GMP與高鹽稀態發酵醬油工廠設計

周明印，李嬌嬌

（連云港海大生物工程研究所，江蘇 連云港 222000）

良好生產規范（good manufacturing practice，GMP）最早應用于醫藥工業，1969年美國食品及藥物管理局（food and drug administration，FDA）將其擴展應用于食品工業。隨后一些比較發達國家和地區參照美國GMP制定了食品的衛生規范。1989年臺灣全面推行了食品（包括醬油工廠）GMP標準[1-2]。并將GMP標準細化分為通則、專則規范和GMP驗證制度3部分。

GMP是執行危害分析關鍵控制點（hazard analysis and critical control point，HACCP）的最基礎的工作，世界各國都非常重視。2014年6月1日我國將全面實施新發布的GB14881—2013《食品企業通用衛生規范》，該規范是國家食品安全強制性標準，醬油新規范在GB 14881—2013《食品企業通用衛生規范》基礎上進一步細分并強化了相關規范與標準。如在清洗消毒設備方面引入就地清洗系統（clean in place，CIP）。因此新建醬油工廠的設計或醬油車間工藝、設備的改造應符合國家新的GMP規范要求。

1 醬油生產現狀與發展態勢

醬油是中國傳統的調味品，據《四民月令》記載至已有兩千多年歷史[3-5]，于公元755年后傳入日本[6]，之后逐漸擴大到東南亞和朝鮮、韓國等地，又流傳至歐美等國家，目前已成為世界各地消費者逐步認知并享用的神奇美味的調味圣品。

多年來我國醬油產業發展緩慢，生產技術滯后，一直是低鹽固態發酵的中低端醬油主導市場。而日本醬油后來居上，工業化研究較早，20世紀40年代末就規模化生產高鹽稀態本釀造醬油[7]，2012年其本釀造醬油（全氮1.2%以上）的產量已達該國醬油總量的85%[8-9]；改革開放以后，我國醬油工藝技術革新和產業發展步伐加快，工業化水平和生產規模快速提高，醬油年總產量亦隨之快速增長，尤其是高鹽稀態發酵工藝醬油占百分比迅速提升。

2012年，全國醬油總產量已達700.3萬t。廣東生產的廣式（含少量日式）高鹽稀態發酵的醬油總產量為302.7萬t，占全國醬油總產量的43.22%；醬油行業生產量前三名企業均在廣東，其中海天105萬t，美味鮮65萬t，李錦記22萬t。另外還有山東、湖南、河南和四川四個醬油生產大省其產量合計占全國總量的35.31%，其余21.47%（不包括臺、港、澳）由其他26個省、市、自治區所生產[9]。全國醬油總產量分布見圖1。

圖1 全國醬油產量分布圖Fig.1 Soy sauce production distribution graph

目前，我國的醬油產業仍屬于快速發展階段，但行業整合力度在加劇，各種資本源源不斷流入，已有10家公司在國內外或香港地區上市或正在募股準備上市，還有外資和中外合資合作醬油釀造企業16家，這些上市公司和合資企業大部分的發展重點是生產高鹽稀態發酵醬油，其中僅日式高鹽稀態發酵醬油建設規模計劃將達140萬t[10]。

由此可見我國醬油產業集中度在加快、產品品質和檔次也在快速提升，高鹽稀態發酵工藝將逐步成為醬油生產的主導工藝，高鹽稀態發酵的醬油取代低鹽固態發酵醬油已成為必然的趨勢。

1.1 高鹽稀態發酵醬油工廠的設計流程與要點

高鹽稀態發酵工藝的醬油工廠設計，其設計流程應按照項目設計任務書要求和項目建設規模，首先確定設計階段、產品方案和年工作日及班產量，然后針對高鹽稀態發酵工藝不同類型的產品特點進行工藝流程設計并進行工藝論證；第三步工作是設定先進合理的工藝參數、然后嚴格工藝計算，包括物料平衡計算（含熱量平衡、水平衡計算、耗冷量的計算、無菌空氣消耗量計算以及總耗電的估算）做好能效評估分析，最后編制設計說明書，繪制工藝設計工程圖。

