【正文】 本地收購2綿白糖t/a汽車本地采購3檸檬酸t(yī)/a汽車本地采購4包裝材料t/a9000汽車二運出量1成品海棠果醋t/a17000汽車/火車/輪船2海棠果渣t/a汽車三總計t/a 總圖繪制（圖紙）第三章 生產(chǎn)工藝 原料及產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 海棠果的質(zhì)量指標(biāo)海棠果實形狀一般分為圓形或者卵圓形，果色有兩大類型：紅色、黃色，黃色一般是黃底紅暈。果實個頭能達(dá)到2~3cm，果肉白嫩、多汁，可溶性固形物達(dá)1719%，其出汁率為80%左右。 海棠果醋飲料指標(biāo)（1）感官指標(biāo)滋味：柔和、清爽，無其它異味氣味：具有海棠果醋特有的芳香氣味色澤：微黃體態(tài)：無懸浮物及雜質(zhì)（2）理化指標(biāo)總酸（以醋酸計） ≧氨基酸態(tài)氮 ≧還原糖 ≧ g/100mL砷(以砷計) ≦鉛（以鉛計） ≦銅（以銅計） ≦ mg/kg游離礦酸 不得檢出食品添加劑 　 　執(zhí)行（ＧＢ２７６０—２０１１）標(biāo)準(zhǔn)（3）衛(wèi)生指標(biāo)菌落總數(shù) ≦100cfu/ mL大腸菌群 ≦3MPN/ 100mL沙門氏菌 不得檢出 生產(chǎn)技術(shù)方案選擇 產(chǎn)品方案產(chǎn)量：年產(chǎn)海棠果醋飲料8000噸產(chǎn)品品種：200mL玻璃瓶（回收型）、225mL利樂枕裝、338mL塑料瓶裝，針對各類人群的海棠果醋飲料。 生產(chǎn)方法的選擇和對比清洗海棠果的目的是除去海棠果中所攜帶的微生物和附著在海棠果表面的殺蟲劑。海棠果的清洗有流槽清洗、刷洗、噴淋等，一般幾種方法結(jié)合起來使用，生產(chǎn)中常用的清洗裝置由兩部分組成：第一部分是浸泡和洗滌池，通過噴射水力洗去果皮上的污物；第二部分是一個傾斜的輥子輸送器、將洗凈的海棠果從清洗池中輸出，其上還有若干組水噴淋器對水果進(jìn)行噴洗[1] 王頡，食品工廠設(shè)計與環(huán)境保護(hù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006[2] 宋紀(jì)蓉、黃潔、徐抗震、馬海霞，果品生物加工技術(shù)與資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，20062]。海棠果分選的目的主要是將腐爛的海棠果和容易造成機(jī)械損傷、影響產(chǎn)品質(zhì)量的雜物挑選出來。為了提高工作效率、降低勞動力成本，分選工序在激光分選機(jī)中進(jìn)行。海棠果是仁果類水果，它比漿果類水果的硬度高，皮和肉質(zhì)致密、堅硬。為了提高出汁率，在榨汁之前要先進(jìn)行破碎。破碎的果塊要大小適宜且均勻。果塊過大，因為壓力不易作用到果塊的中心部分，出汁率低；果塊過小，榨汁時水果外層的果汁很快被榨出，果渣可能會被壓實，內(nèi)部果汁流出的通道會被堵塞，出汁率就會降低。破碎時，果塊的直徑或當(dāng)量直徑保持在3~4mm，并且要盡量避免物料與空氣接觸，以防止果肉褐變。同時在果實破碎時一定要添加護(hù)色劑如維生素C、檸檬酸等，一般采用噴淋式添加方式，一邊破碎一邊向破碎好的物料中噴灑護(hù)色劑[3] [比]Carl Lachat、馬兆瑞，蘋果酒釀造技術(shù)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，20043]。目前常用的破碎設(shè)備有錘片式破碎機(jī)、齒板式離心破碎機(jī)和篩筒式離心破碎機(jī)。