì)使椎體部分很高。露天圓錐發(fā)酵罐圓錐底的高度與夾角有關(guān)，大致占總高的1/4—1/3。圓錐底的外壁一般安裝冷卻夾套、閥門(mén)與視鏡、取樣管閥、測(cè)溫、測(cè)壓的傳感元件或溫度計(jì)，CO2洗滌裝置等。</p><p><b>　　（2）溫度控制部分</b></p><p>　　發(fā)酵罐的溫度控制部分主要由冷卻

13、層、保溫層、測(cè)溫元器件、溫度記錄及溫度控制裝置等組成，其中：冷卻層是調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)液體溫度的主要部分，按其結(jié)構(gòu)可分為盤(pán)式和夾套式兩種；</p><p>　　發(fā)酵罐的保溫層一般使用聚氨酯泡沫塑料或脲醛泡沫塑料，也有使用聚苯乙烯泡沫塑料，在發(fā)泡保溫時(shí)，為了未來(lái)的維修剝離及復(fù)原的方便，罐身與發(fā)泡塑料之間最好能用塑料薄膜隔離；發(fā)酵罐的測(cè)溫元件有直接感應(yīng)與遙控兩種；發(fā)酵罐的溫控裝置實(shí)際起供、斷冷卻水的作用。</p>

14、;<p><b>　　（3）操作附件部分</b></p><p>　　發(fā)酵罐的操作附件比較多，主要包括：進(jìn)、出管道、閥門(mén)和視鏡；CO2回收和CO2洗滌裝置；真空/過(guò)壓保護(hù)裝置；取樣閥；原位清洗裝置（CIP）；換間板。</p><p>　?。?）儀器與儀表部分</p><p>　　發(fā)酵罐對(duì)一次儀表、二次儀表、記錄裝置、報(bào)警裝置以及微

15、機(jī)程序控制、自動(dòng)控制的應(yīng)用很廣泛，這些儀器、儀表主要對(duì)發(fā)酵罐的物料數(shù)量（以容積或液位表示）、壓力、溫度三個(gè)參數(shù)進(jìn)行顯示、自動(dòng)記錄、自動(dòng)控制及報(bào)警，還有測(cè)定浸出物含量與CO2含量的一次儀表，這樣就可以進(jìn)行真正的自動(dòng)控制。</p><p>　　發(fā)酵罐發(fā)酵的動(dòng)力學(xué)特征</p><p>　　發(fā)酵罐發(fā)酵的主要特點(diǎn)是采用較高的發(fā)酵溫度和高凝性酵母、進(jìn)一步提高發(fā)酵液濃度，保持茁盛的酵母層和縮短發(fā)酵時(shí)間進(jìn)

16、行可控發(fā)酵，其主要?jiǎng)恿W(xué)特征有：</p><p>　?、儆捎诓捎媚坌越湍?，S3＞S1，使發(fā)酵速度 3區(qū)＞1區(qū)；導(dǎo)致B3＜B1濃度差，促進(jìn)發(fā)酵液的對(duì)流；</p><p>　　②由于3區(qū)發(fā)酵速度快，產(chǎn)生CO2多，加上液壓，使P3＞P1而形成壓力差推動(dòng)發(fā)酵液對(duì)流；</p><p>　　③由于發(fā)酵時(shí)控制t3＞t1，形成溫度差對(duì)流。</p><p>

17、　　這三種推動(dòng)力隨罐高H增大而增大，由于傳統(tǒng)發(fā)酵槽僅2m，而露天的圓柱錐形罐一般大于8m，所以此推動(dòng)力將加速發(fā)酵，尤其在雙兒酰還原階段B、P趨于一致，但t3～t1可控，又因罐高，酵母沉降慢，發(fā)酵液仍保持強(qiáng)對(duì)流而促進(jìn)代謝發(fā)酵。</p><p><b>　　露天發(fā)酵罐設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、啤酒發(fā)酵罐的化工設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　

18、?、濉l(fā)酵罐的容積確定</p><p>　　設(shè)計(jì)需要選用V有效=22.5m3的發(fā)酵罐</p><p>　　則V全=V有效/φ=22.5m3/75%=30m3</p><p><b>　?、?、基礎(chǔ)參數(shù)選擇</b></p><p>　　1．D∶H：選用D∶H=1∶4</p><p>　　2．錐角：取錐

