年产6000吨葡萄酒工厂设计论文Word下载.docx

1、维生素C不仅可以强化免疫系统,还可以抑制黑色素形成。且红葡萄酒比白葡萄酒中含有的维生素C更多。1.1.2.4 氨基酸 葡萄酒在酿造过程中会发生酵母自溶现象4,可形成新的氨基酸。葡萄酒中氨基酸种类有25种之多,并含有所有人体必需氨基酸。因此葡萄酒能调节机体代谢功能,预防和治疗人体因缺乏某种氨基酸而引起的疾病。 除上述营养物质外,葡萄酒中还含有很多具有医疗保健功能的成分。1.1.2.5 预防心血管疾病 葡萄酒中的多酚类物质,如,类黄酮类、白藜芦醇、原花色素。这些成分具有明显的扩张血管、软化血管、降低血粘稠度作用。众所周知,造成心血管疾病的罪魁祸首就是胆固醇。而胆固醇有份好的胆固醇（HDL）和坏的胆

2、固醇（LDL）。其中其中LDL氧化后会逐渐堆积附在血管壁造成人体疾病5。而红酒中的多酚类物质有很强的抗氧化能力可预防LDL氧化。因此适量饮用葡萄酒,可减低血液中的胆固醇含量,预防动脉粥样硬化和心脏病2。1.1.2.6 抗菌作用 目前研究发现,葡萄酒中酚类、有机酸、酒精等都具有一定的抗菌作用。葡萄酒中的酒精与酸可起协同作用,酒精使细菌细胞壁变薄,酸渗入酒精起杀菌作用。有机酸可阻断细胞膜的转运,从而杀灭细菌。对酚类抗菌作用的研究表明,不同细菌对不同浓度的酚类化合物表现出不同的特性,葡萄酒中酚类化合物浓度增加可增强其抗菌作用。葡萄酒对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、幽门螺杆菌、李斯特菌、志贺氏菌

3、等细菌具有良好的抗菌作用6 。1.1.2.7 防癌抗癌 葡萄酒中来源于葡萄叶表皮和浆果果皮的白藜芦醇具有很强的抗癌能力。其化学名称为E-5-2-（4-羟苯基）-乙烯基-1,3-苯二酚、?三酚,以游离态和糖苷结合态两种形式存在。它能使保护癌细胞一种叫做NF一卡巴粒B的蛋白质失去活性,从而使化疗中仍能存活的肿瘤细胞在化疗过程中被彻底杀死,防止恶性肿瘤的扩散7。1.1.2.8 抗氧化抗衰老 葡萄酒中含有的聚酚,是一种强力的抗氧化剂,其抗氧化能力是维生素E的两倍1。聚酚是植物经光合作用后由氨基酸合成的物质。他是为了防止葡萄本身受到氧化侵害而产生的物质,葡萄中它的含量受当年气候的影响。除此以外,葡萄中所

4、含的维生素C、维生素E也可以防氧化。 葡萄酒是一种同时兼具美味与健康的饮料,它使我们能够在享受美味的同时获得健康的体魄。1.1.3 葡萄酒在我国的发展现状及发展趋势与目标 在我国,由于风俗习惯和饮食习惯,葡萄酒的地位一直屈居于白酒和啤酒之下。但是,随着中国加入世贸组织,中国不仅贸易与世界接轨,中国文化与观念也逐步与世界接轨。西方葡萄酒文化开始被国人认知并喜爱。近年来,又伴随着消费升级大潮的来临,葡萄酒行业进入快速发展期,并保持着良好的发展势头。中国的葡萄酒品牌在近几十年来也得到了飞快的发展。据统计,我国已有葡萄酒公司500多家。而其中,以张裕、王朝、长城、威龙、新天最为出名,这五家企业也构成了

5、中国葡萄酒事业的第一集团,带领着中国的葡萄酒业继续向前8。 但我国的葡萄酒公司企业小且比较分散,无论在原料、技术、观念还是法规上,与国际优良的葡萄酒产区还有很大差距。虽然目前我国葡萄酒行业面临着巨大的压力,但随着居民生活水平的提高与葡萄酒文化的普及,中国的葡萄酒市场还是很有潜力的。只要认清自己的优缺点,我国的葡萄酒产业将会走的更远。 目前我国葡萄酒市场需求与产量不断扩大,2010年产量达80万t,占饮料酒比例升至2%。萄酒质量稳步提高,产品向高端化发展,高档酒将占到50% ,中档酒占到40% ,而低档酒只占10%8。产品结构的进一步优化及酒庄旅游业的发展,将会是我国葡萄酒行业发展的好机会。 以

