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1、第16章 葡萄酒廠工藝設計,本章內(nèi)容： 1概述 2葡萄酒廠工藝設計的基本內(nèi)容 3產(chǎn)品方案的確定 4工藝流程的制定 5物料衡算 6生產(chǎn)車間工藝設備的選擇 7 生產(chǎn)車間的工藝布置 8生產(chǎn)過程用水和蒸汽量的估算 9向非工藝設計提供設計條件 10工藝設計文件的編制,1概述,按照設計任務的職責范圍，工廠設計可分為工藝設計和非工藝設計。 所謂工藝設計是指按照生產(chǎn)工藝過程的要求進行的設計。工藝設計的所有工作都應當由從事葡萄酒工程的專業(yè)技術人員去承擔和完成。 所謂非工藝設計是指除工藝設計以外的其他公用設施、公用系統(tǒng)的設計，如建筑設施、給排水系統(tǒng)、供熱通風系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)、供電及電訊系統(tǒng)等設計。這些設計應當由從事

2、上述專業(yè)的技術人員去承擔和完成。,在葡萄酒廠項目的設計中，需要工藝設計與非工藝設計之間的密切配合和協(xié)作，非工藝設計要服從于工藝設計。 工藝設計人員除完成本身的設計工作之外，還要對非工藝設計提供起碼的設計參數(shù)和設計要求。對生產(chǎn)車間的建筑結(jié)構、建筑面積、廠房的長、寬、高及跨度、開間大小、柱距、出入口位置及大小等都要提出具體要求和準確的數(shù)據(jù)；對生產(chǎn)車間的給排水、供冷、供汽、供電等也要提出具體要求和相應數(shù)據(jù)；對于車間的安全、衛(wèi)生等也要提出要求。,非工藝設計的各類專業(yè)人員應當以工藝計計提出的要求和數(shù)據(jù)為基本設計依據(jù)進行設計。同樣，非工藝設計的各個專業(yè)工種之間也需要互相配合和協(xié)作，例如，給排水、供熱、供冷

3、等專業(yè)會同土建專業(yè)提出涉及建筑結(jié)構及建筑布置上的要求，而土建專業(yè)設計則要滿足這些要求等等。 在葡萄酒廠設計中，工藝設計是關鍵性的設計內(nèi)容，它直接關系到項目建成以后技術上的先進性、適用性和各項技術經(jīng)濟指標。,2葡萄酒廠工藝設計基本內(nèi)容,工藝設計的主要依據(jù)是生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案。設計時應結(jié)合籌建單位的經(jīng)濟實力、技術水平等條件進行。設計的基本內(nèi)容如下： 產(chǎn)品方案的確定； 工藝流程的制定； 物料衡算； 工藝設備的選擇； 水、汽、冷、電消耗量的估算； 生產(chǎn)車間設備的工藝布置； 管路設計； 對非工藝設計提出的設計要求和提供的技術數(shù)據(jù)； 設計文件的編寫。,3產(chǎn)品方案的確定,產(chǎn)品方案是指葡萄酒產(chǎn)品品種及產(chǎn)量，是

4、葡萄酒廠設計的主要依據(jù)之一。 產(chǎn)品方案的確定工作是可行性研究的一個重要組成部分，直接影響到整個建設的投資及經(jīng)效益。 產(chǎn)品方案確定的主要依據(jù)是： 原料狀況。即葡萄原料的品種、數(shù)量、質(zhì)量及供應狀況；市場需求； 產(chǎn)品方案確定的主要原則是：根據(jù)現(xiàn)有投資的可能性，盡可能提高葡萄加工的轉(zhuǎn)化能力，提高經(jīng)濟效益； 根據(jù)國內(nèi)外市場預測和產(chǎn)品銷價，選擇產(chǎn)銷對路、經(jīng)濟效益高的產(chǎn)品方案。,4工藝流程的制定,工藝流程是指產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所采用的方法、步驟、途徑及各個環(huán)節(jié)所必須的技術參數(shù)，它是指導產(chǎn)品按預定質(zhì)量指標進行生產(chǎn)的關鍵。工藝流程設計的目的就是要確定各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容、順序和組合方式，并以工藝流程圖的形式表示出整