19、角為70°</p><p>　　3．封頭：選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭</p><p>　　4．冷卻方式：選取槽鋼盤(pán)繞罐體的三段間接冷卻</p><p>　　5．罐體所承受的最大內(nèi)壓：2.5㎏/cm³ 外壓：0.3㎏/cm³</p><p>　　6．錐形罐材質(zhì)：A3鋼材外加涂料，接管均用不銹鋼</p>&l

20、t;p>　　7．保溫材料：硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜</p><p>　　8．內(nèi)壁涂料，環(huán)氧樹(shù)脂</p><p><b>　?、?、D、H確定</b></p><p>　　由D∶H=1∶4，則錐體高度H1=D/2tan35°=0.714D</p><p>　　封頭高度 H2=D/4=0.25D<

21、/p><p>　　圓柱部分高度 H3=（4－0.714－0.25）D=3.036D</p><p>　　又因?yàn)閂全=V封＋V錐＋V柱</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.187D³＋0.131D³＋2.386D³=30m³</p><p

22、><b>　　得D=2.23m</b></p><p>　　查JB1154-74《橢圓形封頭和尺寸》取發(fā)酵罐直徑D=2400mm</p><p>　　再由V全=30m³ D=2.4m</p><p>　　得徑高比 D∶H=1:3.72</p><p>　　由D=2400mm查表得</p>

23、<p>　　橢圓形封頭幾何尺寸為：</p><p>　　h1=600mm h0=40mm F=6.52m2 V=2.00m3</p><p><b>　　筒體幾何尺寸為：</b></p><p>　　H=6614mm F=49.84㎡ V=29.9m3</p><p>　　錐體封頭幾何尺

24、寸為：</p><p>　　h0=40mm r=280mm H=1714mm </p><p>　　F=πd2/4[(0.7+0.3cosα)2/sinα+0.64]=10.64㎡ </p><p>　　V=πd3/24[(0.7+0.3cosα)2/tanα+0.72]=3.60m³ </p><p

25、>　　則錐形罐體總高：H=600＋40＋6614＋40＋1714=9008mm</p><p>　　總體積：V全=2.00＋29.9＋3.60=35.5m³</p><p>　　實(shí)際充滿系數(shù)ψ=22.5/35.5=63.3%</p><p><b>　　罐內(nèi)液柱高：</b></p><p>　　H′=[2

26、2.5-3.75/(3.14×1.22)/4] ×102+(1714+40)=3413㎜</p><p>　?、?、發(fā)酵罐的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?、殴摅w為內(nèi)壓容器的壁厚計(jì)算</p><p><b>　?、伲畼?biāo)準(zhǔn)橢圓封頭</b></p><p>　　設(shè)計(jì)壓力為1.1×2.5=2.75㎏／

27、㎝²</p><p><b>　　S=</b></p><p>　　式中：P=2.75㎏／㎝²</p><p>　　[σ]：A3鋼工作溫度下的許用力取1520. ㎏／㎝²</p><p>　　ψ：焊接系數(shù)，本設(shè)計(jì)采用雙面對(duì)接焊作為局部無(wú)探傷0.9 </p><p>　

28、　壁厚附加量：C=C1＋C2＋C3</p><p>　　查表得：C1：鋼板厚度的負(fù)偏差取0.8負(fù)偏差</p><p>　　C2：腐蝕裕量取1.5mm</p><p>　　C3：制造減薄量取0.6 </p><p>　　則：S=(2.75×2400/2×1520×0.9-2.75)＋3.4=5.814mm<

29、;/p><p>　　取S0=8mm </p><p>　　直邊高h(yuǎn)0=40mm</p><p><b>　　校核</b></p><p><b>　　σ=</b></p><p>　　=[2.75×(2400+8)/4×8] ×(2400＋8)/

30、2×900</p><p>　　=369.12≦[δ]t</p><p><b>　?、冢搀w</b></p><p>　　P設(shè)=1.1×(P工作＋P靜)</p><p>　　=1.1×（2.5+0.61）=3.42㎏／㎝²</p><p>　　S=（取C1

31、=0.6，C2=2，C3=0.6）</p><p>　　=3.42×2400/(2×1520×0.9－3.42)＋3.2=6.2mm</p><p><b>　　取S=7mm</b></p><p><b>　　校核</b></p><p>　　σ2==588.0≦ψ[

