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N—每天的糖化次数(次); 3—考虑到进出料等周转、清洗时间和发酵时间可能延长而需要的罐数(个)。 1.锥角的确定
不锈钢罐锥角一般为60?,此时沉降酵母在锥底所占的比表面积小,有利于酵母的沉降和排放。
2.冷却方式的确定
采用无缝钢管盘成的蛇管分成3段绕柱身进行冷却,而锥底部分采用冷却夹套进行冷却。
3.罐的保温材料选择
由于是露天发酵罐,只有锥底部分在室内,露天的罐体应作好保温措施。设计选用经济的聚酰氨树脂。
4.罐的材料选择
啤酒是酸性饮料,容易导致钢铁腐蚀,选择不锈钢作为发酵罐的材料,耐腐蚀且导热系数小,利于罐的保温。罐体上各接管均采用不绣钢。
5.发酵罐尺寸计算
因糖化一次发酵液的量为28784.40L,4锅麦汁装一发酵罐,则发酵罐有效容积为:
V?28784.40?4?115137.6L?116m3
设填充系数为0.8,则
V总?116?145m3 0.8取径高比D:H=1:4,锥角60? 因tan60??h3?3,h?D D22D1D3D1D3V??()2H??()2?D??()2?4D??()2?D
23222322得D=3.5mm 圆筒体高H=4D=14m 锥体部分高度h?3D?3m 24.2.12板框式硅藻土过滤机
由不锈钢制成,滤板和滤框交替排列。选用德国ORION-AIOO,过滤能力350—
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370L/(m2?h),台机产量为10000—50000L。
4.2.13清酒罐
设计4个清酒罐,2个备用,共6个罐。 因糖化一次滤过酒量为:28502.20L 则进入清酒罐的洒量:
28502.20?4?114m3
每个清酒罐的体积:
114?28.5m3 4设清酒罐填充系数0.9,则:
28.5?31.7m3 0.9清酒罐采用圆柱形锅体,取径高比D:H=1:3。
V总?D2D2?3D 则V??()H??24得D=2.4m,H=3D=7.2m
4.2.14 CIP系统
1.CIP系统的设置(流量580L/min)
洗涤过程:清水喷淋10min,热水喷淋洗涤10min,80℃,2%热碱水淋洗15min,热水洗涤10min,清水10min,甲醛水(0.015%)或双氧水(2%)淋洗15min,无菌水淋洗15min。
2.洗涤罐设置
清水罐2个,热水罐2个,碱水罐1个,甲醛水或双氧水罐1个,无菌水罐1个。
4.3 重点设备设计计算(糖化锅)
4.3.1糖化锅主要尺寸
由前面设备选型知:糖化锅
V总?36.06m3,直径D?4.1m,高H?2.05m,下封头高度h?1.025m
4.3.2内压薄壁圆筒底的强度设计
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1.设计压力P
设液面距离圆筒底的高度为h?,则
D?()2?h??V容?V球 2134?(28.85??3.14?4.1)4(V容?V球)24?h????1.5m 22?D3.14?4.1则下封头所承受的压强:
P下??g(h??h)?0.1?1056?9.8?(1.5?1.025)?10?6?0.1?0.126MPa
圆筒底所承受的压强:
P筒??gh??0.1?1056?9.8?1.5?10?6?0.1?0.116MPa
而上封头所承受的压强为:0.1MPa
由表可知,筒体和封头可选用Q235-A.F材料。 2.圆筒的壁厚计算[8]
Q235-A.F钢板在0—250℃范围内的许用应力由表查取,估计此筒体厚度在3—12mm之间,为安全计,取[?]t?105MPa;焊缝为双面焊,采用全部无损探伤,其焊缝系数由表查得??1;钢板负偏差由表查得:C1?0.3mm,腐蚀裕度由表选得C2?1mm,则壁厚附加量C=0.3+1=1.3mm。
因此,圆筒壁厚:
??PDi0.116?4100?C??1.3?3.57mm
2?105?1?0.1162[?]t??P根据钢板厚度规格,取?n?3.8mm
气压试验强度校核:规定的试验压力由表知:
PT?1.15P?1.15?0.116?0.133MPa
气压试验时的应力:
?T?PT[Di??e]0.133?[4100?(3.8?1.3)]??109.1MPa
2?e?2?(3.8?1.3)?1Q235-A.F钢制容器在常温气压试验时的许用应力:
[?T]?0.9?s?0.9?235?211.5MPa
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因为?T?[?T],故筒体厚度满足气压试验时强度要求。
4.3.3椭圆形封头设计
从强度、结构和制造等方面综合考虑,设计采用椭圆形封头。由壁厚公式
?d?PDi?C2[?]t??0.5P[8]
标准椭圆形封头的厚度与筒体基本相同,而因?值有所不同,则相差不会很大,为焊接方便,常取两者等厚。
因此,?d?3.8mm
4.3.4管径计算
(1)升气管直径
设升气管截面积为液体蒸发面积的
1,则 50)2?1D?()2 502?(D升2得D升?0.537m,取D升?600mm 式中 D—圆筒体直径 (2)加水管直径
由水衡算,糖化锅加水量为24856.16,即24.86m3. 设加水时间为0.4 h,则流体流量:
V24.86Q???62.15m3/h
t0.4取加水流速为2m/s,则加水管内径为:
D水?4Q4?62.15??0.1049m,取D水?105mm ?V3.14?2?3600式中 Q—流体流量(m3/s)
V—流体的流速(m/s) (3)糖化醪出口管直径
由设备选型知糖化醪量为28.85m3,设倒醪时间为30min,则流量
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Q?V28.85??57.7m3/h t0.5
取糖化醪流速为0.8m/s,则糖化醪出口管直径:
D出?4Q??V4?57.7?0.1598m
3.14?0.8?3600圆整,取D出?160mm (4)进料管直径
设进料管流体流量为100m3/h,流体流速取0.8m/s,则进料管内径为:
D入?4Q??V4?100?0.2103m
3.14?0.8?3600圆整,取D入?220mm
4.3.5设备的开孔补强设计
设计数据:计算压力 P= 0.13MPa,设计温度t = 200℃, 标准椭圆形封头Di = 4100mm,封头名义厚度δn = 7.0mm,焊接接头系数??1.0,腐蚀余量C2 = 1mm,封头材料Q235-A.F,[?]t?105MPa,而接管材料为10钢,[?]t?101MPa,封头中心设置
??350?4的内平齐接管。
1.需要补强的面积
A?d??2?(?nt?C)(1?fr)[8]
其中,C为接管壁厚度附加量,查表C1?0.3mm 则C?C1?C2?1.3mm
开孔直径:
d?di?2C?350?2?1.3?352.6mm
[?]n?1.0 强度削弱系数fr?[?]ttA?352.6?3.8?2?3.8?(3.8?1.3)(1?1)?1339.8mm2
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