(整理)发酵罐的设计.
发酵罐的设计与放大
发酵罐的组成
• 主要包括釜体、搅拌装置、传热装置、轴封 装置。还根据需要加其他的附件，如各种接 管(为了便于检修内件及加料、排料)，安装 温度计、压力表、视镜、安全泄放装置(为了 操作过程中有效地监视和控制物料的温度、 压力)等。
• 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。
• 减少工厂发酵设备投资约30％左右，酵母 发酵周期短，发酵液中酵母浓度高，分离 酵母后的废液量少。
• 设备结构简单，溶氧效果高，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。 操作方便。
• 电量小
采用不同型式、容积的自吸式发酵罐 生产葡萄糖酸钙、力复霉素、维生素C、酵 母、蛋白酶等，都取得了良好的效果。
1.5 固定化发酵罐
• 圆筒形的容器中填充固定化酶或固定化微 生物的设备。
• 生物利用率高
1.6 管道式发酵罐
• 利用液体的流动代替搅拌 作用，实现混合和传质的 目的。处于试验阶段。
改良通风式发酵罐
• (1)瓦尔德夫发酵罐，有独特的消泡装置。 • (2)一种带有上下两个分离搅拌器的发酵罐。上搅
自吸式发酵罐的结构
• 罐体 • 自吸搅拌器及导轮 • 轴封 • 换热装置 • 消泡器
自吸式发酵罐的充气原理 • 自吸式发酵罐的主要的构件是
发酵罐的设计Microsoft Word 文档 (2)
表1-1 发酵罐主要设计条件项目及代号 参数及结果 备注发酵菌种 黑曲霉N-588菌株 根据参考文献[1]选取 工作压力 0.25MPa 由工艺条件确定 设计压力0.25MPa 由工艺条件确定 发酵温度（工作温度） 35℃ 根据参考文献[1]选取 设计温度 150℃ 由工艺条件确定 冷却方式 蛇管冷却由工艺条件确定 培养基 薯干粉232kg;水827kg 根据参考文献[8]选取 发酵液密度 1059kg/m 由工艺条件确定 发酵液黏度2⨯10-3Pa.s由工艺条件确定2.2几何尺寸的确定根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸；高径比H/D=2.5，则H=2.5D 初步设计：设计条件给出的是发酵罐的公称体积（80m 3） 公称体积Vo －－罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和 全体积V －－公称体积和上封头体积之和封头体积 ()214h )6b V D D π=+封（()230040.15V D H D π=+ （近似公式）假设0H /=1.9794D ，根据设计条件发酵罐的公称体积为80M 3 由公称体积的近似公式()230040.15V D H D π=+ 可以通过V 0=(π/4)D 3H 0/D+0.15D 3=80m 3 计算出罐体直径D=3607.07mm ，取整 D=3600mm 罐体总高度H=2.5D=2.5X3600=9000mm 其他相关尺寸：搅拌叶直径D i =1/3D=1200mm椭圆封头短半轴长度ha=0.25D=0.25X3600mm=900mm=3X1200mm=3600mm搅拌叶间距S=3Di=1200mm底搅拌叶至底封头高度C=Di查阅文献[2] ,当公称直径DN=3600时，标准椭圆封头的总深度Hf=900mm，=50mm内表面积Af=14.64mm2，容积Vf=6.62mm3 ,hb=H-2Hf=9000-2X900=7200mm罐体直筒部位高度 H则此时Ho/D=7200/3600=2与前面的假设相等，故可认为D=3600是合适的公称体积调整为: Vo=π/4X3.62X7.2+6.62=79.9m3发酵罐的全体积V=π/4D2Ho+2Vf=π/4X3.62X7.2+2X6.62=86.52m3表2-2 100m3发酵罐的几何尺寸项目及代号参数及结果备注公称体积80m3 设计条件全体积86.52m3 计算罐体直径3600mm 计算发酵罐总高9000mm 计算搅拌叶直径1200mm 计算椭圆封头短半轴长900mm 计算搅拌叶间距3600mm 计算底搅拌叶至封头高度1200mm 计算椭圆封头直边高度50mm 计算3罐体主要部件尺寸的设计计算 3.1罐体考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料和封头材料，封头结构、与罐体连接方式因糖化酶是偏酸性（pH 值为4.5），其中发酵液对钢腐蚀性不大的，故可以选用16MnR 钢；封头设计为标准椭圆封头，因D>500mm ，所以采用双面缝焊接的方式与罐体连接。
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。
100L发酵罐设计方案
6
泡沫
7 8
压力 流量
现场压力表显示 空气玻璃转子流量计