錘片式破碎機(jī)，主要由一個鉸鏈連有許多錘片的轉(zhuǎn)輪、圓柱篩網(wǎng)和電動機(jī)組成。機(jī)器不運轉(zhuǎn)時，錘片垂直懸掛在轉(zhuǎn)輪上，機(jī)器轉(zhuǎn)動時，因受到離心力的作用，錘片甩起和轉(zhuǎn)輪的直徑方向一致。果實喂入機(jī)器后，受到錘片的打擊而破碎，當(dāng)海棠果塊小于篩孔的尺寸時，即通過篩孔漏下。錘片式破碎機(jī)的破碎能力強(qiáng)、生產(chǎn)率高，遇到剛性雜物如石頭時，可被推起，而不會損傷機(jī)器，錘片磨損后還可以更替。但是物料在機(jī)器中要被破碎到小于篩孔時才能排出機(jī)外，在機(jī)器中停留的時間較長，與氧氣接觸的時間較長，褐變較重。篩筒式離心破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)稍簡單一些，它由一個葉輪和一個篩筒構(gòu)成破碎室。篩筒的內(nèi)表面不光滑，成魚眼狀，魚眼向篩筒內(nèi)側(cè)凸起，魚眼的邊緣比較鋒利，具有切割的作用。物料進(jìn)入破碎室后，在葉輪的推動下，因受到離心作用緊貼篩筒表面。在沿篩面運動時被魚眼切碎，切下的果肉顆粒掉出機(jī)外。這種機(jī)器的工作質(zhì)量也比較好，機(jī)器的成本較低，但篩筒的材料要耐磨，強(qiáng)度也要高，否則篩筒容易變形，刀刃磨損快。齒板離心破碎機(jī)主要由一個做回轉(zhuǎn)運動的人字形葉輪和一個固定的齒刀筒組成，人字形葉輪和齒刀筒構(gòu)成破碎室。帶鋸齒的刀桿和固定筒組成齒刀筒，鋸齒刀桿安裝在固定筒的縫隙里，安裝刀桿部分約占固定筒圓周的一半，每相鄰的兩把刀片之間的筒壁上都有一條縫隙，果實進(jìn)入破碎室后，被高速旋轉(zhuǎn)的葉輪（轉(zhuǎn)速一般為1600r/min）拋向齒刀筒壁，離心力的作用下，果實緊貼在筒壁上。葉輪推動果實沿筒壁作圓周運動，刀齒將海棠果切碎。切碎的果塊通過刀齒桿之間的間隙立即掉下去。這種破碎機(jī)可將海棠果破碎成要求的果塊尺寸，并且大小均勻，由于被破碎的顆粒能立刻排出機(jī)外，果肉與空氣接觸的時間比較短，不容易褐變。為了讓榨汁的出汁率高、榨出的果汁中含有空氣和果肉顆粒少、褐變和含有的營養(yǎng)素?fù)p傷少，生產(chǎn)效率高等，生產(chǎn)中常采用包裹式榨汁機(jī)、臥式圓筒榨汁機(jī)和帶式榨汁機(jī)。帶式榨汁機(jī)是當(dāng)今果汁生產(chǎn)中較新進(jìn)的榨汁設(shè)備，主要由不銹鋼、果泥分布器、榨汁輥、過濾帶、清洗裝置和驅(qū)動裝置組成。機(jī)器運行時，果泥首先被泵到由若干個噴頭組成的果泥分布器中，然后從噴頭噴出并經(jīng)由水平導(dǎo)向板均勻分布，由傳感器控制果泥層的厚度。其后果泥由濾帶送入配對組合的榨汁輥中，并受到擠壓而排出果汁，隨著榨汁過程的進(jìn)行，榨汁輥的直徑逐漸變小，從而對果泥施加的壓力就會逐漸增大。最后，被擠出的果汁會經(jīng)濾帶上的濾孔流出并匯入集汁槽?？紤]到海棠果汁容易褐變和成本等各種因素，本工廠選用的海棠果破碎機(jī)械為齒板離心破碎機(jī)，選用的榨汁機(jī)是臥式帶式榨汁機(jī)。壓榨時常加入果膠酶，用來分解海棠果中的果膠物質(zhì)，從而提高出汁率和原料利用率。由于氣候條件、地域差別和栽培管理等因素的影響，每批榨出的海棠果汁的成分都有所不同，為了使釀造出的海棠果醋飲料成分、口感和規(guī)格一致，就需要對海棠果汁進(jìn)行成分調(diào)整。通常海棠果汁中含有82%的水分，除水之外主要是碳水化合物、維生素、含氮物質(zhì)、色素、單寧、礦物質(zhì)、酶、脂類及芳香物質(zhì)等固形物。