食醋的加工特點與設(shè)備選型及展望

鄒東恢 ，鄒豐謙，郭宏文

(1.齊齊哈爾大學 食品與生物工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006；2.黑龍江大學電子工程學院， 哈爾濱 150080)

食醋的加工特點與設(shè)備選型及展望

鄒東恢1，鄒豐謙2，郭宏文1

(1.齊齊哈爾大學 食品與生物工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006；2.黑龍江大學電子工程學院， 哈爾濱 150080)

近幾年來，隨著我國食醋工業(yè)的發(fā)展，食醋加工設(shè)備也獲得了顯著的提高，向著自動化、大型化方向發(fā)展，新型食醋加工設(shè)備得以涌現(xiàn)和發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的變化。文章闡述了我國食醋生產(chǎn)的特點、設(shè)備選型，并對其未來發(fā)展趨勢進行了展望。

食醋；特點；設(shè)備選型；展望

食醋是我國勞動人民在長期生產(chǎn)實踐中創(chuàng)造出來的一種酸性調(diào)味品，在我國有3000多年的歷史，歷史悠久。食醋釀造企業(yè)生產(chǎn)出種類不同、風格各異的傳統(tǒng)老法食醋和名特醋，各具獨特的風味，體現(xiàn)了鮮明的地方色彩。

食醋中含有18種以上游離氨基酸、多種有機酸、無機鹽類等，具有降血壓、增進食欲、增強肝臟機能、防腐殺菌、調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿平衡、預防衰老等功能[1-3]。食醋可分為釀造醋和人工合成醋，釀造醋所占比重較大，其中果醋(蘋果醋、葡萄醋、山楂醋等)是近年新發(fā)展的品種，以水果類為原料生產(chǎn)的各種果醋兼有調(diào)味品及飲料的功能，成分新型的保健功能食品，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

目前，我國食醋年產(chǎn)量5.30×106t，制醋工業(yè)發(fā)展較快，企業(yè)大膽革新，采用先進工藝，發(fā)展制醋方法，新型的制醋工藝不斷涌現(xiàn)[4]。如酶活液化通風回流法、生料發(fā)酵法、速釀法、深層液體發(fā)酵法等，這些新型釀制方法豐富了我國制醋工藝，在釀造周期、原料利用率、設(shè)備周轉(zhuǎn)率、產(chǎn)量等方面與傳統(tǒng)方法都有不同程度的提高?？傮w上，制醋工業(yè)朝著科學化、機械化與大型化的方向發(fā)展。

1 食醋的加工特點

食醋生產(chǎn)的原料、工藝條件不同，風味各異，因而種類繁多。

固態(tài)發(fā)酵制醋是我國食醋傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，其特點是采用低溫糖化和酒精發(fā)酵，應用多種有益微生物協(xié)同發(fā)酵，配用多量的輔料和填充料，浸提法提取食醋。成品香氣濃郁，口味醇厚，色深質(zhì)濃，但生產(chǎn)周期長，勞動強度大，出品率低。

在液體狀態(tài)下進行的醋酸發(fā)酵稱為液態(tài)發(fā)酵法制醋，常見的有表面發(fā)酵法、淋澆發(fā)酵法、液態(tài)深層發(fā)酵法、固定化菌體連續(xù)發(fā)酵法。液態(tài)發(fā)酵法不用輔料，可節(jié)約大量麩皮和谷糠，使環(huán)境衛(wèi)生得到改善，減輕勞動強度，有利于實現(xiàn)管道輸送，提高了機械化程度，生產(chǎn)周期較固態(tài)法縮短。但其風味、色澤及稠厚度較固態(tài)法相比要差，需采取其他方法改善。

國內(nèi)釀造食醋的品種及成分見表1。

表1 我國食醋的一般成分

2 食醋加工設(shè)備與選型

近年來，我國食醋工藝技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐加快，工業(yè)化水平和生產(chǎn)規(guī)模提高較快，提高了生產(chǎn)效率和原料利用率,食醋總產(chǎn)量亦出現(xiàn)較快的增長。食醋釀造設(shè)備主要有物料輸送設(shè)備、粉碎設(shè)備、旋轉(zhuǎn)蒸煮鍋、制曲機、制醅機、發(fā)酵罐、滅菌設(shè)備、包裝設(shè)備等。

