年產(chǎn)2萬(wàn)噸酒精工藝設(shè)計(jì)發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱(chēng)：發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)2萬(wàn)噸酒精工藝設(shè)計(jì)任務(wù)分配1、文獻(xiàn)、資料檢索全組2、可行性研究策劃3、糖蜜原料地稀釋處理階段種子車(chē)間地設(shè)計(jì)4、糖蜜地稀釋處理轉(zhuǎn)筒過(guò)濾車(chē)間設(shè)計(jì)5、發(fā)酵車(chē)間地設(shè)計(jì)6、酒精精餾車(chē)間地設(shè)計(jì)7、廢棄物地處理8、種子罐地設(shè)計(jì)9、發(fā)酵罐地設(shè)計(jì)10、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)地編制 11、各組員負(fù)責(zé)地相關(guān)物料衡算及熱量衡算以及用水用電衡算 12、各組員負(fù)責(zé)地工藝車(chē)間設(shè)備平面圖地繪制畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交地畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師地指導(dǎo)下進(jìn)行地研究工作及取得地成果.盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝地地方外，不包含

2、其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)地研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)地學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)地材料.對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)地個(gè)人或集體，均已在文中作了明確地說(shuō)明并表示了謝意.作者簽名：日 期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）地規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）地印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）地印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目地前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡夭糠只蛉?jī)?nèi)容.作者簽名：日期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交地論文是本人在導(dǎo)

3、師地指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得地研究成果除了文中特別加以標(biāo)注引用地內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)地成果作品.對(duì)本文地研究做出重要貢獻(xiàn)地個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明.本人完全意識(shí)到本聲明地法律后果由本人承擔(dān).作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文地規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文地復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱.本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文地全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文.涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理.作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期

4、：年月日目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)iv前言 1第一章總論1第一節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù)1第二節(jié)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和原則1第三節(jié)設(shè)計(jì)范圍2第四節(jié)工藝設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)和指標(biāo)2第五節(jié)生產(chǎn)工藝概述2第六節(jié)生產(chǎn)設(shè)備概述3第七節(jié)生產(chǎn)工藝流程圖3第八節(jié)生產(chǎn)方法地簡(jiǎn)單介紹4第二章全程物料衡算5第一節(jié)全程總物料概算5第二節(jié)酒精生產(chǎn)各工段地物料衡算和熱量衡算7第三章供用水衡算12第一節(jié)蒸餾車(chē)間用水1012第四章供用汽衡算913第五章供電衡算13第六章設(shè)備計(jì)算與選型14第一節(jié)種子罐地設(shè)計(jì)14第二節(jié)主發(fā)酵罐地設(shè)計(jì)18第三節(jié)其它設(shè)備地計(jì)算和選型21第七章車(chē)間布置設(shè)計(jì)1023第一節(jié)建筑概述23第二節(jié)車(chē)間內(nèi)常用設(shè)備地布置23第八章環(huán)保工程24第一節(jié)廢物總類(lèi)8

5、、 1024第二節(jié)廢物利用24參考文獻(xiàn)26附錄 27設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸燃料酒精工廠設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)依據(jù)：生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：產(chǎn)品規(guī)格：99.18%燃料酒精；全年生產(chǎn)天數(shù)：250天 /年生產(chǎn)方法：以糖蜜為原料，采用單濃度連續(xù)發(fā)酵、差壓式二塔蒸餾、生石灰脫水技術(shù)副產(chǎn)品：次級(jí)酒精（成品酒精地2%）；雜醇油（成品酒精地0.3%）原料：糖蜜（含可發(fā)酵性糖50%）發(fā)酵率：90 %蒸儲(chǔ)率：98 %發(fā)酵周期：48 小時(shí)發(fā)酵溫度：2834 c硫酸銨用量：1kg/t 糖蜜硫酸用量：5kg/t 糖蜜三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、進(jìn)行生產(chǎn)方法地論證，確定糖蜜稀釋儲(chǔ)存方案、發(fā)酵方案、酒精過(guò)濾提純方案.2、根據(jù)以上確定地原

6、料配比和生產(chǎn)方案進(jìn)行物料衡算和熱量衡算以及供水供汽供電衡算，列出酒精生產(chǎn)衡算表.3、進(jìn)行設(shè)備計(jì)算：1）確定種子罐和發(fā)酵罐地體積及徑高比，然后計(jì)算其結(jié)構(gòu)尺寸及發(fā)酵罐數(shù)量；2）確定后期蒸餾純化設(shè)備地大小規(guī)格.4、畫(huà)出整個(gè)酒精發(fā)酵車(chē)間地帶控制點(diǎn)地工藝流程圖（2 號(hào)圖紙）5、畫(huà)出種子罐和發(fā)酵罐地結(jié)構(gòu)圖（2 號(hào)圖紙）四、設(shè)計(jì)成果內(nèi)容：1、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一本，包括設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2、圖紙8 張前言本設(shè)計(jì)地題目是年產(chǎn)2 萬(wàn)噸燃料酒精工廠設(shè)計(jì).隨著社會(huì)地發(fā)展，社會(huì)對(duì)燃料能源（石油、天然氣、煤礦等）地需求越來(lái)越大，而燃料能源儲(chǔ)量越來(lái)越少，價(jià)格越來(lái)越低，人們迫切需要找到一種新地可再生能源代替現(xiàn)有地燃料能源.其中，最受歡迎

7、地是燃料酒精燃料酒精又稱(chēng)變性燃料乙醇，可分為替代燃料和燃料添加劑兩種，是清潔汽油地主要代替物，已在一些國(guó)家和地區(qū)得到大量使用.燃料酒精最明顯地一些優(yōu)勢(shì)是：一、來(lái)源廣，可再生.可以以谷物淀粉為原料生產(chǎn)燃料酒精，以植物秸稈等纖維素為原料生產(chǎn)燃料酒精，以甘蔗作為原料生產(chǎn)燃料酒精，以蜜生產(chǎn)燃料酒精等等.二、無(wú)污染.石油、天然氣、煤礦等燃料能源地使用產(chǎn)生了很多環(huán)境問(wèn)題.例如：酸雨等環(huán)境污染.而燃料酒精產(chǎn)生地是二氧化碳和水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染.中國(guó)燃料酒精地發(fā)展現(xiàn)狀：由于燃料乙醇在中國(guó)地推廣使用還處在初級(jí)階段產(chǎn)銷(xiāo)各個(gè)環(huán)節(jié)政府行為色彩比較濃，離真正地市場(chǎng)化有很遠(yuǎn)地距離.為了合理利用資源.國(guó)家對(duì)燃料乙醇地立項(xiàng)投產(chǎn)非

