年产2000吨干红葡萄酒厂设计

1、年产2000吨干红葡萄酒工厂的设计年产2000吨干红葡萄酒工厂的设计摘 要本文以生产干红葡萄酒为研究对象，做一套年产2000吨干红葡萄酒厂的设计，主要针对生产工艺流程、物料衡算、设备选型、工厂的选址和绘制生产流程图及设备设计图进行描述。本设计侧重于研究出最适宜的干红葡萄酒生产条件以及工艺流程，进而设计出发酵时间短、成本低，并应用于以后工厂的大规模生产的干红葡萄酒厂。关键词：干红葡萄酒；工厂设计；发酵；工艺流程Design of a dry red wine factory with an annual output of 2000 tonsAbstractIn this paper, the

2、production of dry red wine as the research object, to do a set of 2000 tons per year dry red wine factory design, mainly for the production process, material balance, equipment selection, plant location and drawing production flow chart and equipment design chart to describe. This design focuses on

3、the study of the most suitable dry red wine production conditions and technological process, and then designs a dry red wine factory with short fermentation time and low cost, which will be applied to the large-scale production of the factory in the future.Keywords: dry red wine; factory design; fer

4、mentation; technological process 目 录1前言61.1课题目的和意义81.2葡萄酒产业在国内的发展状况81.3本设计应解决的主要问题91.4市场前景92设计思路及方案102.1厂址的选择102.2原料的选择102.3生产工艺流程设计112.3.1确定工艺流程112.3.2工艺流程图122.4工艺流程详述122.4.1原料的采收及预处理122.4.2酵母菌种的选择132.4.3酒精发酵及控制浸提132.4.3苹果酸乳酸发酵132.4.4红葡萄原酒陈酿与瓶储143干红葡萄酒物料衡算153.1生产周期153.2原料用量153.3二氧化硫用量153.4果胶酶添加量154

5、设备选型164.1葡萄除梗破碎机164.2发酵罐164.3果汁压榨机164.4过滤机164.5速冷机174.6包装生产线174.7设备选型表175冷热衡算185.1耗冷量计算185.1.1工艺耗冷量Qt185.1.2非工艺耗冷量Qnt185.1.3耗冷表195.2水耗量计算195.3电耗量计算206经济估算216.1原辅料成本估算216.2设备成本估算216.3包装成本估算216.4水费成本估算226.5电费成本估算226.6用人成本估算226.7成本估算汇总236.8利润估算237总平面设计247.1全厂平面设计247.2车间分区设计247.3车间布局设计图248三废处理258.1废气处理及

6、利用258.2废水处理及利用268.2.1废水检测项目及意义268.2.2废水的处理278.3废渣处理及利用279结论29参考文献30谢 辞31附录1发酵罐设计图33附录2车间设备布置图34附录3工艺流程详图35附录4工厂布置图361前言葡萄酒是以葡萄为原料的一种酿造果酒，据记载，最原始的葡萄酒是由波斯人发明的，在中东国家广泛流传。后来葡萄酒文化逐渐在阿拉伯国家消退。然而葡萄酒的酿造方法并没有因此消失，反而是传到希腊、罗马、高卢后葡萄酒盛行于欧洲。葡萄酒的种类繁多，可细分至如下表所示。表1.1 葡萄酒的分类标准按颜色按含糖量是否含有二氧化碳按葡萄汁含量按酿造方法白葡萄酒干葡萄酒静态葡萄酒全汁葡

7、萄酒天然葡萄酒红葡萄酒半干葡萄酒起泡酒半汁葡萄酒加强葡萄酒桃红葡萄酒半甜葡萄酒汽酒加香葡萄酒甜葡萄酒葡萄蒸馏酒干红葡萄酒是以葡萄为原料进行人工加工酿造，使得以果糖为原料葡萄酒中的蛋白质和糖分完全转化成酒精的一种红葡萄酒。这种干红葡萄酒的口味独特，喝酒氛围优雅，因此葡萄酒广受人们欢迎。另外干红葡萄酒中还含有不同的营养物质，他们多对人体的健康拥有不同的益处，如下表所示：表1.2 葡萄酒中的营养物质及其益处抗氧化抗衰老糖类、蛋白质、维生素、氨基酸、矿物质防癌白藜芦醇、山梨醇保持血管壁弹性维持血管渗透压预防心血管疾病多酚类物质（花色素、黄酮类）葡萄酒有众多益处，人们对干红葡萄酒的研究也因此热度高涨。表

