年产10万吨12度葡萄酒工厂设计说明书_毕业设计

年产10万吨12度葡萄酒工厂设计说明书_毕业设计 摘要 该设计为年产10万吨12度葡萄酒工厂设计，采用优质葡萄雷司令为原料发酵。通过物料衡算、设备选型计算、水电汽耗的计算及对生产过程中一些废弃物的回收机利用等合理优化设计生产工艺过程。在本设计中主要包括产品介绍、厂址的选择、全厂平面设计原则的确定、产品的确定及论证等，把所学的设计知识运用于实际，寻找葡萄酒生产工厂的最优生产方案。 关键词 葡萄酒 工厂设计 原料 工艺计算 设备选型 1 Abstract The design of the annual output of 100000 tons of 12 degrees wine plant design, raw material with Riesling fermentation..Through the material balance calculations, equipment selection calculation, steam electricity consumption calculation and in the course of production waste recycling machines using some of the optimization design and production process. In this design mainly includes product introduction, the site selection, the determination of the plane design principle, the product strategy decision and argument, combine design knowledge is applied to real, looking for the production of wine production factory the optimal production plan. Keywords wine plant design raw material process calculation equipment selection 2 目录 摘要................................................................................ 1 Abstract............................................................................ 2 目录................................................................................ 3 第一章 绪论......................................................................... 7 1(1葡萄酒的种类 ............................................................... 7 1.1.1平静葡萄酒 ............................................................ 7 1.1.2起泡葡萄酒 ............................................................ 7 1.1.3特种葡萄酒 ............................................................ 7 我国葡萄酒行业现状及发展 .................................................... 8 1.2 1.2.1白葡萄酒酿造的技术环节 ............................................... 10 1.2.2白葡萄酒的特点 ....................................................... 10 1.3 本课题研究的意义 ........................................................... 11 1.4设计内容 ................................................................... 11 1.4.1 项目概况 ............................................................. 11 1.4.2 设计任务书 ........................................................... 11 1.5 设计原则 ................................................................... 11 1.5.1工厂设计的原则 ....................................................... 11 1.5.2厂址选择的原则 ....................................................... 12 1.5.3厂址选择从投资和经济效益方面考虑 ..................................... 12 1.5.4公用工程和辅助工程的概述 ............................................. 12 1.5.5厂址选择结果 ......................................................... 12 1.5.6工厂的总平面设计 ..................................................... 13 第二章 产品方案及工艺设计 .......................................................... 16 16 2.1产品方案 ................................................................... 2.1.1 产品质量 ......................................................... 16 2.1.2 产品卫生标准 ......................................................... 16 2.1.3 产品用途 ............................................................. 16 2.1.4 生产规模及建设时间 ................................................... 16 2.1.5主要原料规格 ......................................................... 16 2.1.6 生产品种及数量 ....................................................... 16 2.2工艺设计 ................................................................... 17 2.2.1 生产时间安排 ......................................................... 17 2.2.2 工艺流程图 ........................................................... 17 2.2.3.6发酵 ............................................................... 18 2.2.3.7倒桶、储酒 ......................................................... 18 2.2.3.8过滤 ............................................................... 18 2.2.3.9冷处理 ............................................................. 18 2.2.3.10调配 .............................................................. 18 2.2.3.11装瓶前的过滤 ...................................................... 19 2.2.3.12装瓶、杀菌、封装 .................................................. 19 2.3物料衡算 ................................................................... 20 2.3.1生产周期 ............................................................. 20 2.3.2原料应用 ............................................................. 20 3 2.3.3葡萄汁的量 ........................................................... 20 2.3.4发酵原酒的量 ......................................................... 20 2.3.5 陈酿原酒量 ........................................................... 21 2.3.6 稳定后处理原酒的量 ................................................... 21 2.3.7 装瓶后成品的量 ....................................................... 21 2.3.8 出酒率 ............................................................... 21 2.3.9 二氧化硫的添加量 ..................................................... 21 2.3.10 蔗糖添加量 .......................................................... 21 2.4主要生产设备 ............................................................... 22 2.4.1 除梗机 ............................................................... 22 2.4.2 气囊压榨机 ........................................................... 22 2.4.3 发酵罐选型 ........................................................... 22 2.4.3.4搅拌器 ................................................................. 24 2.4.3.9人孔和视镜 ............................................................. 26 2.4.4 储罐 ................................................................. 27 2.4.5 螺杆制冷机组 ......................................................... 28 2.4.6 发酵罐控制器 ......................................................... 28 2.4.7葡萄汁冷却器 ......................................................... 28 2.4.8调配罐 ............................................................... 29 2.4.9过滤设备 ............................................................. 29 2.4.10酒瓶 ................................................................ 29 2.4.11化验分析设备 ........................................................ 30 2.5 水、电、冷量衡算 ........................................................... 30 2.5.1耗冷量计算 ........................................................... 30 2.5.2水耗量计算 ........................................................... 32 2.5.3电耗量计算 ........................................................... 33 第三章 辅助工程 .................................................................... 36 3.1原料接收站 ................................................................. 36 3.2研发中心 ................................................................... 36 3.2.1研发中心的任务 ....................................................... 