0~0.25MPa 1:2VVm，自动控制
南京天汇生物技术装备有限公司
四．关键部件材质和品牌
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 主要部件 罐体 触摸屏 调速电机 调速器 流量计 控温角座阀 循环泵 pH 电极 pH 电缆 pH 变送器 DO 电极 DO 电缆 空气过滤器 呼吸过滤器 蠕动泵 消泡电极 调压稳压阀 水路减压阀 手动隔膜阀 现场控制 监控软件 型号及材质 SUS316L/SUS304 10 英寸触摸屏 SEW 富士 质量流量计 连接 1/2”内螺纹 304 不锈钢 防水锤 UPA90/120 InPro3030/120 梅特勒 AK9/3m 梅特勒 光学溶氧电极带变松输出 梅特勒 VP6-ST/3m 0.01μm 2.5 英寸 Sartorius Ø37 保定兰格 XP-2015 SMC ITAP 双膜片，316L 不锈钢 德国西门子 PLC 控制系统 10/寸昆仑通 态触摸屏为核心控制系统 南京天汇生物发酵控制软件 V2018 （以后可免费升级到最新版本） 数量/件 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 2 8 5 1 1 1 若干 1 1
2 3
转速 pH
4
DO
转速曲线记录和分析数据保 存，并可传输到上位计算机 pH 值曲线记录和分析酸加 入量累计显示记录碱加入量 累计显示记录数据保存，并 可传输到上位计算机 DO 值曲线记录和分析数据 保存，并传输到上位计算机
5
补料
补料量曲线记录和分析加入 量累计显示记录数据保存， 并可传输到上位计算机 泡沫（或液位）异常状况记 录消泡剂（或补料）加入量 累计显示记录数据保存，并 可传输到上位计算机
发酵罐设计实验报告
80m3 通用式发酵罐的设计第一章设计方案1.1发酵罐体积确实定1.2发酵罐散热方式确实定1.3搅拌桨的选择和搅拌层数确实定其次章设备参数确实定2.1发酵罐搅拌器搅拌功率的计算2.2发酵罐散热设备的计算第三章设计计算汇总表3.1 设计数据汇总表附图：80m3通用式发酵罐工艺条件图0 第一章 设计方案1.1 发酵罐体积确实定所设计发酵罐为通用式发酵罐，且公称容积为 80m ³。
公称容积近似为圆柱体容积，设 H =3D由于是通用式发酵罐，所以可得D =V =3√π D 2H 4V 0解得发酵罐直径D = 3.24m 取发酵罐直径D = 3.5m通用式发酵罐主要尺寸如下：0.785 × 31. 本设计取H 0 = 3即H = 3D = 10.5mD取发酵罐高H 0 = 10m 2. 搅拌器直径承受六弯叶涡轮搅拌器，直径为D i = D/3 = 3.5 ÷ 3 = 1.2m3. 相邻两组搅拌器的间距本设计S = 3D i = 3.5m 4. 下搅拌器与罐底距离：故本设计取C = D i = 1.2m 5. 挡板宽度和与罐壁距离挡板宽度：W = 0.1D i = 0.12m 挡板与罐壁的距离：B = W /5 = 0.02m 6. 封头高度h = h a + h b当封头公称直径2m 时，h b = 25mm当封头的公称直径大于2m 时，h b = 40mm 。
4本设计D ＞ 2m ，h b = 40mm式中，h a 当为标准封头时取h a = 0.25D = 3.5= 0.9 。
7. 装罐系数h = h a + h b = 0.04 + 0.9 = 0.94m本设计取装罐系数ŋ = 0.7 8. 液柱高度9. 椭圆封头容积H L = ŋH + h a + h b = 0.7 × 10 + 0.94 = 7.94mπ D π3.5 V 2 = 4 D 2(h b + 6) = 4 × 3.52 × (0.04 + 6) = 6m ³10. 全罐高度1.2 发酵罐散热方式确实定H = H 0 + 2h = 11.880m参考有关资料可知大于 5 m ³的发酵罐应承受列管式散热器。
发酵罐 设计
成套液体发酵设备一、种子罐20L（304/夹套/机械搅拌）（一）性能指标要求：1、罐体：公称容积：20L；装料系数70%；夹套控温。
设计压力：0.3MPa，工作压力：0.15Mpa设计温度：130℃，工作温度：121℃。
罐体材质：06Cr19Ni10（304）；夹套材质：06Cr19Ni10（304）罐体接口：专用放料阀（带蒸汽灭菌）、专用取样口（带蒸汽灭菌）、罐侧设有pH、DO、温度传感器接口、视镜视灯，补料接口、接种口、移种口、进气排气、压力表口、备用口等多个工艺标准接口。
表面处理：罐内无死角；可见焊缝磨平，角焊缝磨成光滑过度，无表面缺陷。
内精抛光，抛光精度Ra0.6um；外一次抛光。
灭菌方式：在位蒸汽灭菌，灭菌的同时可搅拌。
2、搅拌：搅拌形式：顶部直联机械搅拌系统搅拌轴：精密加工，具有理想的动平衡效果，长期使用不变形。
搅拌桨：CFD模拟优化设计搅拌桨。