8、常謹(jǐn)慎目前，獲得國(guó)家批準(zhǔn)生產(chǎn)地企業(yè)有4 家：河南天冠燃料乙醇有限公司、吉林燃料乙醇股份有限責(zé)任公司、安徽豐原生物化工有限公司、黑龍江華潤(rùn)酒精有限公司，已形成燃料乙醇生產(chǎn)能力122萬(wàn)t.目前中國(guó)生產(chǎn)地燃料乙醇總量為102萬(wàn)t.大約使用糧食400萬(wàn)t,基本使用陳化糧.目前中國(guó)石油供應(yīng)緊張問(wèn)題日趨嚴(yán)重：2005年，中國(guó)原油消費(fèi)量3.23億t,居世界第二，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)原油 1. 81億t,凈進(jìn)口原油1.19億t,凈進(jìn)口輕柴油、航煤、燃料油等石油 產(chǎn)品1746萬(wàn)t.原油及石油產(chǎn)品凈進(jìn)口量1.46億t.石油對(duì)外依存度為 45%.到2020年，估計(jì)國(guó)內(nèi)自產(chǎn)石油2.O億t.缺口 25億t,對(duì)外依存度55%.因此，

9、燃料酒精在中國(guó)市場(chǎng)地前景 比較大，潛力也比較深.我相信在未來(lái)，中國(guó)政府還將繼續(xù)適度發(fā)展燃料乙醇行業(yè). “十一五 ”期間，中國(guó)燃料乙醇地潛在市場(chǎng)規(guī)模將急劇擴(kuò)大.以中國(guó)四家燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)地產(chǎn)能來(lái)看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)燃料乙醇地需求，燃料乙醇裝置產(chǎn)能擴(kuò)張不可避免.因此計(jì)劃到“十一五 ”末，國(guó)內(nèi)乙醇汽油消費(fèi)量占全國(guó)汽油消費(fèi)量地比例將上升到50以上，這意味著屆時(shí)中國(guó)燃料乙醇地產(chǎn)能和產(chǎn)量將會(huì)有一個(gè)質(zhì)地飛躍.不久地將來(lái)生物乙醇燃料地發(fā)展將成為我國(guó)地一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)！第一章總論第一節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)武漢紡織大學(xué)環(huán)境學(xué)院生物工程系2011 年年度下達(dá)地設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)第二節(jié)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和原則一、設(shè)計(jì)工作圍繞著工廠現(xiàn)

10、代化建設(shè)，力圖能使設(shè)計(jì)地工廠具有前瞻性，開(kāi)創(chuàng)性，能在原來(lái)基礎(chǔ)上隨著時(shí)代發(fā)展而升級(jí).二、對(duì)于自己來(lái)說(shuō)，論文設(shè)計(jì)能考察自己到目前學(xué)到地東西，并且將其綜合運(yùn)用，綜合分析，將知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際地工作中去，為以后地學(xué)習(xí)和工作打下一定地基礎(chǔ).三、設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行，盡量符合任務(wù)書(shū)地要求，各種計(jì)劃進(jìn)程在任務(wù)書(shū)地可控范圍內(nèi).四、工廠充分考慮現(xiàn)今地一些技術(shù)，設(shè)備，以及設(shè)計(jì)先進(jìn)理念，盡量做到人性化，環(huán)保化，為員工地工作和生活做出合理地安排，使工作效率達(dá)到最佳.五、設(shè)計(jì)盡量貼近實(shí)際，并且努力使其經(jīng)濟(jì)效益最大化，在各種設(shè)備選型中，合理考慮性價(jià)比和地區(qū)特性，不盲目追求新設(shè)備，新生產(chǎn)線.第三節(jié)設(shè)計(jì)范圍一、生產(chǎn)部門(mén)1 、生

11、產(chǎn)車(chē)間設(shè)計(jì)內(nèi)容包括發(fā)酵車(chē)間，粉碎車(chē)間，蒸餾車(chē)間等，并對(duì)其有關(guān)地物料，熱量，用水進(jìn)行計(jì)算 .2、輔助車(chē)間輔助車(chē)間有倉(cāng)庫(kù)(原料倉(cāng)、成品倉(cāng)，廢品倉(cāng))，污水處理站等.二、設(shè)計(jì)圖紙圖紙包括工廠整體布置，生產(chǎn)車(chē)間布置圖，重點(diǎn)設(shè)備圖，生產(chǎn)流程圖，重點(diǎn)車(chē)間運(yùn)作圖 . 當(dāng)然，也包括一些輔助性地圖.第四節(jié)工藝設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)和指標(biāo)1、生產(chǎn)規(guī)模:20000t/a2、生產(chǎn)方法:單濃度連續(xù)發(fā)酵、差壓式二塔蒸餾、生石灰脫水技術(shù)3、生產(chǎn)天數(shù):每年250天4、燃料酒精日產(chǎn)量:800t5、燃料酒精年產(chǎn)量:199998t6、副產(chǎn)品年產(chǎn)量:次級(jí)酒精占酒精總量地2%7、雜醇油量:為成品酒精量地0.3%8、產(chǎn)品質(zhì)量：燃料酒精乙醇含量為99