2.1 物料輸送設(shè)備

食醋釀造的輸送機械包括干料輸送和濕料輸送兩類，干料輸送主要是原料輸送，其設(shè)備主要為斗式提升機、刮板輸送機和風送設(shè)備等幾種，濕料輸送使用皮帶運輸機或刮板運輸機的效果較理想[5]。平型、槽型帶式輸送機技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 平型、槽型托輥帶式輸送機技術(shù)參數(shù)

2.2 粉碎設(shè)備

原料的粉碎可分為干法粉碎和濕法粉碎兩類，食醋的原料粉碎多采用濕法粉碎。濕法粉碎是將固體物料和水一起加入粉碎機中進行粉碎。濕法粉碎的優(yōu)點是消除粉塵危害，改善工作環(huán)境，降低原料消耗；粉碎時物料吸水膨脹，可提高蒸煮效果；因水分的存在，使得機器磨損少，節(jié)省了設(shè)備維修費用。如膠體磨是一種離心式設(shè)備，工作原理是剪切、研磨及高速攪拌作用力，磨碎依靠磨盤齒形斜面的相對運動而成，其中一個高速旋轉(zhuǎn)，另一個靜止使物料通過齒斜面之間的物料受到剪切力和磨擦力，同時又在高頻震動和高速旋渦等復雜力的作用下使物料的研磨、乳化、粉碎、均質(zhì)、混合，從而得到精細的物料。JM 系列膠體磨技術(shù)參數(shù)見表3。

表3 JM 系列膠體磨技術(shù)參數(shù)

2.3 制曲機

傳統(tǒng)曲團由人工制成，但速度慢，難以滿足工業(yè)化要求，目前多采用制曲團機做曲團，利用螺旋翼的旋轉(zhuǎn)制作成曲團。制曲機見圖1。

圖1 制曲機

2.4 制醅機

制醅機俗稱下池機，是將成曲粉碎，拌和鹽水及糖漿液成醅后進入發(fā)酵容器內(nèi)的一種機器。機械化翻醅技術(shù)增強了設(shè)備利用率，從人工操作轉(zhuǎn)化為自動化操作，大幅提高了生產(chǎn)效率，有利于產(chǎn)品質(zhì)量控制。由機械粉碎、斗式提升及絞龍拌和兼輸送三個部分聯(lián)合組成。此機大小選擇可根據(jù)各廠所采用的發(fā)酵設(shè)備來決定。絞龍的底部外殼，需特制成一邊可脫卸的，便于操作完畢后沖洗干凈，以免雜菌污染，實現(xiàn)了程序自動化管理、管道化生產(chǎn)，降低了勞動強度。制醅機，見圖2。

圖2 制醅機

注：1為成曲入口；2為碎曲齒；3為升高機出口；4為升高機；5為電動機；6為升高機調(diào)節(jié)器；7為鹽水管及糖漿液管；8為入料斗；9為螺旋拌和器(絞龍)；10為出料口；11為鐵架；12為輪子。

2.5 發(fā)酵罐

食醋生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵裝置為水泥發(fā)酵池，目前采用發(fā)酵罐，形式多樣，有酒精發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐等。如自吸式發(fā)酵罐進行液體深層發(fā)酵制醋，發(fā)酵轉(zhuǎn)化率高，發(fā)酵時間短，功率消耗低，節(jié)省設(shè)備投入等。

2.5.1 醋酸發(fā)酵池

一般容積為30 m3，距池底在15～20 cm處設(shè)一竹篾假底，其上裝料發(fā)酵，假底下盛醋汁，緊靠假底四周設(shè)直徑10 cm風洞12 個，噴淋管上開小孔，回流液體用泵打入噴淋管，在旋轉(zhuǎn)過程中把醋汁均勻淋澆在醋醅表面。

2.5.2 速釀塔

速釀塔一般高達2～5 m，直徑1～1.30 m，有圓桶式或圓錐式。內(nèi)設(shè)假底，假底至塔底距離約0.5 cm，能儲放相當數(shù)量的醋。在假底上放一竹編墊子，其上放置填充料，假使填充料采用蘆葦梗，則先倒入已處理過的8～10 cm長的蘆葦梗，然后在蘆葦梗的面層加約15 cm厚的粗谷糠，以保證表面溫度的均勻。塔頂上安裝噴淋管，可以自動回轉(zhuǎn)，醋汁從蘆葦梗中流下來集積在假底下貯池中，下面接通不銹鋼離心泵，這樣就可以循環(huán)間歇進行醋化。塔頂上還要蓋上木蓋，并將其四周全部封閉，在木蓋上開排氣孔，裝上排氣管，包扎好紗布可以調(diào)節(jié)空氣。塔的上、中、下各部分插入溫度計，以檢查塔內(nèi)的發(fā)酵溫度。蘆葦梗放入塔中以前，預先用水清洗，再用含乙酸7 g/dL的食醋浸泡后使用[6,7]。