罐内壁设有三块折流挡板。
机架：不锈钢机架机械密封：约翰克兰机械密封，德国技术，安全可靠。
电机：直流电机0.25KW，50-1000rpm。
3、空气：转子流量计显示和调节，需要的空气压力0.1～0.4Mpa；4、蒸汽：压力表显示管道压力，手动阀门开度调节。
蒸汽精过滤器（不锈钢壳体，聚四氟乙烯烧结滤芯，过滤精度：1μm，过滤能力：99%）5、排气：压力表显示罐压，手动阀门开度调节。
6、水：不锈钢热水箱，热水循环泵控制加热,冷水电磁阀控制冷却。
7、支管道：管路系统均符合微生物发酵要求，与物料接触管路均为304不锈钢无缝管，采用氩气保护无污染焊接配套规格硅熔胶铸造球阀、截止阀、针阀、隔膜阀、死角排气阀以及配件材质与相应管路材质相同。
（二）、发酵过程控制系统：1、温度自控（PT100/PID控制/独立热水箱）2、压力、通气量手控（压力表/转子流量计）3、消泡自控（消泡电极/PID控制）4、PH自控（梅特勒PH电极1-14）二、种子罐200L（304/夹套/机械搅拌）（一）性能指标要求：1、罐体：公称容积：200L；装料系数70%；夹套控温。
5m3发酵罐设计
5m³发酵罐设计1. 引言发酵罐是一种用于生物工程和生物技术领域的设备，用于促进微生物在控制条件下进行发酵过程。
本文将介绍一种容量为5m³的发酵罐的设计方案，包括材料选择、外观设计、结构设计、控制系统设计等。
2. 材料选择选取合适的材料对发酵罐的工作效果和使用寿命有着重要的影响。
根据容量为5m³的发酵罐的要求，我们建议采用以下材料：•不锈钢：选用优质的不锈钢作为发酵罐的主要材料，因其耐腐蚀、耐高温、易清洁等优点，可以满足发酵过程中的要求。
•聚碳酸酯：用于发酵罐的透明观察窗口，方便实时观察发酵过程。
3. 外观设计外观设计既要满足美观的要求，也要考虑到实际的工程需求。
以下为5m³发酵罐的外观设计要点：•圆筒形设计：采用圆筒形设计，使得罐体结构更稳定，利于均匀的液体和气体流动，减少死角的存在，方便清洁。
•防震设计：在设计中考虑到发酵罐可能遭受的外力，采用抗震设计，确保发酵过程中不会因外力干扰而产生异常。
•观察窗口：在发酵罐的一侧设置透明的观察窗口，方便运行人员观察发酵过程，随时掌握情况。
4. 结构设计结构设计主要包括发酵罐的支撑结构、搅拌装置和通气系统设计。
•支撑结构：发酵罐的底部采用锥形设计，以方便收集物质，并设置支撑脚，使罐体稳定地放置在地面上。
•搅拌装置：发酵过程中，需要对物质进行充分搅拌，以保证发酵效果。
设计中采用叶轮式搅拌器和电机驱动，使搅拌均匀而稳定。
•通气系统：发酵过程中需要控制罐内的氧气含量，设计中设置通气系统，包括进气孔和出气口，可根据需要进行调节。
5. 控制系统设计为了实现发酵过程的控制和监测，设计中含有一个完善的控制系统。
以下为主要的设计要点：•温度控制：通过温度传感器实时监测罐内温度，并根据设定值进行恒温控制，以保证发酵过程的稳定进行。
•pH值控制：使用pH传感器监测罐内pH值，并根据设定范围进行自动调节，以维持最适合微生物生长的环境。
•氧气含量控制：通过氧气传感器监测罐内氧气含量，并根据需要调节通气系统，以控制罐内的氧气含量。
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。
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工程大学课程设计任务书班级：姓名：课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计）指定参数：1.全容：m32.容积系数：3.径高比：4.锥角：5.工作介质：啤酒设计内容：1.完成生物反应器设计说明书一份（要求用A4纸打印）⑴封面⑵完成生物反应器设计化工计算⑶完成生物反应器设计热工计算⑷完成生物反应器设计数据一览表2.完成生物反应器总装图1份（用CAD绘图A4纸打印）设计主要参考书：1.生物反应器课程设计指导书2.化学工艺设计手册3.机械设计手册4.化工设备5.化工制图接受学生承诺：本人承诺接受任务后，在规定的时间内，独立完成任务书中规定的任务。
接受学生签字：生物工程教研室2010-11-15发酵罐设计第一节 发酵罐的化工设计计算一、 发酵罐的容积确定由指定参数：V 全= 30m 3∅=85% 则：V 有效=V 全*∅= 25.5 m 3二、 基础参数选择1、D ：H ：由指定参数选用D ：H=1：42、锥角：由指定参数取锥角为900 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（罐体两段，槽钢材质为A 3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液）5、罐体所承受最大内压：2.5KG/CM 3外压：0.3KG/CM 