1、年产10万吨12度葡萄酒工厂设计本科毕业设计说明书摘要该设计为年产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、产品方案的确定及论证等，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AbstractThe design of the annual output of 100000 tons of 12 degrees wine plant desi
2、gn, 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 main
3、ly 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
4、 raw material process calculation equipment selection第一章 绪论11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
5、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
6、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
7、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。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
8、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
9、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
10、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
11、法制化管理，先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
12、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
13、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
14、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
15、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，市场的开拓可谓任重道远1。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。酿造白葡萄酒的优良品种2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。
16、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
17、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
18、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。白葡萄酒与红葡萄酒相比4，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。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
19、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
20、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，降低能源消耗，提高经济效益5。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
21、体现卫生、优美、流畅并能让参观者放心的原则。（6） 设计工作必须加强计划性，各阶段工作要有明确进度。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、技术的综合性的复杂工作，具有较高的原则性和广泛的技术性5。（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
22、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
23、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12013至
24、47，北纬3727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，
25、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1.5.6.1总平面设计的基本原则9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2.环境保护3.降低能耗4.综合利用1.生产工艺流程和使用功能要求2.企业预留发展和扩建要求3.生产管理和生活方便要求4.安全、卫生要求5.建筑艺术要求6.环境质量要求1.地形、地质、水文、气象等自然条件2.交通运输条件3.动力供应和给排水条件4.施工建设条件5.厂际协作条件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
26、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。（4）应分
27、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
28、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。表1-2 总平面设计序号 建筑物 建筑面积（m2） 占地面积（m2）1 动力站 20x10=200 2002 原料
29、库 30x50=1500 15003 成品库 18x50=900 9004 原料处理车间 10x20x2=400 4005 发酵车间 60x120=7200 72006 贮酒车间 40x120=4800 48007 稳定性处理车间 27x99=2673 26738 锅炉房 10x16=160 1609 包装车间 18x33=594 59410 污水处理站 30x40=1200 120011 活动中心 20x50=1000 100012 机修车间 15x40=600 60013 职工餐厅 40x15x2=1200 60014 科研化验室 51x15=765 76515 办公楼 39x25x2=1
30、950 97516 门卫1 5x8=40 4017 门卫2 2x5=10 1018 医务室 30x10=300 30019 职工宿舍 40x15x2=1200 60020 车库 15x10=150 15021 质检中心 18x25=450 45022 制冷中心 10x30=300 300表1-3 主要设计指标 项目 数据1 全厂占地面积 600000 m22 全厂建筑物占地面积 26682 m2 3 建筑系数 35%4 绿化面积 159248 m25 绿化率 26.5%6 土地利用系数 50%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
31、、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）：32.1.2 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