32、σ]t</p><p><b>　?、郏F形封頭</b></p><p><b>　　1）過(guò)渡區(qū)壁厚</b></p><p><b>　　S=</b></p><p>　　P設(shè)=1.1×（2.5＋0.9）=3.74㎏／㎝²（0.9為靜壓）</p>

33、<p><b>　　K=0.716</b></p><p><b>　　S=</b></p><p>　　=0.716×3.74×2400/(2×1520×0.9－0.5×3.74) ＋C</p><p><b>　　=2.35＋C</b>

34、;</p><p>　　=2.35＋0.6＋2＋0.59</p><p><b>　　=5.54mm</b></p><p><b>　　2)錐體</b></p><p><b>　　S=</b></p><p><b>　　S0= </

35、b></p><p>　　=0.60×3.74×2400/(1520×0.9－0.5×3.74) （f查表為0.60）</p><p><b>　　=3.94mm</b></p><p>　　S= S0＋C=3.94＋0.6＋2＋0.59=7.13mm</p><p>　　取

36、S=8mm h0=40mm</p><p>　　校核錐體所受最大應(yīng)力處：</p><p><b>　　σ=</b></p><p>　　=3.74×（2400+8）/(2×10×cos35°)</p><p>　　=687.14≦[σ]t</p><p>

37、　?、棋F體為外壓容器的壁厚計(jì)算</p><p><b>　?、伲畼?biāo)準(zhǔn)橢圓封頭</b></p><p><b>　　設(shè)S0=5mm</b></p><p>　　R內(nèi)=0.9Dg=2160mm</p><p>　　R內(nèi)／100S0=2160／100*5=4.32</p><p>

38、　　查圖表4-1得B=275</p><p>　　[P ]=B×S0／R內(nèi)=275×5／2160=0.64㎏／㎝²＞0.3㎏／㎝²</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　取C1=0.5mm，C2=2mm，C3=0.5mm</p><p>　　則S=S0＋

39、C=8mm </p><p><b>　?、冢搀w</b></p><p><b>　　設(shè)S0=5mm</b></p><p><b>　　L/D=0.69</b></p><p>　　D=2400/6=400</p><p>　　查圖表

40、4-1得 B=210</p><p>　　[P ]=210×6／2400=0.53㎏／㎝²＞0.3㎏／㎝²</p><p><b>　　S0=6mm</b></p><p>　　故可取C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm</p><p>　　則S= S0＋C=9.2mm 取S

41、=10mm</p><p><b>　　③．錐形封頭</b></p><p><b>　　因?yàn)棣?35°</b></p><p>　　所以22.50°＜α＜60°</p><p>　　按第四章發(fā)酵罐設(shè)計(jì)的中封頭設(shè)計(jì)可知，加強(qiáng)圈間中錐體截面積最大直徑為： 2×2

42、215／2×tan35°=1551mm</p><p>　　取加強(qiáng)圈中心線間錐體長(zhǎng)度為1157.5mm</p><p><b>　　設(shè)S0=5mm</b></p><p>　　L／D=1157.5／2400=0.482</p><p>　　D／S0=2400／5=480</p><

43、p>　　查表4-1得B=275</p><p>　　[P ]=B×S0/D=275×6/2400=0.69㎏／㎝²＞0.3㎏／㎝²</p><p><b>　　故取S0=6mm</b></p><p>　　C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm</p><p>　　

44、所以S= S0＋C=9.2mm</p><p><b>　　取S=10㎜</b></p><p>　　綜合前兩步設(shè)計(jì)，取兩者中較大的。由生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭厚度為8mm h0=40mm</p><p>　　圓筒壁厚 10mm </p><p&

45、gt;　　標(biāo)準(zhǔn)型封頭壁厚 10mm h0=40mm</p><p><b>　　⑶錐形罐的強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　?、佟?nèi)壓校核</b></p><p>　　液壓試驗(yàn) P試=1.25P設(shè)</p><p>　　由于液體的存在，錐體部分為罐體受壓最中之處即最危險(xiǎn)&l

46、t;/p><p>　　設(shè)計(jì)壓力 P=3.74㎏／㎝²</p><p>　　液壓試驗(yàn) P設(shè)=1.25P=4.68㎏／㎝²</p><p>　　查得A3鋼σ=2400㎏／㎝²</p><p>　　=4.68×[2400＋(10-3.2)]/2×(10-3.2)</p><p&g

