合与溶氧效果[4]。本罐因有扶梯和竖式蛇管，故不设档板。
（3）密封方式
本罐采用双面机械密封方式，处理轴与罐的动静问题。 （4）冷却管布置 竖式蛇管冷却装置。
①求最高热负荷下的好水量W：W?Q总
Cp(t2?t1)式中：Q总-- 每1 m3醪液在发酵最旺盛时，1h的发酵量与醪液总体积的乘积： Q总=306.99×4.18×6000=7.699×106 CP-- 冷却水的比热容，4.174KJ/h t2 -- 冷却水出温，15℃
代入上式得： W=7.699×106÷ [4.18×(28-15)]=141687.78g/h=39.36kg/s 冷却管组数和管径
设冷却管总表面积为S总，管径d0,组数为n,则S总=n×0.785do2
冷却水体积流量为10.4×10-3 m3/s，取冷却水在竖直蛇管中流速为1m/s，根据流体力学方程式，冷却管总截面积S总为：S总=?/v
式中：?--冷却水体积流量，10.4×10-3m3/s v--冷却水流速，1 m/s 则有： S总=10.4×10-3/1=10.4×10-3m2
竖直蛇管得组数N，根据管的大小一般取3、4、6、8、12……组，通常每组管圈数不超过6圈，增加组数可排下更多的冷却管，管与搅拌器的最小距离不应小于250mm；每圈管子的中心距为2.5D外~3.5D外，管两端U型或V型弯管，可弯制或焊接，安装是每组竖直蛇管用专用夹板夹紧，悬挂在托架上。夹板和托架则固定在罐壁上，管子与管壁的最小距离应大于100mm，主要考虑便于安装、清洗和良好传热。
根据发酵罐的实际情况，取管径。由上式得： do=
S10.4*10?3==0.04m 0.785n0.785*8查金属材料表选取?76?4无缝管，d内＝68 mm> d0，d平均＝72 mm，现取竖蛇管圈端部U型弯管曲径为200 mm，则两直管间距离为400 mm，总长度：
l0＝?D＝3.14×400＝1256 mm
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③ 长度L的计算： 冷却管总面积F＝155.3 m2，无缝钢管为?76?4，每米的冷却面积为Fo=3.14×0.068×1=0.21(m2)，则
L=F/Fo=297.0871÷0.21=1391.378m
冷却管占有体积： V=0.785×0.0682×1391.378=5.05 m3 长Lo和管组高度：Lo=1391.378÷8=173.92m 另需连接管 8m:L实=1391.378+8=1399.378m
可排竖直蛇管的高度，设为静液面高度，下部可伸入封头250 mm。设发酵 罐内附件占有体积为1m3，则总占有体积： V总=V液+V容+V附件=306.99+2.68+1=310.67m3 由前可知，V封头=пD3/24+0.785D2×0.05
=3.14×6.33÷24+0.785×6.32×2×0.05 =34.272m3
则管筒体部分液深为：（V总-V封）/S截=（177.52-17.335）÷0.785×52=8.16m 竖蛇管总高： H管=8.16+0.25=8.41mm
又两端弯管总长： lo=1256mm，两弯管总高400mm 则直管部分高度： h=H管-400=8410-400=8010mm 则一圈管长： l=2l+lo=2×8721+1256=18.7m
每组管子数no=Lo/l=173.9223÷18.7=9.3(圈)，取no=10（圈）
现取管间距为2.5D外=2.5×0.076=0.19m，计算出与搅拌器的距离在允许范围内（不小于200 mm）。
⑥校核布置后冷却管的实际传热面积：
F实=πd平均L实=3.14×0.072×1399.378=316.3714m2>F=155.3m3 可满足要求。 1.8.6
发酵罐设备材料的选择
发酵设备的材料选择，优先考虑的是满足工艺的要求，其次是经济性。有机酸发酵，考虑到对产品质量和产量的影响，安全性，后道工序除铁困难，腐蚀性强等，必须使用加工性能好，耐酸腐蚀的不锈钢，采用1Gr18Ni9Ti制作发酵设备[15]。 1.8.7
发酵罐壁厚的计算
（1）确定发酵罐的壁厚S
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S?PD?C mm
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—发酵罐内径，6300mm [σ]—不锈耐酸钢的许用应力；
φ—焊封系数，由D=5000mm>800mm，双面对接焊局部探伤，取φ=0.9； C壁厚附加量； C=C1+C2+C3
