生物工程工厂课程设计年产11W吨啤酒厂址设计与总平面设计

课 程 设 计课程名称: 生物工程工厂课程设计题目名称: 啤酒厂的厂址选择与总平面设计学生学院: 环境工程学院专业班级: 生物 0921 班学生姓名: 陈卓 丁静 朱行健学 号: 0914151030 0914151008 0914151017指导教师: 赵丽荣2012 年 5 月 24 日武汉纺织大学课程设计 年产 11W 吨啤酒厂址设计摘要厂址选择是基本建设前期工作的重要环节，在工厂建设中有明显的政治经济技术的意义。厂址选择正确与否，不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用，按质量按期完成工厂设计。厂中所提出的各项指标，而且对投产后的长期生产，技术管理和发展，都有着很大的影响，并同国家地区的工业布局和城市规划有着密切的关系，厂址的选择应该做到深思熟虑和严禁从事。【关键词】厂址的选择1.厂址选择的原则厂址选择一般包含地点和厂址选择，地点选择就是对所建厂在某地区的方位及其所处的自然环境状况，进行勘察。场地选择就是对所建厂在某地点的面积大小，场地外形及其潜藏的技术经济性，进行的调查，预测，对比分析，作为确定厂的依据，这个概念选择厂址的一般原则如下:1.地理位置选择厂址时应当了解所选厂址的方位及其城镇的关系，周围地段的地理情况和在该处建厂的有利条件和不利条件。2.地形，地势与地质现代化的发酵工厂，从原料到糖化到发酵到分离提纯到精制，包装是一条流水作业线。车间占地面积大且多的为矩形，因此要求厂址地形 及外形整齐为好，最适宜者为矩形，这样有利于工厂总平面的布置。 3.水文要有丰富的水源，包括地表水，深层水（深井水） ，水库水（雨水） ，江河水（露天水）及泉水和城市自来水等根据发酵工厂的特点，水质要满足生产工艺要求，包括满足引用水质标准及酿造用水标准，硬水及软化水等。一般深井水及泉水的水量，水温，水质均较适宜；地表水，水库水，江河水的水量大而水质不高；城市自来水来源方便单价个不便宜。使用时要注意合理性与经济性。4.气象气象资料是工厂总评面布置的重要依据之一，也是厂房设计和排水系统设计的主要依据。主要内容包括以下各项：（1）.温湿度（2）.降雨量（3）.冬季积雪情况（4）.冰冻期及地层冰冻深度、土壤温度（5）.风玫瑰图及风级表等（6）.最高最低气压及全年平均气压2.重要设备的占地面积计算.2.1 麦芽及大米立仓2.1.1 麦芽立仓一次糖化麦芽用量：5989.75 千克按贮存 2 个月计，一天糖化 8 次故贮存麦芽的量为：5989.75×2×30×8=2875080kg设麦芽的密度为 500kg/m3,则：麦芽立仓的容积为 2875080/500=5750.16m3取有效容积为 6000m3,选用底边倾斜 200的 2000m3的立仓 3 个，麦芽立仓的高度为 22m，则：V=3×/4×D 2×H，得出 D=6.2m，取 7m2.1.2 大米立仓一次糖化大米用量：3225.25kg大米立仓贮存原料 2 个月，则贮存量为：3225.25×30×2×8= 1548120kg大米的密度为 800kg/m3则所需立仓容积为 1548120/800= 1935.15m3，取 750m3大米立仓 3 个，大米立仓的高度以 16m 为宜，取 16m，长为 10m，宽为 5m，即立仓的容积为16×10×5=800m32.1.3 麦芽暂贮箱(1) 所需容量每次投料量：G=5989.75kg麦芽密度：500 kg/m 3，有效容积系数=0.8所需容积：V=5989.75/（500×0.8）=14.97 m 3(2) 结构采用方形斜锥底、角钢支架、钢板结构，如图 1 所示图 1其中：A=2000mm a=300mmAHhBb B=4000mm b=400mmH=1800mm h=500mm则有：V 总=ABH+ (AB+ab+ )=16.23m33hABab故暂贮箱可贮麦芽：G=V×0.8×500=16.23×0.8×500=6492kg2.1.4 麦芽粉暂贮箱(1) 所需容量计算每次投料量为：G=5989.75kg麦芽粉比容为: 2.56m 3/t有效容积系数：0.7则所需容积为：5.98975×2.56/0.7=21.29m 3(2) 结构结构简图如下图 2 所示：图 2其中：A=4000mm a=500mmB=2000mm b=300mmH=2500mm h=1000mm则有：BbAHhaV 总= ABH+ (AB+ab+ )=23.67>21.91m3,故此设计符合要求。3hABab2.1.5 大米暂贮箱(1) 所需容量每次投料量：G=3225.25kg大米密度为 800kg/m3,有效容积系数为 0.8则所需容积为：3225.25/（800×0.8）=5.04m 3(2) 结构采用方形斜锥底、角钢支架、钢板结构，其图同麦芽暂贮箱所示定箱尺寸为：A=3000mm a=300mmB=1500mm b=300mmH=1000mm h=300mm则有：V 总= ABH+ (AB+ab+ )=5.17>5.04m3,故此设计符合要3hABab求。2.1.6 大米粉暂贮箱(1) 所需容量每次投料量：G=3225.25kg麦芽粉比容为: 1.73m 3/t有效容积系数：0.7则所需容积为：3225.25×1.73/0.7=7.97m 3(2) 结构其结构图如麦芽粉暂贮箱所示定箱尺寸为：A=3000mm a=300mmB=2000mm b=300mm H=1000mm h=800mm则有：V 总= ABH+ (AB+ab+ )=8.28>7.97m3,故此设计符合要3hABab求。