目錄緒論31、食醋的起源與功能32、食醋的種類33、食醋的原料44、食醋的生產工藝45、液態(tài)法食醋質量標準5一、設計任務5二、生產方案和流程的確定6（一）生產方案的確定6（二）生產流程的確定61菌種選擇62原料預處理63糖化74酒精發(fā)酵75醋酸發(fā)酵76壓濾87配兌和滅菌88陳釀9（三）生產工藝流程示意圖9三、工藝設計及計算10（一）工藝技術指標及基礎數(shù)據(jù)10（二）物料計算101主要原料的物料衡算102蒸煮醪量的計算123糖化醪量的計算144酒精發(fā)酵醪的計算145醋酸發(fā)酵醪的計算14（三）熱量衡算151液化過程中的熱量衡算152糖化過程熱量衡算163酒精發(fā)酵過程熱量衡算174醋酸發(fā)酵過程熱量衡算18（四）無菌壓縮空氣消耗量計算19四、設備設計與選型19（一）液化車間201生產能力的計算202液化罐數(shù)量N1的確定203主要尺寸計算20（二）糖化車間201生產能力的計算202糖化罐數(shù)量N2的確定213主要尺寸計算21（三）酒精發(fā)酵車間211生產能力的計算212酒精發(fā)酵罐數(shù)量N3的確定223主要尺寸計算224種子罐22（四）醋酸發(fā)酵車間231生產能力的計算232醋酸發(fā)酵罐數(shù)量N4的確定233主要尺寸的計算244冷卻面積的計算245轉子與定子的確定246設備結構工藝設計257壁厚計算258接管設計269支座設計2610種子罐26（5）車間設備一覽表28五、總結與謝辭29附件291全廠物料流程圖292醋酸發(fā)酵車間流程圖303醋酸發(fā)酵車間布置設計304主要設備圖30參考文獻30年產5000噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設計萬重陽（武漢工業(yè)學院生物與制藥工程學院武漢430023）摘要食醋發(fā)酵是繼酒精發(fā)酵之后，在醋酸菌氧化酶的作用下，生成醋酸的過程。食醋原料，按照工藝要求一般可以分為主料、輔料、填充料和添加劑四大類。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三類物質。本設計對醋酸生產的發(fā)酵車間進行了工藝計算和設備選型。關鍵詞食醋、發(fā)酵罐、深層發(fā)酵。ABSTRACTVINEGARFERMENTATIONFOLLOWINGTHEPROCESSOFALCOHOLICFERMENTATIONGENERATESACETICACIDUNDERTHEACTIONOFACETICACIDBACTERIAOXIDASERAWMATERIALSTOPRODUCEVINEGAR,ACCORDINGTOTHEPROCESSREQUIREMENTS,CANBEGENERALLYDIVIDEDINTOFOURCATEGORIES,SUCHASMAINMATERIALS,AUXILIARYMATERIALS,FILLINGMATERIALSANDADDITIVESTHEMAINMATERIALSROUGHLYCONTAINSTARCH,SUGARANDALCOHOLTHEDESIGNOFTHEWORKSHOPTOPRODUCEACETICFERMENTATIONWASABOUTPROCESSCALCULATIONANDEQUIPMENTSELECTIONKEYWORDVINEGAR,FERMENTER,DEEPSUBMERGEDFERMENTATION緒論1、食醋的起源與功能食醋是傳統(tǒng)的酸性調味品，我國釀醋自周朝開始，已有2500年歷史。中國各地物產氣候不同，產生了各具特色的地方食醋，保持至今最著名的江蘇鎮(zhèn)江香醋、山西老陳醋、四川保寧麩醋、遼寧喀左陳醋等。中國醫(yī)藥大典記載，“醋產浙江杭紹二縣為最佳，實則以江蘇鎮(zhèn)江為”，鎮(zhèn)江香醋以糯米為原料，是一種典型的米醋。梁人陶弘景神農本草經注中就有關于鎮(zhèn)江米醋用法的記載，據(jù)此，鎮(zhèn)江香醋已有1400多年的歷史。性能味酸、甘，性平。歸胃、肝經。能消食開胃，散淤血，止血，解毒。因原料和制作方法的不同，醋的成品風味迥異。醋是用得較多的酸性調味料。每100ML醋中的醋酸含量，普通醋為35G以上，優(yōu)級醋為5G以上。由于醋能改善和調節(jié)人體的新陳代謝，作為飲食調料，需要量不斷增長。2、食醋的種類食醋可劃分為釀造醋、合成醋、再制醋三大類。釀造醋是用糧食等為原料，經微生物制曲、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等階段釀制而成。除主要成分醋酸外，還含有各種氨基酸、有機酸、糖類、維生素、醇和酯等營養(yǎng)成分和風味成分。合成醋是用化學方法合成的醋酸配制而成，缺乏發(fā)酵調味品的風味，質量不佳。再制醋是以釀造醋為基料，經過進一步加工制成，如五香醋、蒜醋、固體醋等。3、食醋的原料食醋原料，按照工藝要求一般可以分為主料、輔料、填充料和添加劑四大類。主料大致是含淀粉、含糖、含酒精的三類物質。輔料，一般使用谷糠、麩皮或豆粕作輔料。他們不僅含有一定量的碳水化合物，而且含有豐富的蛋白質和礦物質，為釀醋用微生物提供營養(yǎng)物質，并增加成醋的糖分和氨基酸含量，形成醋的色香味成分。填充料，固態(tài)發(fā)酵法制醋以及速釀法制醋都需要填充料，其主要作用是疏松醋醅，積存和流通空氣。添加劑食鹽，醋醅發(fā)酵成熟后要及時加入食鹽以抑制醋酸菌，防止醋酸菌將醋酸分解，同時食鹽還起到調和風味的作用。砂糖、香辛料，能增加醋的甜味，并賦予食醋特殊的風味。炒米色，能增加醋色澤及香氣。4、食醋的生產工藝食醋的生產工藝分固態(tài)法及液態(tài)法兩類。