醬油制曲關(guān)鍵工藝設(shè)備優(yōu)化

黎志堅(jiān)

摘 要：醬油是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛、最為普遍的調(diào)味品之一。在醬油釀制的過(guò)程中，制曲是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著醬油的質(zhì)量和品質(zhì)。對(duì)醬油制曲關(guān)鍵工藝設(shè)備進(jìn)行了分析，對(duì)制曲過(guò)程中曲池、曲房、輸風(fēng)管道的設(shè)計(jì)以及風(fēng)機(jī)的選型和空氣調(diào)節(jié)原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，旨在為醬油的生產(chǎn)提供參考。

關(guān)鍵詞：醬油；制曲工藝；進(jìn)風(fēng)口；連接管

中圖分類號(hào)：TS264.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.108

醬油是一種應(yīng)用十分廣泛的調(diào)味品，而醬油產(chǎn)業(yè)更是常青產(chǎn)業(yè)之一。在醬油生產(chǎn)的過(guò)程中，一般分為原料處理、制曲、醬醅發(fā)酵以及浸泡淋油四個(gè)環(huán)節(jié)。其中，培養(yǎng)微生物的制曲環(huán)節(jié)在醬油釀制中具有十分重要的地位。醬油制曲實(shí)質(zhì)是為米曲霉創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)米曲霉的生長(zhǎng)繁殖，這對(duì)制曲設(shè)備的設(shè)計(jì)及選擇提出了較高的要求。如何優(yōu)化設(shè)計(jì)醬油制曲關(guān)鍵工藝設(shè)備，提高成曲質(zhì)量是當(dāng)前醬油產(chǎn)業(yè)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

1 曲池的優(yōu)化

曲池是米曲霉生長(zhǎng)和繁殖的重要場(chǎng)所。在適宜溫度和濕度的條件下，米曲霉通過(guò)在原料上吸取必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而開(kāi)始生長(zhǎng)，通風(fēng)操作為曲料提供必要氧氣的同時(shí)，也帶走了米曲霉在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的生物熱，使米曲霉在適宜的溫度和濕度條件下生長(zhǎng)，因此，曲池結(jié)構(gòu)是否合理將直接影響制曲生產(chǎn)的質(zhì)量。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)使用的曲池基本上都是長(zhǎng)方形池子，其長(zhǎng)度一般在6～12 m，寬度為1.5～2.0 m，具體尺寸是根據(jù)投料量及工藝設(shè)備確定的，立面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

曲池由曲料箱和風(fēng)道兩部分組成，其中，曲料箱用來(lái)盛放曲料。曲料均勻地平鋪在曲池中，料層厚度為25～30 cm。要使米曲霉長(zhǎng)度均勻一致，保證曲料接種均勻、曲料各處的溫度一致。在曲料生長(zhǎng)過(guò)程中，依靠通風(fēng)帶走熱量，保持曲料生長(zhǎng)溫度的穩(wěn)定。由于曲池內(nèi)曲料的厚度基本是均勻一致的，即空氣通過(guò)曲料各個(gè)部位的阻力是一致的，所以，要保證各部位曲料溫度均勻一致，必須保證風(fēng)道內(nèi)各部位風(fēng)壓一致。

2 曲房的優(yōu)化

曲房結(jié)構(gòu)如圖2所示。

曲房具有保溫、保濕的重要作用，能為米曲霉的生長(zhǎng)繁殖創(chuàng)造條件。在制曲的初始階段，曲房能維持曲料的溫度和濕度處于相對(duì)恒定的狀態(tài)，避免曲料中水分和熱量的大量散失，從而為米曲霉的前期生長(zhǎng)創(chuàng)造必要條件；在米曲霉生長(zhǎng)的中后期，曲房中有溫暖、濕潤(rùn)的循環(huán)空氣，可使曲料中通過(guò)的空氣始終保持溫暖、濕潤(rùn)的狀態(tài)，維持曲料生長(zhǎng)溫度恒定和水分散失緩慢。因此，曲房的空間不宜過(guò)大，這有利于保溫和保濕。

