【正文】 食等為原料，經(jīng)微生物制曲、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等階第 4 頁 共 31 頁 段釀制而成。 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。 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。 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。著名的有山西老陳醋。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。 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(qiáng)度大。 (2) 液態(tài)法釀醋工藝 傳統(tǒng)的液態(tài)法釀醋工藝有多種。 以糯米、紅曲、芝麻為原料，采用分次添加法，進(jìn)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。淀粉質(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(kuò)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。中國自1973 年開始使用。 (2) 理化指標(biāo) 項(xiàng)目 指標(biāo) 糧食醋 其他醋 總酸（以醋酸計(jì)）含量 /(g/100ml) ≥ 無鹽固型物含量 /(g/100ml) ≥ ≥ 一、 設(shè)計(jì)任務(wù) 年產(chǎn) 5000 噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設(shè)計(jì) 大米 可發(fā)酵糖 酒精 醋酸 CO2 糊精等 醋酸菌醋酸發(fā)酵 第 6 頁 共 31 頁 二 、 生產(chǎn)方案和流程的確定 （一） 生產(chǎn)方案的確定 空氣自吸式發(fā)酵罐液態(tài)深層 發(fā)酵制醋。發(fā)酵設(shè)備多采用自吸式發(fā)酵罐，發(fā)酵品溫 32～ 35℃ ，發(fā)酵時(shí)間在 3d 左右。 醋酸菌 （許氏醋酸桿菌 A. schutzenbachii）生長繁殖適宜溫度 25～ 度，不耐熱，最高生長溫度 37 度，最適 ～ ， 耐食鹽為 1%～ %。 滌。 Be’； ～ （試紙測定）。 工藝參數(shù) ： 流加法液化漿溫 85～ 90℃， 88℃最佳。 采用高溫糖化法，也稱酶法液化法，它是先以α 淀粉酶制劑在 85～ 90℃對原料粉漿進(jìn)行液化，然后再用麩曲在 65℃進(jìn)行糖化。 4. 酒精發(fā)酵 通過純培養(yǎng)方法制成酒母 ，再將其接入糖化醪中進(jìn)行酒精發(fā)酵。醋酸發(fā)酵工序由醋酸菌種子培養(yǎng)、醋酸發(fā)酵和陳釀等組成。 三角瓶培養(yǎng)基：酵母膏 1%、葡萄糖 %、水 100mL、濃度為 95%的酒精4%。 技術(shù)要點(diǎn) ： 酒液酒 度 5%～ 6%； 醋酸發(fā)酵液酸度 %～ %。/(m179。 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(jìn)入三羧酸循環(huán)，進(jìn)一步氧化為 CO2 和 H2O。 6. 壓濾 技術(shù)要點(diǎn) ： 濾渣水分≤ 70%；酸度≤ %。 工藝參數(shù) ： 滅菌溫度 80℃，維持適當(dāng)時(shí)間；苯甲酸鈉添加量為 %～ %。 4. 食醋日產(chǎn)量： 17t 5. 食醋年產(chǎn)量： 5100t 6. 副產(chǎn)品年產(chǎn)量：次級食醋占食醋總量的 2%。 技術(shù)參數(shù) ： 淀粉糖化率： 80% 糖 ? 酒精得率： 85% 酒精 ? 醋酸得率： 80% 大米原料 ? 成品醋： 160kg /t （二） 物料計(jì)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(jìn)行糖化，物料衡算總方程式 ? ? ? ?6 1 0 5 2 6 1 2 61nC H O n H O n C H O? ? ? 