年产10万吨12度葡萄酒工厂设计说明书

PAGEPAGE4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AbstractThedesignoftheannualoutputof100000tonsof12degreeswineplantdesign,rawmaterialwithRieslingfermentation..Throughthematerialbalancecalculations,equipmentselectioncalculation,steamelectricityconsumptioncalculationandinthecourseofproductionwasterecyclingmachinesusingsomeoftheoptimizationdesignandproductionprocess.Inthisdesignmainlyincludesproductintroduction,thesiteselection,thedeterminationoftheplanedesignprinciple,theproductstrategydecisionandargument,combinedesignknowledgeisappliedtoreal,lookingfortheproductionofwineproductionfactorytheoptimalproductionplan.Keywordswineplantdesignrawmaterialprocesscalculationequipmentselection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0.05Mp1.1.1.1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℃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。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。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℃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。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。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=2002002原料库30x50=150015003成品库18x50=9009004原料处理车间10x20x2=4004005发酵车间60x120=720072006贮酒车间40x120=480048007稳定性处理车间27x99=267326738锅炉房10x16=1601609包装车间18x33=59459410污水处理站30x40=1200120011活动中心20x50=1000100012机修车间15x40=60060013职工餐厅40x15x2=120060014科研化验室51x15=76576515办公楼39x25x2=195097516门卫15x8=404017门卫22x5=101018医务室30x10=30030019职工宿舍40x15x2=120060020车库15x10=15015021质检中心18x25=45045022制冷中心10x30=300300表1-3主要设计指标项目数据全厂占地面积600000m全厂建筑物占地面积26682m2建筑系数35%绿化面积159248m绿化率26.5%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、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）：≤0.6g/L总糖（以葡萄糖计）：（4.1-12.0）g/L；游离二氧化硫：≤50mg/L总酸（以酒石酸计）：5.0-7.5g/L；总二氧化硫：≤250mg/L干浸出物：≥15g/L铁：≤8mg/L铜：≤0.5mg/LpH值：3.1-3.6铅：≤0.2mg/L砷：≤0.2mg/L山梨酸：≤0.5g/L容量偏差（20℃）：<500mL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100000t24×31～12月（300d计）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月为产品销售旺季。为了尽可能充分利用原料[6]，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，可以采用以下方法[18]：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+635-54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%）=74690t2.3.4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%）=70208.60t苹果酸-乳酸发酵后所得原酒的量为：70208.60×（1-2%）=68804.43t2.3.5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%）=66740.30t2.3.6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%)=64097.38t2.3.7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%）=62815.43t2.3.8出酒率由物料衡算得知，100000t葡萄产酒62815.43t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：100000×1.59t=159000t2.3.9二氧化硫的添加量生产100000t白葡萄酒，二氧化硫用量为50mg/L，使用6%的亚硫酸调硫，添加量为：（1x1014/1088）×50/6%=76593t2.3.10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，需补加蔗糖：（12×17-196）×（1x1011/1088）=735.3t17增加1%的酒度所需蔗糖量,g/L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735.32.4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=331.25t,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60-70t/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[18]12度葡萄酒的葡萄汁密度为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）实际年产量（次级酒精忽略不计）：13.89×24×300=100008（t/a）相应参数[10]：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A3钢，冷却介质采用20%、-4°d.锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢e.保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200mmf.内壁涂料：环氧树脂2.4.3.2发酵罐体积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，参考有关资料[7]，我们采用300m，取H=2.5D。h=h=0.1DD--发酵罐直径，（m）H--罐身高（m）HO—筒体高（m）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：（近似公式）设HO/D=2，根据设计条件发酵罐的公称体积为300M³，由公称体积的近似公式可以计算出：罐体直径D=5586.4罐体总高度：H=2.5D=2.5X5586.4=13966查阅JBT4746-2002《钢制压力容器用封头》，当公称直径DN=5600mm时，直边高度，总深度为hf=1440mm，内表面积Af=34.7㎡，容积Vf=23.9m可得罐筒身高：HO=H-2hf=13966-2x1440=11086mm，则此时HO/D=11086/5600=1.98，与前面的假设相近，故可认为D=5600是合适的。发酵罐的全体积V=2Vf+(π/4)D2HO=320.85m约为321m2.4.3.3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，则可以得到：N=(VO*t)/(V总*Ψ*24)=[（333.3X1000/1088)X（24X35）]/(321X0.8X24)=41.8（个）则我们需要发酵罐N=42个式中：VO昼夜生产半成品或成品体积m3t发酵时间（h）V总发酵罐总体积m3Ψ填充系数2.4.3.4搅拌器采用涡轮式搅拌器，选择搅拌器种类和搅拌器层数，根据d确定h和b的值尺寸[17]：六平叶涡轮式搅拌器已标准化，称为标准型搅拌器；搅动液体的循环量大，搅拌功率消耗也大；则可以计算出：搅拌器叶径d=D/3=1.87m，取d=1.9m盘径di=0.75d=0.751.9=1.43m，叶高h=0.3d=0.31.9=0.57m叶宽b=0.2d=0.21.9=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=12mm2.4.3.5发酵罐设备结构的工艺设计[8]（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）冷却管组数和管径设冷却管总表面积为S总,管径do,组数为n,则S总=nx0.785d2o冷却水体积流量为10.4x10-3m3/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总=ω/v式中：ω—冷却水体积流量，10.4x10-3m3/sv冷却水流速,1m/s则有：S总=10.4x10-3m2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；每圈管子的中心距为2.5D外-3.5D外，管两端U型或V型弯管，管子与管壁的最小距离应大于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：do=（S/0.785n）½=（10.4x10-3/0.785x8）½=0.04m查金属材料表选取Φ76x4无缝管，内径68mm>do，平均内径为72mm，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：LO=∏D=3.14x400=1256mm（5）长度L计算：冷却管总面积F=155.3m2,无缝钢管为Φ76x4，每米的冷却面积为：FO=3.14x0.068x1=0.21m2，则L=F/FO=155.3/0.21=739.5m冷却管占有体积：V=0.785x0.0682x739.5=2.68m3（6）每组管长LO和管高：LO=739.5/8=92.4m另需连接管8m，L实=L+8=739.5+8=747.5m（7）可排竖直蛇管的高度，设为静液高度，下部可伸入封头250mm。设发酵内附件占有体积为0.5m3,则总占有体积：V总=V液+V容+V附件=240+2.68+0.5=243.18m3由前可知，V封头=∏D3/24+0.785D2x0.05=3.14x5.63/24+0.785x5.62x0.05=24.21m则筒体部分液深为：（V总-V封头）/S截=（243.18-24.21）/(0.785x5.62)=8.89m竖式蛇管总高：H管=8.89+0.25=9.14m又两端弯管总长：LO=1256mm,两弯管总高400mm则直管部分高度：h=H管-400=8.74m则一圈管长：l=2h+LO=2x8.74+1.256=18.736m每组管子数no=LO/l=92.4/18.736=4.93圈，取no=5圈现取管距为2.5D外=2.5×0.076=0.19m,计算出与搅拌器的距离在允许范围内（不小于200mm）。校核布置后冷却管的实际传热面积：F实=∏d均L实=3.14×0.072×747.5=169m2>F=可满足要求。