目前，曲房的結(jié)構(gòu)可分為3種形式：①2～3組為1個(gè)單元放在1個(gè)房間內(nèi)，為每天的1個(gè)投料單元；②將所有曲池集中放在1個(gè)大的房間內(nèi)制曲；③每個(gè)曲池為1個(gè)單元，單獨(dú)加蓋自成體系。

A方案采用第一種形式，操作單元相對(duì)獨(dú)立，易于管理，房間較小，易于保溫和保濕，制曲條件相同，互不干擾，保潔清理也很方便。

B方案采用第二種形式，優(yōu)點(diǎn)為固定資產(chǎn)投入相對(duì)較少。缺點(diǎn)為房間大，在制曲初期和后期保溫和保濕難度相對(duì)較大；不同的操作單元在一起會(huì)相互干擾，操作環(huán)境優(yōu)化困難，比如遇到染菌事故時(shí)，相互影響更大；保潔工作重復(fù)，造成了資源浪費(fèi)。

C方案采用第三種形式，優(yōu)點(diǎn)為固定資產(chǎn)投入相對(duì)較少，車間內(nèi)視野開(kāi)闊。缺點(diǎn)為曲池蓋笨重，移動(dòng)不便，比如用起重設(shè)備時(shí)還需另加行車；曲的看護(hù)不方便，特別是在菌種與曲料攪拌不均勻的情況下，前期曲料局部過(guò)熱不易被發(fā)現(xiàn)，易造成局部燒曲，影響曲的品質(zhì)；如果曲池蓋處理不當(dāng)，則蒸汽冷凝水可能在秋、冬、春季節(jié)流入曲池，影響曲的品質(zhì)；如果員工的操作不及時(shí)，也會(huì)影響通風(fēng)換氣，進(jìn)而影響成曲品質(zhì)。

3 風(fēng)機(jī)選型優(yōu)化

在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，需要結(jié)合各個(gè)曲池的實(shí)際情況，合理選擇風(fēng)機(jī)的型號(hào)，從性能指標(biāo)上應(yīng)考慮風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量，一般選擇中壓風(fēng)機(jī)（1～3 kPa）即可滿足制曲要求，風(fēng)量（m3/h）按總料量（kg）的4～5倍計(jì)算，風(fēng)壓在1 kPa以上即可滿足制曲的要求。比如每池投料量為1 500 kg，則風(fēng)機(jī)最大風(fēng)量選定在6 000～7 500 m3/h即可滿足工藝要求。從材質(zhì)上分，風(fēng)機(jī)有塑料風(fēng)機(jī)、玻璃鋼風(fēng)機(jī)和金屬風(fēng)機(jī)可供選擇。由于制曲生產(chǎn)環(huán)境中的空氣濕度較大，金屬碳鋼風(fēng)機(jī)在使用中的銹蝕比較嚴(yán)重，以往，大多數(shù)企業(yè)主要選用塑料和玻璃鋼材質(zhì)的風(fēng)機(jī)。塑料風(fēng)機(jī)雖然耐潮濕和腐蝕，但使用一定的年限后，塑料有老化現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)一旦碰到硬物即炸裂，易傷人。近年來(lái)，一些企業(yè)使用塑料風(fēng)機(jī)的殼體，將塑料葉輪換成了不銹鋼葉輪，克服了塑料易老化和碳鋼易銹蝕的缺點(diǎn)，提高了風(fēng)機(jī)的使用性能及安全性。目前，國(guó)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)釀造機(jī)械設(shè)備的制造企業(yè)已具備制造專用釀造風(fēng)機(jī)的工藝及技術(shù)，性能優(yōu)于普通風(fēng)機(jī)。

4 輸風(fēng)管道的優(yōu)化

輸風(fēng)管道的作用是將曲房、風(fēng)機(jī)與曲池合為一體，形成封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)，為曲料提供氧氣及疏散熱量。

