酒精发酵罐的设计(一类特选)

10万吨11°淡色啤酒发酵罐的设计前言本设计为顺应近几年来啤酒工业飞速发展的需求，在啤酒工艺成熟的基础上，同时体现了啤酒酿造的新工艺，为企业的开源节流提供了新的依据。

设计题目为年产10万吨11度淡色啤酒厂发酵罐设计，此啤酒的酿造方法使用70%的麦芽，30%的大米，经过淋入，糖化，煮熟，过滤器，加热，蒸煮而变成。

蒸煮设备使用圆筒体锥底发酵罐，蒸煮周期就是17天。

本设计内容主要包含物料钢料，热量钢料，冷耗钢料和设备选型的排序及重点设备选型及排序。

糖化方法使用双醪干料糖化法，蒸煮方法使用下面发酵法。

本设计的图纸主要为发酵罐装配图。

本文对啤酒生产线工艺设计中的关键部分―原料的淋入、糖化、麦汁过滤器、煮熟、啤酒过滤器及其设备选型展开了粗略研究。

对蒸煮过程及其设备选型展开了较为详尽的深入探讨。

关键词：啤酒工艺；设备选型；技术经济；发酵；糖化；发酵罐.1第1章绪论1.1设计选题的目的目前，世界上啤酒市场的竞争日益激烈，广大消费者对啤酒品种结构和产品质量的要求也越来越高，相应的新品种也层出不穷。

因而，很有必要将这方面得计书加以科学地总结和分析以推动啤酒产品多样化在广度和深度上的健康发展，随着人们生活水平的提高，饮食消费结构的不断改变，啤酒已进入了千家万户。

但是我国人均啤酒的消费还没有达到世界平均水平。

所以建设新的、大型的啤酒厂，增加产量，就可以满足人们将来物质生活的需求。

所以，设计啤酒厂是有意义有必要的。

另外，此次选题是教研室下达的任务。

是根据教学的实际需求来选定的。

1.2设计工作的意义啤酒含有17种氨基酸，多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每升啤酒的热量可达430卡，相当于6-7枚鸡蛋，0．75升牛奶或50克奶油，被世界营养协会组织列为营养食品，素有“液体面包”之誉。

现代科学研究表明，啤酒中所含各种成份、既有较高的营养价值又具良好的药疗效果，啤酒中酒精含量较低，10度黄啤酒含酒精3％左右，非但对胃和肝脏无损害，而且可平缓地促进人体血液循环；维生素b1、b6已能维持心脏正常活动，而烟酸则能扩张血管，故它们对心血管系统有益，可加速新陈代谢。

发酵罐的设计范文发酵罐是用来进行微生物发酵过程的设备，广泛应用于食品、医药、饲料、酒精等行业。

它的设计对于保证发酵过程的顺利进行具有重要意义。

首先，在设计发酵罐时，需要考虑容器的材质选择。

常见的发酵容器材质有玻璃、不锈钢、塑料等。

其中，不锈钢是目前最常用的材料，因为它具有良好的耐腐蚀性能和机械强度，能够适应不同的发酵工艺和条件。

此外，不锈钢材质还易清洗，能够保证发酵过程的卫生安全。

其次，发酵罐的设计应考虑容器的形状和尺寸。

一般而言，发酵罐的形状可以是圆柱形、椭圆形或立方形，尺寸则根据实际需要而定。

圆柱形发酵罐具有较小的基底面积，体积利用率较高，适用于大规模的发酵过程；而椭圆形发酵罐能够减小搅拌时的死角和液流的旋转，有利于发酵物料的均匀混合；立方形发酵罐则容易进行工艺控制和操作。