2.4.3.6发酵罐壁厚的计算S=PD/(2[δ]Ψ-P)+Cmm式中：P设计压力，取最高工作压力的1.05倍，现取0.4MpaD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=0.9C壁厚附加量，C=C1+C2+C3其中：C1钢板负偏量，由钢板厚度表确定，其范围为0.13-1.3，取C1=0.5mmC2--腐蚀余量，单面腐蚀取1mm，双面对接焊局部探伤，取C2=0C3加工减薄量，对冷加工C3=0C=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（2）接管直径确定m3/s该罐实装醪量240m3,设5h满灌，则物料体积流量：Q=240/（3600x5）=0.013m3/s发酵醪流量取V=1m/s，则排料管截面积F实=Q/V=0.013m2由F实=0.785d2得：管径d=（F实/0.785）½=（0.013/0.785）½=0.13=130mm取无缝钢管Φ140x4.5，d内=131mm>130mm,认为适用（3）排料实践复核：物料流量Q=0.013m3/s流速V=1m/s管道截面积F=0.785x0.1312x=0.0135m2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1m/s5＝D2μt∏/4＝D2∏/4x1x3600D=0.0421m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RFⅡ（R·G）450-0.6HG21522-1995，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ⅡPN1.0DN80HGJ501-86-17。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，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2-4300m³圆柱锥底发酵罐的规范表名称300m³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m³300有效容积m³240罐利用率80%材质A3钢钢板厚度：圆柱部分mm10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℃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的碳钢加入橡木片进行储存。选用容积为100m3的贮酒罐40个，材质为不锈钢储罐，型号304-2B。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℃。所需冷却面积计算[11]：①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：60min。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=20Q=10411×0.98×(25-20)＝51015kcal/hF=Q/K△tep△tep=(△t1-△t2)/ln（△t1/△t2）逆流传导时的平均偏差：△t1＝t1-t'2＝25-21＝4℃△t2＝t2-t1＝20-18＝2℃△tep=(4-2)/ln（4/2）=2.89℃先取用葡萄汁冷却器为薄板冷却器，其传热系数K值取2000kcal/（m2h℃），则：F=51015/(2000x2.89)=8.83m2②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60min。Q2＝GC（t1-t2）式中：G＝66740300/(300x24)=9269.5kg/hC＝0.98kcal/kg℃t1＝25℃，t'1=-10℃，t2=-5℃，t'Q2＝9269.5×0.98x（25+5）＝272522.89kcal/hF=Q2/K△tep,△tep=(△t1-△t2)/ln（△t1/△t2）△t1＝t1-t'2＝25-0＝25℃△t2＝t2-t1＝-5-（-10）＝5℃△tep=(25-5)/ln（25/5）=12.43℃盐水耗用量：G=Q总/C(t'2-t'1),盐水热容C=0.731Kcal/kg℃G=272522.89/0.731x（0-（-10））=37280.8kg/h2.4.8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:1.1kw2.4.9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）:501000x1000板框式硅藻土过滤机配用纸板尺寸（mm）：1982x1000x3.5过滤面积（m2）：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）：8530x2900x21652.4.10酒瓶1t葡萄酒需容量为750mL±2%的酒瓶1350个，年需瓶量为：100000×1350=1.35亿个。2.4.11化验分析设备表2-5化验分析设备的购置表设备名称型号处理量/t·h-1设备质量/kg外型尺寸/mm数量/台皮带输送机DTⅡ8211200（胶带宽度）1卧式除梗破碎机ZTP-5030-5016003700x1130x19009气囊压榨机RPS5060-7021505106x1723x190242螺杆制冷机组R222储罐304-2B100m322807.5m（高度）40板框过滤机JGL505097008530x2900x216510配酒罐SUS30420m32640x3660（D*h）20全自动灌装线C30005000P/h30表2-6设备选型一览表设备名称型号处理量/t·h-1设备质量/kg外型尺寸/mm数量/台皮带输送机DTⅡ8211200（胶带宽度）1卧式除梗破碎机ZTP-5030-5016003700x1130x19009气囊压榨机RPS5060-7021505106x1723x190242螺杆制冷机组R222储罐304-2B100m322807.5m（高度）40板框过滤机JGL505097008530x2900x216510配酒罐SUS30420m32640x3660（D*h）20全自动灌装线C30005000P/h30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[12]。具体公式如下：Q=Qt+Qnt2.5.1.1工艺耗冷量Qt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Q1Q1=ν*γ*c(t1-t2)(Kcal/h)式中：ν每小时被冷却的葡萄汁的体积（m3/h）γ葡萄汁比重，取1088c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10m=100000/20x1.1=5500t/d=5.5x106(kg/d)(式中1.1为汁与酒比例)β=1.21ν*γ=m/16Q1=ν*γ*c*(t1-t2)=m/16*c*(t1-t2)=5.5x106/16x1x(28-12)=5.5x106Kcal/h（2）葡萄酒发酵热的耗冷量Q2Q2=5.167*ή*mή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%。