年產3000噸桑葚酒工廠設計

年產3000噸桑葚酒工廠設計1 引言隨著世界經濟的發(fā)展，人民生活水平質量的提高以及人們消費觀念和飲酒習慣的改變，酒類的消費品種正由傳統(tǒng)的啤酒、白酒等向果酒以及保健型酒類的方向轉變。保健型酒類與傳統(tǒng)的啤酒、白酒相比，前者的營養(yǎng)價值更高，因富含水果中的各種營養(yǎng)。其中，桑樹的果實桑葚中含有豐富的葡萄糖、蔗糖、果糖、胡蘿卜素、維生素、氨基酸及礦物質鈣、磷、鐵、銅、鋅等。其營養(yǎng)成分是蘋果的5-6倍，是葡萄的4倍1 。、以桑葚為主要原料制成的桑果酒是一種新興的果酒，利用現(xiàn)代釀酒技術精釀而成,其營養(yǎng)價值遠遠高于葡萄酒,對心臟以及免疫系統(tǒng)均有治療和保護作用2。桑葚酒中含有多種微量元素、蛋白質以及氨基酸，其中，硒含量為葡萄酒12.41倍；蛋白質含量為葡萄酒的8.44倍,賴氨酸含量為葡萄酒的9.23倍,花青素含量為葡萄酒的5倍,而且還含有豐富的物質白藜蘆醇,等其他營養(yǎng)物質。2 項目建議書本項目以桑葚為原料制作保健型桑葚果酒，完全體現(xiàn)桑葚的營養(yǎng)價值?，F(xiàn)代人們對健康食品、飲品的需求日益增加，而桑葚果酒作為綠色保健型飲品的代表，其含微量元素十分豐富，具有很高的營養(yǎng)價值，其經濟效益可觀。由于桑葚果酒的生產具有季節(jié)性強、室溫下不宜貯藏的特點，故可以考慮和葡萄酒廠家開展合作的形式進行生產，同時也可以有助于提高雙方的經濟效益，本設計擬采取這種合作生產的方式進行生產。2.2 可行性分析近些年來，隨著國民經濟的發(fā)展，消費者的生活水平的提高與消費觀念的轉變，酒類市場已從單純的滿足酒精的刺激感和口感的傳統(tǒng)的白酒、啤酒逐步轉向具有營養(yǎng)、保健功能的保健型果酒酒類。果酒飲品之所以作為新興的酒類的代表并在市場取得了一定的份額，是和它的營養(yǎng)價值分不開的。而桑葚果酒飲品的經濟效益前景十分廣闊，主要體現(xiàn)在：桑葚的營養(yǎng)價值豐富，果實肉厚汁多、味道甘美。桑葚的營養(yǎng)價值在于其含有比較豐富的維生素、礦物質、 氨基酸等營養(yǎng)成分。在中國古代的許多中醫(yī)名著作中均可以找到與之相關的記載，例如本草綱目、中藥大辭典、中藥志、本草經疏等。傳統(tǒng)中醫(yī)認為：桑葚味甘、性寒，具有生津止渴、補肝益腎、明目安神、利關節(jié)、去風濕之功效，多用于肝腎陰虛、目暗耳鳴、失眠健忘、老年便秘、消渴等癥狀。現(xiàn)代醫(yī)學表明，桑葚具有促進免疫作用，對脾臟有增重作用，對溶血素反應有增強作用，可以防止人體動脈硬化，骨骼關節(jié)硬化，能促進新陳代謝等作用。近年來，人們對桑葚的藥理作用，臨床應用等分方面進行了較深入的研究，發(fā)現(xiàn)桑葚含有多種成分，臨床副作用小，可以長期服用，它可以調節(jié)和促進免疫功能，對以預防某些老年病和延緩衰老有益。本項目以桑葚為原材料，經過洗滌漂洗、破碎壓榨、榨汁過濾、發(fā)酵（前發(fā)酵、后發(fā)酵）、陳釀、調配、澄清處理、過濾殺菌、包裝成品等工藝，制成低酒精度、高營養(yǎng)、帶有桑葚特殊的清新香氣的典型桑葚果酒。在生產過程中嚴格按照國家相關衛(wèi)生、安全等標準進行生產，達到衛(wèi)生、安全生產。并采用科學合理的先進生產技術應用于規(guī)?；a中。天津屬于華北地區(qū)，環(huán)境有利于桑樹的生長。廠址擬選擇于天津薊縣地區(qū)，自然環(huán)境適宜，完全可以滿足桑葚果酒的生產需要。