产5000吨发酵食醋发酵车间设计.doc

目 录绪论错误！未定义书签。1、食醋的起源与功能错误！未定义书签。2、食醋的种类错误！未定义书签。3、食醋的原料错误！未定义书签。4、食醋的生产工艺错误！未定义书签。5、液态法食醋质量标准错误！未定义书签。一、设计任务3二、生产方案和流程的确定3（一）生产方案的确定3（二）生产流程的确定31. 菌种选择32. 原料预处理33. 糖化44. 酒精发酵45. 醋酸发酵46. 压滤57. 配兑和灭菌58. 陈酿6（三）生产工艺流程示意图6三、工艺设计及计算7（一）工艺技术指标及基础数据7（二）物料计算71. 主要原料的物料衡算72. 蒸煮醪量的计算93. 糖化醪量的计算114. 酒精发酵醪的计算115. 醋酸发酵醪的计算11（三）热量衡算111. 液化过程中的热量衡算112. 糖化过程热量衡算113. 酒精发酵过程热量衡算114. 醋酸发酵过程热量衡算11（四）无菌压缩空气消耗量计算11四、 设备设计与选型11（一）液化车间111. 生产能力的计算112. 液化罐数量N1的确定113. 主要尺寸计算：11（二）糖化车间111. 生产能力的计算112. 糖化罐数量N2的确定113. 主要尺寸计算11（三）酒精发酵车间111. 生产能力的计算112. 酒精发酵罐数量N3的确定113. 主要尺寸计算：114. 种子罐11（四）醋酸发酵车间111. 生产能力的计算112. 醋酸发酵罐数量N4的确定113. 主要尺寸的计算114. 冷却面积的计算115. 转子与定子的确定116. 设备结构工艺设计117. 壁厚计算118. 接管设计119. 支座设计1110. 种子罐11（5）. 车间设备一览表11五、 总结与谢辞11附件错误！未定义书签。1. 全厂物料流程图错误！未定义书签。2. 醋酸发酵车间流程图错误！未定义书签。3. 醋酸发酵车间布置设计错误！未定义书签。4. 主要设备图错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。年产5000吨发酵食醋发酵车间设计一、设计任务年产5000吨发酵食醋发酵车间设计二、生产方案和流程的确定（一）生产方案的确定空气自吸式发酵罐液态深层发酵制醋。空气自吸式发酵罐液态深层发酵制醋是将淀粉质原料经液化糖化、酒精发酵后，在空气自吸式发酵罐中完成液体深层醋酸发酵的新工艺。具有原料利用率高，机械化程度高，生产周期短（8d），产品质量稳定等优点。深层发酵法是向酒醪中接入醋酸菌后，采用向醪液中通入空气的方法来增加醪液中的溶解氧，使醋酸菌的醋酸发酵正常进行。发酵设备多采用自吸式发酵罐，发酵品温3235，发酵时间在3d左右。原料选择大米，长江以南习惯以大米为原料，且大米制出来的醋口感较好。（二）生产流程的确定1. 菌种选择糖化选择黑曲霉。酵母菌（AS 2.399）酵母菌培养的最适温度为2530度。醋酸菌（许氏醋酸杆菌 A. schutzenbachii）生长繁殖适宜温度2527.5度，不耐热，最高生长温度37度，最适PH3.56.5，耐食盐为1%1.5%。该菌产酸高达11.5%，对醋酸没有进一步的氧化作用。2. 原料预处理（1）原料的筛选和除杂1.剔除霉变的原料，除去附着的尘土和杂物。2.对带有皮壳的原料去除皮壳。3.处理方法采用分选机筛选和水洗涤。（2）粉碎与水磨扩大原料同微生物酶的接触面积，使有效成分被充分利用，大多数情况下先粉碎，然后再进行蒸煮、糖化。粉碎常用设备是：锤式粉碎机、刀片轧碎机、钢磨。技术要点：细度<50目；浓度1820°Be；pH6.26.4（试纸测定）。工艺参数：加水浸泡1h；用NaCO3调pH；加CaCl20.2%补充Ca2+；加中温-淀粉酶0.25%（酶活力2000u/g）。