8、1.3 理化指标项目指标酒精度（v/v）% 209.0-13.0总糖（以葡萄糖计） g/l4.0总酸（以酒石酸计） g/l5.0-7.5挥发酸（以乙酸计） g/l0.8游离二氧化硫 mg/l50总二氧化硫 mg/l250干浸出物 g/l18铁（以Fe计） mg/l8铜（以Cu计） mg/l0.5PH值3.1-3.6铅（以Pb计） mg/l0.2砷（以As计） mg/l0.2山梨酸 g/l0.5容量偏差 20 500ml2%容量偏差 20 500ml3%干红葡萄酒的国家标准要求：表1.4 感官要求色泽紫红、深红、宝石红、红微带棕、棕红色。澄清程度澄清，有光泽，无明显悬浮物（使用软木塞封口的酒允许

9、有少量的软木渣，装瓶超过一年的葡萄酒允许有少量沉淀）。香气具有纯正、优雅、怡悦、和谐的果香和酒香，陈酿香或橡木香。滋味具有纯净、优雅、爽怡的口味和新鲜悦人的果香味，酒体完整。典型性典型突出、明确。表1.5 微生物指标项目指标细菌总数 个/ml50大肠菌群 个/100ml31.1课题目的和意义干红葡萄酒是残糖量小于或等于4.0g/L的红葡萄酒。干红葡萄酒的口味独特，喝酒氛围优雅，因此葡萄酒广受人们欢迎。由于我国的葡萄酒行业发展起步较晚，工艺成熟度相对较弱，因此在面对国外葡萄酒品牌的竞争时，需要通过研究并提高中国葡萄酒产业的国际竞争力，让更多人了解国产葡萄酒，提升其知名度。而本设计将研究并优化干红

10、葡萄酒的工艺流程，以及开拓国产干红葡萄酒的市场。1.2葡萄酒产业在国内的发展状况我国现代大规模生产葡萄酒的行业是从十九世纪末，才正式拉开帷幕的，然而因为经济、文化、生活习惯等各种因素有较大差异，导致我国大规模生产葡萄酒的工业受到了较大的挑战，直到二十世纪九十年代后期，我国的葡萄酒生产行业才真正算是步入正轨。2000年之后的几年内我国葡萄酒产量迅速上升。随着中国经济的发展，国内葡萄酒行业通过中外合资、人才引进、技术交流等形式，使我国的葡萄酒工业走向世界，较好地完成了与国际接轨1。国内葡萄酒产量的不断上升一直持续到2013年，之后的连续五年，我国葡萄酒产量平均降幅为6%左右。与此同时，我国葡萄酒的

11、进口金额都有较大涨幅，瓶装酒的进口金额为25.5亿美元，同比增长16.4%，平均涨幅达到15%以上2。1.3本设计应解决的主要问题目前国内葡萄酒厂家大多是工业化生产，很少有传统酿造生产，更少有窖藏，并且由于国内种植的葡萄含糖度不高，在1518度左右，因此会采用蔗糖发酵，这就是国内生产的原酒与国外酒有差别的原因，使其失去了葡萄酒原有的天然性及应有的功能3。本设计的产品将从葡萄酒的原料、预处理、浸提、发酵等各个方面的细节入手以最大限度地提升陈酿型干红葡萄酒的口感，以满足消费者的需求4。1.4市场前景根据中国酒业协会十点报发布报告显示，葡萄酒进口方面，2017年，全国酒类规模以上企业进口葡萄酒总产量

12、100.11万千升，同比下降5.25%。另据中国海关的数据报告显示，2017年全国规模以上的葡萄酒进口商品销售总量约73.27万千升，同比上年增长17.13%，总额27.14亿美元，同比上年增长17.58%，占全国以上规模企业酒类进口商品销售总额53.2%，占全国葡萄酒进口商品销售总额91.2%5。可以看出中国葡萄酒的消费市场逐渐形成多元化的消费潮流。2设计思路及方案2.1厂址的选择厂址选择（plant siting），即针对工厂的类型或种类选定合理的建厂地理位置。表2.1 工厂建设原则及要求表厂址需选择原则葡萄酒厂布置对象厂区平面布置要求距离葡萄果园尽可能近或交通便利酿造葡萄酒所需的各种设施