此外，選擇在薊縣地區(qū)建廠，水電等資源可以得到充足的保障。周邊交通便利，便于原料和成品的運輸。2.3 擬建規(guī)模公司結合當?shù)刭Y源及資金能力，該項目以“適度規(guī)模，追求檔次”為建設原則，分步實施，循序漸進，最終完成全部計劃項目。本次項目建設規(guī)模擬定為年產桑葚果酒3000噸。2.4 廠址選擇報告根據(jù)上述原則，擬選定廠址為天津市薊縣經濟開發(fā)區(qū)。天津市薊縣，歷史悠久，燕山北靠，渤海南望。薊縣資源豐富，物產眾多，勝跡如云，交通暢達，享有山清水秀，風光旖旎，物華天寶，人杰地靈之美育。被稱為天津市的“后花圓”。薊縣位于天津市最北部，地處京、津、唐、承、秦等城市的中間，距北京88公里，距天津市區(qū)115公里，距承德220公里，距秦皇島236公里。津薊高速公路，京哈、津圍、邦喜、寶平等干線公路和縣鄉(xiāng)公路縱橫交織，四通八達。京秦、大秦鐵路橫亙境內，津薊鐵路直抵縣城。通訊設施完備，固定、移動通信便捷通暢。這些條件均有利于成為區(qū)域性交通通訊樞紐5。薊縣是國務院確定的全國首批沿海對外開放縣。亦是全國首家綠色食品示范區(qū)和全國山區(qū)綜合開發(fā)示范縣。近年來，國民經濟實現(xiàn)了快速發(fā)展，農業(yè)、工業(yè)、第三產業(yè)協(xié)調并進，產業(yè)結構日趨優(yōu)化。2007年全縣完成國內生產總值116.5億元，完成財政收入8.15億元。全縣固定資產投入達到16.9億元6。綜上所述，選擇該地作為桑葚果酒廠的建廠廠址，是因為交通發(fā)達，為原料的運輸和成品的銷售提供了便利條件；擁有優(yōu)良的自然環(huán)境和地質條件，電力資源、水資源也比較豐富，這些為工業(yè)和果品、食品加工業(yè)的發(fā)展提供了極為有利的條件。環(huán)境污染小，無有害氣體，有害水體等危及食品安全的不良因素7。3 工藝設計3.1 產品方案在充分的考慮過原料的供應量及配套設備的生產能力之后，得出以下結論：本廠設計為年產3000噸桑葚酒，按每年生產10個月200個工作日計算，每天進行一個班次的生產，班產量為15噸，每班生產7.5個小時，每小時生產2噸桑葚酒成品。本廠設計產品規(guī)格為300ml玻璃瓶裝，每箱10瓶。3.2 生產工藝流程及操作要點3.2.1 產品及產品質量要求本項目對產品質量有如下要求：(1)桑葚果酒感官評價：表1 桑葚果酒感官評價表項目特性 評價色澤澄清、透明，具有桑葚酒應有的光澤， 優(yōu)悅目平衡 澄清、透明，具有桑葚酒應有的光澤 良澄清，無夾雜物，于桑葚酒光澤不符 中微混，失光 差香氣果香、酒香均良好 優(yōu)果香、酒香較少，但無異香 良果香不足，或不悅人，或有異香 中香氣不足，使人厭惡 差口感柔細輕快，回味延綿，酒質柔順， 優(yōu)柔和爽口，酸甜適口 酒體平衡，純正無雜 良略酸，欠濃郁 中酸、澀、苦 ，有異味 差色澤、香氣、滋味均要達到優(yōu)良指標(2)桑葚果酒理化指標：表2 桑葚果酒理化指標項目指標總酸含量0.45%-0.70%酒精體積分數(shù)11%-15%發(fā)酵過程中溫度18-22揮發(fā)酸含量0.1% 3.2.2 生產工藝流程本桑葚酒廠生產桑葚果酒工藝流程為：原料新鮮桑葚分選洗滌破碎果醬添加二氧化硫壓榨過濾調整果汁成分添加酵母、控溫發(fā)酵后發(fā)酵澄清處理酒液調整成分陳釀過濾殺菌裝瓶成品3.2.3 原料選定桑葚一般嫩時為色青，味酸，選擇桑葚時應選成熟時為紫紅或紫黑色，質油潤，味甜汁多，酸甜適口，以個大、肉厚、色紫黑、糖分足者為佳。