乙醇后发酵罐和酒精发酵罐施工方案

小型微生物发酵罐施工方案1. 引言发酵技术是生物工程中的一项重要技术，在医药、食品、化工等领域都有广泛应用。

小型微生物发酵罐是进行微生物发酵实验和小规模生产的重要设备之一。

本文档将详细介绍小型微生物发酵罐的施工方案。

2. 设备选型小型微生物发酵罐的选型需要考虑以下几个方面：•容量：根据实验或生产的需求确定罐体容量。

常见的小型微生物发酵罐容量为5L、10L、20L等。

•材质：选择耐腐蚀、耐高温的材质，常见的材质有不锈钢、玻璃等。

•设备配置：包括搅拌器、温度传感器、气体供给系统等。

根据具体需求选择合适的配置。

3. 施工流程3.1 罐体制作1.根据选定的容量和材质，制作罐体。

如果选择不锈钢材质，需要进行切割、焊接等工艺，保证罐体的密封性和结构强度。

2.罐体表面进行抛光处理，以保证表面平整、无氧化物和细菌。

3.2 设备安装1.安装搅拌器：根据实验需求选择适合的搅拌器，并按照生产厂商提供的安装说明进行安装。

2.安装温度传感器：将温度传感器固定在罐体内部，并与温控系统相连。

3.安装气体供给系统：根据实验需求选择合适的气体供给系统，并将其与罐体连接。

3.3 管路安装1.气体管路：安装气体过滤器、调压器等设备，确保气体供给稳定。

2.水冷系统：根据实验需求选择适合的水冷系统，并安装在罐体外部。

3.电气控制系统：安装电气控制柜，并将各设备的电气接线连接到控制柜。

3.4 系统调试1.检查管路连接是否紧密、气密性是否良好。

2.检查搅拌器、温度传感器、气体供给系统等设备是否正常工作。

3.进行罐体的消毒处理，保证无菌状态。

3.5 系统操作1.根据发酵工艺要求，设置好温度、pH等参数。

2.确保罐体内部气体供给充足。

3.监测发酵过程中的温度、溶氧量等指标，并做好记录。

4. 安全措施•在操作过程中，必须佩戴防护眼镜、手套等个人防护装备，以防发生意外。

•发酵罐周围应保持整洁，避免杂物堆放，以免影响操作。

•发酵罐施工完毕后，应及时进行清洗和消毒，以保证下次使用的安全性。

酒精生产工艺一、粉碎、预液化工段经过净化后的玉米，通过提升机送至四楼料仓，在经过6台变频喂料器将玉米送至六台15t/小时锤式粉碎机进行粉碎，然后在引风机的作用下，将已粉碎的玉米面经过冲板流量计计量后送至混料器加水、氨水、液化酶进行调浆，在将浆液送至调浆罐做进一步调匀后（即在加一定量的清液）送去预液化罐在85℃温度下进行不少于30分钟预液化后，送至喷射器用蒸汽加热至105℃（恒定）送去下一道工序。

二、液糖化、酒母、发酵工段蒸煮醪进入闪蒸罐通过真空闪蒸，冷却至85℃，闪蒸冷却后的醪液靠重力作用自行流入液化罐中，此罐中加入一定量的液化酶，液化时间约120分钟，液化过程即告完成。

液化醪经泵打入闪蒸罐中通过真空闪蒸，温度降至60℃，并靠重力作用自行流入糖化罐中。

糖化醪中加入一定量的糖化酶，并用硫酸酸化，保持约20至30分钟的糖化时间。

糖化后的糖化醪经二级冷却器冷却至30—33℃后，送往发酵和酒母工序。

在酒母工序，在活化罐内将糖化醪用工艺水稀释，再加入罐内酵母繁殖所需的营养物质。

接种适量干酵母，注入无菌空气进行活化，酵母活化后加入糖化醪在增值罐内培养8—12小时（保持通风），成熟酒母醪与糖化醪以1比10的比例打入发酵罐，满罐时间8—12小时，发酵前期供应无菌风，保证酵母数2亿以上。

采取间歇发酵方式，7个发酵罐轮流使用。

成熟后的发酵醪打到蒸馏工段。

三、蒸馏蒸发工段在蒸馏工段，将发酵成熟醪的酒精先经过粗馏塔进行粗馏，再由水洗塔提纯后经精馏塔精馏，最后生产出普级食用酒精，在粗塔底产生的馏后醪送至蒸发工段废糟闪蒸罐，闪蒸汽作为蒸发热能，废糟送去做饲料。

