1、1年产 3000 吨桑葚酒工厂设计1 引言随着世界经济的发展，人民生活水平质量的提高以及人们消费观念和饮酒习惯的改变，酒类的消费品种正由传统的啤酒、白酒等向果酒以及保健型酒类的方向转变。保健型酒类与传统的啤酒、白酒相比，前者的营养价值更高，因富含水果中的各种营养。其中，桑树的果实桑葚中含有丰富的葡萄糖、蔗糖、果糖、胡萝卜素、维生素、氨基酸及矿物质钙、磷、铁、铜、锌等。其营养成分是苹果的 5-6 倍，是葡萄的 4 倍 1 。 、以桑葚为主要原料制成的桑果酒是一种新兴的果酒，利用现代酿酒技术精酿而成,其营养价值远远高于葡萄酒,对心脏以及免疫系统均有治疗和保护作用 2。桑葚酒中含有多种微量元素、蛋白
2、质以及氨基酸，其中，硒含量为葡萄酒12.41 倍；蛋白质含量为葡萄酒的 8.44 倍,赖氨酸含量为葡萄酒的 9.23 倍,花青素含量为葡萄酒的 5 倍,而且还含有丰富的物质白藜芦醇,等其他营养物质。2 项目建议书本项目以桑葚为原料制作保健型桑葚果酒，完全体现桑葚的营养价值。现代人们对健康食品、饮品的需求日益增加，而桑葚果酒作为绿色保健型饮品的代表，其含微量元素十分丰富，具有很高的营养价值，其经济效益可观。由于桑葚果酒的生产具有季节性强、室温下不宜贮藏的特点，故可以考虑和葡萄酒厂家开展合作的形式进行生产，同时也可以有助于提高双方的经济效益，本设计拟采取这种合作生产的方式进行生产。2.2 可行性分
3、析近些年来，随着国民经济的发展，消费者的生活水平的提高与消费观念的转变，酒类市场已从单纯的满足酒精的刺激感和口感的传统的白酒、啤酒逐步转向具有营养、保健功能的保健型果酒酒类。果酒饮品之所以作为新兴的酒类的代表并在市场取得了一定的份额，是和它的营养价值分不开的。而桑葚果酒饮品的经济效益前景十分广阔，主要体现在：桑葚的营养价值丰富，果实肉厚汁多、味道甘美。桑葚的营养价值在于其含有比较丰富的维生素、矿物质、 氨基酸等营养成分。在中国古代的许多中医名著作中均可以找到与之相关的记载，例如本草纲目 、 中药大辞典 、2中药志 、 本草经疏等。传统中医认为：桑葚味甘、性寒，具有生津止渴、补肝益肾、明目安神、
4、利关节、去风湿之功效，多用于肝肾阴虚、目暗耳鸣、失眠健忘、老年便秘、消渴等症状。现代医学表明，桑葚具有促进免疫作用，对脾脏有增重作用，对溶血素反应有增强作用，可以防止人体动脉硬化，骨骼关节硬化，能促进新陈代谢等作用。近年来，人们对桑葚的药理作用，临床应用等分方面进行了较深入的研究，发现桑葚含有多种成分，临床副作用小，可以长期服用，它可以调节和促进免疫功能，对以预防某些老年病和延缓衰老有益。本项目以桑葚为原材料，经过洗涤漂洗、破碎压榨、榨汁过滤、发酵（前发酵、后发酵） 、陈酿、调配、澄清处理、过滤杀菌、包装成品等工艺，制成低酒精度、高营养、带有桑葚特殊的清新香气的典型桑葚果酒。在生产过程中严格按
5、照国家相关卫生、安全等标准进行生产，达到卫生、安全生产。并采用科学合理的先进生产技术应用于规模化生产中。天津属于华北地区，环境有利于桑树的生长。厂址拟选择于天津蓟县地区，自然环境适宜，完全可以满足桑葚果酒的生产需要。此外，选择在蓟县地区建厂，水电等资源可以得到充足的保障。周边交通便利，便于原料和成品的运输。2.3 拟建规模公司结合当地资源及资金能力，该项目以“适度规模，追求档次”为建设原则，分步实施，循序渐进，最终完成全部计划项目。本次项目建设规模拟定为年产桑葚果酒 3000 吨。2.4 厂址选择报告根据上述原则，拟选定厂址为天津市蓟县经济开发区。天津市蓟县，历史悠久，燕山北靠，渤海南望。蓟县
6、资源丰富，物产众多，胜迹如云，交通畅达，享有山清水秀，风光旖旎，物华天宝，人杰地灵之美育。被称为天津市的“后花圆” 。蓟县位于天津市最北部，地处京、津、唐、承、秦等城市的中间，距北京 88 公里，距天津市区 115 公里，距承德 220 公里，距秦皇岛 236 公里。津蓟高速公路，京哈、津围、邦喜、宝平等干线公路和县乡公路纵横交织，四通八达。京秦、大秦铁路横亘境内，津蓟铁路直抵县城。通讯设施完备，固定、移动通信便捷通畅。这些条件均有利于成为区域性交通通讯枢纽 5。蓟县是国务院确定的全国首批沿海对外开放县。亦是全国首家绿色食品示范区和全国山区综合开发示范县。近年来，国民经济实现了快速发展，农业、
