年產(chǎn)1000噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目目 錄錄精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)年產(chǎn)年產(chǎn) 1000 噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設(shè)計噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設(shè)計鄭其良（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院食品科學(xué)系 ）摘摘 要要：食醋發(fā)酵是淀粉質(zhì)原料經(jīng)糊化、糖化、酒精發(fā)酵之后，在醋酸菌氧化酶的作用下，生成醋酸的過程。食醋原料，按照工藝要求一般可以分為主料、輔料、填充料和添加劑四大類。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三類物質(zhì)。本設(shè)計對醋酸生產(chǎn)的發(fā)酵車間進行了工藝計算和設(shè)備選型。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：食醋、發(fā)酵罐、生料發(fā)酵。一、概述1、食醋的起源與功能食醋是傳統(tǒng)的酸性調(diào)味品，我國釀醋自

2、周朝開始，已有 2500 年歷史。中國各地物產(chǎn)氣候不同，產(chǎn)生了各具特色的地方食醋，保持至今最著名的江蘇鎮(zhèn)江香醋、山西老陳醋、四川保寧麩醋、遼寧喀左陳醋等。 中國醫(yī)藥大典記載，“醋產(chǎn)浙江杭紹二縣為最佳，實則以江蘇鎮(zhèn)江為”，鎮(zhèn)江香醋以糯米為原料，是一種典型的米醋。梁人陶弘景神農(nóng)本草經(jīng)注中就有關(guān)于鎮(zhèn)江米醋用法的記載，據(jù)此，鎮(zhèn)江香醋已有 1400 多年的歷史。性能：味酸、甘，性平。歸胃、肝經(jīng)。能消食開胃，散淤血，止血，解毒。 因原料和制作方法的不同，醋的成品風(fēng)味迥異。醋是用得較多的酸性調(diào)味料。每 100mL 醋中的醋酸含量，普通醋為 3.5g 以上，優(yōu)級醋為 5g 以上。由于醋能改善和調(diào)節(jié)人體的新陳代

3、謝，作為飲食調(diào)料，需要量不斷增長。2、食醋的種類食醋可劃分為釀造醋、合成醋、再制醋三大類。釀造醋是用糧食等為原料，經(jīng)微生物制曲、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等階段釀制而成。除主要成分醋酸外，還含有各種氨基酸、有機酸、糖類、維生素、醇和酯等營養(yǎng)成分和風(fēng)味成分。合成醋是用化學(xué)方法合成的醋酸配制而成，缺乏發(fā)酵調(diào)味品的風(fēng)味，質(zhì)量不佳。再制醋是以釀造醋為基料，經(jīng)過進一步加工制成，如五香醋、蒜醋、固體醋等。3、食醋的原料食醋原料，按照工藝要求一般可以分為主料、輔料、填充料和添加劑四大類。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三類物質(zhì)。輔料，一般使用谷糠、麩皮或豆粕作輔料。他們不僅含有一定量的碳水化合物，而且含有豐富

4、的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)，為釀醋用微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)，并增加成醋的糖分和氨基酸含量，形成醋的色香味成分。填充料，固態(tài)發(fā)酵法制醋以及速釀法制醋都需要填充料，其主要作用是疏松醋醅，積存和流通空氣。添加劑：食鹽，醋醅發(fā)酵成熟后要及時加入食鹽以抑制醋酸菌，防止醋酸菌將醋酸精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)分解，同時食鹽還起到調(diào)和風(fēng)味的作用。砂糖、香辛料，能增加醋的甜味，并賦予食醋特殊的風(fēng)味。炒米色，能增加醋色澤及香氣。4、食醋的生產(chǎn)工藝食醋的生產(chǎn)工藝分固態(tài)法及液態(tài)法兩類。 (1) 固態(tài)法釀醋工藝 傳統(tǒng)的固態(tài)法釀醋工藝主要有 3 種。1、用大曲制醋：以高粱為主要原料，利用大曲中分泌的酶，進行低溫糖化與酒

5、精發(fā)酵后，將成熟醋醅的一半置于熏醅缸內(nèi)，用文火加熱，完成熏醅后，再加入另一半成熟醋醅淋出的醋液浸泡，然后淋出新醋。最后，將新醋經(jīng)三伏一冬日曬液與撈冰的陳釀過程，制成色澤黑裼、質(zhì)地濃稠、酸味醇厚、具有特殊芳香的食醋。著名的有山西老陳醋。2、用小曲制醋：以糯米和大米為原料，先利用小曲（又稱酒藥）中的根霉和酵母等微生物，在米飯粒上進行固態(tài)培菌，邊糖化邊發(fā)酵。再加水及麥曲，繼續(xù)糖化和酒精發(fā)酵。然后酒醪中拌入麩皮成固態(tài)入缸，添加優(yōu)質(zhì)醋醅作種子，采用固態(tài)分層發(fā)酵，逐步擴大醋酸菌繁殖。經(jīng)陳醋釀后，采用套淋法淋出醋汁，加入炒米色及白糖配制，澄清后，加熱煮沸而得香醋。著名的有鎮(zhèn)江香醋。3、以麩皮為主料，用糯米加

