年产一万吨低盐固态酱油工厂设计(1)

1 设计概况
本设计为年产10000吨酱油固态酱油生产工艺的初步设计。

生产工艺是低盐固态浇淋生产法；
蒸煮工艺采用传统的、技术方面十分成熟的旋转蒸料锅法；制曲工艺采用厚层通风制曲方式；利用传统发酵设备的发酵池发酵，浇淋以减少酱醅对发酵池的占用时间。

我国酱油发酵由制酱演变而来，随着科学技术的发展，生产方法也不断的改进。

按照发酵方法，当下国内应用较多的有：低盐固态发酵法、高盐稀醪发酵法、低盐稀醪保温法、固稀发酵法其他传统工艺法。

各种方法各有优点，国内普遍使用低盐固态发酵法。

2 设计基础
2.1 设计依据
酱油、醋作为调味品，在人们生活中具有不可或缺的地位，随着人们生活水平的不断提高，其市场前景将会越来越好。

调味品行业具有发展速度快、产量大、品种多、销售面广、经济效益好等特点。

近年来，我国调味品行业有了较大发展，特别是调味品“地产地销”的局面已被打破。

企业依靠科学技术，通过科研，采用新工艺、新设备，创造新产品，并以严格的质量管理，保证了产品质量，在增加品种的同时也使产品达到规模化生产。

各种名、特、优、新产品不断涌现，加速了产品的更新换代，对提高人们的饮食质量，改善烹调方法起到了不可估量的作用。

2.2 设计原则
1、做到精心设计，投资省、技术新，质量好，收效快并且回收期短，使设计工作符合社会
主义经济建设总原则。

2、设计工作必须认真进行调查研究。

学会查阅文献。

收集设计必需的技术基础资料，加强
技术经济分析工作，并进行深入调查，与同类型厂先进技术经济指标作比较，要善于从
实际出发去分析研究问题。

设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际
平均先进水平最好。

3、解放思想，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。

并根据设备
和控制系统在资金和供货可能的情况下，尽可能提高劳动生产率，逐步实现机械化和自动化。

4、设计必须结合实际，因地制宜，体现出设计的通用性和独特性相结合的原则，不能千厂
一样。

工厂生产规模、产品品种的确定，要适应国民经济的需要，建厂地点，时间，三废综合利用等条件，并适当留有发展余地。

5、发酵工厂设计还应考虑采用微生物发酵的工厂的独特要求，既要注意到周围环境（包括
空气、水源）的清洁卫生，又要注意到工厂内车间之间对无菌、卫生、防火等条件的相互影响。

食品类发酵工厂，还应贯彻国家食品卫生法有关规定，充分体现卫生、优美、流畅，并让参观者放心的原则。

6、设计工作必须加强计划性，各阶段工作要有明确的进度。

2.3 设计范围
1、选择产品的方案，并确定主要产品的工艺流程和相关参数（绘制工艺流程图）。

2、生产工艺的物料衡算。

3、工厂总平面的布置及运输（绘制总平面设计图）。

4、车间设备的选型与配套（各种设备型号、规格明细表）。

5、生产车间设备布置（绘制生产车间设备布置图）。

6、简要分析原料的供应情况，劳动定员，项目经济分析等。

7、简要设计相关的公用工程和辅助工程。

三、建设规模与产品方案
（一）建设规模
设计生产规模10000吨/年。

第一年筹建试生产，第二年生产规模为3000吨，第三年生产规模为8000吨，4年达到生产规模10000吨。

（二）产品方案
以脱脂大豆、麸皮为主要原料，采用低盐固态发酵工艺。

本产品具有纯天然、口味丰富、鲜美、酱香和脂香浓郁、菜色好看、无焦糊味、无苦味等特
点。

（三）项目建设年限
一年
（五）主要原料供应情况：
1、大豆：中国古称菽，是一种其种子含有丰富的蛋白质的豆科植物。

大豆呈椭圆形、球形，颜色有黄色、淡绿色、黑色等，故又有黄豆、青豆、黑豆之称。

豆饼就是大豆(主要是黄豆和黑豆)榨油后的副产品，在各种植物中营养价值最高。

大豆分布较广，在东北、长江流域、黄淮流域、江南各省南部、两广、云南等地都有种植。

其中以东北地区的产量较大，且质量较为优质。

并且东北地区为一年一熟，春播秋收。

因此在其收获成熟的秋季可以适当多收购一些大豆储备用于生产
2、小麦：小麦是小麦属植物的统称，是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物，起源于中东地区。

