最新酒精发酵罐的设计
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。
毕业设计——啤酒厂5万吨10°高浓稀重点设备——发酵罐
齐齐哈尔大学毕业设计摘要本设计为年产5万吨10°啤酒厂，采用的工艺为高浓度稀释工艺。
设计中对全厂的工艺流程进行了论证，并进行了物料衡算、水消耗、耗冷和耗热的衡算，并且对主要设备（发酵罐）进行了计算和选型。
设计中采用了连续浸渍湿法粉碎，复式浸出糖化工艺和高温发酵、高温后熟工艺。
发酵工段是设计的重点工段，对发酵工段的发酵罐绘制了总装配图，而且绘制了带控制点的工艺流程图，发酵工段的平面和立面图。
本设计采用高浓度稀释工艺，提高了糖化、发酵、贮酒以及啤酒澄清设备的利用率，适宜酿造淡爽类型的啤酒。
关键词：啤酒厂；高浓度稀释；发酵罐；工艺设计AbstractIt is the design of the beer factory which the annual output is 50,000 tons. The degrees of the beer is 10°.The process used in the design is High gravity brewing.The design process of the whole plant is demonstrated, and the material balance, water consumption, power consumption of cold and heat balance, and major equipment (formentor) are calculated and selected.Impregnation of wet grinding, double-leaching saccharification process and high temperature, high temperature after-ripening process are used in the design. Fermentation section is the important of section in the designe. The total assemblage ot the formentor and the flow diagram with control point ,and the fermentation section of the plane and elevation are drawn. The process used in the design is High gravity brewing. High gravity brewing can improve he saccharification, fermentation, wine storage equipment, as well as to clarify the utilization of beer, it is fit with light beer.Key words: Beer factory; High concentration of diluted; Formentor; Design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值 (1)1.2 国内外的研究现状 (1)1.3 课题研究的内容和方法 (1)1.4 高浓度稀释啤酒 (1)1.4.1 稀释率 (2)1.4.2 麦汁制备 (2)1.4.3 稀释用水 (3)1.4.4 二氧化碳置换法脱氧 (3)1.4.5 稀释啤酒的优缺点 (3)1.5 啤酒的分类 (4)1.6 中国啤酒工业的未来 (4)第二章啤酒工艺选择与论证 (6)2.1 啤酒酿造工艺流程 (6)2.2 酿造啤酒原料 (6)2.3 麦芽汁制备 (7)2.3.1 麦芽与谷物辅料的粉碎 (7)2.3.2 糖化 (8)2.3.3 麦汁的过滤 (10)2.3.4 麦汁的煮沸和酒花的添加 (10)2.3.5 麦汁的冷却及去除冷凝固物 (11)2.4 啤酒发酵 (11)2.4.1 啤酒发酵的基本理论 (11)2.4.2 高浓度稀释啤酒发酵 (11)2.4.3 发酵工艺曲线 (12)2.4.4 发酵工艺论证 (12)2.5 厂址选择的地点及条件 (12)2.5.1 地理位置 (12)2.5.2 气候 (12)2.5.3 地形 (13)2.5.4 水文 (13)2.5.5 交通运输 (13)第3章物料衡算 (14)3.1 糖化车间物料衡算 (14)3.1.1 工艺技术指标及基础数据 (14)3.1.2 100kg原料的物料衡算 (14)3.1.3 100L 啤酒的物料衡算 (15)3.2 糖化车间的热量衡算 (17)3.2.1 糖化用水耗热量 (17)3.2.2 米醪煮沸耗热量 (17)3.2.3 混合醪升温至75℃的耗热量Q3 (18)3.2.4 洗糟水耗热量Q4 (19)3.2.5 麦汁煮沸过程耗热量Q5 (19)3.2.6 糖化一次总耗热量Q总 (19)3.2.7 糖化一次耗用蒸汽量 (19)3.2.8 每小时最大蒸汽耗量 (20)3.2.9 蒸汽单耗 (20)3.3 发酵车间的水耗量计算 (20)3.3.1 糖化用水 (20)3.3.2 洗槽用水 (20)3.3.3 糖化室洗刷用水 (20)3.3.4 回旋沉淀槽洗涮用水 (21)3.3.5 薄板冷却器冷却用水 (21)3.3.6 麦汁冷却器冲刷用水 (21)3.3.7 过滤机用水 (21)3.3.8 洗瓶机用水 (21)3.3.9 稀释用水 (21)3.4 发酵车间的耗冷量衡算 (21)3.4.1 发酵工艺流程 (21)3.4.2 工艺技术指标及基础数据 (21)3.4.3 工艺耗冷量Q t (22)3.4.4 酵母培养耗冷量 (23)3.4.5 发酵车间工艺耗冷量Q t (23)3.4.6 非工艺耗冷量Q nt (23)3.4.7 发酵车间冷量衡算表......................... 错误！未定义书签。
