【正文】 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。 （ 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。 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 。 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=。 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)。 （ 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。 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。 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 %～ %。 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。 技術(shù)要點(diǎn) ： 酒液酒 度 5%～ 6%； 醋酸發(fā)酵液酸度 %～ %。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。 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(duì)原料粉漿進(jìn)行液化，然后再用麩曲在 65℃進(jìn)行糖化。 Be’； ～ （試紙測定）。 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%～ %。 (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。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(jí)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。 (2) 液態(tài)法釀醋工藝 傳統(tǒng)的液態(tài)法釀醋工藝有多種。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。 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。 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。醋是用得較多的酸性調(diào)味料。 Abstract： Vinegar fermentation following the process of alcoholic fermentation generates acetic acid under the action of acetic acid bacteria oxidase. Raw materials to produce vinegar, according to the process requirements, can be generally divided into four categories, such as main materials, auxiliary materials, filling materials and additives. The main materials roughly contain starch, sugar and alcohol. The design of the workshop to produce acetic fermentation was about process calculation and equipment selection. Keyword： vinegar, fermenter, deep submerged fermentation. 緒論 食醋的起源與 功能 食醋是傳統(tǒng)的酸性調(diào)味品，我國釀醋自周朝開始，已有 2500 年歷史。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三類物質(zhì)。歸胃、肝經(jīng)。除主要成分醋酸外，還含有各種氨基酸、有機(jī)酸、糖類、維生素、醇和酯等營養(yǎng)成分和風(fēng)味成分。 添加劑： 食鹽 ， 醋醅發(fā)酵成熟后要及時(shí)加入食鹽以抑制醋酸菌，防止醋酸菌將醋酸分解，同時(shí)食鹽還起到調(diào)和風(fēng)味的作用。 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(jìn)行固態(tài)培菌，邊糖化邊發(fā)酵。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(jìn)行酒精發(fā)酵，再用純種培養(yǎng)醋酸菌制成的醋母，進(jìn)行醋酸發(fā)酵而制得食醋。著名的有福建紅曲老醋。 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(gè)階段。 原料選擇 大米， 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 。 （ 2） 粉碎與水磨 擴(kuò)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，然后再進(jìn)行蒸煮、糖化。維持 10min；升溫煮沸 10分鐘。 技術(shù)要點(diǎn) ： 酒精含量 %～ %；酸度 %～ %；總醪量為原料之 5～ 6倍。 種子液態(tài)培養(yǎng)： 4%～ 8%酒精發(fā)酵醪 ， 醋酸種子酸度 %～ %， 接種量5%～ 10%；通風(fēng)量 (m179。.min)、后期 179。 工藝參數(shù) ： 發(fā)酵醪預(yù)處理， 55 攝氏度維持 24h；壓頭醋、二醋用泵輸送，泵壓 2*89KPa，壓 凈停止。 7. 產(chǎn)品質(zhì)量：符合 GB18187— 20xx 國家標(biāo)準(zhǔn)釀造食醋 8. 大米 原料含淀粉 70%, 水分 13%。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(jìn)一步氧化等，實(shí)際的醋酸得率一般以理論得率的 80%計(jì)算，實(shí)際上 1g 酒精能生產(chǎn) 1g 左右的醋酸。 假定用罐式連續(xù)蒸煮工藝，混合后粉漿溫度 50℃，應(yīng)用噴射液化器使粉漿迅速升溫至 88℃，然后進(jìn)入連續(xù)液化器液化，再經(jīng) 115℃高溫滅酶后， 在 真空冷卻器中閃 急 蒸發(fā)冷卻至 63℃后入糖化罐。 1 0 0 39。 （四） 醋酸發(fā) 酵車間 1. 生產(chǎn)能力的計(jì)算 每生產(chǎn) 1t 食醋需酒精發(fā)酵成熟醪體積： = 每天生產(chǎn)食醋 17t，醋酸發(fā)酵罐填充量 70%，則每天需要 醋酸 發(fā)酵罐的總?cè)莘e： 17 2. 醋酸發(fā)酵罐數(shù)量 N4的確定： 現(xiàn)取公稱容積 20m3 的 自吸式醋酸發(fā)酵罐 ，實(shí)際容積為 22m3. N4 = *822 = （個(gè)） 現(xiàn)取公稱容積 20m3 發(fā)酵罐 6 個(gè) 年產(chǎn)醋酸醪液質(zhì)量： 204/ = 3124t 式中 —— 成熟醋酸醪液醋酸含量 年產(chǎn)醋酸醪液體積： V 醪 = 3124/ = 3093m3 式中 —— 醋酸醪液密度 實(shí)際產(chǎn)量驗(yàn)算： 22 * * 6 * 3008 =3465m3 3093m3 富裕量為 ： 3 4 6 5 3 0 9 3 *100%3093? = 12%， 能滿足產(chǎn)量要求。 7. 壁厚計(jì)算 （ 1） 計(jì)算法確定發(fā)酵罐的壁厚 S： S=2[ ]PD CP?? ?? 式中 D—— 設(shè)備公稱直徑 240cm P—— 設(shè)計(jì)壓力， P= [σ ]—— A3鋼許允應(yīng)力 [σ ]=127 MPa ? —— 焊縫系數(shù) — 1之間 ,取 ? = C—— 壁厚附加量， C= C1+ C2+ C3=0. 8+2+0== 帶入數(shù)據(jù)得： S= 2 4 0 * 0 .4 0 .2 82 * 1 2 7 * 0 .7 0 .4 ?? = 取 10mm 查表知直徑 10mm筒高 ，每米高重 596kg C 筒 = 596 = 2861kg （ 2） 封頭壁厚計(jì)算 ，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的厚度計(jì)算公式如下： S=2[ ]PD Cp?? ?? 式中 P= D=400cm [σ ]=127MPa C=++= ? = 第 26 頁 共 31 頁 S= 2 4 0 * 0 .4 0 .3 82 * 1 2 7 * 0 .7 0 .4 ??= 取 10mm 8. 接管 設(shè)計(jì) （ 1） 接管長度 h設(shè)計(jì)： 不保溫接管長 h=150 mm （ 2） 接管直徑的確定： 該罐實(shí)裝醪量 22 =， 30min 之內(nèi)排空 則物料體積流量 Q= *60 =發(fā)酵醪流速取 v=1m/s. 則排料管截面積為： F 物 = Q/V =管徑 d = （ F 物 /） 1/2 =（ ） 1/2 = m 取無縫 鋼管 133 4， 125mm105mm,認(rèn)為適用。 C S （碳鋼）9 酒精發(fā)酵罐 5 V=20m3C S （碳鋼）10 醋酸種子罐 1 V=179。 附件 1. 全廠 物料流程圖 附件 1. 第 30 頁 共 31 頁