36 3.2.2研发中心的装备 ....................................................... 37 3.3品控中心 ................................................................... 37 3.3.1品控中心的任务 ....................................................... 37 3.3.2品控中心的组成 ....................................................... 37 3.3.3品控中心对土建的要求 ................................................. 37 3.4仓库 ....................................................................... 38 3.4.1意义 ................................................................. 38 3.4.2仓库类别 ............................................................. 38 3.4.4果蔬原料库对土建的要求 ............................................... 39 3.4.5成品库 ............................................................... 39 3.4.6空罐及其他包装材料仓库 ............................................... 39 3.4.7仓库在总平面布置中的位置 ............................................. 39 3.5工厂运输 ................................................................... 39 3.5.1厂外运输 ............................................................. 39 4 3.5.2厂内运输 ............................................................. 39 3.5.3车间运输 ............................................................. 40 3.6机修车间 ................................................................... 40 第四章 食品工厂卫生、环保、安全设计 ............................................... 41 4.1工厂卫生 ................................................................... 41 4.1.1厂址选择的卫生要求 ................................................... 41 4.1.2工厂内部总平面布置的卫生要求 ......................................... 41 4.1.3厂房内部建筑的卫生要求 ............................................... 41 4.1.4车间防鼠设置 ......................................................... 42 4.1.5车间卫生室的卫生要求 ................................................. 42 4.1.6食品仓库的卫生要求 ................................................... 42 4.1.7人员个人卫生要求 ..................................................... 42 4.1.8原辅材料的卫生要求 ................................................... 43 4.2环保及废物的处理 ........................................................... 43 4.2.1废水处理 ............................................................. 43 4.2.2废气处理 ............................................................. 43 4.2.3废弃物处理 ........................................................... 43 4.2.4环境绿化布置 ......................................................... 43 4.3安全 ....................................................................... 44 4.3.1安全检查 ............................................................. 44 4.3.2防火、防暴、防毒 ..................................................... 44 第五章 企业组织与劳动定员设计 ...................................................... 45 5.1企业组织设计 ............................................................... 45 5.2企业劳动定员 ............................................................... 45 第六章 成本分析 .................................................................. 47 6.1.成本估算的重要性 ........................................................... 47 6.2.成本估算的项目 ............................................................. 47 6.2.1原料费、辅助材料的计算 ............................................... 47 6.2.2设备购置费 ........................................................... 48 6.2.3装瓶成本 ............................................................. 48 6.2.4生产工人工资 ......................................................... 48 6.2.5厂区地皮价格 ......................................................... 48 6.2.6厂房建设费 ........................................................... 48 6.2.7水电费 ............................................................... 49 6.2.8车间经费和企业经营费 ................................................. 49 6.2.9工人津贴和奖金 ....................................................... 49 6.3技术经济效益综合分析 ....................................................... 51 6.3.1销售成本、销售收入和利润 ............................................. 51 6.3.2投资回收期Ty ......................................................... 51 6.3.3投资利润率Xz ......................................................... 51 6.3.4成本利润率Iz ......................................................... 51 6.3.5年销售收益比率Lz ..................................................... 51 第七章 葡萄酒副产物综合利用 ....................................................... 53 7.1粗酒石酸的回收 ............................................................. 53 5 7.2从葡萄皮渣中回收酒石酸钙 ................................................... 53 7.3白兰地的酿造 ............................................................... 53 7.4多酚类化合物的提取 ......................................................... 53 7.5葡萄籽油制取 ............................................................... 54 第八章 综合评价 ................................................................... 55 8.1社会效益分析 ............................................................... 55 8.2生态效益评价 ............................................................... 55 8.3综合评价 ................................................................... 55 第九章 结论 ....................................................................... 56 致谢............................................................................... 57 参考文献........................................................................... 58 6 第一章 绪论 1(1葡萄酒的种类 葡萄酒是以鲜葡萄或葡萄汁为原料，经全部或部分发酵酿制而成的，其酒精体积分数通常为8%-12%。葡萄酒的分类方法很多，按葡萄酒中二氧化碳含量和加工工艺将葡萄酒分为:平静葡萄酒、起泡葡萄酒和特种葡萄酒。 1.1.1平静葡萄酒 在20?时，二氧化碳压力小于0.05Mpa的葡萄酒为平静葡萄酒。按酒中的含糖量和总酸度可将平静葡萄酒分为: 1.1.1.1干葡萄酒:含糖量小于或等于4.0g/L或者当总糖与总酸(以酒石酸计)的差值小于或等于2.0g/L时，含糖量最高为9.0g/L的葡萄酒; 1.1.1.2半干葡萄酒:含糖量大于干葡萄酒，最高为12.0g/L或者当总糖与总酸(以酒石酸计)的差值小于或等于2.0g/L时，含糖量最高为18.0g/L的葡萄酒; 1.1.1.3半甜葡萄酒:含糖量大于半干葡萄酒，最高为45.0g/L的葡萄酒; 1.1.1.4甜葡萄酒:含糖量大于45.0g/L的葡萄酒。 1.1.2起泡葡萄酒 在20?时，二氧化碳压力等于或大于0.05Mpa的葡萄酒为起泡葡萄酒。起泡葡萄酒又可分为: 1.1.2.1低起泡葡萄酒:当二氧化碳压力在0.05-0.25Mpa时的葡萄酒; 1.1.2.2高起泡葡萄酒:当二氧化碳压力等于或大于0.35Mpa时的葡萄酒。 1.1.3特种葡萄酒 特种葡萄酒是用新鲜葡萄或葡萄汁在采摘或酿造工艺中使用特定方法酿制而成的葡萄酒。特种葡萄酒包括: 1.1.3.1利口葡萄酒:由葡萄生成总酒度为12%(体积分数)以上的葡萄酒中，加入葡萄白兰地、食用酒精或葡萄酒精以及葡萄汁、浓缩葡萄汁、含焦糖葡萄汁、白砂糖等，使其终产品酒精度为15%-22%的葡萄酒。 1.1.3.2葡萄汽酒:酒中所含二氧化碳是部分或全部由人工添加的，具有同起泡葡萄酒类似物理特性的葡萄酒。 1.1.3.3冰葡萄酒:将葡萄推迟采收，当气温低于-7?使葡萄在树枝上保持一段时间，结冰，采收，在结冰状态下压榨、发酵，酿制成的葡萄酒。 1.1.3.4加香葡萄酒:以葡萄酒为酒基，经浸泡芳香植物或加入芳香植物的浸出液而制成的葡萄酒。 1.1.3.5山葡萄酒:采用新鲜山葡萄或山葡萄汁经过全部或部分发酵酿制而成的葡萄酒。 7 1.1.3.6此外还有贵腐葡萄酒、产膜葡萄酒、低醇葡萄酒、无醇葡萄酒等。 1.2 我国葡萄酒行业现状及发展 近年来，我国葡萄酒行业在产量、产品结构、产品质鼠、生产工艺、技术装备和产品品牌等方面都发生了根本性变化。 从2000-2004年国家统计局对全国葡萄酒企业统计(全部国有及销售收人在500万元以上的非国有企业)每年年报的数据来看，平均年增长为10%以上。2000年产量20.19万吨，2001年产量25.05万吨，比上年增长24%; 2002年产量28.86万吨，比上年增长15.2%;2003年产量34.3万吨，比上年增长18.8%，2004年产量36.73万吨，比上年增长7%;2005年产量约40万吨，比上年增长10.9%。 中国葡萄酒过去都是以甜酒为主，葡萄汁含量低，经过近几年的产品结构调整，我国已形成以全汁葡萄酒为主的产品结构，其中干型、半干型葡萄酒已占总量的50%-60%。