关于年产两万吨食醋的可行性方案.docx
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关于年产两万吨食醋的可行性方案
关于年产两万吨食醋的可行性研究报告
一、总论
1、项目背景
调味品行业自2003年以来进入了高速发展的阶段，已连续十年实现年增长幅度超过10%以上，近5年行业年增长率达20%左右。
预示着调味品行业的品牌时代已经来临。
中国调味品市场经过几轮的行业整合和国内、国际资本整合之后，已经从一个相对滞后的行业，大跨越地转型为激烈的市场竞争行业。
随着消费的不断升级，市场竞争的加剧,调味品表现出向高档化发展的趋势，中高档调味品市场容量在进一步扩大，品牌产品的市场份额进一步提高。
随着国家对调味品行业的不断规范，使得门槛逐步提高，加上国际化、专业化的并购重组相继上演，调味品行业集中度将逐步提高，中小企业的优胜劣汰也将加速。
传统调味品生产企业纷纷投资进行技术改造，调味品产品的技术含量日益增强，产品质量进一步提高。
外资对国内调味品市场的渗透力度加大，但由于我国调味品消费的区域性特色明显，在未来相当长时期内，国内名优品牌仍将占据主导地位。
我国是一个食醋生产和消费的大国，酿醋历史悠久，许多人都有食醋的习惯和爱好。
随着人们生活水平的提高以及科学研究对食醋功能特性的进一步揭示，食醋的用途也越来越广，对食醋及其衍生产品的需求越来越大。
现在对醋的使用已不仅仅局限于传统的烹调中，作为营养饮品、保健品等正日益受到越来越多人的喜好。
食醋起源于我国，古人称醋为苦酒，也说明醋起源于酒。
醋有文字记载是在距今3000余年的公元前1058年的《周礼·天官》篇中有“醯人主作醯”的记载。
醯即醋和其他各种酸性调味品。
早在秦汉时期经济发达的通都大邑食醋生产已经具有相当规模。
在三国时期曾推行“官贩苦酒”的食醋专卖制。
在西晋时期酿醋技术开始传入日本。
特别是在北魏时期，贾思勰在《齐民要术》中详细记载了24种制醋方法，其中21种属于“液态发酵法”，2种属于“固态发酵法”。
到了元代酿醋技术又有了进步，根据不同季节采用不同原料配方，并用开水淋醋，掌握了一些重要的生产规律，对今天的食醋生产仍然有指导意义。
清代和民国时期的制醋方法和现在的用缸制醋的方法基本相同，以小手工作坊形式依靠手工操作生产，卫生条件差、设备简陋、产量低而不稳、原料利用率低、劳动强度大。
解放后，制醋工业有了很大的发展，生产工艺、设备都有了很大进步。
目前，我国的制醋行业已经由手工作坊生产逐步发展成为工业化生产，制醋的工艺技术、生产设备都有了长足的发展，有些生产企业已经实现了比较先进的机械化、自动化生产，不但产品质量好，而且产量高，并积极创名牌产品，开发新品种、新包装，向品种多样化、包装系列化发展，还研究生产旅游产品、保健产品、营养产品、风味产品、专用产品、方便产品等，深受消费者的欢迎。
我国生产的食醋风味独特，品种繁多，不同地区生产的醋有不同的特色，在世界上独树一帜，有些产品驰名中外。
山西清徐的老陈醋，天津的浙醋和独流醋，福建永春的红醋，北京的龙门米醋，武汉的红醋等都是享有盛名的佳品，行销国内外，颇受欢迎。
山西水塔老陈醋股份有限公司位于“中国老陈醋之都”——清徐县，是国家八部委确定的首批全国农业产业化重点龙头企业，也是目前国内大型的山西老陈醋生产基地。
目前，其公司已拥有资产3.9亿元，职工1200余人，占地一平方公里，年生产能力已越10万吨，完全有能力实现年产两万吨食醋的计划。
二、项目建设规模与产品方案
随着品牌意识、渠道建设和新的营销理念，再加上食醋本身具有良好的药理和保健功能，所以在近年内食醋行业发展快速，远销国外。
随着科学的发展，人们对食醋的认识越来越深入。
食醋本身除含90%以上的醋酸外，还含有柠檬酸、乳酸、氨基酸、琥珀酸、苹果酸、葡萄糖以及钙、磷、铁、B族维生素、醛类化合物、食盐等，在烹调菜肴时加点食醋，能保护食物中的水溶性维生素和维生素C的作用，此外，经临床实践证明，醋蛋液对防治高血压和动脉硬化等有疗效。