2.5.3 液體深層發(fā)酵制醋

液體深層發(fā)酵制醋是一種新工藝，生產(chǎn)機械化程度高。自吸式發(fā)酵罐應用于制醋工業(yè)始于20世紀60年代后期，采用自吸式罐進行液體深層發(fā)酵制醋，具有發(fā)酵轉(zhuǎn)化率高、發(fā)酵時間較短、功率消耗較低、不用空壓機、節(jié)約設(shè)備、簡化結(jié)構(gòu)、減少費用等優(yōu)點[8,9]，自吸式深層發(fā)酵法的制醋工藝標志著我國傳統(tǒng)食醋行業(yè)進入了工業(yè)化生產(chǎn)。自吸式發(fā)酵罐見圖3。

圖3 自吸式發(fā)酵罐

發(fā)酵液在一定轉(zhuǎn)速的機械攪拌作用下，在攪拌器空腔的轉(zhuǎn)子葉輪末端高速運動，同時在葉輪背側(cè)呈現(xiàn)“負壓”狀態(tài)，使空氣不斷經(jīng)由吸風管吸入，再從定子葉輪甩出。由于攪拌作用，葉輪周圍形成強烈的湍流，使剛離開葉輪的空氣，立刻在發(fā)酵液中分裂成細微的氣泡，擴散到整個發(fā)酵罐中。

20 m3自吸式發(fā)酵罐的技術(shù)參數(shù)如下：

罐體部分：公稱容積20 m3，裝料系數(shù)0.7，罐體直徑2400 mm，碟形封頭高度592 mm，筒體高度4100 mm，液柱高度3290 mm，罐體材料不銹鋼板，壁厚10 mm。

攪拌部分：攪拌葉輪型式三葉空心渦輪，攪拌轉(zhuǎn)速420 r/min，葉輪直徑480 mm，電機功率18.5 kW，導輪直徑720 mm，攪拌軸徑80 mm(下軸)。

冷卻部分：冷卻蛇管管徑57 mm×2.5 mm(6組)，冷卻面積25 m2，冷卻水溫度進口小于30 ℃，出口溫差-3～4 ℃，平均冷卻水量8.9 t/h(以3 ℃計)。

2.6 過濾設(shè)備

采用板框過濾機進行過濾操作，板框壓濾機在生物加工業(yè)中使用廣泛，如醬油發(fā)酵液、食醋發(fā)酵液、菌絲體的分離等場合，選用時可參考過濾機選用原則合理選擇[10，11]，國產(chǎn)部分廠家不同類型過濾機型號與參數(shù)見表4。

表4 國產(chǎn)不同類型板框過濾機型號與參數(shù)

常用的板框壓濾機用BMS，BAS，BMY及BAY等類型，其中B代表板框壓濾機，M代表明流，A代表暗流，S代表手動，Y代表液壓，代號后面的數(shù)字表示過濾面積、濾框規(guī)格及框的厚度。

2.7 滅菌設(shè)備

食醋滅菌裝備可采用蛇管式、板式換熱器滅菌，85～90 ℃，維持50 min熱殺菌，板式換熱器根據(jù)傳熱過程、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、流程配置、流體數(shù)量及傳熱機理等可分為不同類別。按結(jié)構(gòu)可分為可拆卸式、焊接式換熱器。其中可拆卸式板式換熱器使用范圍廣泛，其設(shè)備規(guī)格和基本參數(shù)可參見表5。

表5 部分可拆卸板式換熱器的基本參數(shù)表

3 食醋加工設(shè)備發(fā)展與展望

目前，我國食醋的釀造工藝及裝備已經(jīng)出現(xiàn)了很大變化，生物技術(shù)、自動化技術(shù)等新技術(shù)已應用于傳統(tǒng)的釀醋業(yè)，但是與國外先進技術(shù)相比還有差距，如，食醋企業(yè)整體上規(guī)模偏小、品牌化效應弱、市場競爭不規(guī)范等都是阻礙我國食醋企業(yè)做大做強的重要原因[12]，此外，食醋的生產(chǎn)和消費還具有較強的區(qū)域性特征，這增加了行業(yè)整合的難度，未來發(fā)展將出現(xiàn)以下幾個方面的變化趨勢。