Q2=5.167*ή*m=5.167x0.2x5.5x106=5683700Kcal/h（3）发酵罐向周围散失或从周围吸收热量Q3Q3=ac*F*(tw-tB)F发酵罐外表面积（m2）F=m*βx10-3β—发酵罐表面积与体积比ac=1.7x(tw-tB)0.25+4.88x（Tw/1004-TB/1004）18-30Tw，tw设备外壁的绝对温度和摄氏温度TB，tB周围环境的绝对温度和摄氏温度Q3=ac*F*(tw-tB)tw设备外壁的绝对温度和摄氏温度tB周围环境的绝对温度和摄氏温度ac=1.7x(30-18)0.25+4.88x{[（273+18）/100]4-（273+30）/100]4}=8.2818-30F=m*βx10-3=1.21x5.5x106x10-3=6655mQ3=8.28x6655x(18-30)=-661240.8Kcal/h（4）葡萄酒冷处理所耗冷量Q4Q4＝GC（t1-t2）式中：G单位时间葡萄酒冷却量(kg/h)Cl葡萄酒热容，1Kcal/kg*℃t1葡萄汁初温（℃）t2葡萄汁冷却终了温度（℃）G＝66740300/(300x24)=9269.5kg/hQ4＝9269.5x1x（25+5）＝278085kcal/h（5）工艺总耗冷量Qt=5.5x106+5683700-661240.8+278085=10800545kcal/h2.5.1.2非工艺耗冷量Qnt（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：Q1=15000x333.33=5.0x106KJ/d=1194229.5kcal/d若白天日晒高峰耗冷量为平均每小时耗冷的2倍，则高峰耗冷量为:q=2xQ1/24=4.2x105KJ/h=100315.3kcal/h（2）过滤机及管道等散失冷量Q2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Q2=12%Qt所以：Q2=12%xQt=12%x10800545=10522463.24kcal/h（3）非工艺耗冷量Qnt=100315.3+10522463.24=10622778.52kcal/h表2-710万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工艺耗冷量冷却静置澄清耗冷5.5x106发酵耗冷5683700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非工艺耗冷量贮酒罐冷损-100315.3管道等冷损-10522463.24非工艺总耗冷-10622778.52合计总耗冷98177766.482.5.2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。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/a2.5.2.2.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=990t/a2.5.3.3.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=1.15x1.25x2t/hx6h/dx300=2587.5t/a2.5.2.4.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/a2.5.2.5.工人生活用水通过查阅资料得出[19]，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=6855t2.5.2.6.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2-810万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67840.52.5.3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。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=2960Kwh（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=241920Kwh（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=9504Kwh（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=26208Kwh（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=8640Kwh（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=14784Kwh（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=2x48x4x190=72960Kwh（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=144000Kwh（9）年用电量W=2960+241920+9504+26208+8640+14784+72960+144000=520976Kwh2.5.3.2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。车间用电按规定为6W/(m2h),故车间照明用电量为19285m2x6W/(m2h)x10x300=347130Kwh2.5.3.3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100000Kwh2.5.3.5全厂总用电量=520976+347130+411300+100000=1379406Kwh表2-1010万吨干白葡萄酒厂电耗量衡算表项目耗电项目耗电量Kwh生产用电皮带输送机2960电机241920除梗破碎机9504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施、动力性辅助设施和生活性辅助设施三大类[9]。(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