10万吨11°淡色啤酒发酵罐的设计
前言本设计为顺应近几年来啤酒工业飞速发展的需求，在啤酒工艺成熟的基础上，同时体现了啤酒酿造的新工艺，为企业的开源节流提供了新的依据。
设计题目为年产10万吨11度淡色啤酒厂发酵罐设计，此啤酒的酿造方法采用70%的麦芽，30%的大米，经过糊化，糖化，煮沸，过滤，冷却，发酵而成。
发酵设备采用圆筒体锥底发酵罐，发酵周期是17天。
本设计内容主要包括物料衡算，热量衡算，冷耗衡算和设备选型的计算及重点设备选型及计算。
糖化方法采用双醪浸出糖化法，发酵方法采用下面发酵法。
本设计的图纸主要为发酵罐装配图。
本文对啤酒生产线工艺设计中的关键部分—原料的糊化、糖化、麦汁过滤、煮沸、啤酒过滤及其设备选型进行了粗略研究。
对发酵过程及其设备选型进行了较为详细的探讨。
关键词：啤酒工艺；设备选型；技术经济；发酵；糖化；发酵罐.第1章绪论1.1 设计选题的目的目前，世界上啤酒市场的竞争日益激烈，广大消费者对啤酒品种结构和产品质量的要求也越来越高，相应的新品种也层出不穷。
因而，很有必要将这方面得计书加以科学地总结和分析以推动啤酒产品多样化在广度和深度上的健康发展，随着人们生活水平的提高，饮食消费结构的不断改变，啤酒已进入了千家万户。
但是我国人均啤酒的消费还没有达到世界平均水平。
所以建设新的、大型的啤酒厂，增加产量，就可以满足人们将来物质生活的需求。
所以，设计啤酒厂是有意义有必要的。
另外，此次选题是教研室下达的任务。
是根据教学的实际需求来选定的。
1.2 设计工作的意义啤酒含有17种氨基酸，多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每升啤酒的热量可达430卡，相当于6-7枚鸡蛋，0．75升牛奶或50克奶油，被世界营养协会组织列为营养食品，素有“液体面包”之誉。
现代科学研究表明，啤酒中所含各种成份、既有较高的营养价值又具良好的药疗效果，啤酒中酒精含量较低，10度黄啤酒含酒精3％左右，非但对胃和肝脏无损害，而且可平缓地促进人体血液循环；维生素B1、B6已能维持心脏正常活动，而烟酸则能扩张血管，故它们对心血管系统有益，可加速新陈代谢。
发酵罐的设计
目录第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (3)一、概述 (3)二、啤酒发酵罐的特点 (3)三、露天圆锥发酵罐的结构 (4)3.1罐体部分 (4)3.2温度控制部分 (5)3.3操作附件部分 (5)3.4仪器与仪表部分 (5)四、发酵罐发酵的动力学特征 (6)第二章发酵罐的化工设计计算 (7)一、发酵罐的容积确定 (7)二、基础参数选择 (7)三、D、H的确定 (7)四、发酵罐的强度计算 (9)4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (9)五、锥体为外压容器的壁厚计算 (11)六、锥形罐的强度校核 (13)6.1内压校核 (13)6.2外压实验 (14)6.3刚度校核 (14)第三章发酵罐热工设计计算 (14)一、计算依据 (14)二、总发酵热计算 (15)第四章发酵罐附件的设计及选型 (19)一、人孔 (19)二、接管 (19)三、支座 (20)第五章发酵罐的技术特性和规范 (21)一、技术特性 (21)二、发酵罐规范表 (22)参考文献 (24)发酵罐设计实例第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征一、概述啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、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，发展到现在距世界第二位。
由于啤酒工业的飞速发展，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子啊原有传统技术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。
就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。
化工原理课程设计——发酵罐的设计