其中主要物質(zhì)如下：糖：%，釀造海棠果醋時，酵母先將糖轉(zhuǎn)化為酒精，再經(jīng)過發(fā)酵，酒精轉(zhuǎn)化成醋酸，所以海棠果汁中糖的含量決定了海棠果醋飲料中醋酸的含量。有機(jī)酸：～14g/L之間，包括奎寧酸（～5g/L）、檸檬酸、蘋果酸。含氮物質(zhì)：海棠果中可溶性含氮物質(zhì)的含量在40～350mg/L之間，主要以天門冬氨酸、谷氨酸、天門冬酰胺等形式存在。單寧：單寧是一類具有兒茶酚、黃酮醇及黃烷酮醇結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，～，包括綠原酸、根皮甘、表兒茶酸等，是海棠果醋飲料中苦味和澀味的主要來源。揮發(fā)性芳香物質(zhì)：海棠果汁中含量在7～17mg/L，主要芳香成分為2—甲基丁酸乙酯、乙酸戊酯、己酸戊脂等。維生素：海棠果中含有多種人體及其酵母繁殖生長所必須的維生素，其中維生素C含量最高。礦物質(zhì)：海棠果汁中礦物質(zhì)的含量非常豐富，主要有鈣、鐵、鎂、磷、鉀、鋅、銅、錳等。果膠物質(zhì)：海棠果汁中果膠物質(zhì)豐富，含量在5～18g/L之間。在海棠果醋飲料加工生產(chǎn)中，主要是利用海棠果中的糖類通過酒精發(fā)酵轉(zhuǎn)化成酒精，酒精再通過醋酸發(fā)酵生成醋酸。本工藝設(shè)計中要求海棠果汁在酒精發(fā)酵后酒精度為7%，而果汁中所含的糖類在酒精發(fā)酵后酒精含量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，因此果汁釀造前必須測出果汁中糖的準(zhǔn)確含量，然后計算出需要添加糖的量。在生產(chǎn)中為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少因攪拌等而損耗的原料等，%～%的綿白糖。將綿白糖邊攪拌邊緩慢加入果汁中，而不是將果汁加入綿白糖中，否則綿白糖會在發(fā)酵液底部沉積。為了避免因糖的加入造成高滲透壓影響酵母發(fā)酵，綿白糖一般分兩次加入，根據(jù)發(fā)酵進(jìn)程第一次加糖與第二次加糖的時間間隔可通過檢測二氧化碳的釋放量來決定。海棠果汁中含有1%%左右的檸檬酸，在海棠果醋飲料的生產(chǎn)過程中，這些有機(jī)酸與發(fā)酵形成的刺激性醋酸相輔相成，使得最終的產(chǎn)品酸味柔和協(xié)調(diào)。將果汁的酸度調(diào)整到合適的程度對每一個釀造師是一個挑戰(zhàn)，常用的方法是給果汁中添加酸或用水稀釋，或者將兩種酸度不同的果汁混合到所需要的酸度。當(dāng)果汁中酸度過低時可添加檸檬酸，當(dāng)果汁中酸度過高時，用化學(xué)試劑中和或者與酸度較低的果汁混合?！?%，本廠生產(chǎn)的海棠果醋飲料的醋酸含量控制在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。4. 酒精發(fā)酵中酵母的制備、選擇及其培養(yǎng)酒精發(fā)酵是制醋的關(guān)鍵步驟，酒精發(fā)酵是酵母菌在無氧條件下將葡萄糖經(jīng)EMP途徑分解成丙酮酸，然后在酒精發(fā)酵關(guān)鍵酶丙酮酸脫羧酶作用下脫羧生成乙醛和二氧化碳，最后乙醛被還原為乙醇?？偦瘜W(xué)反應(yīng)式：C6H12O6+2Pi→2CH3CH2OH+2ATP海棠果醋的質(zhì)量在很大程度上取決于用于酒精發(fā)酵的酵母，每種酵母都具備本身的特性，并且會影響到發(fā)酵的結(jié)果。所以向果汁中添加的酵母必須慎重選擇，選取對海棠果醋有優(yōu)良效果的酵母進(jìn)行純化培養(yǎng)。