5、個生產(chǎn)過程的全貌。,1.工藝路線的選擇,選擇工藝路線就是選擇生產(chǎn)方法。對于同一產(chǎn)品往往可用不同的生產(chǎn)方法去生產(chǎn)，這就要求對列出的幾種工藝流程方案進行全面分析和對比，從中選取最佳方案，作為設計采取的工藝路線。 在葡萄酒生產(chǎn)中，工藝路線選擇的主要依據(jù)是原料狀況。例如，葡萄原料成熟度好時可采用傳統(tǒng)的理想工藝，若成熟度差或有腐爛變質(zhì)，則應采取改良工藝；對于紅葡萄酒來講，還可采用熱浸釀造工藝及二氧化碳浸漬釀造工藝。,2.工藝流程制定依據(jù),工藝流程制定的主要依據(jù)是： 產(chǎn)品的品種及其產(chǎn)量； 原料的品種及其質(zhì)量； 主要設備的投資狀況。,3.制定原則,工藝流程制定的主要原則是： 盡量采取理想工藝，將優(yōu)良原料的優(yōu)

6、良特點最大限度地體現(xiàn)在葡萄酒產(chǎn)品中； 盡量采用復合式生產(chǎn)線，以提高設備利用率，節(jié)約設備投資；并使生產(chǎn)作業(yè)線最徑直 和捷短，減少運輸，節(jié)約能源；縮小占地面積，節(jié)約廠房投資。 對產(chǎn)品的更新和發(fā)展要求應具有較強的適應性。,所謂理想工藝是指葡萄原料狀況良好的情況下，所采取的工藝流程。 所謂復合生產(chǎn)線是指不同類型的葡萄酒采用同一生產(chǎn)線。不同類型葡萄酒的工藝流程雖有差異，但釀造工藝中仍有許多共同環(huán)節(jié)。如原料的機械處理(破碎、除梗、壓榨)、SO2處理、酵母的添加以及酒精發(fā)酵的管理和控制等。白葡萄酒和紅葡萄酒的生產(chǎn)工藝主要是酒精發(fā)酵過程有所差別，白葡萄酒是用澄清葡萄汁發(fā)酵的，紅葡萄酒是用皮渣與葡萄汁相混合發(fā)酵

7、(即所謂浸漬發(fā)酵)。其余工藝環(huán)節(jié)基本一樣，采用的設備完全一致，因此可采用同一生產(chǎn)線進行生產(chǎn)。,4.工藝流程圖,工藝流程有兩種表示法，一種是用框圖的形式表示，一種是用生產(chǎn)工藝設備流程圖的形式表示。干白與干紅葡萄酒按理想工藝進行生產(chǎn)的工藝流程框圖,采用了復合生產(chǎn)線。,5 物料衡算,物料衡算是指生產(chǎn)過程中物料的平衡計算，包括原料、輔料、生產(chǎn)過程的中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、成品及包裝材料的用量或數(shù)量組成關系的計算。物料衡算的理論根據(jù)是物質(zhì)不滅定律，其計算準則： 凡進入某一工序進行生產(chǎn)的物料重量，應該等于通過該工序后所得到的產(chǎn)品重量與物料損失之和，即G入=G產(chǎn)品+G損失 對于產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程來講，投入的原料重

8、量，應該等于所得到的產(chǎn)品重量與物料損失之 和，即G原料=G產(chǎn)品+G損失,1.物料衡算目的,確定各種物料在加工過程中的數(shù)量變化以及原料、半成品的庫存量； 為確定生產(chǎn)過程中所需設備的生產(chǎn)能力及臺數(shù)提供依據(jù)； 為勞動力定員及包裝材料等的需求量提供計算依據(jù)。 物料計算采用物料利用率法，如葡萄的出汁率約為75%(其余25%為皮渣)；葡萄汁的利用率約為90%(其余10%為沉淀物)；葡萄酒的利用率約為99%(其余1%為灌裝損耗)；酒瓶、木塞的利用率約為95%(其余5%為損耗)。,2.物料衡算,例：設葡萄的出汁率為75%，葡萄汁的利用率為90%，成品酒灌裝時的損耗為1%，試計算生產(chǎn)1000噸葡萄酒需要多少噸葡

9、萄原料，并畫出其物料平衡圖。 解：(1)物料衡量計算： 成品葡萄酒：1000噸； 葡萄原酒：1000噸99/100=1010噸； 葡萄汁：1010噸9500=1063噸 葡萄：1063噸70/100=1519噸；即生產(chǎn)1000噸葡萄酒需葡萄原料1519噸。,(2)物料平衡圖,,例題計算,6生產(chǎn)車間工藝設備的選擇,對生產(chǎn)的順利進行及設備的投資等都有著重要的影響。工藝設備選擇包括設備型號、生產(chǎn)能力及臺數(shù)的選擇。 1.設備選擇的主要依據(jù) 產(chǎn)品的品種及其產(chǎn)量； 生產(chǎn)工藝流程； 設備的投資狀況。,2.設備選擇主要原則,在滿足產(chǎn)品品種、產(chǎn)量和生產(chǎn)工藝流程要求的前提下，盡量減少設備用量，以節(jié)約設備投資； 除