162 180 1g 理論上 1g 淀粉完全水解后能生成 葡萄糖。 （ 3）醋酸發(fā)酵物料衡算 向酒精醪液中接入醋酸菌，進(jìn)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) 2 5 2 3 2C H O H O CH CO O H H O? ? ? 46 60 18 1g 根據(jù)總方程式計(jì)算得到：理論上 1g 酒精能生產(chǎn) 醋酸。 （ 4） 大米年 消耗量 5100t 食醋中醋酸含量： 5100 4% = 204t 生產(chǎn) 204t 醋酸需要淀粉： 204/ = 530t 年消耗 大米 量 ： 530/ = （ 5） α 淀粉酶消耗量 應(yīng)用酶活力為 20xxu/g 的 α – 淀粉酶使淀粉液化，促進(jìn)糊化，可減少蒸汽消耗量。為簡化計(jì)算，可按下述方法近似計(jì)算。 ⑴經(jīng)噴射液化加熱后蒸煮醪量為： 5 9 3 . 6 * 3 . 6 2 ( 8 8 5 0 )5 9 3 . 6 6 3 0 ( )2 7 4 8 . 9 8 8 * 4 . 1 8 kg???? 式中 —— 噴射液化器加熱蒸汽（ ）的焓（ kJ/K） ⑵經(jīng)二液化維持罐出來的蒸煮醪量為： 630– 630 (8884) = 626 (kg) 式中 —— 第二液化維持罐的溫度為 84 度下飽和蒸汽的汽化潛熱 (kJ/K) ⑶ 經(jīng)噴射混合加熱器后的蒸煮醪量為； 626 + 626 (11584) = 657 (kg) 式中 115—— 滅酶溫度（攝氏度） —— 飽和蒸汽的焓（ kJ/K） ⑷經(jīng)汽液分離器后的蒸煮醪量： 657 657 () = 646 (kg) 2245 式中 2245—— 攝氏度下飽和蒸汽的汽化潛熱 (kg) ⑸經(jīng)真空冷卻后最終蒸煮醪量為： 646 646 () = 605 (kg) 2351 式中 2351—— 真空冷卻溫度為 63 攝氏度下的飽和蒸汽的汽化潛熱 (kJ/K)。 則蒸發(fā)水量為： V 水 = m 5% 40/60 = 5% 40/60 = Kg Q2’’ = V 水 I = = 44693KJ 式中 I 為水的汽化潛熱（ KJ/Kg） （ 3） 熱損失 Q2’’’ 熱損失為耗熱量的 15%： Q2’’’ = 15% （ Q2’+ Q2’’） （ 4）則總耗熱量為： Q2 = （ Q2’+ Q2’’） = （ 150402+ 44693） = 224360KJ 再 次升溫煮沸到 100℃后所需熱量為 Q3 此時(shí)液化醪的質(zhì)量為 m1=605Kg Q3 = m1 c (10088) = 605 12 = 液化過程中總耗熱量為 Q1 Q1 = Q2+ Q3 = 224360+ = 2. 糖化過程熱量衡 算 液化醪質(zhì)量為 m1 = 605 Kg 液化醪比容熱為 c1 c1=0 100100 100cc???? 水 式中： c0—— 淀粉質(zhì)比熱容為 [kJ/()] ω —— 液化醪中 干物質(zhì)含量（ %） c 水 —— 水的比熱容為 [kJ/()] 第 17 頁 共 31 頁 所以， c1= 2 1 . 2 8 1 0 0 2 1 . 2 81 . 5 5 * 4 . 1 8 *1 0 0 1 0 0??= [kJ/()] （ 1） 糖化過程加曲前，要將液化醪降溫到加曲溫度 64℃，所放出的熱量為 Q4 Q4 = m1 c1 （ 10064） = 605 （ 10064） = KJ （ 2） 加曲后，開始糖化的溫度為 60℃，該過程發(fā)出的熱量為 Q5 加曲后糖化醪的質(zhì)量為 m2= Kg Q5 = m1 c1 （ 6460） = 605 (6460) = KJ （ 3） 糖化過程放出熱量 Q6 Q6 = Q4+ Q5 = + = 87604KJ （ 4） 冷卻水初始溫度為 17℃，最終溫度為 35℃，則糖化階段冷卻水耗用量為 W： W= 612()wwQc t t?水 = 87604 1 1 6 4 .3 k g4 .1 8 ??（ 3517 ） 3. 