高档产品品种也日益丰富，除已有国际公认的高档单品种葡萄酒外，高档起泡葡萄酒、庄园酒也相继投放市场，并且这些高档葡萄酒在世界评比中已获得不少奖项。这说明我国葡萄酒行业产品结构调整已开始进入健康规范的发展阶段。 随着葡萄酒国际交往的不断增加和友好合作关系的建立，葡萄酒企业的工艺技术装备有了很大进步。目前国内些大型葡萄酒厂都在使用国际先进酿酒设备，一些关键设备如除梗破碎机、除菌过滤器、酒石处理器、灌装设备等都从国外引进，这大大提高了葡萄酒产业机械化程度。在酿造工艺上，由于积极地采用国外葡萄酒先进酿造工艺井与我国具体情况相结合，进一步提高了我国葡萄酒的酿制水平。 我国葡萄酒行业始终把不断提高葡萄酒产品质量放在重中之重的地位。近几年，国家葡萄酒监督检验中心对全国的葡萄酒检测结果表明，我国葡萄酒总体质量良好，市场销售的不同档次葡萄酒在满足不同消费人群的需求中其质量是可靠的。 我国葡萄酒生产区主要集中在山东、河北、吉林、天津、新疆、北京、河南、甘肃、广西、云南等10个省、市、自治区，占总产量的93.8%，其中山东、河北两省仍为葡萄酒生产大省，其葡萄酒产量占了全国总产量一半以上，带动了我国葡萄酒产业的发展。 随着行业的发展，企业采取了品牌整合、收购、集约化生产等措施来扩大生产规模。据不完全统计，目前全国葡萄酒企业约有400一500家，具有规模以上的企业有100多家，士要分布在葡萄产区及沿海地区。这些企业生产能力相对较大，销售渠道相对较宽，各自拥有自己的主打品牌和市场，因此其销量约占全国销量的90%以长。 要想发展葡萄酒首先要有好的原料，为解决我国葡萄酒业可持续发展，葡萄种植业也相应得到了发展。很多厂家对于基地建设都给予了很高的重视，国家对葡萄酒产区也给予了大力支持，相应开展了一系列原产地命名工作，将产地建设纳入法制化管理，先 8 后有一批葡萄产区获得原产地保护，如昌黎产区、烟台产区、贺兰山产区、沙城产区。 此外，参照《国际酿酒技术法规》，结合中国的实际情况，制订了《中国葡萄酿酒技术规范》，从葡萄原料到葡萄酒酿造的生产工艺都规定了必须遵守的内容与要求。又参照OIV葡萄酒指标拟订了《中国葡萄酒国家标准》，2005年又对国标进行了修订，新修订的国标除了某此指标作了适当修订外，还将特种葡萄酒、年份酒、品种酒、产地酒的定义列入标准中。这些规范的实施将促使葡萄酒行业管理日益完善，为调整产品结构铺平道路，使我国葡萄酒在与国际葡萄酒接轨的进程中迈出一大步。 葡萄酒作为一个新兴产业有着良好的发展环境，国家的产业政策也大力鼓励发展葡萄酒产业，即:高度酒向低度酒转移;蒸馏酒向发酵酒转移;粮食酒向果露酒转移;普通酒向优质酒转移。那么，葡萄酒企业如何顺应潮流，在良好形式的推动下发展起来，这是每一个企业都应思考的问题。 完善产品结构调整，提升产品质量是葡萄酒行业发展的重点。世界葡萄酒发达国家，根据品种、栽培技术、酿造工艺、年份、产地等因素生产出不同风格，不同品种的葡萄酒，形成了葡萄酒产品的多样化，来满足不同消费者的需求。在今日葡萄酒市场剧烈的竞争中，加大结构调整力度，以提高质量、效益和扩大产品出口为目标，重视葡萄基地的发展，建立起抵御各种风险能力的配套基地，为葡萄酒的发展提供可靠的优质原料，并逐步实现品种区域化、酒种区域化，生产出具有顽强生命力和强大竞争力的高质量、有地区特色的葡萄酒产品是每个企业势在必行的事。 葡萄酒行业既是一个传统工业，又是一个新兴工业，国际新技术的研究应用很多。中国葡萄酒的前期发展大都是靠引进消化吸收国外现有的品种、工艺、设备。随着科技的发展，中国葡萄酒业必须要开展科学研究，开展我国自己的葡萄新品种及品种改良研究，产品个性研究;新工艺、新设备、产品包装、质量、安全、卫生研究等，这样才能使中国葡萄酒在国际葡萄酒业中，占有一席之地。 葡萄酒是低度的、营养型饮料酒。随着国民生活水平的提高和保健意识的加强，对饮料酒的选择正在向营养化、高档化转变，葡萄酒的消费数在中国将会逐步上升。中国加人WTO，进口关税的下调，使得国外葡萄酒厂商看准了中国的葡萄酒市场，这几年都纷纷打人中国市场，采取各种宣传途径，使中国的消费者了解、适应他们的产品，以占领中国市场。目前，国产葡萄酒在中国市场的占有率仍在90%以上 ,主要原因是国产葡萄酒的价位和口感适合国内消费者，受到消费者的青睐。同时，国产葡萄洒有良好畅通的销售渠道，发展前景看好。 在中国，酒类市场有着其本身的特点:中国是一个多酒种的国家，除了葡萄酒外，还有啤酒、白酒、黄酒、果酒和露酒等酒种，消费者对酒种的选择余地大，并且都有自己固定的消费群体和消费习惯，要想改变习惯不是一朝一夕的。同时，葡萄酒的售价相对高一些。目前，消费葡萄酒的群体多以中青年、高学历、高收入群体为主。公款消费、过年过节、请客送礼的多，进入日常百姓家的少，葡萄酒消费市场不大，市场的开拓可 9 [1]谓任重道远。 1.2.1白葡萄酒酿造的技术环节 1.2.1.1葡萄酒是以新鲜葡萄或葡萄汁为原料经酵母菌酒精发酵而成的低度酒。要酿造好的葡萄酒，首先要有好的葡萄原料，葡萄酒的质量，七成取决于葡萄原料，葡萄原料是奠定葡萄酒质量的物质基础。我国东北、西北及黄河地区都适合栽培酿酒葡萄品种。 所谓葡萄原料的质量，主要是指酿酒葡萄的品种，葡萄的成熟度及葡萄的新鲜度，这三者都对酿成的葡萄酒质量具有决定性的影响。 [2]酿造白葡萄酒的优良品种有贵人香、雷司令、索味浓、白诗南、赛美蓉、霞多丽等。实践证明，葡萄品种决定葡萄酒的品质及典型风格。葡萄的成熟度是决定葡萄酒质量的关键之一。用生青的葡萄是不能酿造出好葡萄酒的。葡萄在成熟过程中，浆果中发生着一系列的变化，其含糖量、色素、芳香物质含量不断地增加和积累，总酸的含量不断地降低，达到成熟的标准，其浆果中各种成分的含量处于最佳的平衡状态。为此，可采用成熟系数来表示葡萄浆果的成熟程度。 葡萄的新鲜度及卫生状况，对葡萄酒的质量具有重要的影响。 葡萄采收后，最好能在8h内加工。 加工的葡萄应该果粒完整，果粒的表面有一层果粉，不能混杂生青病烂的葡萄。在果园里采摘葡萄时应做好分选工作，先采一等葡萄做优质葡萄酒，然后再采二等的葡萄或等外葡萄 做普通的葡萄酒或蒸馏酒精。 1.2.2.2此外，要想酿制出优质的葡萄酒在生产工艺上要注意:提高酿酒专用设备的先进性，保障工艺条件的实施以快速分离皮渣，防止果汁氧化;发酵前，果汁进行低温澄清处理以提高酒的质量，口味纯正细腻;发酵工艺中采用低温发酵法，将发酵温度控制在16-18?，以防止氧化，保持果香;添加活性干酵母，以适应低温发酵，使其能按工艺要求正常进行，以增加酒的芳香，提高酒质;在酒陈酿时进行酒质净化处理，如采用澄清剂、低温冷冻和过滤相结合的方法，以提高酒的澄清度;在白葡萄酒的酿造过程中应采取防氧措施，如添加适量的二氧化硫以保持原果香和新鲜感;白葡萄酒装瓶后进行瓶储，多采用地下室恒温存储6个月以上，以增加酒香、酒体协调、典型性突出。 1.2.2白葡萄酒的特点 比起红葡萄酒热烈的色彩，白葡萄酒的清透视觉更容易让人平静;它富裕的果香，清澈中夹杂着酸涩的口感，宛如品读一本丛林度假日记。在炎热指数直线上升的夏季里，以清爽口感著称的白葡萄酒，可称得上是夏日里新鲜果蔬菜们最佳搭档。确保能令你找回丢失的胃口。 [4]白葡萄酒与红葡萄酒相比，它们更具随意性。清晨的面包早餐，你可以将咖啡换成白葡萄酒;下午茶的甜点，你可以将红茶换成白葡萄酒;中午或晚上的正餐，白葡萄酒与我们熟悉的开胃沙拉、鹅肝酱、蘑菇浓汤、新鲜海鲜，乃至小甜品，可以做到一白到底。 10 1.3 本课题研究的意义 我国葡萄酒行业起步晚，而且因为生产成本较高，葡萄酒发酵时间长，生产工艺等问题影响我国葡萄酒的发展。本课题研究的题目是年产100000t白葡萄酒的工艺设计，是在结合中国葡萄酒业实际情况的基础上，同时借鉴国外葡萄酒行业的成熟经验，制订出的一套更科学、更合理的工艺体系，以降低葡萄酒生产成本，开拓我国葡萄酒市场，是我国葡萄酒产业得到更好发展。 1.4设计内容 1.4.1 项目概况 本项目的设计按照国家要求投资小、产出大、见效快的原则，尽可能使建筑设施、能源(水、电)在设计时与治理三废、环保、消防同步进行。本项目遵照了《中国葡萄酿酒技术规范》。 1.4.2 设计任务书 设计项目:年产100000t 白葡萄酒工艺设计。 设计规模:334t 日产 。 成品:雷司令 Riesling 。 1.5 设计原则 1.5.1工厂设计的原则 执行国家现行的节约能源的政策、指令、规定及有关标准，合理利用能源，降低能 [5]源消耗，提高经济效益。能源选择应贯彻国家能源方针和因地制宜的原则。设计中所选设备采用国家推荐的节能产品，严禁采用国家规定的淘汰的低效高耗能设备。 (1)符合经济建设的总原则:做精心设计、投资省、技术新、质量好、收效快、回收期短。 (2) 设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均先进水平为宜。 (3) 积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。 (4) 必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性相符合的原则，并留有适当的发展余地。 (5) 食品类工厂还应贯彻国家食品卫生有关规定充分体现卫生、优美、流畅并能让参观者放心的原则。 (6) 设计工作必须加强性，各阶段工作要有明确进度。 11 1.5.2厂址选择的原则 厂址选择是设计工作的基本内容之一。厂址选择的好坏直接影响设计质量、建设进度、投资大小和投产后经营管理条件。因此，厂址选择是一项包括政治、经济、技术的 [5]综合性的复杂工作，具有较高的原则性和广泛的技术性。 (1)厂址要符合国家下达建厂计划任务书中所作的规定和要求。 (2)厂址应符合当地城镇总体发展规划的要求，并尽量与附近工业企业相配合，以节约基建投资。 (3)厂址的面积和外形要满足柠檬酸钠生产工艺的要求，并留有适当的扩建余地。 (4)厂址地形宜平坦，地面倾斜坡度最好不超过3% ,便于厂区运输线路布置，并尽可能减少土方工程量。 (5)厂址应符合国家有关卫生、防火、人防等要求。如:厂区应在居民点下风侧;河流的上游;厂区附近不得有细菌，传染病病源或其他污染的来源;不应选择在低洼窝风的地形做厂区，应避开军事措施地区等等。 (6)厂址应在当地最高洪水水位之上，如果低于洪水位则须有坚固堤防保护.同时，要防止内涝水的浸淹。 1.5.3厂址选择从投资和经济效益方面考虑 (1)厂址应有较方便的运输条件，若需建公路或专用铁路时，距离最短为好，以节省投资。 (2)有一定供电条件，满足生产需要。 (3)所选厂址附近不仅有充足的水源，而且水质应较好。 (4)厂址最好选在居民区附近，这样可以减少宿舍，商店，学校等职工的生活福利设施。 1.5.4公用工程和辅助工程的概述 公用设施一般包括给排水、供电及仪表、供汽、采暖与通风、制冷等五项工程。一般说来，给水排水、供电和仪表、供汽这三者不管工厂规模大小都得具备。 公用工程的设计的一般要求:应该能充分满足生产负荷;符合食品卫生要求;经济合理，安全可靠。 项目建设内容(厂房、设备、技术、其它):生产区主要包括生产车间、库房、锅炉房、冷库、堆场等;办公生活区主要包括综合办公楼、专家及职工公寓、食堂及活动中心等。 项目配套条件情况(场地、道路、水、电、汽、通讯、其它配套设施):完全满足施工及使用。 1.5.5厂址选择结果 龙口经济开发区地处胶东半岛西北部沿海，位于东经120?13′至47′，北纬37?27′至47′，东邻烟台，南近青岛，北、西与大连、天津、秦皇岛隔海相望。龙 12 口经济开发区属温带季风型大陆性气候区，气候温和，四季分明，年平均气温为12?左右，年平均日照2800小时左右，年平均降雨600毫米左右，无霜期190多天。龙口经济开发区境内的国道、省级干线及市级支线公路组成了四通八达、纵横交错的公路网络。烟潍公路、青黄公路、威乌高速公路是贯穿全区的重要枢纽。区与外界之间都有柏油公路相通。大莱龙铁路穿境而过。龙口经济开发区距莱山机场80公里，行车不足1小时即可抵达，距青岛机场160公里，行车2小时即可抵达。 综合各种因素，初步选择城镇近郊作为白葡萄酒厂的厂址，原料购买方便，环境清新，无污染。产品又能及时的销往各中心城市，交通较为方便，是较为理想的选择。 1.5.6工厂的总平面设计 [9]1.5.6.1总平面设计的基本原则 表1-1 影响企业总平面布置的因素 方针政策 企业生产及使用功能 建设场地条件 1.节约用地 1.生产工艺流程和使用功能1.地形、地质、水文、气象 要求 等自然条件 2.环境保护 2.企业预留发展和扩建要求 2.交通运输条件 3.生产管理和生活方便要求 3.动力供应和给排水条件 3.降低能耗 4.安全、卫生要求 4.施工建设条件 5.建筑艺术要求 5.厂际协作条件 4.综合利用 6.环境质量要求 6.城镇或工业区、居住区规 划条件 1.5.6.2总平面设计要符合厂址所在地区的总体规划 总平面设计应按批准的设计计划任务书和城市规划要求，对建筑布局、方位、道路、绿化、环保等进行综合设计，布置必须紧凑合理，做到节约用地，分期建设的工程，应一次布置，分期建设，还应考虑工厂扩建的可能，合理预留发展空地。 1.5.6.3总平面设计必须符合工厂生产工艺的要求 (1)主车间、仓库等应按生产流程布置，并尽量缩短距离，避免物料往返运输。 (2)全厂的货流，人流，原料，管道等的运输应有各自路线，力求避免交叉，合理加以组织安排。 (3)动力设施应接近负荷中心。 1.5.6.4食品工厂总平面设计必须满食品工厂卫生要求 (1)生产区和生活区、厂前区和生产区分开。 (2)生产车间应注意朝向。 (3)生产车间与城市公路有一定的防护区。 13 (4)应分区布置。 (5)总平面中要有一定的绿化面积:10%,15%。 (6)公用厕所要与主车间、食品原料仓库或堆场及成品库保持一定距离，并采用水冲式厕所。 1.5.6.5厂区布置要符合规划要求，同时合理利用地质、地形、水文等自然条件 (1)厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度，并注意保持清洁。 (2)合理确定建筑物、道路的标高，既保证不受洪水的影响，使排水畅通，同时又节约土方工程。 在坡地、山地建设工厂，可采用不同标高安排道路及建筑物，即进行合理的竖向布置。但必须注意设置护坡及防洪渠，以防山洪影响。 (3)厂区建筑物间距应按有关规范设计 从防火、卫生、防震、防尘、噪音、日照、通风等方面来考虑，在符合有关规范的前提下，使建筑物间的距离最小。 1.5.6.6总平面设计必须符合国家有关规范和规定 《工业企业总平面设计规范》、 《工业企业设计卫生标准》 《建筑设计防火规范》、《厂矿道路设计规范》、《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》、《工业锅炉房设计规范》、《工业“三废”排放试行标准规定》、《工业与民用通用设备电力装备设计规范》 、《中国出口食品厂、库卫生要求》、《中国保健食品良好生产规范》(GB17405-1998)、 《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001)、食品GMP规范等，以及厂址所在地区的发展规划，保证工业企业协作条件。 