年产3000吨猕猴桃果酒工厂设计

年产3000吨猕猴桃果酒工厂设计摘要本文对猕猴桃果酒进行了工业化生产设计，针对猕猴桃果酒加工工艺进行准确的衡算，对物料、设备和人员配备进行了全面的设计。并且运用CAD绘制工艺流程图、车间平面布置图、工厂平面布局图。关键词猕猴桃果酒；工厂设计；加工工艺DESIGNOFFACTORYWITHANANNUALOUTPUTOF3000TONSOFKIWIFRUITWINEABSTRACTTHISPAPERINTRODUCEDTHEINDUSTRIALPRODUCTIONOFKIWIFRUITWINE,KIWIFRUITWINEPROCESSINGTECHNOLOGYFORACCURATECALCULATION,MATERIALS,EQUIPMENTANDPERSONNELFORTHEOVERALLDESIGNANDTHECADDRAWINGPROCESSFLOWDIAGRAM,FACTORYLAYOUT,WORKSHOPLAYOUTDIAGRAMKEYWORDSKIWIFRUITWINEPLANTDESIGNPROCESSINGTECHNIC年产3000吨猕猴桃果酒工厂设计专业班级10食品科学2班学生名字蔡少凯指导教师靳桂敏讲师1绪论11果酒的简介果酒作为一种新兴时尚商品，兼顾美味和营养功效为一体。从传统的葡萄酒渐渐拓展综合型果酒。越来越多的厂家生产甜型果酒、复合型果酒、高度果酒。再者我国农业快速发展，在供需方面，除去供求和出口，产量大量剩余。急需一个再加工方式处理农产品，以实现更多经济效益。果酒作为酿造发酵形成特殊风味而对市场造成一定的消费冲击。在酒业占有一席之地。12猕猴桃的简介猕猴桃维生素C含量很高，其数值可达1000G4200G/1000KG,是苹果、柑橘、葡萄等水果的几倍，有的甚至几十倍，其营养价值非常高，因为还含有大量的氨基酸、蛋白质、糖等有机物和人体必需的多种矿物质。根据美国RUTGERS大学食品研究中心测试，猕猴桃是各种水果中营养成分最丰富、最全面的水果。因其含有优良的膳食纤维和丰富的抗氧化物质，因此，能够起到有效的预防和资料便秘、痔疮等疾病，具有清热降火的作用。其富含精氨酸，能有效地改善血液流动，防止血栓的形成。因其含有抗突变成分的谷胱甘肽，因为具有抗癌作用。其外，猕猴桃含有的天然糖醇类物质肌醇，能有效调节糖代谢，调节细胞激素和神经传导效应，对预防糖尿病和抑郁症有特别的功效。由于其属富含营养和膳食纤维的低脂肪食物，对减肥健美、美容也有独特的功效。0113猕猴桃果酒发展前景猕猴桃在采收期正是高温多雨季节，由于它皮薄多汁的生物属性，且对乙烯非常敏感，在采收后，容易变软腐烂，对猕猴桃种植业的发展非常影响。但是如果能及时加工，制作成商品，变有良好的经济价值，另一方面，对资源的利用也实现避免浪费的环境保护作用。再者作为新兴时尚产品，对于转型的消费观念具有非常大的市场效应。具有很大的发展前景。14设计依据和范围本设计主要对生产车间进行设计，结合生产工艺流程和车间布置进行工厂整体的设计。设计包括（1）厂址的确定、撰写产品方案、分析经济效益。（2）确定并论证工艺流程、条件和参数。通过衡算，确定设备。（3）结合生产需要，对非工艺部分进行设计（4）运用CAD软件绘制全厂总平面布置图、生产车间平面布置图、工艺流程图。2厂址选择及分析21厂址要求果酒制品工厂作为食品工程，其建造环境要求非常严格。选择厂址时，其选择条件包括选择卫生状况比较好的区域。要远离粉尘、放射性物质、有害气体和其它扩散性污染源的设施或者建筑，如化工厂、垃圾焚烧站、水泥厂、医院、畜禽养殖场等。果酒制品工厂应与上述建筑保持15KM以上的距离。同时还应该注意防止在果酒制品工厂周围在规划的后期建设此类设施。此外，由于人口稠密的居民区，造成环境的污染非常大，所以果酒制品工厂也不宜建在这些区域。果酒制品工厂不应选在蚊虫鼠蚁有可能大量孳生的场所。