酵罐内附件占有体积为0.5m3，则：总占有体积为
V总?V液?V管?V附件则筒体部分液深为：
V总?V封S??77.5?1.9?0.5?80m??3
80?9?5.7?m? 20.785?4竖式蛇管总高
H管?5.7?0.25?6.0?m?
又两端弯管总长l0?1570mm，两端弯管总高为500mm， 则直管部分高度：
h?H管?500?6000?500?5500?mm?
则一圈管长：
?mm? l?2h?l0?2?5500?1570?12570Ⅴ 每组管子圈数n0：
n0?L076.5??6?圈? l12.6现取管间距为2.5D外?2.5?0.063?0.16?m?，竖蛇管与罐壁的最小距离为0.15m，则可计算出搅拌器的距离在允许范围内（不小于200mm）。
Ⅵ.校核布置后冷却管的实际传热面积：
F实??d平均?L实?3.14?0.06?620?116.8m而前有F=116.25m2，F实?F，可满足要求。 3.1.8设备材料的选择
选用A3钢制作，以降低设备费用。 3.1.9发酵罐壁厚的计算 ①计算法确定发酵罐的壁厚S
S???2
PQ?C （cm）
2?????P式中 P——设计压力，取最高工作压力的1.05倍，现取P=0.4MPa D——发酵罐内经，D=400cm 〔σ〕——A3钢的应用应力，〔σ〕=127MPa υ——焊接缝隙， υ=0.7 C——壁厚附加量（cm）
26
C?C1?C2?C3
式中 C1——钢板负偏差，范围为0.13-1.3现取C1=0.8mm C2——为腐蚀余量，现取C2=2mm C3——加工减薄量，现取C3=0
C?0.8?2?0?2.8?mm??0.28?cm?
0.4?400?0.28?1.2?cm?
2?127?0.7?0.4选用14mm厚A3钢板制作。 ②封头壁厚计算：标准椭圆封头的厚度计算公式[5]如下：
S?S?PQ?C （cm）
2?????P式中 P=0.4MPa D=400cm
〔σ〕=127MPa
C=0.08+0.2+0.1=0.38（cm） υ=0.7
0.4?400S??0.38?1.28?cm?
2?127?0.7?0.43.1.10接管设计
①接管的长度h设计：各接管的长度h根据直径大小和有无保温层，一般取100~200mm。 ②接管直径的确定：
按排料管计算：该罐实装醪量77.5m3，设2h之内排空，则物料体积流量
77.5Q??0.0108?m3/s?
3600?2发酵醪流速取v=1m/s;则排料管截面积为F物。
Q0.0108F物??0.011?m2?
v1F物?0.785d2
管径：
d?F物0.785?0.011?0.118?m? 0.785取无缝管υ133×4mm，125.mm〉118mm，认为合适。
按通风管计算，压缩空气在0.4MPa下，支管气速为20~25m/s。现通风比0.1~0.18vvm，为常温下20℃，0.1MPa下的情况，要折算0.4MPa、30℃ 状态。风量Q1取大值，Q1?77.5?0.18?14m3/min?0.23m3/s。
利用气态方程式计算工作状态下的风量Qf[8]
???? 27
0.1273?30??0.068m3/s 0.35273?20取风速v=25m/s，则风管截面积Ff为
Qf?0.23???Ff?Qfv?0.068?0.0027m2 25??2 Ff?0.785d气则气管直径d气为：
d气?0.0027?0.06?m? 0.785因通风管也是排料管，故取两者的大值。取υ133×4mm无缝管，可满足工艺要求。
排料时间复核：物料流量Q=0.0108m3/s，流速v=1m/s； 管道截面积：
F?0.785?0.1252?0.0123m2，
在相同的流速下，流过物料因管径较原来计算结果大，则相应流速比为
Q0.0108P???0.88?倍?
Fv0.0123?1排料时间：
??t?2?0.88?1.8?h?