14 表1-2 总平面设计 22序号 建筑物 建筑面积(m) 占地面积(m) 1 动力站 20x10=200 200 2 原料库 30x50=1500 1500 3 成品库 18x50=900 900 4 原料处理车间 10x20x2=400 400 5 发酵车间 60x120=7200 7200 6 贮酒车间 40x120=4800 4800 7 稳定性处理车间 27x99=2673 2673 8 锅炉房 10x16=160 160 9 包装车间 18x33=594 594 10 污水处理站 30x40=1200 1200 11 活动中心 20x50=1000 1000 12 机修车间 15x40=600 600 13 职工餐厅 40x15x2=1200 600 14 科研化验室 51x15=765 765 15 办公楼 39x25x2=1950 975 16 门卫1 5x8=40 40 17 门卫2 2x5=10 10 18 医务室 30x10=300 300 19 职工宿舍 40x15x2=1200 600 20 车库 15x10=150 150 21 质检中心 18x25=450 450 22 制冷中心 10x30=300 300 表1-3 主要设计指标 项目 数据 21 全厂占地面积 600000 m 22 全厂建筑物占地面积 26682 m 3 建筑系数 35% 24 绿化面积 159248 m 5 绿化率 26.5% 6 土地利用系数 50% 15 第二章 产品方案及工艺设计 2.1产品方案 2.1.1 产品质量标准 感官指标: 色:近似无色、微黄带绿、浅黄、禾秆黄、金黄透明、有光泽、无明显悬浮物。 香:香气纯正、优雅、怡悦、和谐的果香和酒香 味:纯净、幽雅、爽怡的口味和新鲜悦人的果香体完整。 典型性:典型突出，明确。 理化指标: 酒精度(%vol,20?):9.0-13.0; 挥发酸(以乙酸计):?0.6 g/L 总糖(以葡萄糖计):(4.1-12.0)g/L; 游离二氧化硫:?50 mg/L 总酸(以酒石酸计):5.0-7.5 g/L; 总二氧化硫:?250 mg/L 干浸出物:?15 g/L 铁:?8 mg/L 铜:?0.5 mg/L pH值:3.1-3.6 铅:?0.2 mg/L 砷:?0.2 mg/L 山梨酸:?0.5 g/L 容量偏差(20?):<500 mL 细菌总数(个/mL):?50 大肠菌群数(个/100mL):?3 2.1.2 产品卫生标准 产品卫生指标按GB2758执行 2.1.3 产品用途 广泛用于食品及餐饮行业。 2.1.4 生产规模及建设时间 白葡萄酒厂年产100000t。 建设采取统一的规划布局， 规范化建设， 科学化管理，规模化生产，一体化经营，采用现代化企业管理模式。项目从立项到施工生产验收，共需2年时间。 2.1.5主要原料规格 本工艺选用100 %新鲜优质葡萄，含糖量?196g/L。 2.1.6 生产品种及数量 本工艺设计所生产的白葡萄酒的品种及数量见表2-1。 表2-1白葡萄酒的品种及数量 产品名称 品种 年产量 班产量 时间 瓶装白葡萄酒 雷司令 100000t 24?3 1,12月(300d计) 16 2.2工艺设计 2.2.1 生产时间安排 由于葡萄原料生产具有很强的季节性，原料的收获旺季在8-9月，5-10月为产品 [6]销售旺季。为了尽可能充分利用原料，减少产季原料的腐烂损失，同时也减少原来贮藏的费用，应尽快将葡萄制成葡萄酒。年生产日数位300天，每天3班，每天24小时生产。 2.2.2 工艺流程图 2.2.3工艺要点 2.2.3.1葡萄 白葡萄比较容易被氧化，采收时必须尽量小心保持果粒完整，以免影响成品质量。 2.2.3.2破碎 采收后的葡萄必须尽快进行榨汁，白葡萄通常会先进行破皮程序，有时也会去梗。红葡萄可直接榨汁。 2.2.3.3压榨 为了不将葡萄皮、梗和籽中的单宁和油脂榨出，压榨时压力必须温和平均，而且要适当翻动葡萄渣。 2.2.3.4分离取汁 白葡萄酒与红葡萄酒前加工工艺不同。白葡萄经破碎(压榨)或果汁分离，果汁单独进行发酵。即白葡萄酒压榨在发酵前，而红葡萄酒压榨在发酵后。果汁分离是白葡萄酒的重要工艺，果汁分离时应注意葡萄汁与皮渣分离速度要快，缩短葡萄汁与空气接触时间，减少葡萄汁的氧化。 2.2.3.5澄清 果汁澄清的目的是在发酵前将果汁中的杂质尽量减少到最低含量，以避免葡萄汁中的杂质因参与发酵而产生不良成分给酒带来异杂味。为了获得洁净、澄清的葡萄汁，可 [18]以采用以下方法: 17 二氧化硫静置澄清: 采用适量添加二氧化硫来澄清葡萄汁，其操作简单，效果较好，在澄清过程中二氧化硫主要起3个作用: (1)可加速胶体凝聚，对非生物杂质起到助沉作用。 (2)葡萄皮上有野生酵母、细菌、霉菌等微生物，在采收加工过程中也可能感染其他杂菌， 使用二氧化硫起到抑制杂菌的作用。 (3)葡萄汁中酚类化合物、色素、儿茶素等易发生氧化反应，使果汁变质，当葡萄汁中有游离二氧化硫存在时，首先与二氧化硫发生氧化反应 可防止葡萄汁被氧化。 果胶酶法: 皂土也叫膨润土，是一种由天然粘土精制的胶体铝硅酸盐，以二氧化硅、 三氧化二铝为主要成分的白色粉末，溶解于水中的胶体带负电荷，葡萄汁中蛋白质等微粒带正电荷，正负电荷结合使蛋白质等微粒下沉。 机械澄清法: 利用离心机高速旋转产生巨大的离心力，使葡萄汁与杂质因密度不同而分离。离心力越强，澄清效果越好。 2.2.3.6发酵 白葡萄酒发酵多采用人工培育的优良酵母(或固体活性干酵母)进行低温发酵。主发酵温度在16,22?为宜，主发酵期为15d左右。主发酵后残糖降至5g/L以下，即可转入后发酵。 后发酵温度一般控制在15?以下。在缓慢的后发酵中，葡萄酒香和味的形成更为完善，残糖继续下降至2g/L以下。后发酵持续30d左右。 2.2.3.7倒桶、储酒 将澄清的葡萄酒倒入橡木桶中储藏，此过程对白葡萄酒的酿制很重要，几乎所有高品质的葡萄酒都经橡木桶的储藏，因为橡木桶不仅补充了酒的香味，同时提供适度的氧气使酒圆润和谐。储藏时间的长短依据酒的结构、橡木桶的大小新旧而定，通常不会超过2年。白葡萄酒储藏的过程主要是为了提高稳定性，使酒成熟，口味重，要达到这个要求，和谐乳酸发酵、换桶、短暂透气等都是不可少的程序。 2.2.3.8过滤 过滤是通过过滤介质的孔径大小来截留或吸附微粒和杂质，是一种常用的澄清方法。葡萄酒的过滤常采用棉饼过滤、硅藻土过滤、纸板过滤、膜过滤、真空过滤等。 2.2.3.9冷处理 冷处理可使过量的酒石酸与不安全的色素析出沉淀，尤其是新酒可显著改善口味，酒石酸氢钾的析出使酸味降低，口味变得柔和;冷处理还可使发酵后残留在酒中的蛋白质、死酵母、果胶等有机质加速沉淀。 2.2.3.10调配 18 在二次发酵前，酿酒师常会混合不同产区和年份的葡萄酒以调配出所要的各种口味。发酵完毕，经储藏一段时间的葡萄原酒，逐渐趋向老熟，酒味变得醇和起来，酿酒者可以对原酒的酒度、糖分、酸分进行调配。上市的葡萄酒的含糖量为12%,14%，酒度为12%vol，酒度用同品种蒸馏酒调配，酸度可用柠檬酸或中性酒石酸调配，糖度用白砂糖调配。 2.2.3.11装瓶前的过滤 装瓶前，必须去除酒中的死酵母和葡萄碎屑等杂质。常用的方法有换桶、 过滤法、 离心分离器和皂土过滤法等。 2.2.3.12装瓶、杀菌、封装 把酒装入预先消毒的酒瓶中，于60,70 ?，杀菌15,20min。 (1)封装工艺流程 经过滤后的葡萄酒?灌装?打塞封盖?验酒?贴标?装箱?成品酒 (2)洗瓶工艺过程 瓶子? 验瓶? 洗刷? 灭菌? 备用 (3)空瓶的灭菌 本设计采用全自动瓶子灭菌方法，待灭菌的空瓶经链轮带进灭菌机内，经高压0.8-1.2%亚硫酸灭菌液冲洗、控干，又经0.1-0.3Mpa的无菌水冲洗控干后，由链轮带出灭菌机，排列在行进中的链道上进入下道工序。 (4)验瓶 验瓶包括瓶内赃物，如刷毛，残标等的检查，瓶子要清亮透明。瓶口要完整，瓶子不得有明显的歪脖、斜底等。本设计采用自动验瓶机验瓶。 (5)灌装 灌装要求在标准容积的瓶内注入准确体积的酒体，留下一定的顶空以备加塞和防备膨胀。 (6)打塞封盖 表2-2软木塞选择 酒种 软木塞直径(mm) 长度(mm) 说明 平静葡萄酒 瓶口内径+6 35-54 长度可根据瓶型酌情选择 (7)封口程序 软木塞有贮罐槽经固定滑道进入收塞器三瓣形或四瓣形夹头中间，将软木塞收缩到14-16mm，而后打入瓶口内，即完成封口程序。 2.2.3.13验酒、杀菌、贴标 (1)验酒 验酒是保证产品质量的关键环节。一般验酒的方法是将酒瓶至于灯箱之前以目检为 19 主，验酒的内容包括酒中是否有异物，酒是否失光，装量是否适合，酒线是否整齐一致，封口是否严密，有无渗漏等，如有其中一项均视为不合格品而剔除。 (1)杀菌 一般酒精度低于16%的葡萄酒，在装瓶后均应进行杀菌。可采用巴斯德杀菌方法。 (2)贴标 贴标是将商标粘帖在适当位置，要求是粘帖牢固平整，横平竖直，不得有拱突翘边翘角，美观大方，粘合剂涂抹均匀，不能有明显的粘合剂痕迹。 (3)卷纸 卷纸是将贴了商标的瓶子用纸包裹起来，有的用塑料纸、拷贝纸，也有的用纸套等。 2.2.3.14装箱、封箱 (1)装箱 葡萄酒装箱一般是手工操作，装箱时须轻拿轻放，不得带入异物。产量大可用机械装箱。 (2)封箱: 葡萄酒装箱后应立即封箱。 2.3物料衡算 2.3.1生产周期 主发酵期15d左右 ，后酵期为20,30d ，储酒期6-10个月，生产能力100000t。 2.3.2原料应用 按工艺要求，葡萄酒的原料为100%新鲜的优质葡萄，其糖度为196g/L，按正常工艺操作，酿成的酒的酒精度为11.0%vol,12.0%vol，国家的标准要求。 2.3.3葡萄汁的量 葡萄经除梗破碎之后得到的葡萄汁，一般情况下皮梗、籽占整个果穗的23%，不能酿酒发酵的低档压榨汁为3%因此，所得葡萄浆的量为: 100000?(1—23%)?(1—3%)=74690t 2.3.4发酵原酒的量 葡萄汁经过酒精发酵之后，分离酒脚，接着进行自然发酵，之后分离酒脚得到的发酵原酒 。一般情况下，酒精发酵后的酒脚量约占整个发酵醪液的5%，自然发酵后的酒脚量约占发酵原酒的 2 %，再次发酵过程中的压榨、管道及操作损失约为1 %。 因此，酒精发酵后所得原酒的量为: 74690?(1-5%-1%)=70208.60 t 苹果酸-乳酸发酵后所得原酒的量为: 70208.60?(1-2%)=68804.43 t 20 2.3.5 陈酿原酒量 发酵后，原酒进入陈酿阶段，此过程需经过几次的倒罐操作，分离酒脚，得到较澄清的、口感较佳的陈酿型原酒。 在陈酿期间酒脚、储存期自然损失及操作过程中的损失一般为3%左右，因此，陈酿后原酒的量为: 68804.43 ?(1-3%)=66740.30 t 2.3.6 稳定后处理原酒的量 陈酿后的原酒在品评均衡后经稳定性处理，主要进行下胶澄清、低温冷冻和趁冷过滤处理。其中下胶澄清过程的损失约为2%。低温冷冻和趁冷过滤过程损失为2 %。因此，稳定性处理后原酒的量为: 66740.30?(1-2%)?(1-2%)=64097.38 t 2.3.7 装瓶后成品的量 稳定性处理后的酒经无菌过滤后，进入灌装系统装瓶包装。在此过程中的过滤损失及机械操作等损失大约为2%。因此，装瓶后的成品的量为: 64097.38?(1-2%)=62815.43 t 2.3.8 出酒率 由物料衡算得知，100000t葡萄产酒62815.43 t 则葡萄出酒率为:62815.43?100000?100 %=62.8% 吨酒耗葡萄量为:100000?62815.43=1.59t 年产100000t白葡萄酒耗葡萄量为: 100000?1.59 t=159000t 2.3.9 二氧化硫的添加量 生产100000t白葡萄酒，二氧化硫用量为50 mg/L，使用 6%的亚硫酸调硫，添加量为: 14(1x10/1088)? 50/6%=76593t 2.3.10 蔗糖添加量 生产100000t白葡萄酒，出汁率为75%，含糖为196g/L，生产12%vol葡萄酒，需 11补加蔗糖:(12?17-196)?(1x10/1088)=735.3t 17---增加1%的酒度所需蔗糖量,g/L 21 表2-3物料衡算表 项目 获得量/添加量(t) 葡萄汁量 74690t 酒精发酵后原酒量 70208.60 苹果酸-乳酸发酵后原酒量 68804.43 陈酿原酒量 66740.30 稳定后处理原酒量 64097.38 装瓶后成品的量 62815.43 出酒率 62.8% 耗葡萄量 159000 二氧化硫的添加量 76593 蔗糖添加量 735.3 2.4主要生产设备 2.4.1 除梗机 选用卧式除梗破碎机。将进料破碎、除梗、测糖、添加二氧化硫等功能于一身。100000t的葡萄酒厂每年葡萄的总需求量为159000t，若采获期为20天，则日处理量为159000/20=7950t，若每天工作24小时生产，3班倒，则每小时处理量7950/24=331.25 t,则可选择生产能力除梗机为30,50t/h的9台 2.4.2 气囊压榨机 用于葡萄浆与发酵醪的皮渣压榨。 压榨机的数量要根据其生产能力和原料的进料能力而定: 年处理葡萄159000t，压榨假定为26天，则日处理量为159000/26=6115.4t, 气囊压榨机的一个压榨周期大约需要3-4小时，若每天工作24小时，则每台气囊压榨机每日可榨6-8次，若按7次算，每日处理6115.4/7=873.6t，可选择 60-70 t/h的 14 台。 2.4.3 发酵罐选型 2.4.3.1.发酵设备设计 采用连续发酵设计，根据物料衡算结果可知，一年葡萄浆发酵量为74690t，则每 [18]天用量为:248.97t，每小时进入发酵罐的流量为:12.45t/h，查资料可知12度葡萄 3酒的葡萄汁密度为1088kg/m 工厂年开工为300天 日产产品酒精量:100000/300=333.33(t) 每小时酒精量:333.33/24=13.89(t) 22 实际年产量(次级酒精忽略不计):13.89?24?300=100008(t/a) [10]相应参数:a.锥角:取锥角为70?;b.封头:选用标准椭圆形封头 c.冷却方式:选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却(罐体两段，锥体一段，槽钢材料 为A钢，冷却介质采用20%、-4?C的酒精溶液) 3 d.锥形罐材质:A钢外加涂料，接管均用不锈钢 3 e.保温材料:硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200mm f.内壁涂料:环氧树脂 2.4.3.2发酵罐体积 333根据发酵罐现在的设备情况，从100m到500m、现在酒精厂一般采用300m，参 [7]3考有关资料，我们采用300m，取H=2.5D。h=h=0.1D 12 D--发酵罐直径，(m) H--罐身高(m) H—筒体高(m) O h1，h2-发酵罐底封头高和上封头高，(m) 发酵罐上均为标准椭圆形封头，下部为锥形封头，为了计算简便。假设其上下封头 近似相同。则: 23VDHD,，,40.15(近似公式) ，，0 设H/ D=2，根据设计条件发酵罐的公称体积为300M,，由公称体积的近似公式O 23VDHD,，,40.15可以计算出: ，，0 罐体直径D=5586.4 mm 罐体总高度:H=2.5D=2.5X5586.4=13966 mm 查阅JBT 4746-2002《钢制压力容器用封头》，当公称直径DN=5600mm时，直边高 3度，总深度为h=1440mm，内表面积A=34.7?