經過綜合評定，選擇“紅果2號”桑葚作為釀酒原料。3.2.4 桑葚酒生產工藝流程操作要點(1)桑葚果實的選取：桑葚果酒的質量優(yōu)劣，決定于桑葚原料的質量，只有優(yōu)良的桑葚，加上合理嚴格的工藝，才能制造出優(yōu)良的桑葚果酒。故應選擇新鮮、清潔，完全成熟且無發(fā)霉、無腐爛的果實8。(2)破碎壓榨：破碎：采用不銹鋼滾筒式破碎機進行破碎，壓榨：采用雙板式壓榨機進行壓榨。(3)添加SO2進行殺菌處理根據(jù)桑葚的特點，SO2添加量不同、pH 值不同、菌種不同均會對果酒的最終產品的色澤、香氣和口感等造成影響。所以應掌握好最適SO2的添加量。在果酒中，采用SO2進行殺菌、防氧化，以及澄清、溶解和增加酸量。但是SO2添加太多會影響酵母的活性，太少又起不了防雜菌的作用9。本實驗在SO2的用量為 25-125 mg/L時進行了對比試驗。SO2添加量對發(fā)酵的影響。表3 SO2添加量對發(fā)酵的影響序號SO2添加量mg/L主發(fā)酵開始時間t/h感官評定12514酒味更明顯，酸甜味增加25016酒味、酸味較重，有甜味37518酒味、酸味均有所上升410019酒味明顯，有酸甜味512520醋味減淡，有酒味由表4可知，在相同時間內，果酒的感官評定與SO2的添加量呈反比例關系；SO2添加量大時的酒味不明顯，添加量小時的酒味明顯。在發(fā)酵剛開始時，SO2添加量為100 mg/L樣品的感官評定最好；但在第5天后其添加量為25mg/L 樣品的感官評定明顯上升；到第7天，樣品感官評定值遠超過其他樣品，所以試驗選擇SO2適宜添加量為 25 mg/L；但實際生產條件達不到標準要求，所以建議選擇SO2添加量2575 mg/L為佳。(4)接種發(fā)酵桑葚經過壓榨成汁，發(fā)酵成桑葚酒的過程是一個很復雜的反應，實質上是微生物的作用。酵母在桑葚酒的發(fā)酵過程中起到非常重要的作用。在厭氧的條件下，釀酒酵母將桑葚汁中的主要的糖類物質轉化成酒精和二氧化碳10。發(fā)酵過程應選用良好的、合適的酵母，使果汁中的糖類成分消耗完全，在這個過程中還要控制避免產生不必要的微生物。傳統(tǒng)的果酒是通過附著在果皮表面的微生物進行自然發(fā)酵而成。雖然這樣進行發(fā)酵的果酒，所含的高級醇和脂類的量比價較高，風味比較濃厚，但是在自然的條件下，酵母的酵母群不穩(wěn)定，即使用于釀酒的果汁成分一樣，最終的產品質量卻會不同，有時甚至會和期望值有很大的差距。為了保證發(fā)酵的順利進行，獲得質量上乘且品質穩(wěn)定的果酒，最好使用優(yōu)良的果酒釀酒酵母，使果酒正常發(fā)酵，而最終成品果酒參糖含量低，酒精量高，且具有獨特香氣11。本實驗選擇了5種菌種作對比試驗，菌種對發(fā)酵的影響。表4 菌種對發(fā)酵的影響序號菌種主發(fā)酵開始時間t/h感官評定1RC212酵母16酒味上升，有酸甜味2KD酵母17酸甜味、酒味都上升3K1酵母18甜味酒味均上升，有酸味4啤酒酵母20酒味上升，有酸醋味5產酯酵母22醋味、酸味和酒味都淡由表 5可知，在相同的時間內，菌種KD酵母樣品的感官評定值遠遠超過其他樣品，尤其在發(fā)酵第5天后更加明顯，故選擇KD酵母為最佳發(fā)酵菌種1213。(5)罐裝以及包裝：桑葚酒的包裝工藝、包裝流水線是德國進口設備，包括洗瓶機、灌裝機、打塞機、膠帽口機、貼標機、噴碼機、封箱機。其工藝流程為：己滅菌的桑葚酒灌裝打塞封帽驗酒貼標裝箱成品酒。 