吨小米醋发酵车间设计

1、.年产1000吨小米醋发酵车间设计侯彦成（陕西时代酿造科技有限公司 杨凌 712100）摘 要：食醋发酵是继酒精发酵之后，在醋酸菌氧化酶的作用下，生成醋酸的过程。食醋原料，按照工艺要求一般可以分为主料、辅料、填充料和添加剂四大类。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三类物质。本设计对醋酸生产的发酵车间进行了工艺计算和设备选型。关键词：食醋、发酵罐、深层发酵。绪论1、食醋的起源与功能食醋是传统的酸性调味品，我国酿醋自周朝开始，已有2500年历史。中国各地物产气候不同，产生了各具特色的地方食醋，保持至今最著名的江苏镇江香醋、山西老陈醋、四川保宁麸醋、辽宁喀左陈醋等。中国医药大典记载，“醋产浙江杭绍二县

2、为最佳，实则以江苏镇江为”，镇江香醋以糯米为原料，是一种典型的米醋。梁人陶弘景神农本草经注中就有关于镇江米醋用法的记载，据此，镇江香醋已有1400多年的历史。性能：味酸、甘，性平。归胃、肝经。能消食开胃，散淤血，止血，解毒。 因原料和制作方法的不同，醋的成品风味迥异。醋是用得较多的酸性调味料。每100mL醋中的醋酸含量，普通醋为3.5g以上，优级醋为5g以上。由于醋能改善和调节人体的新陈代谢，作为饮食调料，需要量不断增长。2、食醋的种类食醋可划分为酿造醋、合成醋、再制醋三大类。酿造醋是用粮食等为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。除主要成分醋酸外，还含有各种氨基酸、有机

3、酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分和风味成分。合成醋是用化学方法合成的醋酸配制而成，缺乏发酵调味品的风味，质量不佳。再制醋是以酿造醋为基料，经过进一步加工制成，如五香醋、蒜醋、固体醋等。3、食醋的原料食醋原料，按照工艺要求一般可以分为主料、辅料、填充料和添加剂四大类。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三类物质。辅料，一般使用谷糠、麸皮或豆粕作辅料。他们不仅含有一定量的碳水化合物，而且含有丰富的蛋白质和矿物质，为酿醋用微生物提供营养物质，并增加成醋的糖分和氨基酸含量，形成醋的色香味成分。填充料，固态发酵法制醋以及速酿法制醋都需要填充料，其主要作用是疏松醋醅，积存和流通空气。添加剂：食盐，醋醅发酵成

4、熟后要及时加入食盐以抑制醋酸菌，防止醋酸菌将醋酸分解，同时食盐还起到调和风味的作用。砂糖、香辛料，能增加醋的甜味，并赋予食醋特殊的风味。炒米色，能增加醋色泽及香气。4、食醋的生产工艺食醋的生产工艺分固态法及液态法两类。 (1) 固态法酿醋工艺 传统的固态法酿醋工艺主要有3种。1、用大曲制醋：以高粱为主要原料，利用大曲中分泌的酶，进行低温糖化与酒精发酵后，将成熟醋醅的一半置于熏醅缸内，用文火加热，完成熏醅后，再加入另一半成熟醋醅淋出的醋液浸泡，然后淋出新醋。最后，将新醋经三伏一冬日晒液与捞冰的陈酿过程，制成色泽黑裼、质地浓稠、酸味醇厚、具有特殊芳香的食醋。著名的有山西老陈醋。2、用小曲制醋：以糯

