酒精发酵罐的设计
工程设备课件-发酵罐
盘顶 旋风方向
图 13-11 空气分配盘
5
6
4 3
2
1
图 13-12 气流喷舞干燥喷咀 空气管 2-压紧螺帽 3-喷咀座 4-压紧螺帽
5-喷咀 6-进液管 7-喷咀口
➢喷雾干燥特点
1.干燥速率快、时间短； 2.干燥温度低； 3.制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。
➢应用
特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物制 品生产中，如酵母、核苷酸和某些抗生素药物的 干燥。
一，粗馏塔板类型及结构
1 泡罩塔板
该类塔板适宜处理易起泡的液 体。是国内不少酒精厂家的粗 馏塔主要采用的装置。主要由 塔体，塔板和升气管等部件组 成。
泡罩塔的操作：
泡罩底部浸没在塔板上的液体，形成 液封，气体自升气管上升，流经升气 管和泡罩之间的环形通道，再从泡罩 齿缝（主要是分散气体，增大气液接 触面积）中吹出，进入塔板上的液层 中鼓泡传质。常见的泡罩为倒扣的自 行车铃盖形，周边有齿缝。齿缝一般 为矩形，三角形和梯形。
湿物料的干燥操作有2个基本过程同时进行：
1.传热过程，热量由气体传递给湿物料，使其温度 升高；
2.传质过程，物料内部的水分向表面扩散，并在表 面汽化被气流带走。
三、干燥设备的选型原则
➢生物工业制品的干燥设备类型
瞬时快速干燥设备：滚筒干燥设备、喷雾干燥 设备、气流干燥设备、沸腾干燥设备
低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻干燥设备
机械搅拌自吸式发酵罐
▪
之
自 吸 式
自 吸
发
式
酵
发
罐
酵
罐
的结Βιβλιοθήκη 构气升式发酵罐类型： 气升环流式
鼓泡式 空气喷射式
发酵罐制作安装的说明
发酵罐制作安装的说明发酵罐是一种常见的用于发酵蔬菜、水果、酒精、酱料等食品的设备。
下面将详细介绍发酵罐的制作及安装过程。
第一步：准备材料和工具1.发酵罐主体材料：不锈钢、陶瓷、玻璃等。
选择材料时需考虑到食品发酵的特性和食品与材料之间的相容性。
2.发酵罐盖材料：通气性好的材料，如布料或防腐纸。
3.发酵罐配件：气体出口、温度计、发酵罐底部垫片等。
4.工具：锤子、电钻、铁钳、螺丝刀、尺子、刀具等。
第二步：发酵罐制作1.制作罐体：根据所选材料的尺寸要求，将材料切割成合适大小的块状。
2.连接罐体：使用螺丝或焊接将切割好的罐体拼接在一起，确保连接牢固。
3.加工罐盖：根据罐体的形状，制作一个适合的罐盖。
罐盖上需要制作一个通气孔，便于气体排出。
4.安装配件：根据需要，安装气体出口、温度计和底部垫片等配件。
垫片可用于保护发酵罐底部，减少噪音和摩擦。
第三步：发酵罐安装1.选择安装位置：发酵罐需要放置在通风、干燥、避光和无异味的地方，远离热源和可燃物。
2.支架搭建：根据发酵罐的尺寸和重量，搭建一个稳定的支架，确保发酵罐的安全。
3.安装罐体：将制作好的发酵罐放置在支架上，确保罐体稳定，不易倾斜。
4.连接电源：如果需要加热或冷却发酵罐，连接电源，并确保电线走线合理、安全可靠。
5.安装温度计：将温度计插入罐体内部，并确保准确读取温度。
6.测试运行：在安装完成后，运行发酵罐一段时间，观察是否运行正常，温度和通风是否达到预期效果。
第四步：注意事项和维护1.发酵罐使用过程中应保持清洁，避免食品和杂质残留，以免影响发酵效果。
2.定期检查和清洗发酵罐，防止结垢、霉菌和细菌滋生。
3.注意发酵罐的温度控制，避免过高或过低的温度对食品产生不良影响。
4.及时更换或维修罐体和配件，确保发酵罐的正常运行和安全性。
总结：发酵罐的制作和安装是一个涉及材料选择、加工、组装和安装等多个步骤的过程。
在制作和安装过程中，需严格遵守安全操作规程，确保工作环境和设备安全可靠。
年产3.70万吨优级食用酒精生产装置发酵工段的工艺设计
吉林化工学院生物与食品工程学院课程设计年产3.70万吨优级食用酒精生产装置发酵工段的工艺设计学生学号：学生姓名：专业班级：指导教师：职称：起止日期：2015.4.14～2015.4.28吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology目录摘要 (V)Abstract (V)第1篇设计说明书 (1)第1章绪论 (1)1.1 设计项目的意义及依据 (1)1.2国内外研究状况 .................................................................... 错误！未定义书签。
1.3 可行性分析 (1)1.2 产品方案及生产规模 (3)第2章工艺论证 (4)2.1 生产方法 (4)2.1.1粉碎工段 (4)2.1.2液糖化工段 (5)2.1.3发酵工段生产方法 (5)2.1.4精馏工段生产方法 (5)2.2 设计厂区的自然条件 (6)2.2.1环境卫生 (6)2.2.2地理位置 (6)2.2.3地质条件 (6)2.2.4气象条件 (6)2.2.5抗震条件 (6)2.3原料、产品规格及公用工程 (7)2.3.1 玉米原料规格 (7)2.3.2 酶的规格 (7)2.3.3 酵母的规格 (7)2.3.4 营养盐、酸、碱的种类及规格 (7)2.3.5 产品及副产品的产量 (8)2.3.6公用工程 (8)2.4 厂址及原料运输 (8)2.4.1.原料供应与产品销售 (8)2.4.2.能源供应 (8)2.4.3.给排水 (9)2.4.4.所选厂址应有足够的面积 (9)2.4.5.交通运输 (9)2.4.6.企业协作与城市规划 (9)2.5 环保和安全 (9)2.5.1 纯酒精的性质 (9)2.5.2 火灾防范 (9)2.5.3 粉尘爆炸防范 (10)第3章工艺设计说明 (11)3.1 发酵工段 (11)3.1.1生产工序的目的和要求 (11)3.4.2生产原理 (11)3.4.3原料及产品规格 (11)3.4.4流程叙述 (12)3.4.5开车前准备工作 (13)3.4.6正常开车步骤 (14)3.4.7 发酵工艺参数 (15)3.4.8停车步骤 (17)3.4.9生产异常现象及处理方法 (17)第2篇设计计算书 (18)第1章发酵工段物料恒算 (18)1.1主要设计条件及工艺参数 (18)1.2酵母种子罐进料流量的计算 (18)1.3 预发酵罐出料流量的计算 (19)1.4 发酵罐流量的计算 (19)第2章发酵工段设备计算 (20)2.1 种子罐 (20)2.1.1相关说明 (20)2.1.2.种子罐计算 (20)2.1.3.种子罐几何尺寸的计算 (20)2.2 发酵罐的计算 (21)2.2.1 发酵罐物料衡算 (21)2.2.2.发酵罐体积的计算 (21)2.2.3.发酵罐几何尺寸的计算 (22)2.2.4管道计算 (22)2.2.5 泵的计算 (23)2.2.6发酵工段换热器的计算 (24)2.2.7 成熟醪中间罐的计算 (26)2.3 发酵工段设备 (27)第3章总结......................................................................................... 错误！未定义书签。