13、和机械设备生产要求电力充足，供应方便各种物料及辅料，如葡萄、汁、皮渣、酒等安全卫生要求水源充沛，水质优良从事葡萄酒生产的操作人员及其他非生产人员发展要求厂区面积、形状满足工艺流程的布置需要施工和安装要求厂址的自然地形有利于建筑施工绿化要求无环境污染公用工程和生活设施能够良好的协作。葡萄酒厂布置对象据上述原则及要求，葡萄酒厂应建设在无环境污染源及其他影响葡萄酒生产卫生的地方，拥有干净安全的环境，远离吵杂的市区，靠近原料源，非常适合坐落于中国的西北地区。厂区应该进行行政、生产、生活等区域划分，做到分区明显，互不交叉。厂房中无菌室的设计与设施必须符合无菌操作的技术规范，拥有完善的消毒措施，适合葡萄酒

14、生产，生产车间布置要按照工艺流程布局，避免重复往返，尽量形成一条单向的流水线，以防交叉污染。2.2原料的选择据国际葡萄与葡萄酒组织的规定（OIV,2006），葡萄酒只能是破碎或未破碎的新鲜葡萄果实经完全或部分酒精发酵后获得的饮料6。葡萄酒质量的关键点有两个，一个是葡萄，另个就是酵母菌7。葡萄的质量极大程度地决定了其酿造出来的葡萄酒的质量。因此，在原料的选择上，需要选择能够最大化提升葡萄酒质量的葡萄。而葡萄的质量又在于其品种以及种植地，需要选择适合酿造葡萄酒的优良的葡萄品种，再根据其生物属性，采用科学的农田管理方法在适宜的地区进行种植，才能充分发挥该品种的优越性，生产出不俗的葡萄酒。单单在法国的

15、葡萄酒产区，这里就种植了有不低于250个种类的葡萄。而这些品种的葡萄在许多方面都存在着不小的差异，具体差异如下：表2.2 葡萄品种的差异体现表形态果粒生物化学特性特殊的生物化学特性酶学特性果梗比例含氮量多酚物质的含量酶的种类及含量果粒大小含糖量花色素苷的含量多酚氧化酶的含量含汁量含酸量芳香物质的含量果皮厚度苹果酸黄色素与红色素比例酒石酸氨基酸各种葡萄的形态学及生物化学特性上的差异，会影响他们各自生产葡萄酒时工艺的差别，也就是说，葡萄品种具有工艺特异性。世界最有名的酿酒葡萄品种赤霞珠，该品种的葡萄由于过去政府主导，通过集体方式生产葡萄酒，于是形成了我国“大江南北赤霞珠”的现象，这是国产葡萄酒同质

16、化的一大原因8。梅洛是另一个广受喜爱的红葡萄种类，常用来与其他种类的葡萄混酿，但中国这边也会生产纯梅洛葡萄酒。梅洛葡萄酒颜色深，酒体饱满，散发着红黑色水果的气息，骨架坚实，陈年潜力优秀。另外，我国葡萄酒产量呈现明显的下跌趋势，而市场和需求的扩大表明市场上进口葡萄酒越来越得到消费者的青睐。据调查，葡萄酒消费人群日益多元化，整体更趋年轻、更愿意尝试不同类型的葡萄酒，对葡萄酒态度更开放。因此鉴于我国的葡萄酒市场需求及产能较高，梅洛干红的市场前景又十分可观。因此本设计决定选用更能吸引年轻人梅洛葡萄进行干红葡萄酒厂的设计。2.3生产工艺流程设计2.3.1确定工艺流程干红葡萄酒的工艺流程：挑选优质的梅洛葡