5、米和大米为原料，先利用小曲（又称酒药）中的根霉和酵母等微生物，在米饭粒上进行固态培菌，边糖化边发酵。再加水及麦曲，继续糖化和酒精发酵。然后酒醪中拌入麸皮成固态入缸，添加优质醋醅作种子，采用固态分层发酵，逐步扩大醋酸菌繁殖。经陈醋酿后，采用套淋法淋出醋汁，加入炒米色及白糖配制，澄清后，加热煮沸而得香醋。著名的有镇江香醋。3、以麸皮为主料，用糯米加酒或蓼汁制成醋母进行醋酸发酵，醋醅陈酿一年，制得风味独特的麸醋。著名的有四川保宁（今阆中县）麸醋及四川渠县三汇特醋。固态发醋法酿醋，由于是利用自然界野生的微生物，所以发酵周期长，醋酸发酵中又需要翻醅，劳动强度大。目前已采用纯种培养麸曲作糖化剂，添加纯种培

6、养酵母菌制成的酒母，进行酒精发酵，再用纯种培养醋酸菌制成的醋母，进行醋酸发酵而制得食醋。也有采用酶法液化通风回流法，将原料加水浸泡磨浆后，先添加细菌-淀粉酶加热液化,再加麸曲糖化,糖化醪冷却,加入酒母进行酒精发酵,待酒精发酵结束,将酒醪、麸皮、砻糠与醋母充分混合后，送入设有假底的醋酸发酵池中，假底下有通风洞，可让空气自然进入，利用自然通风及醋回流代替翻醅，并使醋醅发酵温度均匀，直至成熟。酶法液化通风回流法的产量，出醋率和劳动生产率均比传统法高。(2) 液态法酿醋工艺 传统的液态法酿醋工艺有多种。1、以大米为原料，蒸熟后在酒坛中自然发霉，然后加水成液态，常温发酵3-4个月。醋醪成熟后，经压榨、澄

7、清、消毒灭菌，即得色泽鲜艳、气味清香、酸味不刺鼻、口味醇厚的成品。著名的有江淅玫瑰米醋。2、以糯米、红曲、芝麻为原料，采用分次添加法，进行自然液态发酵，并经3年陈酿，最后加白糖配制而得成品。著名的有福建红曲老醋。3、以稀释的酒液为原料，通过有填充料的速酿塔内进行醋酸发酵而成，如辽宁省丹东白醋。液态发酵法制醋也渐采用深层发酵新工艺。淀粉质原料经液化、糖化及酒精发酵后，酒醪送入发酵罐内，接入纯粹培养逐级扩大的醋酸菌液，控制品温及通风量，加速乙醇的氧化，生成醋酸，缩短生产周期。发酵罐类型较多，现已趋缶使用自吸式充气发酵罐。它于50年代初期被联邦德国首先用于食醋生产，称为弗林斯醋酸发酵罐，并在1969

8、年取得专利。日本、欧洲诸国相继采用。本公司1997年新型研制的DF自动酿醋设备具有发酵周期短、醋酸转化率高、价格便宜等特点并于2002年取得了专利证书。泰国、菲律宾、台湾等中国内陆地区相继采用。现已服务过1900多家企业。食醋品种虽然繁多、工艺条件各具特色，但食醋酿造的基本工艺流程包含淀粉糖化、酒精发酵和醋酸发酵三个阶段。5、液态法食醋质量标准(1) 感官指标 具有本品种固有的色泽; 有正常酿造食醋的滋味。(2) 理化指标总酸（以醋酸计）含量/(g/100ml)3.5无盐固型物含量/(g/100ml)1.5一、设计任务年产1000小米醋发酵车间设计二、生产方案和流程的确定（一）生产方案的确定D

9、F自动酿醋设备属于液态深层发酵制醋。液态深层发酵制醋是将淀粉质原料经液化糖化、酒精发酵后，在醋酸发酵罐中完成液体深层醋酸发酵的新工艺。具有原料利用率高，自动化程度高，生产周期短（8-24h）等优点。深层发酵法是向酒醪中接入醋酸菌后，采用向醪液中通入空气的方法来增加醪液中的溶解氧，使醋酸菌的醋酸发酵正常进行。原料选择为小米，此地原料广泛，且小米制出来的醋口感较好。（二）生产流程的确定1. 菌种选择液化选择蜜蜂牌淀粉酶。（市场购买）糖化选择蜜蜂牌糖化酶。（市场购买）酿酒酵母菌选择安琪牌酿酒酵母。酵母菌培养的最适发酵为26-29（市场购买）醋酸菌选择LB活性醋酸菌。（专用）生长繁殖适宜温度36-39