1.2 高鹽稀態發酵醬油生產工藝流程設計

1.2.1 日式醬油（高鹽稀態發酵）生產工藝流程[7-8]（圖2）

圖2 日式醬油（高鹽稀態發酵）生產工藝流程Fig.2 Japanese soy sauce (high salt liquid fermentation) production process

1.2.2 廣式高鹽稀態天然發酵（保溫澆淋式高鹽稀態發酵）生產工藝流程[11-15]（圖3）

2 高鹽稀態發酵工藝醬油生產設備的選型

2.1 釀造醬油生產設備選型步驟

根據班產量和物料平衡計算出各工段生產過程的物流量（kg/h或L/h）、儲存量（L或m3）、傳熱量（kJ/h）、蒸發量（kg/h）等作為設備選型的依據[16-17]。

按照計算的物流量并兼顧考慮釀造設備工藝性能、生產富余量等來計算設備臺數、容量、傳熱面積等，最后確定設備型號、材質、規格、生產能力、臺數、功率等。

2.2 高鹽稀態發酵工藝醬油生產主要設備、設施

原料前處理設備：包括計量、輸送設備、小麥前處理、焙炒或脫皮設備、破碎（粉碎）設備；原料（黃豆）篩選、清洗、浸泡設備或（豆粕）篩選、潤水設備、蒸煮與熟料輸送設備；食鹽處理設備（去除沙石等雜物）；制曲設備（圓盤制曲機，大曲床制曲機或平床曲室）、翻曲機、出曲（送料）設備；發酵設備（發酵罐或發酵池、酵母培養罐等）。

圖3 廣式高鹽稀態天然發酵（保溫澆淋式高鹽稀態發酵）生產工藝流程Fig.3 Cantonese natural high salt diluted state fermentation (insulation pouring type liquid fermentation with high salt) production process

壓榨與渣、布分離和清洗設備或者淋油設備（自控連續淋油系統）、薄膜蒸發濃縮設備、高速離心分離設備。調配、殺菌設備（超高溫瞬時滅菌設備）、設備與管路CIP設備。過濾設備（板框過濾、濁式過濾或葉濾、膜式過濾等設備）。包裝系統設備（大型企業要考慮卸垛機、開箱機、自動裝箱機和碼垛機）。

3 GMP在醬油工廠設計中的具體應用

3.1 GMP對醬油工廠生產設備的要求

設計選用的機器設備應容易清洗消毒（方便拆卸），并便于檢查。使用時能夠有效防止或避免潤滑油、金屬碎屑、污水以及其他可能引起污染的雜質混入物料或醬油產品。

醬油及物料接觸面應平滑、無凹陷或裂縫，以減少醬油及原材物料等其他有機物的聚積，防止微生物的生長。

設備設施應簡單，排水流暢、易于保持干燥。即使生產過程不與醬油或物料接觸的設備與用具，其結構也要便于清潔，保持良好衛生狀態。

3.2 GMP對醬油工廠生產設備材質的要求

貯存、運送及制造系統與物料或醬油產品有接觸的設備（包括輸送系統和自動控制系統、發酵罐、發酵池、貯罐等）的設計與制造，應選用無毒、無異味、非吸收、耐腐蝕且可重復清洗和消毒的材料制作（如不銹鋼、食品級玻璃鋼等）以保障設備設施能維持適當的衛生狀況。

3.3 GMP對醬油工廠車間布置及衛生等級劃分要求

現代化醬油生產企業的廠房設計應依據GMP規定，按生產過程需要和衛生控制要求進行車間布置。廠房設計一般采用低樓層或單層廠房的結構，這樣有利于節省投資成本，便于產品質量與衛生環保管控。對老企業舊車間改造設計應盡量按照生產衛生要求并考慮工作效率、減少原料及成品運距。車間布置要按照醬油工廠衛生規范要求，將生產區劃分為清潔生產區、準清潔生產區、一般生產區和非食品處理區，各區域在工藝布置時要分別設置或加以有效區隔。其劃分標準見表1。

表1 醬油車間各生產區劃分標準Table 1 The operation classification standard of soy sauce workshop