根据实际需要选择合适的形状和尺寸，以满足发酵工艺的要求。

同时，发酵罐的设计还需要考虑气体供应和排出的设施。

发酵过程中，微生物需要氧气进行呼吸，因此罐体需要有合适的进气装置，以保证微生物的正常生长。

常见的进气装置有机械式搅拌、气体通道等。

同时，还需要考虑废气的排出，避免微生物产生过量气体而影响发酵过程。

此外，温度和酸碱度是影响发酵过程的关键因素，因此在设计发酵罐时需要考虑温度和酸碱度的控制设备。

发酵罐通常会设置恒温装置，以保持适宜的发酵温度。

常见的恒温设备有水浴、电热传导等。

对于酸碱度的控制，可以通过添加酸碱溶液等方式进行调节。

最后，发酵罐的设计还需要考虑搅拌和控制系统。

搅拌过程有助于增加氧气传递、混合反应物料和促进产物的分散。

搅拌系统通常包括电机、搅拌桨和传动装置等。

对于控制系统，需要设置相应的传感器和控制器，以对温度、酸碱度、溶解氧等过程参数进行监测和控制。

总之，发酵罐的设计是一项复杂而重要的任务，需要考虑容器材质选择、形状尺寸、气体供应排出、温度酸碱度控制以及搅拌控制系统等方面。

只有合理设计，才能满足发酵过程的要求，保证产品的质量和产量。

《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。

啤酒发酵罐设计设计首先，在设计啤酒发酵罐时，需要考虑罐体的材质。

传统的啤酒发酵罐多采用不锈钢材质，因为不锈钢有良好的耐腐蚀性和塑性，可以确保发酵罐在长期使用过程中不会受到化学物质的侵蚀。

此外，不锈钢材质还具有良好的导热性和保温性能，可以保持啤酒发酵过程中的适宜温度。

其次，在设计啤酒发酵罐时，需要考虑罐体的形状和尺寸。

一般来说，发酵罐的形状为圆筒形，这种形状有利于啤酒在发酵过程中的混合和对流，能够更好地促进发酵过程的进行。

同时，发酵罐的尺寸应根据生产规模和啤酒发酵的要求来确定，包括发酵罐的容积和高度。

一般来说，发酵罐的容积越大，啤酒的发酵效果越好，但同时也要考虑到生产成本和操作难度等因素。

此外，在设计啤酒发酵罐时，还需考虑罐体内的控制和监测系统。

发酵过程中需要对温度、压力、pH值等参数进行实时监测和控制，以确保发酵过程的稳定和质量的控制。

因此，发酵罐应配备相应的传感器和控制器，能够实现对发酵过程的自动化控制。

此外，还可以考虑加装通风装置和发酵度检测装置等，方便对发酵过程进行调控和监测。

最后，在设计啤酒发酵罐时，还需要考虑清洗和维护的便利性。

发酵过程中会产生一定的泥沉淀物和悬浮物，需要进行定期清理和维护。

因此，发酵罐应设计有方便清洗的结构，比如可以设计有可拆卸和可打开的罐盖和底部排污口等，方便进行清洗和维护操作。

同时，还需要考虑发酵罐的密封性能和材质选择，确保不会出现泄漏和污染等问题。

综上所述，啤酒发酵罐设计的关键是材质选择、形状和尺寸设计、控制和监测系统设计，以及清洗和维护便利性的考虑。

只有在这些方面充分考虑并进行合理设计的前提下，才能够保证啤酒发酵过程的稳定性和质量的控制。

10万吨12°淡色啤酒发酵罐的设计毕业设计淡色啤酒是一种十分受欢迎的啤酒类型之一，其色泽浅、味道清爽，备受消费者青睐。

为了生产更好的淡色啤酒，发酵罐的设计变得尤为重要。

本文将对10万吨12°淡色啤酒发酵罐的设计进行讨论，并给出一些关键的设计要点。

首先，设计一个容量为10万吨的发酵罐需要充分考虑氧气和二氧化碳的控制。

呼吸过程中释放出的二氧化碳必须得到充分的排出，同时空气中的氧气也不能进入发酵罐内部。

为此，可以在发酵罐上设置合适的气体交换设备，确保发酵过程中气体的正常流通。

此外，还可以通过控制发酵罐的密封性来降低氧气的进入。

其次，设计中需要考虑提高发酵效率和操作的方便性。

发酵过程中，温度和pH值的控制非常重要。

可以在发酵罐内设置恒温装置和自动控制系统，通过监测和调节发酵液的温度和pH值，提高发酵效率和控制发酵过程的稳定性。

另外，发酵罐的操作也需要方便。

可以设置一个操作平台，使操作人员可以方便地接触到发酵罐内部，清洗和维护。

此外，发酵罐的材质和结构设计也需要仔细考虑。

一般来说，发酵罐可以采用不锈钢材质，其具有良好的耐腐蚀性和易清洗性。

发酵罐的结构应该合理，以便于操作和维护。

同时，为了避免发酵液的污染，可以在发酵罐上设置过滤装置，过滤掉杂质和微生物。

另外，设计中需要考虑发酵过程的能耗和环保性。

可以考虑采用节能技术，比如利用余热回收系统来降低发酵过程中的能耗。

同时，还可以设置一个废气处理系统，将发酵过程中产生的污染物进行处理，保护环境。

最后，设计一个10万吨12°淡色啤酒发酵罐还需要考虑安全性。

发酵液中的酵母菌会产生较高的压力，因此，发酵罐必须具备足够的强度和稳定性。

可以考虑在发酵罐上设置传感器和报警系统，一旦发生异常情况，能够及时发出警报。

综上所述，设计一个10万吨12°淡色啤酒发酵罐需要充分考虑氧气和二氧化碳的控制、提高发酵效率和操作方便性、材质和结构设计、能耗和环保性，以及安全性等方面。