由于酵母菌經(jīng)過長時間的低溫保藏，斜面試管的細(xì)胞已經(jīng)處于衰老狀態(tài)，所以酵母菌需要轉(zhuǎn)接在總糖含量為10%的海棠果汁制成的新鮮斜面培養(yǎng)基上，在28℃的恒溫下培養(yǎng)使其活化，使酵母菌處于旺盛生長的狀態(tài)。菌種經(jīng)過活化后，還需要經(jīng)過幾次擴(kuò)大培養(yǎng)才能得到用于生產(chǎn)的酵母。所有操作均在無雜菌的條件下進(jìn)行。斜面培養(yǎng)：麥芽汁100ml，接入酵母菌，在25～28℃下培養(yǎng)24h。一級擴(kuò)大培養(yǎng)：取15150mm試管3只，向每只試管中加入5ml新鮮海棠果汁，在121℃條件下高壓滅菌20min，冷卻后用接種環(huán)，從酵母菌斜面培養(yǎng)基上取酵母菌接入試管內(nèi)，置于恒溫培養(yǎng)箱中，在25～28℃下培養(yǎng)24h。二級擴(kuò)大培養(yǎng)：取250ml三角瓶3個，向每個三角瓶中加入100ml新鮮海棠果汁，在121℃條件下高壓滅菌20min，冷卻之后按3%的接種量接入一級試管中培養(yǎng)的酵母菌，置于恒溫培養(yǎng)箱中，在25～28℃下培養(yǎng)24h。活性干酵母的活化：干酵母在使用之前需要復(fù)水活化制成酵母乳液，以便于恢復(fù)酵母細(xì)胞的正常功能。在36～38℃條件下，濃度為2～4%的糖水中復(fù)水活化30～90min制成酵母乳液。為了提高酵母的發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量，所用的純粹培養(yǎng)酵母菌種都需要進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，篩選出強(qiáng)健的酵母菌種。強(qiáng)健的酵母菌種具有以下特征：（1）發(fā)酵啟動快，發(fā)酵啟動時間越長，感染其他雜菌的機(jī)會越多；（2）具有較強(qiáng)的二氧化硫耐受能力；（3）束縛二氧化硫的能力弱；（4）酒精發(fā)酵能力較強(qiáng)，添加糖時，能達(dá)到所需的酒精含量，具有穩(wěn)定的發(fā)酵特性，發(fā)酵行為可以預(yù)測；（5）能使糖完全發(fā)酵，殘?zhí)沁^多會引起果酒腐敗；（6）發(fā)酵速度快，但不產(chǎn)生劇烈的發(fā)酵。（7）不產(chǎn)生不良風(fēng)味物質(zhì)；（8）所發(fā)酵產(chǎn)品具有良好的總體風(fēng)味；（9）發(fā)酵結(jié)束時可以凝聚，便于從果酒中分離出來。本設(shè)計所用的篩選方法是：將濃縮海棠果汁稀釋至含量為30%，分裝在50mL的三角瓶中，同時加入適量的K2S2O5對海棠果汁滅菌。選擇優(yōu)質(zhì)的純粹培養(yǎng)釀酒酵母為出發(fā)菌株，采用改進(jìn)的激光器進(jìn)行柱面掃描，通過計算機(jī)可精確地改變激光器參數(shù)（功率、掃描時間、光斑大小等），對出發(fā)菌株進(jìn)行輻射。并將被不同激光輻射誘變的菌種進(jìn)行純種培養(yǎng)，觀察其形態(tài)、發(fā)酵能力、發(fā)酵原酒的口味等進(jìn)行初篩，再進(jìn)行小規(guī)模游離酵母果汁發(fā)酵實驗進(jìn)行復(fù)篩，以發(fā)酵的最終酒精濃度為指標(biāo)，篩選出發(fā)酵速度快、產(chǎn)酒能力強(qiáng)、能徹底轉(zhuǎn)化還原糖、風(fēng)味與口感均較好的突變株。