10、，不耐热，最高生长温度40，最适PH3.56.5，耐食盐为1%1.5%。该菌产酸高达90%2. 原料预处理（1）原料的筛选和除杂1.剔除霉变的原料，除去附着的尘土和杂物。2.对带有皮壳的原料去除皮壳。（2）粉碎与水磨扩大原料同微生物酶的接触面积，使有效成分被充分利用，大多数情况下先粉碎，然后再进行蒸煮、糖化。（3）原料蒸煮液化使植物组织破裂，细胞中的淀粉被释放出来，淀粉由颗粒状转变为溶胶状态，另一个作用是高温杀菌。技术要点：液化后的糖浆具有香味i，用竹片撩液滴点呈渣水分离状；碘反应成棕黄色；DE值15%20%。工艺参数：流加法液化浆温8890，90最佳。维持30min；升温煮沸20分钟。用Na

11、CO3调pH；加CaCl20.2%补充Ca2+；加淀粉酶0.3%（酶活力2000u/g）。3. 糖化：采用高温糖化法，也称酶法液化法，它是先以-淀粉酶制剂在8590对原料粉浆进行液化，然后再用麸曲在60进行糖化。具有糖化速度快、淀粉利用率高等优点。技术要点：糖化液碘呈淡橙黄色；DE值25%30%；酸度0.2%。工艺参数：加糖化酶5%（酶活力1200u/g）；降温至60，糖化温度为58-60；糖化时间2-4h4. 酒精发酵通过冷却水降温至30，将酿酒酵母接入糖化醪中进行酒精发酵。技术要点：酒精含量4.0%7.0%；酸度0.3%0.4%。工艺参数：酒母1%(原料)；接种温度28，极限温度30；发酵

12、温度3037，最适3233，发酵时间68-72h。5. 醋酸发酵向酒精发酵醪中接入醋酸菌，在适宜的条件下，乙醇经醋酸菌的作用氧化为乙酸的过程称为醋酸发酵，它是酿醋的主要环节，直接影响到食醋的产量与食醋的风味。醋酸发酵工序由醋酸菌种子培养、醋酸发酵和陈酿等组成。技术要点：酒液酒度4%7%；醋酸发酵液酸度3.5%6.5%。工艺参数：接种温度2830；发酵温度3639，最高不超过40；前期通风量 0.07m/(m.min)、中期0.10.12 m/(m.min)、后期0.08m/(m.min)；培养时间6567h。醋酸菌含有乙酰辅酶A合成酶，能催化醋酸氧化，反应生成的乙酰辅酶A进入三羧酸循环，进一步

13、氧化为CO2和H2O。其反应式如下：所以，醋酸发酵成熟时就要加入1%3%的食盐，以抑制醋酸菌的活性。6.配兑、灭菌、罐装技术要点：灭菌后成品醋酸3.5%；醋液红褐色，无混浊，无沉淀，无异味；细菌数5000个/ml。工艺参数：灭菌温度90，维持3-5s；三、工艺设计及计算（一）工艺技术指标及基础数据1. 生产规模：年产食醋5000t（醋酸含量4% 质量分数）2. 生产工艺：液态深层发酵、间歇发酵3. 工作制度：全年工作300日，三班作业。4. 食醋日产量：17t5. 食醋年产量：5100t6. 副产品年产量：次级食醋占食醋总量的2%。7. 产品质量：符合GB181872000 国家标准酿造食醋8