17、萄分选，再进行葡萄破碎除梗，加入果胶酶，使皮核与果汁混合进行酒精发酵，酒精发酵同时控制浸提，酒精发酵结束后收集自流汁与压榨汁，进行乳酸发酵，最后陈酿，转瓶储。2.3.2工艺流程图破碎 糖 果胶酶除梗 酵母 浸渍发酵 果梗压榨 自流酒皮渣 陈酿与瓶储 图2.1 干红葡萄酒酿造工艺流程图2.4工艺流程详述2.4.1原料的采收及预处理在整个原料的采收及运输过程中，必须尽量保证葡萄完好无损，以防出现破损和污染的情况。因此，需要注意以下事项：表2.3 原料的采收注意事项表建设葡萄酒厂装运过程中原料的清洁离原料基地较近减少落差保持果实表面的清洁状态运输距离短防止果实间的碰撞挤压避免使浆果破损、污染减少转倒

18、次数和高度通过严格的标准采收运输好葡萄后，葡萄酒厂进行接收，并进行破碎除梗，同时，可按照葡萄的量同时加入50PPm60PPm的SO2，破碎后再加入适量果胶酶9。为防止其他野生微生物的繁殖，可以亚硫酸的形式加入SO2。浆果细胞的细胞壁中含有大量果胶，因此需要使用果胶酶进行浸提，但是我们在这一步之前，应选择能够最大限度地快速浸提花色苷，释放出果实中的多糖，并通过促进单宁与多糖的联合，极大地提升酒的醇厚和圆润的口感，适于酿造高档陈酿酒的果胶酶10。2.4.2酵母菌种的选择发酵阶段是酿造葡萄酒最关键的阶段，而发酵质量的关键在于单宁的浸提。用于葡萄酒生产的良好酵母菌株应该要有发酵力强、发酵稳定、发酵完全

19、且发酵行为可以预测可控制的特点；不产生不良气味的气体；到了发酵结束阶段时酵母凝聚快。同时要求发酵所产生的酒香与果味相协调、口感饱满、单宁的涩感结构较强，严格与新鲜型葡萄酒酵母相区分11。2.4.3酒精发酵及控制浸提进行酒精发酵所使用不锈钢材质的发酵罐，必须要进行防腐涂料处理。将葡萄倾入除梗破碎机进行破碎除梗处理，产生的葡萄浆汁由泵运输分装至发酵罐中，罐内的浆汁不得超过容积的五分之四。装罐完成后，需要再进行一次开放式倒罐，这时可以趁机加入果胶酶、活性干酵母、优质单宁或橡木素。发酵温度控制在2030范围内。添加的优质单宁或橡木素不仅可以很好地保护红葡萄酒中的色素，还能够改善梅洛干红葡萄酒的风味，增

20、加结构感12。活性干酵母的加入量计算方式如下表2.4 活性干酵母的配制体系表纯净水活性干酵母蔗糖葡萄酱汁温度3538常温常温常温加入量10公斤1公斤1公斤5倍体积这一步加糖是为了让酵母繁殖，减少葡萄果汁中的葡萄糖消耗。观察葡萄浆中的含糖量，确保含糖量在200g/L以上，则不需补加糖，若低于200g/L则使用浓缩葡萄浆增加含糖量而不是直接加糖，以保证酿造出的葡萄酒保持天然性。2.4.3苹果酸乳酸发酵酒精发酵结束后，应立即将半成品转至橡木桶内进行苹果酸乳酸发酵，因为这一步是酿制陈酿型干红葡萄酒所必需的。苹果酸乳酸发酵不但能够有效降低葡萄酒的酸度，而且可以增加葡萄酒的口感和香气的多样性，丰富葡萄酒的

21、风味，还可以增加其细菌稳定性 13、14。在选择乳酸菌投入生产前，必须通过试验选择适宜的乳酸菌菌种。经过30天左右的二次发酵，若检测红葡萄原酒中不含有果酸，则说明发酵过程已结束，应立即往红原酒中加入SO2,抑制乳酸菌的活动，并过滤倒桶，将红原酒中的乳酸菌和酵母菌分离掉15。2.4.4红葡萄原酒陈酿与瓶储将已分离完微生物的红葡萄原酒转移至陈酿专用的橡木桶内储存陈酿。橡木桶的优点是透气性好，能够持续供给氧气，另外木桶和酒的接触过程中还会使葡萄酒带有橡木的香味，因此需要长期陈酿储存的，口感柔滑，复杂的醇厚性葡萄酒就适合使用橡木桶16再进行市场调研，了解消费者对干红葡萄酒的需求方向，决定分配梅洛干红葡