6、酒或蓼汁制成醋母進行醋酸發(fā)酵，醋醅陳釀一年，制得風(fēng)味獨特的麩醋。著名的有四川保寧（今閬中縣）麩醋及四川渠縣三匯特醋。固態(tài)發(fā)醋法釀醋，由于是利用自然界野生的微生物，所以發(fā)酵周期長，醋酸發(fā)酵中又需要翻醅，勞動強度大。目前已采用純種培養(yǎng)麩曲作糖化劑，添加純種培養(yǎng)酵母菌制成的酒母，進行酒精發(fā)酵，再用純種培養(yǎng)醋酸菌制成的醋母，進行醋酸發(fā)酵而制得食醋。也有采用酶法液化通風(fēng)回流法，將原料加水浸泡磨漿后，先添加細(xì)菌 -淀粉酶加熱液化,再加麩曲糖化,糖化醪冷卻,加入酒母進行酒精發(fā)酵,待酒精發(fā)酵結(jié)束,將酒醪、麩皮、礱糠與醋母充分混合后，送入設(shè)有假底的醋酸發(fā)酵池中，假底下有通風(fēng)洞，可讓空氣自然進入，利用自然通風(fēng)及醋

7、回流代替翻醅，并使醋醅發(fā)酵溫度均勻，直至成熟。酶法液化通風(fēng)回流法的產(chǎn)量，出醋率和勞動生產(chǎn)率均比傳統(tǒng)法高。(2) 液態(tài)法釀醋工藝 傳統(tǒng)的液態(tài)法釀醋工藝有多種。1、以大米為原料，蒸熟后在酒壇中自然發(fā)霉，然后加水成液態(tài)，常溫發(fā)酵 3-4 個月。醋醪成熟后，經(jīng)壓榨、澄清、消毒滅菌，即得色澤鮮艷、氣味清香、酸味不刺鼻、口味醇厚的成品。著名的有江淅玫瑰米醋。2、以糯米、紅曲、芝麻為原料，采用分次添加法，進行自然液態(tài)發(fā)酵，并經(jīng) 3 年陳釀，最后加白糖配制而得成品。著名的有福建紅曲老醋。3、以稀釋的酒液為原料，通過有填充料的速釀塔內(nèi)進行醋酸發(fā)酵而成，如遼寧省丹東白醋。液態(tài)發(fā)酵法制醋也漸采用深層發(fā)酵新工藝。淀粉

8、質(zhì)原料經(jīng)液化、糖化及酒精發(fā)酵后，酒醪送入發(fā)酵罐內(nèi)，接入純粹培養(yǎng)逐級擴大的醋酸菌液，控制品溫及通風(fēng)量，加速乙醇的氧化，生成醋酸，縮短生產(chǎn)周期。發(fā)酵罐類型較多，現(xiàn)已趨缶使用自吸式充氣發(fā)酵罐。它于 50 年代初期被聯(lián)邦德國首先用于食醋生產(chǎn)，稱為弗林斯醋酸發(fā)酵罐，并在 1969 年取得專利。日本、歐洲諸國相繼采用。中國自 1973 年開始使用。食醋品種雖然繁多、工藝條件各具特色，但食醋釀造的基本工藝流程包含淀粉糖化、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵三個階段。具體工藝流程如下：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)大米可發(fā)酵糖酒精醋酸CO2糊精等圖 1、醋酸基本工藝流程5、液態(tài)法食醋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1) 感官指標(biāo) 具有

9、本品種固有的色澤; 有正常釀造食醋的滋味。(2) 理化指標(biāo)指標(biāo)指標(biāo)項目項目糧食醋其他醋總酸（以醋酸計）含量/(g/100ml)3.5無鹽固型物含量/(g/100ml)1.51.0二、設(shè)計任務(wù)書年產(chǎn) 1000 噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設(shè)計生產(chǎn)方案和流程的確定（一）生產(chǎn)方案的確定生料發(fā)酵制酒傳統(tǒng)發(fā)酵制醋。淀粉質(zhì)原料經(jīng)生料酒精發(fā)酵后，在傳統(tǒng)發(fā)酵池中醋酸發(fā)酵。具有節(jié)省能源，醋香味好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。原料選擇玉米、大米，長江以北以玉米原料為主，長江以南習(xí)慣以大米為原料，且大米制出來的醋口感較好。（二）生產(chǎn)流程的確定1. 糖化劑及菌種選擇糖化選擇液化酶和糖化酶。酵母菌選用安琪酒精發(fā)酵活性干酵母，菌培養(yǎng)的最適