GMP規定進入生產區的人流、物流必須要分離、通道要暢通。車間廠房布置應依據作業流程需要及衛生要求，有序、整齊、流暢，嚴格控制原料的運送或操作人員的流動對潔凈工作區的環境污染。車間內要有足夠空間，以利設備與衛生設施的布置和安裝；還要考慮物料貯存、工作人員休息以及食品器具貯放場所。生產設備的布置，應考慮到生產過程物料流通的順暢，尤其便于作業后的清掃，以保持車間內的清潔度，避免雜菌的污染。

3.4 GMP對醬油工廠生產車間廠房結構的要求

醬油工廠生產車間的廠房建筑應堅固耐用、易于維修和清掃、并能夠有效防止醬油、醬油接觸面及包裝材料遭受污染。廠房最好以鋼筋水泥結構為佳。如采用大曲床或條式平床制曲設備的，其建造的制曲室應易于清洗；曲室內部地面應平坦不滑且有適當斜度、以利排水、并采用無毒、非吸收性、不透水建材構筑，如采用混凝土地面宜作水磨地平或鋪蓋耐磨環氧樹脂等處理。

曲室內屋頂應有防露設備，若無防露設備的，應具有適當的斜度，以防凝結水的回滴。曲室內壁面應以不透水，耐腐蝕且表面光滑的材料施工以利清洗。

曲床結構應使用不銹鋼制作或使用磚混結構內襯不銹鋼板，支架采不銹鋼或其他防蝕處理，曲床蓖應用不銹鋼制作，以便于清洗消毒，防止雜菌滋生。

3.5 GMP對醬油工廠車間廠房安全設施的要求

醬油工廠生產車間廠房內配電必須能防水。電源必須有接地線與漏電斷電系統。高濕度作業場所的插座及電源開關必須采用具有防水功能元器件。不同電壓的插座必須明顯標示。廠房應根據消防法規設有應急通道，并安裝火警警報系統。在適當且明顯的地點應設有消防與急救器材和設備。

3.6 GMP對醬油工廠生產車間地面與排水的要求

GMP要求醬油工廠生產車間地面應使用非吸收性、不透水、易清洗消毒的材料鋪設，而且要求平坦不滑、不得有侵蝕、裂縫及積水。目前在醬油工廠常用的地面材料有以下幾種：高標號（采用耐酸骨料、300號）細石混凝土地坪；缸磚地坪；（120～150mm）環氧樹脂涂層地面等[1]。潔凈區地坪一般采用環氧樹脂地面。

生產車間在操作過程中有液體流至地面或水蒸汽散發、生產環境潮濕或需要用水沖洗設備及清潔作業區的，其地面應有（1%～2%）的排水斜度及排水系統[1]。潔凈間排水應選用帶蓋的不銹鋼潔凈地漏、無菌地漏或防臭地漏等。作業場所的排水系統應有適當的過濾或廢棄物阻隔的裝置。排水溝應保持順暢，且溝內不得設置其他管路。排水溝的側面和底面接合處應有適當的弧度（曲率半徑應在3cm以上）[1]。排水出口應設置格柵欄，以防止老鼠等其他動物進入車間。車間內排水溝的流向由高清潔區流向低清潔區，杜絕逆流，防止污染。

3.7 GMP對醬油工廠生產車間屋頂及天花板的要求

醬油工廠生產車間的室內屋頂應使用不滲水、表面光潔、耐腐蝕、防霉、耐溫、白色或其他淺色防水材料覆涂或裝修，以便于清掃、消毒。同時要防止積塵，避免結露和長霉或剝落等情況發生。監控作業區、醬油產品及物料暴露的場所（原料處理間除外），屋頂應加設平滑易清掃的天花板。若采用鋼筋混凝土結構的，其室內屋頂應平坦無縫隙，而梁與梁及梁與屋頂接合處宜有適當弧度。

