【《300萬瓶年產量的米酒生產工藝及工廠布局設計》7500字】

300萬瓶年產量的米酒生產工藝及工廠布局設計目錄TOC\o"1-3"\h\u1424中文摘要 摘要：本設計主要針對年產300萬瓶米酒的生產車間設計項目的需要，進行分析立題意義，了解并按照設計原則規劃設計，主要包括選擇廠址；設計生產工藝；規劃產品方案；依據物料衡算選擇設備，計算勞動力；規劃布置車間；分析設計項目的經濟效益，為年產300萬瓶米酒的工廠提供合理方案。關鍵詞：米酒；工廠設計；物料1設計背景米酒是以糯米或者大米等淀粉質為主要原料，經過根霉（還有少量的毛霉和酵母）發酵后的產品，是我國傳統發酵米制食品，其風味獨特、口感醇厚，具有養胃、補血、舒筋活血等保健功能，還可作為中草藥的材料來源。米酒具有較高的營養價值，除含有20多種氨基酸外，還有豐富的短肽和維生素。米酒對血管緊張素轉化酶的活性具有很強的抑制作用，且具有一定的抗疲勞和提高免疫力的能力。在食品加工企業實行生產許可證制度時，上海將甜酒釀的生產納入了其他酒（其他發酵酒）的范圍類別中。首先，甜酒釀含有一定量的酒精度數，且大于0.5%VOL；其次，甜酒釀是以大米（糯米）為原料，經酒藥作用而成的一種發酵食品。基本符合了飲料酒的定義，其生產工藝也大致與發酵酒類相似。甜酒釀可分為兩大類：一類是經加熱滅菌的熟甜酒釀，保存期較長，且質量相對穩定。另一類是不經加熱滅菌的甜酒釀，保存期較短。隨著時間的延長，酒精度數上升，糖度下降，這類甜酒釀最后轉變成帶糟的米白酒。隨著人民生活水平的提高，市場上甜酒釀的銷量也隨之上升。但生產甜酒釀的大多是小型企業，生產方式也多是傳統的手工操作。過去，企業都是各自為政，根據自己制定的標準進行生產。為了保證食品質量安全，維護消費者權益，我認為有必要也應當制定關于甜酒釀的生產技術規范或行業（地方）標準，以促進該行業的健康發展。2工藝方案2.1工藝流程原料→浸泡→蒸制→揚冷→配酒藥曲→發酵→成品(醪糟酒、醪糟飯)→瓶裝→殺菌→產品。2.2釀制技術（1）主要原料。糯米、粘米、珍珠米、酒藥曲。（2）浸泡。取新鮮米淘洗干凈，用清水浸泡使米粒中的淀粉吸水膨潤，淀粉顆粒間也得以疏松，為蒸制時淀粉糊化創造條件。浸米在室溫15℃以上浸6~8小時，在室溫10℃以下浸12~16小時，以浸泡后米粒完整而酥，用手指掐米粒成粉狀，撈出用清水淋清濁汁。（3）蒸制。將浸泡后的米盛入蒸飯的容器內，鐵鍋、木甑、高壓鍋均可。蒸制使淀粉糊化，以利酒藥曲酶解；同時也對原料殺菌。蒸后要求外硬內軟，內無白心，疏松不糊、透而不爛和均勻一致。（4）揚冷。對揚冷所用工具及配曲臺事先嚴格清洗滅菌。蒸制后的米飯必須經過冷卻，迅速把飯溫降到適合于發酵微生物酶解的溫度。揚冷的方法按其用途(選用醪糟酒還是醪糟飯)可分為攤飯冷卻法和淋飯冷卻法。攤飯冷卻法不能灑水降溫，是把熟飯鋪在配曲臺上攤開，用木耙推散，同時吹風，進行自然冷卻。淋飯冷卻法是用少量涼開水淋飯使米飯冷卻到34~36℃。揚冷要求迅速而均勻，不產生團塊。（5）配酒藥曲。酒藥曲是一種具有糖化、發酵能力的專用生物制劑。主要由根霉、曲霉、毛霉等組成，含有多種天然植物活性酶，具有淀粉糖化力、乙醇發酵力、蛋白分解力、果膠分解力和產生乳酸、琥珀酸等能力。揚冷至35~37℃的米飯拌人3％的酒藥曲。將酒藥曲充分混拌揉搓均勻后撒播在配曲臺上的攤飯中，分底、中、上三層撒播，每撒播一層都要用木掀翻抄米飯2~3遍，迅速裝入潔凈、有蓋的瓷缸中，拍緊，抹平飯面，在中間挖一圓洞直達缸底，在飯面上撒上蓋面酒藥曲，用棉物或麻袋片蓋上，保持32~36℃的溫度。（6）發酵。曲飯下缸后，冬天10~12小時飯溫開始上升，經22~26小時的發酵飯溫升至35~37℃時，聞到香味，口嘗有微甜時要揭開覆蓋物采取降溫措施。切記飯溫不能超過39℃，否則易燒死酵母菌。