年产5000吨发酵食醋发酵车间设计

1、绪论年产 5000 吨发酵食醋发酵车间设计目录3 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。1、食醋的起源与功能2、食醋的种类 3、食醋的原料 4、食醋的生产工艺3 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。3 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。4 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。4 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。5、液态法食醋质量标准5 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。、设计任务厦礴恳蹒骈時盡继價骚。、生产方案和流程的确定（一）生产方案的确定（二）生产流程的确定 6茕桢广鳓鯡选块网羈泪6 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。6 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。第2 页共31 页1. 菌种选择 6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2. 原料预处理 6渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。3. 糖化 7 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡

2、。4. 酒精发酵 7擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。5. 醋酸发酵 7贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。6. 压滤 8坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。7. 配兑和灭菌 8 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。9 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。8. 陈酿 9買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。三）生产工艺流程示意图三、工艺设计及计算 10 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦一）工艺技术指标及基础数据 10猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。二）物料计算 1. 主要原料的物料衡算 -2. 蒸煮醪量的计算 3. 糖化醪量的计算 4. 酒精发酵醪的计算 5. 醋酸发酵醪的计算 三）热量衡算 1. 液化过程中的热量衡算2. 糖化过程热量衡算 3. 酒精发酵过程热量衡算4. 醋酸发酵过程热量衡算四）

3、无菌压缩空气消耗量计算10 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。10 構氽頑黉碩饨荠龈话骛。12 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。14 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。14 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。15 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。16 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。16 鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。17 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。17 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。18 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。 - 19 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。四、 设备设计与选型 20 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉一）液化车间 20谚辞調担鈧谄动禪泻類。1. 生产能力的计算 20 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。2. 液化罐数量 N1 的确定 20 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。3. 主要尺寸计算： 20 鶼渍螻偉阅

4、劍鲰腎邏蘞。（二）糖化车间 21纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。1. 生产能力的计算 21 颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。2. 糖化罐数量 N2 的确定 21 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3. 主要尺寸计算 21 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。（三）酒精发酵车间 21挤貼綬电麥结鈺贖哓类。1. 生产能力的计算 21 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。2. 酒精发酵罐数量 N3 的确定 22 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。3. 主要尺寸计算： 22 裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。4. 种子罐 22 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。（四）醋酸发酵车间 23绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。1. 生产能力的计算 23 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。2. 醋酸发酵罐数量 N4 的确定 23

5、 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。3. 主要尺寸的计算 24 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。4. 冷却面积的计算 24 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。5. 转子与定子的确定 24 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。6. 设备结构工艺设计 25 峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。7. 壁厚计算 25 詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。8. 接管设计 26 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。9. 支座设计 26 胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。10. 种子罐 26 鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。（5）. 车间设备一览表 28 稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。五、 总结与谢辞 29 陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。附件 29 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。1. 全厂物料流程图 29 钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。2. 醋酸发

6、酵车间流程图 30 懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。3. 醋酸发酵车间布置设计 30 謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。4. 主要设备图 30 呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。参考文献 30 莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。年产 5000 吨发酵食醋发酵车间设计万重阳（武汉工业学院 生物与制药工程学院 武汉 430023）摘 要：食醋发酵是继酒精发酵之后， 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。 麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。关键词 ：食醋、发酵罐、深层发酵。Abs

7、tract： 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, auxiliar

8、y 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 equipme nt selection納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。Keyword: vinegar, fermenter, deep submerged fermentatio風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。绪论1

9、、食醋的起源与功能食醋是传统的酸性调味品，我国酿醋自周朝开始，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。 灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。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 100

10、mL 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谢， 作为饮食调料， 需要量不断增长。 铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。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。 攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。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3、食醋的原料食醋原料，按照工艺要求一般可以分为主

11、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。 趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。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

12、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

13、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。 夹 覡闾辁駁档驀迁锬減。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

14、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a -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 第 5 页 共 31 页酵，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。 视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。(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、

15、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， 女口辽宁省丹东白醋。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。液态发酵法制醋也渐采用深层发酵新工艺。淀粉质原料经液化、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

16、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。 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。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：騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼醋酸菌醋酸发酵图1、醋酸基本工艺流程5、液态法食醋质量标准(1)感官指标具有本品种固有的色泽；有正常酿造食醋的滋味 (2)理化指标项目指标粮食醋其他醋总酸(以醋酸计)含量/(g/100ml) 3.5无盐固型物含量/(g/100ml) 1.5 1.0一、设计任务年产5000吨发酵食醋发酵车间设计、生产方案和流程的确定（一）生产方案的确定空气自吸式发酵罐液