10、溫度為 2530 度。醋酸菌選用上海產(chǎn)復(fù)合醋酸菌，生長繁殖適宜溫度 2527.5 度，不耐熱，最高生長溫度 37 度，最適 PH3.56.5，耐食鹽為 1%1.5%。該菌產(chǎn)酸高達11.5%，對醋酸沒有進一步的氧化作用。2. 原料預(yù)處理（1）原料的篩選和除雜1.剔除霉變的原料，除去附著的塵土和雜物。2.對帶有皮殼的原料去除皮殼。3.處理方法采用分選機篩選和水洗滌。（2）粉碎與水磨擴大原料同微生物酶的接觸面積，使有效成分被充分利用，大多數(shù)情況下先粉碎。粉碎常用設(shè)備是：錘式粉碎機、刀片軋碎機、鋼磨。技術(shù)要點：細(xì)度50 目；濃度 1820Be；pH4.24.0（試紙測定） 。工藝參數(shù)：加水浸泡 1h；

11、用乳酸調(diào) pH；加中溫 -淀粉酶 0.25%（酶活力2000u/g） ，-淀粉酶（200 單位克） 。 3. 生料酒精發(fā)酵：淀粉醪液（加水比為 1：3-4）調(diào)整 PH4.04.2加入 -淀粉酶、-淀粉酶、活性干酵母（ 0.2%）保溫發(fā)酵（2830）發(fā)酵至終點技術(shù)要點：酒精含量 8.0%8.5%；酸度 0.3%0.4%；總醪量為原料之56 倍。發(fā)酵時間 1216 天。醋酸菌醋酸發(fā)酵精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3. 醋酸發(fā)酵向酒精發(fā)酵醪中接入醋酸菌，在適宜的條件下，乙醇經(jīng)醋酸菌的作用氧化為乙酸的過程稱為醋酸發(fā)酵，它是釀醋的主要環(huán)節(jié)，直接影響到食醋的產(chǎn)量與食醋的風(fēng)味。醋酸發(fā)酵工序由醋酸

12、菌種子培養(yǎng)、醋酸發(fā)酵和陳釀等組成。1.醋酸菌種子培養(yǎng)釀醋過程中的醋酸發(fā)酵常在非嚴(yán)格無菌條件下進行，所以微生物種類復(fù)雜，但醋酸菌是醋酸正常發(fā)酵醪液中的主要微生物，它能氧化酒精為醋酸，有些醋酸菌還能把葡萄糖氧化成葡萄糖酸。傳統(tǒng)釀醋多采用自然醋酸菌，目前多采用純種醋酸菌。醋酸菌種子培養(yǎng)工業(yè)流程如下：種子固態(tài)培養(yǎng)：4%8%酒精發(fā)酵醪，醋酸種子酸度 2.5%3.0%，接種量2%3%；加入適量麩皮和稻殼；培養(yǎng)溫度 3235；并注意翻拌，培養(yǎng)時間24 天。醋酸菌種子培養(yǎng)與其它微生物種子培養(yǎng)一樣，除了使微生物繁殖以外，還有一個馴化作用，即使微生物適應(yīng)于生產(chǎn)的要求，所以，在種子培養(yǎng)的前階段，培養(yǎng)基的組成、培養(yǎng)條

13、件多采用較優(yōu)的工藝參數(shù)；而在培養(yǎng)的后階段，多采用接近于生產(chǎn)要求的工藝參數(shù)。2.醋酸發(fā)酵技術(shù)要點：酒液酒度 5%6%；醋酸發(fā)酵液酸度 4.5%5.5%。工藝參數(shù)：接種溫度 2830；發(fā)酵溫度 3234，最高不超過 36；注意每天檢查溫度、進行及時醅；培養(yǎng)時間 1216 天。醋酸菌含有乙酰輔酶 A 合成酶，能催化醋酸氧化，反應(yīng)生成的乙酰輔酶 A進入三羧酸循環(huán)，進一步氧化為 CO2和 H2O。其反應(yīng)式如下：332CH COOHCoASHCH COSCoAH O所以，醋酸發(fā)酵成熟時就要加入 2%5%的食鹽，以抑制醋酸菌的活性。4. 壓醅技術(shù)要點：醋酸發(fā)酵結(jié)束后，及時添加食鹽以防治醋酸過度氧化。并進行壓