10、某些關鍵設備(如氣囊壓榨機等)可考慮進口外，其余設備盡量采用國產(chǎn)； 根據(jù)投資的可能性，適當考慮產(chǎn)品的更新或變化對設備的要求。,3.主要設備的選擇,(1)原料接收設備的選擇 (2)壓榨設備的選擇 (3)發(fā)酵設備的選擇 (4)貯藏設備的選擇 (5)穩(wěn)定處理設備的選擇 (6)封裝設備的選擇 (7)其他主要設備的選擇,(1)原料接收設備的選擇,原料接收主要包括葡萄的分選、給料、除梗、破碎及輸送，其主要設備是除梗破碎機。 除梗破碎機的用量要根據(jù)設備的生產(chǎn)能力及使用季節(jié)葡萄原料的進料能力而定。國產(chǎn)設備的生產(chǎn)能力一般15-20th，小型企業(yè)選擇一臺即可；對于大型企業(yè)企業(yè)，可設置兩臺或多臺。,(2)壓榨設備的

11、選擇,壓榨設備宜采用氣囊壓榨機或臥式雙壓板壓榨機，這些設備目前國內(nèi)還尚無生產(chǎn)，有賴于進口。 壓榨機的數(shù)量要根據(jù)其生產(chǎn)能力和原料的進料能力而定，可按下式計算： n=eW 式中：n壓榨機的臺數(shù)； e進料能力，th； W壓榨機的生產(chǎn)能力，th。 氣囊壓榨機和臥式雙壓板壓榨機可用于經(jīng)過或不經(jīng)過除梗破碎后的葡萄壓榨和發(fā)酵皮渣的壓榨，但對不同的原料狀況，生產(chǎn)能力不同，選擇時應予以考慮。,(3)發(fā)酵設備的選擇,發(fā)酵設備的容積較大，結(jié)構簡單，國內(nèi)可以制造。 發(fā)酵設備的總?cè)萘恳鶕?jù)年總發(fā)酵量及發(fā)酵周期數(shù)確定，可按下式計算： Q=G/N 式中：Q發(fā)酵設備的總?cè)萘?，t； G年總發(fā)酵量(約為年產(chǎn)量的1.1倍

12、)，t； N發(fā)酵周期數(shù)(N=發(fā)酵期總天數(shù)/發(fā)酵周期天數(shù) 例如，年產(chǎn)量為6000噸的葡萄酒廠，按4個發(fā)酵周期進行發(fā)酵，則發(fā)酵設備的總?cè)萘繛?Q=G/N=60001.1/4=1650(t),(4)貯藏設備的選擇,葡萄酒在發(fā)酵結(jié)束后要經(jīng)過一個較長時間的貯藏陳釀成熟過程，并考慮到銷售因素，貯藏設備的總?cè)萘繎獮槟戤a(chǎn)量的兩倍左右。 W灌裝線的生產(chǎn)能力，瓶/h； T1灌裝線每天平均灌裝時間，h/天; T2穩(wěn)定處理周期，天； 1333.3每噸酒能裝1333.3瓶(750毫升/瓶)。 例如生產(chǎn)能力W=6000瓶/h的灌裝線，平均每天工作時間為T1=6h,穩(wěn)定處理周期為T2=12天，則絕熱罐的總?cè)萘繛椋?Q=W*

13、1333.3*T1T2 =6000*1333.3612=324(t),(5)穩(wěn)定處理設備的選擇,穩(wěn)定處理設備主要包括絕熱罐和換熱器，均可采用國產(chǎn)設備。絕熱罐的總?cè)萘恳凸嘌b線的生產(chǎn)能力相匹配，可按下式計算 Q=W*1333.3/ T1T2 式中：Q絕熱罐的總?cè)萘浚瑃;,(6)封裝設備的選擇,封裝設備包括洗瓶機、灌裝機、打塞機、套帽機、貼標機等。這些設備互相匹配，并用輸送帶連接構成了灌裝線。 灌裝線的生產(chǎn)能力應與葡萄酒廠年產(chǎn)量相匹配，最低限度應保證將全年生產(chǎn)的酒灌裝完。灌裝線的生產(chǎn)能力也就是灌裝機的灌裝能力。,(7)其他主要設備的選擇,其他主要設備，如過濾設備、化驗分析設備等，國內(nèi)基本可以滿足。

