年產5000噸食醋設計說明書
1 設計任務書
設計項目：液態發酵年產10000噸米醋廠生產工藝設計
設計規模：33.34噸
生產工藝：液態深層發酵
工作制度：全年工作發酵日300天，三班作業，連續生產
主要原料：玉米
輔助原料：谷糠，麩皮
成品：4度釀造米醋
理化指標：總酸（以乙酸計）：g/100ml≥3.50
不揮發酸（以乳酸計）：無
可溶性無鹽固形物：g/100ml≥0.50
微生物指標：菌落總數：（個/ml）≤10000
大腸菌群：（MPN/100ml）≤3
致病菌（系指腸道治病菌）；不得檢出
產品相關標準：要符合GB2719-1996《米醋衛生標準》，GB18187-2000《釀造米醋》，ZBX66004-86《米醋質量標準》
感官指標：具有正常的米醋色澤，氣味和滋味，不澀，無其他不良氣味和異味，無懸浮物，不渾濁，無沉淀，無異物，無醋鰻，醋虱。
2 產品方案
2.1 生產規模
醋廠年產量為5000t，廠設計采取統一的規劃布局，規范化建設，科學
化管理，規模化生產。一體化經營，完全采用現代化企業管理模式將逐漸形成規模。
2.2主要原料的規格
糧食：應符合GB2715的規定
釀造用水：應符合GB5749的規定
食用鹽：應符合GB5461的規定
食用酒精：應符合GB10343的規定
糖類：應符合相應國家標準或行業標準規定
食品添加劑：應選用GB2760中允許使用的添加劑，還應符合相應的食品添加劑的產品標準
2.3 工期設定
生產品種為4度釀造米醋，年產量5000t，采用瓶裝生產，設計日產
量為16.7t
2.4 產品質量及標準
GB/T601-1988 化學試劑滴定分析（容量分析）用標準溶液的制備
GB2715-1981 糧食衛生標準
GB2719-1996 米醋衛生標準
GB2760-1996 食品添加劑使用衛生標準
GB4789.22-1994 食品衛生微生物檢驗調味品檢驗
GB/T5009.41-1996食品衛生標準分析方法
GB5461—2000 食用鹽
GB5749—1985 生活飲用水衛生標準
GB/T6682—1992 分析實驗室用水規格和試驗方法
GB7718—1994 食品標簽通用標準
GB10343—1989 食用酒精
3 生產工藝流程設計
3.1工藝流程選擇論證
3.2 工藝流程圖
根據中米醋風味而設計的工藝流程簡圖見圖
3.3 工藝要點
3.3.1 原料粉碎
先將碎米浸泡，使米粒充分膨脹，然后將米與水按1：（1.5~2）的比例送入磨粉機，磨成50目以上。錘式粉碎機是利用快速旋轉的錘刀對物料進行沖擊粉碎，廣泛用于中等硬物(暑干、玉米等)。輥式粉碎機主要用來粉碎谷類顆粒原料，大麥、大米、高粱等都可用此粉碎。鋼磨主要用于大米、玉米等原料的粉碎[16]。
3.3.2 調漿
原料浸泡后用磨粉機磨成粉漿，然后在調漿池內進行調漿。調漿時要加0.25%的α-淀粉酶（酶制劑2000u/g）。控制pH6.0～6.5，溫度在85～90℃。由于鈣離子有提高酶對熱穩定性作用，所以加入無水氯化鈣0.1%。
3.3.3 液化和糖化
本項目采用高溫液化法，需要設備小，適于連續操作，淀粉受熱快而均勻，能使淀粉迅速糊化。液化時邊加熱邊進料邊攪勻，液化品溫控制在85~92℃，待粉漿全部進入液化鍋后，維持10~15min，使淀粉充分液化，之后升溫至100℃，保持20min。
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，糖化時間30min。
3.3.4 酒精發酵
將糖化醪送入酒精發酵罐中，并使溫度降至32℃左右，向醪液中接入酒母。酒精發酵是無氧氧化過程。除了發酵初期，酵母中的活細胞大量繁殖需要一定的氧氣外，整個過程在密閉發酵罐中進行。罐壓控制在0.25×105Pa，發酵溫度30～32℃，發酵時間為60～70h。