果酒制品工厂不应建在受污染河流的下游，果酒制品工厂所处的位置在地势上应选择相对周围要高些的位置，以便工厂废水的排放和防止外面污水和雨水流入厂区。根据当地的气象资料，掌握当地一年四季的天气条件，以便处理工厂环境变化引起的影响。22厂址选择广东省河源市和平县经济开发区。23厂址选择原因分析（1）厂址接近原料生产地。减少经济损失，减少原料运输成本。保证原料质量。（2）地理位置优越。河源市位于广东省的东北部和东江中上游。东接梅州市，东南与汕尾市接壤，南邻惠州市，西联韶关市，北连江西省赣州市。交通方便，拥有京九铁路、广梅汕铁路、105国道、205国道、河惠高速公路、河梅高速公路粤赣高速以及广河高速构筑了河源四通八达的交通网络，形成粤东北地区最重要的交通枢纽。便利的交通可以保证产品的能够快速运到各个城市以及降低运输成本。3生产工艺流程设计31产品方案的确定311产品方案设计依据设计年产3000吨猕猴桃果酒的工厂，全年生产时间为250天，日产量12吨。为生产效益考虑，需要进行24小时连续生产，每8小时为一班，共3班，班产量为4吨。每小时处理量为05吨。312产品方案设计的要求（1）产品方案必须综合考虑经济效益，淡旺季需求，原料综合利用等方面。（2）产品方案必须满足产量、原料供应、生产、设备和水电汽的消耗平衡。制定方案如下表1年产3000吨猕猴桃果酒生产方案产品名称猕猴桃果酒年产量/T3000日产量/T12班产量/T41月/T1002月/T1003月/T2004月/T3005月/T3006月/T3007月/T4508月/T4509月/T45010月/T15011月/T10012月/T10032工艺流程33生产工艺要点（1）原料处理综合设备的维护以及工艺生产的要求，对于未成熟的果实，应通过47天的后熟处理，具体时间，应以果实达微软为度。因为经后熟处理后，猕猴桃的果实含糖量会升高，而果胶、总酸、和单宁含量均降低，对产品的质量有明显的提升。进行清洗时，由于猕猴桃的表皮比较粗糙，并且是带皮提汁，因此应特别注意洗涤过程。为减少污染，提高利用率，原料在提汁前段必须进行洗涤，用流动的水洗净果皮上泥沙等杂质，必要时，用高锰酸钾溶液漂洗，再冲洗干净。（2）破碎榨汁采用锤式破碎机破碎，破碎粒度要适中，粒度过大或过小都会影响出汁率，一般破碎粒度以46毫米较好。采用机械式榨汁，可利用裹包式榨汁机进行榨汁，以利于提高出汁率。（3）SO2的使用作用在于除了抑菌和杀菌外，还可以抑制多酚氧化酶的活性，降低果汁褐变程度。还可以防止VC的氧化和促进果汁澄清。PH30时添加30MG/LSO2PH35时添加100MG/LSO2；PH38时添加150MG/LSO2。倒酒时，每次倒酒检测酒中SO2含量。当游离含量低于30MG/L时，补加SO2使酒中游离SO2浓度控制在3040MG/L之间。在绝大多数情况下，装瓶是应添加5MG/LSO2，以补偿装瓶过程中氧化损失，装瓶时应控制浓度在25MG/L左右。（4）果胶酶的添加为了提高出汁率，提高原酒澄清和装瓶后酒体的稳定性，需进行添加果胶酶的步骤。加酶量、酶解时间和酶解温度，对澄清效果和出汁率有比较大的影响。根据实验论证和生产实际，使用01012的果胶酶，2530酶解12H，效果最好。（5）糖分调整一般使用白砂糖进行调整，白砂糖添加量的计算方法是根据18G/L糖产生1的酒，如果成品酒要求酒度11，果汁重WKG，果汁汁潜在酒度A果汁糖度（G/L）18；加糖量（KG）（11A）18W。在酒精发酵初期，用蔗糖对发酵醪的糖含量进行调整，使总糖含量在180190G/L之间。酒精发酵结束后，最终在11（V/V）左右。（6）酸度调整猕猴桃酒总的有机酸主要为柠檬酸和苹果酸，用CACO3把原酒酸度降到足够低，过滤后再与高酸度酒勾兑，可以降低酒中CA2的含量。酿造果酒时，果汁PH值宜在3038之间，PH值高于33对保障果酒的感官品质和抑制杂菌生长均不利，应添加适量有机酸将果汁的PH值调整到38以下。