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酱油制曲工艺装备的研究与工艺优化等问题的探讨

添加时间：2019-4-3

转自:周明印酿造机械网

引　言

酱油制曲是典型的固态发酵工艺，从2000多年前传统的手工制曲到现代化大型旋转式圆盘制曲，经历了漫长的岁月。

酱油制曲操作表象简单，但制曲过程涉及了现代微生物生态学，气体动力学，传热传质和空气热力学多个学科理论知识，属于生物技术范畴。国家（2006～2020）中长期科学技术发展规则纲要将工业生物技术（包括传统固态发酵食品技术）列入了未来着力发展的战略高技术。

对传统固态发酵食品生产的某些技术领域如多菌种混合微生物功能优化技术，固态发酵过程优化与生物反应器的设计与放大技术，机械化与自动化和清洁生产技术以及这些技术的创新集成和系统优化等提出了发展具体目标。酿造食品固态发酵技术的优化创新符合规划发展目标的要求。

目前国内酱油发酵制曲已经工业化使用的固态发酵生物反应器——制曲工艺装备有下列几种类型。

　　◆　厚层平面通风制曲池

　　◆　加盖厚层平面通风制曲池

　　◆　加盖移动通风制曲池

　　◆　滚桶制曲机(生态制曲一体机)

　　◆　大型封闭式平通风制曲机（四角制曲机)

　　◆　旋转式圆盘式制曲机（单层、双层）

制曲工艺装备的几种类型

●厚层平面通风制曲池

●加盖厚层平面通风制曲池

●加盖移动通风制曲

链箱式曲箱

移动式加盖曲箱

●滚桶制曲机

●大型封闭式平通风制曲机（四角制曲机）

●旋转式圆盘式制曲机

←单层双层→

不同类制曲工艺装备性能功效分析

表1：年产1万吨特级酱油制曲工艺装备性价比分析
序号	项目以单位计	平面厚层通风制曲池	加盖平面厚层通风制曲池	移动式加盖曲箱制曲机	链箱式曲箱制曲机	滚桶式制曲机	大型封闭式平通风制曲机	旋转式圆盘制曲机	备注
1	制曲工艺装备投资	95万	115万	210万	195万	190万	138万	255万	含进出料翻曲等辅助设备
2	单位投料量	1.6-2T/P（12）	1.6-2 T/P（12）	1.6-2 T/P（10）	1.6-2 T/P（10）	3.6-4 T/P（5）	-.0-9.6 T/P（2）	9.5-9.8 T/P（2）
3	曲房工艺要求高度	4.5m	4.5m	6-6.5m	4.5-5m	4.5-6m	7-8m	8-10m
4	建筑占地面积㎡	1000㎡	950㎡	800㎡	800㎡	400㎡	400㎡	450㎡
5	厂房造价	180万	124万	120万	112万	56万	125万	115万
6	设备、厂房总投资	275万	239万	330万	307万	242万	263万	370万
7	总装机功率	86KW	86KW	90KW	144KW	85KW	115KW	90KW
8	装料料层厚度	25-30cm	25-30cm	30cm	30cm	40cm	30-35cm	40cm
9	成曲质量中性蛋白酶活率u/g	1000-1200	1000-1200	1200	1200	1300-1500	1200-1400	1300-1500
10	劳动强度与机械化智能水平	机械化人工辅助操作（进料、翻曲、出料，人工料）				智能控制，机械化水平作业，人工辅助
11	用工（最低配备）	12人	12人	10人	10人	5人	7人	5人

表1显示6种制曲工艺装备虽然形式不同，但均能满足酱油生产过程制曲的要求，但从项目投资功效、性能以及性价比分析，则各有千秋。

厚层平面通风制曲池

厚层平面通风制曲池是建设在曲室内固定式敞口的砖砼式钢砼砌筑制成制曲装置，（其内衬304不锈钢薄板，也可以衬贴全瓷瓷砖），制曲池一般分为上下两层，上层为曲种培养床，下层为通风风道。制曲池一般建设成2×7～10m。曲室需要保温保湿，制曲过程可实现智能控温通风，目前已实现机械化进料、翻曲（皮带输送、风送、布料车布料）机械化真空吸曲出料，风送或通过输料泵将曲料送至发酵池或发酵罐。

目前该工艺装备使用最广泛。

优点投资省，可以实现机械化操作，但相对于其他制曲工艺装备而言用工较多，劳动强度比较大。

不同类制曲工艺装备分析

加盖平面厚层通风制曲池

建筑形式如图

加盖平面厚层通曲制曲也，是在平面厚层通风制曲池之上设计增加了具有保温、保湿功能的曲池盖，（曲池盖可以通过移动小车或行车辅助上下卸装）；而且该制曲池不需建筑独立曲室和安装保温保湿设施。