12、.5%(v/v)9、糖蜜原料：含可發(fā)酵性糖50%10、發(fā)酵率：90 %11、蒸儲(chǔ)率：98%12、發(fā)酵周期：48 小時(shí)13、發(fā)酵溫度：2834 c14、硫酸銨用量：1kg/t 糖蜜15、硫酸用量：5kg/t 糖蜜第五節(jié)生產(chǎn)工藝概述1 糖蜜預(yù)處理有加酸法，加熱加酸法，添加絮凝劑澄清處理法2 糖蜜稀釋采用連續(xù)稀釋法.3 主要蒸餾工段采用差壓式二塔蒸餾機(jī)組8 ，能有效利用熱能.4 我國(guó)酒精行業(yè)主要采用小型多泡罩塔、浮閥塔、斜孔塔、篩板塔、導(dǎo)向篩板塔等，本設(shè)計(jì)采用浮閥塔.5 脫水干燥技術(shù)：96%地粗酒精變成99.5%地合格酒精其技術(shù)按照脫水方式主要有：（ 1）干燥材料吸水法（ 2）萃取精餾法（ 3）加鹽

13、萃取法（ 4）多塔蒸餾法（ 5）分子篩脫水法本設(shè)計(jì)采用生石灰吸水法.6 發(fā)酵法采用連續(xù)發(fā)酵方式第六節(jié)生產(chǎn)設(shè)備概述1 發(fā)酵罐采用200m32 種子罐采用50m33 稀釋采用連續(xù)稀釋器4 發(fā)酵采用連續(xù)發(fā)酵罐組5 蒸餾設(shè)備采用差壓式二塔蒸餾機(jī)組6 干燥設(shè)備采用臥式網(wǎng)層生石灰干燥器第七節(jié)生產(chǎn)工藝流程圖圖1-1生產(chǎn)工藝流程圖第八節(jié)生產(chǎn)方法地簡(jiǎn)單介紹單濃度糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵口單濃度酒精連續(xù)發(fā)酵時(shí)比較簡(jiǎn)單地一種發(fā)酵工藝，所以本文采取這種工藝.工藝過(guò)程主 要為：將蜜糖從蜜糖儲(chǔ)存罐泵進(jìn)糖蜜槽，由于糖蜜中含有大量地灰分和膠體，不利于產(chǎn)品地濃度和酒精地發(fā)酵，特別是膠體地存在致使發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生大量地泡沫，影響發(fā)酵生產(chǎn)，因

14、此要進(jìn)行預(yù)處理，本文中預(yù)處理采取添加絮凝劑澄清處理.經(jīng)過(guò)預(yù)處理地糖蜜經(jīng)稱(chēng)量后進(jìn)入酸化罐，在酸化罐中添加營(yíng)養(yǎng)鹽，并且按比例入硫酸酸化，酸化后地糖蜜經(jīng)過(guò)連續(xù)稀釋器進(jìn)行稀釋?zhuān)忧嗝顾?u/mL殺菌，進(jìn)入儲(chǔ)罐，添加酒母后就進(jìn)入了連續(xù)發(fā)酵罐組發(fā)酵，成熟地醪液進(jìn)入醪塔，在醪塔中地酒精蒸汽經(jīng)過(guò)冷卻后進(jìn)入精儲(chǔ)塔進(jìn)行精儲(chǔ)，成為酒精含量為96%地粗酒精并且脫醛去除雜醇油，粗酒精經(jīng)過(guò)脫水干燥成為含量為99.5%酒精產(chǎn)品.第二章全程物料衡算第一節(jié)全程總物料概算一、糖蜜消耗量1、糖蜜原料生產(chǎn)酒精地總化學(xué)反應(yīng)式為：C12H22O11 + H2cH 2c6H120 A 4c2H50H + 4CO2T蔗糖葡萄糖乙醇34236

15、01841762、生產(chǎn)1t ( 1000kg)無(wú)水酒精地理論蔗糖消耗量：1000 M342T84) = 1858.7 (kg)3、生產(chǎn)1t ( 1000kg)燃料酒精(燃料酒精中地乙醇 99.5% (V)以上，相當(dāng)于 99.18% (m) 地理論蔗糖消耗量：1858.7 99.18% = 1843.5 (kg)4、生產(chǎn)1t ( 1000kg)燃料酒精實(shí)際蔗糖消耗量：生產(chǎn)過(guò)程中蒸儲(chǔ)率為 98%,發(fā)酵率為90%,則實(shí)際蔗糖消耗量為：1843.5 98% 匐0% = 2090 (kg)5、生產(chǎn)1t(1000kg)燃料酒精糖蜜原料消耗量：糖蜜原料含可發(fā)酵性糖50%,故1噸酒精糖蜜消耗為：2090 50

16、% =4180 (kg)二、發(fā)酵醪量地計(jì)算11:上,1000 99 180176相應(yīng)酒母培養(yǎng)和發(fā)酵過(guò)程放出二氧化碳量為：1000 99.18hM 176 = 96898 00184采用單濃度酒精連續(xù)發(fā)酵工藝，把含固形物88%地糖蜜稀釋成濃度為22%25%地稀糖液，設(shè)稀釋成25 %地稀糖液.經(jīng)連續(xù)稀釋器可得稀糖液量為：4180X85%/25% =14212 (kg)即發(fā)酵醪量為：14212kg酒母繁殖和發(fā)酵過(guò)程中放出 968kg地二氧化碳，則蒸儲(chǔ)發(fā)酵醪地量為：(14212-968) X (100+6%) =14039 (kg)其中酒精捕集器稀酒精為發(fā)酵醪量地6%.1000 99 180n 一蒸儲(chǔ)

17、發(fā)酵成熟醪地酒精濃度為：99.18 0 =7.14%98 00 14039三、成品與廢醪量地計(jì)算8、11采用差壓蒸儲(chǔ)兩塔流程蒸儲(chǔ).糖蜜原料雜醇油產(chǎn)量約為成品酒精多0.250.35 %,現(xiàn)以0.3%計(jì)，則雜醇油量為1000 >0.3% =3 (kg)設(shè)醪液進(jìn)醪溫度為t1=55C,塔底排醪溫度為 t4=85C,成熟醪酒精濃度為B1=7.14%,塔頂上升蒸汽地酒精濃度50% (v)即42.43% (w),生產(chǎn)1000kg酒精則1、醪塔上升蒸汽量為：V1=14039 X7.14%/42.43%=2363 (kg)2、殘留液量為：WX=14039-2363=11676 ( kg)3、成熟醪量比熱容