7、工业、第三产业协调并进，产业结构日趋优化。2007 年全县完成国内生产总值 116.5 亿元，3完成财政收入 8.15 亿元。全县固定资产投入达到 16.9 亿元 6。综上所述，选择该地作为桑葚果酒厂的建厂厂址，是因为交通发达，为原料的运输和成品的销售提供了便利条件；拥有优良的自然环境和地质条件，电力资源、水资源也比较丰富，这些为工业和果品、食品加工业的发展提供了极为有利的条件。环境污染小，无有害气体，有害水体等危及食品安全的不良因素 7。3 工艺设计3.1 产品方案在充分的考虑过原料的供应量及配套设备的生产能力之后，得出以下结论：本厂设计为年产 3000 吨桑葚酒，按每年生产 10 个月 2
8、00 个工作日计算，每天进行一个班次的生产，班产量为 15 吨，每班生产 7.5 个小时，每小时生产 2 吨桑葚酒成品。本厂设计产品规格为 300ml 玻璃瓶装，每箱 10 瓶。3.2 生产工艺流程及操作要点3.2.1 产品及产品质量要求本项目对产品质量有如下要求：(1)桑葚果酒感官评价：表 1 桑葚果酒感官评价表项目 特性 评价色泽 澄清、透明，具有桑葚酒应有的光泽， 优悦目平衡 澄清、透明，具有桑葚酒应有的光泽 良澄清，无夹杂物，于桑葚酒光泽不符 中微混，失光 差香气 果香、酒香均良好 优果香、酒香较少，但无异香 良果香不足，或不悦人，或有异香 中香气不足，使人厌恶 差口感 柔细轻快，回味
9、延绵，酒质柔顺， 优柔和爽口，酸甜适口 4酒体平衡，纯正无杂 良略酸，欠浓郁 中酸、涩、苦 ，有异味 差色泽、香气、滋味均要达到优良指标(2)桑葚果酒理化指标：表 2 桑葚果酒理化指标项目 指标总酸含量 0.45%-0.70%酒精体积分数 11%-15%发酵过程中温度 18-22挥发酸含量 0.1% 3.2.2 生产工艺流程本桑葚酒厂生产桑葚果酒工艺流程为：原料新鲜桑葚分选洗涤破碎果酱添加二氧化硫压榨过滤调整果汁成分添加酵母、控温发酵后发酵澄清处理酒液调整成分陈酿过滤杀菌装瓶成品3.2.3 原料选定桑葚一般嫩时为色青，味酸，选择桑葚时应选成熟时为紫红或紫黑色，质油润，味甜汁多，酸甜适口，以个大
10、、肉厚、色紫黑、糖分足者为佳。经过综合评定，选择“红果 2 号”桑葚作为酿酒原料。3.2.4 桑葚酒生产工艺流程操作要点(1)桑葚果实的选取：桑葚果酒的质量优劣，决定于桑葚原料的质量，只有优良的桑葚，加上合理严格的工艺，才能制造出优良的桑葚果酒。故应选择新鲜、清洁，完全成熟且无发霉、无腐烂的果实 8。(2)破碎压榨：破碎：采用不锈钢滚筒式破碎机进行破碎，5压榨：采用双板式压榨机进行压榨。(3)添加 SO2进行杀菌处理根据桑葚的特点，SO 2添加量不同、pH 值不同、菌种不同均会对果酒的最终产品的色泽、香气和口感等造成影响。所以应掌握好最适 SO2的添加量。在果酒中，采用 SO2进行杀菌、防氧化
11、，以及澄清、溶解和增加酸量。但是 SO2添加太多会影响酵母的活性，太少又起不了防杂菌的作用 9。本实验在 SO2的用量为 25-125 mg/L 时进行了对比试验。SO 2添加量对发酵的影响。表 3 SO2 添加量对发酵的影响序号 SO2添加量 mg/L 主发酵开始时间 t/h 感官评定1 25 14 酒味更明显，酸甜味增加2 50 16 酒味、酸味较重，有甜味3 75 18 酒味、酸味均有所上升4 100 19 酒味明显，有酸甜味5 125 20 醋味减淡，有酒味由表 4 可知，在相同时间内，果酒的感官评定与 SO2的添加量呈反比例关系；SO2添加量大时的酒味不明显，添加量小时的酒味明显。在