3.1 食醋釀造裝備發(fā)展仍有潛力

從消費潛力角度看，目前我國人均年消費食醋約2.3 kg，日本人年均消費約7.9 kg，我國食醋消費處于相對較低水平；從需求發(fā)展趨勢看，未來我國食醋消費量的提升仍然存在著較大空間,部分食醋生產(chǎn)企業(yè)還沒有完全實現(xiàn)機械化、自動化操作管理，因而，食醋釀造機械裝備市場的發(fā)展將面臨較大機遇。

3.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將面臨整合

從食醋行業(yè)發(fā)展趨勢看，行業(yè)集中度低的狀況將面臨改變，整合中小企業(yè)規(guī)模,發(fā)揮集團化、規(guī)?；瘍?yōu)勢，改變老的生產(chǎn)模式和框架,不斷創(chuàng)新，向集團化發(fā)展的進程將會進一步加快。

3.3 科技進步促使食醋生產(chǎn)企業(yè)向自動化、品牌化發(fā)展

開發(fā)新設(shè)備、新材料，引進科技含量高的先進技術(shù)和裝備，加強國產(chǎn)自主創(chuàng)新設(shè)備的開發(fā)，使食醋生產(chǎn)企業(yè)加快計算機對生產(chǎn)工藝、裝備自動控制管理,促進生產(chǎn)效率的整體提升，食醋產(chǎn)業(yè)未來將向自動化、標準化、品牌化發(fā)展方向邁進，探索出一條適合我國醋業(yè)發(fā)展的新模式。

[1]郭李云，倪文杰，楊小蘭.熏醅對山西老陳醋抗氧化活性的影響[J].中國釀造,2015,34(2):34-37.

[2]Ndung'u Kuria,Hibdon Sharon,Véron Alain,et al.Lead isotopes reveal different sources of lead in balsamic and other vinegars[J].Science of the Total Environment,2011,409(14):2754-2760.

[3]Bayizit Arzu Akpinar,Turan Murat Ali,Ersan Lutfiye Yilmaz,et al.Inductively coupled plasma optical-emission spectroscopy determination of major and minor elements in vinegar[J].Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca,2010,38(3):64-68.

[4]張衛(wèi)民，何濤，魯緋.對我國食醋產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管的探討[J].中國調(diào)味品,2015,40(2):137-140.

[5]焦炳華，孫樹漢.現(xiàn)代生物工程[M].北京：科學出版社,2007.

[6]吳曉明，曹嵐.我國食醋行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].中國調(diào)味品,2012，37(9)：19-21．

[7]徐清萍,孟君,張艷麗.食醋生產(chǎn)過程中鐵、鋅、銅的遷移變化[J].現(xiàn)代食品科技,2014,30(9):199-204.

[8]蘇迎會.食醋后熟陳釀技術(shù)研究[J].中國釀造,2013，32(2)：129-132.

[9]王洋，張東升，時磊.液態(tài)半連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)白醋工藝的研究[J].中國釀造，2010(6)：83-85.

[10]鄒東恢，王金蘭，佟白.現(xiàn)代生物工程設(shè)計與加工技術(shù)[M].哈爾濱：東北林業(yè)大學出版社，2009.

[11]沈志遠.論傳統(tǒng)鎮(zhèn)江香醋的八大工藝特點[J].中國調(diào)味品，2007(12):18-20.

[12]劉珂.淺談我國食醋的功能及發(fā)展趨勢[J].中國調(diào)味品，2010，35(6):32-34.

Processing Characteristics and Equipment Selectionof Vinegar and Its Prospect

ZOU Dong-hui1,ZOU Feng-qian2,GUO Hong-wen1

(1.College of Food and Bio-engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006,China；2.Collegeof Electronic Engineering,Heilongjiang University,Harbin 150080,China)

In recent years，with the development of vinegar industry in China，vinegar processing equipment has significantly increased and it develops to the direction of automation and enlargement，new-type vinegar processing equipment has emerged and developed, and some new changes have taken place. Expound the characteristics of Chinese vinegar production and its equipment selection, and the future development trend is prospected.

vinegar；characteristics；equipment selection；prospect

2017-02-20

鄒東恢(1967-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，副教授，碩士，主要從事生物工程教學與科研工作。

TS264.22

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.08.014

1000-9973(2017)08-0067-04