平頂式屋頂或天花板應使用白色或淺色防水、防蟲材料構筑，若噴涂油漆應使用可防霉、不易剝落且容易清洗的材料。

3.8 GMP對醬油工廠生產車間墻壁與門窗的要求

準潔凈作業區和潔凈作業區的墻內壁面應采用非吸收性、平滑、易清洗、不透水的淺色材料構筑，要求能夠防霉、防濕、防腐。墻內壁可用白色瓷磚或塑料面磚鋪制2.0m高的墻裙，保證墻面便于清潔，少受污染[1，18]（但密閉式發酵罐等在室外工作的場所不在此限）。墻腳及柱腳（墻壁與墻壁間、或墻壁與天花板間）應具有適當的弧度（曲率半徑≥3cm）以利清洗和清潔衛生[1，19]。

車間內衛生等級要求一樣的區域可以不用間墻，僅以標線顯示不同的加工區域即可。潔凈間的區隔墻壁目前多采用彩色涂層鋼板（1.5m高）或半實墻與半不銹鋼（半塑鋼）玻璃窗建筑。車間一般作業區和準潔凈區需要打開的窗戶應裝設易拆卸清洗且具有防蟲害的不銹鋼紗網，但清潔作業區內在作業中不得打開窗戶。車間需要設置窗戶的，其窗臺離地面不得少于1m[18-19]，臺面深度超過2cm以上的，其臺面與水平面的夾角≥45°，未滿2cm應以不透水材料填補內面死角[1]。以防止積塵和便于清潔衛生。

生產車間對外出入門戶至少要安裝兩道門[19]，門戶應裝設能自動關閉的紗門（或空氣簾、自動升降門）和清洗消毒鞋底的設備（潔凈區需裝設多用彈簧門、換鞋設施；如生產有機等高品質產品的潔凈間，還需要安裝風淋室）。車間所安裝門的表面應采用平滑、易清洗、不透水的堅固不變形的材料制作，并保持開、閉自如，閉合嚴密。

3.9 GMP對醬油工廠車間照明設施的要求

醬油工廠生產車間內各作業場所應裝設自然采光或人工照明設施，照明設備或設施一般不要安裝在生產加工過程物料或醬油產品暴露的直接上方，否則應設計安裝防止照明設備破裂或掉落而導致產品污染的保護裝置。一般作業區域的作業面采光度應保持110lx以上，準潔凈區和潔凈區的作業面采光度應保持220lx以上，檢查作業臺面則應保持540lx以上[1-2]，照明使用的光源不能改變物料和醬油產品的顏色。

3.10 GMP對醬油工廠生產車間通風設施的要求

醬油生產過程及包裝和貯存等場所應保持良好通風，應設計安裝有效的換氣設施，以防止室內溫度過高、蒸汽凝結或異味等發生。制曲室應安裝空氣調節和空氣過濾設備，以適應醬油曲霉或米曲霉生長的需要，減少雜菌對醬油曲的污染。生產過程產生氣味及氣體（包括蒸汽）或產生粉塵的車間、場所，應安裝粉塵（包括米曲霉孢子）收集、排除或控制裝置。

準潔凈作業區和潔凈作業區的進、排氣口的位置應與室外垃圾存放裝置等污染源保持一定的距離，并安裝防止蟲害侵入的裝置，而進氣口應有空氣過濾凈化和動態空氣滅菌設備。兩者并應易于拆卸清洗、維修或更新。廠房內的空氣調節、進排氣或使用風扇時，其空氣流向不得由低清潔區流向高清潔區，以防止醬油產品、醬油接觸面及內包裝材料遭受污染。

3.11 GMP對醬油工廠供水設施的要求

醬油工廠的供水設施應能提供工廠各部所需的充足水量，一般供水主干管道中水的流速設計為≤2m/s、設計供水壓力為0.20～0.25MPa[16，20]。如有必要，應設置儲水設備，并配置適當溫度的熱水水源。如設置儲水設備（塔、池、罐），應以無毒，不致污染水質的材料構筑，并應有防護污染的措施。

醬油釀造用水應符合GB5749—2006《生活飲用水衛生標準》，使用井水或非自來水的，其取水口應遠離污染源（如化糞池、廢棄物堆置場等），以防污染水源。非飲用水（如冷卻水、污水或廢水等）的管路系統與醬油生產用水的管路系統，應以顏色明顯區分，并以完全分離的管路輸送，不得有逆流或相互交接現象。