14、對于某些大型企業(yè)或投資力量較強的企業(yè)，可以根據(jù)需要，進口部分先進設備，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，并提高生產(chǎn)率。,7 生產(chǎn)車間工藝布置,1.設備布置 2.車間輔助室及生活室的布置 3.管道布置 4.排水溝的布置 5.生產(chǎn)車間工藝布置的方法步驟 6.生產(chǎn)車間工藝布置圖的內(nèi)容,1.設備布置,生產(chǎn)車間設備布置得合理與否，對保證生產(chǎn)的順利進行和提高廠房及設備的利用率、節(jié)約建設投資、減少車間運輸、節(jié)約能源等都有著重大的影響。應該在充分熟悉工藝流程的基礎上，全面考慮、綜合分析、仔細推敲，提出一個最佳方案。,2.設備布置的原則,1）在保證工藝流程的前提下，物料和操作人員的運輸距離盡可能短； 2）便于操作、便于維修。 設

15、備布置具體要求： (1)生產(chǎn)工藝及衛(wèi)生的要求 (2)設備安裝的要求 (3)廠房建筑的要求,(1)生產(chǎn)工藝及衛(wèi)生的要求,設備布置一定要滿足工藝流程順序，保證各生產(chǎn)工序間的連續(xù)性；要盡量采用復合生產(chǎn)線，以適應多種產(chǎn)品工藝流程的需要；相同或同類設備盡可能布置在一起，這樣便于管理，便于互用；設備與設備之間要留有適當?shù)牟僮骷熬S修間距，不要過緊或過松，并要排列整齊；,車間要留有合適的運輸通道，不要大窄或太寬，保證某些流動設備(如酒泵及周轉(zhuǎn)容器等和操作人員能夠順利通行； 根據(jù)生產(chǎn)的需要及可能，給將來要增設的設備留有一定余地。 設備布置應便于清洗消毒，所有設備應盡量布置在地面以上，避免形成積水坑。,(2)設備

16、安裝的要求,要保證設備能夠順利到達安裝位置； 要滿足安裝和維修所必須的空間大小。,(3)廠房建筑的要求,在雙層廠房中，對于各種大型容器或運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生很大振動的設備，如空氣壓縮機、離心機、制冷機組等，應布置于底層，以減少樓面負荷和振動。如工藝要求或其他原因一定要布置在二層時(如壓榨機等)，應由土建設計人員在結(jié)構上采取相應的防震措施； 有劇烈振動的設備，其基礎不得與車間的墻及柱連在一起，以免影響建筑物的安全；,需要吊裝在梁或柱上的設備，其負荷及吊裝方式應事先提交給土建設計人員； 設備不應布置在建筑物的伸縮縫或沉降縫處；在車間大門附近布置設備時，不要妨礙關門及交通運輸；操作平臺應合理設置，防止平臺支

17、柱林立重復，影響美觀、妨礙交通。,2.車間輔助室及生活室的布置,配電室應靠近用電負荷中心； 制冷間應靠近的發(fā)酵工段； 化驗室、辦公室、工人休息室應集中布置在一起，盡可能置于南面房間； 更衣室、浴室、廁所應集中布置在一起，最好置于北面房間。,3.管道布置,生產(chǎn)車間的主要管道有供水管道、蒸汽管道及供冷管道等。 供水管道的布置應能保證車間所有設備和地面的清洗用水及清洗設備(如洗瓶機等)和輔助生活設施用水。管道可沿墻柱敷設； 蒸汽管道的布置應能保證車間所有設備的蒸消毒及某些加熱設備的需要。管道可沿墻柱敷設，可與供水管道使用同一管架。管上要有保溫層，外涂紅色或黃色(表示熱管道)。,制冷管道的布置要滿足發(fā)

18、酵及穩(wěn)定處理用冷要求。管道可沿墻柱敷設，但不能同蒸汽管道使用同一管架。管外要設保溫層，并涂蘭色或綠色(表示冷管道)。 若制冷管道與蒸汽管道沿墻柱豎向布置時，制冷管道應布置于蒸汽管道的下方，兩者間距不得小于0.6mm； 工藝管道最好多用軟管，這樣使用方便靈活，便于拆卸清洗和消毒，而且造價低。對于某些大型企業(yè)或廠房采取單體式布置的企業(yè)，由于貯罐距發(fā)酵設備或灌裝區(qū)距離較遠，可采用不銹鋼固定管道輸送。,4.排水溝的布置,根據(jù)葡萄酒衛(wèi)生學提出的要求，所有釀造設備都需要經(jīng)常清洗消毒，甚至有的設備還需要酸洗。為了防止地面積水和不被酸腐蝕，所有地面要用防酸水泥涂抹，或鋪設防酸瓷磚。地面除要有一定坡度外，還要布

