苹果醋发酵设备设计.docx
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苹果醋发酵设备设计
引言1
1苹果醋工艺流程的确定2
1.1苹果醋工艺线路简介2
1.2苹果醋工艺流程确定2
2醋酸发酵工艺发酵罐的选择4
2.1技术参数的确定4
2.2物料衡算4
2.3设备的选择4
2.4设备的计算5
2.5设计结果列表6
3结论7
参考文献
附录:
附1:
苹果醋生产工艺流程示意图
附2:
ALF-L20m3气升式外环流发酵罐结构示意图
引言
随着现代医学和食品科学的发展,人们越来越重视饮食的营养保健作用,苹果醋就是为满足人们的这种需要而发展起来的一种新型食醋。
它采用苹果为主要原料,经过醋酸发酵酿造而成。
水果中含有较多的天然芳香物质和不挥发性有机酸,这样,与通常使用的食醋相比,由苹果酿制的食醋保持了水果特有的果香,酸味更柔合,并富含维生素、微量元素等营养成份,有些品种还具有一定的保健功能,从而提高了它的食用价值及经济价值。
苹果醋的生产工艺流程是原料筛选→清洗→破碎→酒精发酵→醋酸发酵→灭菌→过滤→配制→成品。
其中醋酸发酵工艺选择的发酵罐,要用于工业规模发酵,能显著加快微生物生长与代谢、缩短发酵周期、提高发酵水平、降低发酵能耗。
关键词:
苹果醋;发酵流程;醋酸发酵;发酵罐;
1苹果醋工艺流程的确定
1.1苹果醋工艺线路简介
苹果醋生产工艺发酵流程:
原料苹果→预处理→洗净→破碎→榨汁→果胶酶处理→过滤→加热→酒精发酵(加酵母培养液)→醋酸发酵(加醋酸菌培养液)→过滤→后熟→杀菌(调配)→成品
1.2苹果醋工艺流程确定
1.2.1苹果醋工艺流程的主要仪器
1
洗果机
2
破碎机
3
传送器
4
夹层锅
5
打浆机
6
泵
7
离心分离机
8
调和罐
9
均质机
10
灭菌罐
11
发酵罐
12
洗罐机
13
灌装机
14
封罐机
15
杀菌锅
1.2.1苹果醋工艺的生产原料消耗及产物
(1)蛋白质原料:
苹果
(2)淀粉质原料:
麸皮、麦粉
(3)发酵菌种:
醋酸菌沈麦112-7#
(4)水、白砂糖
成品为苹果醋
副产物为物料渣
1.2.1苹果醋工艺的醋酸发酵操作步骤:
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,直接影响到苹果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。
技术要点:
酒液酒度5%~6%;醋酸发酵液酸度4.5%~5.5%。
所选用的气升式外环流发酵罐就用于苹果醋工艺的醋酸发酵过程。
2醋酸发酵工艺发酵罐的选择
2.1技术参数的确定
生产能力(吨/天)
15-18
工作气压(mPa)
0.0-0.3
温度(℃)
30-35
Ph值
2-12
Do值
5%-80%
2.2物料衡算
2.2.1工艺技术指标
1.实际日产量17t。
2.实际年生产量5000t每年。
2.2.2原料消耗计算
一年应产苹果醋量=[(4500000*80%+650000*95%+1000000]*98%
=5113150kg=5100t
一年按300天计算,所以一天应产苹果醋量=5100÷300=17t。
2.3设备的选择
2.3.1ALF系列气升式外环流发酵罐
该生产线集接种、搅拌、溶氧、发酵组成,适用于工业规模细菌发酵(微生物多糖、丙烯酰胺酶),霉菌发酵(β-胡萝卜素、5’-核苷酸酶),酵母发酵(甘油、石油脱蜡),发酵制酒、发酵制醋均能显著加快微生物生长与代谢、缩短发酵周期、提高发酵水平、降低发酵能耗。
工业实践证明它用于高生物量、高粘度、高密度培养、高溶氧、高含油体系微生物发酵具有显著优势。
2.3.2ALF系列气升式外环流发酵罐结构参数
外形尺寸
可根据用户需求度身定做
发酵周期
8天
温度控制
T~50℃,控制精度:
±0.5℃(T为外源水温度+5℃)
工作电源/功率
3¢/380V,20KW
工作气压