化工原理课程设计设计说明书设计题目：发酵罐设计姓名xxx班级XXX学号XXX完成日期XXX指导教师XXX目录第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (4)一、概述 (4)二、啤酒发酵罐的特点 (4)三、露天圆锥发酵罐的结构 (5)3.1罐体部分 (5)3.2温度控制部分 (6)3.3操作附件部分 (6)3.4仪器与仪表部分 (6)四、发酵罐发酵的动力学特征 (7)第二章发酵罐的化工设计计算 (8)一、发酵罐的容积确定 (8)二、基础参数选择 (8)三、D、H的确定 (8)四、发酵罐的强度计算 (10)4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (10)五、锥体为外压容器的壁厚计算 (12)六、锥形罐的强度校核 (14)6.1内压校核 (14)6.2外压实验 (15)6.3刚度校核 (15)第三章发酵罐热工设计计算 (15)一、计算依据 (15)二、总发酵热计算 (16)第四章发酵罐附件的设计及选型 (20)一、人孔 (20)二、接管 (20)三、支座 (21)第五章发酵罐的技术特性和规范 (22)一、技术特性 (22)二、发酵罐规范表 (23)参考文献 (25)发酵罐设计实例第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征一、概述啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、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，发展到现在距世界第二位。
由于啤酒工业的飞速发展，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子啊原有传统技术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。
酒精发酵工厂设计
XXXXX大学生物工程设备课程设计任务书一、课程设计内容1、通过查阅机械搅拌发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点，根据酒精生产工艺流程设计100m3的机械搅拌嫌气发酵2、根据实际情况，对物料、热量等进行工艺计算；3、主要设备工作部件尺寸的设计；4、绘制装配图；5.绘制生产工艺流程图。
5、撰写课程设计说明书。
二、课程设计的要求与数据1.高径比为H/D=1.5，中部某地。
2.应用发酵工程酶发酵生产工业酒精，此产物是初级代谢产物。
牛顿型流体。
3.每个发酵罐的进料量为20t/h，每4h装满一个发酵罐，发酵周期为72h，由于还要进行清洗、灭菌、装料，综合考虑为4天一个周期。
4.蛇管冷却，冷却水的初始水温20℃，出水温度30℃。
5.糖化醪密度为1076kg/m3三、课程设计应完成的工作1.课程设计任务书及说明书（纸质版和电子版）各1 份2．设备装配图（A2 号图纸420×594mm）1 张3. 生产工艺流程图（A2号图纸420×594mm）一张四、课程设计进程安排五．参考文献[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。
[6].郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007[7].李功祥, 陈兰英, 崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，2006[8].陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005发出任务书日期：2011 年11月12日指导教师签名：计划完成日期：2011 年12月21日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：课程设计说明书目录前言 (6)设计依据1. 淀粉的糖化 (7)2. 酒精发酵 (7)3．以木薯为原料的酒精发酵工艺 (8)工艺设计1.物料衡算 (10)2. 冷却面积和冷却装置主要结构尺寸的确定 (19)3.搅拌功率及电机的选择 (21)设备计算1、发酵罐个数 (23)2. 发酵罐结构尺寸的确定 (23)3.冷却面积的主要尺寸的确定 (24)4.罐壁厚度 (24)5.搅拌器设计 (25)设计小结 (27)参考文献 (28)前言发酵罐是反应设备(化工生产中实现化学反应)的主要设备。
发酵罐的设计PPT演示课件
4 空气分布管
作用：使通入的空气均匀分布
型式： 单管式 正对罐底，距罐底 40mm，罐底衬不锈 钢圆板，防空气冲击
环 式 不常用，易堵。
24
5 传动装置 （1）变速装置：无级变速与皮带轮变速。10级
(500)，八级(750)，六级(1000)，从主动轮直径比 要小于7，以增加吃带面积。另外拉大主、从动 轮间距也可增加吃带面积。
时自动吸入空气。
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2.2.2 定子与转子的结构与类型
将液转 气体子 体甩的 吸出作 入，用 。形：
成将 内转 部子 真内 空的 ，
打体定 碎混子 ，匀的 促，作 进甩用 溶出： 氧，将 。将气
大体 气与 泡液
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2.2.3 自吸式发酵罐的优缺点
优点: 不需另设空气制备系统,投资少,能耗低,吸 入的气泡小,溶氧效果好,是通用罐的3倍.