目录第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (3)一、概述 (3)二、啤酒发酵罐的特点 (3)三、露天圆锥发酵罐的结构 (4)3.1罐体部分 (4)3.2温度控制部分 (5)3.3操作附件部分 (5)3.4仪器与仪表部分 (5)四、发酵罐发酵的动力学特征 (6)第二章发酵罐的化工设计计算 (7)一、发酵罐的容积确定 (7)二、基础参数选择 (7)三、D、H的确定 (7)四、发酵罐的强度计算 (9)4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (9)五、锥体为外压容器的壁厚计算 (11)六、锥形罐的强度校核 (13)6.1内压校核 (13)6.2外压实验 (14)6.3刚度校核 (14)第三章发酵罐热工设计计算 (14)一、计算依据 (14)二、总发酵热计算 (15)第四章发酵罐附件的设计及选型 (19)一、人孔 (19)二、接管 (19)三、支座 (20)第五章发酵罐的技术特性和规范 (21)一、技术特性 (21)二、发酵罐规范表 (22)参考文献 (24)发酵罐设计实例第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征一、概述啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。

我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。

改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。

由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。

为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。

尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。

这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。

就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。

XXXXX大学生物工程设备课程设计任务书一、课程设计内容1、通过查阅机械搅拌发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点，根据酒精生产工艺流程设计100m3的机械搅拌嫌气发酵2、根据实际情况，对物料、热量等进行工艺计算；3、主要设备工作部件尺寸的设计；4、绘制装配图；5.绘制生产工艺流程图。

5、撰写课程设计说明书。

二、课程设计的要求与数据1.高径比为H/D=1.5，中部某地。

2.应用发酵工程酶发酵生产工业酒精，此产物是初级代谢产物。

牛顿型流体。

3.每个发酵罐的进料量为20t/h，每4h装满一个发酵罐，发酵周期为72h，由于还要进行清洗、灭菌、装料，综合考虑为4天一个周期。

4.蛇管冷却，冷却水的初始水温20℃，出水温度30℃。

5.糖化醪密度为1076kg/m3三、课程设计应完成的工作1.课程设计任务书及说明书（纸质版和电子版）各1 份2．设备装配图（A2 号图纸420×594mm）1 张3. 生产工艺流程图（A2号图纸420×594mm）一张四、课程设计进程安排五．参考文献[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。

[6].郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007[7].李功祥, 陈兰英, 崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，2006[8].陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005发出任务书日期：2011 年11月12日指导教师签名：计划完成日期：2011 年12月21日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：课程设计说明书目录前言 (6)设计依据1. 淀粉的糖化 (7)2. 酒精发酵 (7)3．以木薯为原料的酒精发酵工艺 (8)工艺设计1.物料衡算 (10)2. 冷却面积和冷却装置主要结构尺寸的确定 (19)3.搅拌功率及电机的选择 (21)设备计算1、发酵罐个数 (23)2. 发酵罐结构尺寸的确定 (23)3.冷却面积的主要尺寸的确定 (24)4.罐壁厚度 (24)5.搅拌器设计 (25)设计小结 (27)参考文献 (28)前言发酵罐是反应设备(化工生产中实现化学反应)的主要设备。