发酵罐的设计范文
发酵罐的设计范文发酵罐是用来进行微生物发酵过程的设备，广泛应用于食品、医药、饲料、酒精等行业。
它的设计对于保证发酵过程的顺利进行具有重要意义。
首先，在设计发酵罐时，需要考虑容器的材质选择。
常见的发酵容器材质有玻璃、不锈钢、塑料等。
其中，不锈钢是目前最常用的材料，因为它具有良好的耐腐蚀性能和机械强度，能够适应不同的发酵工艺和条件。
此外，不锈钢材质还易清洗，能够保证发酵过程的卫生安全。
其次，发酵罐的设计应考虑容器的形状和尺寸。
一般而言，发酵罐的形状可以是圆柱形、椭圆形或立方形，尺寸则根据实际需要而定。
圆柱形发酵罐具有较小的基底面积，体积利用率较高，适用于大规模的发酵过程；而椭圆形发酵罐能够减小搅拌时的死角和液流的旋转，有利于发酵物料的均匀混合；立方形发酵罐则容易进行工艺控制和操作。
根据实际需要选择合适的形状和尺寸，以满足发酵工艺的要求。
同时，发酵罐的设计还需要考虑气体供应和排出的设施。
发酵过程中，微生物需要氧气进行呼吸，因此罐体需要有合适的进气装置，以保证微生物的正常生长。
常见的进气装置有机械式搅拌、气体通道等。
同时，还需要考虑废气的排出，避免微生物产生过量气体而影响发酵过程。
此外，温度和酸碱度是影响发酵过程的关键因素，因此在设计发酵罐时需要考虑温度和酸碱度的控制设备。
发酵罐通常会设置恒温装置，以保持适宜的发酵温度。
常见的恒温设备有水浴、电热传导等。
对于酸碱度的控制，可以通过添加酸碱溶液等方式进行调节。
最后，发酵罐的设计还需要考虑搅拌和控制系统。
搅拌过程有助于增加氧气传递、混合反应物料和促进产物的分散。
搅拌系统通常包括电机、搅拌桨和传动装置等。
对于控制系统，需要设置相应的传感器和控制器，以对温度、酸碱度、溶解氧等过程参数进行监测和控制。
总之，发酵罐的设计是一项复杂而重要的任务，需要考虑容器材质选择、形状尺寸、气体供应排出、温度酸碱度控制以及搅拌控制系统等方面。
只有合理设计，才能满足发酵过程的要求，保证产品的质量和产量。
第五章 发酵罐
第一节 嫌气发酵罐
• 一、酒精发酵罐 • 二、圆筒体锥底发酵罐
一、酒精发酵罐 1、基本结构
2，发酵罐的冷却装置
• 根据发酵的大小不同， 酒精发酵罐通常采用以 下冷却装置：
• （1）中小型发酵罐：多 采用罐顶喷水淋于罐外 壁表面进行膜状冷却；
• （2）大型发酵罐：由于 罐外壁冷却面积不能满 足冷却要求，所以，罐 内装有冷却蛇管或罐内 蛇管和罐外壁喷洒联合 冷却装置。
污染能力好； • 4.易于清洗、维修、灭菌。
本章小结
• 嫌气发酵罐:原理、结构特点、优缺点 酒精发酵罐.圆筒体锥底发酵罐 • 需氧发酵罐:原理、结构特点、优缺点
• （1）机械搅拌发酵罐 • （2）气升式发酵罐 • （3）自吸式发酵罐 机械搅拌自吸式发酵罐; 溢流自吸式发酵罐(文氏管发酵罐); 喷射自吸式发酵罐。
• 试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用 的变速装置有三角皮带传动，圆柱或螺 旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带 变速传动较为简便
• 空气分布装置：单孔管和环行管
（7）轴封
• 轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝
隙加以密封，防止泄漏和污染杂菌。
常用的轴封有填料函和端面轴封两种。
• ①填料函式轴封是由填料箱体，填料底衬 套，填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使 旋转轴达到密封的效果。
发酵工程
第五章 发酵罐
第一节 嫌气发酵罐 第二节 需氧发酵罐 第三节 发酵罐选型
注意事项
概述：
• 发酵设备是发酵工厂中主要的设备，它提供了 一个适应微生物生命活动和生物代谢的场所。
• 由于微生物分厌氧和通风两大类，故供微生物 生存和代谢的生产设备也就各不相同。
• 不论厌氧或通风发酵设备，除了满足微生物培 养所必要的工艺要求外，还得考虑材质的要求 以及加工制造难易程度等因素。
啤酒发酵罐的结构和种类
啤酒发酵罐的结构和种类啤酒，这可是个好东西，既解渴，又能让人放松。
不过你知道吗？其实这杯看似简单的啤酒，背后可是有着一整套复杂的制作过程。
而这个过程当中，最重要的“幕后英雄”之一，就是发酵罐。
说起发酵罐，大家可能会觉得它只是一个普通的容器，实际上它的结构和种类可大有讲究。
今天咱们就聊聊这个话题，让大家对啤酒的“成长之路”有个更深的了解。
一、发酵罐的基本结构发酵罐其实就像啤酒酿造过程中的“大肚子”，是啤酒发酵的核心所在。
咱们从最简单的部分说起，首先它得有个合适的形状。
传统的发酵罐一般是圆柱形的，虽然看起来挺普通，但它有个好处，那就是可以保证液体在罐内流动均匀，促进酵母的发酵作用。
再说了，发酵罐是压力容器，所以它的外壁通常是非常坚固的，材质多用不锈钢，耐腐蚀、抗压力，不容易生锈。
啤酒在发酵的时候可不是什么温柔的过程，罐子要经得起这种“重口味”的挑战。
发酵罐的上方一般会配有一个气阀，负责释放二氧化碳气体。
因为啤酒发酵时，酵母会把糖分转化成酒精的产生大量的二氧化碳。
你可以想象，发酵罐就像是一个压力锅，气阀的作用就是给气体一个“出口”，避免罐子内压力过大，导致意外发生。
这个气阀的设计也很有趣，有的设计得很精巧，甚至还能起到调节气压的作用，确保发酵过程的顺利进行。
发酵罐的底部也有些讲究。
通常，底部会有一个排放口，用来排除发酵过程中产生的沉淀物。
毕竟，酵母死掉后会形成一些沉淀，如果不及时清理，容易影响酒体的口感和清澈度。
通过这个排放口，酿酒师可以定期清理这些杂质，保持发酵罐内的环境清洁，确保每一批啤酒的品质。
二、发酵罐的种类既然发酵罐这么重要，那它的种类自然也不少。
咱们先从最常见的两种说起：开放式发酵罐和封闭式发酵罐。
开放式发酵罐顾名思义，就是上面没有盖的，开放的容器。
这种罐子通常用于一些小规模的手工酿酒厂。
因为它的设计比较简单，价格也相对便宜，操作起来也不那么复杂。
这种罐子的缺点也很明显——它容易受到外界环境的影响，比如灰尘、杂菌、温度等问题，可能会对啤酒的发酵过程造成干扰。
年产100000吨酒精发酵罐的设计
《生物工程设备》课程设计说明书100000t/a酒精发酵罐的设计年产100000吨酒精发酵罐的设计摘要发酵设备是发酵工厂中的主要设备，发酵设备必须具有适宜微生物生长和形成产物的各种条件，促进微生物的新陈代谢，使之能在低耗能下获得较高产品。
因此发酵设备必须具备微生物生长的基本条件。
发酵主要分为嫌弃发酵和好气发酵两大类，根据发酵微生物的不同特性我们可以选择与之相对应的不同的发酵设备来进行所需要的发酵过程。