小麦被磨面机加工后，变成面粉和麸皮两部分，麸皮就是小麦的外皮。

小麦的分布也较广，主要分布在华北、华中、华东、西北、东北、东南等地区。

(六) 厂址的选择
3.1 厂址选择原则
酱油发酵车间应在居民区的下风侧，河流上游，水电汽源丰富，并且节约用地,少占耕地。

尽可能采用新工艺新设备，以利用技术后达到好的经济效果。

在条件允许下，尽可能的使用标准设计以简化设计工作量，缩短工作时间。

原料来源立足于国内，立足于本地，选择优质廉价的原料。

并注意节约粮食、提高利用率、提高产量。

在保证质量的前提下，尽可能减少原料消耗，提高原料利用率，节约设备费用和操作费用。

发酵工厂原料用量大，以交通方便为原则。

废物排放量大，尽量靠近城市排水系统。

安全防护措施要符合国家卫生标准。

3.2 本设计所选厂址
根据以上选择原则，本设计初步选址定为吉林省，主要考虑吉林省的风向和交通运输的方便，为避免空气污染，初步将厂址选定在长春市。

（七）公用工程和辅助工程
项目建筑物和构筑物
生产车间辅助车间动力设施给水设施全厂性设施
标准化车间
机修室、化验室、辅料库、成品库等配电房、锅炉房、冷冻机组等
水泵房、水井、水塔等
办公室、食堂、浴室、厕所、围墙、大门等
第二章总平面布置及运输
一、总平面布置（见附图）
1 总平面设计的一般要求
工厂总平面设计是工厂总体布置的平面设计，他的任务是根据工厂建筑群的组成内容及使用功能要求，结合厂址条件及有关技术要求，协调研究建、构筑物及各项设施之间的相互空间和平面关系，正确处理建筑物、交通运输、管路管线、绿化区域等布置问题，充分利用地形，节约场地，使所建工厂形成布局合理，协调一致，生产井然有序，并与四周建筑群相互协调的有机整体。

