年产6000吨葡萄酒工厂设计论文

年产6000吨葡萄酒工厂设计论文年产6000吨葡萄酒工厂设计1绪论1.1设计背景1.1.1葡萄酒概述1.1.1.1葡萄酒定义GB/T15037-2006规定:葡萄酒是以新鲜的葡萄或葡萄汁为原料,经全部或局部发酵酿制而成,酒精度不低于7%的酒精饮品。1.1.1.2葡萄酒分类葡萄酒按色泽分类:(1)白葡萄酒(2)桃红葡萄酒(3)红葡萄酒。按二氧化碳压力分类:(1)平静葡萄酒:a.干葡萄酒b.半干葡萄酒c.半甜葡萄酒d.甜葡萄酒e.加香葡萄酒、干加香葡萄酒、甜加香葡萄酒。(2)起泡葡萄酒:a.天然起泡葡萄酒b.绝干起泡葡萄酒c.干起泡葡萄酒d.半干起泡葡萄酒e.甜起泡葡萄酒。(3)加气起泡葡萄酒:a.天然加气起泡葡萄酒b.绝干加气起泡葡萄酒c.干加气起泡葡萄酒d.半干加气起泡葡萄酒e.甜加气起泡葡萄酒。1.1.2葡萄酒保健及养生众所周知,在欧洲人们几乎每天都会食用大量的肉类和动物性脂肪类,因此欧洲国家人民罹患心脏病的几率非常高。然而,在法国,一个奇怪的现象却发生了。法国人由于饮食习惯及人情风俗,他们所摄入的动物脂肪及胆固醇量几乎比所有欧洲的其他国家都高,而据调查显示,法国人冠心病发病率却远低于其他西方国家[1]。这与法国人喜爱饮用葡萄酒是分不开的,法国人在全世界来说,每年消耗葡萄酒量是最多的。葡萄酒以新鲜的葡萄或葡萄汁酿造而成,因此保存了大局部葡萄原有的营养成分。除此以外,在酿制和浸渍过程中还生成了一些新成分[2]。这些成分对人体都能产生保健和养生效果。1.1.2.1糖分葡萄酒中的糖分主要是未经发酵的浆果中剩余的葡萄糖[1]。葡萄糖是人类维持生命、强身健体不可缺少的营养成分,是人体能量的主要来源。葡萄糖易于被人体吸收,能快速为人体提供能量。1.1.2.2有机酸葡萄酒中所含有的有机酸与人类密切相关,主要有酒石酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸等。这些酸是葡萄酒的酸度接近人体胃酸,有助于消化和促进新陈代谢[2]。1.1.2.3维生素与矿物质葡萄酒中含有丰富的矿物质,包括镁、钙、钾、铁等等[3]。由于其中含有等量的钙和镁,因此使骨骼更易吸收,可以预防骨质疏松。葡萄酒中还含有丰富的维生素。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说明,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葡萄酒在我国的开展现状及开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,随着中国参加世贸组织,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开展期,并保持着良好的开展势头。中国的葡萄酒品牌在近几十年来也得到了飞快的开展。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、新天最为知名,这五家企业也构成了中国葡萄酒事业的第一集团,带着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拟分散,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,2021年产量达80万t,占饮料酒比例升至2%。萄酒质量稳步提高,产品向高端化开展,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开展,将会是我国葡萄酒行业开展的好时机。以张裕为例,其高档产品所占比例呈上升趋势,预计2021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。在前人根底上,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时机近年来,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群众认识。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,假设能使当地葡萄酒产业再度兴盛,不仅能增加就业时机,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于人们的身体健康,世界卫生组织推荐人们每天喝葡萄酒50~100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成效。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局部。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)工艺设计局部:产品方案及班产量确实定、工艺流程确实定、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)非工艺设计局部: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拟,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AutoCAD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、三农开展都有密切的关系。