14、. 大米原料含淀粉70%, 水分13%。9. -淀粉酶用量为8u/g原料，糖化酶用量为150u/g原料，酒母糖化醪用糖化酶量300u/g原料。10. 醋酸发酵罐发酵周期8d、周期数300/8 = 38。技术参数：淀粉糖化率：80%糖 酒精得率：85%酒精 醋酸得率：80%大米原料 成品醋：160kg /t（二）物料计算1. 主要原料的物料衡算（1）淀粉糖化物料衡算淀粉质原料加水加热糊化后，加入糖化曲或淀粉酶进行糖化，物料衡算总方程式 1621801g1.11g理论上1g淀粉完全水解后能生成1.111g葡萄糖。但由于糖化酶的活力、种类、糖化工艺的原因，淀粉原料中支键淀粉和直链淀粉的比例不同，糖化

15、结束后糖化醪中糖和非糖的比例控制不同等，因而使得糖化效果颇有差异，实际的糖化率一般以理论的75%-85%计算，即实际上1g淀粉能生成0.8330.944g葡萄糖。这里取80%，即1g淀粉能生成0.888g。（2）酒精发酵物料衡算向糖化醪液中接入酵母菌进行酒精发酵，其物料衡算可以用下列生化反应的总方程式为基础： 180 246881g 0.51g理论上1g葡萄糖能生产0.51g酒精，但由于酵母菌的生长繁殖、中间代谢产物的生成、酒精的挥发等，实际的酒精得率一般以理论酒精得率的85%计算，即实际上1g葡萄糖能生成0.434g左右的酒精。（3）醋酸发酵物料衡算向酒精醪液中接入醋酸菌，进行醋酸发酵，其物

16、料衡算可以用下列生化反应的总方程式为基础 4660 181g1.30g根据总方程式计算得到：理论上1g酒精能生产1.30g醋酸。但由于醋酸菌的生长繁殖，发酵过程中酒精和醋酸的挥发，以及醋酸的进一步氧化等，实际的醋酸得率一般以理论得率的80%计算，实际上1g酒精能生产1g左右的醋酸。由上述计算得知，用淀粉质原料酿醋时，1g纯淀粉能生成0.888g葡萄糖，经酒精发酵得到0.385g酒精，再经醋酸发酵可以得到0.385g醋酸。即1t 食醋含40kg醋酸，需40/0.385 = 103.9kg淀粉，需大米103.9/0.7 = 148.4 kg。（4）大米年消耗量5100t食醋中醋酸含量：51004%

17、 = 204t生产204t醋酸需要淀粉：204/0.385 = 530t年消耗大米量：530/0.7 = 757.14t（5）- 淀粉酶消耗量 应用酶活力为2000u/g的 淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。-淀粉酶用量按8u/g原料计算。全年用酶量为： 757.148 = 3.03t 2000单耗量： 3.03103/5100 = 0.594kg/t（6）麸曲耗用量 所用麸曲糖化酶的活力为800u/g，使用量为150u/g原料，则糖化酶消全年耗量为：757.14150 = 142.96t 800单耗量： 142.96103/5100 = 28kg/t（7）氯化钙（规格：无水）单耗

18、：0.15 kg/t：全年投料量：0.155100 = 765kg（8）纯碱（规格：工业用）单耗：0.225 kg/t：全年投料量：0.2255100 = 1147.5kg表1、 原料消耗表（5000t/a）名称规格单耗全年投料量大米淀粉含量70%148.4kg/t757.14103kg- 淀粉酶2000u/g0.594kg/t3.03103kg麸曲800u/g28kg/t142.96103kg氯化钙无水0.15kg/t765.07kg纯碱工业纯碱0.225kg/t1.15103kg2. 蒸煮醪量的计算根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:3，粉浆量为： 148.4（1+3）= 59