18、為：C1=4.18 X(1.019-0.95B1 )=4.18 (1 加19-0.95 7¥4%)=3.98KJ/ (kg K)4、成熟醪帶入塔地?zé)崃繛椋篞1=F1C1t1=14039 >3.98 55=3.08 106 (KJ)5、蒸儲(chǔ)殘液內(nèi)固形物濃度為：B2 =F1B1Wx14039 7.140011676= 8.59006、蒸儲(chǔ)殘留液地比熱：C2 =4.18(1 -0.378B2) =4.18 (1 -0.378 8.59%) = 4.04KJ/(kg K) 17、塔底殘留液帶出熱量為：一 '.6Q4 =Wx C2 t4 =11676 4.04 85 =4.01

19、10 (KJ)8、查附錄得42.43 %酒精蒸汽燃為2045KJ/kg.故上升蒸汽帶出地量為：Q3 =V1i =2363 2045 =4.83 106(KJ )塔底真空度為-0.05MPa (表壓)，蒸汽加熱燃為2644KJ/kg ,又蒸儲(chǔ)過(guò)程熱損失 Qn可取傳遞總熱量地1%,根據(jù)熱量衡算，可得消耗地蒸汽量為：di =Q3 Q4 Qn - Q14.83 106 4.01 106 -3.08 106I -Cwt4(2644-4.18 85) 990。=2542(kg)若采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢醪量為:Wx +D1 =11676+2542=14218 (kg)四、糖蜜原料年產(chǎn)量為2萬(wàn)噸燃料酒

20、精地總物料衡算10設(shè)工廠年開(kāi)工為250天.日產(chǎn)產(chǎn)品酒精量：20000/250= 80 (t)每小時(shí)酒精量：80X1000/24=3333 (kg) =3.333(t)實(shí)際年產(chǎn)量(次級(jí)酒精忽略不計(jì))：3.333 >24X250=19999 (t/a)主要原料糖蜜用量：日耗量：4180X80=334400 (kg) =334(t)年耗量：334X250=83500 (t)每小時(shí)產(chǎn)次級(jí)酒精：3333X (2/98) =68.27 (kg)實(shí)際年產(chǎn)次級(jí)酒精：68.27 >24X250=410 (t/a)表2-1 20000t/a糖蜜原料酒精廠物料衡算表物料衡算生產(chǎn)1000kg99.5% 酒

21、 精物料量每小時(shí)數(shù)量(kg)每天數(shù)量(t)每年數(shù)量(t)燃料酒精100033338019999糖蜜原料418013933334.483600次級(jí)酒精20671.6400發(fā)酵醪14212473731137284237蒸儲(chǔ)發(fā)酵醪14039467961123.2280777雜醇油3100.2460二氧化碳968322777.419359醪塔廢醪量14218473931138284357第二節(jié)酒精生產(chǎn)各工段地物料衡算和熱量衡算一、稀釋工段地物料衡算1、糖蜜稀釋用水量(以每生產(chǎn)1000kg(1t)酒精計(jì)算)稀釋成25 %稀糖液用水量為：W1= 14212-4180=10032 (kg)則生產(chǎn)2萬(wàn)噸酒精每

22、小時(shí)需要稀釋用水量：10032X3333/1000=33440 (kg/h)生產(chǎn)2萬(wàn)噸酒精一年需要地稀釋用水量：10032X20000=2.01 X108 (t/a)2、營(yíng)養(yǎng)鹽添加量7選用氮量 21 %地硫酸錢(qián)作為氮源，每噸糖蜜添加 11.2kg,取1kg,則每生產(chǎn) 1000kg (1t)酒精：硫酸俊年耗量為：4180X1=4180 (kg/a) =4.18 (t/a)日耗量：4180/250=16.72 (kg/d)每小時(shí)耗量：16.72/24=0.697 (kg/h則生產(chǎn)2萬(wàn)噸酒精一年需要硫酸錢(qián)用量：4.18 >20000=8.36X104 (t/a)3、硫酸用量7稀釋酒母稀糖液用酸

23、 5kg/t糖蜜：年用量：4180X5=20900 (kg/a) =20.9 (t/a)日用量：20900/250=83.6 (kg)每小時(shí)用量：83.6/24=3.48 (kg/h)則生產(chǎn)2萬(wàn)噸酒精硫酸用量：20.9 >20000=4.18X105表2-2稀釋工段各物料用量(2萬(wàn)噸產(chǎn)量計(jì)算)物料用量(t/a)糖蜜稀釋用水量2.01 M08營(yíng)養(yǎng)鹽添加量8.36 M04硫酸用量4.18 X105二、發(fā)酵工段地物料和熱量衡算1、無(wú)水酒精量：扣除蒸儲(chǔ)損失生產(chǎn)1000kg無(wú)水酒精耗糖蜜量為：1858.7 90% 芍0% =4130.4 (kg)現(xiàn)為了生產(chǎn)20000t/a,要每小時(shí)投入糖蜜量139

24、33kg/h,則無(wú)水酒精量為：13933 >1000/4130.4=3373 (kg/h)2、酒母熱量11:以葡萄糖為碳源，酒母發(fā)酵每生成1kg酒精放出地?zé)崃考s為 1170KJ左右，則發(fā)酵和培養(yǎng)酒母每小時(shí)放出地?zé)崃繛椋篞=1170 >3373.36=3.95 106 (KJ/h)取工段發(fā)酵酒母伶卻水初tw1=20C,終溫tw2=27C,平均耗水量為：63. 95 10兆母發(fā)酵= Q ,134996.6( kg / h)Ce(twi -tw2)4. 18 (27 - 20)酒母酒精捕集用水為：(待蒸儲(chǔ)發(fā)酵醪液量為F=46796kg/h)5%F/1.06=5% >46796/1.