6、张裕为例,其高档产品所占比例呈上升趋势,预计2012年高档产品将翻倍至1万吨,一季度高档产品（含百年酒窖、卡斯特、爱菲堡、冰酒）增长约35%,解百纳增长约32%,中低档（含普通干红、干白）增长20%,白兰地增长约20%,起泡酒等稳定增长。一季度高档酒系列总体占公司销售收入的25%28%。预计未来高档酒增长速度将快于中低档。1.2工厂概况、立项意义1.2.1工厂概况 本工厂设计根据国内现有的技术条件及市场环境进行,致力于酿造品质优良的高端红葡萄酒,本工厂年产量6000吨。工厂位于河南省民权县。民权是黄河故道腹地,适宜种植葡萄。全县葡萄种植面积8万多亩,为酿造优良葡萄酒提供上等原料。其中酿制红葡萄

7、酒的品种有佳丽酿、晚红蜜等。除此以外,民权拥有悠久的酿酒历史,酿酒经验丰富。在前人基础上,将新技术与成功的经验相结合,定能酿出优质葡萄酒。1.2.2立项意义1.2.2.1 调整农业产业结构增加就业机会 近年来,葡萄酒越来越受到中国人的喜爱,其养生与保键功能也逐渐被大众认识。民权县虽拥有悠久的酿制葡萄酒历史,但是由于各种原因,数十年来,经历了数度波澜起伏,已不堪重击,葡萄酒产业也由盛转衰。但当地土质却尤适合种植葡萄,若能使当地葡萄酒产业再度兴盛,不仅能增加就业机会,还是当地农业的福祉。1.2.2.2 可提高全民健康水平 前面已提到,葡萄酒有各种养生与保健功能。科学研究证明了每天适量饮用葡萄酒有利

8、于人们的身体健康,世界卫生组织推荐人们每天喝葡萄酒50100毫升,可以起到强身健体,延年益寿的作用。常饮葡萄酒,有助于消化,促进新陈代谢,增强免疫力,降低乳腺癌的患病风险。每天喝两小杯葡萄酒可减少感冒患病几率44%,抵御疾病,同时防止骨质疏松的提前出现.舒缓紧张心情,延缓因年老而产生的脑功能减退,改善对人脑的供血和供氧.葡萄酒还具有燃烧脂肪,减少肥胖发生的神奇功效。1.3设计内容及特点1.3.1设计内容 车间设计包括工艺设计和非工艺设计两大部分。所谓工艺设计,就是按照工艺要求进行车间设计,并对其他设计部门提出各种数据和要求,作为非工艺的设计依据。车间设计主要内容如下: （1）工艺设计部分:产品

9、方案及班产量的确定、工艺流程的确定、物料衡算、设备选型、车间总体工艺布局、水电衡算、图纸绘制等。 （2）非工艺设计部分:总平面、土建、采暖、通风、给排水、供电、动力、环保等。 （3）图纸:全厂总平面图一张 设备流程图一张 生产车间平面图一张1.3.2设计特点 （1）本设计通过搜集大量书籍资料和互联网信息,对葡萄酒生产工艺、设备选型等进行分析比较,使选择的生产工艺具有先进性,生产设备具有耗能少、生产效率高、成品品质好、操作维修方便等特点; （2）工程图纸全部采用Auto CAD绘制,图面清晰,绘图准确。 2 全场平面设计2.1 厂址选择 一个食品工厂的建设,与当地的资源、交通、三农发展都有密切的

10、关系。厂址的选择是否得当,将影响到工厂日后的建设进度、投资费用、及投产后的生产条件和经济效果。因此,厂址选择应经过充分的考虑与比较,选择优点最多最适合的地方建厂。 厂址选择应遵循以下原则9,10: （1） 首先应符合国家的方针政策。食品工厂的厂址应设在当地的规划区或开发区,尽量少占用良田,做到节约用地;（2） 需靠近原料中心产地。这不仅可以获得足够新鲜的原料还有利于加强工厂对原料基地的监控;产区附近应有良好的卫生条件,没有有害气体、放射性源、粉尘和其他扩散性污染源;有一定的供电条件,以满足生产需要;应有方便的运输条件;最好选在居民区附近,有良好的生活条件;所选厂址要有可靠的地质条件。 依据以上

