年產(chǎn)10萬噸高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油車間設(shè)計(jì)

1、長(zhǎng)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)·年產(chǎn)10萬噸高鹽稀態(tài)法發(fā)酵醬油車間的設(shè)計(jì)1 引言國(guó)以民為本，民以食為天，食以味為先。醬油就是這些調(diào)味品當(dāng)中重要的一個(gè)。最早的醬油也叫清醬，古時(shí)清醬是由最開始的動(dòng)物肉剁成肉泥在發(fā)酵生成的油。到唐朝的時(shí)候用黃豆、小麥進(jìn)行發(fā)酵制醬，經(jīng)過古人的不懈的努力，最終在南宋時(shí)期臻于完善，并在山家清供一書中第一次以“醬油”之名載入中華文明的歷史1。而在唐朝，東渡日本的鑒真帶去了醬油的釀造方法，從此日本有了不蘸醬油就不吃魚生的說法。之后，醬油的制作之法陸陸續(xù)續(xù)的傳入了朝鮮、泰國(guó)、越南、菲律賓、孟加拉、印度等國(guó)家，等到英國(guó)人殖民到亞洲國(guó)家印度時(shí)，醬油制作方法正式傳入歐洲，并且發(fā)展

2、成了著名的“伍斯特郡味汁”，也即后來風(fēng)行歐美的辣醬油。到了清朝，如雨后春筍般的醬油作坊紛紛冒了出來，醬油的種類也多了起來，比如蝦子、香蕈。在當(dāng)時(shí)也對(duì)醬油有了簡(jiǎn)單的區(qū)分，如紅醬油、白醬油。而對(duì)醬油提取工藝也有了正式稱呼：“抽”。本色者是為“生抽”，而通過日照方式讓其增色、醬味變濃者是為“老抽”。老抽基本較咸，多用于提色；生抽較甜，主要用于提鮮2。1.1 國(guó)內(nèi)外研究概況在當(dāng)代，醬油現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到家家戶戶必備的調(diào)味品之一，作為現(xiàn)代烹飪必不可少的調(diào)味品，它是用豆、麥、食鹽經(jīng)制油和發(fā)酵等程序釀制而成的。醬油成分也分外復(fù)雜，除了食鹽以外，主要有氨基酸、糖類、色素以及香料等諸多成分，其味道多以咸味為主，除此

3、以外還有鮮味、香味等3。醬油不僅能夠增加菜肴的固有香味還能在一定程度上起到改善味道的作用，對(duì)于菜肴色澤的改善也效果明顯，使之更加秀色可餐。維生素和礦物質(zhì)在醬油中的含量和種類非常的豐富，多食醬油可以減少人體膽固醇含量，還能降低心血管病的發(fā)病率，其中種類眾多的成分還有防自由基傷害的功效4。曾有研究發(fā)現(xiàn)日本人因?yàn)閻鄢葬u油的習(xí)慣，其胃癌發(fā)病率遠(yuǎn)低于其他地區(qū)，緊隨之后報(bào)道出了美國(guó)威斯康星大學(xué)的研究報(bào)告證實(shí)了結(jié)果。研究者在給老鼠服用致癌物亞硝酸鹽的基礎(chǔ)上分喂不同量的醬油，事實(shí)證明醬油食用量的多少與胃癌的患病率成反比關(guān)系5。相比其他地區(qū)，亞洲國(guó)家婦女的乳腺癌發(fā)病率也非常低，這類惡性腫瘤在美國(guó)易發(fā)，相關(guān)專家研

4、究分析稱，可能與美國(guó)婦女不喜食用醬油有關(guān)，因?yàn)獒u油中的黃銅能阻止人體形成新的血管，而惡性腫瘤的營(yíng)養(yǎng)輸送來源正是新血管。此外，醬油還有許多非常普遍的作用，它可以解熱除煩，有解毒的作用，能用于治療暑熱煩滿，能夠治好初期痔瘡，對(duì)妊娠和尿血病也有較好的效果，還對(duì)食物或者藥物引起的中毒有一定療效。改革開放以來我國(guó)醬油生產(chǎn)工藝多采用以下幾種：（1）稀醪發(fā)酵工藝。根據(jù)發(fā)酵過程溫度控制的不同，可分為保溫稀醪發(fā)酵和常溫稀醪發(fā)酵。前者制醪時(shí)間較長(zhǎng)，成熟緩慢，后者溫度多控制在42-45，醬醪成熟周期為2-3個(gè)月。其產(chǎn)品屬于醇香型，香氣較好。醬醪較稀有利于控制溫度持續(xù)保溫，在空氣攪拌過程和管道運(yùn)輸方面都非常便利，多為

5、自動(dòng)化程度較高的大工廠用于大規(guī)模的生產(chǎn)，不好的是產(chǎn)品色澤淡而無光，發(fā)酵所需時(shí)間過長(zhǎng)，對(duì)保溫設(shè)備和壓榨設(shè)備的需求較大，不利于減少投資。(2)分釀發(fā)酵工藝。這個(gè)工藝設(shè)計(jì)是在原來固態(tài)低鹽發(fā)酵釀造醬油工藝的基礎(chǔ)上研究提出的，主要是增加了分釀環(huán)節(jié)。所謂分釀，即是把生產(chǎn)醬油的蛋白質(zhì)原料豆粕和淀粉原料小麥進(jìn)行分別處理、分別制曲，發(fā)酵，使兩類原料分別在不同的條件下接受不同酶的催化分解，避免在同條件下各類酶的混戰(zhàn)而產(chǎn)生不同分解物對(duì)酶互相抑制，同時(shí)便于人工控制蛋白酶和淀粉酶的最適溫度條件，充分發(fā)揮酶的專一特性和最大活力作用，提高蛋白質(zhì)分解效率，從而達(dá)到減少原材料投入的目的，也是速釀工藝發(fā)展的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。（3

