科技創(chuàng)新聚氨酯保溫材料在黃酒發(fā)酵罐外壁保溫中的應(yīng)用蔣鳳山浙江越州防腐工程有限公司浙江紹興312000益。文章首先介紹了黃酒發(fā)酵罐的保溫現(xiàn)狀以及聚氨酯材料的保溫性能，然后簡述了聚氨酯保溫材料在發(fā)酵罐外壁的施工工工藝，陜西玻璃棉，西安玻璃棉板，西安保溫材料，白色無甲醛玻璃棉板，http://www.shuizu1.com，西安聚鑫建材有限公司通過具體的實(shí)例說明了在黃酒發(fā)酵罐外壁使用聚氨酯保溫材料所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

它具有優(yōu)異的物化性能，其中包括低的熱導(dǎo)熱、材質(zhì)分布均勻、高的抗壓性能、防水性能好、絕熱保冷性好等優(yōu)點(diǎn)；施工操作簡便，具有便捷的加工工藝，可以在多種物體表面施工加工保溫層。同時(shí)對(duì)主體結(jié)構(gòu)有保護(hù)作用、防止結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露等特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境無明顯影響，屬于節(jié)能環(huán)保型保溫材料，是目前較為理想的保溫材料之一。本文將聚氨酯保溫材料引入黃酒發(fā)酵罐的外壁保溫體系中，通過理論聯(lián)系實(shí)踐證實(shí)聚氨酯保溫材料在發(fā)酵罐保溫應(yīng)用中同樣具有優(yōu)異的性能。

1、黃酒發(fā)酵罐保溫現(xiàn)狀黃酒生產(chǎn)主要包括蒸煮、發(fā)酵以及過濾分裝三個(gè)步驟，其中發(fā)酵環(huán)節(jié)對(duì)其品質(zhì)影響最大。在黃酒發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生多種中間代謝物，其含量極少，但對(duì)黃酒的質(zhì)量和口味的影響很大。而它們的產(chǎn)生主要取決于發(fā)酵過程中的溫度。黃酒發(fā)酵分為前發(fā)酵和后發(fā)酵，對(duì)應(yīng)著前發(fā)酵罐和后發(fā)酵罐。黃酒入罐溫度視室溫而定，但最高的發(fā)酵溫度不超過32°C，前發(fā)酵結(jié)束后立即送到后發(fā)酵罐內(nèi)，溫度保持在15°C18°C直至發(fā)酵結(jié)束。通常，發(fā)酵液溫度要求控制在給定溫度的±0.3°C范圍內(nèi)，以期望得到一個(gè)理想的發(fā)酵狀況。因此，把握好啤酒發(fā)酵過程中的發(fā)酵溫度，控制好溫度升降的速率是決定啤酒生產(chǎn)質(zhì)量的核心。

黃酒發(fā)酵罐一般是由不銹鋼或碳鋼焊接而成的大型常壓容器，通常情況下后發(fā)發(fā)酵罐的容積在20立方米以上，在發(fā)酵罐的外壁貼有兩層保溫的材料，罐內(nèi)儲(chǔ)有水和大米等發(fā)酵原料的混合物，發(fā)酵罐內(nèi)部液體的溫度通過自循環(huán)的方式來保持均勻；通過向循環(huán)液通入蒸汽來給罐內(nèi)物料加熱，達(dá)到工藝指定的溫度后，通過關(guān)閉蒸汽閥門來保持發(fā)酵罐內(nèi)部恒溫的狀態(tài)。所以，發(fā)酵罐外部的保溫層顯得猶為重要，減少散熱量才可以使得內(nèi)部恒溫的狀態(tài)保持的更長的時(shí)間，更加穩(wěn)定，從而減少蒸汽的消耗量并且達(dá)到節(jié)省能源的目的。