1固態(tài)法釀醋工藝傳統(tǒng)的固態(tài)法釀醋工藝主要有3種。1、用大曲制醋以高粱為主要原料，利用大曲中分泌的酶，進行低溫糖化與酒精發(fā)酵后，將成熟醋醅的一半置于熏醅缸內，用文火加熱，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，將新醋經三伏一冬日曬液與撈冰的陳釀過程，制成色澤黑裼、質地濃稠、酸味醇厚、具有特殊芳香的食醋。著名的有山西老陳醋。2、用小曲制醋以糯米和大米為原料，先利用小曲（又稱酒藥）中的根霉和酵母等微生物，在米飯粒上進行固態(tài)培菌，邊糖化邊發(fā)酵。再加水及麥曲，繼續(xù)糖化和酒精發(fā)酵。然后酒醪中拌入麩皮成固態(tài)入缸，添加優(yōu)質醋醅作種子，采用固態(tài)分層發(fā)酵，逐步擴大醋酸菌繁殖。經陳醋釀后，采用套淋法淋出醋汁，加入炒米色及白糖配制，澄清后，加熱煮沸而得香醋。著名的有鎮(zhèn)江香醋。3、以麩皮為主料，用糯米加酒或蓼汁制成醋母進行醋酸發(fā)酵，醋醅陳釀一年，制得風味獨特的麩醋。著名的有四川保寧（今閬中縣）麩醋及四川渠縣三匯特醋。固態(tài)發(fā)醋法釀醋，由于是利用自然界野生的微生物，所以發(fā)酵周期長，醋酸發(fā)酵中又需要翻醅，勞動強度大。目前已采用純種培養(yǎng)麩曲作糖化劑，添加純種培養(yǎng)酵母菌制成的酒母，進行酒精發(fā)酵，再用純種培養(yǎng)醋酸菌制成的醋母，進行醋酸發(fā)酵而制得食醋。也有采用酶法液化通風回流法，將原料加水浸泡磨漿后，先添加細菌淀粉酶加熱液化,再加麩曲糖化,糖化醪冷卻,加入酒母進行酒精發(fā)酵,待酒精發(fā)酵結束,將酒醪、麩皮、礱糠與醋母充分混合后，送入設有假底的醋酸發(fā)酵池中，假底下有通風洞，可讓空氣自然進入，利用自然通風及醋回流代替翻醅，并使醋醅發(fā)酵溫度均勻，直至成熟。酶法液化通風回流法的產量，出醋率和勞動生產率均比傳統(tǒng)法高。2液態(tài)法釀醋工藝傳統(tǒng)的液態(tài)法釀醋工藝有多種。1、以大米為原料，蒸熟后在酒壇中自然發(fā)霉，然后加水成液態(tài)，常溫發(fā)酵34個月。醋醪成熟后，經壓榨、澄清、消毒滅菌，即得色澤鮮艷、氣味清香、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、紅曲、芝麻為原料，采用分次添加法，進行自然液態(tài)發(fā)酵，并經3年陳釀，最后加白糖配制而得成品。著名的有福建紅曲老醋。3、以稀釋的酒液為原料，通過有填充料的速釀塔內進行醋酸發(fā)酵而成，如遼寧省丹東白醋。液態(tài)發(fā)酵法制醋也漸采用深層發(fā)酵新工藝。淀粉質原料經液化、糖化及酒精發(fā)酵后，酒醪送入發(fā)酵罐內，接入純粹培養(yǎng)逐級擴大的醋酸菌液，控制品溫及通風量，加速乙醇的氧化，生成醋酸，縮短生產周期。發(fā)酵罐類型較多，現(xiàn)已趨缶使用自吸式充氣發(fā)酵罐。它于50年代初期被聯(lián)邦德國首先用于食醋生產，稱為弗林斯醋酸發(fā)酵罐，并在1969年取得專利。日本、歐洲諸國相繼采用。中國自1973年開始使用。食醋品種雖然繁多、工藝條件各具特色，但食醋釀造的基本工藝流程包含淀粉糖化、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵三個階段。具體工藝流程如下大米可發(fā)酵糖酒精醋酸CO2糊精等圖1、醋酸基本工藝流程5、液態(tài)法食醋質量標準1感官指標具有本品種固有的色澤有正常釀造食醋的滋味。2理化指標指標項目糧食醋其他醋總酸（以醋酸計）含量/G/100ML35無鹽固型物含量/G/100ML1510一、設計任務年產5000噸發(fā)酵食醋發(fā)酵車間設計二、生產方案和流程的確定（一）生產方案的確定空氣自吸式發(fā)酵罐液態(tài)深層發(fā)酵制醋。空氣自吸式發(fā)酵罐液態(tài)深層發(fā)酵制醋是將淀粉質原料經液化糖化、酒精發(fā)酵后，在空氣自吸式發(fā)酵罐中完成液體深層醋酸發(fā)酵的新工藝。具有原料利用率高，機械化程度高，生產周期短（8D），產品質量穩(wěn)定等優(yōu)點。深層發(fā)酵法是向酒醪中接入醋酸菌后，采用向醪液中通入空氣的方法來增加醪液中的溶解氧，使醋酸菌的醋酸發(fā)酵正常進行。發(fā)酵設備多采用自吸式發(fā)酵罐，發(fā)酵品溫3235，發(fā)酵時間在3D左右。原料選擇大米，長江以南習慣以大米為原料，且大米制出來的醋口感較好。醋酸菌醋酸發(fā)酵（二）生產流程的確定1菌種選擇糖化選擇黑曲霉。酵母菌（AS2399）酵母菌培養(yǎng)的最適溫度為2530度。醋酸菌（許氏醋酸桿菌ASCHUTZENBACHII）生長繁殖適宜溫度25275度，不耐熱，最高生長溫度37度，最適PH3565，耐食鹽為115。該菌產酸高達115，對醋酸沒有進一步的氧化作用。2原料預處理（1）原料的篩選和除雜1剔除霉變的原料，除去附著的塵土和雜物。2對帶有皮殼的原料去除皮殼。3處理方法采用分選機篩選和水洗滌。（2）粉碎與水磨擴大原料同微生物酶的接觸面積，使有效成分被充分利用，大多數(shù)情況下先粉碎，然后再進行蒸煮、糖化。粉碎常用設備是錘式粉碎機、刀片軋碎機、鋼磨。技術要點細度大三角瓶純種擴大培養(yǎng)醋酸菌種子液態(tài)培養(yǎng)試管培養(yǎng)基葡萄糖03G、酵母膏10G、碳酸鈣20G、6酒液100ML、瓊脂2025G。三角瓶培養(yǎng)基酵母膏1、葡萄糖03、水100ML、濃度為95的酒精4。