19、3.6kg式中 148.4 生产1t食醋（醋酸含量4%）需要的大米量蒸煮过程使用直接蒸汽加热，在后熟器和汽液分离器减压蒸发、冷却降温。在蒸煮过程中，蒸煮醪量将发生变化，故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行，因而十分复杂。为简化计算，可按下述方法近似计算。假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度50，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至88，然后进入连续液化器液化，再经115高温灭酶后，在真空冷却器中闪急蒸发冷却至63后入糖化罐。其工艺流程图如下图所示。 图3、粉浆连续蒸煮液化工艺流程干物质含量B0=87%的大米比热容为； c0 = 4.18（1-0.7B0）= 1.63 kJ/(kg. K)粉浆干

20、物质浓度为： B1 = 87/（4*100）= 21.8%蒸煮醪比热容为： c1 = B1c0+（1.0 - B1） cw= 21.8%1.63+（1.0-21.8%）4.18= 3.62 kJ/ (kg. K)式中 c w水的比热容kJ/(kg. K) 为简化计算，假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不变。经喷射液化加热后蒸煮醪量为： 式中 2748.9喷射液化器加热蒸汽（0.5Mpa）的焓（kJ/K）经二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：630 6303.62(88-84) = 626 (kg) 2288.3式中 2288.3第二液化维持罐的温度为84度下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)经喷射混合

21、加热器后的蒸煮醪量为；626 + 6263.62(115-84) = 657 (kg) 2748.9-1154.18式中 115灭酶温度（摄氏度）2748.90.5Mpa饱和蒸汽的焓（kJ/K）经汽液分离器后的蒸煮醪量： 657 - 6573.62(115-104.3) = 646 (kg) 2245式中 2245104.3摄氏度下饱和蒸汽的汽化潜热(kg)经真空冷却后最终蒸煮醪量为： 646 - 6463.62(104.3-63) = 605 (kg) 2351式中 2351真空冷却温度为63摄氏度下的饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)。粉浆中干物质的质量分数： = 21.28%3. 糖化醪量的

22、计算麸曲（糖化力800u/g干曲），单耗：28kg/t：生产1t食醋的糖化醪量：605 + 28 = 633kg 糖化醪干物质质量分数： = 20.5%4. 酒精发酵醪的计算（1）实际产酒精量 = 原料量淀粉含量实际产酒率 = 148.40.70.385 = 39.9 kg（2）发酵中CO2产量：39.9 = 38.2kg（3）发酵中溢出水分（按2%计）：39.90.02 = 0.8kg（4）酒精发酵成熟醪总质量（含醋母醪量）：633 38.2 0.8 = 594 Kg（5）成熟醪体积（成熟醪密度为0.99Kg/L）：594 / 0.99 = 600 L（6）成熟醪中酒精体积分数 （酒精d42

23、0=0.7893）：酒精体积分数= = 8.43%5. 醋酸发酵醪的计算（1）醋酸发酵醪质量 (含醋母醪量) 发酵时添加蛋白质水解液（d420=1.2）50Kg/t：594 + 50 = 644kg（2）醋酸发酵醪体积：600 + 50/1.2 = 641.7L（3）原料产醋量（转化率取84%）：39.91.3084% = 43.57kg（4）醋酸发酵时消耗氧气：43.57 = 23.2kg（5）醋酸成熟醪的质量：644 + 23.2 = 667.2Kg（6）成熟醪体积（成熟醪密度1.01Kg/L）：667.2/1.01 = 660.6 L（7）成熟醪醋酸的质量分数：43.57/667.2 =

24、 6.53%（8）配兑消毒后成品中醋酸量 按经验数据：压滤损失4%，消毒运输损失为1.2%，共损失5.2%，则醋酸量： = 41.3kg（9）配兑成4%醋酸含量的成品醋的质量：41.3/0.04 = 1032.5kg 1t ， 所以符合生产要求（10）4%成品醋的体积（成品醋密度1.01Kg/L）：1032.5/1.01= 1032.5L（11）原料出醋率：1032.5/148.4=6.96（Kg/Kg）（三）热量衡算1. 液化过程中的热量衡算粉浆质量m = 593.6 +0.594 +0.15 + 0.225 = 594.57kg；粉浆比热容c=3.72KJ/Kg.K；液化过程总耗热量为Q1

