发酵罐的设计

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1、目录第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征2一、概述2二、啤酒发酵罐的特点2三、露天圆锥发酵罐的结构33.1罐体部分33.2温度控制部分43.3操作附件部分43.4仪器与仪表部分4四、发酵罐发酵的动力学特征5第二章发酵罐的化工设计计算6一、发酵罐的容积确定6二、基础参数选择6三、D、H的确定6四、发酵罐的强度计算84.1罐体为内压容器的壁厚计算8五、锥体为外压容器的壁厚计算11六、锥形罐的强度校核136.1内压校核136.2外压实验146.3刚度校核1424第三章发酵罐热工设计计算15一、计算依据15二、总发酵热

2、计算15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2524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

3、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。就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。二、啤酒发酵罐的特点1、单位占地面积的啤酒产量大；而且可以节约土建费用；2

4、、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相对朝日罐、通用罐、贮就罐而言）；243、发酵温度控制方便、有效，麦汁发酵时对流好，发酵速度快，可以缩短发酵周期（相对卧式罐、发酵槽而言）；4、可以回收利用二氧化碳，并可有利于啤酒的口味稳定性与非生物稳定性（相对开口容器而言）；5、可以一关多用，生产工艺比较灵活；简化生产过程与操作，而且酒损也现对减少；6、制作相应要比其他发酵罐简单；7、便于自动控制，如自动清洗和自动灭菌，节省人力与洗涤费用，卫生条件好。三、露天圆锥发酵罐的结构3.1罐体部分露天圆锥发酵罐的罐体有灌顶、圆柱

5、体与锥底3部分组成，其中：灌顶：为圆拱形，中央开孔用于可拆卸大直径法兰，以安装CO2与CIP管道及其连接件，灌顶还装有真空阀，安全阀与压力传感器。圆柱体：为发酵罐主体，发酵罐的高度主要决定于圆柱体的直径与径高比，由于大直径的光耐压低，考虑到使用钢板的厚度，一般直径＜6.0m。圆锥底：它的夹角多为60—90°，也有90—120°，但这多用于大直径的罐及大容量的罐；如夹角过小会使椎体部分很高。露天圆锥发酵罐圆锥底的高度与夹角有关，大致占总高的1/4—241/3。圆锥底的外壁一般安装冷却夹套、阀门与视镜、取样管阀

6、、测温、测压的传感元件或温度计，CO2洗涤装置等。3.2温度控制部分发酵罐的温度控制部分主要由冷却层、保温层、测温元器件、温度记录及温度控制装置等组成，其中：冷却层是调节发酵罐内液体温度的主要部分，按其结构可分为盘式和夹套式两种；发酵罐的保温层一般使用聚氨酯泡沫塑料或脲醛泡沫塑料，也有使用聚苯乙烯泡沫塑料，在发泡保温时，为了未来的维修剥离及复原的方便，罐身与发泡塑料之间最好能用塑料薄膜隔离；发酵罐的测温元件有直接感应与遥控两种；发酵罐的温控装置实际起供、断冷却水的作用。3.3操作附件部分发酵罐的操作附件比较

7、多，主要包括：进、出管道、阀门和视镜；CO2回收和CO2洗涤装置；真空/过压保护装置；取样阀；原位清洗装置（CIP）；换间板。3.4仪器与仪表部分发酵罐对一次仪表、二次仪表、记录装置、报警装置以及微机程序控制、自动控制的应用很广泛，这些仪器、仪表主要对发酵罐的物料数量（以容积或液位表示）、压力、温度三个参数进行显示、自动记录、自动控制及报警，还有测定浸出物含量与CO2含量的一次仪表，这样就可以进行真正的自动控制。24四、发酵罐发酵的动力学特征发酵罐发酵的主要特点是采用较高的发酵温度和高凝性酵母、进一步提高发

8、酵液浓度，保持茁盛的酵母层和缩短发酵时间进行可控发酵，其主要动力学特征有：HD1、由于采用凝聚性酵母，S3＞S1，使发酵速度3区＞1区；导致B3＜B1浓度差，促进发酵液的对流；2、由于3区发酵速度快，产生CO2多，加上液压，使P3＞P1而形成压力差推动发酵液对流；3、由于发酵时控制t3＞t1，形成温度差对流。24第二章发酵罐的化工设计计算一、发酵罐的容积确定实际需要选用V有效=60m3的发酵罐则V全=V有效／=6