種子液態(tài)培養(yǎng)48酒精發(fā)酵醪，醋酸種子酸度2530，接種量510；通風量01M/MMIN；培養(yǎng)溫度3235；培養(yǎng)時間24H。醋酸菌種子培養(yǎng)與其它微生物種子培養(yǎng)一樣，除了使微生物繁殖以外，還有一個馴化作用，即使微生物適應于生產的要求，所以，在種子培養(yǎng)的前階段，培養(yǎng)基的組成、培養(yǎng)條件多采用較優(yōu)的工藝參數(shù)；而在培養(yǎng)的后階段，多采用接近于生產要求的工藝參數(shù)。2醋酸發(fā)酵技術要點酒液酒度56；醋酸發(fā)酵液酸度4555。工藝參數(shù)接種溫度2830；發(fā)酵溫度3234，最高不超過36；前期通風量007M/MMIN、中期01012M/MMIN、后期008M/MMIN；培養(yǎng)時間6567H。醋酸菌含有乙酰輔酶A合成酶，能催化醋酸氧化，反應生成的乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)，進一步氧化為CO2和H2O。其反應式如下332CHOOSCSOAHO所以，醋酸發(fā)酵成熟時就要加入25的食鹽，以抑制醋酸菌的活性。在液態(tài)深層發(fā)酵中，可采用分割法去醪進行“半連續(xù)式發(fā)酵”，即取出1/21/3量的發(fā)酵成熟醋醪，同時補加相應量的酒醪。這一方法即可以省卻醋酸菌種培養(yǎng)工序，且發(fā)酵罐中的菌種在醋酸發(fā)酵過程中已得到充分馴養(yǎng)，所以，又有利于提高原料的利用率和產品質量，但分割法去醪應注意無菌操作。6壓濾技術要點濾渣水分70；酸度02。工藝參數(shù)發(fā)酵醪預處理，55攝氏度維持24H；壓頭醋、二醋用泵輸送，泵壓289KPA，壓凈停止。壓清醋用高位槽自然壓力。7配兌和滅菌技術要點滅菌后成品醋酸35；醋液紅褐色，無混濁，無沉淀，無異味；細菌數(shù)5000個/ML。工藝參數(shù)滅菌溫度80，維持適當時間；苯甲酸鈉添加量為00601。8陳釀一是生醋經日曬夜露陳釀數(shù)月；二是將成品醋封壇陳釀。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。（三）生產工藝流程示意圖圖2、醋酸生產工藝流程示意圖三、工藝設計及計算（一）工藝技術指標及基礎數(shù)據(jù)1生產規(guī)模年產食醋5000T（醋酸含量4質量分數(shù)）2生產工藝液態(tài)深層發(fā)酵、間歇發(fā)酵3工作制度全年工作300日，三班作業(yè)。4食醋日產量17T5食醋年產量5100T6副產品年產量次級食醋占食醋總量的2。7產品質量符合GB181872000國家標準釀造食醋8大米原料含淀粉70,水分13。9淀粉酶用量為8U/G原料，糖化酶用量為150U/G原料，酒母糖化醪用糖化酶量300U/G原料。10醋酸發(fā)酵罐發(fā)酵周期8D、周期數(shù)300/838。技術參數(shù)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160KG/T（二）物料計算1主要原料的物料衡算（1）淀粉糖化物料衡算淀粉質原料加水加熱糊化后，加入糖化曲或淀粉酶進行糖化，物料衡算總方程式61052612NCHONCHO1621801G111G理論上1G淀粉完全水解后能生成1111G葡萄糖。但由于糖化酶的活力、種類、糖化工藝的原因，淀粉原料中支鍵淀粉和直鏈淀粉的比例不同，糖化結束后糖化醪中糖和非糖的比例控制不同等，因而使得糖化效果頗有差異，實際的糖化率一般以理論的7585計算，即實際上1G淀粉能生成08330944G葡萄糖。這里取80，即1G淀粉能生成0888G。（2）酒精發(fā)酵物料衡算向糖化醪液中接入酵母菌進行酒精發(fā)酵，其物料衡算可以用下列生化反應的總方程式為基礎612252CHOCO180246881G051G理論上1G葡萄糖能生產051G酒精，但由于酵母菌的生長繁殖、中間代謝產物的生成、酒精的揮發(fā)等，實際的酒精得率一般以理論酒精得率的85計算，即實際上1G葡萄糖能生成0434G左右的酒精。（3）醋酸發(fā)酵物料衡算向酒精醪液中接入醋酸菌，進行醋酸發(fā)酵，其物料衡算可以用下列生化反應的總方程式為基礎25232CHOCOH4660181G130G根據(jù)總方程式計算得到理論上1G酒精能生產130G醋酸。但由于醋酸菌的生長繁殖，發(fā)酵過程中酒精和醋酸的揮發(fā)，以及醋酸的進一步氧化等，實際的醋酸得率一般以理論得率的80計算，實際上1G酒精能生產1G左右的醋酸。由上述計算得知，用淀粉質原料釀醋時，1G純淀粉能生成0888G葡萄糖，經酒精發(fā)酵得到0385G酒精，再經醋酸發(fā)酵可以得到0385G醋酸。即1T食醋含40KG醋酸，需40/03851039KG淀粉，需大米1039/071484KG。（4）大米年消耗量5100T食醋中醋酸含量51004204T生產204T醋酸需要淀粉204/0385530T年消耗大米量530/0775714T（5）淀粉酶消耗量應用酶活力為2000U/G的淀粉酶使淀粉液化，促進糊化，可減少蒸汽消耗量。淀粉酶用量按8U/G原料計算。