年产1000吨发酵食醋发酵车间设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目目 录录精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业年产年产 1000 吨发酵食醋发酵车间设计吨发酵食醋发酵车间设计郑其良（河南农业职业学院食品科学系 ）摘摘 要要：食醋发酵是淀粉质原料经糊化、糖化、酒精发酵之后，在醋酸菌氧化酶的作用下，生成醋酸的过程。食醋原料，按照工艺要求一般可以分为主料、辅料、填充料和添加剂四大类。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三类物质。本设计对醋酸生产的发酵车间进行了工艺计算和设备选型。关键词关键词：食醋、发酵罐、生料发酵。一、概述1、食醋的起源与功能食醋是传统的酸性调味品，我国酿醋自

2、周朝开始，已有 2500 年历史。中国各地物产气候不同，产生了各具特色的地方食醋，保持至今最著名的江苏镇江香醋、山西老陈醋、四川保宁麸醋、辽宁喀左陈醋等。 中国医药大典记载，“醋产浙江杭绍二县为最佳，实则以江苏镇江为”，镇江香醋以糯米为原料，是一种典型的米醋。梁人陶弘景神农本草经注中就有关于镇江米醋用法的记载，据此，镇江香醋已有 1400 多年的历史。性能：味酸、甘，性平。归胃、肝经。能消食开胃，散淤血，止血，解毒。 因原料和制作方法的不同，醋的成品风味迥异。醋是用得较多的酸性调味料。每 100mL 醋中的醋酸含量，普通醋为 3.5g 以上，优级醋为 5g 以上。由于醋能改善和调节人体的新陈代

3、谢，作为饮食调料，需要量不断增长。2、食醋的种类食醋可划分为酿造醋、合成醋、再制醋三大类。酿造醋是用粮食等为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。除主要成分醋酸外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分和风味成分。合成醋是用化学方法合成的醋酸配制而成，缺乏发酵调味品的风味，质量不佳。再制醋是以酿造醋为基料，经过进一步加工制成，如五香醋、蒜醋、固体醋等。3、食醋的原料食醋原料，按照工艺要求一般可以分为主料、辅料、填充料和添加剂四大类。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三类物质。辅料，一般使用谷糠、麸皮或豆粕作辅料。他们不仅含有一定量的碳水化合物，而且含有丰富

4、的蛋白质和矿物质，为酿醋用微生物提供营养物质，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，固态发酵法制醋以及速酿法制醋都需要填充料，其主要作用是疏松醋醅，积存和流通空气。添加剂：食盐，醋醅发酵成熟后要及时加入食盐以抑制醋酸菌，防止醋酸菌将醋酸精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业分解，同时食盐还起到调和风味的作用。砂糖、香辛料，能增加醋的甜味，并赋予食醋特殊的风味。炒米色，能增加醋色泽及香气。4、食醋的生产工艺食醋的生产工艺分固态法及液态法两类。 (1) 固态法酿醋工艺 传统的固态法酿醋工艺主要有 3 种。1、用大曲制醋：以高粱为主要原料，利用大曲中分泌的酶，进行低温糖化与酒

5、精发酵后，将成熟醋醅的一半置于熏醅缸内，用文火加热，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，将新醋经三伏一冬日晒液与捞冰的陈酿过程，制成色泽黑裼、质地浓稠、酸味醇厚、具有特殊芳香的食醋。著名的有山西老陈醋。2、用小曲制醋：以糯米和大米为原料，先利用小曲（又称酒药）中的根霉和酵母等微生物，在米饭粒上进行固态培菌，边糖化边发酵。再加水及麦曲，继续糖化和酒精发酵。然后酒醪中拌入麸皮成固态入缸，添加优质醋醅作种子，采用固态分层发酵，逐步扩大醋酸菌繁殖。经陈醋酿后，采用套淋法淋出醋汁，加入炒米色及白糖配制，澄清后，加热煮沸而得香醋。著名的有镇江香醋。3、以麸皮为主料，用糯米加

6、酒或蓼汁制成醋母进行醋酸发酵，醋醅陈酿一年，制得风味独特的麸醋。著名的有四川保宁（今阆中县）麸醋及四川渠县三汇特醋。固态发醋法酿醋，由于是利用自然界野生的微生物，所以发酵周期长，醋酸发酵中又需要翻醅，劳动强度大。目前已采用纯种培养麸曲作糖化剂，添加纯种培养酵母菌制成的酒母，进行酒精发酵，再用纯种培养醋酸菌制成的醋母，进行醋酸发酵而制得食醋。也有采用酶法液化通风回流法，将原料加水浸泡磨浆后，先添加细菌 -淀粉酶加热液化,再加麸曲糖化,糖化醪冷却,加入酒母进行酒精发酵,待酒精发酵结束,将酒醪、麸皮、砻糠与醋母充分混合后，送入设有假底的醋酸发酵池中，假底下有通风洞，可让空气自然进入，利用自然通风及醋