22、萄酒的陈酿时间。陈酿结束的红葡萄酒可进行装瓶存储。进行瓶装前，还应视情况澄清葡萄酒，以免沉淀过多，影响葡萄酒的视觉效果。若沉淀太多，可以通过加入亲水胶体，使沉淀发生絮凝反应，以此除去沉淀后即可使得澄清的红葡萄酒17。选用质量及各项指标合格的波尔多瓶进行葡萄酒装瓶，使用软木塞封口。装瓶后经过包装装盒应立即投入市场进行售卖。3干红葡萄酒物料衡算3.1生产周期酒精发酵期：57天苹果酸乳酸发酵期：30天生产周期：37天全年工作日：300天周期数：8.1个年产量：2000吨周期产量：246.9吨日产量：6.7吨3.2原料用量损耗：去梗破碎（5%）、皮渣（15%）、发酵（10%）、操作损失（1%）、倒罐（

23、4%）、过滤装配（2%）1000kg葡萄原料约可成品干红葡萄酒：1000(1-5%)(1-15%-1%)(1-10%)(1-4%)(1-2%)=675.68kg成品1000kg干红葡萄酒约需要葡萄原料：1000675.681000=1479.99kg生产一个周期产量的干红葡萄酒所需要的葡萄原料：1479.99246.9=365409.531kg=365.4t成品2000t干红葡萄酒约需要葡萄原料：1479.992000=2959981kg=2959.981t2960t3.3二氧化硫用量二氧化硫用量为50mg/L，6%的亚硫酸亚硫酸所需量：2000t50mg/L6%=1666L3.4果胶酶添加量

24、果胶酶用量为1g/10L，则果胶酶所需量：2000t1g/10L=200L4设备选型生产葡萄酒的设备主要有，葡萄除梗破碎机、发酵罐、压榨机、过滤机、速冷机、灌酒机、橡木桶、包装生产线等。根据计算所得的周期生产能力，选用合适的设备型号及规格，并且要保证选用的各种设备的规格和贮藏容器要配套一致。为了保证食品的卫生及安全，必须严格筛选符合卫生标准的设备。4.1葡萄除梗破碎机工作原理：将带梗的葡萄由螺旋进料装置均匀地推进到除梗转筒中，使果粒和果梗分离的同时，又将果梗沿螺旋线向出梗口推进，从而排出机外;而果粒则从除梗转筒壁上的圆空落入合的齿形辊中间通过，同时被挤压破碎，进入到果酱泵后被输出。4.2发酵罐

25、由于葡萄浆果中含有多种有机酸。在生产过程中为了避免杀死发酵用的菌，需要加入适量二氧化硫。为了不腐蚀设备，本设计选用钢塑复合材料制作的立式柱体发酵罐。不锈钢发酵罐的优点在于气密性很高，并很容易控制温度，为了防止氧化而需要低温发酵的情况18。在技术能力水平允许的条件下，尽可能选择容积较大的发酵罐。这里我们选择单罐容积为100m3的发酵罐。发酵罐设计图见附录1。根据葡萄酒发酵时间和日产量，本设计设定的发酵时间为37天，日产量为6.7t结合公式计算出发酵罐的个数：N=V0tV总24=6.737241180.924=2.3（个） （公式4.1）算得需要发酵罐3个。其中：V0昼夜生产的红葡萄原酒体积(L)

26、t发酵时间(h)V总发酵罐体积(m3)填充系数4.3果汁压榨机将物料加入本设备后，在筛壁和锥形体的阻力作用下，将物料中含有的液体挤出，再从筛孔中流向接汁斗内。压榨后的果渣，排出机外。4.4过滤机该设备主要由输送泵、粗过滤器、自动阀、卫生级连接管道、模块式膜分离单元、精密过滤器、阀门、CIP清洁系统、在线监测及保护系统、西门子PLC及界面操作系统等。4.5速冷机特点： 处理量大，按实际处理量可分2008000公斤/小时，效率高，节约能耗； 按实际温度，自动运转制冷。 体积不大，节省空间。 降温效率高；4.6包装生产线可完成洗瓶、输瓶、计量分装、灌装、薄膜套标、集合薄膜包裹等程序。4.7设备选型表