蒸发工段是利用蒸馏工段粗塔酒汽、精塔废水及粗塔废糟所带热量通过三效蒸发器给粗塔废糟的离心清夜加热，在负压下使清夜蒸发浓缩。

清夜先进入一效，由一效进入三效，三效进入二效，二效采出浓浆入浓浆罐。

送去饲料车间做饲料。

发酵罐制作安装的说明发酵罐是一种常见的用于发酵蔬菜、水果、酒精、酱料等食品的设备。

下面将详细介绍发酵罐的制作及安装过程。

第一步：准备材料和工具1.发酵罐主体材料：不锈钢、陶瓷、玻璃等。

选择材料时需考虑到食品发酵的特性和食品与材料之间的相容性。

2.发酵罐盖材料：通气性好的材料，如布料或防腐纸。

3.发酵罐配件：气体出口、温度计、发酵罐底部垫片等。

4.工具：锤子、电钻、铁钳、螺丝刀、尺子、刀具等。

第二步：发酵罐制作1.制作罐体：根据所选材料的尺寸要求，将材料切割成合适大小的块状。

2.连接罐体：使用螺丝或焊接将切割好的罐体拼接在一起，确保连接牢固。

3.加工罐盖：根据罐体的形状，制作一个适合的罐盖。

罐盖上需要制作一个通气孔，便于气体排出。

4.安装配件：根据需要，安装气体出口、温度计和底部垫片等配件。

垫片可用于保护发酵罐底部，减少噪音和摩擦。

第三步：发酵罐安装1.选择安装位置：发酵罐需要放置在通风、干燥、避光和无异味的地方，远离热源和可燃物。

2.支架搭建：根据发酵罐的尺寸和重量，搭建一个稳定的支架，确保发酵罐的安全。

3.安装罐体：将制作好的发酵罐放置在支架上，确保罐体稳定，不易倾斜。

4.连接电源：如果需要加热或冷却发酵罐，连接电源，并确保电线走线合理、安全可靠。

5.安装温度计：将温度计插入罐体内部，并确保准确读取温度。

6.测试运行：在安装完成后，运行发酵罐一段时间，观察是否运行正常，温度和通风是否达到预期效果。

第四步：注意事项和维护1.发酵罐使用过程中应保持清洁，避免食品和杂质残留，以免影响发酵效果。

2.定期检查和清洗发酵罐，防止结垢、霉菌和细菌滋生。

3.注意发酵罐的温度控制，避免过高或过低的温度对食品产生不良影响。

4.及时更换或维修罐体和配件，确保发酵罐的正常运行和安全性。

总结：发酵罐的制作和安装是一个涉及材料选择、加工、组装和安装等多个步骤的过程。

在制作和安装过程中，需严格遵守安全操作规程，确保工作环境和设备安全可靠。

发酵罐施工方案1. 引言发酵罐是在食品、饮料、制药等行业中用于发酵过程的重要设备。

其施工方案需要考虑材料选用、结构设计、施工步骤等因素，以确保发酵过程的顺利进行。

本文将介绍一种常见的发酵罐施工方案，供参考。

2. 材料选用2.1. 发酵罐壳体发酵罐的壳体一般采用不锈钢材料制作，这是因为不锈钢具有耐腐蚀、易清洁、抗菌等优点。

常用的不锈钢材料包括304不锈钢和316不锈钢，根据具体需要选择合适的材料。

为了保证发酵过程的温度稳定，发酵罐通常需要设置传热保温层。

常见的保温材料有聚氨酯、岩棉、玻璃棉等，选择合适的保温材料可以提高发酵罐的绝热性能，降低能量损失。

2.3. 其他配件材料除了以上两个主要材料外，发酵罐还需要一些其他配件，如进出料口、气体排放口等。

这些配件一般也采用不锈钢材料制作，以满足卫生要求。

3. 结构设计3.1. 发酵罐壳体结构发酵罐壳体一般为圆柱形，上部通常为椭圆锥形。

这种设计可以提高罐体的稳定性和流动性。

此外，发酵罐通常还需要设置搅拌装置，以确保发酵物料的均匀混合。

传热保温层的设计需要考虑保温性能和施工便利性。

常见的设计方案是在罐体外部设置保温层，保温材料直接粘贴在不锈钢壳体上。

保温层厚度一般根据具体的发酵工艺参数和环境条件确定。

3.3. 配件设计发酵罐的配件设计需要根据不同工艺要求而定，如进出料口的设置要考虑方便料物的装卸，气体排放口的设置要考虑流通性和卫生要求等。

4. 施工步骤4.1. 发酵罐壳体制作首先，根据设计要求将不锈钢材料进行切割，制作出罐体和罐盖的形状。

然后，按照设计要求进行焊接，将不锈钢材料拼接成发酵罐的壳体。

最后，对焊接处进行打磨和抛光，使罐体表面光滑，不易滋生细菌。

首先，将选定的保温材料进行切割，覆盖在罐体外部。

然后，用胶水或胶带将保温材料粘贴在罐体上，并确保贴合牢固。

最后，对保温层进行固定，一般采用不锈钢制作的外壳进行包覆。

4.3. 配件安装根据设计要求，将进出料口、气体排放口等配件进行安装。

第一章啤酒露天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全=4om的发酵罐贝y V 有效=V 全X =40 x 80%=32 mh二、基础参数选择1.D:H 选用D:H=1:32.锥角：取锥角为70°3.封头：选用标准椭圆封头4.冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却(罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A钢，冷却介质采用20% -4C的酒精溶液)5.罐体所承受最大内压：kg/cm夕卜压：kg/ cm A6.锥形罐材质：As钢外加涂料，接管均用不锈钢7•保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200伽8.内壁涂料：环氧树脂三、D、H的确定由D:H=1:2，贝锥体高度Hi=D/2tg35°=封头高度H2=D/4=圆柱部分高度f = () D=,,f 兀D2 n 31又因为V全二V锥+V封+V^： XXH1+XD+- 3 4 24 =++=40得》查JB1154-73《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径再由V ±=40cm3，D=设H: D=xD3+ D3+() D3=40X=得径高比为D:H=1:由D=3400mr查表得椭圆形封头几何尺寸为：hi=850mmho=5OmmF=V=筒体几何尺寸为：H=2946mm2锥体封头几何尺寸为：H=50mm r=510mXDXHa4D=3400mmH=2428mm20.7 0.3COSa 2 2F=n d/4-[ +1= mSina3 2 3V=n d / 24[ (+) /tga+]= m则：锥形罐总高：H=575+40+5791+40+1714=8160mm 总容积：V=++二实际充满系数：32/=75%罐内液柱高：32-10.27H =—3A 103+( 2428+50)=4873mm4四、发酵罐的强度计算罐体为内压容器的壁厚计算1.