3.1.11支座选择
发酵工厂设备常用支座分为卧式支座和立式支座。其中立式支座又分为三种：悬挂支座，支撑式支座和裙式支座。因本设备发酵罐大于75m3，设备的总重量较大，因此选用裙式支座。
3.2 种子罐
同发酵罐，仍采用机械搅拌通风发酵罐。
发酵所需的种子从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至二级种子罐培养，最终向发酵罐提供足够数量的健壮的生产种子。种子罐冷却方式采用夹套冷却。 3.2.1二级种子罐容积和数量的确定 ①二级种子罐容积的确定：接种量为1%计算，则种子罐容积V种2为：
V种2?V总?2%?118?1%?1.2m3
式中 V总——发酵罐总容积（m3） ② 二级种子罐个数的确定：种子罐与发酵罐对应上料。发酵罐平均每天上5罐，需二级种子罐6个。种子罐培养8h，辅助操作时间8~10h，生产周期16~18h，因此，二级种子罐6个已足够，其中一个备用。 ③主要尺寸的确定 种子罐仍采用几何相似的机械搅拌通风发酵罐。
28
??H：D=2：1，则种子罐总容积量V'总为：
‘‘’V?V?2V总筒封
简化方程如下：
V‘总?2??24D3?0.785D2?2D?1.2m3
??整理后
1.57D3?0.26D3?1.2
解方程得
D=0.9m
则
H=2D=2×0.9=1.8（m）
查得封头高H'封
‘? H封?225?25?250?mm 罐体总高H'罐：
‘‘’?? H罐?2H封?H筒?2?250?1800?2300mm单个封头容量：
V'封=0.112（m3）
封头表面积：
S封=0.95m2
圆筒容量 ：
‘VD2?2D?1.14m3 筒?0.785??不计上封头容积 ：
‘’‘3V有效?V封?V筒?0.112?1.14?1.252m
?? 校核种子罐总容积V'总：
‘’‘3VV封?V总?2筒?2?0.112?1.14?1.36m??
比需要的种子罐容积1.2 m3大 ，可满足设计要求。
④冷却面积的计算 采用夹套冷却 Ⅰ 发酵产生的总热量：
Q总?4.18?6000?77.5?1%?1.94?10?kJ/h?4
Ⅱ 夹套传热系数：
K?4.18??150~250?kJ/m2?h?℃
现取K=4.18×220kJ/（m2·h·℃）
Ⅲ 平均温差：发酵温度32℃；水初温20~23℃，取23℃；水终温27℃，则
平均温差：
29
???tm?Ⅳ 需冷却面积F：
9?5?7℃2
Q总1.94?104 F???3.0m2
K?tm4.18?220?7??Ⅴ 核算夹套冷却面积：按静止液深确定夹套高度： 静止液体浸没筒体高度 ：
H0? 液深 ：
V醪?V封S罐?0.075-0.112?1.0?m? 20.785?0.9HL?H封?H0?250?1000?1250?mm?
夹套可能实现的冷却面积为封头表标面积S面积S筒之和：
封
与圆筒被液体浸没的筒体为表
S夹?S筒?S封??DH0?S封?3.14?0.9?1.0?0.95?3.8m??2
夹套高度应不高于动态时的液面高度，因高于液面的传热面积，并没有起多少冷却作用。
综上，传热需要的面积F=3.0(m2)
该设计夹套能提供的冷却面积为S夹=3.8 m2 S夹〉F，可满足工艺要求。 ⑤设备材料的选择 采用A3钢制作 ⑥壁厚计算
Ⅰ 夹套内罐的壁厚
?mPL?S?D???2.6ED?0.4?C
式中 D——设备的公称直径，90cm m——外压容器的稳定系数，与设备的起始椭圆度有关，在我国，m=3 P——设计压力，与水压有关，P=0.4MPa
E——金属材料的弹性模量[9]，对A3钢E=2×105MPa C——壁厚附加量，C=C1+C2+C3=0.08+0.1+0=0.18 L——筒体长度，L=110cm
将数值代入公式：
?3?0.4?110?S?90???5?2.6?2?10?140??0.72?cm?0.4?0.18
取8mm
Ⅱ 封头的厚度δ封：查《发酵工厂工艺设计概论》P317表16 碳钢椭圆封头最大需用内部压力
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