年产5000吨食醋设计说明书
1 设计任务书
设计项目：液态发酵年产10000吨米醋厂生产工艺设计
设计规模：33.34吨
生产工艺：液态深层发酵
工作制度：全年工作发酵日300天，三班作业，连续生产
主要原料：玉米
辅助原料：谷糠，麸皮
成品：4度酿造米醋
理化指标：总酸（以乙酸计）：g/100ml≥3.50
不挥发酸（以乳酸计）：无
可溶性无盐固形物：g/100ml≥0.50
微生物指标：菌落总数：（个/ml）≤10000
大肠菌群：（MPN/100ml）≤3
致病菌（系指肠道治病菌）；不得检出
产品相关标准：要符合GB2719-1996《米醋卫生标准》，GB18187-2000《酿造米醋》，ZBX66004-86《米醋质量标准》
感官指标：具有正常的米醋色泽，气味和滋味，不涩，无其他不良气味和异味，无悬浮物，不浑浊，无沉淀，无异物，无醋鳗，醋虱。
2 产品方案
2.1 生产规模
醋厂年产量为5000t，厂设计采取统一的规划布局，规范化建设，科学
化管理，规模化生产。一体化经营，完全采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。
2.2主要原料的规格
粮食：应符合GB2715的规定
酿造用水：应符合GB5749的规定
食用盐：应符合GB5461的规定
食用酒精：应符合GB10343的规定
糖类：应符合相应国家标准或行业标准规定
食品添加剂：应选用GB2760中允许使用的添加剂，还应符合相应的食品添加剂的产品标准
2.3 工期设定
生产品种为4度酿造米醋，年产量5000t，采用瓶装生产，设计日产
量为16.7t
2.4 产品质量及标准
GB/T601-1988 化学试剂滴定分析（容量分析）用标准溶液的制备
GB2715-1981 粮食卫生标准
GB2719-1996 米醋卫生标准
GB2760-1996 食品添加剂使用卫生标准
GB4789.22-1994 食品卫生微生物检验调味品检验
GB/T5009.41-1996食品卫生标准分析方法
GB5461—2000 食用盐
GB5749—1985 生活饮用水卫生标准
GB/T6682—1992 分析实验室用水规格和试验方法
GB7718—1994 食品标签通用标准
GB10343—1989 食用酒精
3 生产工艺流程设计
3.1工艺流程选择论证
3.2 工艺流程图
根据中米醋风味而设计的工艺流程简图见图
3.3 工艺要点
3.3.1 原料粉碎
先将碎米浸泡，使米粒充分膨胀，然后将米与水按1：（1.5~2）的比例送入磨粉机，磨成50目以上。锤式粉碎机是利用快速旋转的锤刀对物料进行冲击粉碎，广泛用于中等硬物(暑干、玉米等)。辊式粉碎机主要用来粉碎谷类颗粒原料，大麦、大米、高粱等都可用此粉碎。钢磨主要用于大米、玉米等原料的粉碎[16]。
3.3.2 调浆
原料浸泡后用磨粉机磨成粉浆，然后在调浆池内进行调浆。调浆时要加0.25%的α-淀粉酶（酶制剂2000u/g）。控制pH6.0～6.5，温度在85～90℃。由于钙离子有提高酶对热稳定性作用，所以加入无水氯化钙0.1%。
3.3.3 液化和糖化
本项目采用高温液化法，需要设备小，适于连续操作，淀粉受热快而均匀，能使淀粉迅速糊化。液化时边加热边进料边搅匀，液化品温控制在85~92℃，待粉浆全部进入液化锅后，维持10~15min，使淀粉充分液化，之后升温至100℃，保持20min。
采用高温糖化法，也称酶法液化法，它是先以α-淀粉酶制剂在85～90℃对原料粉浆进行液化，然后再用麸曲在65℃进行糖化，糖化时间30min。
3.3.4 酒精发酵
将糖化醪送入酒精发酵罐中，并使温度降至32℃左右，向醪液中接入酒母。酒精发酵是无氧氧化过程。除了发酵初期，酵母中的活细胞大量繁殖需要一定的氧气外，整个过程在密闭发酵罐中进行。罐压控制在0.25×105Pa，发酵温度30～32℃，发酵时间为60～70h。
产品在正常情况下酒度为6.7%左右，总酸应控制在0.4%以下，残糖在0.2%左右 [17] 。
3.3.5 醋酸发酵
将酒精发酵醪接入醋酸发酵罐，在适宜的条件下，乙醇经醋酸菌的作用氧化为乙酸，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。
醋酸发酵是利用醋酸菌所分泌的氧化酶将酒精氧化成醋酸，因此要求醋酸菌必须活力强、无杂菌、接种量不低于10%。醋酸菌刚接入发酵罐，通过一段时间培养，醋酸菌进入对数生长期，细胞数量增加、活力提高、酶大量形成、呼吸作用大大加强，要加大风量；到后期，酒精减少、酸度上升缓慢、菌体衰老、呼吸缓慢、风量即可减小[18]
3.3.6 压滤
醋酸发酵结束后，为了提高食醋糖分，在醋醪里加入一定量的糖，混合均匀送入压滤机进行压滤。
3.3.7 灭菌和陈酿
醋酸压滤后取样检测，按成品要求加盐配兑，在加热至75～80℃灭菌。陈酿过程中，因美拉德反应等，食醋的色泽加深；因氧化反应，食醋中的乙醇含量降低，而乙醛含量有所升高；因酯化反应，食醋中的酯含量明显升高；因缔合作用，食醋的风味变得醇和，醋酸的刺激性减弱。
4 工艺计算
4.1 主要技术参数
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
按主料计每148.4kg原料产醋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 酶量计算
应用酶活力为2000u/g的 α–淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。α-淀粉酶用量按8u/g原料计算。
全年用酶量为：
1484*8/2000=5.936t
单批次耗量：
5.936*1000/300=19.79kg
所用麸曲糖化酶的活力为800u/g，使用量为150u/g原料，则糖化酶消全年耗量为:
1484*150/800=278.25t
单批耗量：
278.25*1000/300=927.5kg
4.2.2 氯化钙（规格：无水）
单耗：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 纯碱（规格：工业用）
单耗：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 液化醪量计算
根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:3，粉浆量：
148.4* (1+3) =593.6kg
蒸煮过程使用直接蒸汽加热，在后熟器和汽液分离器减压蒸发、冷却降温。在蒸煮过程中，蒸煮醪量将发生变化，故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行，因而十分复杂。为简化计算，可按下述方法近似计算。
假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度50℃，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至88℃，然后进入连续液化器液化，再经115℃高温灭酶后，在真空冷却器中闪急蒸发冷却至63℃后入糖化罐
干物质含量B0=87%的大米比热容
C0=4.18(1-0.7B0) =1.63KJ/Kg.k
粉浆干物质浓度为：
B1=87/4x100=21.8%
蒸煮醪比热容：
C1=B1C0+ (1-B1) x Cw
=21.8%x1.63+(1.0-21.8%)x4.18
=3.62KJ/Kg.K
式中 C w——水的比热容[kJ/(kg. K)]
为简化计算，假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不变。
经喷射液化加热后蒸煮醪量：
593.6+593.6x3.62(88-50)/2748.9-88x4.18=630kg
式中 2748.9——喷射液化器加热蒸汽（0.5Mpa）的焓。
经二液化维持罐出来的蒸煮醪量：
630-630x3.62x(88-84)/2288.3=626kg
式中 2288.3——第二液化维持罐的温度为84度下饱和蒸汽的汽化潜热。