（3）原料蒸煮液化使植物组织破裂，细胞中的淀粉被释放出来，淀粉由颗粒状转变为溶胶状态，另一个作用是高温杀菌。技术要点：液化后的糖浆具有香味i，用竹片撩液滴点呈渣水分离状；碘反应成棕黄色；DE值15%20%。工艺参数：流加法液化浆温8590，88最佳。维持10min；升温煮沸10分钟。3. 糖化：麸曲制备试管斜面菌种三角瓶培养 帘子培养 厚层通风培养培养基：10%米曲汁 麸皮+80%水麸皮+ 麸皮+10%15%(或麦芽汁) 110%水 稻壳+70%水琼脂2%PH6.0培养条件：30,3d 30,3d 30,3d30,1d在帘子培养以前的麸曲制备过程为种曲培养阶段，这一阶段是以得到强壮的霉菌孢子为培养目的，所以培养组成、培养条件要符合微生物生长规律，即要符合霉菌孢子发芽、菌丝生长、菌丝繁殖和孢子着生的要求。厚层通风培养是生产用曲培养阶段，这一阶段是以得到淀粉酶为主要培养目的，所以培养基的组成、培养条件既要符合微生物生长规律，又要符合微生物产酶规律。采用高温糖化法，也称酶法液化法，它是先以-淀粉酶制剂在8590对原料粉浆进行液化，然后再用麸曲在65进行糖化。具有糖化速度快、淀粉利用率高等优点。技术要点：糖化液碘呈淡橙黄色；DE值25%30%；酸度0.2%。工艺参数：加捣碎的麸曲5%（酶活力1200u/g）；加曲温64；糖化温度6062；糖化时间30min。4. 酒精发酵通过纯培养方法制成酒母，再将其接入糖化醪中进行酒精发酵。技术要点：酒精含量8.0%8.5%；酸度0.3%0.4%；总醪量为原料之56倍。工艺参数：酒母4%(原料)；接种温度2628，极限温度30；发酵温度3037，最适3233，发酵时间6068h。5. 醋酸发酵向酒精发酵醪中接入醋酸菌，在适宜的条件下，乙醇经醋酸菌的作用氧化为乙酸的过程称为醋酸发酵，它是酿醋的主要环节，直接影响到食醋的产量与食醋的风味。醋酸发酵工序由醋酸菌种子培养、醋酸发酵和陈酿等组成。1.醋酸菌种子培养酿醋过程中的醋酸发酵常在非严格无菌条件下进行，所以微生物种类复杂，但醋酸菌是醋酸正常发酵醪液中的主要微生物，它能氧化酒精为醋酸，有些醋酸菌还能把葡萄糖氧化成葡萄糖酸。传统酿醋多采用自然醋酸菌，目前多采用纯种醋酸菌。醋酸菌种子培养工业流程如下：菌种试管斜面接种培养 -> 大三角瓶纯种扩大培养 -> 醋酸菌种子液态培养试管培养基：葡萄糖0.3g、酵母膏1.0g、碳酸钙2.0g、6%酒液100mL、琼脂2.02.5g。三角瓶培养基：酵母膏1%、葡萄糖0.3%、水100mL、浓度为95%的酒精4%。种子液态培养：4%8%酒精发酵醪，醋酸种子酸度2.5%3.0%，接种量5%10%；通风量0.1m/(m³.min)；培养温度3235；培养时间24h。醋酸菌种子培养与其它微生物种子培养一样，除了使微生物繁殖以外，还有一个驯化作用，即使微生物适应于生产的要求，所以，在种子培养的前阶段，培养基的组成、培养条件多采用较优的工艺参数；而在培养的后阶段，多采用接近于生产要求的工艺参数。2.醋酸发酵技术要点：酒液酒度5%6%；醋酸发酵液酸度4.5%5.5%。工艺参数：接种温度2830；发酵温度3234，最高不超过 36；前期通风量 0.07m³/(m³.min)、中期0.10.12 m³/(m³.min)、后期0.08m³/(m³.min)；培养时间6567h。醋酸菌含有乙酰辅酶A合成酶，能催化醋酸氧化，反应生成的乙酰辅酶A进入三羧酸循环，进一步氧化为CO2和H2O。其反应式如下：所以，醋酸发酵成熟时就要加入2%5%的食盐，以抑制醋酸菌的活性。在液态深层发酵中，可采用分割法去醪进行“半连续式发酵”，即取出1/21/3量的发酵成熟醋醪，同时补加相应量的酒醪。这一方法即可以省却醋酸菌种培养工序，且发酵罐中的菌种在醋酸发酵过程中已得到充分驯养，所以，又有利于提高原料的利用率和产品质量，但分割法去醪应注意无菌操作。