11、原则,综合各方面优势,最终厂址定在河南民权县工业开发区。其优势主要有以下几点: （1）靠近原料产地。民权全县葡萄种植面积接8万多亩,且盛产适宜酿酒的葡萄品种:佳丽酿、晚红蜜等; （2）交通便利。310国道和连霍高速贯穿民权全境,不使原料运入或成品运出都十分便利; （3）有充足燃料和电力供应; （4）在工业区,符合国家规定; （5）民权县有悠久的酿酒历史,酿酒经验丰富。2.2 总平面设计原则 总平面设计是食品工厂设计的重要组成部分,它是将全厂不同使用功能的建筑物、构筑物按整个生产工艺流程,结合用地条件进行合理的布置,使建筑群组成一个有机整体,这样既便于组织生产,又便于企业加强管理9。 食品工厂的

12、总平面设计的基本原则有以下几点9,10:食品工厂总平面设计应按照任务书要求进行,布置紧凑合理,做到节约用地。总平面设计必须符合工厂生产工艺要求。食品工厂总平面设计必须满足食品工厂卫生要求。厂区道路应按运输及运输工具的情况决定其宽度,一般采用水泥或沥青路面。厂区道路之外,应从实际出发考虑是否需有铁路专用线和码头设施。厂区建筑物间距应按有关规范设计。厂区各建筑物布置应符合规划要求,同时合理利用地质、地形和水文等自然条件。相互影响车间尽量不要放在同一建筑物内,相似车间尽量放在一起。2.3 工厂主要建筑物及占地面积表2-1 工厂主要建筑物、构筑物等及占地面积表建筑名称 占地面积m2 规格m*m 结构

13、数量 备注男工宿舍 300 20*15 砖混 1 女工宿舍 300 20*15 砖混 1 包装材料库 1125 45*25 砖混 1 机修车间 600 40*15 砖混 1 五金设备库 225 15*15 砖混 1 劳保用品库 225 15*15 砖混 1 配电房 225 15*15 砖混 1 澡堂 300 20*15 砖混 2 生产车间 5565 105*53 钢混 1 食堂 600 30*20 砖混 1 成品仓库 2250 50*45 钢混 1 原料仓库 1250 50*25 钢混 1 运动场 5950 70*85 露天 1 办公楼 500 25*20 砖混 1 研发/化验楼 500 25

14、*20 砖混 1 停车场 1125/900 49*25/45*20 露天 2 自行车棚 270 45*6 简易棚 1 门卫 36 6*6 砖混 2 污水处理池 150 15*10 砖混 1 污水处理房 225 15*15 砖混 1 锅炉房 300 20*15 砖混预留地 5120 80*64全厂面积:55798 m2建筑系数:27.05%土地利用系数:41.34%2.4 总平面布置 工厂占地面积55798m2,呈长方形,东西约286m,南北约193m,北面和东面各有一个出入口。民权主导风向为东北风和南风,因此将锅炉房安放在厂区的西北角。工厂设有两个入口中,北边主要是人员出入及各种原辅料和燃料等

15、运入,东边出口主要是用于成品的运出。厂区中主要的道路设计有运输车双向通行,设计为10m,防止工厂内部交通不顺畅。研发楼及办公室位于工厂正中间,生产车间位于其后方,各辅助部门辅料库、配电室、机修车间、车库等围绕生产车间排布。并计划对工厂进行整体绿化,使整个工厂更加美观。 详细的全厂布置见附图1:全厂平面布置图。3 葡萄酒生产工艺流程及论证3.1 红葡萄酒生产工艺 葡萄酒由新鲜葡萄或葡萄汁经酵母菌酒精发酵而成,红葡萄酒生产工艺流程图如下所示11:3.2 各阶段工艺操作要点11143.2.1 破碎除梗 碎的目的是使葡萄果破裂而释放出果汁,并除去葡萄梗。 破碎的技术要求:每粒葡萄都要破碎;籽粒不能压破

16、,果梗不能压碎;破碎过程中葡萄与葡萄汁不得与铁、铜等金属接触。3.2.2 SO2的应用 SO2作为防腐剂应用于葡萄酒生产中。在红葡萄酒中必须采用SO2液体形式加入,且不应加在破碎前的葡萄中,或破碎除梗时加入,以免腐蚀金属设备。此外,在陈酿和贮存过程中,为了防止氧化作用和微生物的活动,保证葡萄酒不变质,必须在葡萄酒中保持一定量的游离SO2。3.2.3 葡萄浆调配 3.2.3.1 酸度调整 葡萄汁发酵前酸度调整到68g/L,即PH值3.33.5。提高酸度可采用加柠檬酸或酒石酸。降低酸度可加CaCO3。3.2.3.2 糖度调整 补加的糖量应根据要求的酒精浓度来定。以每100mL原液中加1.7g糖可生