（7）皂土澄清酒精发酵结束后，要对原酒进行皂土处理以达到酒体澄清。其方法为先用50少量热水使皂土膨胀，并逐渐加水搅拌，使之成奶状然后再加进酒中。在加皂土澄清前,要通过实验确定其用量,选择澄清效果好、沉淀速度快、酒脚结实紧密和对酒的风味影响不大的用量为准。实验结果表明，猕猴桃原酒使用L000MG/L皂土处理,效果较好。3（8）低温发酵容器充满系数控制为80，提供充分的氧气，使酵母加速繁殖。控制温度1820，一般的，3040H后发酵处于旺盛阶段，大量CO2泡沫会冒出液面，醪液翻腾，液面覆盖一层白色泡沫。果汁糖度随着发酵的进行而逐渐下降，液面渐渐澄清，当只有少量CO2泡沫冒出时，发酵已很微弱，待果汁中残糖浓度不再降低时，发酵结束，降温沉淀酵母，倒罐分离酒脚。（9）后发酵将主酵液送入后酵罐，在2025下，发酵1520天。当发酵醪残糖4G/L，发酵结束后。分离掉酒脚，送入贮罐。（10）陈酿添加SO2100MG/L，原酒中补加SO2，满罐陈酿，高度食用酒精封口，以抑制微生物的生长，防止氧化褐变、减少酒液氧化而影响果酒色泽与风味。在18以下密封陈酿，逐渐使酒味协调自然，进一步澄清。贮存时间6个月4。（11）降酸添加酒石酸钾和碳酸钾联合降酸，在低温存放稳定一段时间，再进行粗滤。（12）除菌过滤采用瞬时灭菌，110115，时间68S5，后冷却降至室温。检查酒液，澄清良好时用硅藻土过滤机过滤。34质量指标341猕猴桃质量标准结合生产需要和工艺要求，以及产品质量的管理，对杂物的要求非常严格，制作之前要将泥沙、虫卵洗去，不能有杂物。其果实应充分成熟、多汁、含糖量高、皮薄、肉细嫩。342白砂糖指标本设计中使用的白砂糖应符合国家标准GB3172006中的规定。即要满足以下指标表2白砂糖的国家标准项目指标蔗糖分，不少于（）9965还原糖分，不多于（）015灰分，不多于（）010水分，不多于（）007色值，不超过（ST）200343成品质量指标3431感官指标表3感官指标项目指标色泽应具有本品的正常色泽，酒液清亮，无明显沉淀物、悬浮物和浑浊现象香气应具有原果实特有的香气，陈酒还应具有浓郁的酒香，且与果香混为一体，无突出的乙醇气味滋味酸甜适口，醇厚纯净而无异味，甜而不腻，酒体协调典型性具有猕猴桃果酒独特的特征和风味3432理化指标表4理化指标项目指标酒精度（20），（体积分数）718滴定酸（以酒石酸计），G/L4090挥发酸（以乙酸计），G/L15总糖（以葡萄糖计），G/L501干浸出物，G/L90总二氧化硫，MG/L250铁（以FE计），MG/L803433卫生标准表5卫生标准项目指标铅（以PB计），MG/L02无机砷（以AS计），MG/L005山梨酸，G/KG02苯甲酸，G/KG不得检出（01）黄曲霉素B1，UG/KG5菌落总数，CFU/ML50大肠菌群，MPN/100ML3致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）不得检出4物料衡算41目的及原理通过物料衡算，可以清楚工厂设计时，设备所具备的生产能力和工作条件。42衡算依据依据每日生产猕猴桃果酒12T，一天生产三班，每班工作8H，每班生产猕猴桃果酒4T，即班产为4T，每小时产量为05T。一年既定生产250日，则年产量250343000T43所需物料鲜果出汁率75，果汁相对密度1042T/M3，果汁糖度10BE，果汁含糖量85G/L，乙醇含量53，成品酒酒精度1011果汁的量猕猴桃经出皮切碎压榨之后得到猕猴桃果汁，一般情况下皮占整个果实的23，不能发酵酿酒的低档压榨汁2，因此所得猕猴桃果浆的量为3000（123）（12）22638T发酵原酒量猕猴桃汁经发酵后，一般发酵情况下，酒脚量约占醪液的5，发酵过程中的管道及操作损失约1。因此所得原酒的量为22638（151）212797T陈酿原酒量经过倒灌、分离酒脚等操作和储存的过程。此部分，损耗量为3。