食品行業(yè)罐體的外壁保溫材料通常是選用巖棉或聚氨酯噴涂進(jìn)行的，作為保溫材料的巖棉板，其施工工藝相對(duì)于別的保溫材料來說比較復(fù)雜，首先必須在儲(chǔ)罐外壁焊上懸掛巖棉板的固定鋼釘，將巖棉掛好之后，用鋼絲網(wǎng)將巖棉板捆綁在儲(chǔ)罐外壁上。然后在巖棉上分層抹灰，纏上玻璃纖維網(wǎng)格布，再在外層刷上瀝青漆，整個(gè)施工過程消耗大量的時(shí)間和人力，而其使用時(shí)間也較短，耐久性能不好。相對(duì)來說，聚氨酯噴涂的施工工藝更加簡單一些，其耐久性也比較好，導(dǎo)熱系數(shù)低于0.029W/（m2K），另外在保溫層上加層薄鋼板作業(yè)防護(hù)層，相對(duì)來說其造價(jià)較高。因此，根據(jù)黃酒發(fā)酵罐的保溫特點(diǎn)，其使用溫度相對(duì)較低，可以考慮使用民用住宅的節(jié)能硬質(zhì)聚氨酯外墻保溫系統(tǒng)在黃酒發(fā)酵罐外壁進(jìn)行保溫施工。

2、聚氨酯材料保溫性能分析選用保溫材料的原則：首先使用的材料導(dǎo)熱率小，蓄熱系數(shù)大；其次應(yīng)該選用化學(xué)穩(wěn)定性比較好的材料，以確保在保溫時(shí)候不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；此外，選用輕質(zhì)無毒的、阻燃型的保溫隔熱材料；最后還要求材料的吸水率小，而且具有良好的施工性能。

為了起到好的保溫作用，在黃酒發(fā)酵罐體外壁選用保溫材料時(shí)，與其他的工業(yè)儲(chǔ)罐保溫選材一樣，選用高熱阻的保溫材料，也就是選用表觀密度相對(duì)較小，導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低的高效、價(jià)廉的保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)正常情況下不高于0.05W/（m2K）。同時(shí)選用的保溫材料吸濕率越低越好，而粘結(jié)性能也要盡可能的好。此外，盡量采用尺寸穩(wěn)定的保溫材料，這樣在尺寸變動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力相對(duì)較小些，從而使用膠粘表面的應(yīng)力盡可能的小。表1為常用三種保溫材料的主要技術(shù)性能。

洳表1）表1常用保溫材料的技術(shù)性能種類導(dǎo)熱系數(shù)iw/mK）最高使用溫度/C防火性能巖棉不燃燒硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃EPS聚苯板阻燃從上表1可以看出，這三種材料中硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料密度適中最小，導(dǎo)熱系數(shù)最小，遠(yuǎn)低于0.05WmK），同時(shí)在這三種材料當(dāng)中吸水率是最低的，有較好的防火性能，能夠做到阻止燃料，離開即能熄滅等特點(diǎn)。同時(shí)聚氨酯硬質(zhì)材料能夠承受因溫度、濕度變化而產(chǎn)生的巨大應(yīng)力變化，起到好的保溫效果。從表1中還可以看出，聚氨酯硬泡在反應(yīng)罐外壁表面溫度的使用溫度不能超過120C，因此若實(shí)際應(yīng)用溫度低于120C時(shí)，可考慮采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料或者噴涂料進(jìn)行保溫施工，這樣罐外溫度較低時(shí)可以阻止罐內(nèi)熱能外失，罐外溫度偏高時(shí)可以有防止罐內(nèi)溫度升高，從而有利于反應(yīng)罐內(nèi)溫度的相對(duì)恒定，有利于黃酒發(fā)酵過程穩(wěn)定的進(jìn)行。

3、發(fā)酵罐外壁聚氨酯保溫施工工藝硬泡聚氨酯噴涂施工工藝就是通過A、B進(jìn)料泵把將A料和B料兩種原料在現(xiàn)場按設(shè)定比例輸送到噴槍，經(jīng)過壓縮空氣加壓后從噴槍噴射到物體表面而形成一層保溫層。其應(yīng)用廣泛，可以直接噴涂，不受保溫體外型、工作面等條件的限制；另外經(jīng)噴涂而形成的保溫層是個(gè)整體的造型，沒有接縫。整個(gè)保溫施工過程分如下幾步，首先是焊接鐵骨架，安裝木楞；其次罐體表面除銹，防銹漆施工；然后是聚氨酯噴涂施工，塑料薄膜封層；最后安裝彩鋼板。具體步驟如下：第一，在罐體外壁上劃線放樣以確定角鐵支架具體位置，注意各個(gè)方向的間距要均勻，角鐵骨架焊接要牢固，鐵架的安裝要直順。這樣才能使木楞安裝的更加精確，固定可靠。