6. 压滤技术要点：滤渣水分70%；酸度0.2%。工艺参数：发酵醪预处理，55摄氏度维持24h；压头醋、二醋用泵输送，泵压2*89KPa，压净停止。压清醋用高位槽自然压力。7. 配兑和灭菌技术要点：灭菌后成品醋酸3.5%；醋液红褐色，无混浊，无沉淀，无异味；细菌数5000个/ml。工艺参数：灭菌温度80，维持适当时间；苯甲酸钠添加量为0.06%0.1%。8. 陈酿一是生醋经日晒夜露陈酿数月；二是将成品醋封坛陈酿。陈酿过程中，因美拉德反应等，食醋的色泽加深；因氧化反应，食醋中的乙醇含量降低，而乙醛含量有所升高；因酯化反应，食醋中的酯含量明显升高；因缔合作用，食醋的风味变得醇和，醋酸的刺激性减弱。（三）生产工艺流程示意图图2、醋酸生产工艺流程示意图三、工艺设计及计算（一）工艺技术指标及基础数据1. 生产规模：年产食醋5000t（醋酸含量4% 质量分数）2. 生产工艺：液态深层发酵、间歇发酵3. 工作制度：全年工作300日，三班作业。4. 食醋日产量：17t5. 食醋年产量：5100t6. 副产品年产量：次级食醋占食醋总量的2%。7. 产品质量：符合GB181872000 国家标准酿造食醋8. 大米原料含淀粉70%, 水分13%。9. -淀粉酶用量为8u/g原料，糖化酶用量为150u/g原料，酒母糖化醪用糖化酶量300u/g原料。10. 醋酸发酵罐发酵周期8d、周期数300/8 = 38。技术参数：淀粉糖化率：80%糖 à 酒精得率：85%酒精 à 醋酸得率：80%大米原料à 成品醋：160kg /t（二）物料计算1. 主要原料的物料衡算（1）淀粉糖化物料衡算淀粉质原料加水加热糊化后，加入糖化曲或淀粉酶进行糖化，物料衡算总方程式1621801g1.11g理论上1g淀粉完全水解后能生成1.111g葡萄糖。但由于糖化酶的活力、种类、糖化工艺的原因，淀粉原料中支键淀粉和直链淀粉的比例不同，糖化结束后糖化醪中糖和非糖的比例控制不同等，因而使得糖化效果颇有差异，实际的糖化率一般以理论的75%-85%计算，即实际上1g淀粉能生成0.8330.944g葡萄糖。这里取80%，即1g淀粉能生成0.888g。（2）酒精发酵物料衡算向糖化醪液中接入酵母菌进行酒精发酵，其物料衡算可以用下列生化反应的总方程式为基础：180 2×46881g 0.51g理论上1g葡萄糖能生产0.51g酒精，但由于酵母菌的生长繁殖、中间代谢产物的生成、酒精的挥发等，实际的酒精得率一般以理论酒精得率的85%计算，即实际上1g葡萄糖能生成0.434g左右的酒精。（3）醋酸发酵物料衡算向酒精醪液中接入醋酸菌，进行醋酸发酵，其物料衡算可以用下列生化反应的总方程式为基础4660 181g1.30g根据总方程式计算得到：理论上1g酒精能生产1.30g醋酸。但由于醋酸菌的生长繁殖，发酵过程中酒精和醋酸的挥发，以及醋酸的进一步氧化等，实际的醋酸得率一般以理论得率的80%计算，实际上1g酒精能生产1g左右的醋酸。由上述计算得知，用淀粉质原料酿醋时，1g纯淀粉能生成0.888g葡萄糖，经酒精发酵得到0.385g酒精，再经醋酸发酵可以得到0.385g醋酸。即1t 食醋含40kg醋酸，需40/0.385 = 103.9kg淀粉，需大米103.9/0.7 = 148.4 kg。（4）大米年消耗量5100t食醋中醋酸含量：5100×4% = 204t生产204t醋酸需要淀粉：204/0.385 = 530t年消耗大米量：530/0.7 = 757.14t（5）- 淀粉酶消耗量 应用酶活力为2000u/g的 淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。-淀粉酶用量按8u/g原料计算。