酒精发酵属于嫌弃发酵过程，所以酒精发酵罐也需设计制造成嫌弃发酵罐来进行发酵。
酒精发酵罐除了满足微生物生产和代谢的基本条件外，发酵微生物热的释放和冷却设备及发酵废液的排放等一系列工艺条件也必须满足。
本次设计的酒精发酵罐为年产100000吨，95%的酒精，针对500m3的锥形酒精发酵罐的基本尺寸进行设计的。
关键字：锥形，酒精，发酵罐，设计目录1 前言------------------------------------------------------------------------3 1.1 酒精发酵罐设计的目的和意义----------------------------------------------41.2 技术背景----------------------------------------------------------------52 基本工艺条件----------------------------------------------------------------7 2.1 生产规模----------------------------------------------------------------72.2 物料参数----------------------------------------------------------------73 设备设计计算及说明----------------------------------------------------------8 3.1 发酵罐罐数的确定--------------------------------------------------------8 3.2 发酵罐几何尺寸的确定----------------------------------------------------8 3.3 酒精发酵罐的换热装置设计------------------------------------------------9 3.4 设备材料的选择----------------------------------------------------------11 3.5 发酵罐的壁厚计算--------------------------------------------------------11 3.6 接管设计----------------------------------------------------------------113.7 支座的选择--------------------------------------------------------------124 附录------------------------------------------------------------------------15主体设备化工设备图（或设备流程图）5 参考文献--------------------------------------------------------------------161 前言酒精学名乙醇，是由碳、氢、氧3种元素组成的化合物，结构是C H OH,相对分子质量为46.酒即是食品、化工、医药、染料、国防等工业十分重要的基础原料，又是可再生的清洁能源。
势能自流式酒精连续发酵罐组的设计与分析
发酵 ， 造成残 渣 占发酵罐容积并继续耗 能的问题。 更大 优点是 减 少 了蒸馏 系统 中 由于残渣 的存在 增加
２６ 降温措施驻特 ， １ ， 在 号罐与 ２ 号罐、 号罐与 ３ ２ 号罐 、 号罐与 ４号罐 问的连通管路外面可以设 计 ３ 冰水降 温装 置， 据需 要可 以调 整 醪 液为 ｌ 根 ８— ２ ℃， ｏ 甚至更低， 由于是顺 势能连接 ， 可以减去螺旋 板换热器和相应的循环 泵， 避免 由于泵和螺旋换热
的一 个方向性的重要 参考设计。
关键词 ： 酵罐 ； 发 垒糖 袭 ； 续发酵 ； 酵强度 连 发
中里分类号；Ｓ６ ．；Ｓ ６ ． Ｔ ２２２ ＇ ２ １３ Ｉ
文献标识码 ： Ｂ
０ 前 言
随着耐 高 温 和 高活 性 淀 粉 酶 制 剂 的 突 破 性 进
步， 液化喷射器的应用与实践 ， 使淀粉连续稳定的大 型液化糖化工艺得 以顺利实现 ， 特别是大型斜底发 酵罐和锥形发酵罐在应用 中积累一定的经验 ， 固定 酵母技术和准连续发酵技术也在实践中发挥了重大
２４ 由于是 全 糖 液发 酵 ， 液 流 动 性好 … ． 醪 ２ ３４号
工艺要点 ： 粉浆液 ｐ ５４— ．、 浆罐温度 ８ Ｈ ． ５７ 粉 ３ ８℃、 射器温 度 ９ ５ 喷 ６—９ ＋、 ８ 液化罐 温度 ９ — Ｃ ４ ９ ＋ 液 化 时 间 ６ ｉ） 糖 化 温 度 ５ ６Ｃ（ 嘶ｌ 、 ｎ ９—６ ℃、 化 ｌ 糖 ｐ ４２ ． 糖化时间 １０ ｉ）糖化醪进入发酵罐 Ｈ． ４４ （ ２ｍｎ 、 的温 度 ３ ℃。 ０ 新型酒精连续发酵系统如图 １ 所示 。 ２ 发酵 系统 特点
的技术 进步作 用 ， 多塔 差压蒸 馏 、 ｏ Ｃ ２回收 和高蛋 白 பைடு நூலகம்
酒精发酵罐的设计
酒精发酵罐的设计⽣物⼯程专业《化⼯原理课程设计》说明书题⽬名称专业班级学号学⽣姓名指导教师2011 年10 ⽉31 ⽇⽬录⼀设计⽅案的确定 (1)1.1设计条件 (1)1.2发酵⼯艺 (2)1.3发酵罐尺⼨及整体设计 (3)1.3.1发酵罐尺⼨确定 (3)1.3.2发酵罐整体设计 (3)1.3.2.1加热、冷却系统的设计 (3)1.3.2.2 pH调节系统的设计 (3)⼆计算 (4)2.1发酵罐尺⼨计算 (4)2.1.1发酵罐直径和⾼度 (4)2.1.2发酵罐表⾯积 (4)2.1.3罐体壁厚 (4)2.2传热量的计算 (4)2.2.1发酵液量的确定 (4)2.2.2总的发酵热 (4)2.2.3冷却⽔耗量W的计算 (5)2.2.4对数平均温度差ΔT m的计算 (5)2.2.5传热总系数K的确定 (6)2.2.6冷却⾯积的主要尺⼨的确定 (6)三设备选型 (7)3.1换热器的选择 (7)3.2⼈孔的选择 (7)3.3⽀座的选择 (7)3.4接⼝管的选择 (7)3.5仪表接⼝的选择 (7)四附录及图纸 (8)附录 1 (8)附录 2 (8)五总结 (9)六参考⽂献及资料 (10)⼀设计⽅案的确定酒精是⼀种⽆⾊透明﹑易挥发，易燃烧，不导电的液体。
有酒的⽓味和刺激的⾟辣滋味，微⽢。
学名是⼄醇，分⼦式C2H6O。
现在的酒精主要还是通过发酵发开制备的。
酒精制备的原料主要有淀粉质和纤维质为主，通过各种酶的作⽤⽽产⽣酒精的，酒精⽣产也带来了很多副产品，⽐如说杂醇油、甲醇、⼆氧化碳等。
1.1设计条件本次课程设计条件是⽤10m3发酵罐，发酵⽣产酒精。