47、t;　　=828.2㎏／㎝²</p><p>　　0.9ψσ=0.9×0.9×2400=1944㎏／㎝²＞σ試</p><p>　　可見(jiàn)符合強(qiáng)度要求，試壓安全</p><p><b>　?、冢鈮涸囼?yàn)</b></p><p><b>　　以內(nèi)壓代替外壓</b>

48、</p><p>　　P=1.5×（S＋C）=1.5×（1.0＋0.3）=1.3㎏／㎝²</p><p>　　P試=1.25P=1.63㎏／㎝²＜P內(nèi)試</p><p><b>　　故可知試壓安全</b></p><p><b>　?、郏畡偠刃：?lt;/b><

49、;/p><p>　　本設(shè)計(jì)中允許S=2×2400／1000=4.8mm</p><p>　　而設(shè)計(jì)時(shí)取厚度為S=10mm，故符合剛度要求</p><p>　　2、發(fā)酵罐熱工設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　?、逵?jì)算依據(jù)</b></p><p>　　計(jì)采用A3鋼作為發(fā)酵罐材料，用8號(hào)槽鋼做冷

50、卻夾套，分三段冷卻，筒體二段，錐部一段，夾套工作壓力為2.5㎞／㎝²冷媒為20%（V/V）酒精溶液，T進(jìn)=-4℃，T出=-2℃，麥汁發(fā)酵溫度維持12℃（主發(fā)酵5—6天，封頭及筒體部分保溫層厚度為200mm，錐底部分為98mm）</p><p><b>　?、婵偘l(fā)酵熱計(jì)算</b></p><p>　　Q=q×v=119×22.5=2677.

51、5㎏／hr</p><p>　　q每立方米發(fā)酵麥汁在主發(fā)酵期間每小時(shí)放熱量；</p><p><b>　　v為發(fā)酵麥汁量</b></p><p><b>　?、缋鋮s夾套型號(hào)選擇</b></p><p>　　選取8號(hào)槽鋼起截流面積為A=hb-截面積</p><p>　　=8&#

52、215;4.3－10.24=24.16㎝²</p><p>　　冷卻劑流量為（三段冷卻）</p><p>　　3×24.16×10-4×1=7.284×10-3m³/s</p><p>　　查得20%（V/V）酒精溶液Δt平=-3℃下的</p><p><b>　　ρ=97

53、6㎏／m³</b></p><p>　　Cρ=1.04kcal／㎏·℃</p><p>　　冷卻劑的冷卻能力為：</p><p>　　Q=7.248×103×976×1.041×2×2400</p><p>　　=35347.6 kcal／hr＞8330kcal

54、／hr</p><p>　　故可選取8號(hào)槽鋼為冷卻夾套。</p><p>　?、璋l(fā)酵罐冷卻面積的計(jì)算</p><p>　　考慮生產(chǎn)過(guò)程中，隨著技術(shù)的改進(jìn)，工藝曲線可能更改，按目前我國(guó)生產(chǎn)工藝曲線看，日降溫量較大的為13℃→5℃，為了將來(lái)工藝更改留下裕量，設(shè)計(jì)取13-5=8℃為設(shè)計(jì)的日降溫量，取0.6℃/hr為設(shè)計(jì)的小時(shí)降糖量，則由Q0=KAΔtm求得冷卻面積。<

55、;/p><p><b>　?、賯鳠嵯禂?shù)K的確定</b></p><p><b>　　1）醪液α1的計(jì)算</b></p><p>　　α1=0.64×C×</p><p>　　=0.64×185×</p><p>　　=198.9kcal/㎡

56、hºC</p><p>　　2）冷卻夾套的α2的計(jì)算</p><p>　　潤(rùn)濕周邊=80＋（80＋4×8.0）＋2×（43－1）=276㎜</p><p><b>　　de=</b></p><p>　　=204mm=20.4㎝</p><p>　　de==4.74㎝

57、=0.0474m</p><p>　　20%（V/V）酒精在定性溫度t=（﹣4－2）／2=﹣3℃下</p><p>　　μ=5.05CP=5.05×10³Pa·s</p><p>　　λ=0.402kcal/hrm℃=0.468W/㎏℃</p><p>　　Cp=1.041kcal/㎏℃=4.358×1