25、06=2207.37 (kg/h)發(fā)酵洗罐用水為：(每15天洗一次)1 % F/1.06=1 % >23398.33/1.06=441.47 ( kg/15 天)則在發(fā)酵工段總用水量 W 發(fā)酵工段=2207.37+441.47+134996.6=137645.44 (kg/h)三、蒸儲(chǔ)工段地物料與熱量衡算11、12、13按采用差壓蒸儲(chǔ)兩塔流程1t算，進(jìn)醪塔濃度為7.14%,出醪塔酒精蒸汽濃度為50%圖2-1醪塔地物料和熱量平衡圖醪液預(yù)熱至55C,進(jìn)入醪塔蒸儲(chǔ)，酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.14%,沸點(diǎn)92.4C,取上升蒸汽濃度為50% (v),即42.43% (w).塔頂溫度75 C,塔底溫度 85

26、c.則塔頂上升蒸汽熱燃 量i1=2045kJ/kg.加熱蒸汽取 0.05MPa絕對(duì)壓力，則其熱燃量 I1=2644KJ/kg.總物料衡算：F1 +D1 =V1 +WX +D1 即 F1 =V1 +WX2-1酒精衡算式：FiXfi "必 WxDi)Xwi2-2式中：xF1一成熟發(fā)酵醪內(nèi)酒精含量% (W) , xF1=7.14%.y1一塔頂上升蒸汽中酒精濃度% (W) , y1=42.43 %.XW1 一塔底排出廢糟內(nèi)地酒精濃度% (W),塔底允許逃酒在 0.04%以下，取xW1=0.04%.熱量衡算式：FiCfJfI D1I1 =VJ(WxCw DCe)tW1 Qn12-3設(shè) CF1=

27、3.98KJ/ (kg h) , CW=4.04KJ/ (kg k) , Ce=4.18KJ/ (kg k),并取熱損失Qn1=1%D1I1, tF1=55 C, tW1=85 C, F1=46796 (kg/h) 聯(lián)解2-1、2-2、2-3求得V1=7830 (kg/h) , Wx=38966.2 (kg/h) , D1=8483 (kg/h)一般醪塔采用直接蒸汽加熱，塔底醪排出量為：G1=WX+D1=38966.2+8483=47449.2 (kg/h)表2-3年產(chǎn)2萬(wàn)噸酒精廠蒸儲(chǔ)工段醪塔物料熱量匯總表進(jìn)入系統(tǒng)離開(kāi)系統(tǒng)工程物料(kg/h)熱量(kJ/h)工程物料(kg/h)熱量(kj/h

28、)符號(hào)數(shù)量符號(hào)數(shù)量符號(hào)數(shù)量符號(hào)數(shù)量成熟醪F146796F1CF1tF11.02 107蒸播 殘液WX38966WXCWtW11.34 107加熱 蒸汽D18483D1I12.24 107上升 蒸汽V17830V1i11.60 107加熱 蒸汽D18483D1tW1Ce3.14 106熱損失Qn12.24 1053.26 13.26 1075527907累計(jì)552792、精福塔(1)粗酒精液相進(jìn)入精儲(chǔ)塔，塔頂溫度105C,塔底130 C,進(jìn)汽溫度130 C,出塔濃度為 96% (v),即 93.84% (w).出塔酒精量為：P=3333X 99.18/93.84=3523(kg/h)(2)每小時(shí)

29、醛酒量因?yàn)槿┚普汲鏊凭?%,則每小時(shí)地醛酒量為:A=2 % X3523=70.5(kg/h)(3) P' = PA-=3523- 70.5=3452.5(kg/h)精溜塔圖2-2精儲(chǔ)塔地物料和熱量衡算圖+(4)在精微塔中，塔頂酒精蒸汽經(jīng)粗儲(chǔ)塔底再沸器冷凝后，除回流外，還將少量酒精送到洗滌塔再次提凈.據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，此少量酒精約為精儲(chǔ)塔儲(chǔ)出塔酒精地2%左右，則其量為：Pe=P, X2%=3452.5 >2%=69 (kg/h)(5)酒精被加熱蒸汽汽化逐板增濃，在塔板液相濃度55 % (v)出汽相抽取部分冷凝去雜醇油分離器，這部分冷凝液稱(chēng)雜醇油酒精，數(shù)量為塔頂儲(chǔ)出塔酒精地2 %左右，其

30、中包括雜醇油：m0=0.3 % (P ' +A)=0.3% x 3523=10.6(kg/h)故 H=(P' +Pe)X% = (3452.5+69) X2% =3521.5 X2 % =70.4(kg/h)在雜醇油分離器內(nèi)約加入4倍水稀釋?zhuān)钟秃蟮叵【凭盟椎卣魞?chǔ)廢水經(jīng)預(yù)熱到tH=80C,仍回入精儲(chǔ)塔，這部分稀酒精量為：H' = (1+4)H m0 = 5H -m0=5X70.4-10.6=341.4(kg/h)(6)物料平衡：F2 + D2 + H ' = P ' + Pe + H + D3 +W ' x貝U： W' x= F2 +

31、 H-P -Pe -H=7830+341.4-3452.5-69-70.4=4580 (kg/h)(7)熱量平衡：F2CF2tF2 D2I2 H'ChIhR(Pe P'HpCp=(R 1)(Pe P')i2 P'tpCp HiH (D2 Wx)tw2Cw Qn2式中R精儲(chǔ)塔回流比一般為34,取3I2精儲(chǔ)塔加熱蒸7熱含量，0.6Mpa絕對(duì)壓力，I2=2652(kJ/h)tH 一為回流稀酒精進(jìn)塔溫度 tH=80 CCH 一為雜醇油分離器稀酒精比熱，稀酒精濃度為：=13. 20% ,H'3417.31xH(H-n)75. 2 00 (704.6 _ 105.6

32、9)查得起比熱為 CH =4.43KJ/ (kgk) , 75.2% 為雜醇油酒精地重量百分濃 度，與液相濃度55% (v)相平衡.tP一出塔酒精地飽和溫度(78.3 C)CP一出塔酒精地比熱，應(yīng)為 2.80kJ/ (kg.K)i2 一塔頂上升蒸汽熱含量，i2=1163.2 (kJ/kg)iH雜醇油酒精蒸汽熱含量，應(yīng)為iH=1496(kJ/kg)tw2精儲(chǔ)塔塔底溫度，取130cCw 取 4.04KJ/ (kg k)Qn2 精微塔熱損失，Qn3=2%D2I2CF2一進(jìn)塔酒精地比熱，取CF3=4.16(kJ/kg)tF2一進(jìn)料溫度，取90 CW x上面算得4580kg/h計(jì)算可得：D2=6700(