标准椭圆封头设计压力为:*= kg/ cmPDqs=2 t P式中：P=k/ cmt: A钢工作温度下的许用力取1520 kk/帛:焊接系数，本例采用双面对接焊作为局部无探伤壁厚附加量: C=C+G+G查表得：C:钢板厚度的负偏差取负偏差C 2：腐蚀裕量取2mmC 3：制造减薄量取2 1520 0.9-2.75 取 S o=7mm直边高：h-50mm校核PD 中D 中4s 2h=2.75 3400 747 2 •筒体3 42 34002 1520 0.9-3.42 取 S=8mm校核2=PD/2S =<3 •锥形封头（1）过渡区壁则: 2.75 3400 3.4 6.8mm 一* （+）二您/cmPD P i^=X （P 工作+P 静）S= 2 PC （取 G 二,C2=2,C3=）厚3400 73.2 7.5mmKP 设Dg0.5 PP （ + ）二您/cm （为静压）s=K P 设Dg0.5 P0.75 3.74 34002 1520 0.9-0.5 3.74=+C=++2+⑵锥体f * PDgs= t 0.5P +cS=— ' * PDq—= 0.60 3.74 3400t 0.5P 1520 0.9-0.5 3.74 S=S+C=++2+= 5.6（ f查表为）取S=10mm ho=4Omm校核锥体所受最大应力处:PD中2sCos35=3.74 34102 10 cos35锥体为外压容器的壁厚计算1 •标准椭圆封头设So=5mmR 内==3060mmR 内/100S=3060/ (100 X 5)= 查图表牛1及B=275[P]=B*S o/R 内=275*5/3240=cm2>cm2满足要求取Ci= 5 C2=2mm，C3=则S=So+C=8mm2.筒体设So=6mmL/D=S 0/ D=2400/6=400查图表4-1及B=2102[P]=210X6/3400=cm2>S o=6mm故可取G=，C2= 2mm，C3 =则S=S+C 我10mm3.锥形封头因为：a =35所以v a <60按第四章发酵罐设计的中封头可知，加强圈间中锥体截面积最大直径为：(2 X 2428/2 ) X tg35 =1700mm取加强圈中心线间锥体长度为1214mm设S0=6mmL/D=857/3400=D/So=34OO/6=查图表4」及B=320[P]=BS o/D=32O*6/34OO=>cm2故取So=6mmC 1=， C2=2mm， C3=所以S=So+C=6+=取S=10mm综合前两步设计、取两者中较大的有生产经验确定标准椭圆型封头厚度为10mm h o=5Omm圆筒壁厚10mm标准形封头壁厚12mm h o=5Omm五、锥形罐的强度校核內压校核液压试验P«=125P设由于液体的存在，锥体部分为罐体受压最重之处即最危险设计压力P=cm2液压实验P试=6777查得A钢° =2400kg/cm3(T 试二P 试[Dg+ (S-C) ]/2(S-C)=*[3400+]/2*=cm2=**2400=1944kg/cm > c 试可见符合强度要求，试压安全外压实验以内压代替外压p=*+=cm 2P试==cmvp内试故可知试压安全刚度校核本例中允许S=2*3400/1000=而设计时取壁厚为S=10mm故符合刚度要求（公式：S最小=2D内/1000）第二章发酵罐热工设计计算一、计算依据计采用A刚作发酵罐材料，用8号槽钢做冷却夹套，分三段冷却，筒体二段，椎部一段，夹套工作压力为cn^冷媒为20% （V/V）酒精溶液，T进=-4C, T出为-2C，麦汁发酵温度维持12C （主要发酵5-6天，封头及筒体部分保温层厚度为200mm椎底部分为98mm二、总发酵热计算Q 二q*v=119*32=3808kg/hrq为每立方米发酵麦汁在主发酵期间每小时的放热量；v为发酵麦汁量1、冷却夹套型号选择选取8号槽钢起截流面积为A=hb-截面积=8*冷却剂流量为(三段冷却)3**10作仁*®6八查得20%(V/V )酒精溶液At平=-3C下的p =976kg/m3Cp =kg ・C冷却剂的冷却能力为：3Q=*10 *976**2*3400=60082kcal/hr故可选取8号钢槽为冷却夹套。

发酵罐安全操作流程范本一、接收发酵罐1. 进行货物验收和检查，确保无损坏或漏损的情况。

2. 确认发酵罐的产地和日期，并认真核对相关文件，确保符合要求。

二、准备发酵罐1. 将发酵罐放置在平坦且稳固的地面上。

2. 清洁罐体，并确保内部、外部干净无杂质。

3. 检查发酵罐的附件是否完整，包括温控设备、压力表、排气装置等。

三、操作发酵罐1. 打开仓盖，将发酵物或其他原料倒入发酵罐内。

2. 在添加原料前，确保原料的质量合格，并遵循正确的投料操作步骤。

3. 确保发酵物或原料的投放量不超过罐体容积的规定范围。

4. 关闭仓盖，并确保密封严密。

四、监测发酵过程1. 连接温控设备，并确保温度设置合理。

2. 监测温度变化，确保在规定范围内。

3. 定期检查压力表的读数，确保发酵罐内部压力正常。

4. 检查发酵罐的排气装置，确保正常工作。

5. 在发酵过程中，及时发现并处理异常情况。

五、收尾工作1. 发酵罐使用完毕后，及时清理内部污渍，并确保干燥。

2. 检查发酵罐的附件是否完好，如有损坏及时更换。

3. 关闭发酵罐与外部设备的连接，并拔掉电源。

4. 按照规定的程序填写发酵记录，并保留备查。

六、事故处理1. 在发酵过程中，如发生罐体温度过高、压力异常等危险情况，应立即断电，并通知相关人员。

2. 如遇到发酵物泄漏，应采取相应措施阻止泄漏扩散，并通知相关人员。

3. 在发生事故后，应立即进行现场清理，并做好相关记录。

七、发酵罐维护1. 定期检查发酵罐的密封性能，如发现有漏气现象，及时更换密封件。

2. 清洁和消毒发酵罐，确保无异味和杂质。

3. 定期检查发酵罐附件的工作状态，如有损坏或失效的，及时更换或修理。

4. 维护发酵罐的外部清洁，保持其外观整洁。

八、发酵罐的存放1. 发酵罐长时间不使用时，应妥善安置，并进行防锈处理。

2. 存放发酵罐的场所应通风干燥，远离火源和易燃物。

九、员工培训1. 对操作发酵罐的员工进行培训，确保其熟悉发酵罐的使用方法和安全操作规程。

《生物工程设备》课程设计说明书100000t/a酒精发酵罐的设计年产100000吨酒精发酵罐的设计摘要发酵设备是发酵工厂中的主要设备，发酵设备必须具有适宜微生物生长和形成产物的各种条件，促进微生物的新陈代谢，使之能在低耗能下获得较高产品。