19、置許多條排水溝，將污水排出室外。排水溝不要太深、太寬，剖面為圓弧形或梯形?？裳卦O備基礎邊緣布置，不要妨礙交通。,5.生產(chǎn)車間工藝布置的方法步驟,工藝人員先要根據(jù)工藝流程、生產(chǎn)性質(zhì)、各專業(yè)的要求及車間在總平面圖上的位置，初步劃分出生產(chǎn)、輔助和生活部門的分隔位置，確定出廠房的長度、寬度及柱距； 繪制出廠房建筑的平、立面草圖；,根據(jù)工藝流程，在平、立面草圖中布置設備，并繪制成車間平、立面工藝布置草圖； 車間平、立面布置草圖完成后，要廣泛征求各專業(yè)的意見，并進行必要的調(diào)整和修改后提交建筑設計人員進行建筑設計； 工藝人員在取得建筑設計圖后，再根據(jù)布置草圖繪制出車間工藝布置平、立面圖。,6. 工藝布置圖,

20、工藝布置圖包括平面和立面布置圖 1）工藝平面布置 工藝平面布置圖包括內(nèi)容： 廠房建筑平面圖； 設備俯視圖外形及尺寸； 操作平臺示意圖及主要尺寸； 排水溝位置、尺寸及標高； 輔助室、生活室的位置、尺寸及室內(nèi)設備、器具等的示意圖和尺寸。,2）立面布置圖,廠房建筑立面圖(剖視)； 設備側(cè)視圖外形尺寸及編號； 設備高度及定位尺寸； 支撐形式及支撐高度； 操作平臺示意圖和主要尺寸； 排水溝的位置及深度。,8生產(chǎn)過程用水和蒸汽量的估算,葡萄酒生產(chǎn)的用水主要是設備和地面清洗用水，而且主要集中在發(fā)酵季節(jié)使用。據(jù)測定，每噸水可沖洗地面40平方米左右。蒸汽主要用于設備及輸送管道的高溫消毒及某些生產(chǎn)過程的加熱(如巴

21、氏滅菌等)。對于設備的消毒，有的葡萄酒廠已不用高溫蒸汽，而是采用熏硫、O3或蒸汽發(fā)生器等方法，無加熱需要，可不用蒸汽。,9向非工藝設計提供設計條件,在葡萄酒廠設計過程中，為使非工藝設計能順利進行，并滿足生產(chǎn)要要求，工藝設計人員應向非工藝設計提供以下設計條件： 1)土建設計條件 2)非標準設備設計條件 3)電氣設備條件,(1)土建設計條件,工藝流程圖； 生產(chǎn)車間工藝布置及說明。包括廠房的長、寬、高、跨度、開間大小、地面材料、排水溝、坡度、門窗位置及要求等； 設備一覽表； 人員組成； 消防及衛(wèi)生要求； 設備的安裝及車間的運輸要求；,(2)非標準設備設計條件,葡萄酒廠的非標準設備包括容器類及一些輸送

22、設備，如發(fā)酵容器、貯藏容器、葡萄及皮渣的輸送設備等。根據(jù)工藝設計人員提出的要求，由機械專業(yè)的技術人員具體設計。,(3)電氣設備條件,電力動力條件；車間工藝圖上應標明電動設備的位置及進線方向，并要列出用電設備表，說明各用電設備的電機型號、功率、年工作時數(shù)、連續(xù)或間斷工作等情況。 照明條件；供水、供暖、通風條件。,10 工藝設計文件的編制,初步設計階段的工藝設計文件可按以下內(nèi)容及要求編寫： (1)設計依據(jù)及范圍； (2)全廠車間的組成； (3)全廠工藝流程、生產(chǎn)操作綜合說明； (4)車間概況、組織定員、工作制度、成品或半成品的主要技術指標及質(zhì)量指標、工藝流程、主要設備選擇。按原料接收、壓榨取汁、發(fā)酵貯藏、穩(wěn)定處理、封裝等車間分別編寫； (5)圖紙 工藝流程圖； 生產(chǎn)車間工藝布置圖。,