第二，使用機(jī)械除去罐體外壁上的銹，以達(dá)到鋼板表面無可見油脂和污垢的標(biāo)準(zhǔn)，除銹結(jié)束后應(yīng)盡快完成防銹漆的施工以盡量減少暴露時(shí)間。防銹漆施工前，罐體外表面要保持干燥、清潔，施工時(shí)要做到涂層厚度均勻，不可漏涂或重復(fù)多次涂漆。

第三，直接噴涂法施工，首先檢查噴涂機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況；將準(zhǔn)備好的A，B料分別倒入各自容器，啟動(dòng)泵，進(jìn)行物料循環(huán)，校準(zhǔn)計(jì)量泵流量，按A，B料的試配比例進(jìn)行調(diào)試；噴涂時(shí)應(yīng)先啟動(dòng)空壓機(jī)，物料泵，調(diào)節(jié)空壓機(jī)，達(dá)到指定的壓力接入噴槍，待物料泵噴出物呈霧狀后，再將槍口對(duì)準(zhǔn)罐體表面進(jìn)行噴涂；每次噴涂保溫層厚度一般在2cm厚為宜，總厚度大于2cm的，逐層噴涂，直至達(dá)到最終保溫厚度，多次噴涂時(shí)，第一層為打底層，應(yīng)適當(dāng)增加B料的比例，以增加與基層的粘結(jié)力；噴涂過程中壓縮空氣不能中斷，施工間歇時(shí)，先停物料泵；般情況下，噴涂的順序先罐頂，再頂圈，然后從上到下逐圈噴涂，直到底圈板，噴涂作業(yè)完畢，應(yīng)先關(guān)掉物料泵，然后把噴槍零件在丙酮內(nèi)進(jìn)行徹底清洗。

第四，選擇在無風(fēng)或風(fēng)力比較小的天氣進(jìn)行塑料封層施工，并保持塑料薄膜與聚氨酯保溫層密貼，要防止出現(xiàn)空鼓、打折、破損等缺陷；然后，進(jìn)行彩鋼板安裝，安裝時(shí)線形應(yīng)直順，防止變形起鼓，接縫應(yīng)該用硅膠密封填實(shí)，螺絲安裝完畢，螺帽涂硅膠密封。

在保溫層施工過程中，還要注意以下幾點(diǎn)：第因?yàn)榫郯贝讎娡渴┕な墉h(huán)境影響較大，故施工過程中要加強(qiáng)對(duì)環(huán)境因素的控制，施工現(xiàn)場環(huán)境氣溫冬季不低于5C.夏季晴天不得高于35C，若在室外施工，風(fēng)力不大于5級(jí)；雨天不得施工。必要時(shí)，可在腳手架上搭防護(hù)棚以避免陽光直射。第二，聚氨醋噴涂施工，罐體表面要干燥、清潔，無濕痕或雜科技創(chuàng)新②矩形承臺(tái)彎矩的計(jì)算：由于塔吊樁間距與塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間距相等，無彎矩產(chǎn)生。

2.1.4矩形承臺(tái)截面抗剪切計(jì)算第二步的計(jì)算方案可以得到XY方向樁對(duì)矩形承臺(tái)的最大剪切力，考慮對(duì)稱性，記為V=2809.063kN我們考慮承臺(tái)配置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式：其中義――計(jì)算截面的剪跨比，2 =1.500；ft―混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，ft=1.570N/inm2；b承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度，b=4000mm；h0承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算高度，h0=700mm；fy鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy=300.000N/imm2；塔吊廠家所提供的S=560mm的鋼筋間距已經(jīng)滿足要求，下面考慮構(gòu)造配筋。

樁身承載力計(jì)算依據(jù)建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（」G」94-2008）的第根據(jù)第二步的計(jì)算方案可以得到樁的軸向壓力設(shè)計(jì)值，取其中最樁頂軸向壓力設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足下面的公式：其中Fc―一基樁成樁工藝系數(shù)，取0.750，fc――混凝土軸心抗經(jīng)過計(jì)算得到樁頂軸向壓力設(shè)計(jì)值滿足要求，受壓鋼筋只需構(gòu)造配筋！

樁身受拉計(jì)算，依據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范兒194-2008第5.8.7條：受拉承載力計(jì)算，最大拉力N=871.636kN，經(jīng)過計(jì)算得到受拉鋼筋灌注樁主筋采用12根18，AS=3053.63mm2，鋼筋能滿足要求。