36、锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不绣钢7、保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200mm8、内壁涂料：环氧树脂三、D 、H 的确定由D ：H=1：4，则锥体高度H 1=D/2tg450=0.5D封头高度H 2=D/4=0.25D圆柱部分高度H 3=（4.0-0.5-0.25）D=3.25D又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2/4×H 1+24π×D 3+ 4π×D 2×H 3=0.131D 2+0.131D 2+2.551D 2=30得D=2.20m查JB1154-74《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=2400mm 再由V 全=30cm 2，D=2.4m得径高比为：D:H=1：2.8由D=2400mm 查表得椭圆封头几何尺寸为：h 1=600mm （曲面高度）h 0=25mm （直边高度）F=6.41m2 （内表面积） V=1.93m 3（容积） 筒体几何尺寸为：H=6624mmF=36.90m 2V=22.14m 3锥体的几何尺寸为：h 0=25mmr=360mmH=1200mm F=()220.70.3cos 0.644sin d a a ππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦=3.705m 2V=()230.70.3cos 0.7224d a tga ππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦=2.80m 2 则：锥形罐总高：H=600+25+4896+25+1200=6746mm 总容积：V=1.93+22.14+2.80=26.87m 3实际充满系数ψ：25.5/26.87=94.9%罐内液柱高：H 丿= （25.5-2.80）*4*102/2.42+（1200+25）=6260mm 三、 发酵罐的强度计算（一） 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=2.75KG/cm 2S= []2t PDgC P +σϕ-式中：P=2.75 KG/cm 2[]t σ：A3钢工作温度下的许用力取1520 KG/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=C1+C2+C3 查表得：C1;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0.6则；S=[2.75*2400/(2*1520*0.9-2.75)]+3.4=5.8取S 0=6mm直角边h0=25mm校核∂=(PD中/4S)*(D中/2h)=[2.75*(2400+6)/（4*6）]*[(2400+6)/（2*600）]=552.75<=[∂]t2.筒体P设=1.1*（p工作+p静）=1.1*（2.5+0.61）=3.42kg/cm2 S=[PD/([∂]℘-P)]+C（C2=0.6,C2=2,C3=0.6）=[(3.42*2400)/(2*1520*0.9-3.42)]+3.4=6.4mm 取S=8mm校核∂=PD中/2S=588<=[∂]t℘3.锥形封头1）过渡区壁厚S=[（K P设Dg）/(2[∂]t-0.5P)]+CP设=1.1*(2.5+0.9)=3.74kg/cm2（其中0.9为静压）K=0.75S=[（K P设Dg）/(2[∂]t-0.5P)]+C=(0.75*3.74*2400)/(2*1520*0.9-0.5*3.74)+C=2.46+C=2.46+0.6+0.246=5.31mm2）锥体S=[（f* P设Dg）/( [∂]t-0.5P)]+CS0=[（f* P设Dg）/( [∂]t-0.5P)]=(0.60*3.74*2400)/(1520*0.9-0.5*3.74)(f查表为0.60) 依据《化工设备机械基础》=3.94S=S0+C=3.94+0.6+2+0.394=6.937取S=8mm h0=25mm校核锥体所受的最大压力处∂=PD中/2Scos450=3.74*（2400+8）/2*10* cos450=636.81<=[∂]t(二)、锥体为外压容器的壁厚计算1、标准椭圆封头设S0=5mmR内=0.9Dg=2160mmR内/100S0=2160/100*5=4.32查表4-1及B=260（依据化工容器设备设计手册）[P]=B*S0/ R内=260*5/2160=0.6kg/cm2>0.3 kg/cm2满足要求取C1=0.5mm，C2=2mm，C3=0.5mm则S=S0+C=8mm2.