在飯溫不低于28℃的條件下繼續發酵，當缸底飯窩小孔甜液達五分之二時，可聞到米酒清香，醪糟即已成熟；如只作醪糟銷售，可于此時停止發酵，將醪槽出缸處理，散裝或瓶裝銷售。如取醪糟為酒則將料溫降至22~25℃低溫陳釀6~7天，待甜酒液在飯窩內達五分之四、酒香濃厚時可過濾或壓榨酒液。（7）成品。成熟醪糟可散裝銷售，也可瓶裝、袋裝殺菌后銷售。米酒液裝入干凈的酒壇或大貯酒桶中經過陳釀使其充分成熟和進一步澄清。（8）瓶裝。將陳釀合格的糯米酒，經勾兌、過濾，微調至酒度5~8度、殘糖3.5％以下(可根據市場需求調高或調低酒度)，即可裝瓶。（9）殺菌。①可將裝入瓶中的米酒置于75℃的熱水中15分鐘殺菌。②也可在酒液未人瓶前用瞬時滅菌器滅菌。③還可用紫外線燈在過濾的同時滅菌裝瓶。（10）成品。色澤：清亮透明，有光澤，允許有微量聚集物；聞：有醪糟米酒濃郁醇香；嘗：甘甜爽口。經主管部門化檢理化、衛生指標合格，即可貼標上市銷售。3產品設計與計算3.1產品品種和規格的確定產品品種：醪糟、元宵粉、甜米酒、米酒、醪糟曲、醪糟酵母、糯米粉、湯圓、肉末豇豆等，其中主要生產醪糟。生產的醪糟一是以玻瓶包裝，方向為原窩醪糟和原汁醪糟，規格為600克每瓶、700克每瓶和900克每瓶；另外還以塑料盒形式包裝，規格為400克每盒和300克每盒。醪糟為全年生產，冬季為旺季，以生產玻瓶包裝為主，其他季節以生產塑料盒包裝為主，玻瓶包裝為輔。3.2確定產品的生產時間全年生產日為300天，每月平均生產日為25天，其中醪糟的生產冬季為旺季，每月生產日可增至28天，而淡季每月可減少1-3天的生產日。3.3確定班產量及生產班次根據調研情況，設計年總產量為年產6000t醪糟工廠醪糟的旺季為11月到次年4月，一共6個月，旺季每天三班，淡季每天一班，每月生產25天，即得到班次為：25*6*3+25*（12-6）*1=600醪糟的生產占所有產品生產總量的60%所以得醪糟產量為6000*0.6=3600t班產量為：3600/600=6t同理湯圓占所有產品生產總量的20%旺季為12月到次年2月，旺季每天兩班，淡季每天一班，每月生產25天，得班次為：25*2*3+25*（6-3）*1=225班產量為：6000*0.20/225=5.3t年產300萬瓶醪糟工廠產品方案產品名稱年產量/t班產量/t1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月玻瓶醪糟醪糟易拉醪糟罐醪糟窩窩醪糟醪糟曲36006湯圓湯圓心子湯圓湯圓粉元宵粉12005.3料酒6003豇豆肉末豇豆豇豆爛肉豇豆6003全年總產量60004設備的選型4.1釀造設備的選用4.1.1軟化浸提設備的選用粉碎后，糯米應軟化并在加熱罐中浸出。在去核除塵過程中，損失約15.5%，糯米重量為704噸。加3倍量水后，體積為2.112×10L。選擇1000L食品加工不銹鋼加熱鍋。果10天內完成糯米的軟化提取，10天內一盆就能軟化提取的次數為10×24÷2=120次。需要的鍋總數為7.488×10÷1000÷20=18.4.1.2發酵罐數量的確定糯米的成熟期是8-10月。因此，如果在8至10月大規模生產糯米米酒。生產糯米米酒所需的糯米總量為每年833噸。除核除塵后得到704噸的糯米，則體積為704÷1.045=673。假設需要5臺發酵罐，則每罐的進料量為673÷5=135噸。因為發酵罐的灌裝系數一般為80%，所以發酵罐的尺寸為673÷80%÷5=168.25。選用標稱容量為7個發酵罐，罐澆注備用2個。4.1.3發酵罐選型原則根據設計要求，計算生產600噸糯米米酒所需的發酵罐數量，再計算每日（出去節假日）糯米汁產量，得到實際生產所需發酵罐的體積。選用的發酵罐應有較好的耐酸性，因為糯米汁酸度大，因此選用不銹鋼發酵罐，從而避免發酵過程中發酵罐與酸性的發酵液產生反應影響酒質。