桑葚酒的包裝要求：灌裝前，酒液所經過的管道及灌裝機要先經過蒸汽或亞硫酸殺菌，并用氮氣對灌裝機充壓隔氧。酒液經過高溫瞬時滅菌機進行殺菌后再經灌裝機裝瓶，空瓶進入灌裝機時，先充入氮氣，將瓶中空氣趕走，然后灌酒。所用包裝材料(玻璃瓶、軟木塞、PVC膠帽、紙箱等)，用前進行質量檢驗并要符合有關企業(yè)標準。3.3 物料衡算以1000kg桑葚為例，按照工藝要求進行生產，所得的成品酒的酒精含量為：1115（體積分數(shù)）。原料桑葚1000kg，在分選（去除梗以及發(fā)霉、腐爛的果實）的過程中損失率為2.5左右，在浸漬，清洗過程中損失率為1.5左右，在壓榨、以及管道運輸中的損失率為2左右，在得到處理后桑葚為：1000kg1-(2.5%+1.5%+2%)=940kg原料桑葚經過發(fā)酵后，在經過澄清處理的過程中的損失率為2.5左右，在調整成分、貯存的過程中的損失率為6.3左右，在后期過濾中的損失率為1.7左右，在殺菌以及裝瓶的過程中的損失率為2.5左右。在得到處理后桑葚果酒為：940kg1-(2.5%+6.3%+1.7%2.5)=817.8kg由上述計算得出：1000kg桑葚產酒的出酒率為：817.8kg/100010081.78。故本設計生產3000噸桑葚酒所需的原料桑葚總量為：3000/81.73668.38噸桑葚酒生產所需主要原料核算：表5 桑葚酒生所需產原料核算序號名稱規(guī)格年消耗量單位（元）總計（萬元）1桑葚紅果2號3668.38噸6000/噸2201.022白砂糖食用級0.05噸4000/噸303酵母KD0.8噸/噸254玻璃瓶300ml瓶0.5/瓶5005紙箱10瓶/箱箱2/箱2006商標瓶1/瓶1000桑葚酒原輔料總計=2201+30+12+25+500+200+1000=3968萬元3.4 主要設備選型 表6 主要設備選型名稱型號生產能力及相關主要參數(shù)數(shù)量滾筒式破碎機MIO為不銹鋼滾筒式破碎機2臺皮帶式輸送機TD800278824槽型2臺浸漬型發(fā)酵罐120m312個密閉發(fā)酵罐ST/h型400m312個雙版式壓榨機10噸/小時12臺硅藻土過濾機LWL320轉速：2700 r/min；功率：7.5kw過濾能力：10噸/小時。2臺貯酒保溫罐400m3；10臺真空灌裝機GCP10生產能力：5噸/小時；灌注頭數(shù)：12；適用瓶高：140320mm5套貼標機TLJA生產能力：80200瓶/min；外型尺寸：1820*1100*1500；10臺包裝流水線12000瓶/小時10臺瞬時滅菌機TLN85臺3.5 能量衡算3.5.1 用水衡算(1)對發(fā)酵罐進行清洗的用水量在生產前要對400m3的密閉發(fā)酵罐進行清洗，以保證密閉發(fā)酵罐的潔凈。每罐清洗需要5噸，共計24個發(fā)酵罐，則用水量為：524=120噸。地面沖洗用水及清洗皮帶輸送設備取為每班4噸，每天1班，共200個工作日，則用水量為：41200=800噸?？傆盟繛椋?20800920噸(2)對不銹鋼破碎機進行清洗的用水量桑葚果破碎時使用2臺不銹鋼破碎機，采用1班生產，共200日的時間進行壓榨。每個月洗滌破碎機的用水量取為5噸，共進行10個月的生產，則桑葚果破碎機期間用水量為：5102=100噸。(3)對壓榨機進行清洗的用水量桑葚壓榨時使用2臺雙板式壓榨機，采用1班生產，共200日的時間進行壓榨。每個月洗滌壓榨機的用水量取為5噸，共進行10個月的生產，則桑葚漿壓榨期間用水量為：5102=100噸。(4)發(fā)酵階段的用水量發(fā)酵時的用水量為2噸，每天進行1班生產，需要200天，則用水量為21200=400噸。