12、发酵刚开始时，SO 2添加量为 100 mg/L 样品的感官评定最好；但在第 5 天后其添加量为 25mg/L 样品的感官评定明显上升；到第 7 天，样品感官评定值远超过其他样品，所以试验选择 SO2适宜添加量为 25 mg/L；但实际生产条件达不到标准要求，所以建议选择 SO2添加量2575 mg/L 为佳。(4)接种发酵桑葚经过压榨成汁，发酵成桑葚酒的过程是一个很复杂的反应，实质上是微生物的作用。酵母在桑葚酒的发酵过程中起到非常重要的作用。在厌氧的条件下，酿酒酵母将桑葚汁中的主要的糖类物质转化成酒精和二氧化碳 10。发酵过程应选用良好的、合适的酵母，使果汁中的糖类成分消耗完全，在这个过程中
13、还要控制避免产生不必要的微生物。传统的果酒是通过附着在果皮表面的微生物进行自然发酵而成。虽然这样进行发酵的果酒，所含的高级醇和脂类的量比价较高，风味比较浓厚，但是在自然的条件下，酵母的酵母群不稳定，即使用于酿酒的果汁成分一样，最终的产品质量却会不同，有时甚至会和期望值有很大的差距。为了保证发酵的顺利进行，获得质量上乘且品质稳定的果酒，最好使用优良的果酒6酿酒酵母，使果酒正常发酵，而最终成品果酒参糖含量低，酒精量高，且具有独特香气 11。本实验选择了 5 种菌种作对比试验，菌种对发酵的影响。表 4 菌种对发酵的影响序号 菌种 主发酵开始时间 t/h 感官评定1 RC212 酵母 16 酒味上升，
14、有酸甜味2 KD 酵母 17 酸甜味、酒味都上升3 K1 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 产酯酵母 22 醋味、酸味和酒味都淡由表 5 可知，在相同的时间内，菌种 KD 酵母样品的感官评定值远远超过其他样品，尤其在发酵第 5 天后更加明显，故选择 KD 酵母为最佳发酵菌种 1213。(5)罐装以及包装：桑葚酒的包装工艺、包装流水线是德国进口设备，包括洗瓶机、灌装机、打塞机、胶帽口机、贴标机、喷码机、封箱机。其工艺流程为：己灭菌的桑葚酒灌装打塞封帽验酒贴标装箱成品酒。 桑葚酒的包装要求：灌装前，酒液所经过的管道及灌装机要先经过蒸汽或亚硫酸杀菌，并用氮气
15、对灌装机充压隔氧。酒液经过高温瞬时灭菌机进行杀菌后再经灌装机装瓶，空瓶进入灌装机时，先充入氮气，将瓶中空气赶走，然后灌酒。所用包装材料(玻璃瓶、软木塞、PVC 胶帽、纸箱等)，用前进行质量检验并要符合有关企业标准。3.3 物料衡算以 1000kg 桑葚为例，按照工艺要求进行生产，所得的成品酒的酒精含量为：1115（体积分数） 。原料桑葚 1000kg，在分选（去除梗以及发霉、腐烂的果实）的过程中损失率为2.5左右，在浸渍，清洗过程中损失率为 1.5左右，在压榨、以及管道运输中的损失率为 2左右，在得到处理后桑葚为：1000kg1-(2.5%+1.5%+2%)=940kg原料桑葚经过发酵后，在经
16、过澄清处理的过程中的损失率为 2.5左右，在调整成分、贮存的过程中的损失率为 6.3左右，在后期过滤中的损失率为 1.7左右，在杀菌以及装瓶的过程中的损失率为 2.5左右。在得到处理后桑葚果酒为：7940kg1-(2.5%+6.3%+1.7%2.5)=817.8kg由上述计算得出：1000kg 桑葚产酒的出酒率为：817.8kg/100010081.78。故本设计生产 3000 吨桑葚酒所需的原料桑葚总量为：3000/81.73668.38 吨桑葚酒生产所需主要原料核算：表 5 桑葚酒生所需产原料核算序号 名称 规格 年消耗量 单位（元） 总计（万元）1 桑葚 红果 2 号 3668.38 吨
17、 6000/吨 2201.022 白砂糖 食用级 0.05 吨 4000/吨 303 酵母 KD 0.8 吨 280000/吨 254 玻璃瓶 300ml 10000000 瓶 0.5/瓶 5005 纸箱 10 瓶 /箱 1000000 箱 2/箱 2006 商标 10000000 瓶 1/瓶 1000桑葚酒原辅料总计=2201+30+12+25+500+200+1000=3968 万元3.4 主要设备选型 表 6 主要设备选型名称 型号 生产能力及相关主要参数 数量滚筒式破碎机 MIO 为不锈钢滚筒式破碎机 2 台皮带式输送机 TD800 278824 槽型 2 台浸渍型发酵罐 120m3