58、0³J/㎏℃</p><p><b>　　ρ=976㎏／㎡</b></p><p><b>　　υ=1m/s</b></p><p>　　Re=duρ/υ=9160=104</p><p>　　故可視為強(qiáng)制湍流流動(dòng) 得n=0.4</p><p>　　α2=0.023

59、λ/d(Re)0.8(Cpμ/λ)0.4=1348.4kcal/hr·m·℃</p><p>　　因?yàn)橛?jì)算時(shí)冷卻盤(pán)管為直管，先修正：</p><p>　　α=α（1＋1.77d/R）</p><p>　　=1348.4×(1＋1.77×0.0474/1.829)</p><p>　　=1410.3kca

60、l/hr·m·℃</p><p>　　3)筒體部分傳熱系數(shù)K</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)可得：</b></p><p>　　A1-筒體內(nèi)層傳熱面面積12.3062㎡</p><p>　　A2-筒體平均傳熱面積12.3562㎡</p><p>　　A3-筒體外壁平均傳熱

61、面積12.304㎡</p><p>　　Rs1-啤酒液污垢系數(shù)0.000675㎡h℃/kcal </p><p>　　Rs2-冷卻劑污垢系數(shù)0.000307㎡h℃/kcal </p><p>　　1-發(fā)酵液傳熱系數(shù)192.5kcal/ ㎡h℃ </p><p>　　2-夾套冷卻劑的傳熱系數(shù)206.4kcal/ ㎡h℃ </p>

62、<p>　　Λ-筒體材料導(dǎo)熱系數(shù)4.562kcal/㎡h℃ </p><p>　　b-筒體壁厚0.01m </p><p>　　=7.058×10﹣3</p><p>　　所以：K=141.7kcal/㎡·℃</p><p>　　注：h為假設(shè)夾套高度（m）</p><p>　　②錐形罐筒體

63、需冷卻的熱量</p><p>　　1）醪液放熱 Q醪=Q1＋Q2</p><p>　　Q1=34765×0.055×146.6=2803.1kcal/hr</p><p>　　Q2=34765×0.9519×0.6=19855.68kcal/hr</p><p>　　所以 Q醪=Q1＋Q2=226

64、58.78kcal/hr</p><p>　　2）外界與罐體的傳熱量</p><p>　　a.封頭部分Q1=KF（t外平＋t0附－t內(nèi)）</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得 KF=2.02×（10%＋1）×（32＋8.5－5）</p><p>　　=78.88kcal/hr</p><p><b&

65、gt;　　b.筒體部分：</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　得：KF=15.67kcal/K·℃</p><p>　　Q2=KF（t外平＋t0附－t內(nèi)）</p><p>　　=1.1×15.67×(32+8.5－5)</p>

66、<p>　　=611.91kcal/hr</p><p>　?、弁搀w冷卻面積A初定</p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　Q=KAΔtm</b></p><p>　　A=22958.78/（141.7×11.3）=14.34㎡</p>

67、<p>　　則醪液的冷卻負(fù)荷為：</p><p>　　14.34/34765=0.413㎡/T＞0.3m³/T</p><p>　　故冷卻面積能夠滿足要求。</p><p>　?、馨l(fā)酵罐冷卻面積的確定</p><p><b>　　1）筒體部分</b></p><p>　　由前

68、面敘述可知，筒體部分相同的冷卻段，選用8#槽鋼筒體冷卻段面積為14.34㎡</p><p>　　則槽鋼長(zhǎng)=14.34/0.08=179m</p><p>　　取相鄰兩槽鋼間距為80mm</p><p><b>　　一圈槽鋼長(zhǎng)：</b></p><p>　　l0=[(3.14×2.4)²＋0.12

69、78;]½=7.54m</p><p>　　179長(zhǎng)的槽鋼課繞圈數(shù)179/7.54≈24圈</p><p><b>　　則二段各繞12圈</b></p><p><b>　　冷卻高度為</b></p><p>　　12×（80＋40）－40=1400mm</p>&

70、lt;p><b>　　筒體實(shí)際冷卻面積為</b></p><p>　　24×11.567×0.08=22.2㎡/T</p><p><b>　　2）錐底部分</b></p><p>　　錐體部分醪液量為10.213×1.0484=10.70kg</p><p>&