6、）固稀發(fā)酵工藝。它是為了減少醬油釀造時(shí)間以稀醪發(fā)酵法為基礎(chǔ)改革出來的一種工藝，工藝流程在不同鹽濃度和溫度的基礎(chǔ)上，實(shí)行高低溫分別發(fā)酵，前期為固態(tài)低鹽發(fā)酵，后期添加鹽水采用稀醪工藝，總發(fā)酵周期為30天左右，可生產(chǎn)出比較滿意的產(chǎn)品，色澤和香氣都比較好，有較大的消費(fèi)者。（4）固態(tài)無鹽發(fā)酵工藝。目前研究出來的速度最快的發(fā)酵工藝，周期僅為56-72小時(shí)。優(yōu)點(diǎn)是酶不再受到抑制作用，大大的縮短了工藝周期，對(duì)蛋白質(zhì)與淀粉分解較徹底，有效的提高了原料利用率與發(fā)酵設(shè)備的利用率，采用浸出淋油方式，簡(jiǎn)化工序，弱化人工勞動(dòng)力使用環(huán)節(jié)。缺點(diǎn)是風(fēng)味較淡，醬香氣嚴(yán)重不足，其發(fā)酵的溫度為55-60，耐鹽酵母菌S（Sacch r

7、ouxii）與T（Torulopsis）以及乳酸菌不能存活，無法進(jìn)行正常發(fā)酵。（5）固態(tài)低鹽發(fā)酵工藝。醬醅含鹽量控制在7%左右，酶制劑活性條件良好，是在固態(tài)無鹽發(fā)酵基礎(chǔ)上研究改革出來的，所產(chǎn)產(chǎn)品有較深的色澤，味道鮮美，后味深厚，相比無鹽固態(tài)香氣有較大的提高，操作基礎(chǔ)易學(xué)，技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)化，管理方便，醬油提取方法采用浸出淋油的方式，產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量較穩(wěn)定，生產(chǎn)造價(jià)較低。唯一不好的就是相比稀醪發(fā)酵與固稀發(fā)酵產(chǎn)品香氣較淡。（6）高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝。該工藝來源于日本。制醪所用鹽水是16°Be-18°Be濃度的，其用量較多，大致為生產(chǎn)所投料量的2-2.5倍，鹽含量占醬醅的17%左右，水分占醬

8、醅的65%-70%，醬醅表現(xiàn)出流動(dòng)性質(zhì)，發(fā)酵周期為4-6個(gè)月。產(chǎn)品顏色為紅褐色，澄清透亮，具有濃郁的醇香，風(fēng)味上佳。其不利點(diǎn)投資較大，壓榨設(shè)備占其中較大的比重，還需較長(zhǎng)的時(shí)間來進(jìn)行發(fā)酵6。目前在生產(chǎn)工藝方面的改革研究一般是在以下幾個(gè)方面。一方面是原料的選擇和原料配比，醬油生產(chǎn)所用的原料分為兩大部分：淀粉質(zhì)原料和蛋白質(zhì)原料。醬油的鮮味成分大部分來源于氨基酸（特別是天冬氨酸和谷氨酸的含量越高鮮味就越強(qiáng)），它是蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物，所以蛋白質(zhì)原料一般選用大豆或豆粕。醬油的香氣和甜味以及可溶性無鹽固形物的形成均需要淀粉質(zhì)原料的參與。淀粉質(zhì)原料不但是微生物營(yíng)養(yǎng)成分的碳源，而且是發(fā)酵的基質(zhì)。其水解所產(chǎn)生的糖類

9、以及發(fā)酵形成的酸類、醇類、酯類和醛類都是構(gòu)成醬油呈味和生香的主要物質(zhì)7。高質(zhì)量的醬油均選用小麥和面粉作為原料。原材料和配比的不同對(duì)醬油的風(fēng)味都有影響，在原料選擇方面中國(guó)和日本都一樣，在配比上日本一般選用一比一，而我國(guó)是一比一或者六比四。另一方面是發(fā)酵設(shè)備的技術(shù)革新。醬油釀造設(shè)備可分為六個(gè)大類，即蒸煮設(shè)備、制曲設(shè)備、發(fā)酵浸淋設(shè)備、消毒設(shè)備、輸送設(shè)備、貯存和包裝設(shè)備。對(duì)降低設(shè)備成本，提高設(shè)備自動(dòng)化控制程度的提高是現(xiàn)在的主要研究方向。最后是制曲方面。自古以來就把制曲看作醬油釀造的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，釀造出的醬油品質(zhì)的優(yōu)良關(guān)鍵在于曲子的質(zhì)量好壞8，所以優(yōu)質(zhì)成曲的制作是醬油釀造的基礎(chǔ)。制曲技術(shù)就是把純種培養(yǎng)的

10、種曲接入蒸煮處理過后的原料里并攪拌均勻，使米曲霉在最適宜的條件下充分發(fā)育繁殖，分泌多種酶（如淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶、氧化酶等），為以后發(fā)酵作用提供酶源。成曲的制作也是一種粗酶的生產(chǎn)方法。對(duì)制曲要實(shí)行嚴(yán)格的品溫控制，一般不要超過35。曲室的濕度也有很高的要求，否則會(huì)影響酶活的提高，一般要求相對(duì)濕度最好在95%以上。制曲的時(shí)間也需要控制，24-30小時(shí)為宜，周期不宜過長(zhǎng)，因?yàn)檫^長(zhǎng)的時(shí)間并不能提高酶活力。國(guó)外的醬油生產(chǎn)工藝主要以日本為代表，雖然日本醬油的制作方法是中國(guó)傳播過去的，但是日本的醬油生產(chǎn)技術(shù)卻發(fā)展的比中國(guó)更快，特別是純菌種應(yīng)用、原料處理、制曲、發(fā)酵、壓濾等幾個(gè)技術(shù)方面，并且自動(dòng)化