17、成1o酒精计算。加糖的时间最好在酒精发酵开始时。3.2.4 前发酵 前发酵的目的是进行酒精发酵,浸提色素物质和芳香物质。酒精发酵时体积增加,因此容器不能充满,一般容器的充满系数为80%。容器先用亚硫酸杀菌,用量是20mL/m3。杀菌后加入葡萄浆,并按规定加SO2。几小时后加入酵母,添加量为0.10.25g/L。活性干酵母需要复水活化。前发酵温度一般控制在2530。3.2.5 后发酵 后发酵的目的是使残糖继续发酵,生成乙醇和二氧化碳。使酵母和其他成分逐渐沉淀,使酒的口味变得柔和。温度一般控制在1820。3.2.6 葡萄酒的贮存陈酿 贮存室温度要求818为佳;湿度以饱和状态（8590%）为宜;室内

18、有通风设备,并定期更换空气;室内铺设地面钢砖,墙壁贴白瓷砖1.52.0m处,室内每年用石灰浆加1015%硫酸铜喷刷一次,每周硫熏一次。3.2.7澄清 葡萄酒在贮存过程中,由于酒温低,酒石结晶沉淀。红葡萄酒还有无定形的色素微粒自行沉淀出来。另外还有蛋白质浑浊,微生物浑浊等。因此发酵结束后,进入贮存的葡萄酒应尽量提早进行下胶处理。常用的澄清剂为明胶。3.2.8 冷冻 葡萄酒的冷处理使空气中的氧在酒中溶解度增加,强化氧化作用加速新酒陈酿,改善酒质量。冷处理时,应迅速降温,一般温度应在0.51左右不允许结冰。3.2.9无菌灌装 在灌装前需进行葡萄酒化学成分的最后调整,最终过滤及修正酒中溶解氧和二氧化碳

19、的含量。然后进行无菌灌装,要求空瓶洗净后经过二氧化硫杀菌及无菌水冲洗,保证空瓶无菌。4 物料衡算4.1产品方案及班产量确定 产品的班产量是工艺设计中主要的计算基础,它的大小直接影响到设备的配备、车间的布置及其他辅助设施、公共设施的配套以及劳动力的定员9。班产量确定主要依据设计任务书年产6000吨葡萄酒工厂生产能力和工作日制、设备的配备情况等。一般生产工作日实行五天制,每月25d,每年工作日不少于250d,每日12班。并根据市场情况、季节气候、生产条件等全面考虑。 一般每年810月为葡萄盛产期,由于原料的季节性及不易贮存性,葡萄酒生产分淡旺季。因此,旺季生产期从每年7月末到11月初,共3个半月,

20、酿制葡萄原酒。淡季为11月初至次年7月末,用酿好原酒调配成品酒并包装销售。因此,加上预计加班时间,除去国家节假日,实质用于原酒生产工作日约100天,陈酿期约150天。而用于调配包装的工作日约为200天。 据资料显示,红葡萄酒消费量占全球总体份额的80%以上,而白葡萄酒的远远落后。就保健功效而言,红葡萄酒也是白葡萄酒的35倍15。因而本设计选定红葡萄酒作为主要产品。年产量为6000t红葡萄酒。 设Q为年产量,Q1为原酒生产班产量,Q2为包装生产班产量。则: 1*2*100得:Q130t 2*2*200得:Q215t综合考虑葡萄原料的季节性和产品的供应,初步制定全年产品方案如下表:表4-1:产品方

21、案表产品名称 班产量（t） 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月葡萄酒 包装15t原酒30t 包装500t包装500t 包装500t 包装500t 包装500t 包装500t 包装500t 包装500t原酒2000t 包装500t2000t 包装500t 包装500t4.2 原料衡算 根据工厂设计的规模以及产品方案,通过物料衡算,可确定单位时间生产过程中主要原辅料的需求和水、蒸汽、能源等流量与耗量,据此可计算出全年主要物料、包装材料的采购运输和仓库容量。同时,还可以根据计算数值经济合理地选择生产设备,并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排,也是进行经济分

22、析不可缺少的根据。 生产葡萄酒用到的主要原辅料有:酿酒葡萄、SO2、果胶酶、酵母3 。4.2.1 葡萄原料用量 设:振动筛选损失8%（不合格6%,坏肉2%）9、破碎除梗损失4%（梗占葡萄重量37%,本设计取4%）16、压榨出汁率红葡萄汁0.715、贮酒总损失5%11、其它设备损耗2%。总产量为6000t。 共需葡萄原料10424.24t 每班需要原料量 52.1212t,即52121.2kg4.2.2 SO2在生产中用量（以游离SO2为准） 前发酵阶段50mg/L,后发酵、陈酿阶段25mg/L。 共需SO2 621.45kg。 每班需要SO2 3.11kg。4.2.3 果胶酶在生产中用量 果胶