总平面设计基本要求如下：
A总平面设计必须符合生产流程的要求。

原料、半成品、成品的生产作业线应顺直、短捷，避免作业线的交叉和还回。

B总平面设计应当将占地面积较大的生产主厂房布置在厂区的中心地带，以便于其他部门为其配合服务。

C总平面设计应充分考虑地区的主风向的影响。

D总平面设计应将人流、物流通道分开，避免进行交叉。

E总平面设计应遵从城市规划的要求。

F总平面设计必须符合国家有关规划和规定。

2 本设计中工厂总平面设计
本设计中的总平面设计遵循发酵工厂总平面设计一般原则，采取分区布置。

工厂分为厂前区、生产区、厂后区、厂房左侧区和厂房右侧区。

厂前区包括办公楼、食堂、自行车棚、机动车棚及建筑小品等。

生产区包括酱油生产车间、面酱车间、醋生产车间、料酒车间及各类储罐等。

厂后区包括污水处理站、酱渣处理、原料库等。

厂房左侧区包括食堂、浴室、蒸汽房、质检室、变电室、配电室、职工宿舍等。

厂房右侧区包括原料库、销售部、废料处理场等。

全厂总面积为37220m2，建构筑物面积及堆场、作业场占地面积为13548m2，建筑系数为36.4%，土地利用系数为52.3%，绿化系数12.1%。

二、工厂运输
处理好的原料由原料筒仓到原料输送车间的运输，成品由包装车间到成品库的运输均采用叉车。

现选用杭叉公司生产的CPD25型电瓶叉车。

该车的各性能指标为：起重量2.5吨，起重高度3米，起升速度空载：4.2m/min；满载：2.6m/min。

前进速度13km/h，行走电机10kw，起升电机10 kw，蓄电池电压48v，容量700ah。

每天搬运原料量为（9.6+6.4）=8吨，一次运2吨，则需4次，叉车跑一个来回约3分钟，每天搬运原料约需13分钟。

每天搬运成品酱油为34吨，一次2吨，则需17次，加上包装重量，约需19次，一次约3分钟，则每天搬运成品酱油需1小时。

故每天叉车工作约1.2小时即可。

因此,选取一辆CPD25型电瓶叉车即可。

第三章劳动定员
本设计中的劳动组织定员我们只讨论主生产车间，即蒸煮车间、发酵车间、淋油车间等。

具体定员情况如下：原料输送车间一人，负责原料的输送及记录。

蒸煮车间两人，一人负责拌种及熟料的输送，并负责每天生产所用原料量，一人负责在高层控制各管道的阀门、润水量以及控制蒸汽压力。

制曲车间两人，负责熟料的输入及成曲的输出。

发酵工段两人，负责测量酱醅温度及操作天车完成酱醅的移池及酱渣的清除。

淋油工段一个人，负责浇淋。

化盐工段一个人，负责头油的化盐及初油的输出。

因制曲工段及发酵工段需三班制，各调休一人，既再需两个人，软包装车间一人，瓶装车间四人，一人负责洗瓶机，两人负责灌装生产线，一人负责巡视和检查流水线。

成品仓储室一人，负责下线成品的堆放和调用。

另设车间主任及副主任各需一人，负责整
个车间的总体安排及人员调动。

因此可知所设计车间人员20人。

第四章车间工艺
第一节工艺流程及相关工艺参数
一、工艺流程
4.2 工艺流程介绍
4.2.1 该工艺特点
现在普遍使用的低盐固态发酵工艺是20世纪60年代初期在无盐固态发酵的基础上发展起来的，它利用酱醅中食盐含量在10%以下时，对酶活力抑制作用不大的特性生产的。

目前，全国大多数厂都在延用这种工艺。

80年代末期，全国各地全面推广低盐固态发酵生产技术，极大推动了我国酱油工业的发展，一直到今天，低盐固态发酵工艺已经成为我国的酱油生产主流工艺。

低盐固态发酵法酱油生产新工艺，原料仍然是豆饼与麸皮，特点是：拌曲用11～13 oBe’盐水，酱醅含盐量6%～7%，发酵温度45～50℃发酵周期15～25d，虽然与传统工艺生产的酱油相比仍有很大的差距，但比固态无盐发酵法生产的酱油，在产品风味上有了很大的提高。

他的优点是：一是酱油色泽较深，滋味鲜美，后味浓厚，香气比无盐固态发酵显著提高；二是生产不需要添加特殊设备；三是操作简便，技术不复杂，管理也方便；四是提取酱油仍可采用浸出淋油方法；五是原料蛋白质的利用率和氨基酸的生成率均较高，出品率也稳定；六，生产成本较低。

4.2.2 工艺流程
(1) 流程简介
按加入种曲的形式不同，分为添加自制曲种和市售酱油曲精两种；其工艺流程见下图。

本设计采用自培养曲种的工艺流程。

该流程简图如下：
图1
(2) 前期水解过程
此阶段任务是将原料蛋白质和淀粉进行分解。

蛋白质被蛋白酶分解成各种味的氨基酸，淀粉被淀粉酶水解成小分子的葡萄糖、麦芽糖和糊精等。

在整个发酵过程中，蛋白质分解是较难的，时间需要也长。

然而这个过程是酱油酿造中提高原料利用率的关键，是后期发酵的基础，因此必须把好这一关。

酱油酿造原料是以蛋白质原料为主，蛋白酶的作用适宜温度为 40～45℃，因此固态低盐发酵前期温度宜控制在40～45℃ (这个温度可促进蛋白酶对蛋白质的水解，此温度至少应控制在12～15d,水解方可基本完成。