產品在正常情況下酒度為6.7%左右，總酸應控制在0.4%以下，殘糖在0.2%左右 [17] 。
3.3.5 醋酸發酵
將酒精發酵醪接入醋酸發酵罐，在適宜的條件下，乙醇經醋酸菌的作用氧化為乙酸，它是釀醋的主要環節，直接影響到食醋的產量與食醋的風味。
醋酸發酵是利用醋酸菌所分泌的氧化酶將酒精氧化成醋酸，因此要求醋酸菌必須活力強、無雜菌、接種量不低于10%。醋酸菌剛接入發酵罐，通過一段時間培養，醋酸菌進入對數生長期，細胞數量增加、活力提高、酶大量形成、呼吸作用大大加強，要加大風量；到后期，酒精減少、酸度上升緩慢、菌體衰老、呼吸緩慢、風量即可減小[18]
3.3.6 壓濾
醋酸發酵結束后，為了提高食醋糖分，在醋醪里加入一定量的糖，混合均勻送入壓濾機進行壓濾。
3.3.7 滅菌和陳釀
醋酸壓濾后取樣檢測，按成品要求加鹽配兌，在加熱至75～80℃滅菌。陳釀過程中，因美拉德反應等，食醋的色澤加深；因氧化反應，食醋中的乙醇含量降低，而乙醛含量有所升高；因酯化反應，食醋中的酯含量明顯升高；因締合作用，食醋的風味變得醇和，醋酸的刺激性減弱。
4 工藝計算
4.1 主要技術參數
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：148.4kg /t
4.2 物料衡算
按主料計每148.4kg原料產醋1t，每批投主料量：
148.4 * 33.34=4947.656kg
每年投主料量：
148.4*10000=1484t
4.2.1 酶量計算
應用酶活力為2000u/g的 α–淀粉酶使淀粉液化，促進糊化，可減少蒸汽消耗量。α-淀粉酶用量按8u/g原料計算。
全年用酶量為：
1484*8/2000=5.936t
單批次耗量：
5.936*1000/300=19.79kg
所用麩曲糖化酶的活力為800u/g，使用量為150u/g原料，則糖化酶消全年耗量為:
1484*150/800=278.25t
單批耗量：
278.25*1000/300=927.5kg
4.2.2 氯化鈣（規格：無水）
單耗：0.15 kg/t：
每批投量：0.15*33.34=5.001kg
全年投料量：0.15*10000=1500kg
4.2.3 純堿（規格：工業用）
單耗：0.225 kg/t
每批投量：0.225*33.34=7.5015kg
全年投料量：0.225*10000=2250kg
4.2.4 液化醪量計算
根據生產實踐，淀粉原料連續蒸煮的粉料加水比為1:3，粉漿量：
148.4* (1+3) =593.6kg
蒸煮過程使用直接蒸汽加熱，在后熟器和汽液分離器減壓蒸發、冷卻降溫。在蒸煮過程中，蒸煮醪量將發生變化，故蒸煮醪的精確計算必須與熱量衡算同時進行，因而十分復雜。為簡化計算，可按下述方法近似計算。
假定用罐式連續蒸煮工藝，混合后粉漿溫度50℃，應用噴射液化器使粉漿迅速升溫至88℃，然后進入連續液化器液化，再經115℃高溫滅酶后，在真空冷卻器中閃急蒸發冷卻至63℃后入糖化罐
干物質含量B0=87%的大米比熱容
C0=4.18(1-0.7B0) =1.63KJ/Kg.k
粉漿干物質濃度為：
B1=87/4x100=21.8%
蒸煮醪比熱容：
C1=B1C0+ (1-B1) x Cw
=21.8%x1.63+(1.0-21.8%)x4.18
=3.62KJ/Kg.K
式中 C w——水的比熱容[kJ/(kg. K)]
為簡化計算，假定蒸煮醪的比熱容在整個蒸煮過程維持不變。
經噴射液化加熱后蒸煮醪量：
593.6+593.6x3.62(88-50)/2748.9-88x4.18=630kg
式中 2748.9——噴射液化器加熱蒸汽（0.5Mpa）的焓。
經二液化維持罐出來的蒸煮醪量：
630-630x3.62x(88-84)/2288.3=626kg
式中 2288.3——第二液化維持罐的溫度為84度下飽和蒸汽的汽化潛熱。