11、機(jī)械設(shè)備和純菌種的應(yīng)用都是日本首次試用成功的9。日本所普遍采用的醬油生產(chǎn)工藝為高鹽稀態(tài)發(fā)酵法。1.2 課題研究的意義我國(guó)根據(jù)醬油作為中國(guó)居民傳統(tǒng)的調(diào)味品，具有消費(fèi)普遍，消費(fèi)量穩(wěn)定，具有集中生成的趨勢(shì)等特點(diǎn)，NaFeEDTA強(qiáng)化醬油研究項(xiàng)目也即鐵強(qiáng)化醬油項(xiàng)目被我國(guó)營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所定為國(guó)民身體健康的基本策略之一。醬油是很好的添加劑載體，NaFeEDTA的強(qiáng)化對(duì)醬油的感官性狀和品質(zhì)均沒有影響，并優(yōu)于其它有代表性的鐵鹽類強(qiáng)化劑，是優(yōu)質(zhì)的缺鐵性貧血的防御措施，并且不會(huì)因?yàn)殍F含量過高而中毒10。目前全球的醬油年產(chǎn)量約為900多萬噸，其中：中國(guó)大陸大約在600萬噸，日本大致為120萬噸，其他亞洲地區(qū)大約

12、在260萬噸左右。我國(guó)既是醬油的消費(fèi)大國(guó)也是醬油產(chǎn)量嚴(yán)重不足的大國(guó)，我國(guó)1975的醬油產(chǎn)量甚至沒有100萬噸，70年代末才增加到165萬噸，80年代末突破200萬噸，90年代末突增為460萬噸。自我國(guó)改革開放以來，隨著人民的生活水平的逐步提高，國(guó)人也越來越多的追求高質(zhì)生活，醬油的銷量特別是高檔醬油的銷量在穩(wěn)步增加。我國(guó)的醬油生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量必將持續(xù)增加，排除海天、李錦記、加加等大品牌，小企業(yè)的數(shù)量將迎來蓬勃的增長(zhǎng)。高鹽稀態(tài)發(fā)酵在日本取得重大的成功，在國(guó)內(nèi)也逐步流行起來，以高鹽稀態(tài)為生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，以車間局部布置以及生產(chǎn)路線車間布置，通過設(shè)計(jì)使其美觀、高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、方便、環(huán)保等。2 廠址的

13、選擇建廠地區(qū)和工廠場(chǎng)地位置的選擇作為企業(yè)廠址選擇和建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，廠址的選擇要依據(jù)建廠地區(qū)的自然環(huán)境、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件、行業(yè)特點(diǎn)的綜合數(shù)據(jù)進(jìn)行研究和分析從而做出最終的定位。廠址選擇是否合理，對(duì)工廠前期的基礎(chǔ)投資和建廠速度及企業(yè)后期的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有很大的影響11。本次設(shè)計(jì)廠址擬建在重慶市涪陵李渡新區(qū)工業(yè)園區(qū)，廠區(qū)擬建50000平方米。2.1 廠址環(huán)境地理 重慶市涪陵區(qū)位于重慶市中部，地處三峽庫區(qū)腹地，位于烏江、長(zhǎng)江交匯之處，被稱為渝東門戶之城。經(jīng)濟(jì)上屬于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，是烏江干流開發(fā)區(qū)與武陵山扶貧經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的結(jié)合部，是帶動(dòng)武陵山經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)頭城市。李渡新區(qū)是涪陵區(qū)最近幾年劃分的工業(yè)園區(qū)，緊鄰長(zhǎng)江

14、。不管是環(huán)境還是地理位置都非常適合建廠。2.2 社會(huì)功能調(diào)查功能劃分：涪陵區(qū)乃重慶市十三五計(jì)劃中的發(fā)展中心城市，是一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈核心城市之一，是渝東南部發(fā)展的重心城市，是成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)東南部核心城市。未來發(fā)展前景：在今年即2016年的兩會(huì)期間，涪陵區(qū)被確定為西部地區(qū)大開發(fā)的兩個(gè)核心碼頭之一，是我國(guó)西部唯一的特種船舶制造基地，是西部十二省唯一的國(guó)家級(jí)船舶出口基地。涪陵區(qū)在未來將會(huì)被打造成西部地區(qū)水陸運(yùn)輸最大的港口，由此帶來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民生活水平的提高，都對(duì)醬油廠的建設(shè)有非常好的作用，不論是在醬油的銷量或者運(yùn)輸上，都非常有利。 3 工藝流程設(shè)計(jì)3.1 我國(guó)普遍采用的高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝種類3.1.1 高鹽

15、稀態(tài)工藝（浸出法）以面粉、豆粕為主要原料，通過蒸料、制曲、高鹽等流程進(jìn)行稀態(tài)發(fā)酵，其發(fā)酵周期為3-6個(gè)月，醬油采用浸出法進(jìn)行濾出，在稀態(tài)發(fā)酵時(shí)，采用露天的傳統(tǒng)方法，以日曬夜露的方式，充分利用太陽能直照使醬醪成熟，此工藝適合南方。3.1.2 固稀發(fā)酵工藝以脫脂大豆和小麥為主原料，在蒸熟的脫脂大豆與焙炒、粉碎后的小麥的均勻混合物中接入曲子，先固態(tài)發(fā)酵后稀發(fā)酵，成熟后的醬醪通過壓濾得到醬油。此工藝是在高鹽稀態(tài)發(fā)酵基礎(chǔ)上改革出的一種縮短發(fā)酵周期的改進(jìn)工藝。3.1.3 高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝（壓濾法）以經(jīng)過脫脂后的大豆和經(jīng)焙炒粉碎的優(yōu)質(zhì)小麥為原料，在稀態(tài)發(fā)酵第一步的前期采用低溫控制發(fā)酵的方式，并人工加入培養(yǎng)的