因此发酵设备必须具备微生物生长的基本条件。

发酵主要分为嫌弃发酵和好气发酵两大类，根据发酵微生物的不同特性我们可以选择与之相对应的不同的发酵设备来进行所需要的发酵过程。

酒精发酵属于嫌弃发酵过程，所以酒精发酵罐也需设计制造成嫌弃发酵罐来进行发酵。

酒精发酵罐除了满足微生物生产和代谢的基本条件外，发酵微生物热的释放和冷却设备及发酵废液的排放等一系列工艺条件也必须满足。

本次设计的酒精发酵罐为年产100000吨，95%的酒精，针对500m3的锥形酒精发酵罐的基本尺寸进行设计的。

关键字：锥形，酒精，发酵罐，设计目录1 前言------------------------------------------------------------------------3 1.1 酒精发酵罐设计的目的和意义----------------------------------------------41.2 技术背景----------------------------------------------------------------52 基本工艺条件----------------------------------------------------------------7 2.1 生产规模----------------------------------------------------------------72.2 物料参数----------------------------------------------------------------73 设备设计计算及说明----------------------------------------------------------8 3.1 发酵罐罐数的确定--------------------------------------------------------8 3.2 发酵罐几何尺寸的确定----------------------------------------------------8 3.3 酒精发酵罐的换热装置设计------------------------------------------------9 3.4 设备材料的选择----------------------------------------------------------11 3.5 发酵罐的壁厚计算--------------------------------------------------------11 3.6 接管设计----------------------------------------------------------------113.7 支座的选择--------------------------------------------------------------124 附录------------------------------------------------------------------------15主体设备化工设备图（或设备流程图）5 参考文献--------------------------------------------------------------------161 前言酒精学名乙醇，是由碳、氢、氧3种元素组成的化合物，结构是C H OH,相对分子质量为46.酒即是食品、化工、医药、染料、国防等工业十分重要的基础原料，又是可再生的清洁能源。

发酵罐及其附属设备制作安装工程施工组织设计江苏XXX建设集团有限公司二O一九年一月目录一、工程概况 (1)二、工期及质量目标 (2)三、施工准备 (2)四、施工组织管理网络 (4)五、施工总体部署 (6)六、主要分部、分项施工方案 (7)七、针对本工程特点采用的特殊措施 (36)八、质量保证措施 (37)九、工期保证措施 (40)十、安全生产施工措施 (44)十一、文明施工管理措施 (48)十二、降低成本、提高经济效益措施 (51)十三、主要施工机械和工具、主要周转材料、劳动力一览表 (52)十四、施工总进度计划 (55)十五、施工总平面布置图 (56)一、工程概况1、编制说明：本施工组织设计是依据XXXX环保有限公司厌氧罐二期项目招标文件、设计施工图纸、安装工程技术规定、施工及验收规范等有关文件资料，结合我公司多年承担大型立式圆筒形钢制焊接储罐和有关餐厨项目厌氧发酵罐及附属设施制作安装工程的施工安装所积累的丰富经验进行编制。

主要解决和阐述涉及本工程的施工组织管理、分部分项工程的施工方法与技术措施、确保工程质量与工程进度措施、创安全生产及文明施工标化管理措施、以及相应的人、财、物力配套计划与投入，目的是确保本工程在科学的管理下，通过有效的预控，有组织、有计划地完成既定的各项指标和工程建设。

2、工程概况：2.1、工程内容：发酵罐及其附属设备制作安装工程。

2.2、施工地点：XXXXX环保产业园。

2.3、工程范围：1）（公称容积：5020m3）厌氧发酵罐1台制作、安装；2）（全容积：~24m3）除砂器（包括钢制支腿）1台制作、安装；3）发酵罐沼气喷嘴1套制作、安装；4）发酵罐加热套筒1套制作、安装；5）发酵罐罐体爬梯、平台与管道支架制作、安装。

包括罐体内壁、内部构件喷砂除锈、防腐，外壁及附属设施除锈、防腐、保温；罐体试水试漏、气密性试验、管道、罐内清理吹扫；罐体外保温圈的焊接以及约定的其他事项。

3、本工程施工应遵循的规范、标准及依据：业主提供的设备图纸设计技术要求及有关技术文件要求GB50128-2014《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB150.1-150.4-2011《压力容器》GB/T985-2008《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工验收规范》NBT47013.1-13 -2015《承压设备无损检测》JB/T4736-2002《补强圈》GB50205-2008《钢结构施工及验收规范》HGJ299-1991《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》GB/T4272-2008《设备及管道保温技术通则》GB/T8923.1-2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》二、工期及质量目标1、工期目标：本工程计划工期85日历天，实际开工日期以建设单位批准的开工日期为准。