18、12 个密闭发酵罐 ST/h 型 400m3 12 个双版式压榨机 10 吨/小时 12 台硅藻土过滤机 LWL320转速：2700 r/min；功率：7.5kw过滤能力：10 吨/小时。2 台贮酒保温罐 400m3； 10 台8真空灌装机 GCP10生产能力：5 吨/小时；灌注头数：12；适用瓶高：140320mm5 套贴标机 TLJA生产能力：80200 瓶/min；外型尺寸：1820*1100*1500；10 台包装流水线 12000 瓶/小时 10 台瞬时灭菌机 TLN8 5 台3.5 能量衡算3.5.1 用水衡算(1)对发酵罐进行清洗的用水量在生产前要对 400m3的密闭发酵罐进行清
19、洗，以保证密闭发酵罐的洁净。每罐清洗需要 5 吨，共计 24 个发酵罐，则用水量为：524=120 吨。地面冲洗用水及清洗皮带输送设备取为每班 4 吨，每天 1 班，共 200 个工作日，则用水量为：41200=800 吨。总用水量为：120800920 吨(2)对不锈钢破碎机进行清洗的用水量桑葚果破碎时使用 2 台不锈钢破碎机，采用 1 班生产，共 200 日的时间进行压榨。每个月洗涤破碎机的用水量取为 5 吨，共进行 10 个月的生产，则桑葚果破碎机期间用水量为：5102=100 吨。(3)对压榨机进行清洗的用水量桑葚压榨时使用 2 台双板式压榨机，采用 1 班生产，共 200 日的时间进
20、行压榨。每个月洗涤压榨机的用水量取为 5 吨，共进行 10 个月的生产，则桑葚浆压榨期间用水量为：5102=100 吨。(4)发酵阶段的用水量发酵时的用水量为 2 吨，每天进行 1 班生产，需要 200 天，则用水量为21200=400 吨。(5)桑葚酒在贮存时的用水量桑葚酒在贮存过程中倒罐的洗涤用水量为 360 吨。在贮存阶段定期冲洗地面，每月一次，每次按 10 吨计算，冲洗地面用水量为：1010100 吨。总用水量为100360460 吨。9(6)桑葚酒在澄清、过滤时的用水量澄清、过滤用水量为：300 吨。(7)包装用水量冲洗酒瓶用水：酒瓶采用 300ml，生产 3000 吨桑葚果酒共需酒
21、瓶数为：30001000/0.30010000000 瓶，每 10 瓶洗涤用水为 1.5L，消毒用水量每 10 瓶取为 1L，则共需水量为：10000000(0.15+0.1)/1000=2500 吨。卫生用水量：罐装、包装生产取 200 个工作日，每天一班。每天清洗地面、设备等用水为 3 吨,则总洗涤用水量为：2003=210 吨。包装阶段用水量为：2500+210=2710 吨。故整个桑葚酒生产过程用水总量为：920+100+100+400+460+300+2710=4990 吨。3.5.2 用电衡算(1)桑葚分选、清洗过程中的用电估算：桑葚分选、清洗设备各 2 台，每班工作 2h，每日一
22、班，共 200 个工作日,总工作时间为 2200221600h。配用电机功率为 12kw，桑葚分选、清洗过程的用电量为：800122=19200 度。桑葚皮带式输送机 2 台，每班工作 2h，每日一班，共 200 个工作日,总工作时间为 22002800h。配用电机功率为 12kw，桑葚输送时的用电量为：80012=9600 度。此阶段用电量：19200+9600=28800 度。(2)桑葚破碎时的用电估算：不锈钢破碎机 2 台，每班工作 1h，每日一班，共200 个工作日,总工作时间为 12002400h。电机功率为 15kw。则用电量为：40015=6000 度。(3)桑葚压榨时的用电估算