摘要白啤酒又称小麦啤酒，是以小麦芽为主要原料，大麦芽和少量谷类为辅料。

其中小麦芽的成分大于等于40%，添加酒花经上面啤酒酵母和下面啤酒酵母发酵酿制而成的含有CO2低酒精的饮料酒。

因小麦糖蛋白含量高，所以泡沫十分丰富，细腻洁白；口感醇厚、纯正、柔和协调、苦味轻；CO2含量高，杀口力强；具有悦人的麦芽香味和特殊酯香味；酒精度适中，营养丰富；通过研究和生产实践，发现用发芽完成未经干燥的绿小麦芽生产白啤酒，完全符合白啤酒特点，有很好的适口性，而且经检验各项指标均达到白啤酒的标准要求。

本设计对3万吨12°P白啤酒厂发酵工段进行生产工艺流程论证，物料衡算，热量衡算，发酵工段耗冷计算，水量衡算等等。

并对并对发酵工段发酵罐的体积，外形尺寸，壁厚，附件等进行研究设计。

糖化方法采用二次煮出糖化法，发酵方法采用下面发酵法。

在降低能耗、减少水污染以及啤酒糟的回收与利用等方面进行研究。

关键词：白啤酒；发酵工段；发酵罐AbstractWhite beer called wheat beer, is a small malt as the main raw material, and a small amount of grains as supplementary material of malt. One of the small malt component is greater than or equal to 40%, the addition of hops by beer yeast and beer yeast fermentation brewed with CO2 low alcohol wine. Because the glycoprotein content of wheat is high, so the foam is very rich, delicate white; taste mellow, pure, soft coordination, bitter light; the content of CO2is high, strong to kill mouth; a pleasant malt flavor and ester aroma; moderate alcohol levels, nutrition is rich; through research and the production practice, found without drying green small white beer malt production, with the completion of germination in full compliance with the white beer characteristics, have had good palatability, and by testing the indicators have reached the white beer standard.The production process and proof of 30000 tons of 12 ° white brewery fermentation process for the design, material balance, heat balance, the cold loss calculation of fermentation process, water balance etc.. And on the fermentation process of fermentation tank volume, size, thickness, accessories and so on design. The Double-Mash steeping saccharifying mash method, fermentation methods under low temperature fermentation method. In terms ofreducing energy consumption, reduce the pollution of water and the recycling of beer grains.Key words: white beer; fermentation process; fermentation目录摘要 (I)Abstract...................................................... I I第1章绪论................................... 错误！未定义书签。

一．前言1.1白葡萄酒的发展历史酒作为全球最古老的饮料之一，历史悠久，市场广阔。

其中具有7000余年悠久历史的葡萄酒是大自然恩赐于人类的美妙的礼品。

它蕴含着浓郁的文化底蕴，是科学技术与高尚艺术的完美结晶，它见证了整个人类文明的发展史。

目前全世界每年的葡萄酒产品零售总额约1015亿欧元，与化妆品的零售总额不相上下。

葡萄酒产业在我国属于新兴产业，近年来已有长足发展，但是我国葡萄酒产业与欧美国家相比仍然存在较大差距。

消除或缩短这一差距，我们应该借鉴美洲和澳洲的发展经验，更多地吸收葡萄酒酿造技术中的高新技术，将先进的科学技术应用到传统的葡萄酒酿造艺术中。

1.2白葡萄的简介白葡萄酒是以优良白葡萄品种经分选、压榨、皮肉分离发酵、陈酿、澄清处理精制而成的低度葡萄酒。

酒的颜色微黄带绿，近似无色或浅黄、禾秆黄、金黄。

本文主要阐述了白葡萄酒分选、破碎、分离、澄清以及发酵等一系列影响葡萄酒品质的的各个环节，最终得出酿造出优质白葡萄酒的方法——即优良的原料、卫生的环境，优质的自流汁，良好的澄清，严格的发酵温度和进行苹果酸乳酸发酵。