17、态深层发酵制醋。 空气自吸式发酵罐液态深层发酵制醋 是将淀粉质原料经液化 糖化、酒精发酵后， 在空气自吸式发酵罐中完成液体深 层醋酸发酵的新工艺。具有原料利用率高，机械化程度高，生产周期短（8d），产品质量稳定等优点。 疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。深层发酵法是向酒醪中接入醋酸菌后， 采用向醪液中通入空气的方法来增加 醪液中的溶解氧，使醋酸菌的醋酸发酵正常进行。 发酵设备多采用自吸式发酵罐， 发酵品温3235C，发酵时间在3d左右。镞锊过润启婭澗骆讕濾。原料选择大米，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. 菌种选择糖化选择黑曲霉。酵母菌（ AS 2.399）酵母菌培

18、养的最适温度为 2530度。醋酸菌（许氏醋酸杆菌 A. schutzenbachii）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。 榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。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，然后再进行蒸煮、糖化。粉碎常用设备是：锤式粉碎机、刀片轧碎机、钢 磨。 邁茑赚

19、陉宾呗擷鹪讼凑。技术要点：细度50目；浓度1820 Be pH6.26.4 （试纸测定）。工艺参数：加水浸泡1h;用NaCO3调pH;力卩CaCI20.2%补充Ca2+;加中 温a -淀粉酶0.25% （酶活力2000u/g）。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。（ 3）原料蒸煮液化使植物组织破裂， 细胞中的淀粉被释放出来， 淀粉由颗粒状转变为溶胶状态， 另一个作用是高温杀菌。技术要点：液化后的糖浆具有香味 i，用竹片撩液滴点呈渣水分离状；碘反 应成棕黄色；DE值15%20%。工艺参数：流加法液化浆温8590C, 88C最佳。维持10min ;升温煮沸10 分钟。3. 糖化：培养基：试管斜面菌种10%米曲汁

20、三角瓶培养 麸皮+80%水帘子培养麸皮+110%水（或麦芽汁）琼脂 2%麸曲制备PH6.0培养条件：30C,3d厚层通风培养麸皮+10%15%稻壳+70%水30C,3d30C,3d30C,1d在帘子培养以前的麸曲制备过程为种曲培养阶段， 这一阶段是以得到强壮的 霉菌孢子为培养目的， 所以培养组成、 培养条件要符合微生物生长规律， 即要符 合霉菌孢子发芽、 菌丝生长、 菌丝繁殖和孢子着生的要求。 厚层通风培养是生产 用曲培养阶段，这一阶段是以得到淀粉酶为主要培养目的，所以培养基的组成、 培养条件既要符合微生物生长规律， 又要符合微生物产酶规律。 该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。采用高温糖化法，也称酶法液化

21、法，它是先以 a -淀粉酶制剂在8590C对 原料粉浆进行液化，然后再用麸曲在 65C进行糖化。具有糖化速度快、淀粉利 用率高等优点。 劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。技术要点：糖化液碘呈淡橙黄色；DE 值 25% 30%；酸度 0.2%。工艺参数：加捣碎的麸曲5%（酶活力1200u/g）;加曲温64C；糖化温度60 62C；糖化时间30min。 臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。4. 酒精发酵通过纯培养方法制成酒母，再将其接入糖化醪中进行酒精发酵。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。工艺参数：酒母4%（原料）；接种温度2628C,极限温度30C ;发酵温度 30

22、37C，最适3233T，发酵时间 6068h。鰻順褛悦漚縫輾屜鸭骞。5. 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菌种子培养、醋酸发酵和陈酿等组成。 穑釓虚绺滟鳗絲 懷紓泺。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， 第 7 页 共 31 页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

23、流程如下：隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。菌种试管斜面接种培养 - 大三角瓶纯种扩大培养 - 醋酸菌种子液态培养试管培养基：葡萄糖0.3g、酵母膏1.0g、碳酸钙2.0g、6%酒液100mL、琼 脂2.02.5g。浹繢腻叢着駕骠構砀湊。三角瓶培养基：酵母膏1%、葡萄糖0.3%、水100mL、浓度为95%的酒精 4%。种子液态培养：4%8%酒精发酵醪，醋酸种子酸度 2.5%3.0%,接种量 5%10%;通风量0.1m/(m3.min);培养温度3235C ;培养时间24h。鈀燭罚櫝箋 礱颼畢韫粝。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，