4.1 從風(fēng)機(jī)出口到曲池風(fēng)道入口的連接管

風(fēng)機(jī)出口和曲池風(fēng)道入口截面相差較大，因此，風(fēng)機(jī)出口處的空氣流速遠(yuǎn)大于曲池入口處的空氣流速。如果不在風(fēng)機(jī)出口與曲池風(fēng)道入口之間加上過(guò)渡連接管，則會(huì)將高速流動(dòng)的空氣直接吹進(jìn)曲池，使曲池風(fēng)道內(nèi)各個(gè)位置的空氣流速和壓力不穩(wěn)定，造成空氣無(wú)法均勻地通過(guò)曲料層，影響料溫的均衡。過(guò)渡連接管的長(zhǎng)度一般在800～1 000 mm，從風(fēng)機(jī)出口到曲池空氣入口水平方向要逐步過(guò)渡到曲池風(fēng)道的內(nèi)徑寬度，在垂直方向上要有過(guò)渡彎，從而改變空氣流動(dòng)方向，提高過(guò)渡連接管的緩沖效果；保證過(guò)渡連接管靠近曲池部分有500 mm的長(zhǎng)度保持水平，保證空氣水平進(jìn)入曲池的風(fēng)道內(nèi)，減少因空氣在曲池風(fēng)道內(nèi)流動(dòng)方向上的變化而產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，進(jìn)而造成曲池風(fēng)道內(nèi)風(fēng)壓不均衡，影響通風(fēng)效果。

4.2 風(fēng)機(jī)入口與曲房的連接管

其功能主要是將曲房?jī)?nèi)溫暖濕潤(rùn)的空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)輸送給曲料，確保通過(guò)曲料的空氣具有一定的溫度和濕度，滿足米曲霉生長(zhǎng)的工藝要求。為了保證給醬油米曲霉生長(zhǎng)提供合適的溫度和濕度，連接管除了能將曲房?jī)?nèi)的溫濕空氣引入風(fēng)機(jī)外，還應(yīng)調(diào)節(jié)通風(fēng)量及調(diào)節(jié)通入曲池風(fēng)道內(nèi)空氣的溫度和濕度，并能補(bǔ)充適量的新鮮空氣，因此，還要在連接管中加上風(fēng)量調(diào)節(jié)板及新鮮空氣輸入調(diào)節(jié)孔（或加空氣調(diào)節(jié)箱），以滿足工藝條件要求。

空氣調(diào)節(jié)板的工作原理就是在連接管中加上1個(gè)可以人工調(diào)節(jié)的擋板，通過(guò)調(diào)節(jié)手柄調(diào)整擋板的開(kāi)合度，改變連接管的導(dǎo)通橫截面積，從而調(diào)整空氣在管道中的流量，以達(dá)到控制通風(fēng)流量的目的，滿足醬油米曲霉在不同生長(zhǎng)階段對(duì)通風(fēng)量的需求。隨著電子工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)電子調(diào)頻器以程序化對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制通風(fēng)量，是今后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的一個(gè)方向。

增加新鮮空氣輸入調(diào)節(jié)孔的工作原理是：當(dāng)醬油米曲霉生長(zhǎng)進(jìn)入旺盛期后曲房?jī)?nèi)的氧氣含量下降，二氧化碳含量上升，此時(shí)曲房?jī)?nèi)的空氣溫度一般都高于工藝要求，通過(guò)新鮮空氣輸入孔，適量地增加新鮮空氣供給量，可以降低通過(guò)曲料空氣的溫度并提高氧氣的供給量，有利于醬油米曲霉的生長(zhǎng)；在夏天或冬天可以通過(guò)新鮮空氣輸入調(diào)節(jié)孔來(lái)調(diào)節(jié)制曲通風(fēng)的溫度和濕度。風(fēng)機(jī)與曲房連接管上加裝風(fēng)量調(diào)節(jié)板和新鮮空氣輸入孔的局部結(jié)構(gòu)，自來(lái)水加入管和飽和水蒸汽加入管，分別是在夏天和冬天為制曲通風(fēng)增加濕度和溫度而設(shè)置的。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，醬油成曲質(zhì)量直接決定了蛋白酶的活性和醬油中揮發(fā)性風(fēng)味的形成，并與醬油釀制的成品質(zhì)量和出品率息息相關(guān)。因此，在醬油釀制中，相關(guān)技術(shù)人員要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)制曲關(guān)鍵工藝設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇合適型號(hào)的風(fēng)機(jī)，并根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)節(jié)空氣條件。只有這樣，才能提高醬油生產(chǎn)原料的利用率，從而改進(jìn)醬油的風(fēng)味，提高醬油的品質(zhì)和出品率。

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〔編輯：張思楠〕