選用國家規定的優質食用級不銹鋼發酵罐。為了有效控制發酵溫度，發酵罐要可以實時反饋罐內溫度，因此發酵罐應帶有溫度傳感器以及溫度控制設備。因為罐內液體會對傳感器造成一定壓力，所以選用的傳感器應耐壓。為了避免發酵罐內清洗不干凈，減少雜菌污染，要選用易清潔的發酵罐，內壁要求光滑無死角。這樣才能使酒在無雜菌的環境下安全發酵。4.1.4發酵罐尺寸的確定酒廠日生產能力：2.4t式中——發酵罐容積(m3)——糯米汁體積(m3)——裝滿系數=2.4÷1÷0.8=3m3由此，可以選用容積為5m3的發酵罐。若發酵共20天，加料罐數為1，發酵周期=20d=480h，。發酵罐數量：=20+1=21個發酵罐=5m，N=20，多余1罐作為備用發酵罐，發酵罐總數為21個。儲酒罐=30m，N=21，共600t糯米米酒。設=2.00D,則5＝0.785×2.00D3罐體(筒體)高度:H=2.00D=2.00×1.16=2.32m罐體直徑:=1.38m封頭高：ha＝0.25D=0.29m=290mm，由于罐直徑D＜2m，hb＝10mm,=290+10=300mm罐體總高度:=2.32+2×0.385=3.09(m)4.1.5冷卻面積的設計日生產能力：2.4t式中—發酵罐容積(m3)—糯米汁體積(m3)—裝滿系數因此，選用容積為5m的發酵罐。設發酵共20天，發酵周期，而加料罐數為1。發酵罐數量N:N=20+1=21發酵罐=5m，N=20，多余1罐作為備用發酵罐，發酵罐總數為21個。儲酒罐V=30m，N=21，共600t糯米米酒。設H=2D,則罐體直徑:=1.38m罐體筒體高度:H=2.00D=2.00×1.38=1.45m頭高:ha=0.25D=0.29m=290mm,由于罐體直徑D<2m，hb=10毫米，H=ha+hb=290+10=300罐體總高度:H=H0+2h=1.45+2×0.385=3.09(m)（1）冷卻面積的設計總熱量可按公式進行計算：符號所代表的含義：是指糯米發酵過程中單位時間產生的熱量，是指輻射所損失的熱量，是和其他損失的熱量。（2）的計算糯米米酒中的糖發酵產熱計算:25/180×1000=139(kcal)則G:每罐發酵糯米米酒量G=25×1.045×1000=26125S：糖度降低百分值（％）S=0.01即1％Q：每千克糖發酵放出的熱量(千卡)=26125×0.01×139=36313.75(千卡/小時)（3）輻射所損熱量Q?式中發酵平均溫度為25℃發酵罐內壁溫度為30℃，對流與輻射聯合系數可采用類似計算公式,并設t表=30℃，則冷卻罐底部直接放在地面上，因此發酵罐底部散發出來的熱量視為0，總散熱面積為：=3.14×1.16×2.32﹢3.14×1.5×1.22﹢0.292﹚1/2=8.45+5.814=14.265則千卡/時（4）CO2帶走及蒸發時所損熱量根據發酵產熱的5％計算，那么千卡/小時熱負荷（千卡/小時）1）溫度差（）的計算假設發酵液的恒定發酵溫度為30℃，制冷劑進入時的溫度為，出去的溫度為=（20-10）÷ln2=6.93℃2）傳熱系數k的確定傳熱系數k值為2000千卡/m2.hr.℃3）冷卻面積的確定冷卻面積為：m2冷卻夾套的高度為：4.2冷凍罐的確定4.2.1冷凍罐尺寸的確定圓柱-圓錐的底罐有利于發酵，因此冷卻罐選用此種類型。選用的發酵罐規格為5t，罐體積為，設罐高，下錐底高為：米，取毫米，錐底高為毫米上錐頂高為：令米，取毫米，錐頂高為，約為320毫米。4.2.2冷卻面積的計算將糯米米酒從25℃冷卻到-5℃，每次冷卻2.5噸糯米米酒，每小時糯米米酒的溫度降5℃進行計算，則冷卻能耗千卡/小時根據熱傳遞方程計算：，則耗冷量為Q千卡/小時，制冷劑-10℃的時候入槽，出槽時溫度設定為-5℃。則冷卻的對數值為根據實際情況取值，千卡/m2·hr·℃。