(3) 后期发酵阶段
前期水解过程将大分子的蛋白质和淀粉质原料分解成了小分子、胨、肽、糊精和
糖类。

后期发酵过程的任务是利用酱醅中的各种酶类及空气中落入的有益微生物，将小分子物质进一步转变成酱油的有效成分。

例如酵母利用葡萄糖发酵成酒精，乳酸菌发酵成乳酸等。

此阶段是利用各种酶共同作用，合成酱油色、香、味、体。

各种酶的作用条件要求不能统一，但我们的工艺在后期应尽量考虑发挥各种酶和微生物的作用，考虑后发酵应适当降低发酵温度延长一些发酵时间，以利于色、香、味、体的形成。

此阶段发酵时间至少15d。

现在大多数工厂将后期发酵时间也缩至6～7d或更短。

前期发酵温度较高，后期发酵温度靠水浴降温，偌大的发酵池根本降不下来，温度仍在 48～49℃ .这就使后期的酒精发酵作用、酯化作用等成为无源之水。

同时会在长时间高温过程中将大量蛋白质、氨基酸和糖消耗在合成色素上，使酱油的呈味物质和营养成分相对减少，风味会降低。

因此，采用低盐固态发酵法生产酱油，不要将其改的面目全非。

发酵时间、温度、pH 值要科学掌握。

防止随意性。

4.3 各工段工艺操作
4.3.1 原料
酱油是一种咸味调味品，它是以蛋白质原料和淀粉质原料为主料经微生物发酵酿制而成。

酿造方法分为传统和现代的。

传统采用野生菌制曲、晒露发酵，生产周期长，原料利用率低，卫生条件差。

现代，在原料、工艺、设备、菌种等方面进行了很多改进，生产能力有了很大的提高，品种也日益丰富。

酱油分类：酿造酱油配制酱油再配制酱油
营养成分丰富，包括蛋白质、多肽、aa等 7.5～10g，含糖2g以上（我国酿造酱油每100mL），另外包括磷脂、有机酸以及钙、磷、铁等无机盐也较丰富。

多种调味成分使酱油具备特殊香气、咸味、鲜味、甜味、酸味、酪氨酸等爽适的苦味，咸、酸、鲜、甜、苦五味调和。

（一）蛋白质原料
1、大豆
是黄豆、青豆、黑豆的统称，各地均有种植，尤以东北大豆产量最多、质量最优。

1）主要成分蛋白质35％～40％，脂肪12％～20％，碳水化合物21％～31％，
纤维素4.3％～5.2％，灰分4.4％～5.4％，水分7％～12％，还含有多种微量元素和维生素。

大豆氮素成分中95％是蛋白质氮，其中水溶性蛋白质占90％，aa种类较全，含8种必须aa，尤其含谷aa量高。

2）选择颗粒饱满、干燥、杂质少、皮薄新鲜、蛋白质含量高。

3）脂肪未利用。

故大多用脱脂大豆为酱油生产的蛋白质原料。

脱脂大豆按生产方法不同，分豆粕和豆饼两种。

用脱脂大豆作原料比大豆经济合算。

因全氮含量为大豆的1.2倍，在脱脂时破坏了大豆细胞组织，脱脂大豆易吸水，酶易渗透进去，酶作用速度加快，故原料利用率高，酿造周期缩短。

2、豆粕
又叫豆片，是大豆先经适当加热处理，再经轧坯机压扁，用有机溶剂以浸出法提取油脂后的产物，为片状颗粒。

1）成份粗蛋白质47％～51％，脂肪1％，碳水化合物25％，粗纤维素5.0％，灰分5.0％，水分7％～10％，蛋白质高，水分低，且不必粉碎，故适宜作酱油生产原料。

2）用途生产大豆蛋白、配合饲料、豆制品等。

3、豆饼
是用机榨法从大豆中提取油脂后的产物。

可分冷榨豆饼和热榨豆饼。

1）冷榨豆饼生产时大豆未经高温处理，故出油率低，但豆饼中蛋白质基本没有变性，这种豆饼适合于制作豆制品；
2）热榨豆饼大豆轧片后加热蒸炒，使大豆细胞组织破坏，同时减低油脂黏度，再经压榨而成，这样可提高大豆出油率。

热榨豆饼水分较少，蛋白质含量高，质地疏松，易粉碎，适合于酿制酱油。

4、其它蛋白质原料
只要蛋白质含量高，脂肪少，没有异味，不含有毒物质，都可为酿造酱油的代用品。

如：蚕豆、豌豆、绿豆、花生饼、菜籽饼等。

（二）淀粉质原料
1、小麦
根据多年的生产实践表明，小麦和麸皮是较理想的淀粉质原料。

1）分布是世界上分布最广，种植面积最大主要粮食作物之一，因品种、产地等不同而外形及成分各有差异。

2）种类红皮小麦和白皮小麦；硬质小麦、软质小麦和中间质小麦；酿造酱油，应选用红皮及软质小麦。

3）主要成份除含70％淀粉外，还含有2％～3％的糊精、2％～4％的蔗糖、葡萄糖和果糖；10％～14％的蛋白质，其中麸胶蛋白质和谷蛋白质丰富，麸胶蛋白质中的aa以谷氨酸最多，是产生酱油鲜味的主要因素之一。