3.12 GMP對醬油工廠生產車間洗手與消毒設施的要求

GMP規定在生產車間、衛生間入口處，必須設置足夠數目的洗手及干手設備。洗手設施需安裝可調節冷熱水的水龍頭，并與熱水水源相連接。洗手臺應以不銹鋼或陶磁材料等不透水材料構筑，其設計和構造應簡潔，容易清洗消毒。在洗手設備附近應配置手部消毒和干手設備。

洗手設備的水龍頭開關應采用腳踏式或電子感應開關方式，以防止已清洗或消毒的手部再度遭受污染。洗手、消毒、干手設備按10～15人配置一套[1]。種曲室及制曲室的入口應有足部清洗消毒設備或換靴設備，以防雜菌的污染。

準潔凈作業區和潔凈作業區的入口處應設置獨立隔間的洗手消毒室；并應設置浸鞋消毒池或同等功能的鞋底潔凈設備，如需要保持包裝間干燥，則需設置換鞋設施。

3.13 GMP對醬油工廠車間更衣室設置的要求

更衣室應設于生產車間（場所）入口處附近，并獨立隔間，男、女更衣室應分開；室內應有適當的照明，且通風良好。特定的作業區如潔凈間可設置二次更衣室和風淋室。根據GB 50073—2001《潔凈廠房設計規范》，潔凈區更衣室應有足夠大小的空間，一般設計按人均2m2計算，非潔凈區更衣室按人均0.4～0.6m2計算[16]，以便員工更衣使用，并應備有可照全身的更衣鏡、潔塵設備及數量足夠個人使用的更衣柜及鞋柜，鞋柜一般設置跨越式換鞋柜或清潔平臺換鞋，換衣柜以及潔凈工作服存衣柜可按一人一柜設計。

3.14 GMP對醬油工廠衛生（洗手）間設置的要求

醬油工廠衛生間應設于適當而方便的地點，應采用沖水式，并采用不透水、易清洗、不積垢且其表面可供消毒的材料構筑，其數量應滿足員工使用。

衛生間的外門應能自動關閉，且不得與生產車間、包裝或貯存等區域直接連通，其正面開向不得朝向制造作業場所，必須有隔離設施，并能有效控制空氣流向，以防止交叉污染。

衛生間應按最大班工作人數10∶1～15∶1設置蹲位，每個蹲位2.5～3.0m2[1]；衛生間應安裝通風排氣裝置，并有適當亮度的照明，門窗應設置不生銹的紗門及紗窗。

3.15 GMP對醬油工廠倉庫設置的要求

醬油工廠應依原料、材料、半成品及成品等性質的不同，區分貯存場所，設置必要庫容的倉庫。原材料、食品添加劑、包裝材料等倉庫及成品倉庫應隔離或分別設置，同一倉庫貯存性質不同物品時，亦應適當區隔，防止交叉污染。

倉庫應以無毒、堅固的材料建成，其構造應能使貯存保管中的原料、半成品、成品的品質劣化減低至最小程度，并有防止污染的構造，其大小應能滿足作業的順暢進行并易于維持整潔，并應有防止有害動物、昆蟲侵入的（擋鼠、滅蟲等）裝置。

3.16 醬油工廠生產車間管道設計與GMP要求

管道系統設計是醬油釀造工廠設計的一項重要內容，醬油工廠施工圖設計階段工作量最大，花費時間最多的是管路系統設計。管路設計原則依據物料衡算得出的物料輸送量，計算出最經濟、最適宜管徑，然后根據廠房結構、設備布置和工藝及GMP要求進行管路布置，并提出工藝設計與安裝技術要求。最后按GMP要求進行選材；與物料接觸的管路一般采用SUS304/316L不銹鋼衛生管和管件與閥門。管道（閥門）連接焊縫須打磨拋光，設備與管路系統不得有凹凸不平或死角，管路設計一般選用快裝不銹鋼管件，減少焊接點。以防止滋生雜菌，保障產品安全。

3.17 醬油工廠公用工程及輔助系統設計

醬油工廠的公用工程及輔助設施設計：包括供電系統，供熱與制冷系統、給排水系統、空氣凈化系統、環保工程等均要依據工藝及物料衡算得出的各系統生產過程需求量或處理量，進行設備設施選型或提出工藝要求進行配置。