因此，陈酿后的原酒量为212797（13）206413T44水、热衡算稳定后处理原酒的量在稳定性的要求上，必须进行下胶澄清、低温冷冻和趁冷过滤。其中损失各位2，因此稳定后处理的原酒量为212797（12）（12）20437T装瓶后成品的量必须经过无菌过滤后，才能进入灌装系统包装。此过程过滤损失和机械损失为2。因此，装瓶后成品的量为20437（12）200283T出酒率由物料衡算可知，3000T猕猴桃生产出200283T成品酒，则猕猴桃的出酒率为20028330001006676每吨酒耗猕猴桃量3000200283150T年产3000T猕猴桃果酒需要猕猴桃量为30001504500T二氧化硫的添加量生产3000T猕猴桃果酒，二氧化硫用量为50MG/L，使用6的亚硫酸调硫，添加量为300050/62500L。蔗糖添加量生产3000T猕猴桃果酒，出汁率为75，含糖为85G/L，生产11猕猴桃果酒，需补加蔗糖（111885）3000399T。冷却（冷却介质为冷水）猕猴桃果汁温度2520；冷水温度1821；冷却时间60MIN。QGC（T1T2）式中G3000KG/H，C098KCAL/KG（热麦汁比热）T125，T118，T220，T221Q3000098252014700KCAL/HFQ/KTCP，TCPT1T2/LNT1/T2逆流传导时的平均偏差T1T1T225214T2T2T120182TCP42/LN42289先取用猕猴桃汁冷却器为薄板冷却器，其传热系数K值取2000KCAL/M2H，则F14700/2000289254M2过滤段冷却（冷却介质为盐水）猕猴桃汁温度255；盐水温度100；冷却时间60MIN。Q2GC（T1T2）式中G14700KG/HC098KCAL/KGT125，T110，T25，T20Q214700098（255）432180KCAL/HF2Q2/KTCP，TCPT1T2/LNT1/T2T1T1T225025T2T2T15（10）5TEP255/LN25/51243，取K2000KCAL/KG盐水耗用量GQ总/C（T2T1），C037KCAL/KG盐水量G432180/07310（10）11649T/H5设备选型51气囊压缩机进行对猕猴桃的果皮残渣进行压缩榨汁。可按下式计算NEW式中N压榨机的台数；E进料能力，HT；W压榨机的生产能力，TH。根据运算结果，应选择1015TH的设备，因此选择2台机器，型号为DZJ20。52发酵罐由于要使用多个步骤，所以应选用一罐式连续发酵罐。体积DH13；所需容积400M3/罐；有效容积80；所需总容积为40008500M3DH5218。所选发酵罐个数为6个。53储罐用于猕猴桃果酒的贮藏、控温、控制PH值等。容积35285300M3；数量10个。54螺杆制冷机组用于发酵罐、储罐及配酒罐的恒温制冷。采用三洋压缩机的低温单机双级变频螺杆机组，3060。30时，冷量可达190KW，工质为R22。55发酵罐控制器用途用于控制发酵罐的酸度、糖浓度、循环系统、温度、PH值、等。数量6个（因为发酵罐数量是6个）。56猕猴桃汁冷却机果汁经过压榨后，需要冷却，该机器可以间其降温至20。型式板式冷却器。所需冷却面积计算冷却（冷却介质为冷水）猕猴桃果汁温度2520；冷水温度1821；冷却时间60MIN。FGC（T1T2）式中G3000KG/H，C098KCAL/KGT125，T118，T220，T221Q3000098252014700KCAL/HFQ/KTCP，TCPT1T2/LNT1/T2传热系数K逆流传导时的平均偏差T1T1T225214T2T2T120182TCP42/LN42289值取2000KCAL/M2H，则F14700/2000289254M2综合考虑降温比热，选择冷却介质为盐水猕猴桃汁温度255；盐水温度100；冷却时间60MIN。