16、乳酸菌和酵母菌，成熟醬醪經(jīng)壓榨機(jī)壓濾提取醬油，雖然發(fā)酵周期較長(zhǎng)（一般5-6個(gè)月），但是較長(zhǎng)的發(fā)酵時(shí)間是高品質(zhì)醬油生產(chǎn)的必須條件之一，所以本次設(shè)計(jì)選擇該工藝。3.2 工藝流程圖及操作要點(diǎn)3.2.1 工藝流程圖 小麥篩選除雜焙炒粉碎 混合接種制曲制醪發(fā)酵壓榨過濾質(zhì)檢調(diào)配 豆粕除雜潤(rùn)水蒸料冷卻 鹽水 酵母等 滅菌灌裝成品圖3-1 高鹽稀態(tài)法生產(chǎn)醬油的生產(chǎn)示意圖3.2.2 大豆原料處理 篩選：大豆的篩選和除雜（豆桿、豆皮、石子、鐵質(zhì)）。 大豆浸泡：將經(jīng)過除雜篩選后的優(yōu)質(zhì)大豆按計(jì)算好的量準(zhǔn)確稱取，以大豆比水1:3的比例加入罐中進(jìn)行浸泡。浸泡期間視情況而攪拌，觀察到大豆出現(xiàn)吸水飽滿、輕揉就能分開皮肉、切開

17、豆粒中心完全濕潤(rùn)則表示浸泡完成，可進(jìn)行下一步操作。 輸料：將前處理好的大豆定量加入蒸料鍋中。 蒸料：按操作規(guī)范進(jìn)行蒸料。 冷卻：用水力噴射的形式降低物料的溫度到指定范圍內(nèi)，即可出料進(jìn)行下一步操作。 熟料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)感官：大豆外表顏色變?yōu)辄S褐色，具有固有的豆香氣溢出，大豆不互相粘連，沒有夾心，豆粒整體富有彈性。理化：消化率85%，水分60%-62%，無N性蛋白。3.2.3 小麥原料處理 篩選小麥經(jīng)過篩選除雜選出顆粒飽滿，長(zhǎng)度適宜的小麥。 焙炒將小麥放入炒麥機(jī)，質(zhì)量合格之后在進(jìn)行粉碎。 小麥焙炒質(zhì)量焙炒后的小麥外觀顏色變?yōu)榈枭形锪瞎逃械男←溝銡?，含水量少?0%。 小麥粉碎經(jīng)過焙炒處理之后的小麥

18、，輸入粉碎機(jī)里，按工廠具體粉碎要求2-4瓣進(jìn)行粉碎。 感官指標(biāo)粉碎后的小麥不發(fā)生粘連現(xiàn)象，沒有雜味，只有物料固有的香味。 理化指標(biāo)水分10%。3.2.4 制曲 接種原料經(jīng)蒸熟出鍋后，用絞龍或者揚(yáng)散機(jī)揚(yáng)開熱料（同時(shí)也起到打碎結(jié)塊的作用），待料冷卻至40左右開始接種，接種量為0.3%-0.5%。 培養(yǎng)將冷卻接種后的曲料轉(zhuǎn)移到曲室，盡量保持料層松、均、平，防止壓實(shí)。每小時(shí)進(jìn)行一次曲料溫度人工記錄，并觀察曲室溫度是否在控制溫度內(nèi)，確保將整個(gè)工藝的溫度都始終控制在規(guī)定之內(nèi)，符合生產(chǎn)工藝的規(guī)定。根據(jù)實(shí)際觀察情況，在培養(yǎng)大概8小時(shí)左右，需要間斷性的供給空氣給曲料。隨后培養(yǎng)大致4個(gè)小時(shí)，曲料顏色變?yōu)榘咨页霈F(xiàn)

19、結(jié)餅現(xiàn)象，培養(yǎng)的曲料溫度升至36左右時(shí)即可翻曲，翻曲后的曲料應(yīng)該保持料層松、均、平，防止壓實(shí)，翻曲之后4-6小時(shí)左右，當(dāng)曲料溫度升到36且物料整體出現(xiàn)結(jié)餅有裂縫即可再次翻曲，要求同第一次翻曲。當(dāng)曲料進(jìn)行30小時(shí)左右的培養(yǎng)之后，觀察到出現(xiàn)較多的淡黃綠色，表明曲料已經(jīng)成熟了。 成曲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)感官指標(biāo)：菌絲排列緊密整齊，外觀為嫩黃綠色，固有的香氣濃郁，無雜味，富有彈性，曲料質(zhì)地疏松柔軟，手感不粗糙。理化指標(biāo)：中性蛋白酶活力1000-1500單位/克（千基）（福林法）。培養(yǎng)后成曲水分：28%-32%。細(xì)菌數(shù)：不超過50億個(gè)/克（千基）。 拌鹽水使用出曲絞龍?jiān)O(shè)備，將成曲和鹽水混合均勻，再送入發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵

20、，鹽水使用量為曲量的2.5倍左右。3.2.5 酵母的培養(yǎng) 酵母培養(yǎng)（以擴(kuò)充培養(yǎng)至300L為例）試管原菌 一級(jí)搖床培養(yǎng) 二級(jí)搖床培養(yǎng) 一級(jí)種子罐培養(yǎng) 二級(jí)種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)見表3-2麥芽汁培養(yǎng)基：12Bx麥芽汁100ml，瓊脂2g。醬油培養(yǎng)基：生醬油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%，葡萄糖含量5%，不足的由自來水補(bǔ)。表3-2酵母培養(yǎng)表試管培養(yǎng)一級(jí)搖床培養(yǎng)二級(jí)搖床培養(yǎng)一級(jí)種子罐培養(yǎng)二級(jí)種子罐培養(yǎng)容器1.8x18cm試管500ml三角瓶1000ml三角瓶500L種子罐1000L種子罐裝量5-10ml110ml300ml200L700L培養(yǎng)基麥芽汁斜面培養(yǎng)基醬油液體培養(yǎng)基醬油液體培養(yǎng)基醬油液體培養(yǎng)基