表1发酵条件的确定项⽬条件备注发酵罐类型嫌⽓发酵罐由参考⽂献[1]确定发酵菌种酵母菌由参考⽂献[3]确定发酵罐体积10m3由⽼师所给的条件确定温度30℃由参考⽂献[3]确定pH 4.0 由参考⽂献[3]确定压⼒42?Pa 由参考⽂献[3]确定10102?~5发酵液密度1076kg·m3-由参考⽂献[3]确定冷却⽅式沉浸式冷却蛇管由参考⽂献[1]确定1.2 发酵⼯艺[3]⽤⽢蔗糖蜜经过硫酸处理让淀粉分⼦从原料细胞中游离出来以后，再通过稀释、调配、灭菌等操作，然后通过酒母发酵产⽣酒精。
5发酵罐简介
（二）参数设计 1. 小型机械搅拌通风 发酵罐主要用于实 验室小试、中试和 种子罐。 2. 大型机械搅拌通风 发酵罐 公称容积 筒体高度
/m3 10 60 100 200 /mm 3200 8000 9400 11500
公称 容积 /L 50 500 2000 5000
筒体 高度 /mm 813 1400 2100 3000
（二）搅拌器
• 搅拌器的作用：
– 打碎气泡，使空气与溶液均匀接触，使氧溶解于发 酵液中； – 使发酵液充分混和，液体中的固形物料保持悬浮状 态。
• 搅拌器有轴向式（桨叶式、螺旋桨式）和径向 式（涡轮式）两种。
平叶
弯叶
箭叶
（三）挡板
• 挡板的作用——防止液面中央产生漩涡，促使 液体激烈翻动，提高溶解氧。 • 挡板宽度约为（0.1～0.12）D； • 装设4～6块挡板，可满足全挡板条件。 •全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴 竖立的蛇管、列管、排管也可以起挡板作用； 功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要 •求： 挡板的长度自液面起至罐底为止。 • 挡板与罐壁之间的距离为（1/5 ～1/8）D。
（一）接种 1. 火圈直接倒种 2. 注射器接种 3. 压力差接种
适用于小罐
接种口用火圈杀菌；橡胶口在火圈上过一下，套 入接种口；打开进口阀、进气阀打开，关闭排气 阀，罐内升压至1kg/cm2；突然打开排气阀，罐内 压力下降至0.5 kg/cm2，瓶内种子液进入罐内。 接种瓶密封、耐高压；接种瓶口要旋紧、塞子塞 紧，防止漏气染菌；进气口压力表一定不能超过1 kg/cm2（否则接种瓶会爆炸）；反复两三次直至 全部种子液接入罐内为止。
二、自吸式发酵罐
• 不需要空气压缩机提供加压空气，而依靠特设 的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入 无菌空气，同时实现混合搅拌与溶氧传质的发 酵罐。 • 耗电量小，能保证发酵所需的空气，并能使气 液分离细小，均匀地接触，吸入空气中70-80% 的氧被利用。 • 可用于生产葡萄糖酸钙、力复雷素、维生素C 、酵母、蛋白酶等。
年产14万吨燃料乙醇厂初步工艺设计重点设备——发酵罐毕业论文
毕业设计说明书(论文)作者：常月媛学号：0904150101院系：化学工程学院专业：生物工程题目：年产14万吨燃料乙醇厂初步工艺设计重点设备——发酵罐指导者：刘月华副教授吴冬志工程师评阅者：2013 年6 月吉林摘要燃料乙醇的开发和研究在当今世界面临着能源枯竭的情况下，具有重要的战略意义。
本毕业课题总结了燃料乙醇的基本情况和国内外使用现状，论述了我国推广使用燃料乙醇的意义。
采用干法粉碎技术对原料进行粉碎处理，运用喷射闪蒸技术进行常压蒸煮，通过液糖化过程，进行大罐连续发酵，采用传统式三塔蒸馏技术直接蒸汽进行加热蒸馏，排醛脱水得到无水乙醇，最后以95:5（体积比）和93号汽油混合变性，得到成品燃料乙醇。
运用理论基础知识，本设计对年产14万吨燃料乙醇生产过程进行了工艺计算，为最初设备选型提供理论依据。
再根据本文所采取的的工艺流程和工艺计算做出主要的设备选型。
同时，针对乙醇生产后的乙醇糟和废水进行处理，节约了投资成本，保护环境，增加经济效益。
关键词：燃料乙醇；工艺设计；工艺流程；设备选型AbstractThe research and development of fuel ethanol has important strategic significance, in today's world is facing energy depletion situation. This paper summarizes the basic situation of fuel ethanol and the use of fuel ethanol at home and abroad, at the same time, discussed our country to promote the use of fuel ethanol significance. Dry grinding technology which uses for raw materials pulverizing process, using the flash technologies injection pressure cooking, after saccharification process the fluid into large tanks in progress continuous fermentation, using the three-tower distillation technology to heat distillation, Finally, 95:5 (volume ratio) and 93 gasoline hybrid variability, get finished fuel ethanol. The use of basic knowledge of the theory, the design for the annual output of 140,000 tons of fuel ethanol production process of the calculation process, in order to provide a theoretical basis for the initial equipment selection. Taken according to this process and the process of making a major computing equipment selection. Meanwhile, treatment the bad ethanol and wastewater which is getting ethanol production will save the cost of investment, protect to the environment and increase to economic efficiency.Key words: fuel ethanol; process design; process flow; equipment