筒体设S0=6mm L/D=0.69 D=2400/6=400查表4-1及B=200【P】=200*6/2400=0.5 kg/㎠S0=6mm故可取C1=0.6mm,C2=2mm,C3=0.6mm则S=S0+C=9.2mm，取S=10mm3.锥形封头因为：α=45°所以22.50°﹤α﹤60°按第四章发酵罐设计中的封头设计可知，加强圈间中椎体截面积最大直径为：2*2740/2*tan45°=1918.6mm取加强圈中心线间椎体长度为1370mm设S0=6mm L/D=1370/2400=0.57D/ S0=2400/6=400查图表4-1可知及B=250【P】=BS0/D=250*6/2400=0. 625﹥0.3 kg/㎠故取S0=6mm C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm所以S=S0+C=9.2mm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=25mm圆筒壁厚10mm标准形封头壁厚12mm h0=25mm五、锥形罐的强度校核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/cm2σ试=[]()2()Dg S CS C⎛⎫+-⎪-⎝⎭=4.68 ⨯（2400+12-3.2）/2*(12-3.2) =563.6kg/cm20.9ϕσ=0.9*0.9*2400=1944kg/cm2>σ试可见符合强度要求，试压安全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3、刚度校核本例中允许S=2*2400/1000=4.8mm而设计时取壁厚为S=10mm，故符合刚度要求（公式：S最小=21000D内）第二节发酵罐热工设计计算一、计算依据计采用A3钢作发酵罐材料，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 ／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12o（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=8330kg/hrq每立方米发酵麦汁在主发酵期间每小时的放热量；v为发酵麦汁量三、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△t平=-3℃下的=976kg/m3C=1.04kcal/kg·o C冷却剂的冷却能力为：Q=7.248×103×976×1.041×2×3600=53021.4kcal/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看，日降温量较大的为13℃→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为设计的小时降糖量，则由Q6=KA △t m求得冷却面积。
1.传热系数K的确定1）醪液α1的计算α1=0.64×C×4=0.64×185×4=185.3kcal/㎡h°C2)冷却夹套的α2的计算湿润周边=80+（80+4*8.0）+2*（43-1）de==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=-3℃下μ=5.05CP=5.05×103Pa·s=0.402kcal/hrm℃=0.468W/m℃Cp=1.041kcal/kg℃=4.358×103J/kg℃=976kg/㎡μ=1m/sRe=du /μ=9160=104故可视为强制湍流流动得n=0.4α2=0.023 /d(Re)0.8(Cp μ/ )0.4=1348.4kcal/hr ·m ·℃ 因为计算时冷却盘管为直径的，先修正： α’=α(1+1.77d/R)=1348.4×(1+12)×0.0474/1.829 =1410.3kcal/hr ·m ·℃ 3)筒体部分传热系数K =++ 代入数据可得： 1/k= =所以：K=kcal/㎡°C 注：h 为假设夹套高度(m)2.锥形罐筒体需冷却的热量 1）醪液放热 Q 醪=Q 1+Q 2 Q 1=kcal/hr Q 2=kcal/hr 所以 Q 醪=Q 1+Q 22）外界与罐体的传热量 A.封头部分Q 1=KF 带入数据得KF= Q 1=KF =t t t +-外平附内（）t t t +-外平附内（）= B.筒体部分： 带入数据： 123112233405111KF A A A A A δδδαλλλα=++++得：KF=Q 2=KF = =3.筒体冷却面积A 初定12m12149t 11.3C 14ln ln 9t t t t ∆-∆-∆==︒∆∆m Q KA t =∆A= 则醪液的冷却负荷为：故冷却面积能够满足要求。