发酵罐的工艺计算

：S最小=）1000第二节发酵罐热工设计计算一、计算依据计采用A3钢作发酵材料，用8号槽钢做冷却夹套，分三段冷却，筒体二段，锥部一段，夹套工作压力为2.5kg/cmp2冷媒为20%（V/V）酒精溶液，T进—4°C,T出为—2°C,麦汁发酵温度维持12°（主发酵5-6天,封头及筒体部分保温层厚度为200mm，锥底部分为98mm）二、总发酵热计算Q=q*v=119*24=2856kg/hrQ每立方米发酵麦汁在闰发酵期间每小时的放热量；V为发酵麦汁量三、冷却夹套型号选择选取8号槽钢起截流面为A=hb一截面积…-一2=8*4-10.24=24.16cm冷却剂流量为（三段冷却）3*24.16*10-4*1=7.284*10-3=m3/s查得20%（V/V）酒溶液△t平=-30C下的3P=976kg/mCp=1.04kcal/kg•0C冷却剂的冷却能力为：0=7.248X103X976X1.041X2X2400=34430.8kcal/hr>8330kcal/hr故可选取8号槽钢为冷却夹套。四、发酵罐冷却面积的计算考虑生产过程中，随着技术的改进，工艺曲线可能更改，按目前我国工艺曲线来看，日降温量较大的为13C5C,为了将来工艺更改留下余量，设计取13-5=8C为设计的日降温量，取0.6C/hr为设计的小时降糖量，贝UQ=K凡tm求得冷却面积。1、传热系数K的确定1）醪液的。1的计算。1=0.64C4t1-t2一_20_=199.12kcal/mhC冷却夹套的口2的计算湿润周边=80+(80+4*8.0)+2*(43-1)x流体流动截面面积de=湿润周边=204mm=20.4cmDe=4*24.16/20.4=4.74cm=0.0474m20%(V/V)酒精在定性温度t=(-4-2)/2=-3C下3」=5.05cp=5.0510pa.s=0.402kcal/hrm°C=0.468W/m°CCp=1.041kcal/kg°C=4.358103j/kg°C2P=976kg/m」=1m/sRe=dup/」=9160=104故可视为强制湍流流动得n=0.4：2=0.023/d(Re)0.8(Cpu/)04=1348.4kcal/hr•m，0C因为计算时冷却盘管为直管的，先修正：a=a(1.77d/R)=1348.4(112)0.0474/1.829=1410.3kcal/hr，m，0C筒体筒体部分传热系数K11R§b1RS2KA2一示~A/K元代入数据可得：111.3554h0.00067511.3354h0.010.00030711.3554—==7.23510K185.311.30h11.304h4511.3668h所以：K=136.5kcal/m2.C注：h为假设夹套高度(m)2、锥形罐筒需要冷却的热量1)醪液放热Q醪=Q+QQ=62110X0.055X146.6=4552.7kcal/hrQ=62110X09919X0.6=35473kcal/hr所以Q醪=Q+Q=40026.kcal/hr2)外界与罐体的传热量a.封头部分Q=KF（t外平*to附一t内）带入数据得KF=0L.2Q=KF(t外平+\附」内)=2.02*(10%+1*(32+8.5-5)78.72kcal/hrb.筒体部分：带入数据：11'、・1-2'-31KFLAi1A22A22A2:A5得：KF=15.67kcal/K0CQ2=KF(t外平+3—t内)=1.1*15.6(328.5-5)=6119kcal/hr3、筒体冷却面积A初定14-9=I14Im=11.3C22/T>0.3m3/TQ=KAtmA=40716.8/136.5*11.3=26.4M则醪液的冷却负荷为：26.4/62110=0.425m故冷却面积能够满足要求4。发酵罐冷却面积的确定筒体部分226.4m由前面叙述可知，筒体部分相同的冷却段，选用8#槽钢筒体冷却段为面积为则槽钢长=26.4/0.08=330m取相邻两槽钢间距为40mm一圈槽钢长：l0=.(3.143.62)20.122=11.367m330长的槽钢可绕圈数330/11。36730圈则二段各绕15圈冷却段高为15*(80+40)—40=1760mm筒体实际冷却面积为30*11.367*0.08=1.439m2/T锥底部分锥体部分醪液量为10.76*1.0484=11.27锥体部分冷却面积为11.27*0.439=4.95m2则槽钢长为4.95/0.08=61.8m绕制高度为1000mm第三节发酵罐附件的设计及选型一、人孔1、选用入孔BIIPg6Dg450*8Hi=220JB-64-28材料A3钢2、补强圈尺寸确定如下：D肉=484mmD外=760mm补强圈的厚度Sb补按下式计算，考虑罐体与入孔筒节均有一定的壁厚裕量，故补强圈取8mmS补=dSoD28450.5276-484=0.85cm二、视镜1、选用带颈视镜pg6Dg150JB59砰64-42、补强圈尺寸确定如下：内径Di=163mm外径D2=300mm补强圈的厚度S补按S被=Dxso/D12-D1=150X8/300-163=8.8mm考虑罐体与视镜节均有一定的壁厚裕量，故补强圈取8mm三、接管1、CO2回收接管YB804-70Dg40无缝钢管重3.6kg/m法兰Pg6Dg40HG5010-58重1.219kg2、温度计取样接管见发酵罐总装图3、冷却剂进口接管YB804-70Dg50无缝钢管重4.65kg/m法兰pg6D50H5010-58重1.348kg4、滤洒管YB804-70Dg50不锈钢管重2.38kg取滤酒管于罐内高度为1.2m即1200mm5、麦汁进料及Y排放接情况Dg125球阀控制酒量Dg50玻璃视镜测丫排放情况Dg接管四、支座见发酵总装图第四节发酵罐的技术特性和一、技术特性类设备进行制1、本例按JB741-80钢制焊接压力容器技术条件：及“SB5111”不锈钢耐酸性钢及碳钢、II造试验。2、设备制造完毕，设备内壁所有表面焊缝须打磨光滑平缓过渡，但须保证用材料同样厚度。TOC\o"1-5"\h\z3、立板焊接时应与底轴垂直，两块立板之间得分布误差不大丁0.104、设备安装后轴线对基础的不垂直在全长上不大于10mm设备在现场就位安装。5、设备组焊后，封头筒体锥形底的】400轴线在总高度范围内的不垂直度<15mm6、设备应进行下列实验：1）液压实验罐内3.5kgf/cm2夹套内3.5kgf/cm22）气压实验罐内3kg/cm2夹套内3kg/cm27、设备应涂白色7535底漆层及面漆2层TOC\o"1-5"\h\z8、设备碳钢外露表面应涂Y35-1红丹油防锈漆2层9、设备保温罐外喷聚氨厚度200mmPAGE\*MERGEFORMAT#二、发酵罐规范表85n3圆柱锥底发酵罐的规范表名称30m3圆柱锥底发酵罐罐体规格：直径（mn2400柱体高度（mm5654总高度（mm8549总容积m331.33有效谷积m324罐体用率76.6%材质A3钢钢板厚度：圆柱部分（mm10上封头（mm10圆锥部分（mm12工作压力（kg/cm3）:罐内2.5罐外0.3冷却型式槽钢盘绕罐体的三段冷却冷媒20%酉精溶液（-4C）冷却面积31.3工作温度（C）:罐内0-12罐外-4〜4外壁保温层聚氨酯硬质泡沫材料内壁涂料环氧树脂保护层