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酱油制曲关键工艺设备优化

2017-03-30黎志坚

科技与创新 2016年24期
关键词:酱油

黎志坚

摘 要:酱油是当前应用最为广泛、最为普遍的调味品之一。在酱油酿制的过程中,制曲是一个关键环节,直接关系着酱油的质量和品质。对酱油制曲关键工艺设备进行了分析,对制曲过程中曲池、曲房、输风管道的设计以及风机的选型和空气调节原理进行了详细介绍,旨在为酱油的生产提供参考。

关键词:酱油;制曲工艺;进风口;连接管

中图分类号:TS264.21 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.108

酱油是一种应用十分广泛的调味品,而酱油产业更是常青产业之一。在酱油生产的过程中,一般分为原料处理、制曲、酱醅发酵以及浸泡淋油四个环节。其中,培养微生物的制曲环节在酱油酿制中具有十分重要的地位。酱油制曲实质是为米曲霉创造适宜的生长环境,促进米曲霉的生长繁殖,这对制曲设备的设计及选择提出了较高的要求。如何优化设计酱油制曲关键工艺设备,提高成曲质量是当前酱油产业面临的一个重要问题。

1 曲池的优化

曲池是米曲霉生长和繁殖的重要场所。在适宜温度和湿度的条件下,米曲霉通过在原料上吸取必要的营养物质而开始生长,通风操作为曲料提供必要氧气的同时,也带走了米曲霉在生长过程中产生的生物热,使米曲霉在适宜的温度和湿度条件下生长,因此,曲池结构是否合理将直接影响制曲生产的质量。目前,国内大多数企业使用的曲池基本上都是长方形池子,其长度一般在6~12 m,宽度为1.5~2.0 m,具体尺寸是根据投料量及工艺设备确定的,立面结构如图1所示。

曲池由曲料箱和风道两部分组成,其中,曲料箱用来盛放曲料。曲料均匀地平铺在曲池中,料层厚度为25~30 cm。要使米曲霉长度均匀一致,保证曲料接种均匀、曲料各处的温度一致。在曲料生长过程中,依靠通风带走热量,保持曲料生长温度的稳定。由于曲池内曲料的厚度基本是均匀一致的,即空气通过曲料各个部位的阻力是一致的,所以,要保证各部位曲料温度均匀一致,必须保证风道内各部位风压一致。

2 曲房的优化

曲房结构如图2所示。

曲房具有保温、保湿的重要作用,能为米曲霉的生长繁殖创造条件。在制曲的初始阶段,曲房能维持曲料的温度和湿度处于相对恒定的状态,避免曲料中水分和热量的大量散失,从而为米曲霉的前期生长创造必要条件;在米曲霉生长的中后期,曲房中有温暖、湿润的循环空气,可使曲料中通过的空气始终保持温暖、湿润的状态,维持曲料生长温度恒定和水分散失缓慢。因此,曲房的空间不宜过大,这有利于保温和保湿。

目前,曲房的结构可分为3种形式:①2~3组为1个单元放在1个房间内,为每天的1个投料单元;②将所有曲池集中放在1个大的房间内制曲;③每个曲池为1个单元,单独加盖自成体系。

A方案采用第一种形式,操作单元相对独立,易于管理,房间较小,易于保温和保湿,制曲条件相同,互不干扰,保洁清理也很方便。

B方案采用第二种形式,优点为固定资产投入相对较少。缺点为房间大,在制曲初期和后期保温和保湿难度相对较大;不同的操作单元在一起会相互干扰,操作环境优化困难,比如遇到染菌事故时,相互影响更大;保洁工作重复,造成了资源浪费。

C方案采用第三种形式,优点为固定资产投入相对较少,车间内视野开阔。缺点为曲池盖笨重,移动不便,比如用起重设备时还需另加行车;曲的看护不方便,特别是在菌种与曲料搅拌不均匀的情况下,前期曲料局部过热不易被发现,易造成局部烧曲,影响曲的品质;如果曲池盖处理不当,则蒸汽冷凝水可能在秋、冬、春季节流入曲池,影响曲的品质;如果员工的操作不及时,也会影响通风换气,进而影响成曲品质。