这些药理作用的发现，使得国内外对食醋量的需要与日俱增。
现在对醋的使用已不仅仅局限于传统的烹调中，作为营养饮品、保健品等正日益受到越来越多人的喜好。
目前，我国食醋行业市场竞争相当激烈，除传统的四大名醋外，我国醋业市场上还有各地大大小小上千种醋品牌。
其中，我国的四大名醋分别是：
镇江香醋、山西老陈醋、四川保宁醋、浙江大红浙醋；我国国内食醋行业市场主要以内资品牌为主，但是由于各种历史原因导致了这些企业尚不具备操作全国市场的能力，全国食醋的生产还没有一家形成相当的规模，而是以点状分布为主。
但目前，我国食醋市场已经逐渐有外族品牌进入，并占据着较大的市场份额。
在未来的几年内，食醋行业不仅要面对新的市场机会，更要面对打假和维护市场品牌形象的重要任务，需要加强对自身特点、定位和文化传承的了解，更需要了解市场的变化、重新调整和发展竞争战略、分析和掌握消费者的需求和真实感知。
为了在激烈的竞争环境中求得生存和发展，食醋企业有必要了解消费者对自身及竞争品牌产品的质量感知，以准确地把握当前的市场态势，寻找发展机会。
目前在欧美国家大多数酿醋企业规模都不大，年产量也不高。
所以大力发展酿醋业，对进驻国际市场是很有希望。
水塔集团作为山西老陈醋的知名品牌，决心斥巨资建设一个年产两万吨食醋的工厂，为中国醋业强大发展机会。
本工厂以生产香醋、陈醋为主，采用现在先进的机械搅拌自吸式发酵罐液态深层发酵制醋法，机械搅拌自吸式发酵罐液态深层发酵制醋法是将淀粉质原料经液化．糖化、酒精发酵后，在空气自吸式发酵罐中完成液体深层醋酸发酵的新工艺。
具有原料利用率高，机械化程度高，生产周期短（8d），产品质量稳定等优点。
本工厂决心在经济、环保的情况下生产出最可口的醋。
三、资源、原材料、动力、运输、供水等配套条件及公用设施落实情况
本工厂以大米为主要原料，因为大米的淀粉含量较高且酿造出来的醋口味较好。
工厂处在市区中心，临近运输公路，运输比较方便，所以工厂采用煤与电力为动力系统，并直接以纯净的自来水为水分来源，用车间式的生产方式生产食醋。
公司已经和自来水公司和供电局达好协议，一旦工厂建成，即可通水通电。
四、建厂条件、厂址选择方案及总图布置方案
本工厂建立在地势平坦，旁边临近公路的市区中心，工厂毗邻市政排水系统，有利于污水和废渣的处理，能够很好的保证环境卫生。
工厂采用区带式布置形式，以主要生产车间的定位布置，逐一的布置其他的生产生活地带。
生产区、生活区、污水处理区、绿化区和动力系统分布清晰，功能分明。
详细布置参考全厂平面布置图。
五、工艺技术、主要设备选型、建设标准和相应的技术经济指标
工艺技术：
本工厂采用机械搅拌自吸式发酵罐液态深层发酵制醋。
机械搅拌自吸式发酵罐液态深层发酵制醋是将淀粉质原料经液化．糖化、酒精发酵后，在机械搅拌自吸式发酵罐中完成液体深层醋酸发酵的新工艺。
此工艺具有原料利用率高，机械化程度高，生产周期短（8d），产品质量稳定等优点。
深层发酵法是向酒醪中接入醋酸菌后，采用向醪液中通入空气的方法来增加醪液中的溶解氧，使醋酸菌的醋酸发酵正常进行。
发酵设备多采用自吸式发酵罐，发酵品温32～35℃，发酵时间在3d左右。
主要设备选型：
设备名称
台数
规格与型号
材料
锤式粉碎机
8
1t/h
CS（碳钢）
螺旋输送器
4
1.5t/h
CS（碳钢）
调浆罐
4
V=10m3
CS（碳钢）
粉浆高位槽
4
V=10m3
CS（碳钢）
液化罐
7
V=50m3
CS（碳钢）
糖化罐
7
V=50m3
CS（碳钢）
补糖罐
3
V=5m3
CS（碳钢）
酒精发酵罐
7
V=50m3
CS（碳钢）
醋酸发酵罐
9
V=50m3
CS（碳钢）
醋酸种子罐
2
V=5m3
CS（碳钢）
鼓风机
6
CS（碳钢）
空气过滤机
12
A=0.785m3
CS（碳钢）