71、lt;b>　　錐體部分冷卻面積為</b></p><p>　　10.70×0.439=4.70㎡/T</p><p>　　則槽鋼長(zhǎng)為4.70/0.08=58.76m</p><p>　　繞制高度為1000mm</p><p>　　3、發(fā)酵罐附件的設(shè)計(jì)及選型</p><p><b>

72、　?、偃肟?lt;/b></p><p>　　1)、選用入孔BIIPg6Dg450×8H1=220JB-64-28材料A3鋼</p><p>　　2)、補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸確定如下</p><p><b>　　D內(nèi)=484mm</b></p><p><b>　　D外=760mm</b><

73、;/p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度S補(bǔ)</b></p><p>　　按下式計(jì)算，考慮罐體與入孔節(jié)均有一定的壁厚裕量，故</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈取8mm</b></p><p>　　S補(bǔ)=(d×S0)/(D2-D1)=(45×0.52)/(76-484)=0.85cm

74、</p><p><b>　?、谝曠R</b></p><p>　　選用帶勁視鏡Pg6Dg150JB595-64-4</p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸確定如下：</p><p>　　內(nèi)徑D1=163mm 外徑=300mm</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度S補(bǔ)按</b

75、></p><p>　　S被=d*S0/D2-D1=150*8/300-163=8.8mm</p><p>　　考慮罐體與視鏡筒節(jié)約有一定的壁厚余量，故補(bǔ)強(qiáng)圈取8mm</p><p><b>　?、劢庸?lt;/b></p><p><b>　　1)CO2回收接管</b></p>&l

76、t;p>　　YB804-70 Dg40無(wú)縫鋼管 重3.6kg/m</p><p>　　法蘭 Pg6Dg40HG5010—58 重1.219kg</p><p><b>　　2)溫度計(jì)取樣接管</b></p><p><b>　　見(jiàn)發(fā)酵罐總裝圖</b></p><p><

77、b>　　3)冷卻劑進(jìn)口接管</b></p><p>　　YB804-70 Dg50無(wú)縫鋼管 重4.65kg/m</p><p>　　法蘭 Pg6Dg50HG5010—58 重1.348kg</p><p><b>　　4)濾酒管</b></p><p>　　YB804-70 D

78、g50不銹鋼管 重7.15kg/m</p><p>　　法蘭 Pg6Dg50HG5010—58 重2.38kg</p><p>　　去濾酒館于管內(nèi)高度為1.2m即1200mm</p><p>　　5)麥汁進(jìn)料及Y排放接管</p><p>　　Dg125球閥控制酒量 Dg50玻璃視鏡觀測(cè)Y排放情況 Dg50接管</p>

79、<p>　　三、發(fā)酵罐的計(jì)算特性和規(guī)范</p><p><b>　　1、技術(shù)特性</b></p><p>　?、俦纠碕B741—80鋼制焊接壓力容器技術(shù)條件：及“SB5111”不銹鋼耐酸性鋼及碳鋼、II類(lèi)設(shè)備進(jìn)行制造試驗(yàn)。</p><p>　　②設(shè)備制造完畢后，設(shè)備內(nèi)壁所有內(nèi)表面焊縫須打磨光滑平緩過(guò)渡，但須保證用材料同樣厚度。&

80、lt;/p><p>　　③立板焊接時(shí)應(yīng)與底軸垂直，兩塊立板之間得分布誤差不大于0.10</p><p>　?、茉O(shè)備安裝后軸線對(duì)基礎(chǔ)的不垂直度在全場(chǎng)上不大于10mm，設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)就位安裝。</p><p>　?、菰O(shè)備組焊后，封頭筒體錐形底的Ф400軸線在總高度范圍內(nèi)的不垂直度<15mm</p><p>　?、拊O(shè)備應(yīng)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：</p&g

81、t;<p>　　液壓實(shí)驗(yàn) 罐 內(nèi) 3.5kgf/cm2</p><p>　　夾套內(nèi) 3.5kgf/cm2</p><p>　　氣壓實(shí)驗(yàn) 罐 內(nèi) 3kg/cm2</p><p>　　夾套內(nèi) 3kg/cm2</p><p>　?、咴O(shè)備內(nèi)應(yīng)涂白色7535底漆層及面漆2層</p>