完整版啤酒发酵罐毕业课程设计.docx

完整版啤酒发酵罐毕业课程设计.docx

《完整版啤酒发酵罐毕业课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版啤酒发酵罐毕业课程设计.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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%=30m3

㈡、基础参数选择

1．D∶H：

选用D∶H=1∶4

2．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㎏cm³

6．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H1=D2tan35°=0.714D

封头高度H2=D4=0.25D

圆柱部分高度H3=（4－0.714－0.25）D=3.036D

又因为V全=V封＋V锥＋V柱

=

=0.187D³＋0.131D³＋2.386D³=30m³

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=30m³D=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：

=0.4

α2=0.023λd（Re）0.8（Cpμλ）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K

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㎡

=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=Q1＋Q2

Q1=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＞0.3m³T

故冷却面积能够满足要求。

④发酵罐冷却面积的确定

1）筒体部分

由前面叙述可知，筒体部分相同的冷却段，选用8#槽钢筒体冷却段面积为14.34㎡

则槽钢长=14.340.08=179m

取相邻两槽钢间距为80mm

一圈槽钢长：

l0=[（3.14×2.4）²＋0.12²]½=7.54m

179长的槽钢课绕圈数1797.54≈24圈

则二段各绕12圈

冷却高度为

12×（80＋40）－40=1400mm

筒体实际冷却面积为

24×11.567×0.08=22.2㎡T

2）锥底部分

锥体部分醪液量为10.213×1.0484=10.70kg

锥体部分冷却面积为

10.70×0.439=4.70㎡T

则槽钢长为4.700.08=58.76m

绕制高度为1000mm

3、发酵罐附件的设计及选型

①入孔

1）、选用入孔BIIPg6Dg450×8H1=220JB-64-28材料A3钢

2）、补强圈尺寸确定如下

D内=484mm

D外=760mm

补强圈的厚度S补

按下式计算，考虑罐体与入孔节均有一定的壁厚裕量，故

补强圈取8mm

S补=（d×S0）（D2-D1）=（45×0.52）（76-484）=0.85cm

②视镜

1）选用带劲视镜Pg6Dg150JB

2）补强圈尺寸确定如下：

内径D1=163mm外径=300mm

补强圈的厚度S补按

S被=d*S0D2-D1=150*=8.8mm

考虑罐体与视镜筒节约有一定的壁厚余量，故补强圈取8mm

③接管

1）CO2回收接管

YB804-70Dg40无缝钢管重3.6kgm

法兰Pg6Dg40HG5010—58重1.219kg

2）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4.65kgm

法兰Pg6Dg50HG5010—58重1.348kg

4）滤酒管

YB804-70Dg50不锈钢管重7.15kgm

法兰Pg6Dg50HG5010—58重2.38kg

去滤酒馆于管内高度为1.2m即1200mm

5）麦汁进料及Y排放接管

Dg125球阀控制酒量Dg50玻璃视镜观测Y排放情况Dg50接管

三、发酵罐的计算特性和规范

1、技术特性

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类设备进行制造试验。

②设备制造完毕后，设备内壁所有内表面焊缝须打磨光滑平缓过渡，但须保证用材料同样厚度。

③立板焊接时应与底轴垂直，两块立板之间得分布误差不大于0.10

④设备安装后轴线对基础的不垂直度在全场上不大于10mm，设备在现场就位安装。

⑤设备组焊后，封头筒体锥形底的Ф400轴线在总高度范围内的不垂直度<15mm

⑥设备应进行下列实验：

1）液压实验罐内3.5kgfcm2

夹套内3.5kgfcm2

2）气压实验罐内3kgcm2

夹套内3kgcm2

⑦设备内应涂白色7535底漆层及面漆2层

⑧设备碳钢外露表面应涂Y351-1红丹油防锈漆2层

⑨设备保温罐外喷聚氨厚度200mm

2、发酵罐规范表

30m³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（mm）

2400

柱体高度（mm）

6614

总高度（mm）

9008

总容积m³

35.5

有效容积m³

22.25

罐利用率

63.3%

材质

A3钢

钢板厚度：

圆柱部分（mm）

8

上封头（mm）

10

圆锥部分（mm）

10

工作压力（㎏㎝²）：

罐内

2.5

罐外

0.3

冷却形式

槽钢盘绕罐体的三段冷却

冷媒

20%酒精溶液（﹣4℃）

冷却面积m²T

26.9

工作温度（℃）：

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