，容积V=23.9 m hmm,40fffb 可得罐筒身高: H=H-2h=13966-2x1440=11086mm，则此时H/ D=11086/5600=1.98，与前面的假设OfO 相近，故可认为D=5600是合适的。 mm 233发酵罐的全体积V=2V+(π/4)DH=320.85 m约为321 m fO 2.4.3.3计算发酵罐数量: 根据葡萄酒发酵时间和日产量，本次设计主发酵与后发酵时间为35天，物料衡算 3中所得日产量333.3t，十二度葡萄酒密度为1088kg/ m.一般取发酵罐数填充系数为 ,,80%，则可以得到: N=(V * t)/(V*Ψ*24) O总 =[(333.3X1000/1088)X(24X35)] /(321X0.8X24)=41.8(个) 则我们需要发酵罐N=42个 3式中:V ----昼夜生产半成品或成品体积m O 23 t -----发酵时间(h) 3V-----发酵罐总体积m 总 Ψ---填充系数 2.4.3.4搅拌器 bbba采用涡轮式搅拌器，选择搅拌器种类 d1d1d1ddd和搅拌器层数，根据d确定h和b的值 [17]尺寸:六平叶涡轮式搅拌器已标准化， 称为标准型搅拌器;搅动液体的循环 hh 量大，搅拌功率消耗也大; r则可以计算出: a-六平叶 b-六弯叶 c-六箭叶 搅拌器叶径d=D/3=1.87m，取d=1.9 m 图6-1 通用的涡轮式搅拌器盘径d=0.75d=0.751.9=1.43m， ，ih : b : d- : d = 4 : 5 : 13 : 20h : b : d- : d = 4 :5.5 :13 :20叶高h=0.3d=0.31.9=0.57 m ，e : h : b :d1:d=3:3.5 : 5 : 13 : 200 r弯=(1/2)d- r箭=(1/4)d1a=38叶宽b=0.2d=0.2 1.9=0.36m ， 叶长 L=0.25d=0.251.9=0.48m ， 弧长l=0.375d =0.3751.9=0.71m ， 底距C=D/3=5.6/3=1.9m 弯叶厚度 δ=12mm [8] 2.4.3.5发酵罐设备结构的工艺设计 (1)挡板 挡板的作用是加强搅拌强度，促使液体上下翻动和控制流型，防止产生旋涡而降低 混合与溶氧效果。本罐因有扶梯和竖式蛇管，故不设挡板。 (2)密封方式 本罐采用双面机械密封方式，处理轴与罐的动静问题。 (3)冷却管布置 竖式蛇管冷却装置。 (4)冷却管组数和管径 2设冷却管总表面积为S,管径do,组数为n,则S=nx0.785do 总总 -33冷却水体积流量为10.4x10m/s,取冷却水在竖直蛇管中流速为1m/s,根据流体力 学方程，冷却管总截面积为S=ω/v 总 -33式中:ω—冷却水体积流量，10.4x10m/s v---冷却水流速,1m/s -32则有:S=10.4x10m 总 竖式蛇管组数n，根据管的一般大小取3、4、6、8、12„„组，通常为每组管数不 超过6圈，增加组数可排下更多的冷却管，管与搅拌器的最小距离不应小于250mm;每 24 圈管子的中心距为2.5D-3.5 D，管两端U型或V型弯管，管子与管壁的最小距离应外外 大于100mm，主要考虑便于安装、清洗和良好传热。 根据发酵罐的实际情况，取管径。现取n=8,由上式得: ?-3?do=(S/0.785n)=(10.4x10/0.785x8)=0.04m 查金属材料表选取Φ76x4无缝管，内径68mm> do，平均内径为72 mm，现取竖式 蛇管圈端部U部弯管曲径为200mm，则两直管间距离为400mm，总长度: L=?D=3.14x400=1256mm O 2(5)长度L计算:冷却管总面积F=155.3m,无缝钢管为Φ76x4，每米的冷却面积 2为:F=3.14x0.068x1=0.21 m，则L=F/F=155.3/0.21=739.5m OO 23 冷却管占有体积:V=0.785x0.068x739.5=2.68m(6)每组管长L和管高:LO=739.5/8=92.4m O 另需连接管8m，L=L+8=739.5+8=747.5 m 实 (7)可排竖直蛇管的高度，设为静液高度，下部可伸入封头250mm。设发酵内附 33件占有体积为0.5 m,则总占有体积:V=V+V+V=240+2.68+0.5= 243.18m 总液容附件 32由前可知，V=?D/24+0.785Dx0.05 封头 323=3.14x5.6/24+0.785x5.6x0.05=24.21 m 2则筒体部分液深为:(V- V)/S= (243.18-24.21)/(0.785x5.6)=8.89m 总封头截 竖式蛇管总高:H=8.89+0.25=9.14m 管 又两端弯管总长:L=1256mm,两弯管总高400mm O 则直管部分高度:h= H-400=8.74m 管 则一圈管长:l=2h+ L =2x8.74+ 1.256=18.736m O 每组管子数n= L/l=92.4/18.736= 4.93圈，取n= 5 圈 oOo 现取管距为2.5D=2.5?0.076=0.19m,计算出与搅拌器的距离在允许范围内(不小外 于200mm)。 校核布置后冷却管的实际传热面积: 22F=?dL=3.14?0.072?747.5=169m>F= 155.3 m 实均实 可满足要求。 2.4.3.6发酵罐壁厚的计算 S=PD/(2[δ]Ψ-P)+C mm 式中:P---设计压力，取最高工作压力的1.05倍，现取0.4Mpa D----发酵罐内径，5600mm [δ]---不锈钢的许用应力 Ψ----焊封系数，由D=5600>800，双面对接焊局部探伤，取Ψ=0.9 C ---壁厚附加量，C=C+C+C 123 其中: C---钢板负偏量，由钢板厚度表确定，其范围为0.13-1.3，取C =0.5mm 11 25 C--腐蚀余量，单面腐蚀取1mm，双面对接焊局部探伤，取C=0 22 C----加工减薄量，对冷加工C=0 33 C=0.5+0+0=0.5mm 则:S=0.4x5600/(2x131.29x0.9-0.4)+0.5=9.99mm 选取10mm厚不锈耐酸钢。 2.4.3.7发酵罐接管设计 (1)接管长度H设计 取接管长度为8m 3(2)接管直径确定m/s 33该罐实装醪量 240m ,设5h满灌，则物料体积流量:Q= 240 /(3600x5)=0.013 m/s 2发酵醪流量取V=1 m/s，则排料管截面积F= Q/V= 0.013 m 实 2??由F=0.785d得:管径d=(F/0.785)=(0.013/0.785)=0.13=130mm 实实 取无缝钢管Φ140x4.5 ，d内=131mm >130mm ,认为适用 3(3)排料实践复核:物料流量Q=0.013 m/s 流速V=1m/s 22管道截面积F=0.785x0.131x=0.0135m 在相同流速下，流出物料因管径较原料计算结果大，则相应流速比为: P=Q/FV=0.013/0.0135=0.96倍。 排料时间T=5x0.96=4.8h (4)洗涤水管径设计 洗涤锥形罐每次用水5吨，时间为1小时，取水流速度为1 m/s 22 5,Dμ?/4,D?/4 x1x3600 D=0.0421 m 取D=50mm t 选用φ50?3的热扎无缝钢管。 2.4.3.8发酵罐支座选择 由于设备重量较大，应选用裙式支座。 2.4.3.9人孔和视镜 人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。 本次设计只设置了1个人孔，标准号为: 人孔RF?(R?G)450-0.6 HG21522-1995， 公称直径450，开在顶封头上，位于左边轴线离中心轴1.8m处。 视镜用于观察发酵罐内部的情况。本次设计只设置了2视镜，直径为DN80，开在 顶封头上，位于前后轴线离中心轴250mm处，标记为视镜? PN1.0 DN80 HGJ501-86-17。 2.4.3.10其他附件 (1)罐顶装置 罐顶装置包括正压保护阀、真空阀(或负压保护阀)和CIP清洗装置。 发酵罐内压力升高时，会发生危险，因此要安装正压保护阀。大罐对真空很敏感， 26 较小的负压就会导致其外形的变化。负压造成的危险远比大罐超压要大。即使温度只有很小的变化，也会造成较大的气体体积的变化。CIP清洗装置是发酵罐中重要的组成成分，能有效加强葡萄酒安全生产和卫生管理。 (2)此外还有温度探测计、液位高度显示器、压力传感器、最低液位探头、最高液位探头、取样装置、检查孔等。 表2-4 300m,圆柱锥底发酵罐的规范表 名称 300m,圆柱锥底发酵罐 罐体规格:内径(m) 5.6 柱体高度(m) 11.086 总高度(m) 13.966 总容积m, 300 有效容积m, 240 罐利用率 80% 材质 A3钢 钢板厚度:圆柱部分mm 10 上封头 10 圆锥部分 10 冷却形式 槽钢盘绕罐体的三段冷却 冷媒 20%酒精溶液(-4?) 2冷却管总面积 155.3m 工作温度(?):罐内 0-12 工作温度(?):罐外 -4,4 外壁保温层 聚氨酯硬质泡沫材料 内壁涂料 环氧树脂 2.4.4 储罐 用于葡萄酒的存储、控温、控制 pH值等。 由于橡木桶中可浸取的物质是有限的。一个新的橡木桶，使用4-5年，可浸取的物质就已经很贫乏，失去使用价值，需要更换新桶。而橡木桶的造价又很高，这样就极大提高了葡萄酒的成本。最近几年，国内外兴起用橡木片代替橡木桶的作用，取得很好的效果。经过特殊处理的橡木片，凡是像木桶能赋予葡萄酒的芳香物质和口味物质橡木片也能赋予。橡木片可按2/1000-4/1000的用量，加入到大型贮酒容器里，不仅使用方便，生产成本低而且能极大地改善和提高产品质量，获得极佳的效果。本设计采用防腐涂料 3的碳钢加入橡木片进行储存。选用容积为100m的贮酒罐40个，材质为不锈钢储罐，型号304-2B。 27 2.4.5 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，-30,-60?。-30?时，冷量可达190kW，选两个，工质为R22。 2.4.6 发酵罐控制器 用途:主要控制主发酵罐的温度、pH 值、酸度、糖浓度、搅拌、循环系统及各辅料的输入等。 数量:42个(因为发酵罐数量是42个)。 2.4.7葡萄汁冷却器 型式:板式冷却器。 将压榨后的葡萄汁冷却至发酵温度20?。 [11]所需冷却面积计算: ?冷却(冷却介质为冷水): 葡萄汁温度:25,20 ?;冷水温度:18,21 ?;冷却时间:60 min。 Q,GC(t1-t2) G ---单位时间葡萄酒汁却量(kg/h) C ---葡萄酒热容，0.98Kcal/kg? 式中:G=74690000/(300x24)=10411kg/h， t1,25?，t'1=18?，t2=20?，t'2=21? Q=10411?0.98?(25-20),51015 kcal/h F=Q/K?t ?t = (?t-?t)/ln (?t/?t) epep1212 逆流传导时的平均偏差: ?t1,t1-t'2,25-21,4? ?t2,t2-t1,20-18,2? ?t = (4-2)/ln (4/2)=2.89? ep 2先取用葡萄汁冷却器为薄板冷却器，其传热系数K值取2000 kcal/(mh?)， 2则:F=51015/(2000x2.89)=8.83 m ?过滤段冷却(冷却介质为盐水): 葡萄汁温度 25 ?? -5?;盐水温度-10 ??0?冷却时间 60 min。 Q2,GC(t1-t2) 式中:G,66740300/(300x24)=9269.5kg/h C,0.98 kcal/kg? t,25?，t'= -10?，t=-5?，t'=0? 1122 Q2,9269.5 ?0.98x(25+5),272522.89 kcal/h F=Q2/K?t, ?t = (?t-?t)/ln (?t/?t) epep1212 ?t1,t1-t'2,25-0,25? ?t2,t2-t1,-5-(-10),5? ?t = (25-5)/ln( 25/5)=12.43? ep 28 盐水耗用量: G=Q总/C(t'- t'),盐水热容C=0.731 Kcal/kg? 21 G=272522.89/0.731x(0-(-10))=37280.8 kg/h 2.4.8调配罐 结构特征:采用SUS304不锈钢制造采用内筒体加外包，中间填充保温材料结构。材料均为卫生级不锈钢，筒体内壁过度段采用圆弧过渡，保证无卫生死角。 罐体配置:快开式人孔;各种型式的CIP清洗器;防蝇虫卫生级透气罩;可调试三角支腿。可拆卸进料管套件;温度计;爬梯;推进式侧搅拌;液位计及液位控制;防涡板。 技术参数: 有效容积:20000L 筒体尺寸(D*h):2640x3660(mmxmm) 总高(H):5400mm 进出料口径:51mm 保温层:60mm 搅拌速度:960r/min 功率:1.1kw 2.4.9过滤设备 不锈钢板框过滤机采用321、304及316L优质不锈钢材料制造，抗腐蚀，经久耐用，根据不同过滤介质和生产工艺可进行初滤，精滤及微孔滤膜能达到无菌处理的目的，还可根据过滤量大小，减少或增加过滤层数使之适合生产需要。不锈钢板框过滤机是目前国内应用最多也最可靠的澄清，除菌设备，可以对各种酒精，饮料、食品、医药、化工等行业的液态制品进行精度不同的澄清或除菌。本设备有操作简单、维护方便、过滤质量稳定可靠等优点。 设备技术特性: 参考流量(t/h):50 1000x1000板框式硅藻土过滤机 2配用纸板尺寸(mm):1982x1000x3.5 过滤面积(m):135 最高工作压力:0.8(MPa) 液压最高压力:24(MPa) 油泵功率1.5KW 重量(kg):9700 外形尺寸(mm):8530x2900x2165 2.4.10酒瓶 1t 葡萄酒需容量为750 mL?2 %的酒瓶 1350 个，年需瓶量为: 100000?1350= 1.35亿个。 29 2.4.11化验分析设备 表2-5 化验分析设备的购置表 -1设备名称 型号 处理量/t?h 设备质量/kg 外型尺寸/mm 数量/台 皮带输送机 DT? 821 1200(胶带宽度) 1 卧式除梗破碎机 ZTP-50 30-50 1600 3700x1130x1900 9 气囊压榨机 RPS50 60-70 2150 5106x1723x1902 42 螺杆制冷机组 R22 2 3储罐 304-2B 100 m 2280 7.5m(高度) 40 板框过滤机 JGL50 50 9700 8530x2900x2165 10 3 配酒罐 SUS304 20 m 2640x3660(D*h) 20 全自动灌装线 C3000 5000P/h 30 表2-6 设备选型一览表 -1设备名称 型号 处理量/t?h 设备质量/kg 外型尺寸/mm 数量/台 皮带输送机 DT? 821 1200(胶带宽度) 1 卧式除梗破碎机 ZTP-50 30-50 1600 3700x1130x1900 9 气囊压榨机 RPS50 60-70 2150 5106x1723x1902 42 螺杆制冷机组 R22 2 3储罐 304-2B 100 m 2280 7.5m(高度) 40 板框过滤机 JGL50 50 9700 8530x2900x2165 10 3 配酒罐 SUS304 20 m 2640x3660(D*h) 20 全自动灌装线 C3000 5000P/h 30 该灌装线包括:刷瓶机-冲瓶机-灌装机-封盖机-打塞机-烘干机-热缩机-封箱机自动灌装生产流水线，可根据生产要求选择不同的设备配置组合安装。 