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拟,选择优点最多最适合的地方建厂。厂址选择应遵循以下原那么[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。依据以上原那么,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给;(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总平面设计原那么总平面设计是食品工厂设计的重要组成局部,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]。食品工厂的总平面设计的根本原那么有以下几点[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标准设计。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 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*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:55798m2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,生产车间位于其前方,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。并方案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[11~14]3.2.1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,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。3.2.2SO2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液体形式参加,且不应加在破碎前的葡萄中,或破碎除梗时参加,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6~8g/L,即PH值3.3~3.5。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。杀菌后参加葡萄浆,并按规定加SO2。几小时后参加酵母,添加量为0.1~0.25g/L。活性干酵母需要复水活化。前发酵温度一般控制在25~30℃。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18~20℃。3.2.6葡萄酒的贮存陈酿贮存室温度要求8~18℃为佳;湿度以饱和状态(85~90%)为宜;室内有通风设备,并定期更换空气;室内铺设地面钢砖,墙壁贴白瓷砖1.5~2.0m处,室内每年用石灰浆加10~15%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0.5~1℃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根底,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1~2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8~10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,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。就保健成效而言,红葡萄酒也是白葡萄酒的3~5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。那么:1*2*100得:Q130t2*2*200得:Q215t综合考虑葡萄原料的季节性和产品的供给,初步制定全年产品方案如下表:表4-1:产品方案表产品名称 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500t原酒2000t 包装500t原酒2000t 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3~7%,本设计取4%)[16]、压榨出汁率红葡萄汁0.7[15]、贮酒总损失5%[11]、其它设备损耗2%。总产量为6000t。那么:共需葡萄原料10424.24t每班需要原料量52.1212t,即52121.2kg4.2.2SO2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。那么:共需SO2621.45kg。每班需要SO23.11kg。4.2.3果胶酶在生产中用量果胶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。