21、醬油液體培養(yǎng)基接種量1-2環(huán)一支試管接兩瓶10-12%10-15%35-40%培養(yǎng)時(shí)間2-3天24-30小時(shí)24-30小時(shí)12-16小時(shí)12-16小時(shí)培養(yǎng)溫度28-3028-3228-3228-3228-32 以一級(jí)種子罐操作培養(yǎng)為例種子罐滅菌：蒸汽常壓滅菌30分（95%-100%）。備料：生醬油30L，葡萄糖10kg，食鹽水和自來水適量，料液定量為200L，食鹽補(bǔ)足12%。物料滅菌：升溫到90（半個(gè)小時(shí)），自然降溫到35以下。培養(yǎng)：30-32，培養(yǎng)12-16小時(shí)，培養(yǎng)全過程采用循環(huán)水持續(xù)保溫，培養(yǎng)全過程還需底部通風(fēng)。培養(yǎng)12小時(shí)后，將符合下列要求的種子接入發(fā)酵罐里。表3-3種子要求種子要求發(fā)

22、芽率酵母數(shù)酵母16%2.5億個(gè)/毫升酵母添加量：理論要求每一百克醬醪中酵母含量大于107-108個(gè)。3.2.6 發(fā)酵工藝 發(fā)酵罐要有假底和出料口，采用的材質(zhì)應(yīng)能防止腐蝕。 預(yù)先配制好18°Be/20的食鹽水溶液，用其與醬油曲混合，起到潤(rùn)濕作用即可，然后打入發(fā)酵罐制醪，不足的用食鹽水不足，全過程所用總量為原料的2-2.5倍。 制醪完成之后注意觀察，根據(jù)情況在第三天左右就應(yīng)該開始抽油進(jìn)行淋澆，淋油量的用量比為原料量的10%左右，之后嚴(yán)格控制操作流程，每?jī)芍苓M(jìn)行一次淋油，該操作流程對(duì)流速的控制要求較高，必須用嚴(yán)格的控制操作來使醬醅受到均勻的淋澆，這樣才能不破壞醬醅整體的的多孔性。 發(fā)酵流程

23、，制醪時(shí)嚴(yán)格把關(guān)控制溫度為15，發(fā)酵前期嚴(yán)格控制溫度在15，發(fā)酵時(shí)間控制在30天，發(fā)酵中期嚴(yán)格控制溫度為28-30左右，發(fā)酵時(shí)間控制為90天，發(fā)酵后期根據(jù)環(huán)境采用控制常溫發(fā)酵的方式，發(fā)酵時(shí)間控制為30天。當(dāng)醬醅中的豆粒開始潰爛，醬醅的表面顏色光澤開始轉(zhuǎn)暗，醬醅液中的氨基酸態(tài)氮的含量約為1g/100ml，含量保持七天波動(dòng)基本平衡時(shí)，則表明醬醅已經(jīng)可以進(jìn)行榨油操作。3.2.7 榨油醬醪輸送壓榨罐布醬自淋預(yù)壓重壓生油分離3.2.8 成品 醬油的批兌各個(gè)批次榨取出來的醬油的等級(jí)是不一樣的，此時(shí)需要采用批兌工藝批兌成統(tǒng)一等級(jí)，根據(jù)實(shí)際情況，準(zhǔn)確計(jì)量使用的必要食品添加劑的計(jì)量，并保證充分均勻混合。 醬油滅

24、菌滅菌溫度85，時(shí)間60分鐘。 過濾與澄清采用靜置澄清或者過濾的方式，靜置時(shí)間是5-7天。 檢驗(yàn) 執(zhí)行GB18186-2000高鹽稀態(tài)醬油規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)產(chǎn)品合格與否并判斷是否放行，具體見表。表3-4感官指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)色澤淡紅褐色或紅褐色，色澤鮮艷而富有有光澤香氣濃郁的醬香及酯香氣滋味味鮮美、醇厚、鮮、咸、甜適口體態(tài)澄清表3-5理化指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)（二級(jí)）可溶性無鹽固形物g/100ml10.00全氮（以氮計(jì)）g/100ml1.00氨基酸態(tài)氮（以氮計(jì)）g/100ml0.55表3-6衛(wèi)生指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)砷（以砷計(jì)，mg/L）0.5鉛（以鉛計(jì)，mg/L）1.0食品添加劑按GB2760規(guī)定黃曲霉素B（微克每公斤）5

25、菌落總數(shù)（每毫升菌落數(shù)）50000大腸菌數(shù)（每百毫升中）30致病菌不得檢出 包裝成品進(jìn)行包裝，包裝后統(tǒng)一放到倉庫緩沖間等待抽查，合格后可進(jìn)入銷售倉庫。4. 工藝計(jì)算4.1 物料衡算4.1.1 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 見下列各表。表4-1 發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)數(shù)生產(chǎn)規(guī)模t/a100000年生產(chǎn)天數(shù)d/a300發(fā)酵周期d150產(chǎn)品日產(chǎn)量t/a334產(chǎn)品規(guī)格ml/瓶600表4-2 原料損失表項(xiàng)目名稱百分比（%）原料配比豆粕60小麥40物料損失貯存損失1.5粉碎損失0.8發(fā)酵損失1.6裝瓶損失2總損失5.94.1.2 以1t原料量為基準(zhǔn)進(jìn)行衡算1t原料中豆粕600kg，含蛋白60%，600

26、×60%360kg小麥400kg，含蛋白15%，400×15%60kg原料中總氮量為420÷6.2567.2kg總損失5.9%，67.267.2×5.9%63.2352kg標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)醬油中總氮量為1.2g/100ml則轉(zhuǎn)化為醬油為×1005269600ml醬油的密度為1.17g/ml，則醬油的質(zhì)量為5269600×1.17×0.0016165.432kg6.165432t1t原料在生產(chǎn)過程中質(zhì)量變化：貯存損失1.5%后，10001000×1.5%985kg粉碎損失后，985985×0.8%977.12kg潤(rùn)