selection目录摘要 .................................................................................................................................. Abstract .. (I)第1章绪论 01.1 中国酒精工业的发展历史 01.2 我国酒精工艺和装备技术的发展 (1)1.3 解决酒精生产问题的对策 (1)1.4 酒精工业的发展趋势 (2)1.5 开发燃料乙醇的意义 (2)1.6 燃料乙醇在国外发展的情况 (3)第2章设计概论 (5)2.1 毕业设计的目的 (5)2.2 毕业设计的题目 (5)2.3 毕业设计的任务 (5)2.4 毕业设计的指导思想 (5)2.5 毕业设计的依据 (6)2.6 厂址选择原则 (6)2.7 厂址选择 (6)2.8 原料来源、规格 (9)2.9 主要辅料的质量标准 (11)2.10 水的质量标准 (13)2.11 燃料乙醇成品的质量标准 (14)2.12 主要工艺参数 (16)2.13 环保措施 (16)2.13.1 CO2的综合利用 (16)2.13.2 杂醇油的回收 (16)2.13.3 酒精酵母的利用 (17)2.13.4 酒精糟的回收利用 (17)第3章酒精生产工艺流程的设计和说明 (18)3.1 酒精的性质、用途及生产方法的概述 (18)3.1.1 酒精的性质 (18)3.1.2 酒精的用途 (18)3.1.3 玉米原料生产酒精流程 (18)3.2 工艺条件及说明 (19)3.2.1 玉米粉供应工序 (20)3.2.2 液化糖化工序 (20)3.2.3 发酵工序 (21)3.2.4 蒸馏工序 (22)3.2.5 变性及后处理部分 (23)第4章酒精生产过程中的物料和热量衡算 (26)4.1 以玉米为原料年产14万吨燃料乙醇厂总物料衡算 (26)4.1.1 工艺技术指标及基础数据 (26)4.1.2 原料消耗计算 (26)4.1.3 蒸煮醪量的计算 (27)4.1.4 糖化醪和发酵醪量的计算 (28)4.1.5 废醪量的计算 (29)4.1.6 其他辅助材料消耗量 (29)4.2 年产14万吨燃料乙醇厂水、煤、电的消耗计算 (31)第5章重点设备——发酵罐的设计 (32)5.1 发酵罐的作用结构及材质 (32)5.1.1 发酵目的 (32)5.1.2 发酵分类 (32)5.1.3 发酵罐结构 (33)5.1.4 发酵罐特点 (33)5.2 发酵罐容积和个数的确定 (34)5.2.1 发酵罐容积 (34)5.2.2 发酵罐数量 (34)5.3 发酵罐冷却面积和冷却装置的设计 (35)5.4 发酵罐的其他尺寸 (37)第6章设备的设计与选型 (40)6.1 原料输送装置的选型 (40)6.2 液糖化工段 (41)6.2.1 糖化罐选型 (41)6.2.2 液化罐选型 (42)6.2.3 维持罐选型 (42)6.3 发酵工段 (43)6.3.1 酒母罐选型 (43)6.3.2 酒精捕集器 (43)6.4 蒸馏工段 (44)6.4.1 蒸馏设备 (44)6.4.2 换热器的选型 (44)6.4.3 粗馏塔的计算 (44)6.4.4 精馏塔的设计 (48)6.4.5 排醛塔 (59)第7章总体平面设计及全厂定员 (62)7.1 总体平面设计 (62)7.1.1 总体平面设计依据 (62)7.1.2 总体平面设计原则及要求 (62)7.1.3 总体平面设计内容 (63)7.2 全厂定员 (64)7.2.1 全厂定员表 (64)7.2.2 工作制度和薪酬制度 (64)参考文献 (66)致谢 (68)第1章绪论酒精工业是基础的原料工业，其产品主要用于食品、化工、军工、医药等领域。
(完整版)啤酒发酵罐毕业课程设计
生物反应器课程设计-----啤酒露天发酵罐设计姓名：张小燕班级：生工112学号：露天发酵罐设计1、啤酒发酵罐的化工设计计算㈠、发酵罐的容积确定设计需要选用V有效=22.5m3的发酵罐则V全=V有效φ=22.5m375%=30m3㈡、基础参数选择1．D∶H：选用D∶H=1∶42．锥角：取锥角为90°3．封头：选用标准椭圆形封头4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却5．罐体所承受的最大内压：2.5㎏cm³外压：0.3㎏cm ³6．锥形罐材质：A3钢材外加涂料，接管均用不锈钢7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜8．内壁涂料，环氧树脂㈢、D、H确定由D ∶H=1∶4，则锥体高度H 1=D2tan35°=0.714D 封头高度 H 2=D4=0.25D圆柱部分高度 H 3=（4－0.714－0.25）D=3.036D 又因为V 全=V 封＋V 锥＋V 柱=3231242443H D D H D ⨯⨯∏+⨯∏+⨯⨯∏=0.187D ³＋0.131D ³＋2.386D ³=30m ³ 得D=2.23m查JB 《椭圆形封头和尺寸》取发酵罐直径D=2400mm 再由V 全=30m ³ D=2.4m 得径高比 D ∶H=1:3.72 由D=2400mm 查表得 椭圆形封头几何尺寸为：=0.4α2=0.023λd(Re)0.8(C p μλ)0.4=1348.4kcal ·℃ 因为计算时冷却盘管为直管，先修正： α=α（1＋1.77dR ）=1348.4×(1＋1.77×0.04741.829) =1410.3kcal ·℃3)筒体部分传热系数K3322111221111A Rs A A b A Rs A KA ++++=αλα 代入数据可得：A1-筒体内层传热面面积12.3062㎡ A2-筒体平均传热面积12.3562㎡ A3-筒体外壁平均传热面积12.304㎡ Rs1-啤酒液污垢系数0.000675㎡hh h h h h h h K 3562.1200815.03062.123562.12000307.04501.0304.123562.12000675.0304.125.1933562.121+⨯++⨯+⨯==7.058×10﹣3所以：K=141.7kcal ㎡·℃ 注：）②锥形罐筒体需冷却的热量 1）醪液放热 Q 醪=Q 1＋Q 2Q 1=34765×0.055×146.6=2803.1kcal A=22958.78（141.7×11.3）=14.34㎡ 则醪液的冷却负荷为： 14. =0.413㎡T ＞0.3m ³T 故冷却面积能够满足要求。
啤酒发酵罐设计设计
生物反应器课程设计-----啤酒露天发酵罐设计姓名：***班级：生工112学号：**********目录一、啤酒发酵罐结构与动力学特征1、啤酒的概述2、啤酒发酵容器的演变3、啤酒发酵罐的特点4、露天圆锥发酵罐的结构二、啤酒露天发酵罐设计1、发酵罐的化工设计计算2、发酵罐热工设计计算3、发酵罐附件的设计及选型三、发酵罐的技术特性和规范1、技术特性2、发酵罐规范表四、发酵罐设计图一、啤酒发酵罐结构与动力学特征1、啤酒的概述啤酒是以大麦和水为主要原料，大米、酒花和其它谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。