必须是优质葡萄品种酿造而成，如霞多丽、贵人香、雷司令等，糖度要求在18克/升以上。

正确的二氧化硫用量，前处理阶段，一般质量状况好的葡萄，60～80㎎/L（以总二氧化硫为准）。

酿制白葡萄酒的葡萄原料，在采摘时应即刻分选，避免染上腐败病，并且葡萄原料也不适宜长途运输。

为了酿造优质白葡萄酒，提高酒的稳定性，葡萄汁在发酵前必须经过澄清处理。

果汁澄清处理办法一般有静置、加澄清剂、果胶酶、藻土澄清等方法。

温度对白葡萄酒发酵来讲是很重要的，优质酒控制在18～20℃最适宜，这种温度酿制的白葡萄酒果香新鲜、口味细腻。

苹果酸-乳酸发酵是改善酒体，使香气、风味物质平衡的必需程序，而且在严格工艺控制的条件下可以实现降酸至酿酒者需要的任意酸度，并得到良好的风味和口感。

1.3白葡萄酒的功效①. 葡萄酒含有糖、醇类、有机酸、无机盐、维生素等营养物质，对人体发育有不同的补益；②. 葡萄酒是唯一的碱性酒精性饮品，可以中和现代人每天吃下的大鱼大肉以及米面类酸性食物，降低血中的不良胆固醇，促进消化；③. 葡萄酒中含有抗氧化成分和丰富的酚类化合物，可防止动脉硬化和血小板凝结，保护并维持心脑血管系统的正常生理机能，起到保护心脏、防止中风的作用；④. 饮用葡萄酒对女性有很好的美容养颜的功效，可养气活血，使皮肤富有弹性；⑤. 葡萄皮中含有白藜芦醇，其抗癌性能在数百种人类常食的植物中最好。

生物反应器课程设计-----啤酒露天发酵罐设计姓名：张小燕班级：生工112学号：露天发酵罐设计1、啤酒发酵罐的化工设计计算㈠、发酵罐的容积确定设计需要选用V有效=22.5m3的发酵罐则V全=V有效φ=22.5m375%=30m3㈡、基础参数选择1．D∶H：选用D∶H=1∶42．锥角：取锥角为90°3．封头：选用标准椭圆形封头4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却5．罐体所承受的最大内压：2.5㎏cm³外压：0.3㎏cm ³6．锥形罐材质：A3钢材外加涂料，接管均用不锈钢7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜8．内壁涂料，环氧树脂㈢、D、H确定由D ∶H=1∶4，则锥体高度H 1=D2tan35°=0.714D 封头高度 H 2=D4=0.25D圆柱部分高度 H 3=（4－0.714－0.25）D=3.036D 又因为V 全=V 封＋V 锥＋V 柱=3231242443H D D H D ⨯⨯∏+⨯∏+⨯⨯∏=0.187D ³＋0.131D ³＋2.386D ³=30m ³ 得D=2.23m查JB 《椭圆形封头和尺寸》取发酵罐直径D=2400mm 再由V 全=30m ³ D=2.4m 得径高比 D ∶H=1:3.72 由D=2400mm 查表得 椭圆形封头几何尺寸为：=0.4α2=0.023λd(Re)0.8(C p μλ)0.4=1348.4kcal ·℃ 因为计算时冷却盘管为直管，先修正： α=α（1＋1.77dR ）=1348.4×(1＋1.77×0.04741.829) =1410.3kcal ·℃3)筒体部分传热系数K3322111221111A Rs A A b A Rs A KA ++++=αλα 代入数据可得：A1-筒体内层传热面面积12.3062㎡ A2-筒体平均传热面积12.3562㎡ A3-筒体外壁平均传热面积12.304㎡ Rs1-啤酒液污垢系数0.000675㎡hh h h h h h h K 3562.1200815.03062.123562.12000307.04501.0304.123562.12000675.0304.125.1933562.121+⨯++⨯+⨯==7.058×10﹣3所以：K=141.7kcal ㎡·℃ 注：）②锥形罐筒体需冷却的热量 1）醪液放热 Q 醪=Q 1＋Q 2Q 1=34765×0.055×146.6=2803.1kcal A=22958.78（141.7×11.3）=14.34㎡ 则醪液的冷却负荷为： 14. =0.413㎡T ＞0.3m ³T 故冷却面积能够满足要求。