24、所以，在种子培养的前阶段，培 养基的组成、培养条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。惬執缉蘿绅颀阳灣愴鍵。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2830C；发酵温度3234C,最高不超过36C；前 期通风量 0.07m3/(m3.min)、中期 0.1 0.12 m3/(m3.min)、后期 0.08m3/(m3.min)； 培养时间 6567h。贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。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 出0。其反应式如下：嚌鳍级厨胀

25、鑲铟礦毁蕲。CH 3COOH CoASH CH 3CO SCoA H 2O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。在液态深层发酵中，可采用分割法去醪进行“半连续式发酵”，即取出1/2 1/3量的发酵成熟醋醪，同时补加相应量的酒醪。这一方法即可以省却醋酸菌种 培养工序，且发酵罐中的菌种在醋酸发酵过程中已得到充分驯养，所以，又有利于提高原料的利用率和产品质量，但分割法去醪应注意无菌操作。薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。6.压滤技术要点：滤渣水分w 70%;酸度w 0.2%。工艺参数：发酵醪预处理，55摄氏度维持24h;压头醋、二醋用泵输送，泵 压2*89KPa，压净停止。压清醋用高

26、位槽自然压力。齡践砚语蜗铸转絹攤濼。7. 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w 5000个/ml。工艺参数：灭菌温度80C，维持适当时间；苯甲酸钠添加量为0.06%0.1% CH3COOH H2O4660181g1.30g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。撷伪氢鱧 轍幕聹諛詼庞。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 精发

27、酵得到0.385g酒精，再经醋酸发酵可以得到 0.385g醋酸。踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。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 k 婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。(4)大米年消耗量5100t食醋中醋酸含量:5100X 4% :=204t生产204t醋酸需要淀粉：204/0.385 =:530t年消耗大米量：530/0.7 = 757.14t(5) a -淀粉酶消耗量应用酶活力为2000u/g的a -淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。a -淀粉酶用量按8u/g原料计算。譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。全年用酶量为：757

28、.14X 8= 3.03t2000单耗量：33.03X 10/5100 = 0.594kg/t(6) 麸曲耗用量 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：俦聹执償閏号燴鈿膽賾。单耗量:757.14X 150800142.96t3142.96X 10/5100 = 28kg/t（7）氯化钙（规格：无水）单耗：0.15 kg/t:全年投料量：0.15X 5100 = 765kg（8）纯碱（规格：工业用）单耗：0.225 kg/t：全年投料量：0.225X 5100 = 1147.5kg表1、原料消耗表（5000t/a）名称规格单耗全年投料量大米淀粉含量

29、70%148.4kg/t757.14X 103kga -淀粉酶2000u/g0.594kg/t3.03X 103kg麸曲800u/g28kg/t142.96X 103kg氯化钙无水0.15kg/t765.07kg纯碱工业纯碱0.225kg/t1.15X 103kg2. 蒸煮醪量的计算根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:3,粉浆量为:148.4X（ 1+3） = 593.6kg式中148.4 生产1t食醋（醋酸含量4%）需要的大米量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

30、复杂。为简化计算，可按下述方法近似计算。缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度50C，应用喷射液化器使粉浆迅 速升温至88C,然后进入连续液化器液化，再经115C高温灭酶后，在真空冷却 器中闪急蒸发冷却至63 T后入糖化罐。其工艺流程图如下图所示。 骥擯帜褸饜兗椏長 绛粤。粉料热水*淀紛前84C50CJL灭气喷维分离S8C持却器图3、粉浆连续蒸煮液化工艺流程干物质含量Bo=87%的大米比热容为；co = 4.18( 1-O.7Bo) = 1.63 kJ/(kg. K)粉浆干物质浓度为：Bi = 87/( 4*100)= 21.8%蒸煮醪比热容为：c1 = B1C0+ (1

31、.0 - B1)X cw=21.8%X 1.63+ (1.0-21.8%)X 4.18=3.62 kJ/ (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为：= 630(kg)5936 十 593.6*3.62(88 -50) 2748.9-88*4.18式中 2748.9喷射液化器加热蒸汽(0.5Mpa)的焓(kJ/K)经二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：630 - 630X 3.62 X (88-84)= 626 (kg)2288.3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(kJ/K)