全年用酶量为： 757.14×8 = 3.03t 2000单耗量： 3.03×103/5100 = 0.594kg/t（6）麸曲耗用量 所用麸曲糖化酶的活力为800u/g，使用量为150u/g原料，则糖化酶消全年耗量为：757.14×150 = 142.96t 800单耗量： 142.96×103/5100 = 28kg/t（7）氯化钙（规格：无水）单耗：0.15 kg/t：全年投料量：0.15×5100 = 765kg（8）纯碱（规格：工业用）单耗：0.225 kg/t：全年投料量：0.225×5100 = 1147.5kg表1、 原料消耗表（5000t/a）名称规格单耗全年投料量大米淀粉含量70%148.4kg/t757.14×103kg- 淀粉酶2000u/g0.594kg/t3.03×103kg麸曲800u/g28kg/t142.96×103kg氯化钙无水0.15kg/t765.07kg纯碱工业纯碱0.225kg/t1.15×103kg2. 蒸煮醪量的计算根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:3，粉浆量为： 148.4×（1+3）= 593.6kg式中 148.4 生产1t食醋（醋酸含量4%）需要的大米量蒸煮过程使用直接蒸汽加热，在后熟器和汽液分离器减压蒸发、冷却降温。在蒸煮过程中，蒸煮醪量将发生变化，故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行，因而十分复杂。为简化计算，可按下述方法近似计算。假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度50，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至88，然后进入连续液化器液化，再经115高温灭酶后，在真空冷却器中闪急蒸发冷却至63后入糖化罐。其工艺流程图如下图所示。图3、粉浆连续蒸煮液化工艺流程干物质含量B0=87%的大米比热容为； c0 = 4.18（1-0.7B0）= 1.63 kJ/(kg. K)粉浆干物质浓度为： B1 = 87/（4*100）= 21.8%蒸煮醪比热容为： c1 = B1c0+（1.0 - B1）× cw= 21.8%×1.63+（1.0-21.8%）×4.18= 3.62 kJ/ (kg. K)式中 c w水的比热容kJ/(kg. K) 为简化计算，假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不变。经喷射液化加热后蒸煮醪量为：式中 2748.9喷射液化器加热蒸汽（0.5Mpa）的焓（kJ/K）经二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：630 630×3.62×(88-84) = 626 (kg) 2288.3式中 2288.3第二液化维持罐的温度为84度下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为；626 + 626×3.62×(115-84) = 657 (kg) 2748.9-115×4.18式中 115灭酶温度（摄氏度）2748.90.5Mpa饱和蒸汽的焓（kJ/K）经汽液分离器后的蒸煮醪量： 657 - 657×3.62×(115-104.3) = 646 (kg) 2245式中 2245104.3摄氏度下饱和蒸汽的汽化潜热(kg)经真空冷却后最终蒸煮醪量为： 646 - 646×3.62×(104.3-63) = 605 (kg) 2351式中 2351真空冷却温度为63摄氏度下的饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)。