2.5 水、电、冷量衡算 2.5.1耗冷量计算 耗冷量Q主要分为工艺耗冷量Q和非工艺耗冷量Q。工艺耗冷量包括发酵放热量、tnt [12]酵母培养耗冷量等;非工艺耗冷量包括维护结构耗冷量、露天冷量散失等。具体公式如下: Q=Q+Q tnt 2.5.1.1工艺耗冷量Q t 年产100000t干白葡萄酒，采摘期20天，葡萄汁初温28?,车间温度30?，葡萄汁含糖量20%，采用300m3发酵罐，罐表面积与体积比β为1.21，控温18?，采摘期 30 每天两班，每班八小时，计算发酵期所需耗冷量。 (1)葡萄酒冷却静置澄清所需耗冷量Q1 Q1= ν*γ*c(t1-t2) (Kcal/h) 3式中:ν---每小时被冷却的葡萄汁的体积(m/h) γ---葡萄汁比重，取1088 c---葡萄汁热容,1Kcal/kg*? t1---葡萄汁初温(?) t2---葡萄汁冷却终了温度，一般取10?-12? 6m=100000/20x1.1=5500t/d=5.5x10 (kg/d) (式中1.1为汁与酒比例) β=1.21 ν*γ=m/16 Q1= ν*γ*c* (t1-t2)= m/16*c* (t1-t2) 66=5.5x10 /16 x1x(28-12)= 5.5x10 Kcal/h (2)葡萄酒发酵热的耗冷量Q2 Q2=5.167*ή*m ή---葡萄汁转化为合格葡萄酒时汁中可发酵糖重量百分比，ή=20%。 6Q2=5.167*ή*m=5.167x0.2x5.5x10=5683700 Kcal/h (3)发酵罐向周围散失或从周围吸收热量Q3 Q3=a*F*(tw-tB) c 2F---发酵罐外表面积(m) -3F=m*βx10 β—发酵罐表面积与体积比 0.2544a =1.7x(tw-t)+ 4.88x(Tw/100 -T/100) cBB 18-30 Tw，tw---设备外壁的绝对温度和摄氏温度 T，t---周围环境的绝对温度和摄氏温度 BB Q3=a*F*(tw-tB) c tw---设备外壁的绝对温度和摄氏温度 t---周围环境的绝对温度和摄氏温度 B 0.2544a =1.7x(30-18)+ 4.88x{[(273+18)/100] -(273+30)/100]}=8.28 c 18-30 -36-32F= m*βx10=1.21x5.5x10x10=6655m Q3=8.28x6655x(18-30)=-661240.8 Kcal/h (4)葡萄酒冷处理所耗冷量Q4 Q4,GC(t1-t2) 31 式中: G ---单位时间葡萄酒冷却量(kg/h) C---葡萄酒热容，1Kcal/kg*? l t1---葡萄汁初温(?) t2---葡萄汁冷却终了温度(?) G,66740300/(300x24)=9269.5kg/h Q4,9269.5x1x(25+5),278085 kcal/h (5)工艺总耗冷量 6Qt=5.5x10+5683700-661240.8+278085=10800545 kcal/h 2.5.1.2非工艺耗冷量Q nt (1)露天贮酒罐冷量散失 葡萄酒厂一般将贮酒罐置于露天，通常冷量散失可以由经验公式算出。根据经验， 年产10万吨干白葡萄酒厂露天贮酒罐冷量散失在 15000kJ/t左右。则每天耗冷量可达: 6Q=15000x333.33=5.0x10KJ/d=1194229.5 kcal/d 1 若白天日晒高峰耗冷量为平均每小时耗冷的2倍，则高峰耗冷量 5为:q=2xQ/24=4.2x10 KJ/h=100315.3 kcal/h 1 (2)过滤机及管道等散失冷量Q 2 因为涉及的设备，管路很多，按照公式计算十分繁杂，故设计时往往按照经验选取， 通常Q=12%Q 所以:Q2=12%x Q =12%x10800545=10522463.24 kcal/h 2tt (3)非工艺耗冷量Q=100315.3 +10522463.24=10622778.52 kcal/h nt 表2-7 10万吨干白葡萄酒厂冷量衡算表 耗冷项目 耗冷项目 耗冷量kcal/h 6 冷却静置澄清耗冷 5.5x10 发酵耗冷 5683700 工艺耗冷量 发酵罐热量散失 -661240.8 葡萄酒冷处理所耗冷量 278085 工艺总耗冷 10800545 贮酒罐冷损 -100315.3 非工艺耗冷量 管道等冷损 -10522463.24 非工艺总耗冷 -10622778.52 合计 总耗冷 98177766.48 2.5.2水耗量计算 由于干白葡萄酒是直接用纯葡萄汁酿造而成，因此工厂用水主要用于发酵车间及灌 装车间等的洗涤和冲洗以及工人平常生活用水。 32 2.5.2.1.罐清洗用水 每罐清洗用水为1t,发酵罐，贮酒罐，调配罐共102个罐的清洗用量为: G1=每次清洗用水量x罐数x发酵周期数=1x102x4=408t/a 2.5.2.2.过滤机，压榨机，破碎机清洗 每次清洗用水1.5t，一个周期清洗五次，共33台，总用水量: G2=每次清洗用水量x罐数x发酵周期数x冲洗次数=1.5x33x4x5=990 t/a 2.5.3.3.锅炉用水 G3=蒸汽产率x蒸汽损失率x 蒸汽量x 工作时间x生产天数 =1.15x1.25x 2t/h x 6h/dx300=2587.5t/a 2.5.2.4.其他用水: 包括冲洗地面、管道冲洗、洗滤布及其他设备的定期清洗。按每天用水量10t算，则总用水量G4=10x300=3000t/a 2.5.2.5.工人生活用水 [19]通过查阅资料得出，工人一天人均用水量为50L(包括生活用水和饮用水)，本厂雇佣工人 457 人，故该厂工人生活用水为22850L(22.85t)， 一年用水G5=300x22.85=6855t 2.5.2.6.车间用水 车间用水主要用于洗涤和冲洗。生产区每平米用水3L，5天清洗一次，生产区占工厂总面积的50%(600000平方米)。 年用水量G6=0.5x600000x3x(300/5)=5.4万吨 2.5.2.7全厂生产总用水量=408+990+3000+54000+6855+2587.5=67840.5t/a 表2-8 10万吨干白葡萄酒厂水耗量衡算表 耗水项目 耗量t/a 罐清洗用水 408 过滤机，压榨机，破碎机清洗 990 锅炉用水 2587.5 其他用水 3000 工人生活用水 6855 车间用水 54000 全厂生产总用水量 67840.5 2.5.3电耗量计算 工厂用电主要用于生产用电和生活用电，生产用电主要用于设备运作，生活用电主要用于行政办公和工人生活。 33 2.5.3.1生产用电 (1)皮带输送机 皮带输送机平均每天工作8小时，20天采摘期，一年工作160小时，功率为185kw，则总用电量为: W1=皮带输送数x工作时间x 周期x皮带输送功率 =1x160x185=2960 Kwh (2)电机 发酵罐等都有电机带动的搅拌轴，电机功率为30kw，按42台计算，发酵罐上的电机每个发酵周期工作48h(每个周期酵母驯化培养2天)，则总用电量为: W2=电机数x工作时间x 周期x电机功率 =42x48x4x30=241920 Kwh (3)除梗破碎机 除梗破碎机一年工作20x24=480h(除梗破碎时间按20天计)，功率为2.2kw，则总用电量为: W3=除梗破碎机数x工作时间x除梗破碎机功率 =9x480x2.2=9504 Kwh (4)气囊压榨机 气囊压榨机一年工作26x24=624h(压榨时间按26天计)，功率为3kw，则总用电量为: W4=气囊压榨机数x工作时间x气囊压榨机功率 =14x624x3=26208 Kwh (5)板框过滤机 板框过滤机每个工作周期工作6x24=144h(过滤时间按6天计)，功率为1.5kw，则总用电量为: W5=板框过滤机数x工作时间x周期x板框过滤机功率 =10x144x4x1.5=8640 Kwh (6)调配罐 调配罐电机每个工作周期工作7x24=168h(调配时间按7天计)，功率为1.1kw，则总用电量为: W6=调配罐电机数x工作时间x周期x调配罐电机功率 =20x168x4x1.1=14784 Kwh (7)螺杆制冷机组 螺杆制冷机组每个工作周期工作48h，功率为190kw，则总用电量为: W7=调配罐电机数x工作时间x周期x调配罐电机功率 34 =2x48x4x190=72960 Kwh (8)灌装生产线 灌装生产线一年工作40x24=960h(灌装时间按40天计)，功率为5kw，则总用电 量为: W7=灌装生产线数x工作时间x灌装生产线功率 =30x960x5=144000 Kwh (9)年用电量 W=2960+241920 +9504 +26208+ 8640+ 14784+ 72960 +144000=520976Kwh 2.5.3.2照明用电 车间内白天采用自然采光，只有在白天光线不足或夜班时用电照明。车间用电按规 222定为6W/(mh),故车间照明用电量为19285mx6W/(mh)x10x300=347130Kwh 2.5.3.3生活用电 年产万吨酒厂工人人均用电为3度，一天用电量为1371 度(工厂职工为 457人) 年用电量=1371x300=411300度 2.5.3.4其他耗电约为100000Kwh 2.5.3.5全厂总用电量=520976+347130+411300+100000=1379406 Kwh 表2-10 10万吨干白葡萄酒厂电耗量衡算表 项目 耗电项目 耗电量Kwh 皮带输送机 2960 电机 241920 除梗破碎机 9504 生产用电 气囊压榨机 26208 板框过滤机 8640 调配罐 14784 螺杆制冷机组 72960 灌装生产线 144000 生产用电合计 520976 照明用电 347130 生活用电 411300 其他耗电 100000 全厂总用电量 1379406 35 第三章 辅助工程 工厂设计时，除生产车间(物料加工所在的场所)以外的其他部门或设施，都可称之为辅助部门，就其所占的空间大小来说，它们往往占整个工厂的大部分。食品工厂只有生产车间无法进行生产，还必须有足够的辅助设施。这些辅助设施可分为生产性辅助设 [9]施、动力性辅助设施和生活性辅助设施三大类。 (1)生产性辅助设施主要包括原材料的接收和暂存，原料、半成品和成品的检验，产品、工艺条件的研究和新产品的试制，机械设备和电气仪器的维修，车间内外和厂内外的运输，原辅材料及包装材料的储存，成品的包装和储存等。 (2)动力性辅助设施主要包括给水排水，锅炉房或供热站，供电和仪表自控，采暖、空调及通风，制冷站，废水处理站等。 (3)生活性辅助设施主要包括办公楼，食堂，更衣室，厕所，浴室，医务室，托儿所，绿化园地和职工活动室及单身宿舍等。 以上三大部分属于工厂设计中需要考虑的基本内容。此外，尚有职工家属宿舍、子弟学校、技校、职工医院等，一般作为社会文化福利设施，可不在食品工厂设计这一范畴内，但亦可考虑在食品工厂设计中。以上三大类辅助部门的设计，由它们的工程性质和工作量大小来决定专业分工。通常第一类辅助设施主要由工艺设计人员考虑，第二类辅助设施则分别由相应的专业设计各自承担，第三类辅助设施主要由土建设计人员考虑。 3.1原料接收站 原料接收站是食品工厂生产的第一个环节，也是影响产品质量的重要环节之一。果蔬肉质娇嫩，加工的新鲜度要求特别高。果蔬原料进厂后，需要及时对它们进行分选和尽快进入生产车间，减少在外停留时间，特别是避免雨淋日晒。 一些果蔬进厂后并不要求及时加工，相反刚采收的原料还要经过不同程度的后熟期，以改善它们的质构和风味。因此，它们进厂后，或进常温仓库暂时储存，或进冷风库较长期储藏，丹在进库之前，必须要进行适当的挑选和分级，也要考虑吧足够的场地。 3.2研发中心 3.2.1研发中心的任务 (1)供加工用的原料品种的研究; (2)制订符合本厂实际的生产工艺; (3)开发新产品; 36 (4)原辅材料综合利用的研究，新型包装材料的试用研究，某些辅助材料的自制，“三废”治理工艺的研究等; (5)搜集整理先进的技术情报，并综合本厂实际加以推广应用。 3.2.2研发中心的装备 研发中心一般由研究工作室、分析室、保温间、细菌检验室、样品间、资料室及中试车间等组成。 在设备方面，可配备一些小型设备，如小型夹层锅、手扳封罐机、小型压力杀菌锅以及电冰箱、真空泵、空压机等。动力装接容量大体为Dg50的水管、Dg40的蒸汽管、20kW左右的电源，并需事先留有若干电源插座。 研发中心在厂区中的位置原则上应在生产区内，或单独、或毗邻生产车间，或合并在由楼房组成的群体建筑内均可。总之，要与生产联系密切，并使水、电和汽供应方便。 3.3品控中心 3.3.1品控中心的任务 品控中心的任务可按检验对象和项目来划分。其检验对象一般有原料检验、半成品检验、成品检验、镀锡薄板及涂料的检验、其他包装材料检验、各种添加剂检验、水质检验及环境监测等。其检验项目一般有感官检验、理化检验及微生物检验等。 3.3.2品控中心的组成 品控中心的组成一般是按检验项目来划分的，它分为感官检验室(可兼作日常办公室)、物理检验室、化学检验室、空罐检验室、精密仪器室、细菌检验室(包括预备室，即消毒清洗间、无菌室、细菌培养室、镜检室等)及储藏室等。 3.3.3品控中心对土建的要求 品控中心的位置最好选择在距离生产车间、锅炉房、交通要道稍远一些的地方，并应在车间的下风或楼房的高层。这是为了不受烟囱和来往车辆灰尘的干扰以及避免车辆、机器震动精密分析仪器。另外，品控中心里有时有有害气体排出，在下风向或高层楼位置，有害气体不能污染食品和影响工人的健康。 (1)建筑结构 房屋结构要做到防震、防火、隔热、空气流通、光线充足。准备间、无菌室、精密仪器室、工作间要合理设置。通风排气橱最好在建筑房屋时一起建在适当位置的墙壁上，墙壁要用瓷砖镶好，并装上排气扇。 (2)上、下水管 品控中心上、下水管的设置一定要合理、通畅。自来水的水龙头要适当多安装几个，除一般洗涤外，大量的蒸馏、冷凝实验也需要占用专用水龙头。除墙壁角落应设置适当数量水龙头外，实验操作台两头和中间也应设置水管。品控中心水管应有自己的总水闸， 37 必要时各分水管处还要设分水闸，以便于冬天开关防冻，或平时修理时开关方便，并不影响其他部门的工作用水。 下水管应设置在地板下和低层楼的天花板中间，应为暗管式。下水道口采用活塞式堵头，以防发生水管堵死现象时可很方便打开疏通管道。下水管的平面段，倾斜角度要大些，以保证管内不存积水和不受腐蚀性液体的腐蚀。 (3)操作台面的保护 天平室要求安静、防振、干燥、避光、整齐、清洁。精密仪器室要求不受阳光直射，与机械传动、跳动、摇动等震动大的仪器分开，避免各种干扰。 药品储藏室最好为不向阳的房间，室内要干燥、通风。 无菌室要求比较特殊，一般需要设立二道缓冲走道，在走道内设紫外灯消毒。为防止高温季节工作室闷热，可安装窗式空调器。由于用电仪器较多，在四周墙壁上应多设电源插座。 