32、经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为；626 +626X 3.62 X (115-84) =657 (kg)2748.9-115X 4.18式中115灭酶温度(摄氏度2748.90.5Mpa 饱和蒸汽的焓(kJ/K)经汽液分离器后的蒸煮醪量：657 -657X 3.62X (115-104.3) = 646 (kg)2245式中2245 104.3摄氏度下饱和蒸汽的汽化潜热(kg)经真空冷却后最终蒸煮醪量为：646 - 646X 3.62X (104.3-63) = 605 (kg) 2351式中2351真空冷却温度为63摄氏度下的饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)粉浆中干物质的质量分数：148.4*(

33、10.13)=21.28% 6053. 糖化醪量的计算麸曲(糖化力800u/g干曲)，单耗：28kg/t:生产1t食醋的糖化醪量：605 + 28 = 633kg糖化醪干物质质量分数:*100%20.5%148.4*(1 -0.13)0.594 0.15 0.2256334. 酒精发酵醪的计算(1) 实际产酒精量= 原料量X淀粉含量X实际产酒率=148.4X 0.7X 0.385=39.9 kg(2)发酵中CO2产量:39.9X 8892=38.2kg(3)发酵中溢出水分(按2%计):39.9X 0.02 = 0.8kg(4) 酒精发酵成熟醪总质量(含醋母醪量)：633 -38.2 -0.8

34、= 594 Kg(5)成熟醪体积(成熟醪密度为0.99Kg/L )：594 / 0.99 = 600 L第15页共31页(6)成熟醪中酒精体积分数(酒精d42=0.7893):酒精体积分数=399*100% = 8.43%0.7893*6005.醋酸发酵醪的计算(1)醋酸发酵醪质量(含醋母醪量)发酵时添加蛋白质水解液(d420=1.2)50Kg/t:594 + 50 = 644kg(2)醋酸发酵醪体积：600 + 50/1.2 = 641.7L(3)原料产醋量(转化率取84%):39.9X 1.30X 84% = 43.57kg(4)(5)醋酸发酵时消耗氧气：3243.57X= 23.2kg6

35、0醋酸成熟醪的质量：644 + 23.2 = 667.2Kg(6)成熟醪体积(成熟醪密度1.01Kg/L):667.2/1.01 = 660.6 L(7)成熟醪醋酸的质量分数：43.57/667.2 = 6.53%配兑消毒后成品中醋酸量按经验数据：压滤损失 4%,消毒运输损失为癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。(8)1.2%，共损失5.2%，则醋酸量:43.57*(1 -4% -1.2%) =41.3kg(9) 配兑成4%醋酸含量的成品醋的质量：41.3/0.04 = 1032.5kg 1t ,所以符合生产要求(10) 4%成品醋的体积(成品醋密度1.01Kg/L):1032.5/1.01= 1032.5

36、L(11) 原料出醋率：1032.5/148.4=6.96( Kg/Kg)第19页共31页三)热量衡算1. 液化过程中的热量衡算 粉浆质量 m = 593.6 +0.594 +0.15 + 0.225 = 594.57kg； 粉浆比热容 c=3.72KJ/Kg.K ； 液化过程总耗热量为 Q1粉浆由初温To加热至88C总耗热量为Q2。(1)设粉浆初温取To=2OC，流加法液化浆温为88E，耗热量为Q2 则 Q2 = mc(88-To)=594.57X 3.72X (88-20)= 15o4o2 KJ( 2)加热过程中蒸汽带出的热量为 Q2 加热时间为40min，蒸发量为每小时5% 则蒸发水量为

37、：V 水 =m X 5% X 40/60=594.57X 5%X 40/60= 19.8 KgQ2 = V 水 I= 19.8X 2257.2= 44693KJ式中 I 为水的汽化潜热( KJ/Kg )( 3)热损失 Q2 热损失为耗热量的 15%： Q2= 15% X(Q2+ Q2)( 4)则总耗热量为：Q2= 1.15X(Q2+ Q2)= 1.15X(150402+ 44693)= 224360KJ再次升温煮沸到100C后所需热量为Q3 此时液化醪的质量为 m1=605KgQ3= m1X cX (100-88)= 605X 3.72X12= 27007.2KJ液化过程中总耗热量为 Q1Q1