板框压滤机
8
KP-629
CS（碳钢）
滤液配兑机
3
SS
工艺技术流程图：
六、环境保护、安全生产、劳动卫生、消防、GMP等要求和采取的相应措施方案
本工厂建有专门的污水处理池和废渣处理站，产生的废渣可以利用回收，经过一系统的措施直接供给给动物食用。
工厂人员制度有专门的环保部门，可以保证污水和废渣的处理结果符合国家标准。
工厂内还建有绿化带和绿化区域。
工厂具有专门的逃生通道、消防设施，如消防水管、灭火器等。
本工厂建有更衣洗簌间，操作工人在进入操作间前必须更换工作服，并进行双手消毒。
生产的产品必须经过严格的安全检验才可以出厂，以保证产品的安全。
施工期关于环境保护采取的相应措施：
①施工场地应进行硬化处理，并对路面采取洒水抑尘措施；加强对机械、车辆的运输管理及维修保养，加强对施工人员的环保教育，提高全体施工人员的环保意识，坚持文明施工、科学管理。
②施工人员产生的生活污水依托现有管网收集排放；施工机械产生的含油废水应设简易有效的隔油池进行隔油处理。
施工场地雨水及冲洗废水设沉砂池，沉淀处理后排放。
③施工机械安设位置应尽可能远离敏感区域；选用低噪声的机械设备，或经过降噪技术处理的施工机械；施工场地、道路保持通畅，控制运输车辆车速，减少车辆鸣笛；严格执行《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）标准的有关规定。
④生活垃圾和建筑垃圾实行袋装化，收集后由环卫部门处理；加强对施工人员的管理，禁止将施工、生活垃圾随处倾倒。
生产时期所产生的污水和废渣都会经此二次回收后，在经过严格的处理，在环保部门的检查后，符合国家排放标准后才允许排放。
项目噪声设备经合理安置，分别采取隔振、消声、隔声措施；水泵、风机等设置减震垫、软性连接、消声器；本项目厂界噪声能满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348－2008）中3类标准的要求。
七、企业组织、劳动定员和人员培训设想
本工厂预计招收员工300人，采用制度式的管理措施。
分为销售部，技术部、财务部、人才开发部、保安部、后勤管理部、环保部门、质检部门、科研部门，另设正负总经理统一管理全厂。
本工厂意从总公司请一些经验充足的员工对工厂新员工进行培训。
八、建设工期和实施进度
本工厂从今年7月开始动工建设，预计在2013年底完成工期。
施工进度由承包工程队掌握，工期一到必须完工。
本工厂建设场所包括：
办公大楼、员工宿舍、卫生所、食堂，种子培养车间、粉碎车间、糖化车间、酒精发酵车间和醋酸发酵车间，还有二次回收站和废水，废渣处理站，还有原料库，动力车间等辅助车间。
九、投资估算和资金筹措
工厂预计投资五千万元，三千万用于工厂建设和筹备设备，两千万用于流动资金。
资金由水塔集团斥资提供。
十、经济效益和社会效益评价
本工厂年产量为两万吨，按照现今的发展趋势，预计在三年内回笼资金。
十一、总结
水塔集团已经具备建设年产两万吨食醋工厂的种种条件，可以动工进行建设，希望得已批准。
1.物料的工艺计算：
全厂物料衡算主要内容
淀粉原料食醋厂的物料衡算包括两部分，第一部分是生产过程全厂总物料衡算，主要计算内容有：
（1）原料消耗的计算：
主要原料为大米，其他原料有ɑ-淀粉酶，糖化酶，酒母糖化醪用糖化酶，氯化钙，纯碱，麸曲等。
（2）中间产物：
蒸煮醪，酒母醪，发酵醪量等。
（3）成品、副产品以及废气、废水、废渣等。
2、工艺流程示意图
生产工艺采用液态深层发酵、间歇发酵流程，如图：
3、工艺技术指标及基础数据
（1）生产规模：
20000t/a食醋。
（食醋含量4%的质量分数）
（2）生产方法：
液态深层发酵和间歇发酵。
（3）生产天数：
每年300d。
（4）食醋日产量：
70t。
（5）食醋年产量：
21000t。
（6）副产品年产量：
次级食醋占食醋总量的2%.