25、粉浆由初温T0加热至88总耗热量为Q2。（1）设粉浆初温取T0=20，流加法液化浆温为88，耗热量为Q2。则Q2 = mc(88-To) = 594.573.72(88-20) = 150402 KJ（2）加热过程中蒸汽带出的热量为Q2加热时间为40min，蒸发量为每小时5%。则蒸发水量为：V水 = m5%40/60 = 594.575%40/60 = 19.8 KgQ2 = V水 I = 19.82257.2= 44693KJ式中I为水的汽化潜热（KJ/Kg）（3）热损失Q2热损失为耗热量的15%：Q2= 15% （Q2+ Q2）（4）则总耗热量为：Q2 = 1.15（Q2+ Q2） = 1

26、.15（150402+ 44693） = 224360KJ再次升温煮沸到100后所需热量为Q3此时液化醪的质量为m1=605KgQ3 = m1c(100-88)= 6053.7212= 27007.2KJ液化过程中总耗热量为Q1Q1 = Q2+ Q3 = 224360+27007.2= 251367.2KJ2. 糖化过程热量衡算液化醪质量为m1 = 605 Kg液化醪比容热为c1c1= 式中：c0淀粉质比热容为1.55kJ/(kg.K)液化醪中干物质含量（%）c水水的比热容为4.18kJ/(kg.K)所以， c1= = 3.62 kJ/(kg.K)（1）糖化过程加曲前，要将液化醪降温到加曲温度

27、64，所放出的热量为Q4Q4 = m1c1（100-64） = 6053.62（100-64） = 78843.6 KJ（2）加曲后，开始糖化的温度为60，该过程发出的热量为Q5加曲后糖化醪的质量为m2=5275.2 KgQ5 = m1c1（64-60）= 6053.62(64-60)= 8760.4 KJ（3）糖化过程放出热量Q6Q6 = Q4+ Q5= 78843.6+8760.4= 87604KJ （4）冷却水初始温度为17，最终温度为35，则糖化阶段冷却水耗用量为W： W= = 3. 酒精发酵过程热量衡算（1）酒母接种温度为28，糖化醪降温到酒精发酵温度放出热量为Q7 糖化醪（含酒母醪

28、）质量m2= 633KgQ7 = m2c1（60-28）= 633 3.62（60-28）= 73326.72 KJ（2）酒精发酵温度为33，升温到酒精发酵温度所需热量为Q8Q8 = m2c1（33-28）= 6333.62（33-28）= 11457.3 KJ（3）产1t食醋过程中产生酒精39.9kg，以葡萄糖为碳源酵母发酵每生产1Kg酒精放出的热量约为1170KJ，则发酵和酵母培养每小时放出的热量为：Q9 =1170*39.9= 46683 KJ（4）冷却水初始温度为17，最终温度为35，酒精发酵阶段冷却水用量为W1W1 = = （5）酒精发酵阶段蒸汽耗用量为D11. 因为投入的是液体曲，

29、糖化醪干物质质量分数：= =20.54%2. 糖化醪的比热容c2 ：c2 = =3.56 kJ/(kg.K)3. 蒸汽耗用量D1为D1 = = 4. 醋酸发酵过程热量衡算（1）醋母接种温度为28，酒精发酵醪降温到醋酸发酵温度放出热量为Q10 酒精发酵成熟醪质量m3= 600 KgQ10 = m3c1（33-28）= 600 3.625= 10860 KJ（2）醋酸发酵温度为33，升温到醋酸发酵温度所需热量为Q11Q11 = m3c1（33-28）= 6003.62（33-28）= 10860 KJ（3）生产1t食醋过程中产生醋酸43.57kg，以酒精发酵每生产1Kg醋酸放出的热量约为7458.