一般参加25~40mg/L。本设计选取30mg/L。果胶酶在前发酵时期参加,那么: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参加,一般添加量为0.1~0.25g/L,本设计取0.2g/L。那么共需酵母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,那么共需酒瓶约800万个,软木塞约800万个,纸箱约66.7万个。每班生产15t,那么每班需酒瓶约2万个,软木塞约2万个,纸箱约1667个。5设备选型5.1选型依据食品企业通用卫生标准(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,应从食品的平安性和适宜性出发,使设计的这类型设备能够在必要时尽可能迅速到达所要求温度,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防止死角或盲端,设排污阀或排污口,便于清洗、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表达生产水平的标准,又是工艺布置的根底,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。假设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,选择设备应考虑以下原那么:(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):960功率kw:1.5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]:型号:XJ410生产能力t/h:8~12外径尺寸mm:2100*1010*1550配装电机kw:85.2.4泵破碎除梗后,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]:型号:JL*10-36-Y流量m3/h:10外形尺寸mm:1000*450*730功率kw: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(1m31t),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100m3不锈钢新型带控温装置发酵罐,20个。直径4m,占地面积12.56m2。5.2.6压榨设备经发酵后,此时班产量为46039.2kg。每班8h,所需处理原料5754.18kg/h。根据计算选择气囊式压榨机,其具体技术参数如下所示:型号:AR45/F罐体容积L:4500除梗葡萄浆装量kg:13000~15000压榨周期h:1.30~1.45外形尺寸m:4.4*1.8*2.4功率kw:4.55.2.7过滤设备经计算,过滤设备需处理原料量,大概在4024.92kg/h。因此选择硅藻土过滤器,其具体技术参数如下所示[11]:型号:KW330-Ⅲ过滤面积m2:2.5外形尺寸mm:1600*600*750理论流量t/h:3~55.2.8贮酒设备[18]经发酵后,考虑贮酒损失及其它设备损失,共需贮酒约6451t。选用设有沉淀物排放口的不锈钢贮酒罐,容量50000L,底面直径3m。共130个。5.2.9调配罐选择不锈钢调配罐,容量5000L,直径2m。共需3个。5.2.10灌装生产线5.2.10.1洗瓶设备根据包装材料计算,每小时需处理2500个酒瓶,选洗瓶机,其具体参数如下[18]:型号:SEITZCERMA20WL110083适合瓶子直径及高度mm:50~92170~360生产能力瓶/h:3500外形尺寸mm:2800*3000*3550功率kw:4.55.2.10.2空瓶灭菌设备具体技术参数如下所示[17]:型号:SEITZTAUCH-STELLA1/12G生产能力瓶/h:3800外形尺寸mm:2340*2400*2445功率kw:45.2.10.3灌酒机共需两台2台灌酒机,带有贴标装置。其具体技术参数如下所示[13]:型号:BZG12适合瓶子mL:750外形尺寸mm:8000*1700*3200功率kw:8生产能力瓶/h:1200-1500表5-1设备一览表名称 型号 生产能力 电机功率(kw) 外型尺寸(mm) 台数输送设备 DY403180t/h 1.5 400*3000 1筛选设备 SZF-1020 1000*2000(筛面尺寸) 1.5 1000*2000 1破碎除梗设备 XJ410 8~12t/h 8 2100*1010*1550 1泵 JL*10-36-Y 10m3/h 4 1000*450*730 5发酵设备 100m3(容量) ?? ?? 4000(直径) 20压榨设备 AR45/F 8965~10344kg/h 4.5 4400*1800*2400 1过滤设备 KW330-Ⅲ 3~5t/h ?? 1600*600*750 1贮酒设备 50000L(容量) ?? ?? 3000(直径) 130调配罐 5000L(容量)?? ?? 