38、= Q2+ Q3= 224360+27007.2=251367.2KJ2. 糖化过程热量衡算液化醪质量为 mi = 605 Kg液化醪比容热为ci 100C1 = Coc水100 100式中：C0淀粉质比热容为1.55kJ/(kg.K)3液化醪中干物质含量(%)c水一一水的比热容为4.18kJ/(kg.K)所以，01=1.55* 2128 4.18* 100-21.28 = 3.62 kJ/(kg.K)100 100(1) 糖化过程加曲前，要将液化醪降温到加曲温度64C，所放出的热量为Q4Q4= m1X C1X( 100-64)=605X 3.62X( 100-64)=78843.6 KJ(2

39、) 加曲后，开始糖化的温度为60E，该过程发出的热量为 Q5 加曲后糖化醪的质量为m2=5275.2 KgQ5= m1 X C1 X( 64-60)=605X 3.62X (64-60)=8760.4 KJ(3) 糖化过程放出热量Q6Q6= Q4+ Q5=78843.6+8760.4=87604KJ(4) 冷却水初始温度为17C，最终温度为35E，则糖化阶段冷却水耗用量为 W:W=C水(tw1 -tw2)876044.18 (35-17=1164.3kg3. 酒精发酵过程热量衡算(1) 酒母接种温度为28r，糖化醪降温到酒精发酵温度放出热量为Q7糖化醪(含酒母醪)质量m2= 633KgQ7=

40、m2X ci x( 60-28)=633 X 3.62 X( 60-28)=73326.72 KJ(2) 酒精发酵温度为33C,升温到酒精发酵温度所需热量为 Q8 Q8= m2X ci X( 33-28)=633X 3.62X( 33-28)=11457.3 KJ(3) 产it食醋过程中产生酒精 39.9kg，以葡萄糖为碳源酵母发酵每生产 1Kg 酒精放出的热量约为1170KJ，贝U发酵和酵母培养每小时放出的热量为： 鑣鸽夺圆鯢 齣慫餞離龐。Q9=1170*39.9= 46683 KJ(4)冷却水初始温度为17C，最终温度为35C，酒精发酵阶段冷却水用量为W1W1=Q7Gk(t w1-tw27

41、3326.724.18 (35-17)=975kg第21页共31页(5) 酒精发酵阶段蒸汽耗用量为 D11. 因为投入的是液体曲，糖化醪干物质质量分数coCD1484*(1 一。13)594 15 .225*100% =20.54%6332.糖化醪的比热容C2 :C2100- 100= 1.25迪4.18叱竺100 100=3.56 kJ/(kg.K) 3.蒸汽耗用量D1为D1Q8I=11457.3= 2738-419=4.94kg4. 醋酸发酵过程热量衡算(1) 醋母接种温度为28r，酒精发酵醪降温到醋酸发酵温度放出热量为Q10酒精发酵成熟醪质量m3= 600 KgQio= m3X ci X

42、( 33-28)=600 X 3.62 X 5=10860 KJ(2) 醋酸发酵温度为33C,升温到醋酸发酵温度所需热量为QiiQii= m3X ci X( 33-28)=600X 3.62X( 33-28)=i0860 KJ(3) 生产it食醋过程中产生醋酸43.57kg，以酒精发酵每生产iKg醋酸放出的 热量约为7458.5KJ，则发酵罐每小时放出的热量为(醋酸发酵时间 66h):榄阈团 皱鹏緦寿驏頦蕴。Qi2=7458.5*43.57/66= 4923.74KJ/ (t.h)(4) 冷却水初始温度为17C，最终温度为35C，酒精发酵阶段冷却水用量为 W2W2Q10 Gk(t wi-tw2

43、i08604.i8 (35-i7)=i44.34 kg(5)D2醋酸发酵阶段蒸汽耗用量为=Qii=I -i0860=4.68kg2738-4i9D2(四)无菌压缩空气消耗量计算深层发酵法的通风量计算如下:理论需氧量： c2h5oh o2 ch3cooh h2o22.4(L)60(g)aba=22.4 X b/60式中 a理论需氧量， L/ minb理论产酸速度，g/min=i3.i0g/min,39.9*i0 3*i.3 b=66*60理论通风量(a)： a= a/0.2i第i9页共3i页第27页共31页式中0.2102的含量实际通风量（a”： a”=2.5a 式中2.5经验数据a”=4.44