目前已有许多中小企业使用。

　　优点建筑构造简单，投资省，设备保温保湿效果好，不需要锅炉单独供暖保温。运行成本较平面厚层通风制曲池低。

链箱式曲箱制曲机

　　该设备机械化程度较高，封闭式制曲，成曲不落地，无孢子飞扬，主体结构与物料接触的部位全部采用304不锈钢板制作，卫生条件好，符合酱油行业GMP规范和清洁生产要求。

　　设备造价相对较高，但低于圆盘制曲机，另外熟料入箱不够均匀，需要起重牵引设备，目前有少数企业在使用。

移动式曲箱制曲机

该设备基本实现机械化制曲，设备主材和与物料接触部分也都是采用304不锈钢制作。曲箱长5～10m，宽2.5m，。曲料厚度30cm,，也是封闭型制曲，制曲综合效果较好，成曲的孢子飞物程度低，环境卫生较好，符合清洁生产要求。

　　设备投资高于平面厚层通风制曲池。但辅助设备利用率高，熟料输入简单，加接设备少，但出曲时，有少量孢子飞杨，该设备目前也有少数企业在使用。

滚桶制曲机

该工艺装备是一种新型制曲设备，它的名称又叫生态制曲一体机。设备直径Φ2.5m，长度4～6m制曲过程全面实现机械化，智能化操作。设备主材要求较高，为316L，也有使用304。

该装备制曲过程完全实现了封闭式制曲，进料、出料实现了机械化，温度与通风控制和翻曲实现智能化操作，该设备占地面积小.设备构造简单，易操作，易维护，易清洁，相对其它制曲设备而言能耗低，用工少，劳动效率高，运行成本低。

该设备目前已经投入工业化生产。已在多家中小企业中使用。

大型封闭式平通风制曲机（四角制曲机）

该设备是矩形大型厚层平面制曲装置。日韩制酱企业使用较多，如韩式大酱泉票酱油就使用这种制曲装置。我国也有多家在大中型酱油工厂使用该装备制曲。该设备的曲池一般宽4m×长20m，也有4.2×17m和4×25m等规格。

其曲池处于一个封闭式的大曲室内，其结构与厚层通风制曲池相似，整体外形为长方形，分上下两层，下层为风室，上层为曲室，顶部有隔热层和保温装置，以防结露。下层风室高度一般为1.8～2m左右，便于维修与清洗。

该设备配有自动布料机，翻曲机，出料推料机，有的企业配备真空吸曲装置，整个制曲过程实现PLC控制，进料、翻曲、出料，空气调温调湿，全部实现机械化操作。

该设备单位制曲产能和自动化程度较高，设备主体结构多数采用304不锈钢制作，符合GMP规范和清洁生产要求。

该设备由于矩形结构，通风效果均匀性不如圆盘制曲机，另外制曲翻曲布料机等装置长期在温度较高的环境下工作，自控系统的线路容易出现故障。

旋转式圆盘制曲机

旋转式圆盘制曲机是目前酿造行业应用在制曲过程机械化、自动化程度最高的工艺装备。

该设备早年由日本永田酿造机械研究开发并应用于酱油制曲生产。

国内上世纪80年代开始研发，目前日本制造的圆盘制曲机最大直径为20Ｍ，装料量达到50吨规模。但是我国酿造机械制造企业生产的圆盘制曲机的制造水平已有了长足的发展。有的企业制造的旋转式圆盘制曲机其性能，完全可以与日本制造的同类机型相媲美，例如宁波长荣生产的直径17Ｍ的圆盘制曲机，料层最大厚度可达50cm，投料量每盘最高可达46~50吨的水平。

　　当前我国已有多家生产圆盘制曲机，规模从Φ4m到Φ17m多种规格，产能从1.5 T～50T不等，有单层的还有双层的。主材以及与物料接触部分、外部装饰均采用304不锈钢材料制作，（也有采用其他材料的）。该设备从进料、翻曲、出曲全部实现机械化，温度、湿度、通风由PLC程序控制，宜操作，宜清洗，实现了清洁生产。

　目前该设备已在大中小各类企业逐步推广使用。

制曲工艺装备的选择与制曲工艺优化的探讨

酱油生产过程制曲工序是关键环节，它直接影响到酱油的品质和出品率。

能否获得酶活率高，酶系全的酱油成曲，除了配置优良的制曲装备以外，关键取决于应用这些制曲工艺装备过程中实行最佳的工艺控制，因此设计选配制曲工艺装备与制曲工艺优化调控都是非常重要的因素。

制曲工艺与工艺装备应控制有关问题

1　制曲过程理化、生化指标动态变化概述 ◆水份减少

制曲过程中水分含量的变化曲线，如图