粉浆中干物质的质量分数： = 21.28%3. 糖化醪量的计算麸曲（糖化力800u/g干曲），单耗：28kg/t：生产1t食醋的糖化醪量：605 + 28 = 633kg 糖化醪干物质质量分数： = 20.5%4. 酒精发酵醪的计算（1）实际产酒精量 = 原料量×淀粉含量×实际产酒率 = 148.4×0.7×0.385 = 39.9 kg（2）发酵中CO2产量：39.9× = 38.2kg（3）发酵中溢出水分（按2%计）：39.9×0.02 = 0.8kg（4）酒精发酵成熟醪总质量（含醋母醪量）：633 38.2 0.8 = 594 Kg（5）成熟醪体积（成熟醪密度为0.99Kg/L）：594 / 0.99 = 600 L（6）成熟醪中酒精体积分数 （酒精d420=0.7893）：酒精体积分数= = 8.43%5. 醋酸发酵醪的计算（1）醋酸发酵醪质量 (含醋母醪量) 发酵时添加蛋白质水解液（d420=1.2）50Kg/t：594 + 50 = 644kg（2）醋酸发酵醪体积：600 + 50/1.2 = 641.7L（3）原料产醋量（转化率取84%）：39.9×1.30×84% = 43.57kg（4）醋酸发酵时消耗氧气：43.57× = 23.2kg（5）醋酸成熟醪的质量：644 + 23.2 = 667.2Kg（6）成熟醪体积（成熟醪密度1.01Kg/L）：667.2/1.01 = 660.6 L（7）成熟醪醋酸的质量分数：43.57/667.2 = 6.53%（8）配兑消毒后成品中醋酸量 按经验数据：压滤损失4%，消毒运输损失为1.2%，共损失5.2%，则醋酸量： = 41.3kg（9）配兑成4%醋酸含量的成品醋的质量：41.3/0.04 = 1032.5kg > 1t ， 所以符合生产要求（10）4%成品醋的体积（成品醋密度1.01Kg/L）：1032.5/1.01= 1032.5L（11）原料出醋率：1032.5/148.4=6.96（Kg/Kg）（三）热量衡算1. 液化过程中的热量衡算粉浆质量m = 593.6 +0.594 +0.15 + 0.225 = 594.57kg；粉浆比热容c=3.72KJ/Kg.K；液化过程总耗热量为Q1粉浆由初温T0加热至88总耗热量为Q2。（1）设粉浆初温取T0=20，流加法液化浆温为88，耗热量为Q2。则Q2 = mc(88-To) = 594.57×3.72×(88-20) = 150402 KJ（2）加热过程中蒸汽带出的热量为Q2加热时间为40min，蒸发量为每小时5%。则蒸发水量为：V水 = m×5%×40/60 = 594.57×5%×40/60 = 19.8 KgQ2 = V水 I = 19.8×2257.2= 44693KJ式中I为水的汽化潜热（KJ/Kg）（3）热损失Q2热损失为耗热量的15%：Q2= 15% ×（Q2+ Q2）（4）则总耗热量为：Q2 = 1.15×（Q2+ Q2） = 1.15×（150402+ 44693） = 224360KJ再次升温煮沸到100后所需热量为Q3此时液化醪的质量为m1=605KgQ3 = m1×c×(100-88)= 605×3.72×12= 27007.2KJ液化过程中总耗热量为Q1Q1 = Q2+ Q3 = 224360+27007.2= 251367.2KJ2. 