（7）产品质量：
符合GB18187—2000国家标准酿造食醋。
（8）主原料：
大米原料含淀粉70%，水分13%。
（9）酶用量：
ɑ-淀粉酶用量为8u/g原料，糖化酶用量为150u/g原料，酒母糖化醪用糖化酶量300u/g原料。
（10）发酵周期8d，周期数300/8=38。
醋酸发酵周期为3d。
4、原料消耗的计算
（1）淀粉原料生产酒精的总化学反应式
糖化：
（C6H10O5）n+nH2O→nC6H12O6
16218180
1g1.11g
发酵：
18046*244*2
1.11g0.57g
理论上1g淀粉可以生产0.57g的酒精，但因为一，糖化酶的活力、种类、糖化工艺的原因，淀粉原料中支键淀粉和直链淀粉的比例不同，糖化结束后糖化醪中糖和非糖的比例控制不同等，因而使得糖化效果颇有差异，实际的糖化率一般以理论的75%-85%计算，即实际上1g淀粉能生成0.833~0.944g葡萄糖。
这里取80%；二，酵母菌的生长繁殖、中间代谢产物的生成、酒精的挥发等，实际的酒精得率一般以理论酒精得率的85%计算。
所以1g淀粉可以生产0.39g酒精。
（2）醋酸发酵物料衡算
向酒精醪液中接入醋酸菌，进行醋酸发酵，其物料衡算可以用下列生化反应的总方程式为基础：
466018
1g1.30g
根据方程式计算得到：
理论上1g酒精能生产1.30g醋酸。
但由于醋酸菌的生长繁殖，发酵过程中酒精和醋酸的挥发，以及醋酸的进一步氧化等，实际的醋酸得率一般以理论得率的80%计算，实际上1g酒精能生产1g左右的醋酸。
根据以上的两部计算得出，用淀粉质原料酿醋时，1g纯淀粉可以得到0.41g醋酸。
所以1t食醋含40kg醋酸，需要40/0.41=97.56kg的淀粉，需要大米97.56/0.7=139.37kg。
（3）大米年消耗量
21000t食醋中醋酸含量：
21000*4%=840t。
生产800t醋酸需要淀粉的量：
840/0.41=2048.78t。
大米年消耗量：
2048.78/0.7=2926.83t。
（4）ɑ-淀粉酶消耗量：
应用酶活力为20000u/g的ɑ-淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。
ɑ-淀粉酶用量按8u/g原料计算。
全年用酶量为：
（2926.38*8）/20000=1.17t。
（5）糖化酶消耗量：
所用糖化酶的活力为100000u/g，使用量为100u/g原料，则糖化酶消全年耗量为：
（2926.38*100）/100000=2.93t。
（6）氯化钙消耗量：
单耗量：
0.15kg/t；年消耗量：
0.15*21000=3150kg。
（7）纯碱消耗量：
单耗量：
0.225kg/t；年消耗量：
0.225*21000=4725kg。
原料消耗表：
名称
规格
单耗
年消耗量
大米
淀粉含量70%
139.27kg/t
2787.46t
ɑ-淀粉酶
20000u/g
0.056kg/t
1.17t
糖化酶
100000u/g
0.14kg/t
2.93t
氯化钙
无水
0.15kg/t
3150kg
纯碱
工业用
0.225kg/t
4725kg
5、蒸煮醪量的计算
根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:
3，所以粉浆量为：
139.37*（1+3）=557.48kg
蒸煮过程使用直接蒸汽加热，在后熟器和汽液分离器减压蒸发、冷却降温。
在蒸煮过程中，蒸煮醪量将发生变化，故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行，因而十分复杂。
为简化计算，可按下述方法近似计算。
假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度50℃，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至88℃，然后进入连续液化器液化，再经115℃高温灭酶后，在真空冷却器中闪急蒸发冷却至63℃后入糖化罐。