啤酒发酵罐设计：一罐法发酵，即包括主、后发酵和贮酒成熟全部生产过程在一个罐内完成。

1）发酵罐容积的确定：根据设计，每个锥形发酵罐装四锅麦汁，则每个发酵罐装麦汁总量V＝59.35×4＝237.4 m3锥形发酵罐的留空容积至少应为锥形罐中麦汁量的25%，则发酵罐体积至少应为237.4(1＋25%)＝296.75 m3,为300 m3。

取发酵罐体积V全2）发酵罐个数和结构尺寸的确定：发酵罐个数N＝nt/Z＝8×17/4＝34 个式中n—每日糖化次数t—一次发酵周期所需时间Z—在一个发酵罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍锥形发酵罐为锥底圆柱形器身，顶上为椭圆形封头。

设H﹕D＝2.5﹕1，取锥角为70°，则锥高h＝0.714DV全＝лD2H/4＋лD2h/12＋лD3/24得D＝5.1 m H＝2.5D＝12.8 m h＝3.6 m查表知封头高h封＝h a＋h b＝1275＋50＝1325 mm罐体总高H总= h封＋H＋h＝1325＋12800＋3600＝17725 mm3）冷却面积和冷却装置主要结构尺寸确定：因双乙酰还原后的降温耗冷量最大，故冷却面积应按其计算。

已知Q＝862913 kJ/h发酵液温度14℃3℃冷却介质（稀酒精）-3℃2℃△t1＝t1－t2′＝14－2＝12℃△t2＝t2－t1′＝3－（-3）＝6℃平均温差△t m＝(△t1－△t2)/㏑(△t1/△t2)＝(12－6)/ ㏑(12/6)＝8.66℃其传热系数K取经验值为4.18×200 kJ/(m2﹒h﹒℃)则冷却面积F＝Q1/K△t m＝862913/（4.18×200×8.66）＝119.2 m2工艺要求冷却面积为0.45～0.72 m2/ m3发酵液实际设计为119.2/237.4＝0.50 m2/ m3发酵液故符合工艺要求。

选取Ф109×4.5半圆形无缝钢管作为冷却管，d内＝100mm,d平均＝105mm每米管长冷却面积F0＝105×10-3×1＝0.105 m2则冷却管总长度L＝F/ F0＝119.2/0.105＝1135 m筒体冷却夹套设置二段，且均匀分布。

生物反应器课程设计-----啤酒露天发酵罐设计姓名：***班级：生工112学号：**********目录一、啤酒发酵罐结构与动力学特征1、啤酒的概述2、啤酒发酵容器的演变3、啤酒发酵罐的特点4、露天圆锥发酵罐的结构二、啤酒露天发酵罐设计1、发酵罐的化工设计计算2、发酵罐热工设计计算3、发酵罐附件的设计及选型三、发酵罐的技术特性和规范1、技术特性2、发酵罐规范表四、发酵罐设计图一、啤酒发酵罐结构与动力学特征1、啤酒的概述啤酒是以大麦和水为主要原料，大米、酒花和其它谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。

我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。

改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在居世界第二位。

由于啤酒工业飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。

为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术在原有传统方法的基础上有很大进展。

尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。

这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。

2、啤酒发酵容器的演变a发酵容器材料的变化随着产量的增加，容器的材料由陶器向木材，水泥，金属材料演变。

啤酒是微酸性饮料，对钢材和水泥有腐蚀性，因此除了不锈钢和优质铝板之外，容器内壁必须图上一层耐腐蚀衬里涂料，以免因材料的影响，引起浑浊与色香味的变化，并便于洗涤，杀菌和啤酒发酵时防止纯粹培养酵母的微生物污染。

现在的啤酒生产，主要多采用A3钢和不锈钢。

b开放式发酵容器向密闭式转变因容器加大后，发酵时产生大量CO2影响工人的健康，甚至发生危险，加盖密闭以后，既解除了这方面的危险，又有利于CO2的回收利用，并能防止空气中的微生物落入发酵罐，提高了发酵的清洁度。