清洗消毒及培养基制备等小间应考虑机械排气方便，一般置于下风向。 3.4仓库 3.4.1意义 食品工厂是物料流量较高的企业，仅原辅材料、包装材料和成品这三种物料，其总量就约等于成品净重的3,5倍，而这些物料在工厂的停留时间往往以星期或月为单位计算。因此，食品厂的仓库在全厂建筑面积中往往占有比生产车间更大的比例。 作为工艺设计人员，对仓库问题要有足够的重视，如果考虑不当，工厂建成投产后再找地方扩建仓库，就很可能造成总体布局紊乱，以至流程交叉或颠倒，一些老厂之所以觉得布局较乱，问题就出在仓库与生产车间的关系处理不好。所以在设计新厂时，务必对仓库问题给予全面考虑。在食品工厂设计中，仓库容量和在总平面中的位置一般由工艺人员考虑，然后提供给土建专业。 3.4.2仓库类别 (1)原料仓库(包括常温库、冷风库和冷藏库等) (2)辅助材料库(存放糖、油、盐及其他辅料) (3)保温库(包括常温库和37?恒温库) (4)成品库(包括常温库和冷风库) (5)马口铁仓库(存放马口铁) (6)空罐仓库(存放空罐成品和底、盖) (7)包装材料库(存放纸箱、纸板、塑料袋和商标纸等) (8)五金库(存放金属材料及五金器件) (9)设备工具库(存放某些设备及工具) 38 (10)此外，还有玻璃瓶及箱格堆场、危险品仓库等。 3.4.4果蔬原料库对土建的要求 果蔬原料如系短期储藏，一般用常温库，可采用简易平房，仓库门应方便车辆的进出。如果是较长时间的储藏，则采用冷风库。冷风库的温度视物料对象而定，耐藏性好的可以在冰点以上附近，库内的相对湿度以85%,90%为宜(有条件的厂，对果蔬原料还可以采用气调储藏、辐射保鲜和真空冷却保鲜等)。由于果蔬原料比较娇嫩，装卸时应轻拿轻放。果蔬原料的储存期短，进出库频繁，故冷风库一般建成单层，或设在多层冷库的底层为宜。 3.4.5成品库 成品库要考虑进出货方便，地坪或楼板要结实，每平方米要求能承受1.5,2.0t的荷载，为提高机械化程度，可使用铲车。托盘堆放时，需考虑附加荷载。 3.4.6空罐及其他包装材料仓库 要求防潮、去湿、避晒，窗户宜小不宜大。库房楼板的设计荷载能力随物料容重而定。物料容重大的，如罐头成品库之类，宜按1.5,2t/m。考虑;容重小的如空罐仓库，可按0.8,1t/m。考虑;介于这两者之间的按1.0,1.5t/m。考虑。如果在楼层使用机动叉车，还得提请土建设计人员加以核定。 3.4.7仓库在总平面布置中的位置 仓库在全厂建筑面积中占了相当大的比重，在总平面中的位置要经过仔细考虑。生产车间是全厂的核心，仓库的位置只能是紧紧围绕这个核心合理安排。作为生产的主体流程，原料仓库、包装材料库及成品仓库也属于总体流程的有机部分。工艺设计人员在考虑工艺布局的合理性和流畅性时，不能只考虑生产车间内部，应把着眼点扩大到全厂总体上来。如果只求局部合理，而在总体上不合理，所造成的矛盾或增加运输的往返，或影响到厂容，或阻碍了工厂的远期发展。因此，在进行工艺布局时，一定要通盘全局考虑。 3.5工厂运输 3.5.1厂外运输 进出厂的货物，大多通过公路或水路，公路运输视物料情况，一般采用载重汽车，而冷冻物品要采用保温车或冷藏车，鲜奶原料最好使用奶槽车。水路运输一般是利用社会的运输力量，但工厂需配备码头装卸机械，一般采用简易起重机。 3.5.2厂内运输 厂内运输主要是指车间外厂区的各种运输。由于厂区道路较窄小，转弯多，许多货物有时还直接进出车间，这就要求运输设备轻巧、灵活，装卸方便。常用的有电瓶叉车、电瓶平板车、内燃叉车以及各类平板手推车和升降式手推车等。 39 3.5.3车间运输 垂直运输:随着生产车间采用多层楼房的形式日益增加，物料的垂直运输量也就越来越大。垂直运输设备最常见的是电梯，它的载重量大，常用的有1t、1.5t、2t，轿厢尺寸可任意选用2m?2.5m、2.5m?3m、3m?3.5m等，可容纳大尺寸的货物甚至整部轻便车辆，这是其他输送设备所不及的。但电梯也有局限性，要求物料用容器盛装，输送是间歇的，不能实现连续化;它的位置受到限制，进出电梯往往还得设有较长的输送走廊。因此，在设置电梯的同时，还可选用斗式提升机、罐头磁性升降机、真空提升装置和物料泵等。 水平运输:车间内的物料流动大部分呈水平流动，最常用的是带式输送机。输送带的材料要符合食品卫生要求，用得较多的是胶带或不锈钢带，塑料链板或不锈钢链板，而很少用帆布带。干燥粉状物料可使用螺旋输送机。包装好的成件物品常采用滚筒输送机，笨重的大件可采用低起升电瓶铲车或普通铲车。 3.6机修车间 任务:制造非标准设备，保养所有设备;空瓶、通用设备易损部件的加工。 [13]组成:一级机修、厂部机修和车间保全两级机构 设备:普通车床、焊接变压器、焊接发电机。 40 第四章 食品工厂卫生、环保、安全设计 4.1工厂卫生 4.1.1厂址选择的卫生要求 (1)有足够可利用的面积和较适宜的地形; (2)厂区通风、日照良好、空气清新、土质坚硬适于建筑; (3)厂房周围环境的土壤清洁并适合于绿化，面积宽敞且留有余地; (4)能源(包括电力)供应充足，并要有清洁的水源; (5)交通便利; [14](6)便于污水、废弃物的处理，附近有承受污水放流的地面水体; (7)厂区周围不存在粉尘、烟雾、有害气体、灰、沙、放射性物质和其他扩散性污染源; (8)区内禁止饲养畜禽及宠物; (9)区道路畅通无阻，便于机动车通行，道路便于清洗，防止积水和尘土飞扬。 4.1.2工厂内部总平面布置的卫生要求 (1)食品厂、仓库有单独的院落; (2)为了避免尘土，污物被带入车间，应积极改善路面，厂区周围和厂内的道路铺以水泥、柏油、砖石等不漏水易清扫的材料铺装，并保持一定坡度，以利于雨雪的排除; (3)工厂内建筑物(如生产车间、办公室、和生活设施等)按类分开; (4)按流水作业线布置企业整个生产工艺流程，防止交叉污染、垃圾污染、炉灰的排出路径避免和食品生产运送路径交叉; (5)配备以下辅助设施:生产卫生用室，包括更衣室、洗衣房、浴室;生活卫生用室，包括食堂、厕所、休息室;容器洗涤室、专用洗刷车辆、容器、工具等的洗涤室;蒸汽和热水供应设备。 4.1.3厂房内部建筑的卫生要求 4.1.3.1厂房室内建筑卫生: (1)生产厂房均不设在地下室内; (2)厂房结构牢固且便于清洁; (3)室内有良好的微小气候; (4)厂房内原料、成品、燃料、废渣的进出口应互相分开; (5)有合格的卫生用房; (6)有良好的通风条件(自然通风和人工通风)。 41 4.1.3.2车间内的采光、照明: (1)充分采用自然光线，当采光不足时需给予人工照明; (2)人工照明的要求-照明要充足。仓库的光线一般可以暗一些，照明光源要便于清洁，安装在安全保护罩内，以避免灯泡破裂时污染食品。屋顶、墙和地面的卫生要求。 照明方式以采用全面照明和局部照明相结合的综合方式为最经济和符合卫生要求。 4.1.3.3屋顶、墙和地面的卫生要求: (1)墙壁、支柱—采用无毒、防渗水、防滑、坚固耐久、便于清洗消毒的材料，离地1~2米用瓷砖、磨石、磨光水泥等不渗水的材料铺贴成墙裙。墙内外最好均用浅色，墙裙最好用白色瓷砖或水泥。 (2)地板平整、不渗漏、防滑，耐水、耐热、耐酸碱。 (3)屋顶 屋顶与墙的接合处为弧形，防虫、防水、防老鼠作窝、防昆虫隐藏。 4.1.4车间防鼠设置 (1)门窗防鼠。控制门窗和所有出入口缝隙不得超过1cm。 (2)地基防鼠。地基深度应深入地下0.5cm~0.8cm，地面80cm以下应用坚固砖、石等材料砌成。 (3)墙防鼠。墙要做的光滑，墙角堆成一定弧度。 4.1.5车间卫生室的卫生要求 其面积可按每人0.3~0.4m2安排，车间内设专门的男女厕所等。 4.1.6食品仓库的卫生要求 (1)干货应照明充足，通风良好，要注意防潮。 (2)保持低温和恒温 我厂从生产至销售各个环节，保持一个冷链条件，低温储存尤为重要。冷藏库温度控制在-18?以下，定期清洁、消毒，保持库房整洁和卫生。仓库应经常记录温湿度，并装置降温吸湿等调节温湿度的设备。 (3)仓库方向应向北，同时装置防光窗帘，由于直射光线能加速食品的腐败变质变化。冬季加强防风措施，如设二重门、二层窗和加设防风、外室等。 (4)仓库设单间或隔离间。 (5)冷藏库设置预冷间。 4.1.7人员个人卫生要求 (1)凡从事食品加工，检验的有关人员，应严格遵守卫生制度。定期进行健康检查，发现有开放性或活动性肺结核、传染性肝炎、流行性感冒、肠道传染病或带菌者、化脓性或渗出性皮肤病、疥疮及其他传染性疾病者，均不得直接参加食品生产操作和销售。 (2)食品生产车间的操作人员，必须穿戴白色工作服和鞋、帽，进车前必须洗手消毒，不得穿工作服进厕所。 (3)生产车间进口处，设有消毒池。 42 (4)严禁在车间吸烟和吃零食，随地吐痰和乱扔废弃物。 (5)注意个人卫生，做到勤洗澡、勤换衣、勤剪指甲、勤理发。培养良好的个人卫生习惯。 (6)生产车间不得带入或存放个人生活用品，如衣服、食品、烟酒、药品、化妆品等。 4.1.8原辅材料的卫生要求 (1)各种原辅材料应符合有关标准规定，并经检验合格方能投产使用。 (2)原辅材料的运输车辆应保持清洁卫生，并有防尘设施。 (3)原辅材料仓库及冷库应保持清洁卫生，并有防鼠、防蝇措施。 (4)生产用水必须符合生活饮用水标准和罐头、饮料等的特殊要求。 4.2环保及废物的处理 4.2.1废水处理 工艺流程: 鼓风机 栅渣外运 泵 污水 集水井达标排放 SBR 达标排放 格栅 PAM 泵 泥饼外运 污泥贮池 污泥脱水机房 4.2.2废气处理 各种生产过程中产生的气溶胶态污染物可利用其质量较大的特点，通过外力 作用将其分离出来，气态污染物则要利用污染物的物理性质和化学性质，通过采用除尘、吸收、吸附、催化、燃烧、冷凝、生物等方法进行处理。 4.2.3废弃物处理 废弃物处理是通过物理、物理化学、化学、生物等不同方法，是加工废弃物转换成为始于运输、储存、资源化利用，以及最终处置的过程。可以分为物理处理、物理化学处理、化学处理、生物处理4种。 4.2.4环境绿化布置 (1)办公区域的绿化。在中心建筑离大门入口较近的地方前布置花园，在中心建筑附近设一喷水池，在广场与建筑之间地段栽植一些花灌木、针叶树等常青树或季节性花草，建筑之间栽植一些花灌物外围用绿篱围起已构成整体绿地，并要合理设置。 (2)防护林带和道路绿化 43 防护林带要围绕厂区四周，通常在工厂上风方向设置两条防护林带，下风方向的防护林带设置在污染物的沉降区，为了能更好的连续降低风速或污染物质，可以再内部多设几条防护林带，其中林带所选择的树木要在本地生长良好，抗病能力强的灌木。 4.3安全 厂领导贯彻国家安全生产责任制，定期计划、布置、检查、总结、评比安全工作，编制安全技术措施计划。 4.3.1安全检查 安全检查包括经常性检查，此外必须进行定期检查、专业性检查和季节性检查。 4.3.2防火、防暴、防毒 (1)火源的控制与消除:,对于明火作业划定厂区禁烟、禁火区域，设置安全标志。,对能产生静电的设备，设置接地装置,可燃气体、易燃气体的流速应符合安全规定?氧气的流速应按安全规定执行。 (2)易燃易爆的控制:,采用惰性气体气体保护,用难燃和不燃的溶剂代替可燃溶剂,根据物品的危险性采取相应的措施?采取好相应的密闭和通风措施?视情况采取负压操作。 (3)自动控制和安全装置:设置报警信号装置和阻火设备。 (4)厂房的安全疏散:厂房安全出口不得少于两个。地下室、半地下室安全出口也不得少于两个。 (5)化学危险物质必须按照国家的相关法规执行。 (6)消防设施安全。设置配备消防设施和器材，并放在明显的和便于取用的地方。我厂配备了在每一车间和楼层都配备了泡沫灭火器和干粉灭火器，消防通道严禁堆放物品。 (7)建筑防雷。配备并定期检查避雷器、避雷针。设置熔断器、断路器、漏电开关，采用安全低压，保护接地和保护接零。 44 第五章 企业组织与劳动定员设计 5.1企业组织设计 [14]企业组织机构设计遵循原则 (1)任务、目标一致性原则 (2)分工与协调相结合原则 (3)统一指挥原则 (4)有效管理幅度原则 (5)精简和高效原则 (6)责权利对等原则 (7)集权与分权相结合原则 (8)稳定性和适应性原则 5.2企业劳动定员 本项目的生产装置生产的葡萄酒系列产品，按独立的公司建制，设部分管理人员，其余为操作工人。 工厂管理部门和生产车间管理干部，白班维修工人和后勤服务业人员实行白班八小时工作制度，每周5天工作日，干部跟班实行轮流值班制。 生产车间倒班岗位及相应后勤岗位人员实行连续三班倒作业，按四个作业班三班倒运转制度。 45 表5-1岗位定员一览表 序 岗位 分岗定员(人) 合计定员 比 备注 号 (人) 例(%) 1 管理人员1 高管5，厂办8，财务6 19 4 管理人员5人 2 管理人员2 经理1，工艺6，设备6 25 5 管理人员1人 统计6，安全3，环保3 3 管理人员3 经理1，供应3，仓贮6 10 2 管理人员1人 4 化验人员 质管1，原料4，成品4 9 2 管理人员1人 5 发酵人员 破碎除梗4，压榨 5，澄清3， 发酵8，计每班20人 80 18 6 调配人员 配酒 6，澄清3，冷处理6， 100 22 板框5包装5，计25人/班 7 电仪人员 电工10 仪表8 18 4 8 中控环保人员 中控3，环保3，计6人/班 24 5 9 热电人员 司炉8，电工4 计12人/班 48 11 10 维修人员 主管1，维修工15 16 3 管理人员1人 11 公用工程 空压机3，供水3，计6人/班 24 5 12 值班长 值班长2，计2人/班 8 2 13 经警 门卫4，计4人/班 16 3 14 其他 60 14 总计 457 100 46 第六章 成本分析 6.1.成本估算的重要性 成本估算是十分重要的，它关系着工厂建设的可行性。我们需要算出完成该工程所要投入的材料费、人工费、机械台班和折旧费，这一部分可以视同为固定成本。加上可以以作为变动成本的职工奖金、加班、津贴、工资、消耗性材料、需要购置的施工设备、间接费及管理费等。通过成本计算可以清楚这该项工程应该如何控制，哪些费用应该严格管理，哪些费用可以适当的做些调整。当然，作为一个工厂将会面临施工条件等方面的各种因素，对预算成本的编制不可能达到十分精确，因为在施工过程中其他原因造成的工期拖延等，这些因素都会造成施工成本的增加而突破预算成本。但是编制一个预算成本总比没有编制的好，它能比较清楚的为工程完工后进行各项费用的对比、各项经济指标的分析提供重要的依据，特别是对年终的分析、对比尤为重要、对下个年度 [14]的工作计划起到关键性的帮助和指导作用。 6.2.成本估算的项目 [15]成本估算包括固定成本、流动成本和其他: 表6-1 成本估算项目表 项目1 名称 项目2 项目3 项目4 原料费 辅助材料费 厂区地皮价格 固定成本 生产工人工资 厂房建设费 车间成本 设备购置费 工厂成本 水电费 出厂价格 排污处理费 车间经费 流动成本 企业经营费 工人津贴、奖金 其他 税金 利润 6.2.1原料费、辅助材料的计算 凡购买的原料、辅助原料，均按该材料的采购单价(包括运输、装卸等作业费)乘以该材料的单位产品的消耗定量。 其中干白葡萄酒(雷司令)的消耗定量为159000t，采购单价为3000元/t,原料费为47700万元 47 辅助原料有活性干酵母、SO等，活性干酵母的单价为370000元/吨，消耗定量为2 620t，采购活性干酵母需要的费用为7.4x10元， SO的单价为30000元/t，消耗量为2 520t，采购SO所需要的费用为6x10元，因其他试剂用量较小可忽略不计。