其工艺流程图如下图所示。
干物质含量a0=85%的大米比热容为：
b0=4.18*（1—0.7a0）=1.69【kJ/（kg。
K）】
粉浆干物质含量为：
a1=85/（4*100）=21.3%
蒸煮醪比热容为：
b1=a1b0+（1.0﹣a1）bw=21.3%*1.69+（1.0﹣21.3%）*4.18=3.58【kJ/（kg。
K）】
式中cw——水的比热容[kJ/（kg.K）]
为简化计算，假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不变。
⑴经喷射液化加热后蒸煮醪量为：
557.48+{557.48*3.58（88﹣50）/{2748.9﹣88*4.18}=589.33kg
式中2748.9——喷射液化器加热蒸汽（0.5Mpa）的焓（kJ/K）
⑵经二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：
589.33﹣{589.33*3.58*（88﹣84）}/2288.3=585.64kg
式中2288.3——第二液化维持罐的温度为84度下饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/K）
⑶经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为:
585.64+{585.64*3.58*（115﹣84）}/（2748.9-115×4.18）=614.29kg
式中115——灭酶温度（摄氏度）,2748.9——0.5Mpa饱和蒸汽的焓（kJ/K）
⑷经汽液分离器后的蒸煮醪量：
614.29﹣{556.99*3.58*（115﹣104.3）}/2245=604.79kg
式中2245——104.3摄氏度下饱和蒸汽的汽化潜热（kg）
⑸经真空冷却后最终蒸煮醪量为：
604.79﹣{547.49*3.58*（104.3﹣65）}/2351=572.03kg
式中2351——真空冷却温度为63摄氏度下的饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/K）。
6、糖化醪量的计算
麸曲（糖化力100000u/g干曲），单耗：
0.14kg/t
生产1t食醋的糖化醪量：
572.03+0.14=572.17kg
则生产21000t食醋的糖化醪量为：
572.17*21000=12015570kg
7、酒精发酵醪的计算
（1）实际产酒精量=原料量×淀粉含量×实际产酒率
=139.37*0.7*0.39=38.05kg
（2）发酵中CO2产量：
38.05*（88/92）=36.40kg
（3）发酵中溢出水分（按2%计）：
38.05*0.02=0.76kg
（4）酒精发酵成熟醪总质量（含醋母醪量）：
572.17﹣36.40﹣0.76=535.01kg
（5）成熟醪体积（成熟醪密度为0.99Kg/L）：
535.01/0.99=540.42L
（6）成熟醪中酒精体积分数（酒精d420=0.7893）：
38.05/（0.7893*540.42）*100%=8.92%
8、醋酸发酵醪的计算
（1）醋酸发酵醪质量（含醋母醪量）发酵时添加蛋白质水解液（d420=1.2）50kg/t：
535.01+50=585.01kg
（2）醋酸发酵醪体积：
540.42+50/1.2=582.09L
（3）原料产醋量（转化率取84%）：
38.05*1.30*84%=41.55kg
（4）醋酸发酵时消耗氧气：
41.55*（32/60）=21.16kg
（5）醋酸成熟醪的质量：
585.01+21.16=606.17kg
（6）成熟醪体积（成熟醪密度1.01Kg/L）：
606.17/1.01=600.17L
（7）成熟醪醋酸的质量分数：
（41.55/606.17）*100%=6.86%
（8）配兑消毒后成品中醋酸量按经验数据：
压滤损失2%，消毒运输损失为1.8%，共损失3.8%，则醋酸量：