23、：双板式压榨机 2 台，每班工作 1h，每日一班，共200 个工作日,总工作时间为 12002400h。电机功率为 15kw。则用电量为：40015=6000 度。(4)过滤阶段的用电估算：桑葚酒需用硅藻土过滤两次，其过滤能力为 5 吨/小时，采用 2 台同时工作，每班工作 1.5h，每日一班，共 200 个工作日，总工作时间为 1.52002600h。 。功率为 4kw。则用电量为 6004=2400 度。10(4)酒泵、水泵、以及其他生产用电估算：表 7 酒泵、水泵以及其他主要生产用电量种类 用电时间 功率 台数 用电量酒泵 1500h 3 kw 11 49000 度水泵 500h 5 k
24、w 5 1250 度包装流水线 500h 40 kw 10 20000 度瞬时杀菌流水线 500h 5 kw 5 12500 度真空灌装机 500h 5 kw 5 12500 度贴标机 100h 5 kw 10% 5000 度生产照明用电 1500h 0.2 kw 100 30000 度其他用电 3000 度桑葚酒生产过程的总用电量为：28800+6000+6000+2400+49000+1250+20000+12500+12500+5000+30000+3000=158450度。3.6 劳动力平衡劳动力计算：根据生产单位重量品种所需劳动工日来计算，若用 P 表示每班所需人数，则根据公式有：P
25、（人/班）=劳动生产率（人/产品）班产量（产品/班）下面将桑葚酒厂所需劳动力的工种、待遇等方面统计：表 8 劳动定员表部门 人数 月薪（千元/人） 年薪（万元/人） 合计（万元）总经理 1 5.0 5.0 0.50副总经理 2 3.0 3.0 0.60行政部 3 1.5 1.5 0.4511人事部 3 1.5 1.5 0.45财务部 2 1.4 1.4 0.28生产部 5 1.5 1.5 0.75研发部 2 1.5 1.5 0.30品控部 2 1.2 1.2 0.24采购部 3 1.2 1.2 0.36销售部 15 1.2 1.2 1.80工程部 4 1.2 1.2 0.48锅炉工 2 1.0
26、 1.0 0.20电工 2 1.0 1.0 0.20司机 4 1.0 1.0 0.40车间工人 50 1.0 1.0 5.00后勤部门 2 1.0 1.0 0.20共计 102 122.112【参 考 文 献】1 赵章忠.食品的营养与食疗M .上海上海科学技术出版社，1999（2）.2 陆寿峭.果酒工艺学M .北京中国轻工业出版社，1999.3 邻兰忠.现代实用中药学M .北京人民卫生出版社. 1999.4 江苏新医学院中药大辞典M .上海上海科学技术出版社，1986.5 蓟县百科 http:/ 蓟县一百科 http:/ 蓟县百科 http:/ 杨晓宇.桑套资源的开发利用J .食品科技 199
27、9 ,( 4 ) :25-279 徐玉娟等，桑甚原汁加工及特性的研究1.广东蚕业.2000, (1) :43-46.10 吴继军等.桑果汁发酵前后营养成分的变化J.酿酒科技. 2002,(3):62-63.11 王 琳, 岳田利，饶景萍. 桑资源的综合开发与利用J .陕西农业科学, 2003（3）：30-32.12 吴继军, 肖更生, 刘学铭. 桑葚酒的研制与规模化生产J. 食品与发酵工业，2002（6）：76-78.13Uting C.Flavonoids as superoxide scavengers and anti-oxidantsJ.Free Rad,1990,(9);19.13年
28、产 3000 吨桑葚酒工厂设计学校 天 津 农 学 院 班级 生工一班 姓名 高颜 学号 0809034131 日 期 比 例 1:50 年 产 30吨 桑 葚 酒 厂 总 平 面 图 图 号门 卫 停 车 场旗 杆宿 舍 办 公 楼 成品库原 、 辅 料 库 废 水处 理 侧 门生 产 车 间花 坛绿化带 绿 化 带自 行 车 库 浴 室食 堂花 园 绿 化 带 大 门 绿 化 带 停车场水 塔研 发 部学 生指 导 教 师评 阅 人 共 三 张第 一 张天 津 农 学 院 食 品 科 学 系 2级 毕 业 设 计张 益 彬 09.5王 浩 田厂 超 市N储 藏 室男 厕 所 女 厕 所 门 卫锅炉房 质 检 室展 览 室
