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ntn=6424所以N=19124726（个）发酵罐容积：V=1009.010761000424（m3）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=1.2DDhh1.021发酵罐全容积V=4π2D（H+311h+312h）D=4.7（米）则H=1.2D=5.6（米）Dhh1.021=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)(826.57.414.3222223221mhRRAAmDHA式中R—罐底得半径，m所以全罐表面积)(1182321mAAAA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)(321QQQQmSqQ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%5QQ=5%×4×510=0.2×510（KJ/h）)(3BWCttFQ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℃。幅对C)]/([5.333235]10032273-10035273[8.8432-35.71tt])100()100[(t-t.712444444℃）（）（hmKJTTCBWBWBW）hKJQQQQQhKJQ/(1068.3)1012.0102.0(104)()/(1012.0)3235(5.33118555532153（2）冷却水耗能的计算)/(17600)2025(186.41068.3)()(51212hkgttCQWttWCQQPBPBA（3）对平均温度差的计算主发酵期控制发酵液温度tF为30℃，按题意，冷却水进出口温度分别为1t=20℃，2t=25℃。℃2.725302030log3.2)2530()2030(log3.2)()(2121tttttttttFFFFm（4）传热总系数K值的确定选取蛇管为水、煤气钢管其规格为53/60（mm）,则管的横截面积为：0.785×（0.053）2=0.0022（m2）考虑罐径较大，设罐内同心装两列蛇管，并同时进入冷却水，则水在管内流速为:)/m2.111000022.003600217600sv（设蛇管圈的直径为3m，并由水温查表得A=6.45)]/([1045.1)5.1053.077.11(053.0)100012.1(45.6186.4)77.11()(186.4242.08.07.08.02℃hmKJRDDA1值按生产经验数据取2700)/(2℃hmKJ故传热总系数K为：)]/([19321675011880035.02700114500112℃hmKJK式中188—管壁的导热系数，)/(2℃hmKJ1/16750—管壁水污垢的热阻，)/(2℃hmKJ0.00265—管子壁厚，m（5）冷却面积的主要尺寸的确定所求冷却面积F为：)(5.262.715621068.325mtKQAm两蛇管总长度)(1490565.014.333mDALcp式中cpD—蛇管的平均直径，m每圈蛇管的长度l为：)(915.0)314.3()(2222mhDlPP式中PD—蛇管圈直径，mph—蛇管圈之间的间距（m），取为0.15m两列蛇管总圈数179149lLNp两列蛇管总高度)(4.215.0)120()1(mhNHPP发酵罐主要参数：发酵罐个数N19发酵罐体积V1003m罐的回柱部分高度H5.6m罐底高度0.47m罐顶高度0.47m全罐表面积1182m冷却面积A26.52m蛇管总圈数17蛇管总高度H2.4m参考文献1、生物工程设备/梁世中主编——北京：中国轻工出版社，2005.82、化工原理（第四版）/王志魁主编——北京：化学工业出版社，2010.63、发酵工程与设备——轻工业出版社，1981.10本课程设计（论文）任务书于09年6月1日发出，应于09年6月5日前完成，然后提交课程设计说明书和图纸，并进行答辩。专业教研组（系）、研究所负责人审核年月日指导教师签发年月日课程设计（论文）评语：课程设计（论文）总评成绩：课程设计（论文）答辩负责人签字：年月