33、kg/h)塔底排出地廢水：G=D2+W , x=6700+4580=11280 (kg/h)計(jì)算蒸播工段地蒸播效率：XpP 93.13% 3522983 5p = = = 98.196%xF1F,7.14% 467962表2-4年產(chǎn)2萬(wàn)噸酒精工廠蒸儲(chǔ)工段精儲(chǔ)塔物料熱量衡算匯總表進(jìn)入系統(tǒng)離開(kāi)系統(tǒng)物料(kg/h)熱量(kJ/h)口 物料(kg/h)熱量(kj/h )工程_L任符號(hào) 數(shù)量符號(hào)數(shù)量符號(hào) 數(shù)量符號(hào)數(shù)量脫醛F2CF2t 2.93 1096%,3452.,7.57 XF2 7830、皿玨PP CPtP液F26酒精5105加熱1.83 10次級(jí)D2 6896D2I2' . .Pe 69

34、蒸汽7酒精雜醇稀酒H CHt1.21油酒1.05 XH341.4士#H70.4HiH精HX105105汽回流R(Pe+ 2.32 10 蒸儲(chǔ) Wx+ 11476(Wx+D2)6.03 X液P')Cptp6廢水 D2tW 2Cw106(R+1)上升1.64 X(Pe+ P)烝汽107i2熱損失. 一Qn23.7 105累計(jì)150672.40 107150672.4 1074、脫水工藝流程8、9圖2-3石灰干燥器簡(jiǎn)單示意圖采用生石灰法，將精儲(chǔ)塔塔頂蒸汽引到臥式干燥其中，如干燥器設(shè)備圖.干燥器中上部由密孔篩網(wǎng)盛放生石灰，最下面一層又金屬板承接.干燥器壁設(shè)置擋板，增加接觸面積.由于生石灰便宜，

35、而且在后續(xù)地污水處理中，可將使用過(guò)地生石灰按照程序設(shè)定投入污水池.干燥器采用并聯(lián)三個(gè)，再串聯(lián)一個(gè)地比例布置.第三章供用水衡算第一節(jié)蒸儲(chǔ)車(chē)間用水10一、醪塔冷卻用水利用酒母發(fā)酵地冷卻廢水進(jìn)行冷卻，這樣可以節(jié)省冷凝水用量二、精微塔分凝器冷卻用水10從精福塔出來(lái)地酒汽，做為初儲(chǔ)塔再沸器地?zé)嵩矗瑹崃亢馑阌校?R2+1) (P' +Pei2= W 精儲(chǔ) CW (tH3-tH3)貝U W 精微分凝_i2(R+1)(P +Pe)Cw (t'H 3 -t H 3)R為精儲(chǔ)塔回流比，取 R為3Pe為回流入醛塔地次等酒地?cái)?shù)量，由前面數(shù)據(jù)可得Pe =69.05kg/hP' =3452 .5(

36、kg/h)i2為塔頂上升蒸汽熱燃量，i2=116.3KJ/kg 一 , 一 1.、. - ' -tH3、tH3冷卻水進(jìn)出口溫度，取tH3=20C, tH3=85CCw 取 4.04kj/kg代入上式，則精微塔冷凝器冷卻用水為：W 精微分凝=6.24 104 kg/h三、成品酒精冷卻用水成品酒精冷卻使用 20c地深井水，根據(jù)熱量衡算，耗水量為： '一PfP CP (t P t P)W成品二CW (tH 2 t H2 )式中：P 為 3452 (kg/h)CP為成品酒精比熱容為 2.90KJ/ (kg K)一'tP> tP為成品酒精冷卻前后地溫度，分別為 78.3C、

37、30C 一'儲(chǔ)2、I 2為冷卻水進(jìn)出口溫度，分別為 20 C、40 CCw=4.04 KJ/ (kg K)則成品酒精冷卻水用量為：W 成品=2.42 104kg/h四、雜醇油分離器稀釋用水在雜醇油分離器內(nèi)加入 4倍地水稀釋?zhuān)瑒t稀釋用水量為：W 雜醇油分離=4 H=4 X70.4=281.6kg/h五、蒸儲(chǔ)車(chē)間總用水量為：W蒸儲(chǔ)工段=亞 精微分凝+W成品+W 雜醇油分離=6.24 104+2.42 104+281.6=8.69 104 (kg/h)第四章供用汽衡算9由前面計(jì)算所得數(shù)據(jù)可知蒸儲(chǔ)工段蒸汽消耗：D= D1+D2=8483+6896= 15380 (kg/h)年耗蒸汽量為：153

38、80 )24 X250=92280t酒精廠每小時(shí)平均蒸汽消耗量主要供給蒸儲(chǔ)工段，因此其消耗量由蒸儲(chǔ)量和損失組成，蒸汽總損失取蒸儲(chǔ)工段蒸汽消耗量地4%,則鍋爐需要蒸發(fā)量為：15380 X100 % +4%)=15995kg/h=16t/kg使用熱值為4000大卡地煤，假設(shè)鍋爐效率為80%,則每噸煤能供生產(chǎn)使用50t新鮮蒸汽，則連續(xù)蒸儲(chǔ)煤消耗量為：15995 芍0 30 % =400 ( kg/h)本設(shè)計(jì)選用地鍋爐為工業(yè)中壓(1.475.88Mp)中型(2075t)地煤粉鍋爐型號(hào)為YG80/3.82 M7蒸發(fā)量為80t/h ,額定溫度為 450 c第五章供電衡算參考我國(guó)糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo)

39、9,設(shè)生產(chǎn)每噸酒精耗電 40度，可估算酒精廠地用電:40 >20000=8 ¥05 （度/年）=3200 （度/日）考慮到此值為估算值，所以乘以一個(gè)富裕系數(shù)為120%:3200 M20 % =3840 （度/日）=9.6 105 （度/年）第六章設(shè)備計(jì)算與選型第一節(jié) 種子罐地設(shè)計(jì)一、種子罐類(lèi)型、容積和個(gè)數(shù)地確定15（1）培養(yǎng)菌種：酵母菌（2）發(fā)酵罐類(lèi)型：機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（3）種子罐個(gè)數(shù)地確定：根據(jù)實(shí)際情況，選取50m3地種子罐3個(gè).二、種子罐地基本數(shù)據(jù)根據(jù)工藝參數(shù)和高徑比確定各部幾何尺寸高徑比H/D=2.5初步設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)條件給出地是種子發(fā)酵罐地公稱(chēng)體積 公稱(chēng)體積-罐地筒身（圓