27、水加水100%（以豆粕為基準(zhǔn)），則加水600×（11.5%0.8%）586.2kg蒸煮后熟料含水50%，977.12977.12×50%1465.68kg接種0.5%，接種量為1465.68×0.5%7.3284kg接種后，1465.687.32841473.0084kg發(fā)酵加鹽水150%，1473.0084×150%2209.5126kg13Be鹽水含鹽量13.5%，則配制鹽水需要鹽2209.5126×13.5%298.2842kg需要水2209.5126298.28421911.2284kg加鹽水后，1473.00842209.512636

28、82.521kg發(fā)酵后期補(bǔ)鹽使總鹽為18%，則3682.521×18%662.8538kg補(bǔ)鹽總量為662.8538298.2842364.5696kg加鹽后3682.521364.56964047.0906kg發(fā)酵損失1.6%后，4047.0906×1.6%3982.3371kg4.1.3年產(chǎn)10萬噸醬油廠的物料衡算表表4-3物料衡算表物料名稱對(duì)1t混合原料每天平均年產(chǎn)100000噸混合原料1000kg52.9134t15874.0217t豆粕600kg31.748t9524.4317t小麥400kg21.1653t6349.59t熟料1465.68kg77.5446t2

29、3263.3763t發(fā)酵前3682.521kg129.8872t38966.1553t發(fā)酵后3982.3371kg150.8146t45244t醬油質(zhì)量6.165432t334t100200t醬油體積5269600ml285470.0854L85641025.62L產(chǎn)量8782.6666瓶47.5783萬瓶14273.49萬瓶4.2水平衡計(jì)算4.2.1 潤(rùn)水量潤(rùn)水量100%，則全年潤(rùn)水量為15874.0217×（11.5%0.8%）15508.9192噸4.2.2 發(fā)酵前加鹽水耗水量根據(jù)物料衡算中一頓混合原料在該步驟耗水量為1911.2284kg，可知全年耗水量為15874.2017

30、×1.911228430338.8811噸4.2.3 生產(chǎn)過程耗水總量根據(jù)全年潤(rùn)水量15508.9192噸和全年發(fā)酵前加鹽水量30338.8811噸可得生產(chǎn)過程全年耗水量15508.919230338.881145847.8003噸 5 設(shè)備的計(jì)算與選型5.1 發(fā)酵罐的計(jì)算5.1.1 發(fā)酵罐容積的計(jì)算每天生產(chǎn)發(fā)酵液體積VM（醬醅）/150×106/1.5100m3裝填系數(shù)0.8，則發(fā)酵罐公稱容積為V100/0.8125m3取150m3發(fā)酵罐5.1.2 發(fā)酵罐數(shù)量的確定NV0t/24Va125×150×24÷24÷150÷0.

31、8156.25（個(gè)）又一年有兩個(gè)發(fā)酵批次，每個(gè)批次需要78.125個(gè)發(fā)酵罐，取整為79個(gè)?？紤]到設(shè)備和管道的投入，故選用500m3的發(fā)酵罐，數(shù)量為20個(gè)。5.1.3 發(fā)酵罐直徑和高度計(jì)算 H1.9D V全V筒2V封500m3解得D2H/40.15D3500D6.72m H1.9D12.768m5.1.4 罐體主要構(gòu)件尺寸的選擇與計(jì)算 罐體考慮到壓力、溫度、腐蝕等因素，選擇罐體封頭的材料和罐體材料，封頭結(jié)構(gòu)與罐體的鏈接方式。因?yàn)榘l(fā)酵液有微弱的腐蝕性，封頭和罐體都采用16MnR鋼材，設(shè)計(jì)的封頭采用標(biāo)準(zhǔn)的橢圓封頭，又因其D500mm，故罐體的鏈接方式需采用雙面縫焊接方式12。 罐體壁厚1PD/(2P

32、)C0.4×6720/(2×170×0.80.3)312.89mm，取13mm D罐體直徑（mm）P耐受壓強(qiáng)（取0.4MPa）焊縫系數(shù)，雙面焊接取0.8設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)溫度下的許用應(yīng)力（kgf/cm2）（16MnR鋼材焊接壓力容器的許用應(yīng)力為150，170MPa）C腐蝕裕度，當(dāng)C10mm時(shí)，取C3mm 封頭壁厚計(jì)算 2PDY/2C(0.4×6720×2.3/2×170×0.8)325.73mm,取26mm D罐體直徑（mm） P耐受壓強(qiáng)（取0.4MPa） y開孔系數(shù)（取2.3） 焊縫系數(shù)，雙面焊接取0.8 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)溫度下的許用應(yīng)力（

33、kgf/cm2）（16MnR鋼材焊接壓力容器的許用應(yīng)力為150，170MPa） 攪拌器采用渦輪式攪拌器，發(fā)酵罐選擇的攪拌器的種類和攪拌器的層數(shù)需要依據(jù)d通過計(jì)算來確定h和b的尺寸。根據(jù)Di：di：L：B20：15：5：4攪拌器葉徑DiD/36.72/32.24m葉寬B0.2Di0.2×6.271.25m盤徑di0.75Di0.75×6.274.70m葉弧長(zhǎng)L0.25Di0.25×6.721.68m底距CD/36.72/32.24m 冷卻面積發(fā)酵罐冷卻面積取1.5m2/m3；由前文已知裝填系數(shù)為0.8，則可得換熱面積：AV500×0.8×1.56