Q2GC（T1T2）式中G14700KG/HC098KCAL/KGT125，T110，T25，T20Q214700098（255）432180KCAL/HF2Q2/KTCP，TCPT1T2/LNT1/T2T1T1T225025T2T2T15（10）5TEP255/LN25/51243，取K2000KCAL/KG盐水耗用量GQ总/C（T2T1），C037KCAL/KG盐水量G432180/07310（10）11649056KCAL/H57酒瓶经过计算，1T的果酒，需要750ML2瓶子数量为1350个/年需瓶量为30001350405万个；用水量主要在发酵罐的清洗、车间的冲洗和瓶子清洗等步骤上。其中1吨水的清洗面积可以达到305058设备选型设备名称型号处理量（T/H）设备质量（KG）外形尺寸MM数量台/个皮带输送机LSS252512530060010001连续式压榨机JTG201024453740111017902表6设备选型6工厂定员编制61劳动力计算表7生产人员岗位或职务每班人数（共三班）/人人数合计/人成分分析及化学检测412微生物检测及成品采样分析412现场品控26原料净化515原酒陈酿412控温发酵618仪器分析处理26原辅料预处理515一罐式连续发酵罐40020001800052006螺杆制冷机组JZKA125C21301储罐3008008500520010沉淀真空转鼓过滤机1洗瓶机QSP80020008000P35004200140013001灌酒机PS3030008000P23001800165018001全自动包装机DXDY604060箱37001620075015001蠕动泵4活塞泵2板框滤机BM100332003480145013601配酒罐20040085036003酵母扩大培养412灌装、封口、打码412机器保养、维修26总计46138表8辅助人员岗位或职务人数（每班、共两班）人数合计原料库26锅炉房412配电室412辅料材料库26成品库26污水处理站26合计1854表9行政人员职务人数厂长1副厂长2车间主任1车间副主任2技术总监1技术经理5财务人员5行政人事员10采购员5销售部总经理4外阜经理1特渠经理1销售人员50总计88人员编制按每日三班制进行生产，全厂的定员为280人，其中生产人员共138人，行政及技术人员共88人，其他辅助人员54人。人员要求猕猴桃果酒生产各工序对人员素质、工艺技术、设备操作等具有较高要求。要求其具有大专文化水平，关键岗位要求操作人员应具备本科文化水平,行政人员要求具有本科以上相关专业的人员担任，专业技术岗位等专业岗位应该聘请具有研究生以上的学历相关专业人员担任。7生产车间工艺布局671生产车间布局要求及设计方法711布局要求（1）在考虑车间之间的联系和贴条上，同时满足生产、卫生的要求，在总体上进行布局设计。（2）考虑生产操作方面、生产周期短，生产占、设备安装、维护的方便性、兼顾成本维修费用等原因，重型设备应安装在底层。（3）有利于空间利用，节约能源和土地，要兼顾不同车间的运输。进行设计传输设备上多考虑此类问题。（4）增加调节距离，使用保证敏捷。（5）对卫生方面，进行多层次管理。不管是生产车间还是工厂布置，都应该注意预防关于水、电器潮湿、火灾等事项。（6）应该有对生产环境控制的设施设备。例如采光、通风等。712设计方法本设计中设计猕猴桃果酒酿造的设备体积不大，数量不多。故使用单层平面的生产车间。设计步骤如下（1）罗列设备清单和各部分建筑的面积。（2）按照工艺流程图，将设备进行初步布置。（3）对设备清单进行系统的分析，对于体型大、笨重的、固定的和专用的设备，排在车间四周；对于体型小、轻的、可移动的设备，排在车间的中间，这样在更换产品时调换设备比较方便。（4）按照以上的布置原则和生产的需求，确定合适的建筑结构的形式，按比例将各设备画出，然后进行多种布置方案的比较分析。比较的方面有建筑结构的造价；管道安装；车间运输；生产卫生条件；通风采光；操作条件。通过对上述各方面的列出优缺点，综合评价，系统分析，选出最佳方案。