全年用酶量為757148303T2000單耗量303103/51000594KG/T（6）麩曲耗用量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7571415014296T800單耗量14296103/510028KG/T（7）氯化鈣（規(guī)格無水）單耗015KG/T全年投料量0155100765KG（8）純堿（規(guī)格工業(yè)用）單耗0225KG/T全年投料量0225510011475KG表1、原料消耗表（5000T/A）名稱規(guī)格單耗全年投料量大米淀粉含量701484KG/T75714103KG淀粉酶2000U/G0594KG/T303103KG麩曲800U/G28KG/T14296103KG氯化鈣無水015KG/T76507KG純堿工業(yè)純堿0225KG/T115103KG2蒸煮醪量的計算根據(jù)生產實踐，淀粉原料連續(xù)蒸煮的粉料加水比為13，粉漿量為1484（13）5936KG式中1484生產1T食醋（醋酸含量4）需要的大米量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(fā)、冷卻降溫。在蒸煮過程中，蒸煮醪量將發(fā)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(xù)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(xù)液化器液化，再經115高溫滅酶后，在真空冷卻器中閃急蒸發(fā)冷卻至63后入糖化罐。其工藝流程圖如下圖所示。圖3、粉漿連續(xù)蒸煮液化工藝流程干物質含量B087的大米比熱容為；C0418（107B0）163KJ/KGK粉漿干物質濃度為B187/（4100）218蒸煮醪比熱容為C1B1C0（10B1）CW218163（10218）418362KJ/KGK式中CW水的比熱容KJ/KGK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為5936285063741KG式中27489噴射液化器加熱蒸汽（05MPA）的焓（KJ/K）經二液化維持罐出來的蒸煮醪量為6306303628884626KG22883式中22883第二液化維持罐的溫度為84度下飽和蒸汽的汽化潛熱KJ/K經噴射混合加熱器后的蒸煮醪量為；62662636211584657KG27489115418式中115滅酶溫度（攝氏度）2748905MPA飽和蒸汽的焓（KJ/K）經汽液分離器后的蒸煮醪量6576573621151043646KG2245式中22451043攝氏度下飽和蒸汽的汽化潛熱KG經真空冷卻后最終蒸煮醪量為646646362104363605KG2351式中2351真空冷卻溫度為63攝氏度下的飽和蒸汽的汽化潛熱KJ/K。粉漿中干物質的質量分數(shù)212814803653糖化醪量的計算麩曲（糖化力800U/G干曲），單耗28KG/T生產1T食醋的糖化醪量60528633KG糖化醪干物質質量分數(shù)205148035940125064酒精發(fā)酵醪的計算（1）實際產酒精量原料量淀粉含量實際產酒率1484070385399KG（2）發(fā)酵中CO2產量399382KG89（3）發(fā)酵中溢出水分（按2計）39900208KG（4）酒精發(fā)酵成熟醪總質量（含醋母醪量）63338208594KG（5）成熟醪體積（成熟醪密度為099KG/L）594/099600L（6）成熟醪中酒精體積分數(shù)（酒精D42007893）酒精體積分數(shù)843391007865醋酸發(fā)酵醪的計算（1）醋酸發(fā)酵醪質量含醋母醪量發(fā)酵時添加蛋白質水解液（D42012）50KG/T59450644KG（2）醋酸發(fā)酵醪體積60050/126417L（3）原料產醋量（轉化率取84）399130844357KG（4）醋酸發(fā)酵時消耗氧氣4357232KG3260（5）醋酸成熟醪的質量6442326672KG（6）成熟醪體積（成熟醪密度101KG/L）6672/1016606L（7）成熟醪醋酸的質量分數(shù)4357/6672653（8）配兌消毒后成品中醋酸量按經驗數(shù)據(jù)壓濾損失4，消毒運輸損失為12，共損失52，則醋酸量413KG435712（9）配兌成4醋酸含量的成品醋的質量413/00410325KG1T，所以符合生產要求（10）4成品醋的體積（成品醋密度101KG/L）10325/10110325L（11）原料出醋率10325/1484696（KG/KG）（三）熱量衡算1液化過程中的熱量衡算粉漿質量M59360594015022559457KG；粉漿比熱容C372KJ/KGK；液化過程總耗熱量為Q1粉漿由初溫T0加熱至88總耗熱量為Q2。（1）設粉漿初溫取T020，流加法液化漿溫為88，耗熱量為Q2。則Q2MC88TO594573728820150402KJ（2）加熱過程中蒸汽帶出的熱量為Q2加熱時間為40MIN，蒸發(fā)量為每小時5。則蒸發(fā)水量為V水M540/6059457540/60198KGQ2V水I1982257244693KJ式中I為水的汽化潛熱（KJ/KG）（3）熱損失Q2熱損失為耗熱量的15Q215（Q2Q2）（4）則總耗熱量為Q2115（Q2Q2）115224360KJ再次升溫煮沸到100后所需熱量為Q3此時液化醪的質量為M1605KGQ3M1C1008860537212270072KJ液化過程中總耗熱量為Q1Q1Q2Q32243602700722513672KJ2糖化過程熱量衡算液化醪質量為M1605KG液化醪比容熱為C1C100水式中C0淀粉質比熱容為155KJ/KGK液化醪中干物質含量（）C水水的比熱容為418KJ/KGK所以，C1362KJ/KGK28102854（1）糖化過程加曲前，要將液化醪降溫到加曲溫度64，所放出的熱量為Q4Q4M1C1（10064）605362（10064）788436KJ（2）加曲后，開始糖化的溫度為60，該過程發(fā)出的熱量為Q5加曲后糖化醪的質量為M252752KGQ5M1C1（6460）605362646087604KJ（3）糖化