34、00m25.1.5 部分附件設(shè)計(jì)選型 人孔用于設(shè)備的維修，由材料與零件知，對(duì)于設(shè)備內(nèi)徑大于2500mm的應(yīng)該有兩個(gè)人孔標(biāo)準(zhǔn)，需要在上下封口各開一個(gè)。設(shè)計(jì)上封頭選用外徑800mm，內(nèi)徑600mm的回旋蓋人孔，由普通碳鋼制造，下封頭選擇一個(gè)D500mm的圓形人孔。 視鏡用于觀察，需要在封頭上安裝視鏡，設(shè)計(jì)安裝一個(gè)D120mm的視鏡。 溫度計(jì)接管查表可得，溫度計(jì)的接管應(yīng)選用14×3的無縫鋼管。 支座的選取發(fā)酵工廠設(shè)備常用的支座分為立式支座和臥式支座。其中立式支座有懸掛支座、支撐式和裙式支座三種。臥式支座則為支腿、圖型支座和鞍型支座這三種。對(duì)于100m3以上的發(fā)酵罐，因?yàn)樵O(shè)備總質(zhì)量較大，應(yīng)選

35、用裙式支座，本設(shè)計(jì)發(fā)酵罐為150m3，故選用裙式支座。 安全閥與壓力表在鍋爐，管道和各種壓力容器中，為了控制壓力不超過允許的數(shù)值，須安裝安全閥。安全閥與壓力表總是并存的，當(dāng)壓力表指數(shù)超過允許數(shù)值時(shí)，安全閥就開始工作，直到壓力表指數(shù)正常為止。5.2 種子罐的計(jì)算5.2.1 種子罐的選型種子罐用于菌種的培養(yǎng)，是工藝生產(chǎn)中的重要步驟之一，其型號(hào)的選擇參照發(fā)酵罐，采用機(jī)械攪拌通風(fēng)罐。5.2.2 種子罐容積和數(shù)量的確定 種子罐容積的確定按第四章物料衡算中的接種量5來計(jì)算，則可知種子罐容積V種為：V種500×0.5250m3 種子罐數(shù)量的確定種子罐個(gè)數(shù)與發(fā)酵罐要對(duì)應(yīng)上料，發(fā)酵罐平均每批上79個(gè)。

36、種子罐的培養(yǎng)時(shí)間為8h其他，輔助操作時(shí)間為8-10h，總的生產(chǎn)周期在16-18小時(shí)左右。種子罐的數(shù)量要考慮到染菌可能多備一個(gè)種子罐，綜合考慮本次設(shè)計(jì)選擇種子罐的個(gè)數(shù)為3個(gè)。5.3 曲池的計(jì)算曲池采用大型的封閉式的平面通風(fēng)制曲曲池長(zhǎng)：10m 曲池寬：4m 面積：40m2 入料：77.5t 曲池?cái)?shù)量：10 通風(fēng)機(jī)功率：11kw 風(fēng)量：2000m3/h 風(fēng)壓：1961pa5.4 部分設(shè)備一覽表表5-1設(shè)備一覽表項(xiàng)目主要參數(shù)功能數(shù)量（個(gè)）價(jià)格（萬元）錘式粉碎機(jī)1800×1300×1160m粉碎原料60.3NK旋轉(zhuǎn)式蒸煮鍋1600×1400×2200m蒸料60.8

37、炒麥機(jī)5200×2100×3200m焙炒小麥60.4圓盤制曲機(jī)1800×1000×1200m制曲40.7種子罐250立方米培養(yǎng)菌種31.2發(fā)酵罐500立方米發(fā)酵生產(chǎn)204.0灌裝機(jī)5000瓶/h成品形成41.36 車間布置設(shè)計(jì)6.1 車間布置設(shè)計(jì)的依據(jù) 生產(chǎn)工藝流程圖。 物料衡算計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)果，包括原料的投入比，每批次的投入量，每批次半成品的產(chǎn)量，成品的產(chǎn)量以及三廢的數(shù)量和處理方法。 設(shè)備詳細(xì)資料，必須要有設(shè)備的外形計(jì)算數(shù)據(jù)、根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模需要的數(shù)量、支撐設(shè)備的底座形式、溫度控制情況與其基礎(chǔ)運(yùn)行條件、設(shè)備的一覽表等。 公用系統(tǒng)的各種耗用量，比如工藝過程的耗

38、水量、整個(gè)車間耗電量、生產(chǎn)工藝耗熱量、工藝流程耗冷量、每批次生產(chǎn)壓縮空氣耗用量以及其他耗用量等。 土地的檢測(cè)報(bào)告與建設(shè)勞作過程要符合GMP。 整個(gè)車間工藝流程操作中對(duì)通風(fēng)量、是否采用空調(diào)、普通空氣質(zhì)量、生產(chǎn)空氣無菌的要求。 車間組織及定員資料。 有關(guān)布置方面的一些規(guī)范資料。6.2 車間平面布置的要求 車間的布置局面安排要符合生產(chǎn)工藝路線順序的要求。車間設(shè)備的安裝順序必須與流程的流向方向同步，符合邏輯生產(chǎn)順序，逐次加工生產(chǎn)，在水平方向上，不使物料和產(chǎn)品發(fā)生交叉往復(fù)。 車間的整體布局要依據(jù)生產(chǎn)操作的順序進(jìn)行。 設(shè)備的布置與安裝不能太緊密，沒有維修空間，也不能太松弛，排列須盡量對(duì)稱緊湊實(shí)現(xiàn)美觀大方原