3 风机选型优化

在选择风机时,需要结合各个曲池的实际情况,合理选择风机的型号,从性能指标上应考虑风机的风压和风量,一般选择中压风机(1~3 kPa)即可满足制曲要求,风量(m3/h)按总料量(kg)的4~5倍计算,风压在1 kPa以上即可满足制曲的要求。比如每池投料量为1 500 kg,则风机最大风量选定在6 000~7 500 m3/h即可满足工艺要求。从材质上分,风机有塑料风机、玻璃钢风机和金属风机可供选择。由于制曲生产环境中的空气湿度较大,金属碳钢风机在使用中的锈蚀比较严重,以往,大多数企业主要选用塑料和玻璃钢材质的风机。塑料风机虽然耐潮湿和腐蚀,但使用一定的年限后,塑料有老化现象,风机叶轮在高速旋转时一旦碰到硬物即炸裂,易伤人。近年来,一些企业使用塑料风机的壳体,将塑料叶轮换成了不锈钢叶轮,克服了塑料易老化和碳钢易锈蚀的缺点,提高了风机的使用性能及安全性。目前,国内专业生产酿造机械设备的制造企业已具备制造专用酿造风机的工艺及技术,性能优于普通风机。

4 输风管道的优化

输风管道的作用是将曲房、风机与曲池合为一体,形成封闭的空气循环系统,为曲料提供氧气及疏散热量。

4.1 从风机出口到曲池风道入口的连接管

风机出口和曲池风道入口截面相差较大,因此,风机出口处的空气流速远大于曲池入口处的空气流速。如果不在风机出口与曲池风道入口之间加上过渡连接管,则会将高速流动的空气直接吹进曲池,使曲池风道内各个位置的空气流速和压力不稳定,造成空气无法均匀地通过曲料层,影响料温的均衡。过渡连接管的长度一般在800~1 000 mm,从风机出口到曲池空气入口水平方向要逐步过渡到曲池风道的内径宽度,在垂直方向上要有过渡弯,从而改变空氣流动方向,提高过渡连接管的缓冲效果;保证过渡连接管靠近曲池部分有500 mm的长度保持水平,保证空气水平进入曲池的风道内,减少因空气在曲池风道内流动方向上的变化而产生涡流现象,进而造成曲池风道内风压不均衡,影响通风效果。

4.2 风机入口与曲房的连接管

其功能主要是将曲房内温暖湿润的空气通过风机输送给曲料,确保通过曲料的空气具有一定的温度和湿度,满足米曲霉生长的工艺要求。为了保证给酱油米曲霉生长提供合适的温度和湿度,连接管除了能将曲房内的温湿空气引入风机外,还应调节通风量及调节通入曲池风道内空气的温度和湿度,并能补充适量的新鲜空气,因此,还要在连接管中加上风量调节板及新鲜空气输入调节孔(或加空气调节箱),以满足工艺条件要求。

空气调节板的工作原理就是在连接管中加上1个可以人工调节的挡板,通过调节手柄调整挡板的开合度,改变连接管的导通横截面积,从而调整空气在管道中的流量,以达到控制通风流量的目的,满足酱油米曲霉在不同生长阶段对通风量的需求。随着电子工业技术的发展,通过电子调频器以程序化对电机转速进行控制来实现自动控制通风量,是今后实现自动化控制的一个方向。

增加新鲜空气输入调节孔的工作原理是:当酱油米曲霉生长进入旺盛期后曲房内的氧气含量下降,二氧化碳含量上升,此时曲房内的空气温度一般都高于工艺要求,通过新鲜空气输入孔,适量地增加新鲜空气供给量,可以降低通过曲料空气的温度并提高氧气的供给量,有利于酱油米曲霉的生长;在夏天或冬天可以通过新鲜空气输入调节孔来调节制曲通风的温度和湿度。风机与曲房连接管上加装风量调节板和新鲜空气输入孔的局部结构,自来水加入管和饱和水蒸汽加入管,分别是在夏天和冬天为制曲通风增加湿度和温度而设置的。

5 结束语

综上所述,酱油成曲质量直接决定了蛋白酶的活性和酱油中挥发性风味的形成,并与酱油酿制的成品质量和出品率息息相关。因此,在酱油酿制中,相关技术人员要引进先进的技术,对制曲关键工艺设备进行优化设计,选择合适型号的风机,并根据实际情况合理调节空气条件。只有这样,才能提高酱油生产原料的利用率,从而改进酱油的风味,提高酱油的品质和出品率。

参考文献

[1]上官宗渺.4.5万吨酱油车间三种制曲设备选型研究[J].中国酿造,2014(08).

[2]李谦,秦礼康,夏辅蔚.苦荞酱油制曲工艺条件优化[J].食品与机械,2014(06).

〔编辑:张思楠〕

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