然后把生活间、车间办公室等进行布置，再确定剖视位置，画出剖面图，最后作出施工图纸。72生产车间建筑结构采用2030的长方形生产车间。这样有利于流水作业的布置。721层数综合考虑猕猴桃果酒生产连续性、物料运输便利性，设备布置和经济效应等原因，厂房层数采用单层。722厂房跨度厂房跨度取1015M，由于跨度小于18米，所以建筑的模数取3M，实际跨度根据车间的宽度进行选取。723柱距柱距采用常用的6M柱距，柱网布置的扩大模数为300MM，以此根据车间长度进行选择。724车间高度及车间开间高度经过设计采用455M处吊顶。层高200MM扩大模数。平面开间采用300MM的扩大模数。725墙面和隔断墙裙用瓷砖铺制2M以上。墙角用不易脱色、防水、防霉、容易清洗的材料覆涂。为方便清洗，地角和顶角应呈弧形。车间地面用3M3M的瓷砖铺制。726门和窗户门的作用，不仅仅用来生产，更要注意在紧急状态下的使用。所以选择时，应顾及设备和安全等原因进行。其次就是便利。再者考虑经济成本方面综合设计。常用门的规格分为普通门和车间大门。普通门主要是考虑人的通行和小型工具的进出，故门的尺寸不需要很大。一般单扇门规格（宽高）有10002200，10002700（单位MM）一般双扇门的规格有15002200，15002700，22002700（单位MM），车间大门主要是满足机器设备、货物和大型交通工具的顺利通过。若是满足机器设备进出，门的宽高尺寸应大于机器设备的进出，则应该根据不同的交通工具来确定门的大小、对于电瓶车或手推车，门的规格可用20002400，30002400（单位MM）；对于汽车、门的规定可用30003000，40003000（单位MM）。一般来说，门的大小与交通工具大小的关系是门的高要比装满货物后的车高出400500MM；门的两边都要宽出300500MM。本设计中车间的大门为一般型号30002400（单位MM）。窗户主要是用于采光通风。一般要求食品工厂生产的采光系数为1/41/6。采光系数就是指采光面积和房间地坪面积的比值。窗一般分为侧窗和天窗两大类。侧窗就是开在四周墙上的窗。侧窗要求要开得高些，光线照射的面积比较大。生产车间工人坐着工作时，窗台的高度（H）可以取0809M；车间工人立着工作的时候，窗台的高度（H）可以取112（13）M。此外食品工厂常用的侧窗有单层固定窗。此结构只作采光，不作通风。设计为双层内外开平开窗（一层纱窗、一层玻璃窗）,因为在食品工厂生产车间，双层内外开平开窗（一层纱窗、一层玻璃窗）比单层内外开平开窗（一层玻璃窗）用得多。推拉窗不占使用空间，但密封不是很好，一般布置在较低的部位。固定窗构造比较简单，造价也低，只作采光，不作通风。一般用在房屋的层高较高、侧窗的窗洞亦较高时的上下部之组合窗中。悬窗可分为上悬窗、中悬窗和下悬窗。这种窗便于采用侧宙开关器进行启闭，是车间外墙上部理想的窗型。其缺点是构造较复杂、造价也高。立旋窗沿垂直轴转动，可装置手拉联动开关设备，启闭方便，通风性好，但密闭性差。应用人工采光的时候，车间生产照明采用日光灯，设车间内每12平方米有一双管日光灯，每盏日光灯为30W。8全厂布局681全厂平面设计的基本原则本设计主要包括生产车间、检验室、成品库、辅助与包装材料库、配电室、机修间、锅炉房、废水处理站、办公楼、食堂、员工宿舍等。进行全厂布置时应服从以下原则（1）在设计时，在用地上，做到布置紧凑，合理规范。考虑经济原因，也适当节约用地。（2）设计应符合工厂生产工艺的要求，建筑物、构筑物布置上基本符合生产，既实现经济节约，又能保证生产过程的连续性。（3）工厂平面设计必须符合工厂卫生要求。生活区与生产区分开，减少污染，并合理绿化，适当建设员工娱乐区，以改善厂内环境和形成工厂文化。（4）建筑物和构筑物之间的距离要科学。建筑设计必须包括安全意识，并应在主车间、锅炉房及配电室等处设有消防栓防水和逃生通道等。9废水处理91来源及处理果汁生