傳熱面積4.2.3攪拌機功率的計算攪拌器的直徑為，轉速為200轉/分=3.33轉/秒。糯米米酒密度為公斤·秒2/米4糯米米酒的粘度經計算可得為1.80厘泊=公斤秒/米2雷諾數為攪拌功率為瓦電機系數及功率按10，0.8進行計算經計算得電機功率為瓦=0.140最終取電機的功率為2千瓦。4.3糯米預處理設備選型4.3.1糯米清洗機選用全自動履帶式直通超聲波清洗機。在50℃~80℃的溫度下清洗時，超聲波清洗頻率為25kHZ。4.3.2糯米破碎機要生產600噸糯米米酒，則選用破碎能力約為3t/h的ZG300型號復合破碎機。4.3.3糯米壓榨機的選型糯米在榨汁時會用到壓榨機。糯米發酵后分離出的酒渣也有大量酒液，為了環保節約，因此也需要用到壓榨機。根據壓制要求，選用生產能力為1~3噸的ZMG2000型壓力機。此款壓榨機電機功率5kw，大小為1100×1800mm。4.4橡木桶的選擇選擇優質橡木所做的橡木桶，橡木桶要求防水性能好，不會漏酒液。橡木桶中的單寧可以提高米酒的穩定性、使酒體更加豐滿；通過在橡木桶中陳釀，酒中會溶解許多橡木的風味物質，這些物質會提高糯米米酒口感的復雜性，使酒體豐滿。若選用容量為225L的橡木桶，則需要的桶數量為:600噸=600000千克÷1.045÷225=2552.5水、電、汽平衡5.1水估算結合本廠實際，對生產過程用水量進行計算，保證生產過程的用水量。(1)水處理系統水耗量：原水進水運行水量：S1=3t/h(2)CP系統水耗量：S2=10t/h(3)殺菌系統系統水耗量：S3=10t／h(注：設備運作用水+自身清洗用水)(4)冷卻用水：S4=10t/h(5)灌裝機用水：S5=4t/h(6)沖洗地面用水：S6=3t/h(7)其他用水：S7=2t/h車間每小時用水的最大消耗W：S=S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7=40t/h5.2電估算為了合理設計選擇變配電設備及供電系統中各組成元件，需要根據用電設備的容量對最高的電力負荷進行統計計算(所有設備滿負荷運作)。結合實際，對生產過程用電量采用計算的方法，保證用電量的準確性。計算方法和步驟如下：(1)收奶貯奶系統耗電量：Pl=70kw(2)配料殺菌系統耗電量：P2=200kw(3)發酵、混合、暫存系統耗電量：P3=120kw(4)CIP耗電量：P4=70kw(5)灌裝機耗電量：P5=50kw(6)殺菌系統電量：P6=180kw(7)其他耗電量：P8=10kw綜上所述車間最高耗電量為P=700kw。5.3汽估算計算用汽量的目的是為了能定量的研究生產過程，為過程設計和操作提供最佳化依據。通過用汽量計算，計算生產過程能耗定額指標。應用熱量消耗指標．可對多種工藝設計方案進行比較，以選定最優的生產工藝。用汽量計算也是經濟核算基礎。用汽量計算的結果有助于工藝流程和設備的改進，達到節約能源、降低生產成本的目的。計算方法和步驟如下：溶糖、溶穩定劑耗汽量：Gl=200kg／h水加熱及發酵室耗氣量：G2=2000kg／h(3)脫氣、均質、殺菌總耗汽量：G3=3000kg／h(4)CIP耗汽量：G4=850kg／h(5)灌裝機耗汽量：G5=95kg／h設備總耗汽量：G=6145kg／h以上蒸汽耗量為當所有設備都開啟時的用汽量計算，但根據實際情況得出，不會超過60％用汽設備同時使用，計算：6145×60%=3687kg／h。因此本工廠配備4噸鍋爐二只，一只用于備用，或者在高峰期時兩臺同時運作。6建筑部分6.1車間所需面積要求本設計生產車間建筑外形采用長方形的外形。根據實際生產工藝預算，生產車間長度為60m，寬度設置為30m，高度為6m。 