酒精发酵罐的设计⽣物⼯程专业《化⼯原理课程设计》说明书题⽬名称专业班级学号学⽣姓名指导教师2011 年10 ⽉31 ⽇⽬录⼀设计⽅案的确定 (1)1.1设计条件 (1)1.2发酵⼯艺 (2)1.3发酵罐尺⼨及整体设计 (3)1.3.1发酵罐尺⼨确定 (3)1.3.2发酵罐整体设计 (3)1.3.2.1加热、冷却系统的设计 (3)1.3.2.2 pH调节系统的设计 (3)⼆计算 (4)2.1发酵罐尺⼨计算 (4)2.1.1发酵罐直径和⾼度 (4)2.1.2发酵罐表⾯积 (4)2.1.3罐体壁厚 (4)2.2传热量的计算 (4)2.2.1发酵液量的确定 (4)2.2.2总的发酵热 (4)2.2.3冷却⽔耗量W的计算 (5)2.2.4对数平均温度差ΔT m的计算 (5)2.2.5传热总系数K的确定 (6)2.2.6冷却⾯积的主要尺⼨的确定 (6)三设备选型 (7)3.1换热器的选择 (7)3.2⼈孔的选择 (7)3.3⽀座的选择 (7)3.4接⼝管的选择 (7)3.5仪表接⼝的选择 (7)四附录及图纸 (8)附录 1 (8)附录 2 (8)五总结 (9)六参考⽂献及资料 (10)⼀设计⽅案的确定酒精是⼀种⽆⾊透明﹑易挥发，易燃烧，不导电的液体。

有酒的⽓味和刺激的⾟辣滋味，微⽢。

学名是⼄醇，分⼦式C2H6O。

现在的酒精主要还是通过发酵发开制备的。

酒精制备的原料主要有淀粉质和纤维质为主，通过各种酶的作⽤⽽产⽣酒精的，酒精⽣产也带来了很多副产品，⽐如说杂醇油、甲醇、⼆氧化碳等。

1.1设计条件本次课程设计条件是⽤10m3发酵罐，发酵⽣产酒精。

表1发酵条件的确定项⽬条件备注发酵罐类型嫌⽓发酵罐由参考⽂献[1]确定发酵菌种酵母菌由参考⽂献[3]确定发酵罐体积10m3由⽼师所给的条件确定温度30℃由参考⽂献[3]确定pH 4.0 由参考⽂献[3]确定压⼒42?Pa 由参考⽂献[3]确定10102?~5发酵液密度1076kg·m3-由参考⽂献[3]确定冷却⽅式沉浸式冷却蛇管由参考⽂献[1]确定1.2 发酵⼯艺[3]⽤⽢蔗糖蜜经过硫酸处理让淀粉分⼦从原料细胞中游离出来以后，再通过稀释、调配、灭菌等操作，然后通过酒母发酵产⽣酒精。

发酵工程作业玉米酒精发酵工艺一、酒精发酵是在无氧条件下,微生物（如酵母菌)分解葡萄糖等有机物，产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。

在高等植物中,存在酒精发酵和乳酸发酵,并习惯称之为无氧呼吸．二、机理酒精的发酵过程中，酵母菌进行的是属于厌气性发酵,进行着无氧呼吸，发生了复杂的生化反应。

从发酵工艺来讲，既有发酵醪中的淀粉、糊精被糖化酶作用，水解生成糖类物质的反应;又有发酵醪中的蛋白质在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白胨、肽和各种氨基酸的反应。

这些水解产物,一部分被酵母细胞吸收合成菌体,另一部分则发酵生成了酒精和二氧化碳,还要产生副产物杂醇油、甘油等。

三、酒精发酵的生产流程特点在投产前必须先经过破碎处理。

目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂,采用间歇蒸煮,原料不经粉碎，就直接将块状或粒状原料投入生产,但大部分中等规模以上的酒精厂，原料多经二次粉碎，然后进行高压连续蒸煮，有利原料的受热面加大，更有效地达到蒸煮的要求。

在高温高压过程中，引起原料细胞的组织破裂，使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。

蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异，通常为1３0—1５0℃，但经过粉碎的原料,其蒸煮所须的温度较低，大约1２０—130℃。

高温处理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，还可把附着的有害杂菌杀死。

根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,可以将酒精发酵的方式分为间歇式、半连续式和连续式三种．(一)间歇式发酵法间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行.由于发酵罐容量和工艺操作不同，在间歇发酵工艺中,又可分为如下几种方法:1．一次加满法此法是将粉浆或糖化醪冷却到27-30℃后,接入糖化醪量1０%的酒母,混合均匀后，经60~7２小时发酵,即成熟.2.分次添加法生产时,先打入发酵罐容积三分之一糖化醪,接种发酵,隔2—3小时后，加第二次糖化醪，再隔2—３小时，加第三次糖化醪.如此,直至加到发酵罐容积的90％为止.从第一次加糖化醪直至加满发酵罐为止,其总时间不应超过l0小时.3．连续添加法此法适用于采用连续蒸煮、连续糖化的酒精生产工厂．先将一定量的酒母打入发酵罐,然后流加.一般从接种酵母后,应于6-８小时内将罐装满.４．分割主发酵醪法此法适用于卫生管理较好的酒精工厂,其无菌要求较高.将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/３—1／2至第二罐,然后两罐同时补加新鲜糖化醪至满,继续发酵.(二）半连续发酵法半连续发酵是指在主发酵阶段采用连续发酵，而后发酵则采用间歇发酵的方式.在半连续发酵中,由于醪液的流加方式不同,又可分为两种:一种是将一组数个发酵罐连接起来，使前三个罐保持连续发酵状态.第三罐满后,流入第四罐.第四罐施加满后,则由第三罐改流至第五罐，依次类推.第四、五罐发酵结束后,送去蒸馏．洗刷罐体后再重复以上操作.第二种方法是由７—8个罐组成一组罐，各罐用管道从上部通入下-罐底部相串连.第一只罐加入1/3体积的酒母发酵，随后在保持主发酵状态下,流加糖化醪．满罐后,流入第二罐,第二罐醪液加至1/３容积时,糖化醪转流加至第二罐.第二罐加满后,流入第三罐,然后重复第二罐操作,直至末罐.最后从首罐至末罐逐个将发酵成熟醪蒸馏.(三）连续发酵1、连续发酵工艺由于具体操作方法的不同,连续发酵工艺可分为如下三种：(1）循环连续发酵法(2）多级连续发酵法(３)双流糖化和连续发酵2、连续发酵的优点(1)提高了设备利用率（2)提高了淀粉利用率(3)省去了酒母工段(4）便于实现自动化酒精发酵生产流程下面以博大生化公司玉米发酵制酒为例分析其（1）调控原理（2）调控指标(3）调控方法（4)异常生产现象及其处理方法。