過程放出熱量Q6Q6Q4Q57884368760487604KJ（4）冷卻水初始溫度為17，最終溫度為35，則糖化階段冷卻水耗用量為WW612WQCT水87043KG（35）3酒精發(fā)酵過程熱量衡算（1）酒母接種溫度為28，糖化醪降溫到酒精發(fā)酵溫度放出熱量為Q7糖化醪（含酒母醪）質量M2633KGQ7M2C1（6028）633362（6028）7332672KJ（2）酒精發(fā)酵溫度為33，升溫到酒精發(fā)酵溫度所需熱量為Q8Q8M2C1（3328）633362（3328）114573KJ（3）產1T食醋過程中產生酒精399KG，以葡萄糖為碳源酵母發(fā)酵每生產1KG酒精放出的熱量約為1170KJ，則發(fā)酵和酵母培養(yǎng)每小時放出的熱量為Q9117039946683KJ（4）冷卻水初始溫度為17，最終溫度為35，酒精發(fā)酵階段冷卻水用量為W1W1712WC水（T）369548KG（5）酒精發(fā)酵階段蒸汽耗用量為D11因為投入的是液體曲，糖化醪干物質質量分數(shù)205414803594025062糖化醪的比熱容C2C2141254580100水356KJ/KGK3蒸汽耗用量D1為D18QI457392KG4醋酸發(fā)酵過程熱量衡算（1）醋母接種溫度為28，酒精發(fā)酵醪降溫到醋酸發(fā)酵溫度放出熱量為Q10酒精發(fā)酵成熟醪質量M3600KGQ10M3C1（3328）600362510860KJ（2）醋酸發(fā)酵溫度為33，升溫到醋酸發(fā)酵溫度所需熱量為Q11Q11M3C1（3328）600362（3328）10860KJ（3）生產1T食醋過程中產生醋酸4357KG，以酒精發(fā)酵每生產1KG醋酸放出的熱量約為74585KJ，則發(fā)酵罐每小時放出的熱量為（醋酸發(fā)酵時間66H）Q12745854357/66492374KJ/（TH）（4）冷卻水初始溫度為17，最終溫度為35，酒精發(fā)酵階段冷卻水用量為W2W2102WC水（T）1086434357KG（5）醋酸發(fā)酵階段蒸汽耗用量為D2D21QI0864739KG（四）無菌壓縮空氣消耗量計算深層發(fā)酵法的通風量計算如下理論需氧量25232CHOCOH224L60GABA224B/60式中A理論需氧量，L/MINB理論產酸速度，G/MINB1310G/MIN39106理論通風量AAA/021式中021O2的含量實際通風量A”A”25A式中25經驗數(shù)據(jù)A”444B5816L/MIN四、設備設計與選型（一）液化車間1生產能力的計算每生產1T食醋需粉漿量59457KG液化后醪液量605KG每生產1T食醋需粉漿體積（粉漿密度107KG/L）59457/107556L0556M3每天生產食醋17T，液化罐填充量80，則每天需要液化罐的總容積170556/081182M32液化罐數(shù)量N1的確定，發(fā)酵周期8天現(xiàn)取公稱容積20M3的液化罐，實際容積為22M3N143（個）82現(xiàn)取公稱容積22M3液化罐5個；3主要尺寸計算3V2M全全H2D；則有30785D24全解方程得157D3026D322D229M取24M218H2D48M查表得封頭高60025625MM封頭容積193M3ABH全（二）糖化車間1生產能力的計算每生產1T食醋需糖化醪量633KG每生產1T食醋需糖化醪體積（糖化醪密度105KG/L）633/105603L0603M3每天生產食醋17T，糖化罐填充量80，則每天需要糖化罐的總容積170603/08128M32糖化罐數(shù)量N2的確定，發(fā)酵周期8天現(xiàn)取公稱容積50M3的糖化罐，底封頭為橢圓形封頭，實際容積為58M3N2176（個）185現(xiàn)取公稱容積50M3糖化罐2個3主要尺寸計算（設上封頭的容積與下封頭相等）3V258M全全糖化罐罐體不能太高或太矮取HD15H15D；則有2307D12584全解方程得118D3026D359D343M取34M5814H15D51M取5M查表得封頭高85050900MM封頭容積560M3ABH全（三）酒精發(fā)酵車間1生產能力的計算每生產1T食醋需糖化成熟醪體積600L06M3每天生產食醋17T，酒精發(fā)酵罐填充量85，則每天需要酒精發(fā)酵罐的總容積1706/08512M32酒精發(fā)酵罐數(shù)量N3的確定現(xiàn)取公稱容積20M3的發(fā)酵罐，實際容積為22M3N2436（個）18現(xiàn)取公稱容積20M3發(fā)酵罐5個3主要尺寸計算3V2M全全H2D；則有30785D24全解方程得157D3026D359D229M取24M218H2D48M查表得封頭高60025625MM封頭容積193M3ABH全4種子罐（1）種子罐容積和數(shù)量的確定V種V總10221022M3式中V總為發(fā)酵罐的總容積M310接種量（2）種子罐數(shù)量的確定種子罐與發(fā)酵罐對應上料，發(fā)酵罐平均每天上1罐則需種子罐1個，種子培養(yǎng)時間1220小時，取12小時，輔助操作時間810小時，生產周期約2030小時。（3）主要尺寸的確定設H/D2/1，則種子罐總容積V總為V總V筒2V封；V總0785D22DD32/2422算得D106M取D11M則H2D22M查相應表得封頭高H封25025275MM罐體總高H罐H筒2H封220022752750MM單個封頭容量V封0151M3圓筒容積V筒0785D22D157113209M3不計上封頭容積V有效V筒V封2090151224M3校核種子罐總容積V總2V封V筒239M3比需要的種子罐容積大，滿足設計要求。