我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。
改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在居世界第二位。
由于啤酒工业飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。
为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术在原有传统方法的基础上有很大进展。
尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。
这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。
2、啤酒发酵容器的演变a发酵容器材料的变化随着产量的增加，容器的材料由陶器向木材，水泥，金属材料演变。
啤酒是微酸性饮料，对钢材和水泥有腐蚀性，因此除了不锈钢和优质铝板之外，容器内壁必须图上一层耐腐蚀衬里涂料，以免因材料的影响，引起浑浊与色香味的变化，并便于洗涤，杀菌和啤酒发酵时防止纯粹培养酵母的微生物污染。
现在的啤酒生产，主要多采用A3钢和不锈钢。
b开放式发酵容器向密闭式转变因容器加大后，发酵时产生大量CO2影响工人的健康，甚至发生危险，加盖密闭以后，既解除了这方面的危险，又有利于CO2的回收利用，并能防止空气中的微生物落入发酵罐，提高了发酵的清洁度。
发酵罐的设计与放大
2.按照发酵设备特点分类
• 机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐。 前者包括循环式，如伍式发酵罐、文氏管发酵罐、 以及非循环式的通风发酵罐和自吸式发酵罐。后 者包括循环式的气提式、液提式发酵罐以及非循 环式的排管式和喷射式发酵罐。
• 特点：采用不同的手段使发酵 罐内的气、固、液三相充分混 合，从而满足微生物生长和产 物形成对氧的需求。
• 轴封装置为搅拌罐和搅拌轴间的密封，以防 止反应物料的逸出和杂物的渗入。通常采用 填料密封或机械密封。
• 发酵罐的特点 必须具备足够的强度、密封性、耐蚀性及稳定性。
发酵罐的工作要求
清洁卫生；反应过程能保持恒定的温度，以利于发 酵菌很好地进行发酵；搅拌器使物料混合均匀、加快反 应速度、缩短发酵周期、强化传热；将发酵过程中产生 的热量及时带走，保证反应正常进行。
• 对于大型发酵罐可用衬不锈钢板或复合不锈钢 制成，衬里用的不锈钢板厚为2~3毫米。为了 满足工业要求，在一定压力下操作、空消或实 消，罐为一个受压容器，通常灭菌的压力为 2.5公斤/厘米2（绝对压力）。
• 1帕斯卡=1牛顿/平方米(1N/㎡) • 1兆帕=1000000帕 • 大气压：压强的一种计量单位。其值等于
拌采用螺旋桨，用以加强轴向流动；下搅拌采用 涡轮桨分散气体，可以提高氧传递效率。这种设 计方法充分发挥了这两种搅拌桨的各自特长。
• (3)完全填充反应器是一种比通气搅拌罐能更有效 地提高氧传递效率的发酵罐。混合时间短，即使 对十分黏稠的液体也有同样效果，消除了罐顶的 空间，空气在罐内的滞留时间比通气搅拌罐长。 改良型通风式发酵虽然有一些改进，但是它 的实际应用却远没有通风发酵广泛。
罐体的尺寸比例
✓ 罐体各部分的尺寸有一定的比例， 罐的高度与直径之比一般为 1.7~3左右。(为何不能再高？氧 利用率高)
4酒精发酵罐的设计
发酵设备课程设计说明书酒精发酵罐的设计院（系）食品工程学院专业年级生物工程08学生姓名张连芳指导教师徐树来提交日期 2011年 6月 3 日哈尔滨商业大学课程设计（论文）任务书兹发给生物工程（中外）2班学生张连芳课程设计（论文）任务书，内容如下：1.设计（论文）题目：酒精发酵罐的设计2.应完成的项目：（1）发酵罐个数和结构尺寸的确定（2）冷却面积和冷却装置主要结构尺寸确定（3）编写设计说明书重点设备：发酵罐、冷却系统绘图内容：冷却系统配置图、发酵罐的总装图3.参考资料以及说明：[1]、金风孌，安家彦。
酿酒工艺与设备选用手册，化学工业出版社。
[2]、梁世中等。
生物工程设备，中国轻工业出版社。
[3]、章克昌。
酒精与蒸馏酒工艺学，中国轻工业出版社。
[4]、酒精与白酒工艺学，华南理工大学等四所院校编。
[5]、周明衡，成德功。
管路附件设计选用手册，化学工业出版社。
附：设计任务及要求某酒精工厂，每发酵罐的进料量为24t/h，每4h装满一罐，发酵周期为72h，冷却水的初、终温度分别为20℃和25℃，若罐内采用蛇管冷却，试确定发酵罐的结构尺寸、罐数、冷却水耗量、冷却面积和冷却装置的主要结构尺寸。
糖化醪密度为1076kg/m3目录1.发酵罐结构和尺寸------------------------------------------------------------12.冷却面积和冷却装置主要结构尺寸-------------------------13.发酵罐基本参数图表-------------------------------------44.参考文献-----------------------------------------------51、发酵罐个数和结构尺寸的确定 发酵罐的个数N ：N=124+nt n=6424=所以N=19124726=+⨯（个） 发酵罐容积：V=1009.010761000424=⨯⨯⨯（m 3）发酵罐的装料系数φ=0.9发酵罐采用圆柱型器身，底和顶为锥形盖，选取结构尺寸的比例关系如下：H=1.2D D h h 1.021==发酵罐全容积 V=4π2D （H+311h +312h ）D=4.7（米）则 H=1.2D=5.6（米）D h h 1.021===0.47（米）由发酵罐的基本结构尺寸，可确定全罐表面积，罐底圆柱部分表面积1A 和罐底、罐顶表面积2A ,3A 分别为：)(1847.035.235.214.3)(826.57.414.3222223221m h R R A A m DH A =+⨯=+===⨯⨯==ππ式中 R —罐底得半径，m所以全罐表面积)(1182321m A A A A =++= 2、冷却面积和冷却装置主要结构尺寸的确定 （1）总的发酵热)(321Q Q Q Q +-=mSq Q =1式中 m —每罐发酵醪量（kg ）S —糖度降低百分值（%） q —每公斤糖发酵放出的热量（J ） 1Q —主发酵期 所以1Q =24×4×1000×1%×418.6=4×510（KJ/h ） 12%5Q Q ==5%×4×510=0.2×510（KJ/h ）)(3B W C t t F Q -=α假定罐壁不包扎保护层，壁温最高可达35℃，生产厂所在地区的夏季平均温度可查阅有关资料，现假3定为32℃。