(5)桑葚酒在貯存時的用水量桑葚酒在貯存過程中倒罐的洗滌用水量為360噸。在貯存階段定期沖洗地面，每月一次，每次按10噸計算，沖洗地面用水量為：1010100噸?？傆盟繛?00360460噸。(6)桑葚酒在澄清、過濾時的用水量澄清、過濾用水量為：300噸。(7)包裝用水量沖洗酒瓶用水：酒瓶采用300ml，生產3000噸桑葚果酒共需酒瓶數(shù)為：30001000/0.300瓶，每10瓶洗滌用水為1.5L，消毒用水量每10瓶取為1L，則共需水量為：(0.15+0.1)/1000=2500噸。衛(wèi)生用水量：罐裝、包裝生產取200個工作日，每天一班。每天清洗地面、設備等用水為3噸,則總洗滌用水量為：2003=210噸。包裝階段用水量為：2500+210=2710噸。故整個桑葚酒生產過程用水總量為：920+100+100+400+460+300+2710=4990噸。3.5.2 用電衡算(1)桑葚分選、清洗過程中的用電估算：桑葚分選、清洗設備各2臺，每班工作2h，每日一班，共200個工作日,總工作時間為2200221600h。配用電機功率為12kw，桑葚分選、清洗過程的用電量為：800122=19200度。桑葚皮帶式輸送機2臺，每班工作2h，每日一班，共200個工作日,總工作時間為22002800h。配用電機功率為12kw，桑葚輸送時的用電量為：80012=9600度。此階段用電量：19200+9600=28800度。(2)桑葚破碎時的用電估算：不銹鋼破碎機2臺，每班工作1h，每日一班，共200個工作日,總工作時間為12002400h。電機功率為15kw。則用電量為：40015=6000度。(3)桑葚壓榨時的用電估算：雙板式壓榨機2臺，每班工作1h，每日一班，共200個工作日,總工作時間為12002400h。電機功率為15kw。則用電量為：40015=6000度。(4)過濾階段的用電估算：桑葚酒需用硅藻土過濾兩次，其過濾能力為5噸/小時，采用2臺同時工作，每班工作1.5h，每日一班，共200個工作日，總工作時間為1.52002600h。功率為4kw。則用電量為6004=2400度。(4)酒泵、水泵、以及其他生產用電估算：表7 酒泵、水泵以及其他主要生產用電量種類用電時間功率臺數(shù)用電量酒泵1500h3 kw1149000度水泵500h5 kw51250度包裝流水線500h40 kw1020000度瞬時殺菌流水線500h5 kw512500度真空灌裝機500h5 kw512500度貼標機100h5 kw10%5000度生產照明用電1500h0.2 kw10030000度其他用電3000度桑葚酒生產過程的總用電量為：28800+6000+6000+2400+49000+1250+20000+12500+12500+5000+30000+3000=度。3.6 勞動力平衡勞動力計算：根據(jù)生產單位重量品種所需勞動工日來計算，若用P表示每班所需人數(shù)，則根據(jù)公式有：P（人/班）=勞動生產率（人/產品）班產量（產品/班）下面將桑葚酒廠所需勞動力的工種、待遇等方面統(tǒng)計：表8 勞動定員表部門人數(shù)月薪（千元/人）年薪（萬元/人）合計（萬元）總經理15.05.00.50副總經理23.03.00.60行政部31.51.50.45人事部31.51.50.45財務部21.41.40.28生產部51.51.50.75研發(fā)部21.51.50.30品控部21.21.20.24采購部31.21