2.1.6樁抗壓承載力計(jì)算樁承載力計(jì)算依據(jù)建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（G94-2008）的第5.2.5和5.3.5條，根據(jù)第二步的計(jì)算方案可以得到樁的軸向壓力設(shè)計(jì)值，取其中最大值N=1 404.531kN，樁豎向極限承載力驗(yàn)算應(yīng)滿足下面的公式，最大壓力：其中R基樁豎向承載力特征值；Ra單樁豎向承載力特征值；K――安全系數(shù)，取1.0；fak―一承臺(tái)下土的地基承載力特征值加權(quán)平均值――承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)：qsk―樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，按下表取值；qpk―一極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，按下表取值；u―樁身的周長，u=2.513mAp―樁端面積，取Ap=0.5027m2Ac―計(jì)算樁基所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)凈面積，Ac=3.50m2；丨丨一第i層土層的厚度，取值如前表1.3；由于樁的入土深度為39m，所以樁端是在第10層土層。此處計(jì)算時(shí)在承臺(tái)未澆砼前為最不利狀態(tài)，因此不考慮承臺(tái)效應(yīng)。同時(shí)也無需考慮地震作用。

樁頂最大壓力標(biāo)準(zhǔn)值為1037.840kN，上式計(jì)算的R值遠(yuǎn)大于樁頂最大壓力值，故滿足要求。

樁抗拔承載力計(jì)算依據(jù)建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范G94-2008）的第5.4.5條，樁抗拔承載力應(yīng)滿足下列要求：得：經(jīng)計(jì)算，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足要求，特別是在樁的抗壓和抗拔承載力的計(jì)算上明顯超出很多，因此樁長還能進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s減。在此不詳細(xì)敘述。

現(xiàn)在施工現(xiàn)場使用格構(gòu)柱+鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的塔吊基礎(chǔ)形式越來越多，然而這種基礎(chǔ)形式卻無法按規(guī)范進(jìn)行正常的計(jì)算，參數(shù)的取值至關(guān)重要。

設(shè)備保溫保溫層平保溫效果面積均厚度保溫前保溫后發(fā)酵罐外壁100m22cm使用3組加熱器使用1組加熱器（上接第152頁）物，設(shè)備性能應(yīng)完好，工作連續(xù)可靠，施工現(xiàn)場作業(yè)場地清潔，同時(shí)要做好物料管理，防止物料受到污染。

4、發(fā)酵罐外壁聚氨酯保溫實(shí)例本節(jié)以某省市黃酒生產(chǎn)企業(yè)廠房內(nèi)的黃酒發(fā)酵罐保溫為例，其保溫材料為硬質(zhì)聚氨酯噴涂。通過對(duì)比冬天的黃酒發(fā)酵罐保溫前后所需熱量的對(duì)比，發(fā)酵罐中的操作溫度25°C，具體的保溫效果如下表2所示。表2聚氨酯噴涂保溫效果由表2可見，在冬季黃酒發(fā)酵罐外壁在末用聚氨酯噴涂保溫前需要開34組加熱器來維護(hù)罐內(nèi)的溫度，使用聚氨酯噴涂保溫后只要開1組加熱器就可以了，由此每天可以節(jié)約2T左右的蒸汽，節(jié)能效果明顯。同時(shí)，在夏季也有利于發(fā)酵罐內(nèi)保持低溫發(fā)酵的過程，從整體來看，使用聚氨酯噴涂保溫于黃酒發(fā)酵罐外壁對(duì)黃酒發(fā)酵過程中的控制發(fā)酵溫度的溫度有著極大的作用，并具有定的經(jīng)濟(jì)效益。

儲(chǔ)罐進(jìn)行保溫和隔熱處理，罐內(nèi)的熱量很大一部分就通過裸露的罐壁擴(kuò)散到空氣當(dāng)中，致使在冬天的寒冷季節(jié)或者罐內(nèi)外溫差比較大的時(shí)候很難平緩的控制溫度的變化，以及造成巨大的熱量流失，從實(shí)際操作過程可以看出對(duì)黃酒發(fā)酵罐的外壁進(jìn)行保溫的必要性。文中采用聚氨酯噴涂對(duì)黃酒發(fā)酵罐進(jìn)行保溫，通過對(duì)比可見采用聚氨酯噴涂后帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。此外，雖然聚氨酯噴涂保溫工程的施工是一項(xiàng)專業(yè)性相當(dāng)強(qiáng)的工程，所要求施工技術(shù)也比較高，但是只要嚴(yán)格按照施工的技術(shù)規(guī)程來設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收，就能取得理想的保溫效果。