糖化过程热量衡算液化醪质量为m1 = 605 Kg液化醪比容热为c1c1=式中：c0淀粉质比热容为1.55kJ/(kg.K)液化醪中干物质含量（%）c水水的比热容为4.18kJ/(kg.K)所以， c1= 3.62 kJ/(kg.K)（1）糖化过程加曲前，要将液化醪降温到加曲温度64，所放出的热量为Q4Q4 = m1×c1×（100-64） = 605×3.62×（100-64） = 78843.6 KJ（2）加曲后，开始糖化的温度为60，该过程发出的热量为Q5加曲后糖化醪的质量为m2=5275.2 KgQ5 = m1×c1×（64-60）= 605×3.62×(64-60)= 8760.4 KJ（3）糖化过程放出热量Q6Q6 = Q4+ Q5= 78843.6+8760.4= 87604KJ （4）冷却水初始温度为17，最终温度为35，则糖化阶段冷却水耗用量为W： W= =3. 酒精发酵过程热量衡算（1）酒母接种温度为28，糖化醪降温到酒精发酵温度放出热量为Q7 糖化醪（含酒母醪）质量m2= 633KgQ7 = m2×c1×（60-28）= 633 ×3.62×（60-28）= 73326.72 KJ（2）酒精发酵温度为33，升温到酒精发酵温度所需热量为Q8Q8 = m2×c1×（33-28）= 633×3.62×（33-28）= 11457.3 KJ（3）产1t食醋过程中产生酒精39.9kg，以葡萄糖为碳源酵母发酵每生产1Kg酒精放出的热量约为1170KJ，则发酵和酵母培养每小时放出的热量为：Q9 =1170*39.9= 46683 KJ（4）冷却水初始温度为17，最终温度为35，酒精发酵阶段冷却水用量为W1W1 =（5）酒精发酵阶段蒸汽耗用量为D11. 因为投入的是液体曲，糖化醪干物质质量分数：=20.54%2. 糖化醪的比热容c2 ：c2 = =3.56 kJ/(kg.K)3. 蒸汽耗用量D1为D1 =4. 醋酸发酵过程热量衡算（1）醋母接种温度为28，酒精发酵醪降温到醋酸发酵温度放出热量为Q10 酒精发酵成熟醪质量m3= 600 KgQ10 = m3×c1×（33-28）= 600 ×3.62×5= 10860 KJ（2）醋酸发酵温度为33，升温到醋酸发酵温度所需热量为Q11Q11 = m3×c1×（33-28）= 600×3.62×（33-28）= 10860 KJ（3）生产1t食醋过程中产生醋酸43.57kg，以酒精发酵每生产1Kg醋酸放出的热量约为7458.5KJ，则发酵罐每小时放出的热量为（醋酸发酵时间66h）：Q12 =7458.5*43.57/66= 4923.74KJ/（t.h）（4）冷却水初始温度为17，最终温度为35，酒精发酵阶段冷却水用量为W2W2 =（5）醋酸发酵阶段蒸汽耗用量为D2D2 =（四）无菌压缩空气消耗量计算深层发酵法的通风量计算如下：理论需氧量： 22.4(L)60(g)a ba=22.4×b/60式中 a理论需氧量，L/ min b理论产酸速度，g/minb=13.10g/min理论通风量(a)：a= a/0.21式中 0.21O2的含量实际通风量(a”)：a”=2.5a式中 2.5经验数据a”=4.44b= 58.16L/min四、 设备设计与选型（一）液化车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需粉浆量：594.57Kg液化后醪液量：605kg每生产1t食醋需粉浆体积（粉浆密度1.07kg/L）：594.57/1.07=556L=0.556m3每天生产食醋17t，液化罐填充量80%，则每天需要液化罐的总容积：17*0.556/0.8 =11.82m32. 液化罐数量N1的确定，发酵周期8天：现取公称容积20m3的液化罐，实际容积为22m3.N1 = = 4.3 （个）现取公称容积22m3液化罐5个；3. 