40、柱）體積和底封頭體積之和 全體積-公稱(chēng)體積和上封頭體積之和：H/D=1.73.5Di/D=1/21/3B/D=1/81/12C/Di=0.81.0S/Di=25 H 0 /D=2Di 攪拌葉直徑 D 罐體直徑H。-罐體直筒部位高度B擋板寬度ha -橢圓封頭短半軸長(zhǎng)度S 攪拌葉間距C -底攪拌葉至底封頭高度hb-橢圓封頭地直邊高度設(shè) H/D=2.5 ,且公稱(chēng)體積為 50m3B = 0.1D ha = 0.25D S = 3Di C = DiDi = 1/3DhbH -H0 -ha0 a22.5D -2D -0.252= 4DH ”<D 不飛 6D 不2 H圖機(jī)械攪拌通風(fēng) 1/6D發(fā)酵罐的幾

41、何尺寸H一罐身高 A液位高H口一端高D一雄徑”一攪拌葉輪直徑B一擋板寬C一下攪拌葉輪與罐底距=-D2 2.5D 0.125D 1/6D =50m3解得 D=2.8358m查表得當(dāng)公稱(chēng)體積為 50m3時(shí)D=3000mm所以取D=3m貝U H=2.5D=7.5mDi = 1/3D=1mHo = 2 D=6m B = 0.1D=0.3mha = 0.25D=0.75mS = 3Di=3mC = Di=1m全體積 V0=匕D2 |H+2'hb +1D=上D2 2.5D+2m0.125D+1 D04| lb 6 力 4、3 J333= 0.77083二D3 65.3844m3表2-2 50m3種

42、子發(fā)酵罐地幾何尺寸步驟工程及代號(hào)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果備注1公稱(chēng)體積50m3設(shè)計(jì)條件2全體積65.3844m3Vo =-D2|iH +21hb+1D I；l41 I 6 力3D3mD = Ho/24Ho6mHo =2 D5Di1mDi=1/3D6H7.5m2.5D7B0.3mB=0.1D8S3mS=3Di=D9C1mC=Di=D/310ha0.75mha=0.25D、主要部件尺寸地設(shè)計(jì)計(jì)算考慮壓力，溫度，腐蝕因素，選擇罐體材料和封頭材料，封頭結(jié)構(gòu)、與罐體連接方式發(fā)酵罐材料可以選用碳鋼、不銹鋼、合金鋼等.相對(duì)其他工業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)酵液對(duì)鋼材地腐蝕不大，但必須能耐受一定地壓力和溫度，通常要求耐受130 150

43、C地溫度和 0.3MPa地壓力.例如：腐蝕性不大地發(fā)酵液，如酶制劑發(fā)酵可以選用16MnR鋼；檸檬酸為弱酸，對(duì)罐體使用A3鋼會(huì)有腐蝕，使用不銹鋼成本較高.考慮使用 A3鋼為材料，內(nèi)涂環(huán)氧樹(shù)脂防腐.即可達(dá)到要求，又降低成本 .綜合各因素，該發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)紅霉素，由于發(fā)酵液腐蝕性不大，我們選擇不銹鋼16MnR 鋼1、罐體壁厚：取決于罐徑及罐壓地大小pDC(mm)取 D=3m, p=0.3MPa, 雙面焊縫e=0.8, k =137MPa, C=3mm則、13 = 7.1mm0.3 106 30002 137 106 0.8 -0.3 106根據(jù)發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論，中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006年.附錄

44、地表17查詢可知：選用10mm厚A3鋼板制作D罐 體直徑（mm）p 一耐受壓強(qiáng)（設(shè)計(jì)壓力）（）焊縫系數(shù)，雙面焊取 0.8 ,無(wú)縫焊取1.0內(nèi)-罐體金屬材料在設(shè)計(jì)溫度下地許用應(yīng)力（不銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150C, 137MPa）C 腐蝕裕度，當(dāng) 8 C<10mm時(shí)，C=3mm 壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范和制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)：GB150鋼制壓力容器在 1989年3月第一版，1998年第二版JB4732鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1995年JB/T4735鋼制焊接常壓容器1989年JB/T4700-4707壓力容器法蘭2000年鋼材地使用上限不超過(guò)GB150-1999地各許用應(yīng)

45、力表地各鋼號(hào)所對(duì)應(yīng)地上限溫度2、封頭壁厚計(jì)算：常大于罐體壁厚KPDtd = Cmm2 1 - 0.5P已知：取雙面焊 （f）=0.8 D=3000mm、P=0.3MPa、K=2.3、tr】=137MPa、t=1求得：td3 = 12.45mm2.3 0.3 30002 137 0.8-0.5 0.3根據(jù)發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論，中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006年.附錄地表17查詢可知：選用15mm厚A3鋼板制作D 罐 體 直 徑（ mm ）p 耐受壓強(qiáng)（取0.3MPa）K 開(kāi)孔系數(shù)，取2.3 Q 焊縫系數(shù)，雙面焊取0.8 ,無(wú)縫焊取1.0內(nèi)設(shè)計(jì)溫度下地許用應(yīng)力（不銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150C, 1

46、37MPa）C 腐蝕裕度，當(dāng) 8- C<10mm時(shí)，C=3mm3、擋板通常擋板寬度 b?。?.10.12）D,裝設(shè)46塊即可滿足全擋板條件.根據(jù)下式計(jì)算擋板數(shù)n：0.5取b=0.1D,得出擋板數(shù)n=5塊 式中b 擋板寬度，mm;D罐內(nèi)徑，mm;n擋板數(shù)，mm.4、攪拌器采用渦輪式攪拌器，選擇攪拌器種類(lèi)和攪拌器層數(shù)，根據(jù) d確定h和b地值 尺寸：六平葉渦輪式攪拌器已標(biāo)準(zhǔn)化，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)型攪拌器；攪動(dòng)液體地循環(huán)量大，攪拌功率消耗也大；葉徑：d=(0.3 0.4)D盤(pán)徑：di= 0.75 d葉高:h = 0.3d葉長(zhǎng)：b = 0.25 d根據(jù) D=3m,得葉徑 d=0.35D=1.05m所以：盤(pán)徑

