毕业设计----年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计(5)

C3——加工减薄量 冷加工取0

所以 C = 0.8+1=1.8=0.18（cm） (2)封头厚度 ：

S = PD + C （cm）

2[σ]ψ-ρ

= 0.4×960 + 0.28 2×127×0.8-0.4

= 2.17 cm 取S=2.2 cm

式中 P——设计压力 取P=0.4MPa

D——发酵罐内径 D=9.6 m

[σ] ——A3钢许允应力 [σ]=127 MPa ψ——焊缝系数 0.5—1之间,取ψ=0.8 C——壁厚附加值 （cm）

C=0.8+1+1=2.8 mm=0.28 cm 7. 接管设计

（1） 接管长度h设计： 不保温接管长h=150 mm （2） 接管直径的确定：

接管实装醪 1100×0.9=990m3。设5小时排空。 则物料体积流量为：

Q= 990 5×3600 = 0.055 m3/s

发酵醪流速取v=1m/s. 则排料管截面积为： F物= Q/V

=0.055/1=0.055 m2 管径 d = （F物/0.785）1/2 =（0.055/0.0785）1/2 =0.837 m 取无缝钢管 133×4

进料管同排料管 取无缝钢管 133×4 8. 支座选择

对于75 m3上的发酵罐，由于设备总重要较大，应选用裙式支座，本设计选用裙式支座。

锥形发酵罐

个数 12 全容积 （m3） 1100 装料系数 0.9 直径m 9.6 圆筒高m 14.4 上封头高m 0.864 下封头高m 1.152 材料 A3 筒厚cm 2.1 封头厚cm 2.2 接管直径cm 12 接管长度cm 15 支座m 裙式支座 冷却方式 蛇管冷却 蛇管直径mm 53 蛇管间距m 0.15 蛇管圈数 97 蛇管总高度m 14.4 蛇管圈直径m 6

（二）种子罐的计算与选型

1. 种子罐容积和数量的确定：

V种=V液×10%

=1100×0.9×10% =99 m3

式中 V液——为发酵罐中发酵液的量

10%——接种量

取公称容积为100 m3的通用式发酵

2. 种子罐个数的确定

种子罐与发酵罐对应上料，发酵罐平平均每天上3罐需种子罐3个，种子培养时间12~20小时，取12小时，辅助操作时间8~10小时生产周期约20~20小时。

3. 主要尺寸的确定

设 H/D=2/1

V全=π（D/2）2×2D+2×（π/24）×D3=100 算得 D=3.006 取D=3.1 m 则 H=2D=6.2 m 校核种子罐总容积 ：

V总=2 V封+ V筒 =100.18 m3

比需要的种子罐容积大，满足设计要求。

4. 冷却面积计算（采用夹套冷却）

（1） 种子罐产生的总热量：

Q总 = 418.6×1100×0.9×1080×10%×70%/70

= 447567(kJ/h)

式中 418.6——每千克麦芽糖放出的热量kJ

230——发酵罐的总容积(m3) 0.85——装料系数

1080——发酵醪密度(kg/m3) 10%——接种量

70%——发酵醪中麦芽糖含量 70——发酵时间（t） （2） 夹套传热系数：

夹套传热系数在4.18×（150—250）之间 取K=4.18×250 kJ/(m2.h.℃)

（3） 平均温差：

种子培养温度30℃，水初温20℃，水终温25℃。

Tm=（30-20）+（30-25） 2 =6.5 ℃

（4） 需冷却面积：

F= Q总

K Tm

= 447567 4.18×250×6.5 =65.9 m2

（5） 核算冷却面积： 静止液体浸没筒体高度：

H0= V封-V封 S罐 S夹=S筒+S封 =131.7

S夹>F 可满足工艺要求。

5.设备材料选择 6.壁厚计算:

对带夹套的容器,应按外压容器计算壁厚.考虑到冷却水压力与容器内的压力有不同的存在情况取水压容器外压. (1) 用计算法求夹套内的壁厚:

S=D[(mlp)/(2.6ED)]0.4 +C

=310×[(3×0.4×620)/(2.6×200000×310)]0.4+0.18 =2.27+0.18 =2.46cm

式中 D——公称直径。3.1m

m——外压容器稳定系数。M=0.3

E——金属的强性模量。 E=200000MPa P——设计压力。 P=0.4 MPa

C——壁厚附加值。 C=C1+C2+C3=0.08+0.1+0=0.18 cm L——筒体长度。 L=620 cm （2）封头厚度：

对上封头，查表 δ封=22 cm 对下封头，查表 δ封=24cm （3）冷却外套壁厚：

由夹套直径与筒体直径关系： 3000≤3100内≤4000 D套=D内+200 =3100+200 =3300mm 查表确定外套壁厚：δ套=11 mm （4）外套封头壁厚： 查表， 取 δ套封=13 mm 7.设备结构的工艺设计： （1）档板：

根据全档板条件： （B/D）×Z=0.5

式中 B——挡板宽度 B=0.1D=0.1×3100=310 mm D——罐径 D=3100 mm Z——挡板数

Z=0.5×（D/B）

=0.5×（3100/310） =5 取Z=6块 （2）搅拌器：

种子罐采用六弯叶涡轮搅拌器，它有公认的尺寸标准： 直径 Di=0.3~0.35D. 取Di=0.3D=0.3×3100=930 mm 叶片宽度 h=0.2 Di=0.2×930=186 mm 盘径 φ=0.75 Di=0.75 ×930=697.5mm 弧长 r=0.35 Di=0.35×930=325.5 mm 叶弧长 l=0.25 Di=0.25×930=232.5 mm 搅拌器间距 ξ= Di=930 mm 底距 b=D/3=930/3=310 mm

搅拌器的转速：根据50L罐，470r/min ,使用p/v为基准放大，50L罐N1=470 r/min搅拌直径Di=112 mm

N2= N1（D1/D2）2/3

=470 ×（112/930）2/3 =115 r/min 9.搅拌器轴功率计算： （1）计算Rem

Rem= D2Nρ μ

= 0.932×1.9 ×1080 0.00159 =1116000>10000 是为湍流。

式中 D——搅拌直径 D=930mm

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库毕业设计----年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计(5)在线全文阅读。