30、5KJ，则发酵罐每小时放出的热量为（醋酸发酵时间66h）：Q12 =7458.5*43.57/66= 4923.74KJ/（t.h）（4）冷却水初始温度为17，最终温度为35，酒精发酵阶段冷却水用量为W2W2 = = （5）醋酸发酵阶段蒸汽耗用量为D2D2 = = （四）无菌压缩空气消耗量计算深层发酵法的通风量计算如下：理论需氧量： 22.4(L)60(g)a ba=22.4b/60式中 a理论需氧量，L/ min b理论产酸速度，g/minb= =13.10g/min理论通风量(a)：a= a/0.21式中 0.21O2的含量实际通风量(a”)：a”=2.5a式中 2.5经验数据a”=4.4

31、4b= 58.16L/min四、 设备设计与选型（一）液化车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需粉浆量：594.57Kg液化后醪液量：605kg每生产1t食醋需粉浆体积（粉浆密度1.07kg/L）：594.57/1.07=556L=0.556m3每天生产食醋17t，液化罐填充量80%，则每天需要液化罐的总容积：17*0.556/0.8 =11.82m32. 液化罐数量N1的确定，发酵周期8天：现取公称容积20m3的液化罐，实际容积为22m3.N1 = = 4.3 （个）现取公称容积22m3液化罐5个；3. 主要尺寸计算： H=2D；则有 解方程得：1.57D3+0.26D3=22D = =

32、2.29m 取2.4mH = 2D = 4.8m查表得封头高： =600+25=625mm ; 封头容积1.93m3（二）糖化车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需糖化醪量：633kg每生产1t食醋需糖化醪体积（糖化醪密度1.05kg/L）：633/1.05=603L=0.603m3每天生产食醋17t，糖化罐填充量80%，则每天需要糖化罐的总容积：170.603/0.8 =12.8m32. 糖化罐数量N2的确定，发酵周期8天：现取公称容积50m3的糖化罐，底封头为椭圆形封头，实际容积为58m3.N2 = = 1.76 （个）现取公称容积50m3糖化罐2个3. 主要尺寸计算（设上封头的容积与下

33、封头相等）： 糖化罐罐体不能太高或太矮取H:D=1.5; H=1.5D；则有 解方程得：1.18D3+0.26D3=59D = = 3.43m 取3.4mH = 1.5D = 5.1m 取5m查表得封头高： =850+50=900mm ; 封头容积5.60m3（三）酒精发酵车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需糖化成熟醪体积：600 L=0.6m3每天生产食醋17t，酒精发酵罐填充量85%，则每天需要酒精发酵罐的总容积：170.6/0.85 = 12m32. 酒精发酵罐数量N3的确定：现取公称容积20m3的发酵罐，实际容积为22m3.N2 = = 4.36 （个）现取公称容积20m3发酵罐5

34、个3. 主要尺寸计算： H=2D；则有 解方程得：1.57D3+0.26D3=59D = = 2.29m 取2.4mH = 2D = 4.8m查表得封头高： =600+25=625mm ; 封头容积1.93m34. 种子罐（1）种子罐容积和数量的确定 V种=V总10%=2210%=2.2 m3式中V总为发酵罐的总容积m310%接种量（2）种子罐数量的确定种子罐与发酵罐对应上料，发酵罐平均每天上1罐则需种子罐1个，种子培养时间1220小时，取12小时，辅助操作时间810小时，生产周期约2030小时。（3）主要尺寸的确定设H/D=2/1，则种子罐总容积V总为：V总=V筒+2V封； V总= 0.78

35、5D22 D+D32/24=2.2 算得 D=1.06m 取D=1.1 m 则 H=2D=2.2 m查相应表得封头高 H封=250+25=275mm罐体总高 H罐= H筒+2H封=2200+2275=2750mm单个封头容量 V封=0.151 m3圆筒容积 V筒= 0.785D22 D=1.571.13=2.09 m3不计上封头容积V有效= V筒+V封 = 2.09 + 0.151 =2.24 m3校核种子罐总容积： V总=2 V封+ V筒 = 2.39 m3 比需要的种子罐容积大，满足设计要求。（四）醋酸发酵车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需酒精发酵成熟醪体积：641.7L = 0.6