發(fā)酵醪液成分調(diào)整好，添加二氧化硫1224h 以后，再添加液體酵母使海棠果汁進(jìn)行發(fā)酵，為了保證發(fā)酵順利進(jìn)行，獲得質(zhì)量上乘而且穩(wěn)定一致的海棠果醋飲料產(chǎn)品，本設(shè)計使用液體酵母來發(fā)酵。添加液體酵母可使它很快占發(fā)酵的主導(dǎo)地位，減小其它雜菌的繁殖機(jī)會，使海棠果醋順利發(fā)酵，殘?zhí)堑蚚4][J].食品研究與開發(fā)，1991（3）：43～464]。將原料中的含糖量調(diào)整到10%左右，海棠果汁中加入10%至15%經(jīng)活化后的液體酵母攪拌均勻，在30℃的恒溫條件下發(fā)酵，發(fā)酵時間是72小時，當(dāng)酒精度上升到7%至8%、%以下時終止發(fā)酵。在一定范圍內(nèi)，接種量越大，發(fā)酵速度越快，發(fā)酵液在24h內(nèi)已經(jīng)開始產(chǎn)生明顯氣泡，在120h內(nèi)發(fā)酵基本完成。這是因為接種量越大，菌體生長量越大，代謝物也越多。隨著發(fā)酵時間的增長，發(fā)酵液中的營養(yǎng)物質(zhì)被消耗，另外酒精對酵母也有抑制作用，發(fā)酵速度逐漸降低。但是接種量過大，海棠果汁中的營養(yǎng)物質(zhì)被用于細(xì)胞生長繁殖上，代謝的底物變少，從而發(fā)酵代謝物并沒有因接種量的增大而增加。另外酵母接種量過大會引起發(fā)酵過猛，這也會造成溫度難以控制以及風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)過多等問題。因此，選擇酵母菌的添加量為4%最為合適。、選擇及其擴(kuò)大培養(yǎng)醋酸菌是海棠果醋飲料中醋酸發(fā)酵階段的主要菌種，它具有氧化乙醇生成醋酸的能力，乙醇先轉(zhuǎn)化為乙醛，乙醛再轉(zhuǎn)化成乙酸：E1E2 CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH其中E1是乙醇脫氫酶，E2是醛脫氫酶。海棠果醋飲料的醋酸發(fā)酵階段常用的微生物是醋酸菌。醋酸菌主要分為醋酸桿菌（）和葡萄糖酸桿菌（Cluconobacter asai）兩類。醋酸桿菌在醋酸發(fā)酵時具有較強(qiáng)大的氧化能力；而葡萄糖酸桿菌主要用于山梨醇的發(fā)酵，具有強(qiáng)大的氧化葡萄糖等還原糖的能力。醋酸菌屬于專性好氧細(xì)菌，它具有氧化乙醇的能力是因為其細(xì)胞膜上含有高活性的乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶復(fù)合體。由于不同的醋酸菌含有的酶活力不同，因而將乙醇氧化為醋酸的能力也不同，所以醋酸發(fā)酵過程中菌種的選擇非常重要。目前已見報道的有50多種，而釀造食用醋常用的只有4～5種。在釀造食醋中選擇醋酸菌的標(biāo)準(zhǔn)是：（1） 氧化酒精速度快；（2） 耐酸性強(qiáng)；（3） 不分解醋酸制品；（4） 風(fēng)味良好。該細(xì)菌呈桿狀，常呈鏈狀排列，無運動性、無芽孢。在不良環(huán)境條件下，細(xì)胞會伸長變成線性、棒形或者管狀膨脹。平板培養(yǎng)時菌落隆起，表面平滑，菌落呈灰白色，液態(tài)培養(yǎng)時形成菌膜。該細(xì)菌生長最適溫度為28～30℃，發(fā)酵產(chǎn)酸溫度為28～33℃，～。產(chǎn)酸不理想、風(fēng)味不佳，并且在生產(chǎn)工藝上主要將生產(chǎn)糧食醋的工藝技術(shù)用于海棠果醋釀造，對醋酸菌種及海棠果品種適應(yīng)性沒有系統(tǒng)深入的研究。缺乏醋酸菌種、工藝技術(shù)方法對海