（四）醋酸發(fā)酵車間1生產能力的計算每生產1T食醋需酒精發(fā)酵成熟醪體積6417L0642M3每天生產食醋17T，醋酸發(fā)酵罐填充量70，則每天需要醋酸發(fā)酵罐的總容積170642/0701559M32醋酸發(fā)酵罐數(shù)量N4的確定現(xiàn)取公稱容積20M3的自吸式醋酸發(fā)酵罐，實際容積為22M3N4566（個）15982現(xiàn)取公稱容積20M3發(fā)酵罐6個年產醋酸醪液質量204/006533124T式中00653成熟醋酸醪液醋酸含量年產醋酸醪液體積V醪3124/1013093M3式中101醋酸醪液密度實際產量驗算3465M33093M320768富裕量為12，能滿足產量要求。345913主要尺寸的計算現(xiàn)按公稱容積20M3的發(fā)酵罐計算。V全V筒2V封22M3；封頭折邊忽略不計，以方便計算。H2D；則有V全157D3026D322183D322D229M取D24M218H2D48M查表得封頭高60025625MM封頭容積193M3ABHH全V全V筒2V封157D319322556M34冷卻面積的計算MQFKTA平均溫差304312LNTT38L采用豎直列管換熱器，取經驗值K418500KJ/（M3H）生產1T食醋每小時放出熱量Q12492374KJ/（TH）對公稱容積20M3的發(fā)酵罐12M24927018543F5轉子與定子的確定實踐表明，三棱葉轉子的特點是轉子直徑較大，在較低轉速時可獲得較大的吸氣量，當罐壓在一定范圍內變化時，其吸氣量也比較穩(wěn)定，吸程也較大，但所需的攪拌功率也較高。三角葉葉輪直徑D035D罐03524084M取08M葉輪外徑DD08M漿液長度E045M916交點圓徑03M38葉輪高度H02M4D擋水口徑2056M710導輪內徑312M簧葉角45間隙2MM葉片厚B5MM葉輪外緣高H1H2B0201M導輪外緣高H2H12B0202M6設備結構工藝設計發(fā)酵設備的材質選擇，優(yōu)選考慮的是滿足工藝要求，其次是經濟性。本設備采用A3鋼制作，以降低設備費用。7壁厚計算（1）計算法確定發(fā)酵罐的壁厚SS2PDC式中D設備公稱直徑240CMP設計壓力，P04MPAA3鋼許允應力127MPA焊縫系數(shù)051之間,取07C壁厚附加量，CC1C2C3082028MM028CM帶入數(shù)據(jù)得S082CM取10MM24087查表知直徑24M厚10MM筒高48M，每米高重596KGC筒596482861KG（2）封頭壁厚計算，標準橢圓封頭的厚度計算公式如下SPDP式中P04MPAD400CM127MPAC0080201038CM07S092CM取10MM24038178接管設計（1）接管長度H設計不保溫接管長H150MM（2）接管直徑的確定該罐實裝醪量2207154M3，30MIN之內排空則物料體積流量Q00086M3/S15406發(fā)酵醪流速取V1M/S則排料管截面積為F物Q/V00086/100086M2管徑D（F物/0785）1/2（00086/0785）1/20105M取無縫鋼管1334，125MM105MM,認為適用。進料管同排料管取無縫鋼管1334排料時間復合物料流量Q00086M3/S，流速V1M/S；管道截面積F07850125200123M2，在相同流速下，流過物料因管徑較原來結果大，則相應流速比為P07（倍），排料時間0861QFVT300721MIN9支座設計本設計選用支撐式支座。10種子罐（1）種子罐容積和數(shù)量的確定V種V總10221022M3式中V總為發(fā)酵罐的總容積M310接種量（2）種子罐數(shù)量的確定種子罐與發(fā)酵罐對應上料，發(fā)酵罐平均每天上1罐則需種子罐1個，種子培養(yǎng)時間24H，輔助操作時間4小時，生產周期28小時。（3）主要尺寸的確定設H/D2/1，則種子罐總容積V總為V總V筒2V封；V總0785D22DD32/2422算得D106M取D11M則H2D22M查相應表得封頭高H封25025275MM罐體總高H罐H筒2H封220022752750MM單個封頭容量V封0151M3圓筒容積V筒0785D22D157113209M3不計上封頭容積V有效V筒V封2090151224M3校核種子罐總容積V總2V封V筒239M3比需要的種子罐容積大，滿足設計要求。（4）冷卻面積的計算當罐容積小于5M3時用夾套冷卻可滿足生產要求發(fā)酵產生的總熱量同前發(fā)酵罐Q1086906（KJ/H）90482夾套傳熱系數(shù)K418220KJ/M2H平均溫差發(fā)酵溫度32；水初溫2023,取23；水終溫27，則平均溫差TM75需冷卻面積FF17（M2）MQKTA10869427S夾S筒S封38M2F,可滿足工藝要求（5）壁厚設計對帶夾套的容器,應按外壓容器計算壁厚考慮到冷卻水壓力與容器內的壓力有不同的存在情況取水壓容器外壓用計算法求夾套內的壁厚SDMPL/26ED04C110304150/2620000011004018064018082CM取9MM式中D公稱直徑,110CMM外壓容器穩(wěn)定系數(shù),M3E金屬的強性模量,E200000MPAP設計壓力,P04MPAC壁厚附加值,CC1C2C3008010018CML筒體長度,L150CM封頭厚度對上封頭，查表封10MM對下封頭，查表封10MM冷卻外套壁厚由夾套直徑與筒體直徑關系D套D內10011001001200MM查表確定外套壁厚套5MM外套封頭壁厚查表，取套封6MM（6）攪拌器種子罐采用六彎葉渦輪攪拌器，它有公認的尺寸標準直徑DI03035D取DI03D031100330MM葉片寬度H02DI0233066MM盤徑075DI075330248MM弧長R035DI035330116