7、回流代替翻醅，并使醋醅发酵温度均匀，直至成熟。酶法液化通风回流法的产量，出醋率和劳动生产率均比传统法高。(2) 液态法酿醋工艺 传统的液态法酿醋工艺有多种。1、以大米为原料，蒸熟后在酒坛中自然发霉，然后加水成液态，常温发酵 3-4 个月。醋醪成熟后，经压榨、澄清、消毒灭菌，即得色泽鲜艳、气味清香、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、红曲、芝麻为原料，采用分次添加法，进行自然液态发酵，并经 3 年陈酿，最后加白糖配制而得成品。著名的有福建红曲老醋。3、以稀释的酒液为原料，通过有填充料的速酿塔内进行醋酸发酵而成，如辽宁省丹东白醋。液态发酵法制醋也渐采用深层发酵新工艺。淀粉

8、质原料经液化、糖化及酒精发酵后，酒醪送入发酵罐内，接入纯粹培养逐级扩大的醋酸菌液，控制品温及通风量，加速乙醇的氧化，生成醋酸，缩短生产周期。发酵罐类型较多，现已趋缶使用自吸式充气发酵罐。它于 50 年代初期被联邦德国首先用于食醋生产，称为弗林斯醋酸发酵罐，并在 1969 年取得专利。日本、欧洲诸国相继采用。中国自 1973 年开始使用。食醋品种虽然繁多、工艺条件各具特色，但食醋酿造的基本工艺流程包含淀粉糖化、酒精发酵和醋酸发酵三个阶段。具体工艺流程如下：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业大米可发酵糖酒精醋酸CO2糊精等图 1、醋酸基本工艺流程5、液态法食醋质量标准(1) 感官指标 具有

9、本品种固有的色泽; 有正常酿造食醋的滋味。(2) 理化指标指标指标项目项目粮食醋其他醋总酸（以醋酸计）含量/(g/100ml)3.5无盐固型物含量/(g/100ml)1.51.0二、设计任务书年产 1000 吨发酵食醋发酵车间设计生产方案和流程的确定（一）生产方案的确定生料发酵制酒传统发酵制醋。淀粉质原料经生料酒精发酵后，在传统发酵池中醋酸发酵。具有节省能源，醋香味好，产品质量稳定等优点。原料选择玉米、大米，长江以北以玉米原料为主，长江以南习惯以大米为原料，且大米制出来的醋口感较好。（二）生产流程的确定1. 糖化剂及菌种选择糖化选择液化酶和糖化酶。酵母菌选用安琪酒精发酵活性干酵母，菌培养的最适

10、温度为 2530 度。醋酸菌选用上海产复合醋酸菌，生长繁殖适宜温度 2527.5 度，不耐热，最高生长温度 37 度，最适 PH3.56.5，耐食盐为 1%1.5%。该菌产酸高达11.5%，对醋酸没有进一步的氧化作用。2. 原料预处理（1）原料的筛选和除杂1.剔除霉变的原料，除去附着的尘土和杂物。2.对带有皮壳的原料去除皮壳。3.处理方法采用分选机筛选和水洗涤。（2）粉碎与水磨扩大原料同微生物酶的接触面积，使有效成分被充分利用，大多数情况下先粉碎。粉碎常用设备是：锤式粉碎机、刀片轧碎机、钢磨。技术要点：细度50 目；浓度 1820Be；pH4.24.0（试纸测定） 。工艺参数：加水浸泡 1h；

11、用乳酸调 pH；加中温 -淀粉酶 0.25%（酶活力2000u/g） ，-淀粉酶（200 单位克） 。 3. 生料酒精发酵：淀粉醪液（加水比为 1：3-4）调整 PH4.04.2加入 -淀粉酶、-淀粉酶、活性干酵母（ 0.2%）保温发酵（2830）发酵至终点技术要点：酒精含量 8.0%8.5%；酸度 0.3%0.4%；总醪量为原料之56 倍。发酵时间 1216 天。醋酸菌醋酸发酵精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3. 醋酸发酵向酒精发酵醪中接入醋酸菌，在适宜的条件下，乙醇经醋酸菌的作用氧化为乙酸的过程称为醋酸发酵，它是酿醋的主要环节，直接影响到食醋的产量与食醋的风味。醋酸发酵工序由醋酸

12、菌种子培养、醋酸发酵和陈酿等组成。1.醋酸菌种子培养酿醋过程中的醋酸发酵常在非严格无菌条件下进行，所以微生物种类复杂，但醋酸菌是醋酸正常发酵醪液中的主要微生物，它能氧化酒精为醋酸，有些醋酸菌还能把葡萄糖氧化成葡萄糖酸。传统酿醋多采用自然醋酸菌，目前多采用纯种醋酸菌。醋酸菌种子培养工业流程如下：种子固态培养：4%8%酒精发酵醪，醋酸种子酸度 2.5%3.0%，接种量2%3%；加入适量麸皮和稻壳；培养温度 3235；并注意翻拌，培养时间24 天。醋酸菌种子培养与其它微生物种子培养一样，除了使微生物繁殖以外，还有一个驯化作用，即使微生物适应于生产的要求，所以，在种子培养的前阶段，培养基的组成、培养条