主要尺寸计算：H=2D；则有解方程得：1.57D3+0.26D3=22D = = 2.29m 取2.4mH = 2D = 4.8m查表得封头高：=600+25=625mm ; 封头容积1.93m3（二）糖化车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需糖化醪量：633kg每生产1t食醋需糖化醪体积（糖化醪密度1.05kg/L）：633/1.05=603L=0.603m3每天生产食醋17t，糖化罐填充量80%，则每天需要糖化罐的总容积：17×0.603/0.8 =12.8m32. 糖化罐数量N2的确定，发酵周期8天：现取公称容积50m3的糖化罐，底封头为椭圆形封头，实际容积为58m3.N2 = = 1.76 （个）现取公称容积50m3糖化罐2个3. 主要尺寸计算（设上封头的容积与下封头相等）：糖化罐罐体不能太高或太矮取H:D=1.5; H=1.5D；则有解方程得：1.18D3+0.26D3=59D = = 3.43m 取3.4mH = 1.5D = 5.1m 取5m查表得封头高：=850+50=900mm ; 封头容积5.60m3（三）酒精发酵车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需糖化成熟醪体积：600 L=0.6m3每天生产食醋17t，酒精发酵罐填充量85%，则每天需要酒精发酵罐的总容积：17×0.6/0.85 = 12m32. 酒精发酵罐数量N3的确定：现取公称容积20m3的发酵罐，实际容积为22m3.N2 = = 4.36 （个）现取公称容积20m3发酵罐5个3. 主要尺寸计算：H=2D；则有解方程得：1.57D3+0.26D3=59D = = 2.29m 取2.4m待添加的隐藏文字内容3H = 2D = 4.8m查表得封头高：=600+25=625mm ; 封头容积1.93m34. 种子罐（1）种子罐容积和数量的确定 V种=V总×10%=22×10%=2.2 m3式中V总为发酵罐的总容积m310%接种量（2）种子罐数量的确定种子罐与发酵罐对应上料，发酵罐平均每天上1罐则需种子罐1个，种子培养时间1220小时，取12小时，辅助操作时间810小时，生产周期约2030小时。（3）主要尺寸的确定设H/D=2/1，则种子罐总容积V总为：V总=V筒+2V封； V总= 0.785D2×2 D+D3×2/24=2.2 算得 D=1.06m 取D=1.1 m 则 H=2D=2.2 m查相应表得封头高 H封=250+25=275mm罐体总高 H罐= H筒+2H封=2200+2×275=2750mm单个封头容量 V封=0.151 m3圆筒容积 V筒= 0.785D2×2 D=1.57×1.13=2.09 m3不计上封头容积V有效= V筒+V封 = 2.09 + 0.151 =2.24 m3校核种子罐总容积： V总=2 V封+ V筒 = 2.39 m3 比需要的种子罐容积大，满足设计要求。（四）醋酸发酵车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需酒精发酵成熟醪体积：641.7L = 0.642m3每天生产食醋17t，醋酸发酵罐填充量70%，则每天需要醋酸发酵罐的总容积：17×0.642/0.70 = 15.59m32. 醋酸发酵罐数量N4的确定：现取公称容积20m3的自吸式醋酸发酵罐，实际容积为22m3.N4 = = 5.66 （个）现取公称容积20m3发酵罐6个年产醋酸醪液质量：204/0.0653 = 3124t式中 0.0653成熟醋酸醪液醋酸含量年产醋酸醪液体积：V醪 = 3124/1.01 = 3093m3式中 1.01醋酸醪液密度实际产量验算：=3465m3 > 3093m3富裕量为： = 12%，能满足产量要求。3. 主要尺寸的计算现按公称容积20m3的发酵罐计算。V全=V筒+2V封=22m3；封头折边忽略不计，以方便计算。