MM葉弧長L025DI02533083MM攪拌器間距DI330MM底距BD/3330/3110MM（5）車間設備一覽表表2、5000T/A食醋廠深層發(fā)酵車間主要設備序號設備名稱臺數(shù)規(guī)格與型號材料1錘式粉碎機21T/HCS（碳鋼）2螺旋輸送器115T/HCS（碳鋼）3調漿罐1V2MCS（碳鋼）4粉漿高位槽1V2MCS（碳鋼）5液化罐5V20M3CS（碳鋼）6糖化罐2V50M3CS（碳鋼）7補糖罐1V1MCS（碳鋼）8酒母罐1V22MCS（碳鋼）9酒精發(fā)酵罐5V20M3CS（碳鋼）10醋酸種子罐1V22MCS（碳鋼）11鼓風機3CS（碳鋼）12空氣過濾器3A0785CS（碳鋼）13自吸式醋酸發(fā)酵罐6V20M3CS（碳鋼）14板框壓濾機2KP629CS（碳鋼）15濾液配兌池1SS16貯存罐20V30MSS五、總結與謝辭通過本次設計我對醋酸的發(fā)酵工藝、各項技術指標都有了很深刻的認識。更加鍛煉了自己查閱文獻的能力和CAD軟件繪圖的能力，由于去年的課程設計是酒精發(fā)酵因此這次的醋酸發(fā)酵做起來感覺還是很輕松的。這里我要感謝陶老師對我的精心輔導和幫助，感謝他及時的指正我在設計過程中存在的錯誤并幫我提出解決方法，同時也要感謝多位同學對我的指導和幫助；設計工作的完成，也離不開學校給予提供的廣闊的信息資源和先進的設備。在此我也要對我的學校表示衷心的感謝。附件1全廠物料流程圖附件12醋酸發(fā)酵車間流程圖附件23醋酸發(fā)酵車間布置設計附件34主要設備圖附件4、5參考文獻1吳思芳發(fā)酵工廠工藝設計概論北京中國輕工業(yè)出版社，2005年2蔣家新食品生產技術北京中國輕工業(yè)出版社3王福源現(xiàn)代食品發(fā)酵技術北京中國輕工業(yè)出版社4梁世中生物工程設備北京中國輕工業(yè)出版社，2006年5白鳳武食品與發(fā)酵工業(yè)J199516王永亮酒精工業(yè)J199817陶興無發(fā)酵產品工藝學化學工業(yè)出版社，2008年8上海市釀造科學研究所發(fā)酵調味品生產技術北京中國輕工業(yè)出版社，1998年9張燕榮調味品工藝學科學出版社，2008年10趙繼倫酒精發(fā)酵工藝學華南理工大學出版社11王常南釀酒J1999612沈怡芳液體發(fā)酵法白酒生產北京輕工業(yè)出版社,1983年13姚華微生物工程工藝原理廣州華南理工大學出版社，1995年14MARIAGULLOACHARACTERIZATIONOFACETICACIDBACTERIAIN“TRADITIONALBALSAMICVINEGAR”RECEIVED22NOVEMBER2004AGANEMPLOYMENTTRIBUNALCLAIEMLOYMENTTRIBUNALSSORTOUTDISAGREEMENTSBETWEENEMPLOYERSANDEMPLOYEESYOUMAYNEEDTOMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALIFYOUDONTAGREEWITHTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUYOUREMPLOYERDISMISSESYOUANDYOUTHINKTHATYOUHAVEBEENDISMISSEDUNFAIRLYFORMOREINFORMU,TAKEADVICEFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPEMPLOYMENTTRIBUNALSARELESSFORMALTHANSOMEOTHERCOURTS,BUTITISSTILLALEGALPROCESSANDYOUWILLNEEDTOGIVEEVIDENCEUNDERANOATHORAFFIRMATIONMOSTPEOPLEFINDMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNALCHALLENGINGIFYOUARETHINKINGABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,YOUSHOULDGETHELPSTRAIGHTAWAYFROMONEOFTHEORGANISATIONSLISTEDUNDERFURTHERHELPATIONABOUTDISMISSALANDUNFAIRDISMISSAL,SEEDISMISSALYOUCANMAKEACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,EVENIFYOUHAVENTAPPEALEDAGAINSTTHEDISCIPLINARYACTIONYOUREMPLOYERHASTAKENAGAINSTYOUHOWEVER,IFYOUWINYOURCASE,THETRIBUNALMAYREDUCEANYCOMPENSATIONAWARDEDTOYOUASARESULTOFYOURFAILURETOAPPEALREMEMBERTHATINMOSTCASESYOUMUSTMAKEANAPPLICATIONTOANEMPLOYMENTTRIBUNALWITHINTHREEMONTHSOFTHEDATEWHENTHEEVENTYOUARECOMPLAININGABOUTHAPPENEDIFYOURAPPLICATIONISRECEIVEDAFTERTHISTIMELIMIT,THETRIBUNALWILLNOTUSUALLYACCEPTIIFYOUAREWORRIEDABOUTHOWTHETIMELIMITSAPPLYTOYOUIFYOUAREBEINGREPRESENTEDBYASOLICITORATTHETRIBUNAL,THEYMAYASKYOUTOSIGNANAGREEMENTWHEREYOUPAYTHEIRFEEOUTOFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASETHISISKNOWNASADAMAGESBASEDAGREEMENTINENGLANDANDWALES,YOURSOLICITORCANTCHARGEYOUMORETHAN35OFYOURCOMPENSATIONIFYOUWINTHECASEYOURECLEARABOUTTHETERMSOFTHEAGREEMENTITMIGHTBEBESTTOGETADVICEFROMANEXPERIENCEDADVISER,FOREXAMPLE,ATACITIZENSADVICEBUREAUTOFINDYOURNEARESTCAB,INCLUDINGTHOSETHATGIVEADVICEBYEMAIL,CLICKONNEARESTCABFORMOREINFORMATIONABOUTMAKINGACLAIMTOANEMPLOYMENTTRIBUNAL,SEEEMPLOYMENTTRIBUNALSTHELACKOFAIRUPTHEREWATCHMCAYMANISLANDSBASEDWEBB,THEHEADOFFIFASANTIRACISMTASKFORCE,ISINLONDONFORTHEFOOTBALLASSOCIATIONS150THANNIVERSARYCELEBRATIONSANDWILLATTENDCITYSPREMIERLEAGUEMATCHATCHELSEAONSUNDAY“IAMGOINGTOBEATTHEMATCHTOMORROWANDIHAVEASKEDTOMEETYAYATOURE,“HETOLDBBCSPORT“FORMEITSABOUTHOWHEFELTANDIWOULDLIKETOSPEAKTOHIMFIRSTTOFINDOUTWHATHISEXPERIENCEWAS“UEFAHASOPENEDDISCIPLINARYPROCEEDINGSAGAINSTCSKAFORTHE“RACISTBEHAVIOUROFTHEIRFANS“DURINGCITYS21WINMICHELPLATINI,PRESIDENTOFEUROPEANFOOTBALLSGOVERNINGBODY,HASALSOORDEREDANIMMEDIATEINVESTIGATIONINTOTHEREFEREESACTIONSCSKASAIDTHEYWERE“SURPRISEDANDDISAPPOINTED“BYTOURESCOMPLAINTINASTATEMENTTHERUSSIANSIDEADDED“WEFOUNDNORACISTINSULTSFROMFANSOFCSKA“AGEHASREACHEDTHEENDOFTHEBEGINNINGOFAWORDMAYBEGUILTYINHISSEEMSTOPASSINGALOTOFDIFFERENTLIFEBECAMETHEAPPEARANCEOFTHESAMEDAYMAYBEBACKINTHEPAST,TOONESELFTHEPARANOIDWEIRDBELIEFDISILLUSIONMENT,THESEDAYS,MYMINDHASBEENVERYMESSY,INMYMINDCONSTANTLYALWAYSFEELONESELFSHOULDGOTODOSOMETHING,ORWRITESOMETHINGTWENTYYEARSOFLIFETRAJECTORYDEEPLYSHALLOW,SUDDENLYFEELSOMETHING,DOIT一字開頭的年齡已經到了尾聲?；蛟S是愧疚于自己似乎把轉瞬即逝的很多個不同的日子過成了同一天的樣子；或許是追溯過去，對自己那些近乎偏執(zhí)的怪異信念的醒悟，這些天以來，思緒一直很凌亂，在腦海中不斷糾纏?？傆X得自己似乎應該去做點什么，或者寫點什么。二十年的人生軌跡深深淺淺，突然就感覺到有些事情，非做不可了。THEENDOFOURLIFE,ANDCANMEETMANYTHINGSREALLYDO而窮盡我們的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可DURINGMYCHILDHOOD,THINKLUCKYMONEYANDNEWCLOTHESARENECESSARYFORNEWYEAR,BUTASTHEADVANCEOFTHEAGE,WILLBEMOREANDMOREFOUNDTHATTHOSETHINGSAREOPTIONALJUNIORHIGHSCHOOL,THOUGHTTOHAVEACRUSHONJUSTMEANSTHATTHEREALGROWTH,BUTOVERTHEPASTTHREEYEARSLATER,HISWRITINGOFALUMNIINPEACE,SUDDENLYFOUNDTHATISNTREALLYGROWUP,ITSEEMSISNOTSOIMPORTANTTHENINHIGHSCHOOL,THINKDONTWANTTOGIVEVENTTOOUTYOURINNERVOICECANBEINTHEHIGHSCHOOLCHILDRENOFTHEFEELINGSINAPERIOD,BUTWASEVENTUALLYINFARCTIONWHENGRADUATIONPARTYINTHETHROAT,LATERAGAINSTOODONTHEPITCHHEHASSWEATPROFUSELY,LOOKEDATHISTHROWNABASKETBALLHOOPS,SUDDENLYFOUNDHIMSELFHASALREA