2000(直径) 3洗瓶设备 SEITZCERMA20WL110083 3500瓶/h 4.5 2800*3000*3550 1空瓶灭菌设备 SEITZTAUCH-STELLA1/12G 3800瓶/h 4 2340*2400*2445 1灌酒机 BZG12 1200-1500瓶/h 8 8000*2500*3200 26车间设计6.1生产车间布置6.1.1布置原那么[9,10]车间布置设计的目的是对厂房的配置和设备的排列做出合理的安排,并决定车间的长度、宽度、高度和建筑结构的形式,以及生产车间与工段之间的相互关系。食品工厂生产车间布置是工艺设计的重要组成局部,不仅对建成投产后的生产实践有很大关系,而且影响到工厂的整体布局。车间布置一经施工就不易更改,所以,在设计过程中必须全面考虑。车间布置设计以工艺设计为主,必须与土建、给排水、供电、供气、通风采暖、制冷以及设备、安装、平安、卫生等反方面去的统一和协调。车间具体设计可参照以下原那么:(1)要有总体设计的全局观点;(2)设备布置要尽量按工艺流水线安排;(3)应考虑到进行多品种生产的可能;(4)生产车间与其他车间的各工序要相互配合;(5)必须考虑生产卫生和劳动保护;(6)应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施;(7)可以设在室外的设备,尽可能设在室外,上面可加盖简易棚;(8)根据生产工艺对品质控制的要求,对生产车间或流水线的卫生控制等级要进行明确的区域划分和区间隔离;(9)严格执行HACCP、ISO14000、GMP的标准性;(10)要对生产辅助用房或空间留有充分的面积。在布置时设备与设备、设备与建筑物之间的要有一定的平安距离,具体数据如下表所示[20]:表6-1设备平安间距类号 设备类别及名称 工程内容 间距(m)1 流水线单机:灌装设备等 离墙最近 ≥1.02 预处理设备:输送设备、筛选设备、破碎除梗设备等。 设备与墙之间:无人操作有一人操作,无人通过有一人操作,偶尔有人通过两设备间:有一人操作,且有人偶尔通过有两人操作,且有人偶尔通过有两人背对背操作,偶尔有人通过有二人背对背操作,且经常有人通过有二人背对背操作,且有小车通过 ≥1.0≥0.5≥1.2≥1.2≥1.9≥1.8≥2.2≥3.13 泵类 单列泵间距泵列间距 ≥1.0≥0.56.1.2设备布置方式车间布置,即生产设备布置的依据是设备流程图。假设以物料在厂房内的流向来划分,食品加工车间的设备布置方式有以下几种[20]:6.1.2.1水平直线式布置物料在同一层平面或局部两层平面内根本成直线型进行的布置方式,称水平直线型布置。根据厂房宽度,又可分单直线与双直线布置。这种布置形式的特点是原料的进口与成品出口分别设在车间两端。对于设备较多的生产线,不宜采用直线型布置,否那么会造成车间、厂房纵向过长。单跨狭长的厂房不仅外形欠美观,而且抗风抗震能力也差。因此,一般建成双跨厂房,设备成双直线排列。设备排数不宜多,排数越多,厂房越宽,跨度越大。从而造成跨梁立柱多,厂房深处采光差,这不仅不利于操作,而且会因缺少适当的隔离,而增加食品污染的可能。6.1.2.2水平U型布置对于设备较多的生产线,为了缩短车间纵向尺寸;或受场地限制,无法采用直线布置;或为了减少升降设备,使物料进口与成品出口设在车间同侧,这时采用水平U型布置较为适宜。6.1.2.3水平蜿蜒型(又称折线型)布置这种型式往往用在对旧厂房的改造使用,且受到原车间长度的限制,而宽度有余,不得已而采用的一种布置型式。6.1.2.4竖直、水平混合型布置这是一种经济有效地利用空间、位能、温差等诸因素,有利于实现连续生产、保证食品卫生、便于自动控制的科学布置方式,目前广泛应用于面、糖类食品加工厂。由于本设计设备种类不多,但连续性较强,且有发酵罐等大型设备。整体按工艺流程采用直线型布置。6.2生产车间具体布置及构造6.2.1车间面积具体设备外形见设备选型一览表,设备总占地面积1216.38m2。考虑设备与设备,设备与建筑物平安距离以及车间道路和车间辅助用房等,设计生产车间面积5565m2。6.2.2车间结构本车间分为生产区、发酵区和贮酒区。本设计车间采用钢筋混凝土柱子,砖墙,此结构强度高,耐久性好。其中发酵区为露天即可,贮酒室那么仍采用钢筋混凝土结构,且贮酒室配备有调节温度,通风等设施。顶棚采用弧形形式,防止积尘和结露。楼盖选用现浇整体式楼盖,有1.5%的坡度,以利于排水。设计为单层厂房,其中普通车间层高7m,贮酒车间层高10m。6.2.3车间布置6.2.3.1门本设计中生产车间共有三道门,分别是原料入口,人员入口及产品出口。其中原料入口及产品出口处大门均为2800mm*3300mm,人员入口1500mm*2400mm。6.2.3.2采光天然采光与人工采光相结合。天然采光有天窗和侧窗。车间每隔6m开一处2*2m天窗,共两排。每隔约7m开一个侧窗,窗台高度1.2m(每个小车间至少一个窗)。贮酒车间由于温度及光照有一定要求,因此贮酒车间的窗子较少,主要用人工采光。人工采光那么借助于双管日光灯。灯高离地5m,每隔3m安装一根。6.2.3.3地坪采用水磨石地坪,其防静电性能稳定,平安可靠,耐磨持久。要求地面光洁无缝,不渗水,有1.5%的地面坡度,设有明沟排水。6.2.3.4内墙面内墙面下部做1.8m高墙裙(台度),材料用150*150mm白瓷砖。其余局部用不吸水并且防霉的仿瓷涂料粉刷。顶角、地脚、墙角成圆弧形,以便于清洗。6.2.3.5通风屋顶部设有通风器领域吊顶式冷风机。6.2.3.6其他生产车间中还设有车间办公室,车间控制室。