2、麸皮
麸皮质地疏松、体轻、表面积大。

1）成份除一般成分外，还含多种V、钙、铁等无机盐，粗淀粉中多缩戊糖含量高达20％～24％，它与蛋白质的水解产物氨基酸相结合，产生酱油色素；另本身还含有α-淀粉酶和B-淀粉酶，营养成分适于促进米曲霉的生长和产酶，2）优点麸皮资源丰富、价格低廉、使用方便，目前国内酱油厂大多以麸皮作为生产酱油的主要淀粉质原料。

为了提高酱油质量，尤其是要改善风味，以适当补充些含淀粉较多的原料为宜，如淀粉不足，必然使糊精和糖分减少，影响酒精发酵，造成酱油香气差和口味淡薄。

3、其它淀粉质原料
1）米糠是碾米后的副产品，米糠饼则是米糠榨油后的饼渣。

两者均含有丰富的粗淀粉，尤其米糠饼更甚。

它们均可作为生产酱油的淀粉质原料。

2）玉米、甘薯、碎米、小米等均可作为生产酱油的淀粉质原料。

（三）食盐
是生产酱油的重要原料之一，它使酱油具有适当的咸味，并且与氨基酸共同呈鲜味。

1）作用增鲜、防腐杀菌。

2）添加量 1.5％
表1
氯化钠亚硝酸钠
1、外观
2、用途
3、对人体健康影响
4、原因
5、症状
6、熔点
相似，白色晶状颗粒，密度几
乎相同，有咸味，同属盐类
维持人类生命的必需品
增氧
801℃
外观相似，白色晶状颗粒，密度几乎相同，
有咸味，同属盐类。

建筑，染料、药物、防锈剂、印染、漂白等。

无情的“杀手”，毒性很强。

误将亚硝酸
钠当食盐，食用而中毒。

缺氧
头晕、头胀、耳鸣，全身无力，手脚麻手，
并会有恶心呕吐、腹泻，心悸，血压下降，呼
吸困难等症状，严重时发生抽搐，昏迷，如抢
救不及时，或摄入量过多，就会呼吸循环衰竭
而死亡。

271℃
（四）水
没有污染，符合饮用水卫生标准。

4.3.2原料处理（粉碎）
粉碎是通过机械作用将原料粉碎成为小颗粒或粉末状粉碎为豆饼（豆粕）润水、蒸煮创造条件，使原料充分地润水，蒸煮，达到蛋白质一次变性，从而增加米曲霉生长繁殖及分泌酶的总面积，提高酶活力
粉碎的颗粒太大，不仅不易吸水和蒸熟，减少曲霉生长繁殖的总面积，降低酶活力，也影响发酵时酶对原料的作用程度。