生物工程设备酒精发酵的计算
酒精发酵罐数的确定：某酒精工厂，每发酵罐的进料量为24t/h ，每4h 装满一罐，发酵周期为72h ，冷却水的初、终温分别为20℃和25℃，若罐内采用蛇管冷却，试确定发酵罐的罐数、结构尺寸、冷却水耗量、冷却面积和冷却装置的主要结构尺寸。
（糖化醪密度为1076kg/m3) 解： (1) 确定发酵罐个数n 为每24h 内进行加料的发酵罐数目(2) 确定发酵罐体积及结构尺寸： 发酵罐体积 发酵罐几何尺寸选取结构尺寸比例：H = ，h1＝ h2＝发酵罐表面积(圆柱体表面积A1和罐底、罐顶表面积A2、 A3）(3) 冷却面积和冷却装置主要结构尺寸① 总的发酵热Q2464n ==67211192424nt N ⨯∴=+=+=30V 2441000V 100(m )10760.9φ⨯⨯===⨯2122π11V ()4330.21000.785(1.2)3D H h h D D D =++∴=+21223 3.14 4.7 5.6823.14 2.3518A πDH m A A πm ==⨯⨯====⨯=mQ A K T =∆()123Q Q Q Q =-+② 冷却水耗量 ③ 对数平均温度差△Tm④传热总系数K 值⑤ 冷却面积 124.71.2 5.60.10.47D m H D m h h D m =⎧⎪==⎨⎪===⎩51421324410001%418.64105%210C W B Q msq Q Q Q AK T T ==⨯⨯⨯⨯=⨯=⨯=⨯=-（）4443510010033.511833.5(3532) 1.2103.6810(/)W B C W BT T c K k k T T Q Q kJ h ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦=++=-∴=⨯⨯-=⨯∴=⨯对辐＝()521 3.681017600kg /h () 4.1862520B p Q W C T T ⨯===-⨯-（）()()()()()()121230203025()()7.2(ln ln 30203025F F m F F T T T T T T T T T ------∆===----⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦℃）()0.8420.74.1861 1.77 1.4510D K A D R ρν⎛⎫∴=+=⨯ ⎪⎝⎭217600 1.12(m/s)236000.785(0.053)1000w ==⨯⨯⨯⨯11932110.0035114500270018816750K ∴==+++523.681026.5(m )19327.2m Q A K T ⨯===∆⨯。
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第一章啤酒露天发酵罐的化工设计计算一、发酵罐的容积确定实际需要选用V全=40m3的发酵罐则V有效=V全× =40×80%=32 m3二、基础参数选择1. D:H 选用D:H=1:32.锥角：取锥角为70°3.封头：选用标准椭圆封头4.冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液）5.罐体所承受最大压：2.5㎏／cm3外压：0.3㎏／cm36.锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢7.保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜8.壁涂料：环氧树脂三、 D、H的确定由D:H=1:2 ，则锥体高度H1=D／2tg35°=0.714D封头高度H2=D／4=0.25D圆柱部分高度H3=（2.0-0.714-0.25）D=1.04D又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱=3π×2D 4×H 1+24π×D 3＋4π×D 2×H 3 =0.187D 3+0.13D 3+0.816D 3=40得D=3.30m查JB1154-73《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=3400mm再由V 全=40cm 3 ，D=3.4m设H: D=x0.187 D 3＋0.13 D 3＋（x-0.714-0.25）D 3=40X=1.86得径高比为D:H=1:1.86由D=3400mm 查表得椭圆形封头几何尺寸为：h 1=850mmh 0=50mmF=13.0m 2V=5.60m 3筒体几何尺寸为：H=2946mmF=31.46 m 2V=47.42m 3锥体封头几何尺寸为：H 0=50mmr=510mH=2428mmF=πd 2／4-[()0.70.32COSa Sina ++0.64]=6.9 m 2V=πd 3／24[（0.7+0.3COSa ）2／tga+0.72]=10.27 m 3则：锥形罐总高：H=575+40+5791+40+1714=8160mm总容积：V=1.76+26.18+3.53=42.6m 3实际充满系数：32／42.6=75%罐液柱高：H ，=321044.327.10-32⨯⨯π+（2428+50）=4873mm 四、发酵罐的强度计算4.1 罐体为压容器的壁厚计算1. 标准椭圆封头设计压力为:1.1*2.5=2.75㎏／cm 2S=[]2PDgC t P ϕσ+- 式中：P=2.75㎏／cm 2[]t σ：A 3钢工作温度下的许用力取1520㎏／cm 2ϕ：焊接系数，本例采用双面对接焊作为局部无探伤0.9壁厚附加量：C=C 1+C 2+C 3查表得：C 1:钢板厚度的负偏差取0.8mm 负偏差C 2:腐蚀裕量取2mmC 3:制造减薄量取0.6mm则： mm 8.64.375.2-9.015202340075.2=+⨯⨯⨯ 取 S 0=7mm直边高：h 0=50mm校核D D 42P s h σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦中中 =()850273400747340075.2⨯+⨯⨯+⨯ =670.6≤[]σt2. 筒体P 设=1.1×（P 工作+P 静）=1.1*（2.5+0.61）=3.42㎏／cm 2S=[]2PD C P σϕ+- （取C 2=0.6,C 2=2,C 3=0.6） =mm 5.72.342.3-9.015202340042.3=+⨯⨯⨯ 取S=8mm校核σ2=PD/2s=728.5≤ϕt3. 