27、表4.1 设备选型表序号设备名称规格型号/材质功率kw数量G101葡萄除梗破碎机19207501200mmJCP-105.51G102发酵罐100m3Q235-A1203G103果汁压榨机19207501200mmQ235-A5.51G104过滤机250016002700mmCLB-1021.51G105速冷mSJ1201G106橡木桶100m3橡木6G107包装生产线SCX115冷热衡算5.1耗冷量计算耗冷量Q主要分为工艺耗冷Qt和非工艺耗冷量Qnt。工艺耗冷量包括发酵放热量、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=Qt+

28、Qnt （公式5.1）5.1.1工艺耗冷量Qt发酵耗冷量Q1葡萄糖的厌氧发酵放热量为2.26103KJ/kg，发酵度80%，则1L葡萄汁发热量为：q=2.2610312%80%=216.96KJ一个发酵罐放热量为：Q=216.966.73731068=19147240.704KJ其中：6.7日产量37发酵天数3发酵罐个数1068葡萄汁在12下的密度由于发酵时间为37天，忽略发酵初期的葡萄汁升温，则每小时耗冷量为：Q1= Q3724=21562.208KJ/h酵母培养耗冷量Q2根据工艺设计每月需要进行一次酵母培养，培养时间为12d，即288h。根据工厂实践，年产2000吨干红葡萄酒厂酵母培养耗冷

29、量为：q2=4180KJ/h对应的年耗冷量为：Q2= q230010=12540000KJ 工艺耗冷总量Qt综上所述，工艺总耗冷量：Qt= q2+ Q1=4180+21562.208=25742.208KJ/h5.1.2非工艺耗冷量Qnt橡木桶冷量散失冷量散失可通过经验公式计算。根据经验，橡木桶冷量散失在15000KJ/t左右，每小时耗冷量可达：Q3=150006.724=4187.5KJ/h过滤机及管道等散失冷量Q4因为涉及的设备、管道很多，计算复杂，这里也用经验公式计算，通常取Q4=12%QtQ4=25742.20812%=3089.06KJ/h 非工艺耗冷总量QntQnt= Q3+ Q4

30、=4187.5+3089.06=7276.56KJ/h5.1.3耗冷表表5.1 耗冷表耗冷项目耗冷项目每小时耗冷KJ/h年耗冷量KJ工艺耗冷量发酵耗冷21562.2086.47107酵母培养41801.25107工艺总耗冷25742.2087.72107非工艺耗冷量橡木桶冷损4187.51.26107管道冷损3089.069.27106非工艺总耗冷7276.562.18107合计总耗冷33018.779.901075.2水耗量计算 生活用水通过调查得知，工人一天一人约用水50L（包括生活用水和饮用水），本厂雇佣工人300人，故生活用水为15t/d年生活用水量=15300=4500t 车间用水查

31、阅资料得出，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%（工厂占地面积200亩，一亩=666.7平方米）。年用水量=100666.733005=1.2万吨 总用水量年总用水量=4500+12000=16500吨5.3电耗量计算葡萄酒工厂用电主要是生产发酵时用电及工人们的生活用电，其中生产上的用电主要用于运行设备，生活用电用于行政办公和员工生活。 生产用电根据设备的技术参数计算每日设备运作所需要的用电量约为3500千瓦时每天年生产用电量=3500300=1050000千瓦时 生活用电调查得知，工人用电约为3千瓦时一天，300名工人则年生活用电量=3300300=270000千瓦

32、时 总用电量日总用电量=3500+900=4400千瓦时年总用电量=1050000+270000=1.32106千瓦时6经济估算6.1原辅料成本估算表6.1 原辅料成本估算表原辅料生产厂家单价 元/kg年需求量总价 万元梅洛葡萄平度市大泽山双宝果树苗木专业合作社1.52960t444活性干酵母河北九星化工产品有限公司324t1.28亚硫酸晟俊实业投资有限公司391t3.9果胶酶安锐生物科技有限公司4.54t1.8蔗糖德州曼巴商贸有限公司181t1.8合计452.786.2设备成本估算表6.2 设备成本估算表设备名称台数单价 万元总价 万元葡萄除梗破碎机13.53.5发酵罐32060果汁压榨机1