车间入口处设有男女更衣室及卫生间和消毒池。7辅助部门设计7.1原料库本设计有原料库一个,以贮存和保管收购的原料,并合理配用。原料库为单层仓库,采用钢筋混凝土结构;内部采用水磨石地坪,耐摩擦耐冲击;内墙面使用泡沫玻璃绝热保温材料;共设有运入原料和通向生产车间两道门,原料库紧挨生产车间。原料库配备磅秤、皮带输送机,手推车等运输工具,和大型控温设备,空气调节设备,以保证原料在贮存期间保持新鲜。7.2包装材料库本设计有包装材料库一个,为单层仓库,采用砖墙结构,内墙面用白瓷片做1.8m墙裙。使用水磨石地坪,以防潮。此包装材料库与包装车间仅相隔一条厂区道路,共设两道门,其中一道用来运入包装材料,另一道靠近包装车间,以便将原料运入车间。7.3成品库本设计有成品库一个,以贮存成品葡萄酒。成品库为单层仓库,采用钢筋混凝土结构内墙面用白瓷砖做1.8m墙裙。使用水磨石地坪,以防潮。成品库紧挨包装车间,共开两道门,一道通往包装车间,以便成品运入,一到靠近工厂东门,以便运出。成品库屋顶设有通风器,配备手推车等运输工具,以及货架。7.47.47.4化验及研发室化验室,即工厂检测部门,它主要对原料、半成品和产品等进行质量检验,确定这些物料能否满足正常的生产要求和产品是否符合国家或企业有关的质量卫生标准。研发室是产品开发、工艺技术研究机构,它能根据工厂实际情况向工厂提供新产品、新技术。此建筑共两层,一层主要为办公人员办公室及会议室,二层那么主要为化验室和研发室。其经常配备仪器如下表所示:表7-1化验室常用仪器编号 设备名称 型号 数量1 普通天平 TG601 12 精密电子天平 TG328A 13 水分快速测定仪 SC69-02 14 电热恒温枯燥箱 202-1 15 电热恒温培养箱 ?? 16 蒸馏水蒸馏器 ?? 17 自动电位滴定计 ZD-1 18 电冰箱 ?? 19 电动搅拌器 立式 110 阿贝折射仪 37W 111 手持糖度计 Tz-62 112 电动离心机 ?? 113 生物显微镜 L3301 1此外,其配备大型用具主要有双面化验台、单面化验台、药品橱、支撑台、通风橱等。7.5机修车间机修车间的任务是维修保养所有设备。机修车间安排在工厂最里面,生产车间附近,远离员工生活区,以防止噪声对厂区影响。采用砖混结构,单层。常配备设备有:普通机床、台式钻床、万能工具磨床、焊接发电机、落地砂轮机等。8生产组织及劳动人员编制8.1生产制度按设计任务书要求,并结合当地实际情况,本工厂年产6000吨葡萄酒。由于葡萄酒生产的季节性较强,因此全年各部门工作日不同。就生产车间而言,生产葡萄原酒工作日为100天,陈酿期为150天,包装工作日为200天,均为每天两班,每班8小时,其他部门全年工作日均约为240天,每天一班,一班8小时。8.2劳动人员组成工厂职工按其工作岗位和职责不同分为两大类,即生产人员和非生产人员。生产人员又分为根本工人和辅助工人两类,非生产人员又分为管理人员和效劳人员两类[20]。根据本设计任务书要求及工厂具体情况,将全厂定员按下表进行。表8-1全厂定员表部门 人数管理人员 技术人员 生产人员 辅助生产人员 后勤人员 季节工厂部科室 3 生产车间 3 4 30 10 1 15辅助车间 4 7 25 5 7 25后勤效劳 115 5其他 1 2 20 合计 12 13 90 20 8 40占全厂人员比例 6.6% 7.1% 49.2% 10.9% 4.4% 21.9%全厂旺季共约183人。9水、电、汽估算9.1全厂用水估算食品工厂的用水主要有生产用水、生活用水和消防用水。生产用水主要包括生产工艺用水、锅炉房用水及局部设备用水。9.1.1生产用水不同的产品,不同的原料种类、不同的地区和工艺,单位产品耗水耗气量那么不同,因此进行工艺设计是必须妥善安排,节约用水,如采用循环用水,那么可节省大量水。本设计采用“单位产品耗水耗气量定额〞来估算生产车间用水用汽量,此方法较简便,但目前在我国尚缺乏具体和确切的技术经济指标,因此只能是粗略的估算[9]。本设计生产工艺中既无原料清洗也无调制添加用水,车间的生产用水主要是包装容器清洗消毒和设备清洗用水等,其他的那么包括运输设备、管道和车间清洁卫生用水。本设计估算设备清洗用水为4.5t/h,包装容器清洗消毒用水为4.8t/h,车间卫生清洁用水为5t/h。锅炉房用水可按以下公式计算:W2=K1K2Q=1.15*1.30*4=5.98t?h式中:W2??锅炉房最大用水量,t?hK1??蒸发量系数,一般取1.15K2??锅炉房的其他用水系数,一般取1.25~1.35Q??锅炉蒸发量,t?h,使用锅炉K-4-13的蒸发量4t?h。一天两班,一般8h,那么每日用水量约324.48t。9.1.2生活用水全厂每天生活用水量的估算,如下表所示:表9-1全厂用水估算表用水部门 用水量(L/人)办公室 20车间职工 30浴室 30食堂和宿舍 50总共 130全场旺季约183人,那么每天用水量23.79t。9.1.3消防用水本设计全厂有三处消防栓,每处消防栓出水量为2.5L/s。发生火警时,还可以根据具体情况,调整生产和生活用水来加以解决。为粗略估算全厂用水量,假设每年火灾多发季节春冬两季共用到消防栓10h,那么平均到每天为98.63s。因此消防用水估算为每天约0.25t。即全厂总用水量估算为348.52t/d。9.2全厂用汽估算食品工厂中主要的载热体是饱和水蒸气,有时也有热油、空气和水。而饱和