41.55*（1﹣3.8%）=39.97kg
（9）配兑成4%醋酸含量的成品醋的质量：
39.97/0.04=999.28kg≌1t符合生产要求
（10）原料出醋率：
9997.28/139.37=7.17
20000t/a食醋生产厂的物料衡算表
数量
物料
生产1000kg食醋物料量/kg
每天数量/t
每年数量/t
食醋
1000
70
21000
大米原料
139.4
9.758
2926.83
ɑ-淀粉酶
0.056
0.004
1.17
糖化酶
0.14
0.010
2.93
氯化钙
0.15
0.011
3.2
纯碱
0.225
0.016
4.8
蒸煮粉浆
557.5
39.025
11707.5
成熟蒸煮醪
572.1
40047
12014.1
糖化醪
572.2
40054
12016.2
酒精发酵醪
535.1
37.457
11237.1
醋酸发酵醪
585.1
40.975
12287.1
醋酸成熟醪
606.2
42.434
12730.2
二氧化碳
36.4
2.548
764.4
氧气
21.2
1.484
445.2
设备选型：
（一）液化车间
1.生产能力的计算
每生产1t食醋需粉浆量：
557.48kg
每生产1t食醋需粉浆体积（粉浆密度1.07kg/L）：
557.4/1.07=520.94L～0.521m3
每天生产食醋70t，液化罐填充量80%，则每天需要液化罐的总容积：
70*0.521/0.8=45.59m3
2.液化罐数量N1的确定，发酵周期8天：
现取公称容积50m3的液化罐，实际容积为58m3
N1=45.59*8/58=6.3（个）
现取公称容积50m3液化罐7个。
（二）糖化车间
1.生产能力的计算
每生产1t食醋需糖化醪量：
572.17kg
每生产1t食醋需糖化醪体积（糖化醪密度1.05kg/L）：
572.17/1.05=544.93L～0.545m3
每天生产食醋70t，糖化罐填充量80%，则每天需要糖化罐的总容积：
70*o.545/0.8=47.69m3
2.糖化罐数量N2的确定，发酵周期8天：
现取公称容积50m3的糖化罐，实际容积为58m3
N2=47.69*8/58=6.58（个）
现取公称容积50m3糖化罐7个。
（三）酒精发酵车间
1.生产能力的计算
每生产1t食醋需糖化成熟醪体积：
540.42L～0.541m3
每天生产食醋70t，酒精发酵罐填充量85%，则每天需要酒精发酵罐的总容积：
70*0.541/0.85=44.56m3
2.酒精发酵罐数量N3的确定，发酵周期8天：
现取公称容积50m3的发酵罐，实际容积为58m3
N3=44.56*8/58=6.15（个）
现取公称容积50m3发酵罐7个。
（四）醋酸发酵车间
1.生产能力的计算
每生产1t食醋需酒精发酵成熟醪体积：
600.17～0.601m3
每天生产食醋70t，醋酸发酵罐填充量70%，则每天需要醋酸发酵罐的总容积：
70×0.601/0.70=60.1m3
2.醋酸发酵罐数量N4的确定，发酵周期8天：
现取公称容积50m3的自吸式醋酸发酵罐，实际容积为58m3
N4=60.1*8/58=8.29（个）
现取公称容积50m3发酵罐9个。
（五）种子罐
1.种子罐容积和数量的确定
V种=V总×10%
=58×10%
=5.8m3
式中：
V总——为发酵罐的总容积m3
10%——接种量
2.种子罐数量的确定
种子罐与发酵罐对应上料，发酵罐平均每天上1罐则需种子罐1个，种子培养时间12~20小时，取12小时，辅助操作时间8~10小时，生产周期约20~30小时。
3．主要尺寸的确定
设H/D=2/1，则种子罐总容积V总为：
V总=V筒+2V封；
V总=0.785D2×2D+πD3×2/24=5.8
算得：
D=1.47m取：
D=1.5m
则：
H=2D=3.0m
圆筒容积：
V筒=0.785D2×2D=5.30m3
上下封头的体积：
V封=πD3/24=0.45m
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