47、：di= 0.75 d=0.7875m葉高:h = 0.3d=0.315m葉長(zhǎng)：b = 0.25 d=0.2625m5、人孔和視鏡人孔地設(shè)置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部地裝置 本次設(shè)計(jì)只設(shè)置了 1個(gè)人孔，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為：HG21515 1995人孔(R A-2707) 450,開(kāi)在頂封頭上，位置：角度 75 .視鏡用于觀察發(fā)酵罐內(nèi)部地情況.本次設(shè)計(jì)只設(shè)置了 2個(gè)視鏡，開(kāi)在頂封頭上，位置：角度30 >60；6、接口管管道接口：進(jìn)料口：采用焊接，接口管徑 ？78*4 mm,開(kāi)在封頭上，位置：角度 45度；排料口：采用焊接，接口管直徑？78*4 mm ,開(kāi)在罐底；進(jìn)氣口：采用焊接，接口管直徑

48、？72*3.5mm ,開(kāi)在封頭上，位置：角度 75度；排氣口：采用焊接，接口管直徑？ 89*45 mm ,開(kāi)在封頭上，位置：角60度；冷取水進(jìn)、出口：采用焊接，接口管直徑？68*4 mm,開(kāi)在罐身圓柱體上；補(bǔ)料口：采用焊接，接口管直徑？78*4 mm ,開(kāi)在封頭上；取樣口：采用外螺紋連接 ？21*3 mm ,開(kāi)在罐身圓柱體上.儀表接口：液位計(jì)：采用標(biāo)準(zhǔn)：HG5-1368型號(hào)：R-61溫度計(jì)：Pt100型壓力表：彈簧管壓力表(徑向表),d1=20mm,精度2.5,型號(hào)Y-250Z,開(kāi)在封頭上溶氧探頭：SE-N-DO-FpH探頭：PHS-2型法蘭地標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB911129131-88)鋼制管

49、法蘭管法蘭(HG50015028-58)壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)(JB11571164-82)表2-2種子發(fā)酵罐主要部件尺寸地設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果步驟;工程及代號(hào)參數(shù)及結(jié)果備注1罐體材料16MnR 鋼由工藝條件確定2罐體壁厚10mm計(jì)算3人孔500查閱文獻(xiàn)得4封頭壁厚15mm計(jì)算5擋板寬度0.3m計(jì)算6擋板數(shù)5個(gè)計(jì)算7攪拌器種類(lèi)6-6-6箭葉查閱文獻(xiàn)得8;攪拌器層數(shù)3查閱文獻(xiàn)得9:攪拌器直徑1m計(jì)算第二節(jié)主發(fā)酵罐地設(shè)計(jì)一、主發(fā)酵罐容積和個(gè)數(shù)地確定1、發(fā)酵罐采用圓柱形器身，底和頂為錐形蓋，選取結(jié)構(gòu)尺寸地比例關(guān)系如下： H=1.5D, h1=h2=0.1D7全 o 0. 785D2(H - h1- h ) = 2

50、00m3332經(jīng)計(jì)算得 D=5.46m, H=8.19m, h1=h2=0.546m上面已經(jīng)寫(xiě)到，我設(shè)計(jì)地發(fā)酵罐規(guī)格為200 m3地規(guī)格，設(shè)總發(fā)酵時(shí)間為48小時(shí)，設(shè)發(fā)酵罐數(shù)為N個(gè)，則發(fā)酵罐地有效容積3V有效=WT/N-公式(1)V全容積X W =有效公式(2)式中W每小時(shí)進(jìn)料量；T一發(fā)酵時(shí)間；N一發(fā)酵罐數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，一樣取發(fā)酵罐填充系數(shù)為3=90%,則可以得到：200 >90%=39X(48-12)/N,計(jì)算得到：N=7.8個(gè))，則我們需要發(fā)酵罐N=8個(gè)二、冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸151、總地發(fā)酵熱：Q=Q1-(Q2+Q3)Q1=GSqQ3 = F(tw-tB)式中G每罐發(fā)酵醪量(

51、kg)S一糖度降低百分值()q每公斤糖發(fā)酵放熱(J),查得418.6JQ1 一主發(fā)酵期每小時(shí)糖度降低1度所放出地?zé)崃縌2代謝氣體帶走地蒸發(fā)熱量，一般在5%6%之間，我們估算時(shí)采用 5%Q3不論發(fā)酵罐處于室內(nèi)還是室外，土要向周?chē)臻g散發(fā)熱量Q3,具體計(jì)算看后面.Q1= (46796/8) X12 >418.6 1 % =2.94 105 (KJ/h)Q2=5%Q1=5% X2.94 105=1.47 104 (KJ/h)2、發(fā)酵罐表面積地?zé)嵘⑹в?jì)算：先求輻射對(duì)流聯(lián)合給熱系數(shù)，假定發(fā)酵罐外壁不包扎保溫層，壁溫最高可達(dá)產(chǎn) 廠 所 在 地 區(qū) 夏 季平 均 溫 度 為 27 C ,32 C,生則 ：一 ."4 C(Tw/1 )0-(Tb/1 )0 0ac ”對(duì) +值輻1.7YtW -t B +tW -B- Ba , 4.88父(273 + 35)/1004 - (273 + 27)/1004 I./35 -2735 - 27= 8.35kcal/ (m2 h f)=35kJ/ (m2 h P)可得：Q3 =31.4x35x(35 27)= 8792(kJ/h) =8.8 >103 (kJ/h)需冷卻管帶走地單個(gè)發(fā)酵罐冷卻熱負(fù)荷為：Q=Q1-Q2-Q3=2.94 >105-1.47 便4-8.8 103=