14、醅。5. 淋醋及熏醋壓醅 36 個月后進行淋醋：其操作要點是采取三套淋方法進行，需要熏醅的進行 90熏醅 2 天進行淋醋。6.配兌和滅菌技術(shù)要點：滅菌后成品醋酸3.5%；醋液紅褐色，無混濁，無沉淀，無異味；細(xì)菌數(shù)5000 個/ml。工藝參數(shù)：滅菌溫度 80，維持適當(dāng)時間；苯甲酸鈉添加量為 0.06%0.1%）三、工藝設(shè)計及計算（一）工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1. 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)食醋 1000t（醋酸含量 4% 質(zhì)量分?jǐn)?shù)）2. 生產(chǎn)工藝：生料制酒，固態(tài)制醋3. 工作制度：全年工作 300 日，三班作業(yè)。4. 食醋日產(chǎn)量：3.5t5. 食醋年產(chǎn)量：1150t6. 副產(chǎn)品年產(chǎn)量：次級食醋占食醋總量的 2

15、%。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)7. 產(chǎn)品質(zhì)量：符合 GB181872000 國家標(biāo)準(zhǔn)釀造食醋8. 大米原料含淀粉 70%, 水分 13%。9. -淀粉酶用量為 16u/g 原料，糖化酶用量為 220u/g 原料。10. 醋酸發(fā)酵罐發(fā)酵周期 16d、周期數(shù) 300/16 = 19。（二）物料計算1. 主要原料的物料衡算（1）淀粉糖化物料衡算淀粉質(zhì)原料加水加熱糊化后，加入糖化曲或淀粉酶進行糖化，物料衡算總方程式6105261261nC H OnH OnC H O1621801g1.11g理論上 1g 淀粉完全水解后能生成 1.111g 葡萄糖。但由于糖化酶的活力、種類、糖化工藝的原

16、因，淀粉原料中支鍵淀粉和直鏈淀粉的比例不同，糖化結(jié)束后糖化醪中糖和非糖的比例控制不同等，因而使得糖化效果頗有差異，實際的糖化率一般以理論的 75%-85%計算，即實際上 1g 淀粉能生成 0.8330.944g 葡萄糖。這里取 80%，即 1g 淀粉能生成 0.888g。（2）酒精發(fā)酵物料衡算向糖化醪液中接入酵母菌進行酒精發(fā)酵，其物料衡算可以用下列生化反應(yīng)的總方程式為基礎(chǔ)：612625222C H OC H OHCO180 246881g 0.51g理論上 1g 葡萄糖能生產(chǎn) 0.51g 酒精，但由于酵母菌的生長繁殖、中間代謝產(chǎn)物的生成、酒精的揮發(fā)等，實際的酒精得率一般以理論酒精得率的 85%

17、計算，即實際上 1g 葡萄糖能生成 0.434g 左右的酒精。（3）醋酸發(fā)酵物料衡算向酒精醪液中接入醋酸菌，進行醋酸發(fā)酵，其物料衡算可以用下列生化反應(yīng)的總方程式為基礎(chǔ)25232C H OHOCH COOHH O4660 181g1.30g根據(jù)總方程式計算得到：理論上 1g 酒精能生產(chǎn) 1.30g 醋酸。但由于醋酸菌的生長繁殖，發(fā)酵過程中酒精和醋酸的揮發(fā)，以及醋酸的進一步氧化等，實際的醋酸得率一般以理論得率的 80%計算，實際上 1g 酒精能生產(chǎn) 1g 左右的醋酸。由上述計算得知，用淀粉質(zhì)原料釀醋時，1g 純淀粉能生成 0.888g 葡萄糖，經(jīng)酒精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精發(fā)酵得

18、到 0.385g 酒精，再經(jīng)醋酸發(fā)酵可以得到 0.385g 醋酸。即 1t 食醋含 40kg 醋酸，需 40/0.385 = 103.9kg 淀粉，需大米 103.9/0.7 = 148.4 kg。（4）大米年消耗量1150t 食醋中醋酸含量：11504% = 46t生產(chǎn) 46t 醋酸需要淀粉：46/0.385 = 119t年消耗大米量：119/0.7 = 170t（5）- 淀粉酶消耗量 應(yīng)用酶活力為 2000u/g 的 淀粉酶使淀粉液化，促進糊化，可減少蒸汽消耗量。-淀粉酶用量按 16u/g 原料計算。全年用酶量為： 17016 = 1.36t 2000單耗量： 1.36103/1150= 1.18kg/t（6）糖化酶用量 所用糖化酶的活力為 u/g，使用量為 200u/g 原料，則糖化酶消全年耗量為：170200 = 0.34 t 10000單耗量： 0.34103/1150 = 0.3kg/t（7）乳酸用量單耗：0.15 kg/t：全年投料量：0.151150 = 172.5kg表 1、 原料消耗表（1000t/a）名稱規(guī)格單耗全年投料量大米淀粉含量 70%148.4kg/t46103kg- 淀粉酶2000u/g0.594kg/t1.36103kg精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)糖化酶u/g0.3kg/t0.34103kg乳酸0.15kg/t70