39、則，隊(duì)列整齊，空間利用效率高。設(shè)備的安裝布置要考慮到生產(chǎn)過程中的合并利用情況，以此避免突發(fā)情況造成當(dāng)天生產(chǎn)效益低下。 設(shè)備上的各種自動(dòng)化檢測(cè)儀表要統(tǒng)一地點(diǎn)安放，便于工作人員觀察記錄數(shù)據(jù)。 車間排布應(yīng)該考慮到設(shè)備的拆卸搬遷和安裝問題以及檢修空間等因素。 車間廠房的建設(shè)要根據(jù)設(shè)備尺寸進(jìn)行計(jì)算，保證有足夠的空間進(jìn)出。 對(duì)于生產(chǎn)中抖動(dòng)較大的設(shè)備，該設(shè)備工作臺(tái)不能與接觸到廠房的主要框架和平面，久而久之造成廠房毀壞的事故。 車間整體格局要方便快捷安全，美觀而衛(wèi)生，還要有較好的抗腐性。 整體建設(shè)要經(jīng)濟(jì)實(shí)用，節(jié)約成本。6.3 車間布置主要區(qū)域組成車間主要有以下幾個(gè)區(qū)域組成：原料倉庫區(qū)、前處理區(qū)、蒸煮區(qū)、制曲區(qū)

40、、發(fā)酵區(qū)、壓榨及滅菌區(qū)、灌裝及成品倉庫區(qū)、更衣室、品保室、廁所。6.4 車間布置圖高鹽稀態(tài)發(fā)酵法發(fā)酵醬油車間布置圖見附圖。7 通風(fēng)采光及衛(wèi)生指標(biāo)車間的通風(fēng)采光對(duì)生產(chǎn)存在很大的影響。特別是對(duì)發(fā)酵工廠而言，良好的通風(fēng)可以使車間內(nèi)的空氣保持流通和新鮮，避免不良微生物的大量繁殖，減少生產(chǎn)過程中不必要的染菌情況。采光能夠保持整個(gè)車間的光亮度，避免在創(chuàng)作過程中發(fā)生錯(cuò)誤。本工廠的通風(fēng)采光來自窗戶和門，窗長(zhǎng)1.8米，高3米，且每面墻上都設(shè)有盡量多的窗戶，能夠充分擔(dān)負(fù)起通風(fēng)采光的任務(wù)，保持車間內(nèi)的良好空氣和光亮條件。夜間，車間的采光主要依靠燈光，保證生產(chǎn)過程中的準(zhǔn)確度和安全。車間的衛(wèi)生指標(biāo)：在發(fā)酵車間，除地面保

41、持衛(wèi)生外，在種子罐取樣品，地面和發(fā)酵罐周圍，每?jī)尚r(shí)灑新潔爾滅消毒，防止發(fā)酵過程染菌。發(fā)酵罐在發(fā)酵過程中流加的液氨糖和消泡劑，必須經(jīng)過消毒保證無菌，消滅菌必須按照要求嚴(yán)格執(zhí)行，以確保生產(chǎn)的順利和安全。發(fā)酵結(jié)束后，所有的設(shè)備都要進(jìn)行清洗。在整個(gè)的生產(chǎn)工藝流程中，各車間污水都要經(jīng)過凈化后才能排出或再利用。提取車間要保證清水污水不得交叉。8勞動(dòng)組織及定員8.1 企業(yè)組織機(jī)構(gòu)的設(shè)置原則 生產(chǎn)系統(tǒng)：根據(jù)生產(chǎn)要求及工藝特點(diǎn)，設(shè)置車間班組。 管理系統(tǒng)：根據(jù)企業(yè)規(guī)模大小和經(jīng)營(yíng)管理需要設(shè)置。 生活服務(wù)系統(tǒng)：應(yīng)根據(jù)企業(yè)地點(diǎn)的社會(huì)環(huán)境情況和實(shí)際需要設(shè)置。本設(shè)計(jì)是車間布置設(shè)計(jì)，包括發(fā)酵車間、精提取車間。每個(gè)車間均為2

42、4小時(shí)連續(xù)作業(yè)，三班制。車間管理人員由車間科長(zhǎng)、副科長(zhǎng)、班長(zhǎng)組成。整個(gè)車間由廠長(zhǎng)直接負(fù)責(zé)。社會(huì)服務(wù)系統(tǒng)主要是職工的生活問題，由工會(huì)主席直接負(fù)責(zé)，離家遠(yuǎn)的職工可在工廠住宿和就餐，工廠可解決職工的生活需要。8.2勞動(dòng)定員編制勞動(dòng)定員依據(jù)工廠的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)設(shè)備、機(jī)械化自動(dòng)化水平及所采用的工藝流程等因素，是設(shè)計(jì)企業(yè)技術(shù)先進(jìn)性和管理水平的反映，是評(píng)價(jià)總體設(shè)計(jì)好壞和進(jìn)行勞動(dòng)生產(chǎn)要素分析的重要指標(biāo)之一。A 生產(chǎn)人員與非生產(chǎn)人員生產(chǎn)人員：直接參加生產(chǎn)的工人。非生產(chǎn)人員：即負(fù)責(zé)管理的科長(zhǎng)、副科長(zhǎng)、班長(zhǎng)。B 編制依據(jù)工作制度，全年300天，三班制24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，動(dòng)力車間與生產(chǎn)車間同步。本工廠的人員編制情況如下：發(fā)酵車間：發(fā)酵拌料工10名，種子拌料工2名，發(fā)酵看罐工4名，種子看罐工2名，技術(shù)人員4名，管理人員3名，三班工人連續(xù)生產(chǎn)。人員共75名。其他車間：原材料處理工4名，蒸煮工人4名，壓榨醬油工人4名，灌裝工人4名，服務(wù)人員6名，管理人員3名，三班人連續(xù)生產(chǎn)。人員共75人。9 小結(jié)與討論9.1 小結(jié) 本地區(qū)基本能滿足10萬噸生產(chǎn)的地理環(huán)境要求，附近田地眾多，對(duì)于原材料的供應(yīng)能力非常強(qiáng)，且價(jià)格低廉。 對(duì)工藝流程的資料進(jìn)行了詳細(xì)的查閱和調(diào)查，最終選擇高鹽稀態(tài)法中的壓榨法這一工藝，相比其他工藝，該工藝優(yōu)化了出油這一過程，縮短了出油周期。本次設(shè)計(jì)選擇的工藝所產(chǎn)出的成品相比其他工