锅的主要尺寸糊化锅是圆柱形的器身，球形或椭圆形封头的底，其容积计算分两部分：、圆柱体部分计算V1=0.785×D2h1式中：D圆柱部分直径，m，取 D=3.2mh1圆柱部分的高度，m，取 h1=3.2mV1=0.785×D2h1=0.785×3.22×3.2= 25.72m3、球底体积V2=× (R- )2h式中：h 2球底部分高度，m，取 1.0mR球底半径，mR2=(R-1.0)2+1.62，得出 R=1.78mV2=3.14× (1.78- )=4.54m320.1故 V 总=V 1+V2=25.72+4.54=30.26m3根据实际情况，有效容积应在人孔间以下 0.5m故有效容积为：V 有=30.26-0.785×3.2 2×0.5=26.24m325.09 m 3，故符合要求。、夹套高度L= = =1.3 米DF4/22.314/09.2.2 糖化锅2.2.1 容积糖化锅最大投料量为并醪到 63的混合量：G 混 =44126.04kg混合醪的比重为 1.018kg/L则糖化锅的有效容积：V =44126.04/1.018=43345.82L=43.35m3取空隙系数为 1V 总 =1.2×43.35=52.02m32.2.2 锅的主要尺寸一段糖化锅的轮廊比例为 D：H=2：1，糖化锅的有效容积V 有=52.02m 3则：V 有=D 2H/4=D 3/8则：D=5.10m ，则 H=2.55m圆柱面与锅底表面积为：S 底 =( )2 = 20.42m22DS 直 =DH = 40.84m 2S 总=( )2 +DH = 61.26m 22.2.3 夹套加热高度夹套的高度 L = = = 1.28mDSF14.3底 1.543208.2.2.4 容积确定按物料衡算，每次糖化物料总量为：G=G 水+G 混=35620.58+9215=44835.58kg 糖化醪密度：=1018kg/m 3生产所需 1.2 的空隙系数故所需容积为：V 有=44835.58/1018=44.04m 3V 总=1.2×44.04=52.85m 32.2.4 过滤面积确定每 100kg 干麦芽产生 180L 含水的滤糟，最适宜的糟层厚度取 0.35m，则每100kg 干麦芽的过滤面积为：0.18/0.35=0.42m 2，取 0.5m2则所需过滤面积为：F=0.5×5989.75/100=29.95m 22.2.5 过滤槽尺寸的确定V 有=44.04m 3，F=29.95m 2则：F=D 2/4，求得：D=6.18m取 D/=6.2m则有：F /=×6.2 2/4=30.2m2V= F/×H，求得：H=1.46m，取 1.5m即确定了过滤槽的尺寸为：直径 6200mm，高度：1500mm2.2.6 麦汁煮沸锅的主要尺寸H：D=1：2，V 有=28.5m 3V 有=D 2H/4=D 3/8，故可求得 D=4.17m，取 D=4.2m=4200mm所以，H=2.1m=2100mm煮沸锅用圆柱形器身，球形封头的底，其容积计算包括两部分圆柱部分和球底部分，即：V 总=V 圆柱+V 球底=0.785D2h1+ (R- )23式中：D圆柱部分直径，为 4200mm h1圆柱部分高度，取 2100mmh2球底部分高度，取 1800mmR球底半径根据：R 2=（R-1.8） 2+（4.2/2） 2，求得：R=2.13m则：V 总=0.785×4.2 2×2.1+3.14×1.82（2.13- ）=44.65m 238.1根据实际生产情况，有效容积在人孔下 0.5m则：V 有=V 总-0.785D 2×0.5=44.65-0.785×4.22×0.5=37.72m22.3 麦汁冷却器2.3.1 型式麦汁冷却器采用薄板式热交换器2.3.2 所需冷却面积的计算(1) 第一段冷却（冷却介质为深井水）麦汁温度 6025，冷水温度 1730冷却时间 60min，Q=G·C（t 1-t2）tmkQF式中：G=57040.85kg C=1kcal/kg.t1=60，t 1/=17，t 2=25，t 2/=30则：Q=57040.85×1×（60-25）=1996429.75kcal/h逆流传导时的平均温度差t 1=t1-t2/=60-30=30t 1=t2-t1/=25-17=8t m= =16.64830In现取用麦汁冷却器为薄板冷却器，其传热系数 k=3000kcal/m2.h.则：F 1= =39.99m264.30975故所需薄板数为：n= 块543.7.09F(2) 第二段冷却（冷却水为冰盐水）麦汁温度 256，冷水温度-80冷却时间 60min，Q=G·C（t 1-t2）tmkQF式中：G=57040.85kg C=1kcal/kg.t1=25，t 1/=-8，t 2=6，t 2/=0则：Q=57040.85×1×（25-6）=1083776.15kcal/h逆流传导时的平均温度差t 1=t1-t2/=25-0=25t 1=t2-t1/=6-（-8）=14t m= =18.9745In取 k=732kcal/m2.h.则：F 2= =70.05m297.18306盐水耗用量：G= ，其中 C 盐水=0.731kcal/kg.)(/12tCQ故 G= =185324.24kg/h)80(731.5.6故所需薄板数为：n= 块94.375.0.2F则换热器的冷却面积总和为：F=39.99+70.05=110.04m2所需薄板数为 54+94=148 块薄板换热器的主要技术特征