33、3.33.3过滤机12525速冷机11515橡木桶6530包装生产线11515合计151.86.3包装成本估算表6.3 包装成本估算表名称生产厂家单价 元/个年需求量 个总价 万元波尔多瓶徐州康辉玻璃制品有限公司0.982.5106245软木塞民权县川雨包装材料厂0.152.510637.5包装盒东莞市志威包装材料有限公司0.82.5106200纸箱深圳市晟昊源纸业有限公司0.14.21054.2合计486.756.4水费成本估算年总用水量为16500吨，水质价格为1.7元/吨则年水费成本=165001.7=2.8050万元6.5电费成本估算根据耗电量估算，计算出日耗电量约为4400千瓦时，年

34、耗电量约为1.32106千瓦时，电费约0.8元1千瓦时，则年电费成本=105.6万元6.6用人成本估算表6.4 用人成本估算表岗位人数 人月薪 元年薪 元总额 万元厂长11000012000012财务260007200014.4后勤250006000012设备操作员30700084000252化验员12700084000100.8维修人员470008400033.6车间主任280009600019.2保安350006000018运输人员360007200021.6仓库管理260007200014.4厨师460007200028.8总计65526.86.7成本估算汇总表6.5 成本估算汇总表项目

35、资金（万元）原辅料452.78设备151.8包装材料486.75水费2.805电费105.6工资526.8总计1726.5356.8利润估算根据上述可得年产2000吨干红葡萄酒的年成本为1711.535万元，每瓶干红葡萄酒为750ml，经计算，2000吨干红葡萄酒可装瓶约250万瓶。计算得平均一瓶干红葡萄酒的成本为6.84614元，与查阅资料中的参考成本接近，定价干红葡萄酒一瓶79元售卖，则每瓶即可获利72.15元，若全部成功售卖则可获利18037.5万元。7总平面设计7.1全厂平面设计本设计的干红葡萄酒厂主要设置生产车间、原辅料仓库、陈酿仓库、包装车间、成品仓库、行政楼、配电站、员工宿舍、饭

36、堂。 布置要求合理紧密，但各建筑之间要留有足够的道路让车辆通行，还需要有专门的货物运输路线。 生活区和生产区应分隔开并有一定距离，适当使用绿化。 厂区排水系统布置要合理，采取雨污分流。7.2车间分区设计 车间的分区应体现防止污染的原则、防止差错的原则、综合治理的原则； 一般生产区包括：备料间、内包材库、外包材库、外包及成品暂存区； 级洁净生产控制区：发酵车间、内包装间、化验室、该区域的器具清洗及人员更衣用房。7.3车间布局设计图具体的车间布置图、工艺流程详图、工厂平面布置图，见附录2、3、4。8三废处理干红葡萄酒厂在生产梅洛干红葡萄酒的过程中会产生大量的废气、废水、废渣，简称三废，若不进行无害

37、化处理就直接进行排放的话，会对生态环境造成严重的污染。反之，如果三废处理得好，不仅能减少污染，还能变废为宝产生额外的收益，意义重大。8.1废气处理及利用干红葡萄酒工厂在生产梅洛干红葡萄酒过程中，所产生的废气主要是CO2。随着科技的进步，二氧化碳的用处日益广泛，具体应用如下：在食品方面中CO2的应用有：制备碳酸饮料、速冻以及食品保鲜，在化学工业方面CO2的应用有：中常用于二氧化碳保护焊接、深度冷冻和超临界萃取等。据调查，年产2000吨干红葡萄酒厂生产过程中所排放出的二氧化碳量约为20万吨左右，纯度可达99%以上，但由于含有少量的醇类、醛类、脂类以及有机酸等杂质，应采用膜分离工艺与化学溶剂吸收工艺