酒精發(fā)酵過程熱量衡 算 （ 1） 酒母接種溫度為 28℃，糖化醪降溫到酒精發(fā)酵溫度放出熱量為 Q7 糖化醪（含酒母醪）質(zhì)量 m2= 633Kg Q7 = m2 c1 （ 6028） = 633 （ 6028） = KJ （ 2） 酒精發(fā)酵溫度為 33℃，升溫到酒精發(fā)酵溫度所需熱量為 Q8 Q8 = m2 c1 （ 3328） = 633 （ 3328） = KJ （ 3） 產(chǎn) 1t 食醋過程中產(chǎn)生酒精 ，以葡萄糖為碳源酵母發(fā)酵每生產(chǎn) 1Kg酒精放出的熱量約為 1170KJ，則發(fā)酵和 酵母 培養(yǎng)每小時(shí)放出的熱量為： Q9 =1170*= 46683 KJ 第 18 頁 共 31 頁 （ 4） 冷卻水初始溫度為 17℃，最終溫度為 35℃，酒精發(fā)酵階段冷卻水用量為W1 W1 = 712wwQc水（ t t ） = 9754. 18 ( 35 17 ) kg??? （ 5） 酒精發(fā)酵階段蒸汽耗用量為 D1 1. 因?yàn)橥度氲氖且后w曲，糖化醪干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω ’： ω ’= 1 4 8 . 4 * ( 1 0 . 1 3 ) 0 . 5 9 4 0 . 1 5 0 . 2 2 5 *100%633? ? ? ?=% 2. 糖化醪的比熱容 c2 ： c2 = 39。 封頭容積 （二） 糖化車間 1. 生產(chǎn)能力的計(jì)算 每生產(chǎn) 1t 食醋需糖化醪量： 633kg 每生產(chǎn) 1t 食醋需糖化醪體積（糖化醪密度 ）： 633/=603L= 第 21 頁 共 31 頁 每天生產(chǎn)食醋 17t，糖化 罐 填充量 80%，則每天需要 糖化罐 的總?cè)莘e： 17 2. 糖化 罐 數(shù)量 N2的確定，發(fā)酵周期 8 天： 現(xiàn)取公稱容積 50m3 的 糖化 罐 ，底封頭為橢圓形封頭，實(shí)際容積為 58m3. N2 = *858 = （個(gè)） 現(xiàn)取公稱容積 50m3 糖化 罐 2 個(gè) 3. 主要尺寸計(jì)算（設(shè)上封頭的容積與下封頭相等）： 3= V + 2V = 58mV全 封筒 糖化 罐罐 體不能太高或太矮取 H:D=。 （ 3） 主要尺寸的確定 設(shè) H/D=2/1，則種子罐總?cè)莘e V‘ 總 為： V’ 總 =V‘ 筒 +2V’ 封 ； V‘ 總 = 2 D+π D3 2/24= 算得 D= 取 D= m 則 H=2D= m 查相應(yīng)表得封頭高 H‘ 封 =250+25=275mm 罐體總高 H‘ 罐 = H‘ 筒 +2H’ 封 =2200+2 275=2750mm 第 23 頁 共 31 頁 單個(gè)封頭容量 V’ 封 = m3 圓筒容積 V’ 筒 = 2 D= = m3 不計(jì)上封頭容積 V’ 有效 = V‘ 筒 +V’ 封 = + = m3 校核種子罐總?cè)莘e： V‘ 總 =2 V‘ 封 + V’ 筒 = m3 比需要的種子罐容積大，滿足設(shè)計(jì)要求。 H=2D ； 則有 V 全 = +=22 D3=22 D= 3 22= 取 D= H=2D= 查表得封頭高： abH h h??封 =600+25=625mm 。本設(shè)備采用 A3鋼制作，以降低設(shè)備費(fèi)用。 （ 3） 主要尺寸的確定 設(shè) H/D=2/1，則種子罐總?cè)莘e V‘ 總 為： V’ 總 =V‘ 筒 +2V’ 封 ； V‘ 總 = 2 D+π D3 2/24= 算得 D= 取 D= m 則 H=2D= m 查相應(yīng)表得封頭高 H‘ 封 =250+25=275mm 罐體總高 H‘ 罐 = H‘ 筒 +2H’ 封 =2200+2 275=2750mm 單個(gè)封頭容量 V’ 封 = m3 圓筒容積 V’ 筒 = 2 D= = m3 不計(jì)上封頭容積 V’ 有效 = V‘ 筒 +V’ 封 = + = m3 校核種子罐總?cè)莘e： V‘ 總 =2 V‘ 封 + V’ 筒 = m3 比需要的種子罐容積大，滿足設(shè)計(jì)要求。 C S （碳鋼）8 酒母罐 1 V=179。更加鍛煉了自己查閱文獻(xiàn)的能力和 CAD 軟件繪圖的能力，由于去年的課程設(shè)計(jì)是酒精發(fā)酵因此這次的醋酸發(fā)酵做起來感覺還是很輕松的