3.18 醬油工廠設計說明與設計概算編制及工藝圖設計

醬油工廠車間設計說明書與工藝設計圖紙具有同樣重要性，是工廠設計不可缺少的重要組成部分。設計說明書編制內容及深度參照QBJS6—2005《輕工業建設項目初步設計編制內容深度規定》的要求。與此同時還要編制項目概算和進行項目經濟技術分析；然后根據工藝設計繪制總平面布置圖、工藝設備流程圖、車間工藝設備平面布置圖與立面圖、非標設備工藝設計圖和工藝管路與電力線路布置圖。工程圖紙與設計說明書組成工藝設計的最終成果[21]。

4 結語

提高我國醬油品質，發展高鹽稀態發酵醬油是必然趨勢。新建醬油工廠，高鹽稀態發酵工藝路線是最佳選項；低鹽固態發酵醬油的老企業，應改造生產工藝，采用澆淋高鹽稀態工藝生產醬油，以提高醬油品質，適應市場競爭和消費者對高品質醬油的需求。實施GMP是生產安全高品質醬油基本保障。新建和改建醬油工廠的設計應符合將于2014年6月1日實施的GB 14881—2013《食品企業通用衛生規范》和醬油工廠衛生規范要求。

GMP在醬油工廠設計中的應用原則、設計流程和設計要點，可供釀造企業建設其他調味品項目設計時借鑒參考。

[1]曾慶孝.GMP 與現代食品工廠設計[M].北京：化學工業出版社，2006.

[2]胡文忠.生鮮食品廠建廠指南[M].北京：化學工業出版社，2010.

[3]包啟安.醬油科學與釀造技術[M].北京：中國輕工業出版社，2011.

[4]趙榮光.中國醬油的發明、工藝演變及其文化流變[J].飲食文化研究，2005（1）：15-26.

[5]趙德安.我國醬油釀造工藝的演變與發展趨勢[J].中國釀造，2009，28（9）：15-17.

[6]吳 婷，宋 江，王遠亮.中國醬油釀造工藝[J].中國調味品，2012（6）：1-3.

[7]周長海，徐文斌，賈友剛，等.日本醬油種類及其釀造工藝特點[J].中國釀造，2011，30（3）：13-16.

[8]沈龍青.日式高鹽稀態發酵醬油技術[R].北京：北京和田寬食品有限公司，2012.

[9]張 林.國內外醬油生產現狀與發展趨勢及高鹽稀態工藝醬油生產技術[R].北京：中國調味品協會專家工作委員會，2012.

[10]孫湘寧.2013-2017 中國調味品行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告[R].深圳：深圳前瞻產業研究院，2012.

[11]中國釀造學會醬油醬學組.SB/T 10312—1999 高鹽稀態發酵醬油工藝規程[S].北京：國家國內貿易局，1999.

[12]國家衛生和計劃生育委員會.GB 14881—2013 食品安全國家標準食品生產通用衛生規范[S].北京：中國標準出版社，2013.

[13]黎景麗.對生抽王醬油生產工藝的探討[J].中國釀造，1986，5（3）：12-18.

[14]任敏強.快速生產“生抽”醬油工藝[J].中國調味品，1993（10）：18-19.

[15]朱史齊.我國高檔釀造醬油生產工藝應該創新[J].中國調味品，2002（7）：3-5.

[16]何東平.食品工廠設計[M].北京：中國輕工業出版社，2011.

[17]沈自法，唐孝宣.發酵工廠工藝設計[M].上海：華東理工大學出版，1994.

[18]李懷林.食品安全控制體系通用教程[M].北京：中國標準出版社，2002.

[19]彭志行，吳鼎賢，翟建陽.食品安全生產規劃設計及其公共衛生問題[M].南京：東南大學出版社，2012.

[20]鮑思澤，路莤玉.食品工廠設計與安裝[M].北京：中國商業出版社，1994.

[21]李洪軍，尚永彪，岳田利，等.食品工廠設計[M].北京：中國農業大學出版社，2010.