13、件多采用较优的工艺参数；而在培养的后阶段，多采用接近于生产要求的工艺参数。2.醋酸发酵技术要点：酒液酒度 5%6%；醋酸发酵液酸度 4.5%5.5%。工艺参数：接种温度 2830；发酵温度 3234，最高不超过 36；注意每天检查温度、进行及时醅；培养时间 1216 天。醋酸菌含有乙酰辅酶 A 合成酶，能催化醋酸氧化，反应生成的乙酰辅酶 A进入三羧酸循环，进一步氧化为 CO2和 H2O。其反应式如下：332CH COOHCoASHCH COSCoAH O所以，醋酸发酵成熟时就要加入 2%5%的食盐，以抑制醋酸菌的活性。4. 压醅技术要点：醋酸发酵结束后，及时添加食盐以防治醋酸过度氧化。并进行压

14、醅。5. 淋醋及熏醋压醅 36 个月后进行淋醋：其操作要点是采取三套淋方法进行，需要熏醅的进行 90熏醅 2 天进行淋醋。6.配兑和灭菌技术要点：灭菌后成品醋酸3.5%；醋液红褐色，无混浊，无沉淀，无异味；细菌数5000 个/ml。工艺参数：灭菌温度 80，维持适当时间；苯甲酸钠添加量为 0.06%0.1%）三、工艺设计及计算（一）工艺技术指标及基础数据1. 生产规模：年产食醋 1000t（醋酸含量 4% 质量分数）2. 生产工艺：生料制酒，固态制醋3. 工作制度：全年工作 300 日，三班作业。4. 食醋日产量：3.5t5. 食醋年产量：1150t6. 副产品年产量：次级食醋占食醋总量的 2

15、%。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业7. 产品质量：符合 GB181872000 国家标准酿造食醋8. 大米原料含淀粉 70%, 水分 13%。9. -淀粉酶用量为 16u/g 原料，糖化酶用量为 220u/g 原料。10. 醋酸发酵罐发酵周期 16d、周期数 300/16 = 19。（二）物料计算1. 主要原料的物料衡算（1）淀粉糖化物料衡算淀粉质原料加水加热糊化后，加入糖化曲或淀粉酶进行糖化，物料衡算总方程式6105261261nC H OnH OnC H O1621801g1.11g理论上 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、种类、糖化工艺的原

16、因，淀粉原料中支键淀粉和直链淀粉的比例不同，糖化结束后糖化醪中糖和非糖的比例控制不同等，因而使得糖化效果颇有差异，实际的糖化率一般以理论的 75%-85%计算，即实际上 1g 淀粉能生成 0.8330.944g 葡萄糖。这里取 80%，即 1g 淀粉能生成 0.888g。（2）酒精发酵物料衡算向糖化醪液中接入酵母菌进行酒精发酵，其物料衡算可以用下列生化反应的总方程式为基础：612625222C H OC H OHCO180 246881g 0.51g理论上 1g 葡萄糖能生产 0.51g 酒精，但由于酵母菌的生长繁殖、中间代谢产物的生成、酒精的挥发等，实际的酒精得率一般以理论酒精得率的 85%

17、计算，即实际上 1g 葡萄糖能生成 0.434g 左右的酒精。（3）醋酸发酵物料衡算向酒精醪液中接入醋酸菌，进行醋酸发酵，其物料衡算可以用下列生化反应的总方程式为基础25232C H OHOCH COOHH O4660 181g1.30g根据总方程式计算得到：理论上 1g 酒精能生产 1.30g 醋酸。但由于醋酸菌的生长繁殖，发酵过程中酒精和醋酸的挥发，以及醋酸的进一步氧化等，实际的醋酸得率一般以理论得率的 80%计算，实际上 1g 酒精能生产 1g 左右的醋酸。由上述计算得知，用淀粉质原料酿醋时，1g 纯淀粉能生成 0.888g 葡萄糖，经酒精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精发酵得

18、到 0.385g 酒精，再经醋酸发酵可以得到 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生产 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 应用酶活力为 2000u/g 的 淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。-淀粉酶用量按 16u/g 原料计算。全年用酶量为： 17016 = 1.36t 2000单耗量： 1.36103/1150= 1.18kg/t（6）糖化酶用量 所用糖化酶的活力为 u/g，使用量为 200u/g 原料，则糖化酶消全年耗量为：170200 = 0.34 t 10000单耗量： 0.34103/1150 = 0.3kg/t（7）乳酸用量单耗：0.15 kg/t：全年投料量：0.151150 = 172.5kg表 1、 原料消耗表（1000t/a）名称规格单耗全年投料量大米淀粉含量 70%148.4kg/t46103kg- 淀粉酶2000u/g0.594kg/t1.36103kg精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业糖化酶u/g0.3kg/t0.34103kg乳酸0.15kg/t70