辅助原料总2 65费用=7.4x10+6x10=800万元 6.2.2设备购置费 葡萄酒的加工设备，主要有葡萄除梗破碎机、果汁压榨机、灌装生产线、过滤机、葡萄速冷机，容器有发酵罐，贮酒罐等。葡萄除梗破碎机的单价为 1.6 万元/台，气囊压榨机的单价为 25 万元/台，过滤机的单价为 3 万元/台，葡萄速冷机的单价为 5 万 3元/台，容积为300m的葡萄酒发酵罐单价为 30 万元/台，贮酒罐的单价为 7.6 万元/台，灌装生产线15万元/套，化学分析设备8820元/套，使用年限为10年。 设备购置总费用 =0.95+1.6x9+25x14+15x3+3x10+5x2+30x42+7.6x40+ 0.95x20+0.822x2=2035万元 年费用=2035/10=203.5万元 其中设备折旧费(包括维修费)=2035 x(6%+3%)=183.15万元 6.2.3装瓶成本 1t 葡萄酒需容量为750 mL?2 %的酒瓶 1350 个，年需瓶量为: 100000?1350= 1.35亿个，查阅资料资料得到波尔多酒瓶的价格为2元/个，酒瓶商标的价格为0.5元/套。 9装瓶成本=(2+0.5)x1.35x10=33750万元 6.2.4生产工人工资 年产万吨酒厂雇佣工人的人数及平均工资得到一般年产万吨酒厂雇佣工人的人数为460人左右，平均工资为2.5万元/年 生产工人工资=460x2.5=1150万元 6.2.5厂区地皮价格 将干白葡萄酒厂建在烟台龙口市经济开发区，龙口市气候湿润，很近合葡萄的生长，而且郊区地皮价格相对便宜。根据<<龙口市基准地价文件》，龙口市经济开发区二级地价为345元/平方米，使用年限10年。根据年产10万吨干白葡萄酒生产规模，预计占地约600000平方米)。 厂区总地价=600000x345=20700万元 年地价=20700/10=2070万元 6.2.6厂房建设费 选完地方之后开始进行厂房的建设，建设期为1.5年，建设费用包括设备安装费、建筑工程费、其他基本费用。 6.2.6.1.安装工程费约为设备原价的3%-5%，在此设定3% 安装工程费=2035x3%=61.05万元 48 6.2.6.2建筑工程费包括土建工程、给排水工程、采暖通风设备、特殊建筑物工程、电器照明工程、避雷工程及工艺管道的材料费和安装费。要按照“建筑工程核算定额”和“建筑安装工程施工管理费和独立费用定额”文件规定核算:，查阅资料得每平方米这些工程的费用为1500元。 建筑工程费=1500x600000=90000万元 6.2.6.3其他基本建设费用包括车间或者工段内所必需的生产工具、家具等等，设定该费用为150万元。 6.2.6.4厂房建设费=150+90000+61.05 =90211.05 6.2.7水电费 6.2.7.1干白葡萄酒厂用电主要用于设备运作、工厂照明、取暖、生活等。干白葡萄酒年生产天数300天，一年用电约为1379406Kwh，目前电价0.685元/度 年用电费用=1379406x0.685=94.49万元 6.2.7.2干白葡萄酒用水主要为发酵车间、调配车间及灌装车间的洗涤和冲洗以及工人平常生活用水，由上计算得年产10万吨干白葡萄酒厂年用水量约为67840.5吨，工业水价6.0元/t 年用水费=67840.5x6=40.7万元 水电费=94.49+40.7=135.19万元 6.2.8车间经费和企业经营费 车间经费和企业经营费为500万元 6.2.9工人津贴和奖金 工人津贴和奖金按照工厂规定为150万元。 49 表6-2 成本汇总表 项目 单价 消耗量 价格(万元) 原料费 雷司令 3000元/t 159000t 47700 辅助材料费 活性干酵母 370000元/t 20t SO2 30000元/t 20t 800 装瓶成本 波尔多瓶 2元/瓶 1.35亿瓶 33750 瓶塞、商标 0.5元/套 1.35亿套 厂区地皮价格 345元/平米 600000平米 2070 设备安装工 厂房建设费 程费 90211.05 建筑工程费 1500元/平米 600000平米 其他基本建150万元/套 1套 筑费用 生产工人工资 2.5万元/年 460人 1150 皮带输送机 0.95万元 1台 葡萄除梗破1.6万元 9 碎机 果汁压榨机 25万元 14 设备购置费 灌装生产线 15万元 30台 2440 过滤机 3万元 10 螺杆制冷机 5万元 2 发酵罐 30万元 42 贮酒罐 7.6万元 40 调配罐 0.95万元 20 化学分析设备 0.822万元 2 设备折旧费 183.15 水电费 电 0.685元/度 1379406Kwh 水 6.0元/t 67840.5t 135.19 污水处理费 100 固定成本小计 178539.39 企业经营和车间经费 500 工人津贴和奖金 150 流动成本小计 650 成本总额 179189.39 50 6.3技术经济效益综合分析 在粗略地计算完成本后，我们需要对其进行技术经济效益综合分析。技术经济效益综合分析的目的在于完成年产量的前提下，选出一个投资省、周期短、见效快的最佳。仅仅得到投资成本是不够的，我们需要计算出投资利润率、成本利润率、年销售收益以比率、投资回收期等指标，用以评价设计方案的经济效果和反映设计技术水平[16]。 6.3.1销售成本、销售收入和利润 如果酒厂顺利完成年产量，则一年可生产750ml葡萄酒数量为1.35亿 瓶，其单位成本=179189.39/13500=13.28元 。我们对于干白葡萄酒的市场价格进行调查，国内葡萄酒的价格大概在30-150 元左右。结合单位成本，市场因素等因素的考虑，我们将单瓶750ml的干白葡萄酒的售价定为 35 元。销售量为年产量的40%。 =13.28x135000000x40%=71712万元 销售成本 销售收入=35x135000000x40%=189000万元 毛利=销售收入-销售成本=189000-71712=117288万元 利润为毛利减去税金之值，根据我国相关税法规定，个人收入超过1000000的个人或企业要缴纳45%的税金。 利润=117288x55%=64508.4万元 6.3.2投资回收期Ty Ty=ΣYi/Z=179272.25/64508.4=2.8年 式中 Z---年利润(元/a) ΣYi---投资总额(元) Ty值表示工程投产后，用年利润偿还一次性投资费用所需要的期限。值越小，表明劳动生产率高和投资见效快。加上两年的建设期，该工厂的投资回收期为 4.8 年。 6.3.3投资利润率Xz Xz是Ty的倒数。它表明投资见效益的快慢。他的值越大，设计方案所产生的经济效果越好。 Xz=1/Ty=1/2.8=0.357 6.3.4成本利润率Iz Iz=Z/ΣXi=64508.4/71712=0.9 式中 Σxi---产品的销售成本，即产品成本(元/a) Iz表示设计产品成本与出厂后销售利润之间的矛盾，证明利润获得较高或 产品成本较低。 6.3.5年销售收益比率Lz Lz=Z/L=64508.4/189000=0.341 51 式中 L---年销售收入 Lz 表示销售额与所获利润之间的矛盾关系。值越高，说明所获利润高或产 品出口价低，设计方案经营的效果好。 表6-3 年产10万吨干白葡萄酒厂技术综合分析 序号 指标名称 符号 单位 数额 1 年产量 P t/a 100000 2 投资总额 ΣYi 万元 179189.39 3 设备投资额 C 万元 2440 4 设备折旧费(维修费) R 万元/a 183.15 5 销售收入 L 万元/a 189000 6 销售成本 ΣXi 万元/a 71712 7 毛利 Z 万元/a 117288 O 8 税金 D 万元/a 52779.6 9 利润 Z 万元/a 64508.4 10 投资利润率 X % 0.357 Z 11 年销售收益率 L % 0.341 Z 12 成本利润率 I % 0.9 Z 13 投资回收期 T 年 4.8 Y 52 第七章 葡萄酒副产物综合利用 7.1粗酒石酸的回收 酒石的学名称为酒石酸氢钾，粗酒石为酒石与其他杂质的混合物，粗酒石主要来源于葡萄酒贮藏过程的沉淀物。葡萄酒中的酒石酸由于介质浓度、pH值、酒度、温度等条件的变化，酒石酸与酒中钾离子形成结晶，与酒中的杂质、胶体等一起沉淀到容器底部。采取自然冷冻回收粗酒石主要在每年2月下旬的第二次倒桶时，另外，一次倒桶时，人工降酸和采用人工冷冻处理也能回收一定量粗酒石。 从酒脚中分离粗酒石，应根据酒石的结晶状态和含量采取不同的分离方法，通常有水洗法，热熔结晶法，离心分离法，刮削法，化学溶解法等。分离出的粗酒石可进一步进行酒石酸、酒石酸氢钾和酒石酸钾钠的制取。 7.2从葡萄皮渣中回收酒石酸钙 发酵后的皮渣，先蒸出酒精，再用一倍于皮渣体积的热水洗涤，洗涤液冷至50摄氏度以下时用石灰乳调整pH值至中性，在用0.5调整量的石灰乳与盐酸中和后加到洗涤液中，搅拌均匀，静置2-4h，用虹吸或离心法收集的沉淀物为酒石酸钙，纯度为85%。每吨皮渣可得7kg 左右的酒石酸钙。 7.3白兰地的酿造 葡萄主要用来酿造葡萄酒，但生产上可利用残次果和酿酒下脚制取多种综合利用产品。残次果约含果汁70%，果胶4%，果皮20%和种子2%，粗脂肪17%。残次果可先进行酿制白兰地，而后对下脚进行综合利用。利用残次果进行酿制白兰地，对葡萄品种无一定要求。白兰地的酿造主要是原料的酿制、蒸馏、陈酿的勾兑，其中蒸馏是制造白兰地的主要工艺流程。白兰地新酒具有强烈的刺激气味，一般需陈酿4~5年，并于装瓶前进行调和、勾兑。 7.4多酚类化合物的提取 近年来，植物来源的生理活性物质的研究开发已成为国际焦点。其中多酚是最突出的一类。很多研究表明，多酚类化合物对严重危害人体健康心脏病、癌症、冠心病、动脉硬化等有独到的治疗和预防作用。而葡萄作为一种常见的水果，含有大量的多酚类物质，其功效已引进起世人的注目。葡萄中的多酚类主要存在于果皮和种子中，在红葡萄 53 中分别占63%和33%，在白葡萄中占71%和23%，果皮中的多酚主要为花色素类、白藜芦醇以及黄铜类等，种子主要为儿茶素、槲皮苷、原花色素、单宁等。 7.5葡萄籽油制取 葡萄籽油为低级脂肪酸酯类，其中游离脂肪酸占2.4-4%，亚麻酸占脂肪酸的54%左右，是具较高营养价值和医疗价值的一种食用油类。 白葡萄不带皮发酵，采取破碎压榨分离果汁，皮渣堆积发酵，发酵后的皮渣与红葡萄酒发酵后皮渣同样处理，由于白葡萄的种子全集中于皮渣中，含量约占皮渣总量的20-30%，出油率在12-15%。 此外，还可以对葡萄皮渣，梗、核进行单宁、色素的提取，活性炭和饲料的生产以 [17]及葡萄醋的制造。 54 第八章 综合评价 8.1社会效益分析 年生产白葡萄雷司令100000 t。通过该项目的实施，将有力的带动地区农业和特色经济的发展，并可使农民增加收入。对加快效益型农业的开发、深入贯彻农业产业化政策有较大的帮助。同时也是发展新型农业的需要，是农民调整种植结构的具体措施，是帮农民致富奔小康的一个途径。 8.2生态效益评价 本项目所产生的废渣、废水是很好的肥料。因此其对资源的合理利用、对环境的保护、对经济与生态的平衡，都有着重大的作用，进而改善农业生态环境，实现农业资源的可持续利用。 8.3综合评价 本项目的年生产能力为100000 t，日产333.33t。厂区建设采取统一规划布局，规范化建设，科学化管理，规模化生产，一体化经营，完全采用现代企业管理模式。利用现有技术生产白葡萄酒，瞄准的是市场的变化。其经济效益、社会效益和生态效益均十分显著。 55 第九章 结论 本次设计的课题是年产10万吨12度葡萄酒工厂设计。近年来，我国葡萄酒事业得到了长足发展，以张裕、长城、王朝为主的众多国内葡萄酒品牌多是大众化品牌。现有葡萄酒企业不断扩大规模，兼并重组形成优胜劣汰的格局，形成了目前从未有过的葡萄酒热。优质的葡萄酒不仅和设备选型有关，最主要还是取决于工艺控制和原料质量。工艺控制技术很多都是根据长期的生产经验而来，但目前我国在酿酒技术、葡萄的种植、栽培和管理方面与先进国家还存在着很大差距。发展中所遇到的瓶颈极大阻碍了我国高端葡萄酒产业化的发展，因此，更新设备、改进生产技术、葡萄园的区域化管理将成为我国葡萄酒工业需要重点解决的问题。 本次设计主要根据《中国葡萄酿酒技术规范》、《发酵工厂工艺设计概论》、《食品工厂设计》、《生物工程设备》、《葡萄酒工艺学》、《酿酒工艺与设备选用手册》等多种参考书籍，并且结合网上查询的相关文献资料和数据下进行了厂区平面设计、生产工艺流程的设计、主要设备选型、物料衡算、水电衡算、冷量衡算、劳动定员和成本分析。因设计者本人缺少在工厂的实际工作经验，设计过程中各个工艺控制点均来自参考文献，具有一定的不准确性，这样就会存在很多问题与不足，设计效果有待考证。 56 致 谢 在这次设计中首先要感谢学校给我提供那么多的学习平台和舒适的学习环境，为我的成长提供了莫大的帮助。再者要感谢我的专业老师们，是你们教会了我这些相应的专业知识。特别要感谢我的指导老师邓红梅老师，她在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的设计。从最初的定题，到写作、修改，到设计定稿，都给了我耐心的指导和无私的帮助。此外还要感谢我的同学和朋友们的关心和支持，同时他们也为我提供部分工艺设计材料，使我的资料库更加广阔。大学本科的学习生活即将结束，在此，再一次感谢所有给予我关心和鼓励的老师、同学和朋友们。 57 参考文献 [1] 王延才.中国葡萄酒行业现状计发展方向[J].中外葡萄与葡萄酒，2008. [2]金凤燮.酿酒工艺与设备选用手册[M].化学工业出版社，2003. [3]索东育.葡萄酒饮用知识[J].中国食品，1987(07). [4]红葡萄酒和白葡萄酒的区别[J].养生大世界(B版)，2011(02). [5]吴思方.发酵工厂工艺设计概论[M]. 中国轻工业出版社，1995:35-176. [6]金凤燮.酿酒工艺与设备选用手册[M].化学工业出版社，2003. [7]高孔荣.发酵设备[M].四川:中国轻工业出版社，2008. [8]梁世中.生物工程设备[M].中国轻工业出版社，2005. [9]中国石化集团上海工程有限公司:《化工工艺设计手册》[M]. 化工工业出版社，2003:1-198. [10]华南工学院等校:《发酵工程与设备》[M].中国轻工业出版社，1981:35-134.. [11]夏清，陈常贵主编.化工原理[M]. 天津科学技术出版社，2005:229-237. [12] 李福成.葡萄酒厂工艺耗冷量的计算[J].山西食品工业，1998(03):18-23. [13]沈自法，唐孝宣等:发酵工厂工艺设计[M].华东理工大学出版社, 1994:35-212. [14]何东平.食品工厂设计[M].中国轻工业出版社,2009. [15]简德三.投资项目评估[M].上海:上海财经大学出版社，1999. [16]杨劲.建筑工程定额原理与概预算[M].北京:中国建筑工业出版社，1989. [17]朱宝镛.葡萄酒工业手册[M].北京:中国轻工业出版社，1995. [18]李华等著.葡萄酒工艺学[M]. 北京:科学出版社,2007. [19]GBJ15881997,建筑给水排水设计规范[S]. 58