H=2D ； 则有V全= 1.57D3+0.26D3=221.83 D3=22 D=2.29m 取D=2.4m H=2D=4.8m查表得封头高：=600+25=625mm ; 封头容积1.93m3V全=V筒+2V封 = 1.57D3 + 1.93×2 = 25.56 m34. 冷却面积的计算平均温差=30.43采用竖直列管换热器，取经验值k=4.18×500KJ/（m3.h.）生产1t食醋每小时放出热量Q12 = 4923.74KJ/（t.h）对公称容积20m3的发酵罐=1.2m25. 转子与定子的确定实践表明，三棱叶转子的特点是转子直径较大，在较低转速时可获得较大的吸气量，当罐压在一定范围内变化时，其吸气量也比较稳定，吸程也较大，但所需的搅拌功率也较高。三角叶叶轮直径：D = 0.35D罐= 0.35×2.4 = 0.84m 取0.8m叶轮外径：d=D=0.8m浆液长度：e=0.45m交点圆径：=0.3m叶轮高度：h=0.2m挡水口径：2= 0.56m导轮内径：3=1.2m簧叶角：=45°间隙：=2mm叶片厚：b=5mm叶轮外缘高：h1=h+2b=0.201m导轮外缘高：h2=h1+2b=0.202m6. 设备结构工艺设计发酵设备的材质选择，优选考虑的是满足工艺要求，其次是经济性。本设备采用A3钢制作，以降低设备费用。7. 壁厚计算（1）计算法确定发酵罐的壁厚S：S=式中D设备公称直径240cmP设计压力，P=0.4MPaA3钢许允应力 =127 MPa焊缝系数 0.51之间,取=0.7C壁厚附加量，C= C1+ C2+ C3=0. 8+2+0=2.8mm=0.28cm带入数据得：S=0.82cm 取10mm查表知直径2.4m厚10mm筒高4.8m，每米高重596kgC筒 = 596×4.8 = 2861kg（2）封头壁厚计算，标准椭圆封头的厚度计算公式如下：S=式中P=0.4MPaD=400cm=127MPaC=0.08+0.2+0.1=0.38cm=0.7S=0.92cm取10mm8. 接管设计（1）接管长度h设计：不保温接管长h=150 mm（2）接管直径的确定：该罐实装醪量22×0.7=15.4m3，30min之内排空则物料体积流量Q=0.0086m3/s发酵醪流速取v=1m/s.则排料管截面积为： F物= Q/V =0.0086/1=0.0086m2管径 d = （F物/0.785）1/2 =（0.0086/0.785）1/2 = 0.105 m取无缝钢管133×4，125mm>105mm,认为适用。进料管同排料管取无缝钢管133×4排料时间复合：物料流量Q=0.0086m3/s，流速v=1m/s；管道截面积F=0.785×0.1252=0.0123m2，在相同流速下，流过物料因管径较原来 结果大，则相应流速比为P=0.7（倍），排料时间t=30×0.7=21min9. 支座设计本设计选用支撑式支座。10. 种子罐（1）种子罐容积和数量的确定 V种=V总×10%=22×10%=2.2 m3式中V总为发酵罐的总容积m310%接种量（2）种子罐数量的确定种子罐与发酵罐对应上料，发酵罐平均每天上1罐则需种子罐1个，种子培养时间24h，辅助操作时间4小时，生产周期28小时。（3）主要尺寸的确定设H/D=2/1，则种子罐总容积V总为：V总=V筒+2V封； V总= 0.785D2×2 D+D3×2/24=2.2 算得 D=1.06m 取D=1.1 m 则 H=2D=2.2 m查相应表得封头高 H封=250+25=275mm罐体总高 H罐= H筒+2H封=2200+2×275=2750mm单个封头容量 V封=0.151 m3圆筒容积 V筒= 0.785D2×2 D=1.57×1.13=2.09 m3不计上封头容积V有效= V筒+V