其中：C1-- 钢板负偏量，视钢板厚度查表确定，其范围为0.13-1.3，取C1=0.5mm C2--为腐蚀余量，单面腐蚀取1mm，双面对接焊局部探伤，取C2=0 C3--加工减薄量，对冷加工C3=0，热加工封头C3=So×10%，现取C3=0 C=0.5+0+0=0.5mm
则： S=0.4×6300÷（2×131.29×0.9-0.4）+0. 5=10.71mm 选取11mm厚不锈耐酸钢。 封头壁厚计算
标准椭圆封头的厚度计算公式如下：S?PD?C
2[?]??P代入数得：S=0.4×6300÷（2×131.29×0.9-0.4）+1.5=12.1815mm 选取13mm厚不锈耐酸钢。 1.8.8
发酵罐接管设计
（1）接管的长度H设计 取接管长度为8 m。 （2）接管直径的确定
该管实装醪量174.34 m3，设5h空，则物料体积流量： Q=306.99÷（3600×5）=1.7×10?3 m3/s
发酵醪流量取V=1m/s；则排料管截面积：F实=Q/V=1.7×10-3 m2
9.7*10?3由 F物=0.785d得： 管径 d=(F实/0.785)==0.147m=147mm 0.78521/2
取无缝钢管Φ133×4，d内=147mm>110mm 认为适用
若接通风管计算，压缩空气在0.4MPa下，支管气速为20～25m/s，现通风比0.08～
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0.15vvm，为常温20℃，0.1MPa下的情况，要折算到0.4MPa，36℃状态下，风量Q，取最大值，Q1=306.99×0.5=46.049/min=0.767m2/s
利用气态方程式计算工作状态的风量Qf
Qf=0.767×(0.1÷0.4)×(273+35) ÷(273+20)=0.202m3/s Ff=Q/V=0.202/25=0.008m2 取风速V=25m/s，则风管直径： D气=
Ff0.785= 0.0046=0.101m两者中的大值，取无缝钢管Φ133×4工艺要求。 0.785（3）排料实践复核：物料流量Q=1.706×10-2m/s 流速V=1m/s
管道截面积F=0.785×0.1932=2.9×10-2m2
在相同流速下，流国物料因管径较原料计算结果大，则相应流速比为： P=Q/FV=1.706×10-2÷2.9×10-2=0.583倍 排料时间：T=5×0.583=2.913h 1.8.9
发酵罐支座的选择
对于75 m3的发酵罐，由于设备重量较大，应选用裙式支座。
1.9 贮罐选型
1.9.1 发酵成熟醪贮罐
根据化工原理贮罐类设计原则，便于计量和清洗，不宜多，一般不超过3支本设计根据生产规模的需要，选择1支发酵成熟醪贮罐。（采用蒸汽直接加热，装料系数取0.7）。
则有：V=m/ρ=2566.96÷1.05=2445m3/d， V总=V/η=2445÷0.7=3493 m3/d
分三班运做，则V每天=1164，取筒径高比H=2D，有： V1=V简 +V封=0.785×D2×2D+ПD3÷24=1164， D=8.8m
取整D=9m，则H=2D=18m，V实 =1.57×93+0.13×93=1239.3>V1，满足要求。 1.9.2 硫酸銨贮罐
按前计算，硫酸铵总量按对接种量质量比0.5%，得硫酸铵用量：G=0.35t/d， 流加硫酸铵溶液为40%，最终重度为5kg/m3。
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（1）则每天用硫酸铵溶液体积为 V=0.35×103÷(40%×5)=175 m3
取η=70%，则有V总=V/η=175÷70%=250 m3
（2）计划硫酸铵溶液制备灭菌工作安排三班作业，每班配制硫酸铵溶液，占全天使用量的1/3，则每支罐体积为
V1=V总/3=250÷3=83.3m3
（3）灭菌所需热量由内列管提供。取H=2D，有：
V1=2×0.785D3+πD3/24=83.3 m3 ?D?383.3/1.7?3.66m 圆整到推荐的系列值，取D=3.8 m，H=7.6 m
则V实=1.57×3.83+0.13×3.83=93.3 m3>V1，满足要求。 （4）材料的选择
根据硫酸铵的浓度、温度及腐蚀性，本设备选用不锈钢制作。
其他设备都作为辅助设备要根据生产能力，按物料衡算结果进行选型。现将发酵车间所选设备结果见表5：
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