5
2.1 通风机械搅拌发酵罐
2.1.1罐体尺寸 2.1.2罐的结构 2.1.3罐容积的计算 2.1.4罐的优缺点
6
2.1.2 罐的结构
图6-1 小型发酵罐结构图 1.三角皮带转轴；2.轴承支柱；3.联轴节； 4.轴封；5.窥镜；6.取样口；7.冷却水出口； 8.夹套；9.螺旋片；10.温度计；11.轴；12. 搅拌器；13.底轴承；14.放料口；15.冷水进 口；16.通风管；17.热电偶接口；18.挡板； 19.接压力表；20.手孔；21.电动机；22.排 气孔；23.取样口；24.进料口；25.压力表接 口；26.窥镜；27.手孔；28.补料口
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6 轴封
型式：端面轴封和填料函式轴封 作用：密封搅拌轴与罐顶（底）间的
缝隙，防止泄漏和染菌 组成：
20000吨啤酒发酵罐的设计
1前言1.1 设计目的目前，世界上啤酒市场的竞争日益激烈，广大消费者对啤酒品种结构和产品质量的要求也越来越高，相应的新品种也层出不穷。
因而，很有必要将这方面的技术加以科学地总结和分析，以推动啤酒产品多样化在广度和深度上的健康发展，随着人们生活水平的提高，饮食消费结构的不断改变，啤酒已进入了千家万户。
但是我国人均啤酒的消费还没有达到世界平均水平。
所以建设新的、大型的啤酒厂，增加产量，就可以满足人们将来物质生活的需求。
所以，设计啤酒厂是有意义有必要的。
1.2 技术背景啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下，利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动，其代谢的产物就是所要的产品--啤酒。
由于酵母类型的不同，发酵的条件和产品要求、风味不同，发酵的方式也不相同。
根据酵母发酵类型不同可把啤酒分成上面发酵啤酒和下面发酵啤酒。
一般可以把啤酒发酵技术分为传统发酵技术和现代发酵技术。
现代发酵主要有圆柱露天锥形发酵罐发酵、连续发酵和高浓稀释发酵等方式，目前主要采用圆柱露天锥形发酵罐发酵。
传统发酵技术的生产工艺流程：充氧冷麦汁→发酵→前发酵→主发酵→后发酵→贮酒→鲜啤酒。
现代发酵技术主要包括大容量发酵罐发酵法（其中主要是圆柱露天锥形发酵罐发酵法）、高浓糖化后稀释发酵法、连续发酵法等。
传统啤酒是在正方形或长方形的发酵槽（或池）中进行的，设备体积仅在5～30m3，啤酒生产规模小，生产周期长。
20世纪50年代以后，由于世界经济的快速发展，啤酒生产规模大幅度提高，传统的发酵设备已满足不了生产的需要，大容量发酵设备受到重视。
所谓大容量发酵罐是指发酵罐的容积与传统发酵设备相比而言。
大容量发酵罐有圆柱锥形发酵罐、朝日罐、通用罐和球形罐。
圆柱锥形发酵罐是目前世界通用的发酵罐，该罐主体呈圆柱形，罐顶为圆弧状，底部为圆锥形，具有相当的高度（高度大于直径），罐体设有冷却和保温装置，为全封闭发酵罐。
圆柱锥形发酵罐既适用于下面发酵，也适用于上面发酵，加工十分方便。
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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.罐体所承受最大内压：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.内壁涂料：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%罐内液柱高：H ，=321044.327.10-32⨯⨯π+（2428+50）=4873mm 四、发酵罐的强度计算4.1 罐体为内压容器的壁厚计算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 内=0.9D g =3060mmR 内/100S=3060/（100×5）=6.12查图表4-1及B=275[P]=B*S0/R内=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内压校核液压试验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外压实验以内压代替外压P=1.5*(0.3+1.2)=2.25kg/cm2P试=1.25P=2.8kg/cm2<P内试故可知试压安全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）内/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‘ = 37000×0.055×146.6 = 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内）带入数据得KF=0L.2Q1 = KF(t外平+t0附-t内）=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内）=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=KAΔt 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。