啤酒发酵罐设计总结
啤酒发酵罐是啤酒酿造过程中至关重要的设备之一，其设计要考虑到以下几个方面。

1. 容量：发酵罐的容量要根据啤酒酿造的规模来确定。

一般来说，大规模的啤酒厂需要更大容量的发酵罐，以满足产量需求。

2. 材质：发酵罐通常采用不锈钢材质，因为不锈钢具有耐腐蚀、易清洁等特点，能够保证啤酒的质量和卫生安全。

3. 结构：发酵罐一般为圆筒形，并配有上下两个圆形封头。

上部封头上通常有一些用于通气、取样和观察的口，下部封头上则有一个出口用于排出废物和收集啤酒。

4. 控温系统：发酵罐需要能够控制温度，以提供适合酵母发酵的条件。

一般会在发酵罐上安装温度探头，并配备温度控制系统，可以根据需要调节发酵罐内的温度。

5. 搅拌系统：发酵罐内的液体需要经常搅拌，以保证酵母均匀分布和氧气供应。

因此，发酵罐设计中需要考虑搅拌系统的安装位置和方式。

6. 清洗系统：发酵罐需要经常清洗，以去除残留物和细菌。

因此，设计中需要考虑清洗系统的设置，以确保能够方便有效地进行清洗操作。

7. 安全措施：发酵罐设计中需要考虑安全措施，如安装压力表、安全阀等，以避免因压力过高造成的危险。

啤酒发酵罐的设计需要考虑到容量、材质、结构、控温系统、搅拌系统、清洗系统和安全措施等方面，以确保啤酒酿造过程的顺利进行。

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℃。

发酵罐设计一．发酵罐的容积确定V全=60m3，容积系数Φ=75%，则V有效=V全*Φ=45m3二．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：选用标准椭圆形封头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A3钢，冷却介质采用20%、-4°C的酒精溶液)5.罐体所承受最大内压：2.5kg/㎝3外压：0.3kg/㎝36.锥形罐材质：A3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200mm8.内壁涂料：环氧树脂三．D、H的确定由D:H=1:3，则锥高：H1=D/tan35°=0.714D封头高度H2=D/4=0.25D圆柱部分高度H3=（3.0-0.714-0.25)D=2.04D又因为V全=V锥+V封+V柱=0.187D3+0.43D3+1.60D3=60m3得D=3.00m查JB4746-02《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=3000mm再由V全=60m2，D=3.0m得径高比为：D:H=1：3由D=3000mm查表得椭圆封头几何尺寸为：=750mmh1=40mmhA=10.13m2V=3.82m3筒体几何尺寸为：H=6120mmA=57.65m2V=43.24m3锥体的几何尺寸为：h=40mmr=450mmH=2759mmF=15.6m2V=7.25m2则：锥形罐总高：H=750+40+6120+40+2759=9709mm总容积：V=3.82+43.24+7.25=54.31m3实际充满系数ψ：45/54.31=82.85%罐内液柱高：H=[45-7.25]*1000/[3.14*3*3/4]+(2795+40)=8178 mm四．发酵罐的强度计算（一）罐体为内压容器的壁厚计算1.标准椭圆封头设计压力为1.1⨯2.5=2.75kg/cm2S=式中：P=2.75 kg/cm2[]tσ：A3钢工作温度下的许用力取1520 kg/cm2ϕ：焊接系数，本例采用双面对接焊作为局部无探伤0.9壁厚附加量：C=C1+C2+C3查表得：C1;钢板厚度的负偏差取0.8mm负偏差C2:腐蚀裕量取2mmC3;制造减薄量取0.6则:S=[2.75⨯3000/(2⨯1520⨯0.9-2.75)]+3.4=6.42mm取S0=8mm直角边h0=40mm校核σ=(PD中/4S)⨯(D中/2h)=[2.75⨯(3000+8)/(4⨯8)]⨯[(3000+8)/(2⨯750)]=518.4≤[σ]t2.筒体P设=1.1⨯p工作=1.1⨯2.5=2.75kg/cm2S=[PD/(2[σ]φ-P)]+C（取C2=0.6,C2=2,C3=0.6）=[(2.75*3000)/(2*1520*0.9-2.75)]+3.2=6.2mmS=7mm/2S=667.1≤[σ]t校核σ =PD中3.