36、42m3每天生产食醋17t，醋酸发酵罐填充量70%，则每天需要醋酸发酵罐的总容积：170.642/0.70 = 15.59m32. 醋酸发酵罐数量N4的确定：现取公称容积20m3的自吸式醋酸发酵罐，实际容积为22m3.N4 = = 5.66 （个）现取公称容积20m3发酵罐6个年产醋酸醪液质量：204/0.0653 = 3124t式中 0.0653成熟醋酸醪液醋酸含量年产醋酸醪液体积：V醪 = 3124/1.01 = 3093m3式中 1.01醋酸醪液密度实际产量验算： =3465m3 3093m3富裕量为： = 12%，能满足产量要求。3. 主要尺寸的计算现按公称容积20m3的发酵罐计算。V

37、全=V筒+2V封=22m3；封头折边忽略不计，以方便计算。H=2D ； 则有V全= 1.57D3+0.26D3=221.83 D3=22 D= =2.29m 取D=2.4m H=2D=4.8m查表得封头高： =600+25=625mm ; 封头容积1.93m3V全=V筒+2V封 = 1.57D3 + 1.932 = 25.56 m34. 冷却面积的计算 平均温差 = =30.43采用竖直列管换热器，取经验值k=4.18500KJ/（m3.h.）生产1t食醋每小时放出热量Q12 = 4923.74KJ/（t.h）对公称容积20m3的发酵罐 =1.2m25. 转子与定子的确定实践表明，三棱叶转子的

38、特点是转子直径较大，在较低转速时可获得较大的吸气量，当罐压在一定范围内变化时，其吸气量也比较稳定，吸程也较大，但所需的搅拌功率也较高。三角叶叶轮直径：D = 0.35D罐= 0.352.4 = 0.84m 取0.8m叶轮外径：d=D=0.8m浆液长度：e= =0.45m交点圆径：= =0.3m叶轮高度：h= =0.2m挡水口径：2= = 0.56m导轮内径：3= =1.2m簧叶角：=45间隙：=2mm叶片厚：b=5mm叶轮外缘高：h1=h+2b=0.201m导轮外缘高：h2=h1+2b=0.202m6. 设备结构工艺设计发酵设备的材质选择，优选考虑的是满足工艺要求，其次是经济性。本设备采用A3

39、钢制作，以降低设备费用。7. 壁厚计算（1）计算法确定发酵罐的壁厚S：S= 式中D设备公称直径240cmP设计压力，P=0.4MPaA3钢许允应力 =127 MPa 焊缝系数 0.51之间,取 =0.7C壁厚附加量，C= C1+ C2+ C3=0. 8+2+0=2.8mm=0.28cm带入数据得：S= =0.82cm 取10mm查表知直径2.4m厚10mm筒高4.8m，每米高重596kgC筒 = 5964.8 = 2861kg（2）封头壁厚计算，标准椭圆封头的厚度计算公式如下：S= 式中P=0.4MPaD=400cm=127MPaC=0.08+0.2+0.1=0.38cm =0.7S= =0.

40、92cm取10mm8. 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：该罐实装醪量220.7=15.4m3，30min之内排空则物料体积流量Q= =0.0086m3/s发酵醪流速取v=1m/s.则排料管截面积为： F物= Q/V =0.0086/1=0.0086m2管径 d = （F物/0.785）1/2 =（0.0086/0.785）1/2 = 0.105 m取无缝钢管1334，125mm105mm,认为适用。进料管同排料管取无缝钢管1334排料时间复合：物料流量Q=0.0086m3/s，流速v=1m/s；管道截面积F=0.7850.1252=0.0123m2，在相同流速下，流过物料因管径较原来 结果大，则相应流速比为P= =0.7（倍），排料时间t=