【正文】 25 8. 接管設(shè)計 26 9. 支座設(shè)計 26 10. 種子罐 26 （ 5） . 車間設(shè)備一覽表 28 五、 總結(jié)與謝辭 29 附件 29 1. 全廠物料流程圖 29 2. 醋酸發(fā)酵 車間流程圖 30 3. 醋酸發(fā)酵車間布置設(shè)計 30 4. 主要設(shè)備圖 30 參考文獻 30 第 3 頁 共 31 頁 年產(chǎn) 5000 噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設(shè)計 萬重陽 （武漢工業(yè)學(xué)院 生物與制藥工程學(xué)院 武漢 430023） 摘 要 ： 食醋發(fā)酵 是 繼酒精發(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。 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。 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?！吨袊t(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。 性能：味酸、甘，性平。能消食開胃，散淤血，止血，解毒。醋是用得較多的酸性調(diào)味料。由于醋能改善和調(diào)節(jié)人體的新陳代謝，作為飲食調(diào)料，需要量不斷增長。 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)酵等階第 4 頁 共 31 頁 段釀制而成。 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。 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。 輔料，一般使用谷糠、麩皮或豆粕作輔料。 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。 砂糖、香辛料 ， 能增加醋的甜味，并賦予食醋特殊的風(fēng)味。 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。 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。著名的有山西老陳醋。再加水及麥曲，繼續(xù)糖化和酒精發(fā)酵。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。 以麩皮為主料，用糯米加酒或蓼汁制成 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。 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。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α 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)有假底的醋第 5 頁 共 31 頁 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)及醋回流代替翻醅，并使醋醅發(fā)酵溫度均勻，直至成熟。 (2) 液態(tài)法釀醋工藝 傳統(tǒng)的液態(tài)法釀醋工藝有多種。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。 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。 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。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。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。中國自1973 年開始使用。具體工藝流程如下： 圖 醋酸基本工藝流程 液態(tài)法食醋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (1) 感官指標(biāo) 具有本品種固有的色澤 。 (2) 理化指標(biāo) 項目 指標(biāo) 糧食醋 其他醋 總酸（以醋酸計）含量 /(g/100ml) ≥ 無鹽固型物含量 /(g/100ml) ≥ ≥ 一、 設(shè)計任務(wù) 年產(chǎn) 5000 噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設(shè)計 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。具有原料利用率高，機 械 化程度高，生產(chǎn)周期短（ 8d），產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。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)酵時間在 3d 左右。 （二） 生產(chǎn)流程的確定 1. 菌種選擇 糖化選擇 黑曲霉。 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. 原料預(yù)處理 （ 1） 原料的篩選和除雜 ，除去附著的塵土和雜物。 滌。粉碎常用設(shè)備是：錘式粉碎機、刀片軋碎機、鋼磨。 Be’； ～ （試紙測定）。 （ 3） 原料 蒸煮液化 使植物組織破裂，細(xì)胞中的淀粉被釋放出來，淀粉由顆粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，另一個作用是高溫殺菌。 工藝參數(shù) ： 流加法液化漿溫 85～ 90℃， 88℃最佳。 3. 糖化： 麩曲制備 試管斜面菌種 —— 三角瓶培養(yǎng) —— 簾子培養(yǎng) —— 厚層通風(fēng)培養(yǎng) 培養(yǎng)基： 10%米曲汁 麩皮 +80%水 麩皮 + 麩皮 +10%～ 15% (或麥芽汁 ) 110%水 稻殼 +70%水 瓊脂 2% 培養(yǎng)條件： 30℃ ,3d 30℃ ,3d 30℃ ,3d 30℃ ,1d 在簾子培養(yǎng) 以前的麩曲制備過程為種曲培養(yǎng)階段，這一階段是以得到強壯的霉菌孢子為培養(yǎng)目的，所以培養(yǎng)組成、培養(yǎng)條件要符合微生物生長規(guī)律，即要符合霉菌孢子發(fā)芽、菌絲生長、菌絲繁殖和孢子著生的要求。 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℃對原料粉漿進行液化，然后再用麩曲在 65℃進行糖化。 技術(shù)要點 ： 糖化液碘呈淡橙黃色； DE 值 25%～ 30%；酸度 %。 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行酒精發(fā)酵。 工藝參數(shù) ： 酒母 4%(原料 )；接種溫度 26～ 28℃，極限溫度 30℃；發(fā)酵溫度30～ 37℃，最適 32～ 33℃，發(fā)酵時間 60～ 68h。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。傳統(tǒng)釀醋多采用自然醋酸菌，目前多采用純種醋酸菌。 三角瓶培養(yǎng)基：酵母膏 1%、葡萄糖 %、水 100mL、濃度為 95%的酒精4%。.min)；培養(yǎng)溫度 32～ 35℃；培養(yǎng)時間 24h。 技術(shù)要點 ： 酒液酒 度 5%～ 6%； 醋酸發(fā)酵液酸度 %～ %。/(m179。/(m179。/(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進入三羧酸循環(huán)，進一步氧化為 CO2 和 H2O。 在液態(tài)深層發(fā)酵中，可采用分割法去醪進行“半連續(xù)式發(fā)酵”，即取出 1/2～1/3 量的發(fā)酵成熟醋醪，同時補加相應(yīng)量的酒醪。 6. 壓濾 技術(shù)要點 ： 濾渣水分≤ 70%；酸度≤ %。壓清醋用高位槽自然壓力。 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 %～ %。陳釀過程中，因美拉德反應(yīng)等，食醋的色澤加深；因氧化反應(yīng)，食醋中的乙醇含量降低，而乙醛含量有所升高；因酯化反應(yīng)，食醋中的酯含量明顯升高；因締合作用，食醋的風(fēng)味變得醇和，醋酸的刺激性減弱。 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%。 9. α 淀粉酶用量為 8u/g 原料，糖化酶用量為 150u/g 原料，酒 母糖化醪用糖化酶量 300u/g 原料。 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 ? ? ? ?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。 這里取 80%，即 1g淀粉能生成 。 （ 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) 2 5 2 3 2C H O H O CH CO O H H O? ? ? 46 60 18 1g 根據(jù)總方程式計算得到：理論上 1g 酒精能生產(chǎn) 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 葡萄糖，經(jīng)酒精發(fā)酵得到 ，再經(jīng)醋酸發(fā)酵可以得到 。 （ 4） 大米年 消耗量 5100t 食醋中醋酸含量： 5100 4% = 204t 生產(chǎn) 2