3.挡板
• 挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为 轴向流，防止产生漩涡，促使液体剧烈翻动， 增加溶解氧。通常，挡板宽度取(0.1~0.2)D， 装设6~4块即可满足全挡板条件 • 全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附 件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必 须满足下式要求：
右半边：不带挡板的搅拌流型，
三种通风发酵罐之比较
机械搅拌 通风发酵罐
结构特点 有搅拌装置 有空气压缩 有冷却装置 分类 夹套式 蛇管式
气升式 发酵罐
无搅拌装置 有通风装置 冷却面积小 内循环 外循环
自吸式发酵罐
有或无搅拌装置 无空气压缩 有冷却装置 机械搅拌自吸式 溢流自吸式 喷射自吸(文氏) 高位塔式(有空 气压缩)
第三节 发酵罐选型注意事项
文氏管发酵罐
溢流喷射自吸式发酵罐
• 原理：液体溢流时形成抛射流，由于液
体表面层作用，使靠近表面的气体边界 层具有一定的速率，从而形成气体的流 动和自吸作用
高位塔式发酵罐
• 原理：无需机械搅拌装置，是利用通入 培养液的高压缩空气的气泡上升时的动 力带动液体运动，达到混合效果。 • 特点：结构简单，造价低，动力消耗少， 操作成本低，，噪音小。适合于培养液 黏度低、固形物少、需氧量较低的发酵。 • 例：多层水平筛板的鼓泡式发酵罐
（6）变速装置、空气分布装置
• 试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用 的变速装置有三角皮带传动，圆柱或螺 旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带 变速传动较为简便 • 空气分布装置：单孔管和环行管
（7）轴封
• 轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝 隙加以密封，防止泄漏和污染杂菌。 常用的轴封有填料函和端面轴封两种。 • ①填料函式轴封是由填料箱体，填料底衬 套，填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使 旋转轴达到密封的效果。 • 填料函式轴封的优点：结构简单。 缺点：死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏 及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧 后摩擦功率消耗大；寿命短，经常维修， 耗工时多

第四章生物反应器（发酵罐）发酵罐厌氧发酵罐（嫌气发酵罐）好氧发酵罐（通风发酵罐）第一节厌氧发酵罐酒精、丙酮、丁醇、乳酸、啤酒等酒精发酵罐（图1）图1 酒精发酵罐1 冷却水入口2 取样口3 压力表4 CO2出口5 喷淋水入口6 料液及酒母入口7 人孔8 冷却水出口9 温度计10 喷淋水收集槽11 喷淋水出口12 发酵液及污水排出口一、形状罐体为圆柱形，底盖和顶盖为锥形或碟形二、结构尺寸D----罐的直径 H-----圆柱部分的高度h1-----罐底高度 h2-----罐盖高度推荐比例： H=1.1～1.5D h1=0.1 ～ 0.14D h2=0.05 ～ 0.1D发酵罐全容积： V = πD2 (H+h1/3+h2/3) / 4 V = V0 / ηV-----发酵罐的全容积 (m3) V0------进入发酵罐的发酵液量 (有效容积) (m3)η-------装液系数（一般取0.8～0.9）据发酵罐的全容积V和H/D即可确定发酵罐的结构尺寸三、配置人孔、视镜、进料管、压力表和测量仪器的接口、CO2出口（回收管）、排料口和排污口、取样口、温度计接口、冷却装置、洗涤装置冷却装置：中小型罐,多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却 (罐体底部四周有收集槽) 大型罐:罐内有冷却蛇管 (或与外壁喷淋相结合) 洗涤装置：水力喷射洗涤装置 （图2）第二节 通风发酵罐机械搅拌式、自吸式、气升式、高位筛板式等 味精、柠檬酸、抗生素、酶制剂、氨基酸、SCP一、机械搅拌式发酵罐 （图3）一）基本条件1、适宜的径高比。

[高：直径约为2.5～4]2、能承受一定的压力。

[水压试验（1.5倍）]3、搅拌通风装置要能使气泡分散细碎、气液充分混合，保证发酵液必须的溶解氧，提高O 2的利用率 。

4、应具有足够的冷却面积。

[代谢产热]5、发酵罐内应抛光，尽量减少死角。

[避免积污、染菌]6、轴封应严密，尽量减少泄漏。

二） 罐体的尺寸比例H----柱体高(m) D----罐内径(m) d----搅拌器直径 S----两搅拌器的间距图2水力喷射洗涤装置图3 机械搅拌发酵罐B----最下一组搅拌器距罐底的距离 W----挡板宽度H =（1.7～4）D d=1/3 D S=3 d B=d W =（0.1～0.12）D 三） 发酵罐的结构 1、罐体碳钢、不锈钢、衬不锈钢罐壁厚度取决于罐径及罐压的大小由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成（小型罐罐顶和罐体采用法兰连接） 容积:3、5、20、30、60、75、150、500m 3 有效容积 = 总容积×装液系数 装液系数： 0.65～0.752、搅拌器 （图4）类型： 螺旋浆式 涡轮浆式(六平叶 六弯叶 六箭叶)尺寸： 六平叶涡轮式搅拌器已标准化，称为标准型搅拌器；搅动液体的循环量大，搅拌功率消耗也大叶径: d=(0.3～0.4)D 盘径: di= 0.75 d 叶高: h = 0.3d 叶长: b = 0.25 d搅拌器的间距：1） 最低一组搅拌器距罐底的距离 B = (0.8～1.0)d 2)两组搅拌器之间的间距 S = H L -1.9d/2 ( H L 为液体深度 )3、挡板作用： 改变液体的方向，由径向流改为轴向流，使液体激烈翻动，增加溶解氧。