38、相结合，使其综合能耗最低19。二氧化碳处理简图如下：由发酵罐 净化 干燥 液体CO2 装瓶 出售产生的CO2 蒸发 雪状干冰 压冰机 晶状干冰图8.1 二氧化碳处理简图 8.2废水处理及利用8.2.1废水检测项目及意义表8.1 废水中的主要指标表BODCODTTS定义生物需氧量,表示水中的需氧污染物质（如有机物等）含量的一个综合指标。化学需氧量，是用化学方法测量水中需要被氧化的还原性物质的量。总悬浮颗粒解释水中有机物经过微生物的生化作用进行氧化分解，使有机物无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总量。其数值越高说明水中有机污染物越多，污染越严重。水样在一定条件下，以氧化1L水样中还原性物质所消耗的

39、氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数。表示需要排放的污水中含有的悬浮物的量单位ppm毫克/升mg/Lmg/L用法般规定一个时间周期，在这段时间内，一定温度下在水样中培养微生物，然后测定水中溶解氧的消耗情况，一般采用五天时间，即五日生化需氧量，记做BOD5。数值越大，表示水中有机物的含量越多，污染越严重。它反映了水中受还原性物质污染的程度。该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。以污水综合排放标准GB8978-1999中的一级排放标准为参考污水综合排放标准GB8978-1999中的一级排放标准如下：表8.2 一级排放标准表20项目PHTSS(mg/l)CODcr(mg

40、/l)BOD5(mg/l)排放标椎6-970100208.2.2废水的处理废水处理一般有生物处理法、物理处理法、化学处理法。一般食品工厂的废水采用两种处理方法结合，使水质高效达到排放标准。本设计的葡萄酒厂所产生的废水主要由生活污水和生产污水组成，生活污水来自员工们的日常生活，其污染程度不高；生产废水主要由印染污水、焦化污水、清洗设备等组成。根据经验，可以采用水解好氧生物处理工艺进行处理21。处理流程如下：好氧剩余污泥 污泥回流 二沉池后处理水解池沉砂池水力筛总进水泵房格栅总加药消毒 总出水进水 净剩余污泥集泥池污泥脱水机房鼓风机浓缩池 泥饼外运图8.2 废水处理流程图8.3废渣处理及利用在干红

41、葡萄酒酿造过程中，经过压榨，暗升的皮渣约占原料的10%，如果将这些副产物若不合理加以利用，不仅会造成资源的浪费，还会对环境造成污染。随着科学的发展，工厂逐渐发现了皮渣的用途，纷纷将其变废为宝，创造了良好的经济效益和社会效益22。表8.3 葡萄酒生产中废渣的利用葡萄的果皮葡萄籽葡萄籽饼所含物质 多酚类物质，平均含量高达25%50%，主要有花色素类、白藜芦醇及黄酮类物质。多酚类物质主要有儿茶素、槲皮苷、原花青素、单宁等，以及油脂类和蛋白质等物质。多酚类物质、油脂类利用方法 一般葡萄多酚可以用溶剂法直接进行提取，利用多酚物质易溶于水、乙醇等溶剂的性质，将多酚直接提取出来，因其提取率相对较高，同时也方

42、便提纯精制，所以是实验室用来提取多酚比较常用的方法。 除了多酚类物质所使用的水、乙醇等溶剂法直接提取外，葡萄籽油和蛋白质的提取也是综合利用葡萄籽的主要途径。 精炼葡萄籽油过程中，碱炼工序会产生大量皂角，可用来制造肥皂，另外生产高级葡萄酒时，会需要用到葡萄酒脱色的葡萄籽活性炭，也可用皂角进行制造。还有一些葡萄渣的开发利用涉及到许多其他的领域，比如葡萄皮粉末用来降低低温香肠中亚硝酸钠的残留量；再比如用宁酸溶液浸提，所得到葡萄皮提取液可以添加到低温香肠中。9结论本设计通过大量的文献研究，以工厂实际生产流程为基础，针对干红葡萄酒的发酵工艺流程，设备的选型注重于规格、可操作性及性能节能方面，对车间布局、劳动组织、厂址等进行合理的设计，以达到年产2000吨的干红葡萄酒。考虑到消费端的消费需求，以及经济效益方面的考量，最终选用了梅洛葡萄作为原料进行干红葡萄酒的生产，同时为了能够有效保护环境及充分利用废弃物，本设计针对葡萄皮和葡萄籽的成分及功效用处做了大量研究，给工厂提供许多良好的处理方案。本设计还对工厂进行了经济估算，据计算，