锥形封头(1) 过渡区壁厚S= []P 20.5K Dg C Pϕσ+-设 P 设=1.1*（2.5+0.9）=3.745㎏／cm 2（0.9为静压）K=0.75S=[]P 20.5K Dg C Pϕσ+-设 =C +⨯⨯⨯⨯⨯74.35.0-9.015202340074.375.0 =3.49+C=3.49+0.6+2+0.369=6.46mm(2) 锥体S=[]*0.5f PDg t P ϕσ-+C S 0=[]*0.5f PDg t P ϕσ-=6.574.35.0-9.01520340074.360.0=⨯⨯⨯⨯（f 查表为0.60）S=S 0+C=5.6+0.6+2+0.59=8.57取S=10mm h 0=40mm校核锥体所受最大应力处：D 235P sCos σ=︒中 ==︒⨯⨯⨯35cos 102341074.3=778.5[]σ≤t4.2锥体为外压容器的壁厚计算1.标准椭圆封头设S 0=5mmR=0.9D g =3060mmR/100S=3060/（100×5）=6.12查图表4-1及B=275[P]=B*S0/R=275*5/3240=0.43kg/cm2>0.3kg/cm2满足要求取C1=0.5mm，C2=2mm，C3=0.5mm则S=S0+C=8mm2.筒体设S0=6mmL/D=0.86S0/ D=2400/6=400查图表4-1及B=210[P]=210×6/3400=0.37kg/cm2>0.3kgS0=6mm故可取C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm则S=S0+C=9.2mm或10mm3.锥形封头因为：α=35°所以 22.50°<α<60°按第四章发酵罐设计的中封头可知，加强圈间中锥体截面积最大直径为：（2 × 2428/2 ）×tg35°=1700mm取加强圈中心线间锥体长度为1214mm设S0=6mmL/D=857/3400=0.36D/S0=3400/6=566.7查图表4-1及B=320[P]=BS0/D=320*6/3400=0.53>0.3kg/cm2故取S0=6mmC1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm所以 S=S0+C=6+3.2=9.2取S=10mm综合前两步设计，取两者中较大的有生产经验确定标准椭圆型封头厚度为 10mm h0=50mm圆筒壁厚 10mm标准形封头壁厚 12mm h0=50mm五、锥形罐的强度校核5.1压校核液压试验 P试=125P设由于液体的存在，锥体部分为罐体受压最重之处即最危险设计压力 P=3.74kg/cm2液压实验 P试=1.25P=4.68kg/cm2查得A3钢σ=2400kg/cm3σ试=P试[D g+（S-C）]/2(S-C)=4.68*[3400+(12-3.2)]/2*(12-3.2)=890.9kg/cm20.9ψσ=0.9*0.9*2400=1944kg/cm2>σ试可见符合强度要求，试压安全5.2外压实验以压代替外压P=1.5*(0.3+1.2)=2.25kg/cm2P试=1.25P=2.8kg/cm2<P试故可知试压安全5.3刚度校核本例中允许 S=2*3400/1000=6.8mm而设计时取壁厚为S=10mm，故符合刚度要求（公式：S最小=2D/1000）第二章发酵罐热工设计计算一、计算依据计采用A3刚作发酵罐材料，用8号槽钢做冷却夹套，分三段冷却，筒体二段，椎部一段，夹套工作压力为2.5kg/cm2冷媒为20%（V/V）酒精溶液，T进=-4℃，T出为-2℃，麦汁发酵温度维持12℃（主要发酵5-6天，封头及筒体部分保温层厚度为200mm，椎底部分为98mm）二、总发酵热计算Q=q*v=119*32=3808kg/hrq为每立方米发酵麦汁在主发酵期间每小时的放热量；v为发酵麦汁量1、冷却夹套型号选择选取8号槽钢起截流面积为A=hb-截面积=8*4.3-10.24=24.16cm2冷却剂流量为（三段冷却）3*24.16*10-4*1=7.284*10-3m3/s查得20%（V/V）酒精溶液Δt平=-3℃下的ρ=976kg/m3Cρ=1.04kcal/kg·℃冷却剂的冷却能力为：Q=7.248*103*976*1.041*2*3400=60082kcal/hr故可选取8号钢槽为冷却夹套。
2、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看，日降温量较大的为13℃到5℃，为了将来工艺更改留下余量，设计取13-5=8℃为设计的日降温量，取0.6℃/hr为设计的小时降温量，则由Q=KAΔt m求得冷却面积。
2.1传热系数K的确定2.1.1醪液α1的计算α1=0.64*C*2t-1t=0.64*185*511-=185.3kcal/m2·h·℃2.1.2冷却夹套的α2的计算湿润周边=80+（80+4*8.0）+2*（43-1）de=（4*流体流动截面面积）/湿润周边=276mm=27.6cmde=4*24.16/27.6=3.5cm=0.035m20%（V/V）酒精在定性温度t=（-4-2）/2=-3℃下μ=5.05CP=5.05*103Pa·sλ=0.402kcal/hr·m·℃=0.468W/m·℃C p=1.041kcal/kg·℃=4.358*103J/kg℃ρ=976kg/m2μ=1m/sRe=duρ/μ=9160=104故可视为强制湍流流动得n=0.4α2=0.023λ/d（Re）0.8（C pμ/λ）0.4=1348.4kcal/hr·m·℃因为计算时冷却盘管为直管的，先修正：α、=α（1+1.77d/R）=1348.4*（1+12）*0.0474/1.829=1410.3kcal/hr·m·℃1）筒体部分传热系数K1/K A2=1/α1A1+Rs1/A1+b/λA2+1/α2A3+Rs2/A3代入数据可得：1/K=7.325*10-3所以：K=136.5kcal/m2·℃注：h为假设夹套高度（m）3、锥形罐筒体需冷却的热量1）醪液放热 Q醪=Q1 ’+ Q2’Q1‘ = 37000×0.×146.6 = 2983.3kcal / hrQ2’=37000×0.9519×0.6 =21132kcal / hr 所以,Q 醪=Q1‘+Q2’ =24115kcal / hr2）外界与罐体的传热量a. 封头部分Q1 = KF(t外平+t0附-t）带入数据得KF=0L.2Q1 = KF(t外平+t0附-t）=2.02×（10%+1）×（32+8.5-5）78.72kcal / hrb. 筒体部分：带入数据：1/KF=1/αA1 + δ1/λ1A2 +δ2/λ2A2+δ3/λ2A4+1/αA5 得： KF = 15.67kcal/K·°CQ2=KF(t外平+t0附-t）=1.1×15.6（32+8.5-5）= 6119kcal/hr4、筒体冷却面积A 初定C t t t t t m ︒=-=∆∆-∆∆3.11)9/14ln(/)914()/ln(/)(2121 Q=KA Δt mA=24115/136.5×11.3=15.6m 2 则醪液的冷却负荷为：15.6/37000=0.422m 2/T>0.3m 3/T 故冷却面积能够满足要求。