粉碎过细，麸皮比例又少，润水时容易结块，蒸后难免产生夹心，制曲导致通风不畅，发酵时酱醅发粘，给淋油带来一定困难。

所以粉碎程度以细而均匀为宜，颗粒大小为2～3mm，粉末量小于20%。

4.3.3 原料配比
一般要求豆粕: 麸皮为8:2 , 7:3 , 6:4，为了提高酱油的风味，最好用5%～10%的小麦代替皮。

4.3.4 润料
豆粕或细碎豆饼与大豆不同，因其原型已被破坏，如用大量水价浸泡，就会将其
中的成分浸出而损失，因此必须有加水与润水量设置合理的工序。

润水即是加入所需要的水量，并设法使其均匀而完全的吸收。

润水还需要一定的时间。

a) 润料的目的
(1) 使原料中蛋白质含有一定的水分，以便在蒸疗时迅速达到适当变性的目的。

(2) 使原料中淀粉易于充分糊化，以便溶出米曲霉所需要的营养成分。

b) 润水设备
(1) 最简单的润水设备是在蒸锅附近开辟一个用水泥砌成的平地，周围稍砌高畦，以防止拌曲时水分流失。

由于这种润水操作全靠人工翻曲，劳动强度比较大，现已经基本被淘汰。

(2) 另一种简单改进的设备是利用螺旋输送机（俗称绞龙）。

(3) 本设计直接利用旋转式蒸锅进行润水。

即将豆粕及麸皮装入锅内后，一面回转蒸锅，一面喷水入锅内，使曲料润水。

c) 加水量的决定
加水量多少最为适宜，是一个复杂的问题，必须考虑各种条件：如原料含水量的多少，原料性质和配比，气候季节以及地区的不同，蒸料的方法，操作中水分散发情况，曲箱内装料数量以及曲室保温和通风情况等。

润料用水要求符合饮用水标准，加水量为80%～85%。

以接种前熟料的水分为准，冬季为47%～48%，春秋季为48%～49% ,夏季为49%～51%。

润料以1h为宜，只有润透，才能使蒸煮达到比较好的效果。

4.3.5 蒸煮
蒸料的要求和目的
要求：一熟、二软、三疏松、四不粘手、五无夹心、六有熟料固有的色泽和香气。

加压蒸料操作时应注意：设备安全、人身安全。

目的：使原料中蛋白质完成适度的变性，便于被米曲霉发育生长所利用，并为以后酶分解提供基础。

使原料中淀粉吸水膨胀而糊化，并产生少量糖类，这些成分是米曲霉生长繁殖的营养物。

能消灭附在原料上的微生物，以提高制曲的安全性，给米曲霉正常生长发育创造有利条件。

4.3.6 摊晾
摊晾是为了使温度达到接种要求，以防止杂菌污染，种曲接入温度为38℃～40℃夏季稍低，冬季稍高)。

4.3.7 制曲
传统方法制曲是依靠野生菌自然繁殖发酵，因含无益菌、有害菌混杂，曲酶活力不高，原料利用率低，有的杂菌会使产品带有异味甚至产生有毒有害物质；现代方法用纯菌种制曲，50年代米曲霉优良菌株纯种发酵在全国推广，纯培养的耐盐酵母、耐盐乳酸菌应用于酱油发酵，用来提高酱油的风味。

制曲和酱醅（酱醪）发酵是酱油生产中的2个重要阶段。

在制曲阶段米曲霉分泌和积累的酶对酱醅发酵的快慢、色素和鲜味成分的生成以及原料利用率的高低有直接的关系；在酱醅发酵阶段酵母菌和酱油乳酸菌的发酵产物对酱油风味的形成有重要作用。

a）酱油酿造微生物主要有米曲霉、酱油曲霉、酵母菌、乳酸菌。

(1)米曲霉
是曲霉的一种，由于它与黄曲霉十分近似，所以同属于黄曲霉群。

①外观与形态黄绿色，个体形态：分生孢子头呈放射形，顶囊近球形，分生孢子表面平滑，少数有刺，依靠各种孢子繁殖，以无性孢子繁殖为主。

在适宜条件，米曲霉可生成大量分生孢子。

②酶系复杂分泌的胞外酶有：蛋白酶、a-淀粉酶、糖化酶、谷氨酰胺酶、果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶等。

胞内酶有：氧化还原酶等。

蛋白酶、谷氨酰胺酶、α-淀粉酶、糖化酶活力的高低与酱油质量及原料利用率的关系密切。

③营养因米曲霉分泌的蛋白酶和淀粉酶是诱导酶，在制酱油曲时要求制曲配料中有较高的蛋白质含量和适当的淀粉含量，以诱导酶的生成。

大豆或脱脂大豆富含蛋白质，小麦、麸皮含有淀粉，且含较丰富V、无机盐等营养物质，可满足米曲霉繁殖和产酶的需要。

④生长条件前期32～35℃，利于长菌。

若42℃以上停止生长。

后期28～30℃，有利于蛋白酶、谷氨酰胺酶的生成。

pH6.5～6.8
⑤水分过高，杂菌生长；过低，影响菌丝生长；故控制在48％较适宜。

⑥好氧微生物通风，既加氧，又去CO2。

CO2过多对米曲霉生长和产酶不利。