目录1、工程概况—————————————————————————————22、编制说明及编制依据————————————————————————33、施工准备—————————————————————————————44、罐体的预制————————————————————————————85、罐体的组装———————————————————————————-176、储罐的安装———————————————————————————-227、储罐的焊接———————————————————————————-318、储罐焊缝检测、试压———————————————————————-389、质量要求和保证质量的措施————————————————————-4210、安全消防技术措施————————————————————————4811、受限空间作业注意事项——————————————————————4912、脚手架搭设安全技术要求—————————————————————5013、资源需求计划——————————————————————————5114、质量保证体系——————————————————————————5615、施工平面布置图—————————————————————————5716、储罐底板排版图—————————————————————————5817、储罐顶板排版图—————————————————————————6518、施工网络计划——————————————————————————67 1、工程概况：工程简介：本工程为中粮生物化学（安徽）股份有限公司改造项目（燃料乙醇）酒精贮罐、中转罐、发酵罐等工程，共有立式圆筒型钢制焊接储罐26台，常压容器酒母罐4台，设备总重约为4000吨，工程具体实物量如下：工程地点：安徽省蚌埠市沫河口工业园区中粮蚌埠产业园规划区内；建设单位：中粮生物化学（安徽）股份有限公司；设计单位：中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院；监理单位：吉林梦溪工程管理有限公司施工单位：中国三冶集团有限公司。

❖ VVM相等 ❖ Ws相等 ❖ KLa相等 ➢ 搅拌功率及搅拌转速的放大
几何尺寸放大
放大倍数m指罐的体积增加倍数，即 ∵几何相似，∴ H1 H 2 D1 D2
m V2 V1
则
V2 V1
4
D2 2 H 2
4
D12 H1
4
D2 2 D2
4
D12 D1
( D2 )3 D1
m
∴
H2 D2 3 m
传热工程
产热Q1 V罐体积
传热Q2 A罐表面积
V↑，
A V
1↓
R
∴除了筛选耐高温菌株外，改善发酵罐的传热性能十分关
键。
3.发酵罐设计的基本要求
发酵罐能在无杂菌污染条件下长期运转。搅拌器轴 封严密，减少泄漏；结构紧凑，附件少；无死角， 内壁光滑；管道等尽可能焊接，少用法兰；可维持 一定正压；取样口易于灭菌，各部分能单独灭菌。
传质效果好（传氧性能好，KLa大） 。 有足够的冷却面积（传热性能好，冷却能力强）。
功耗低（传递效率高，节能）。
采用不锈钢，耐腐蚀及可以高温灭菌。
应有基本控制系统（如T、pH、甚至DO2）。 具有消泡功能（机械消泡或补消泡剂）。 具有取样装置和冷却装置（防止水分损失）。 要求放料、清洗、维修等操作简便，劳动消耗低。 实验罐、中试罐应与生产罐有相似的几何形状，
5T以下用外夹套式，K传热系数=400-600kJ/m2 hr•℃
竖式蛇管(热交换强、蛇管设于罐内，不易清洁)
5T以上；K传热系数=1200-1890kJ/m2•hr•℃ 竖式列管（排管）：
传热系数较蛇管低，但冷却水流速较蛇管大，适用于气 温较高，水源充足的地区。
三、通用式发酵罐的设计与放大

酒精发酵的原理及工艺流程酒精的发酵是利用酵母菌或其他微生物在缺氧的环境下将糖类转化为酒精和二氧化碳的过程。

这个过程被称为酒精发酵。

酒精发酵是一种广泛应用于酿酒、酿造烈酒和生产工业级酒精的方法。

酒精的发酵所需的基本材料是水和含糖物质。

经过发酵，这些物质会被酵母菌转化为酒精和二氧化碳。

发酵的过程基本上可以分为两个阶段：细胞增殖阶段和酒精形成阶段。

1. 细胞增殖阶段：首先需要将酵母菌投入到含糖的水溶液中。

这些酵母菌开始生长和繁殖，通过吸收水中的营养物质。

在这个阶段，酵母菌会消耗一部分糖分，并生成酵母细胞。

这些酵母细胞将在后续的阶段中参与到发酵过程中。

2. 酒精形成阶段：在细胞增殖阶段之后，酵母菌会开始进行酒精形成。

酵母菌释放出一种酶，称为“酶裂变”，它可以将葡萄糖分子分解成两个分子的乙醇和二氧化碳。

酒精形成阶段需要控制以下几个关键因素来保证发酵的顺利进行：1. 温度：酵母菌的生长和发酵都需要适宜的温度。

一般来说，酵母菌在20C至30C之间生长最适宜，但不同的酵母菌品种可能有不同的最佳温度范围。

2. pH值：酵母菌对于酸碱度的敏感程度不同，一般最适宜的pH范围在4.5至5.5之间。

在发酵过程中，酒液的pH值将随着乳酸和二氧化碳的生成而下降。

3. 氧气：酒精发酵是在缺氧的条件下进行的，因此需要控制酒液中的氧气含量以防止酵母菌产生氧化代谢产物。

一般来说，发酵开始时可能需要通过搅拌或通入某种气体来除去氧气。

4. 酒剂：为了加速发酵过程和增加酒精产量，一些工艺常常会添加一些辅助酶或调节剂，例如酵母菌营养剂、抗氧化剂和调节pH值的化学品。

酒精发酵的工艺流程包括以下几个关键步骤：1. 原料准备：选择适当的原料，例如麦芽、水果、蔗糖和淀粉，这些原料都含有可发酵的糖分。

2. 糖化：将原料加热至一定温度，以激活淀粉酶和麦芽酶等酶类。

这些酶能将淀粉和麦芽中的大分子糖分解成小分子糖。

3. 发酵罐准备：将发酵罐洗净和消毒，以保证发酵过程中的卫生。

酒精生产线发酵和蒸馈糖化工艺技术规程发酵工艺工程1发酵的目的1）将干酵母在34℃、有氧、无菌条件下活化繁殖。

2）将可发酵糖转变为酒精。

2工艺原理通过1号至六号发酵罐的连续流入和流出，液化成熟醪在糖化酶的作用下，将糊精转变为还原糖，同时酵母菌在厌氧条件下，在酒化酶的作用下将还原糖转变为酒精和CO2o3发酵工艺流程发酵设计为由一连续的五级串联和一缓冲罐组成，然后进入蒸僧。