44、b= 58.16L/min四、设备设计与选型（一）液化车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需粉浆量：594.57Kg液化后醪液量：605kg每生产1t食醋需粉浆体积（粉浆密度1.07kg/L）：3594.57/1.07=556L=0.556m每天生产食醋17t，液化罐填充量80%，则每天需要液化罐的总容积:17*0.556/0.8 =11.82m32. 液化罐数量Ni的确定，发酵周期8天:现取公称容积20m3的液化罐，实际容积为22m3.“11.82*8/ 人、N1 = 4.3 （个）22现取公称容积22m3液化罐5个；3. 主要尺寸计算:V全 =V 筒 +2V封 =22m32J 3H=2D

45、;则有V全=0.785D2*2DD3*2=2224解方程得：1.57D3+0.26D3=22取 2.4mH = 2D = 4.8m查表得封头高：H封二ha hb =600+25=625mm ;封头容积1.93m（二）糖化车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需糖化醪量：633kg每生产1t食醋需糖化醪体积（糖化醪密度1.05kg/L）:3633/1.05=603L=0.603m3每天生产食醋17t，糖化罐填充量80%，则每天需要糖化罐的总容积:317X 0.603/0.8 =12.8m2. 糖化罐数量N2的确定，发酵周期8天：现取公称容积50m3的糖化罐，底封头为椭圆形封头，实际容积为58m3

46、.“12.8*8/ 人、N2 = 1.76 （个）58现取公称容积50m3糖化罐2个3. 主要尺寸计算（设上封头的容积与下封头相等）：V全 =V 筒 +2V 封=58m糖化罐罐体不能太高或太矮取 H:D=1.5; H=1.5D ; JI则有V 全=0.785D2*1.5DD3*2=582433解方程得：1.18D +0.26D =59D = 3 58 = 3.43m 取 3.4mV1.44H = 1.5D = 5.1m 取 5m3查表得封头高：H封二ha hb =850+50=900mm ;封头容积5.60m（三）酒精发酵车间1. 生产能力的计算每生产1t食醋需糖化成熟醪体积：600 L=0.

47、6m3每天生产食醋17t，酒精发酵罐填充量85%，则每天需要酒精发酵罐的总容 积：317X 0.6/0.85 = 12m2. 酒精发酵罐数量N3的确定:现取公称容积20m3的发酵罐，实际容积为22m3.12*8N2 = 4.36 (个)22现取公称容积20m3发酵罐5个3. 主要尺寸计算:V全:=V 筒 +2V封 =22m3H=2D;则有2兀3V全=0.785D *2DD *2=2224解方程得：1.57D3+0.26D3=59D =3 22 = 2.29m 取 2.4m.1.83H =2D = 4.8m查表得封头高：H 封二 ha hb =600+25=625mm ;封头容积 1.93m34

48、.种子罐(1) 种子罐容积和数量的确定V #=V 总 X0%=22 X0%=2.2 m3式中V总为发酵罐的总容积 m310%接种量(2) 种子罐数量的确定种子罐与发酵罐对应上料，发酵罐平均每天上 1罐则需种子罐1个，种 子培养时间1220小时，取12小时，辅助操作时间810小时，生产周期约 2030小时。逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。(3) 主要尺寸的确定设H/D=2/1，则种子罐总容积 V总为：V=V筒+2V 封;23V 总=0.785D* 2 D+ n D3X 2/24=2.2算得D=1.06m 取 D=1.1 m贝 UH=2D=2.2 m查相应表得封头高H封=250+25=275mm罐体总高 H

49、 罐=H 筒+2H 封=2200+2X 275=2750mm 单个封头容量 V封=0.151 m3圆筒容积V筒=0.785D2x 2 D=1.57X 1.1 3=2.09 m3o不计上封头容积 V有效=V 筒+V封=2.09 + 0.151 =2.24 m 校核种子罐总容积：V总=2 V封+ V筒=2.39 m3比需要的种子罐容积大，满足设计要求。（四）醋酸发酵车间1.生产能力的计算每生产1t食醋需酒精发酵成熟醪体积：641.7L = 0.642m3每天生产食醋17t，醋酸发酵罐填充量70%，则每天需要醋酸发酵罐的总容 积：317X 0.642/0.70 = 15.590122m3.2. 醋酸发酵罐数量N4的确定:现取公称容积20m3的自吸式醋酸发酵罐，实际容积为N4 =15.59*822=5.66（个）第35页共31页现取公称容积20m3发酵罐6个年产醋酸醪液质量：204/0.0653 = 3124t式中0.0653成熟醋酸醪液醋酸含量年产醋酸醪液体积：3V 醪=3124/1.01 = 3093m式中1.01醋酸醪液密度22*0.7*6*