23、酶可以分解作用于葡萄皮促进色素、单宁等物质的浸渍过程。一般加入2540mg/L。本设计选取30mg/L。果胶酶在前发酵时期加入,则: 共需果胶酶 276.2kg。 每班需要 1.38kg。4.2.4 活性干酵母在生产中用量酵母在前发酵其加入,一般添加量为0.10.25g/L,本设计取0.2g/L。则共需酵母1841.33kg。每班需要酵母 9.2kg。4.3 包装材料衡算 本设计选用葡萄酒酒瓶规格为750ml,一箱12瓶,则共需酒瓶约800万个,软木塞约800万个,纸箱约66.7万个。 每班生产15t,则每班需酒瓶约2万个,软木塞约2万个,纸箱约1667个。5 设备选型5.1 选型依据 食品企

24、业通用卫生规范（GB14881-1994）中对食品工厂设备选择的规定是设备选择必须遵循的行业性法规17。直接与食品接触的设备和容器的设计与制作应保证在需要时看可以进行充分的清理、消毒及养护,以使食品免遭污染。在设计用来烹煮、加热处理、冷却、贮藏和冷冻食品的设备时,应从食品的安全性和适宜性出发,使设计的这类型设备能够在必要时尽可能迅速达到所要求温度,并有效保持这种状态。凡接触食品物料的设备,工具和管道材质,必须用无毒、无味、抗腐蚀、不吸水、不变形的材料。设备的设置应根据工艺要求,布局合理。安装应符合工艺卫生要求,与房顶、地面等应有足够的距离。各类液体输送管道应避免死角或盲端,设排污阀或排污口,便

25、于清洗、消毒,防止堵塞。 物料衡算是设备选型的依据,而设备选型还需要符合工艺要求。设备选型是保证产品质量的关键和体现生产水平的标准,又是工艺布置的基础,并且为动力配电、水用量计算提供依据。设备选型应根据每一个品种单位实际产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需要设备的台数。若有几种产品都需要共同的设备,在不同时间使用时,应按处理量最大的品种所需要的台数来确定。选择设备时要注意四点9: 第一,根据每一品种单位时间h或min产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备的台数。 第二,几个生产中的关键设备,除按实际生产能力所需台数的设备外,还应考虑备用设备。 第三,以便后道工序的生产能力要略大于

26、前道,不至于生产能力不够,导致物料积压。 第四,选择设备应考虑下列原则: （1）满足工艺要求,保证产品的质量和产量。 （2）应选用较先进,机械化程度较高的设备。 （3）充分利用原料,能耗少,效率高,体积小,能一机多用。 （4） 应符合卫生要求,故而多应用不锈钢材料。 （5）有合理的自动控制系统,控制温度、压力和真空度,时间、速度、流量等工艺参数。5.2 主要设备选型5.2.1 输送设备 根据班产量30t,每班8h。需要运送原料量为6515.15kg/h。根据上述计算结果,选用DY移动式皮带机,其具体技术参数如下18: 型 号: DY4031 带 宽mm : 400 长 度m : 3 输 送 量

27、t/h : 80 功 率kw : 1.55.2.2 筛选设备 根据计算,原料6515.5kg/h,选择直线振动筛。其具体技术参数如下18: 型 号 : SZF-1020 筛 面 尺 寸mm : 1000*2000 频 率（次/分）:9601.5 振 幅mm :3-4.55.2.3 破碎除梗设备 经过筛选,原料损失8%,此时班产量47957.5kg,每班8h。及所需处理原料5993.94kg/h。根据计算,选择XJ410除梗机。其具体技术参数如下13: XJ410 生 产 能 力t/h : 812 外 径 尺 寸mm : 2100*1010*1550 配 装 电 机kw : 85.2.4 泵 破

28、碎除梗后,除去原料损失,此时班产量46039.2kg,每班8h,此时所需处理原料5754.18kg/h。根据计算选择离心泵,其具体技术参数如下11: JL*10-36-Y 流 量m3/h : 10 外 形 尺 寸mm : 1000*450*730 45.2.5 发酵设备19 发酵设备的总容量要根据年发酵总量、发酵周期、设备利用率根据夏使计算: v1.08*v1*d1*s/n*d2,其中v1为葡萄酒年产量（1 m31t）,n 为葡萄出汁率（0.7）, s为发酵设备满容率（取0.8）,d1为发酵天数（按10天）,d2为葡萄收购天数（按40天）。计算得发酵设备总容量1851.42m3。选用100 m3不锈钢新型带控温装置发酵罐,20个。直径4m,占地面积12.56m2。5.