锥形封头1）过渡区壁厚S=[(K P设Dg)/(2[σ]t-0.5P)]+CP设=1.1⨯2.5=2.75kg/cm2K=0.7161S=[(K P设Dg)/(2[σ]t-0.5P)]+C=(0.72⨯2.75⨯3000)/(2⨯1520⨯0.9-0.5⨯2.75)+C=2.17+C=2.17+0.6+2+0.217=4.99mm2）锥体S=[(f⨯P设Dg)/( [σ]t-0.5P)]+CS0=[(f⨯PDg)/([σ]t_0.5P)]=(0.577⨯2.75⨯3000)/(1520⨯0.9-0.5⨯2.75)(f查表为0.577)=3.5S=S0+C=3.5+0.6+2+0.217=6.32取S=10mm h0=40mm校核锥体所受的最大压力处σ=PD中/2Scos350=2.75⨯3000/2⨯10⨯cos350=503.7≤[σ]t(二).锥体为外压容器的壁厚计算1.标准椭圆封头设S=8mm S0=S—C=5mmD0=D i+2S=3000+16=3016mmR i=0.9D0=2714.4mmR i/S0=2714.4/5=542.88mm按外压球壳算法计算A= =0.121/542.88=0.00022查上表及B=300[P]=B⨯S0/ R i=300/542.88=0.553kg/cm2>0.3 kg/cm2满足要求取C1=0.5mm，C2=2mm，C3=0.5mm则S=S0+C=8mm2.筒体设S=13mmD0 =3000+2⨯13=3026mmS0=S—C=13—3.2=9.8mmL/D0=9709/3026=3.2D0/S0=3026/9.8=308.8A值取0.000792[P]= =2⨯0.000792*2.05*106/3⨯308.8=0.351 kg/㎠>0.3kg/cm2故可取C1=0.6mm,C2=2mm,C3=0.6mm则取S=13mm3.锥形封头因为：α=35°所以22.50°﹤α﹤60°按发酵罐设计的中封头设计可知，加强圈间中椎体截面积最大直径为：2⨯2759/2⨯tan35°=1931.5mm取加强圈中心线间椎体长度为1931.5mm设S0=9mm L/D=1370/3000=0.46D/ S0=3000/9=333.3查图表可知B=1200[P]=BS0/D=1200/333.3=3.6﹥0.3 kg/㎠故取S0=9mm C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm所以S=S0+C=12.2mm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 h0=40mm圆筒壁厚13mm标准形封头壁厚13mm h0=40mm五.锥形罐的强度校核1.内压校核液压试验P试=1.25P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=2.75kg/cm2液压实验P试=1.25P=3.44KG/cm2查得A3钢σ=2400kg/cm2σ试=p试=3.44 ⨯=760.5kg/cm20.9φσ=0.9⨯0.9*2400=1944kg/cm2>σ试可见符合强度要求，试压安全2.外压实验以内压代替外压P=1.5⨯（0.3+1.2）=2.25kg/cm2P试=1.25P=2.8kg/cm2<P内试故可知试压安全3.刚度校核本例中允许S=2⨯3000/1000=6mm而设计时取壁厚为S=13mm，故符合刚度要求（公式：S最小= 2D内/1000）二.发酵罐热工设计计算一、计算依据计采用A3钢作发酵罐材料，用8号槽钢做冷却夹套，分三段冷却，筒体二段，锥部一段，夹套工作压力为2.5kg／cm2冷媒为20%（v／v）酒精溶液，T进=-4℃，T出为-2℃，麦汁发酵温度维持12o（主发酵5-6天，封头及筒体部分保温层厚度为200mm，锥底部分为98mm）二、总发酵热计算Q=q*v=119*45=5535kg/hrq每立方米发酵麦汁在主发酵期间每小时的放热量；v为发酵麦汁量三、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*4.3-10.24=24.16cm2冷却剂流量为（三段冷却）3*24.16*10-4*1=7.284*10-3m3/s查得20%（v／v）酒精溶液△t平=-3℃下的=976kg/m 3C=1.04kcal/kg ·o C冷却剂的冷却能力为：Q=7.248×103×976×1.041×2×3600=53021.4kcal/hr ﹥8330kcal/hr故可选取8号槽钢为冷却夹套四、 发酵罐冷却面积的计算考虑生产过程中，随着技术的改进，工艺曲线可能更改，按目前我国工艺曲线看，日降温量较大的为13℃→5℃，为了将来工艺更改留下余量，设计取13-5=8℃为设计的日降温量，取0.6℃/hr 为设计的小时降糖量，则由Q6=KA △t m 求得冷却面积。

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。