第一发酵罐起着酵母繁殖和酒精生产的两个作用，在其他几个发酵罐中，仅仅进行酒精发酵。

发酵温度有外冷却器控制，冷却系统采用20摄氏度的井水，且运行期间可以被清洗。

所有的发酵罐均配有一台侧式搅拌器以阻止沉降。

发酵过程中产生的二氧化碳用水洗涤,以从气体中回收乙醇。

醪液的PH由于硫酸的加入而降低，从而阻止了发酵过程中杂菌的污染。

4发酵反应方程在酒精发酵过程中主要经过下述阶段第一阶段：葡萄糖磷酸化，生成活泼的1,6-二磷酸果糖。

ATξ几糖激酶，吵G++ADP1、葡萄糖►6-磷酸葡萄糖磷酸几糖异构酶2、6-磷酸葡萄糖Y A 6-磷酸果糖3、6-磷酸果糖—磷酸果糖激酶_>Mg+÷1,6-二磷酸果糖第二阶段：1,6二磷酸果糖分裂成二分子磷酸丙糖醛缩酶4、1,6-二磷酸果糖<A 磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶5、磷酸二羟丙酮<-3-磷酸甘油醛第三阶段：3.磷酸甘油醛经氧化（脱氢），并磷酸化，生成1,3-二磷酸甘油酸，然后将高能磷酸键转移给ADP,以产生ATP,再经磷酸基变位,和分子内重排，又给出一个高能磷酸键,而后变成丙酮酸。

NAD NADH2、/6、3-磷酸甘油醛3-璘酸甘油醛质氢醵1,3-二磷酸甘油醛<7、CβH1206+2NAD+2H3P0l+2ADP 2CH3COCOOH+2NADH2+2ATP第四阶段：酒精的生成酵母菌在无氧条件下，将丙酮酸继续降解，产生乙醇。

由葡萄糖发酵生成乙醇的总反应式为：C6H1206+2ADP+22H3P01---------------- ►2CH3CH2OH+2CO2+2ATP蒸储工艺规程1工艺原理利用混合液中酒精与其他组份在相同温度、压力下具有不同蒸汽压的性质，采用多次反复汽化与冷凝的手段，使得酒精与其它组份分离而得以浓缩。

发酵设备课程设计说明书酒精发酵罐的设计院（系）食品工程学院专业年级生物工程08学生姓名张连芳指导教师徐树来提交日期 2011年 6月 3 日哈尔滨商业大学课程设计（论文）任务书兹发给生物工程（中外）2班学生张连芳课程设计（论文）任务书，内容如下：1.设计（论文）题目：酒精发酵罐的设计2.应完成的项目：（1）发酵罐个数和结构尺寸的确定（2）冷却面积和冷却装置主要结构尺寸确定（3）编写设计说明书重点设备：发酵罐、冷却系统绘图内容：冷却系统配置图、发酵罐的总装图3.参考资料以及说明：[1]、金风孌，安家彦。

酿酒工艺与设备选用手册，化学工业出版社。

[2]、梁世中等。

生物工程设备，中国轻工业出版社。

[3]、章克昌。

酒精与蒸馏酒工艺学，中国轻工业出版社。

[4]、酒精与白酒工艺学，华南理工大学等四所院校编。

[5]、周明衡，成德功。

管路附件设计选用手册，化学工业出版社。

附：设计任务及要求某酒精工厂，每发酵罐的进料量为24t/h，每4h装满一罐，发酵周期为72h，冷却水的初、终温度分别为20℃和25℃，若罐内采用蛇管冷却，试确定发酵罐的结构尺寸、罐数、冷却水耗量、冷却面积和冷却装置的主要结构尺寸。

糖化醪密度为1076kg/m3目录1.发酵罐结构和尺寸------------------------------------------------------------12.冷却面积和冷却装置主要结构尺寸-------------------------13.发酵罐基本参数图表-------------------------------------44.参考文献-----------------------------------------------51、发酵罐个数和结构尺寸的确定 发酵罐的个数N ：N=124+nt n=6424=所以N=19124726=+⨯（个） 发酵罐容积：V=1009.010761000424=⨯⨯⨯（m 3）发酵罐的装料系数φ=0.9发酵罐采用圆柱型器身，底和顶为锥形盖，选取结构尺寸的比例关系如下：H=1.2D D h h 1.021==发酵罐全容积 V=4π2D （H+311h +312h ）D=4.7（米）则 H=1.2D=5.6（米）D h h 1.021===0.47（米）由发酵罐的基本结构尺寸，可确定全罐表面积，罐底圆柱部分表面积1A 和罐底、罐顶表面积2A ,3A 分别为：)(1847.035.235.214.3)(826.57.414.3222223221m h R R A A m DH A =+⨯=+===⨯⨯==ππ式中 R —罐底得半径，m所以全罐表面积)(1182321m A A A A =++= 2、冷却面积和冷却装置主要结构尺寸的确定 （1）总的发酵热)(321Q Q Q Q +-=mSq Q =1式中 m —每罐发酵醪量（kg ）S —糖度降低百分值（%） q —每公斤糖发酵放出的热量（J ） 1Q —主发酵期 所以1Q =24×4×1000×1%×418.6=4×510（KJ/h ） 12%5Q Q ==5%×4×510=0.2×510（KJ/h ）)(3B W C t t F Q -=α假定罐壁不包扎保护层，壁温最高可达35℃，生产厂所在地区的夏季平均温度可查阅有关资料，现假3定为32℃。