6.2車間房屋結構形式及材料選擇門：本設計中，每個車間有兩道門，分別是前門和后門，為方便設備運輸門的高度比最高的設備高1m，門的寬度比最寬設備寬0.5m；為滿足產品貨物的進出，門的規格要求比裝貨車輛高出0.5m以上，寬出0.5m以上。同時，生產車間的門須有防蟲、防蠅、防鼠裝置，本設計中，車間采用雙層門，即一層紗門和一層開關門。車間內部員工流動選用空洞門設計。在圖紙上表示的代號用“M”來表示門。采光：我國食品工廠生產車間選用的基本上天然采光，本設計中選用的也是天然采光，采光系數是采光面積和車間地坪面積的比值，在1/4～1/6之間。窗戶是車間主要采光的工具，生產車間的采光主要靠開在四周墻壁上的側窗，日光燈照明，日光燈高度為4m，每隔2m安裝一組日光燈。地坪：米酒工廠的生產車間經常受水、酸等具有腐蝕性物質的影響，并且車間地面受運輸車輛來來往往的碾壓，因此車間地坪必須選用硬度較好、標號較高的水泥進行鋪地。地面選用水磨石地面。車間地表坡度采用1.5%~2.0%的地面坡度，并設有地漏排水，從而保證地面廢水及時排除。對內墻面：食品工廠由于需要防霉、防濕、防腐，環境衛生要求較高，因此本工廠對內墻面的要求較高。轉角處理設計為圓弧形，以減少人員工作時的以外碰撞。在內墻面下部的1.8m高處選用150mm×150mm白色瓷磚做墻裙，設置墻裙的目的主要是方便墻面的清洗。內墻粉刷部分選用白水泥沙漿進行粉刷，再在內墻表面涂上過氯乙烯油漆或六偏水性內墻防霉涂料，從而保證內墻面防濕和防霉。溫控：本設計中，生產車間的主要產品為低溫米酒，因此生產車間配有空調裝置，產品庫為冷藏庫，溫度較低。樓蓋：樓蓋部分主要是承重結構、鋪面、天花板等。梁板為承重部分的主要結構，鋪面承擔地面上的作用力并且有效保護承重結構，天花板主要是為了隔音和隔熱。本設計中，采用現澆對樓房進行澆筑，樓房地面取1.5%～2.0%的坡度，以方便樓房的排水，避免樓房積水。建筑結構選用鋼筋混泥土結構，為的是保證廠房建筑的質量。7綜合技術經濟部分7.1各項費用計算7.1.1產品成本表7-1原輔料及包裝材料類別項目消耗定額（kg/天）單價（元/kg）總金額（元）原料鮮奶1000002.525萬輔料白砂糖7500215000包裝玻璃瓶200000.24000包裝紙箱200000.510000包裝六聯杯500000.15000包裝屋頂包150g450000.052250包裝屋頂包250g250000.051250合計28.75萬7.1.2設備投資由設備選型可知設備總投資額為580+62=642萬元7.1.3人員工資表7-2人員工資職業人數平均年薪（萬）每人年薪合計車間主任22040工廠工人368288工廠輔助人員188144辦公室非生產人員3020600后勤人員327224總計1296萬7.1.4設備維修費設備維修費按設備的2%計算=642×2%=12.84萬元7.1.5水電汽費用表7-3水電汽費用統計項目消耗定額（天/噸）單價總金額（元）水200噸/天3元/噸600電500KW/天2元/KW1000煤3噸800元/噸2400總計4000全年水電汽費用為0.4×360=144萬元7.1.6其他不可見支出以全年利潤的0.5%計算。3600萬×0.5%=18萬7.1.7設備折舊費假設設備使用期為8年，則每年的設備折舊費為：（設備投資－設備投資×5%）/設備使用期=（642－642×5%）/8=76萬7.2產品利潤和回收期7.2.1產品利潤估算米酒產品每噸的成本為3800元，出廠價為1元/200ml,則每噸的利潤為:5000×1－3800=1200每天的利潤為100×1200=120000全年的利潤為120000×300=3600萬元7.2.2純利潤估算由以上計算可知，該廠的投資金額為年利潤=利潤－人員費用－設備維修費－水電汽費用－設備折舊－其他支出=3600－1296－12.84－144－76－18=2053萬元表