0.0-0.3mPa
2.3.3ALF系列气升式外环流发酵罐技术参数
型 号
ALF-S××
ALF-M×××
ALF-L×××
罐 体
全容积:
10~50L
全容积:
100~1000L
全容积:
3~200M3
材质:
不锈钢304或316L;罐体与材料均可根据用户需求度身定做
灭菌方式
外源蒸汽实罐原位消毒
温度控制
T~50℃,控制精度:
±0.5℃(T为外源水温度+5℃)
自动消泡
灵敏度100~100000Ω
pH控制
2~12pH,控制精度:
±0.05pH
DO控制
5%~100%,控制精度:
±1%
罐压控制
0~0.25MPa,控制精度:
±1%
流量控制
控制范围根据发酵容积和流量计量程而定,控制精度:
±2%
其它配置情况
补料控制
可变速蠕动泵四个,执行加酸、加碱、消泡液、自动补料的功能
中试规模可配备补料罐、消泡罐、酸碱罐,并配备精密电磁阀和计量罐自动控制
过程控制
工控计算机对发酵过程进行控制与数据在线显示、记录
2.3.4ALF系列气升式外环流发酵罐其他参数
1.生产厂家:
南京汇科生物工程设备有限公司
2规格:
:
ALF系列
3.价格说明:
两万元人民币
2.4设备的计算
根据上面的物料衡算可以得出,一年苹果醋产量为5100吨,一年按300天来算,一天苹果醋产量为17吨,一天平均工作为8小时。
每生产1t苹果醋需酒精发酵成熟醪体积:
650L=0.65m3
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:
17×0.65/0.70=15.78m3
现取公称容积20m3的醋酸发酵罐,实际容积为22m3
N=15.78*8/22=5.73(个)
采用公称容积20m3发酵罐6个。
根据以上发酵罐技术参数及计算,故选择ALF-L20m3气升式外环流发酵罐6台。
2.5设计结果列表
ALF-L20m3气升式外环流发酵罐参数表
型号
ALF-L20
全容积
20M3
罐 体
材质:
不锈钢304或316L;罐体与材料均可根据用户需求度身定做
灭菌方式
外源蒸汽实罐原位消毒
温度控制
T~50℃,控制精度:
±0.5℃(T为外源水温度+5℃)
自动消泡
灵敏度100~100000Ω
pH控制
2~12pH,控制精度:
±0.05pH
DO控制
5%~100%,控制精度:
±1%
罐压控制
0~0.25MPa,控制精度:
±1%
流量控制
控制范围根据发酵容积和流量计量程而定,控制精度:
±2%
发酵周期
8天
生产能力
20~22m3/周期
工作电源/功率
3¢/380V,20KW
价格
20000元
3结论
年产5000吨的苹果醋的生产,选择的工艺发酵流程是原料苹果→预处理→洗净→破碎→榨汁→果胶酶处理→过滤→加热→酒精发酵(加酵母培养液)→醋酸发酵(加醋酸菌培养液)→过滤→后熟→杀菌(调配)→成品。
其中醋酸发酵步骤所用的发酵罐,选择了南京汇科生物工程设备有限公司制造的ALF-L20m3气升式外环流发酵罐共6台。
参考文献
[1]吴思芳.发酵工厂工艺设计概论.北京:
中国轻工业出版社,2005年.第三章.
[2]蒋家新.食品生产技术.北京:
中国轻工业出版社.
[3]王福源.现代食品发酵技术.北京:
中国轻工业出版社.
[4]梁世中.生物工程设备.北京:
中国轻工业出版社,2006年.第五章.
[5]白凤武.食品与发酵工业[J].1995.
(1)
[6]陶兴无.发酵产品工艺学.化学工业出版社,2008年.第二章.
[7]上海市酿造科学研究所.发酵调味品生产技术.北京:
中国轻工业出版社,1998年.第四章.
[8]赵继伦.酒精发酵工艺学.华南理工大学出版社.
附录1苹果醋生产工艺流程示意图
附录2ALF-L20m3气升式外环流发酵罐结构示意图
1
发酵罐
2
通气管
3
发酵液进口
4
空气分布器
5
空气进口
6
循环泵
7
发酵液出口
8
热交换器
9
喷嘴
10
发酵液出料口
11
喷嘴
12
排气管