年产1000t发酵剂厂设计专 业：生物工程系 别：生命科学系制作成员：王思雨、秦琨、杨淑芳、王素贞指导老师：赵龙飞二0一0年三月摘 要本设计主要介绍了新建多菌种复合方便面制品发酵剂厂的生产工艺。对生产工艺流程、工艺技术参数、操作要点、工艺设备选型及产品质量标准指标都做了具体说明。这种发酵剂是酵母菌种经过糖蜜等营养物纯种扩大培养、加工而成的，是一种纯生物发酵剂，在适宜的条件下，产生大量的二氧化碳气体，使面团呈蜂窝状结构，疏松而富有弹性。与老面发酵等发酵方法相比，酵母发酵的优越性在于：提高发酵食品的营养价值，酵母主要是由蛋白质和碳水化合物构成的，并且含有丰富的B族维生素和微量元素。发酵使酵母大量繁殖，从而加快了面团的发酵速度并增加了馒头的营养。由于酵母纯度很高，含杂菌量极少，因而在面团发酵过程中产生的酸性物质也少，可以省去加碱带来的麻烦。目录第一章 绪论11.1 本课题研究的意义11.2 本课题研究的内容31.3 拟建规模3第二章 生产工艺32.1工艺流程 32.2生产工艺要点3第三章 工程计算书83.1 物料衡算83.2 用水计算103.3 用电量计算11第四章 设备选型124.1 发酵罐的设计124.2 离心机的设计134.3 低温冰箱144.4 生化培养箱设计144.5 烘箱154.6 超净工作164.7 高压灭菌锅17第五章 车间布置185.1 车间布置185.2 建筑结构18第六章 环境保护186.1 多菌种复合方便面制品酵剂厂废水来源及处理186.2 综合治理方案186.3 节能19第七章 技术经济分析20参考文献 21III 第一章 绪 论近百年来，随着科学技术的进步，发酵技术发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到，按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段，面制品就是发酵产品应用最多的食品之一。面食品的风味来源于面团烘烤时产生的焦香、蒸制时的原料香和酵母发酵产生的特有酵香。经一段时间的存放,面团烘烤时的焦香与蒸制时的原料香逐渐挥发散失,只有酵香才能较长时间地附着于面食品内部组织的小气室内,使面食品保持特有的风味。酵香是由面团中的酵母经发酵作用而产生,因此要获得良好的酵香关键就在于对酵母在面团中发酵程度的控制。发酵产品在面制品中的应用改善面了制品的风味。由于乳酸菌具有与酵母菌相近的生长条件,如pH值为47,发酵温度2537,都可以利用葡萄糖、果糖、麦芽糖等进行发酵,在厌氧条件下,酵母菌发酵产生酒精,乳酸菌发酵产生乳酸,同时酵母菌能为乳酸菌的生长提供必要的生长因子。因此把乳酸菌应用于面包生产中,不仅可以改善面团的发酵性能,而且能增加面包制品的香味发酵产品在面制品中的应用提高了面制品的营养价值。利用乳酸菌和酵母菌相互依存、共生发酵的特点，以乳酸菌和酵母菌混合作为发酵剂，可研制营养保健型面包，进一步提高面包的质量，使之成为既具有营养、色、香、味，还具有调节人体生理功能的食品。1.1本课题研究的意义我国面食品的生产目前以两种方式进行:一是家庭式的传统生产，二是工业化规模生产。家庭式面食品传统生产采用自然发酵法;而工业化规模生产采用自然发酵的话则有以下缺点：自然发酵周期长、杂菌及其他有害物质污染无法控制、卫生质量难以保证。为了使我国传统面食品由家庭的传统生产向现代化、规模化、工厂化生产转化;由自然发酵向混合发酵剂法迈进，本研究旨在筛选出用于面食品发酵的优良菌种，并对其生长特性进行研究，开发出用量小、邮寄储藏方便，直接投入生产的多功能商品化的直投式发酵剂。研究成果对促进和加快方便面食品这一传统食品的现代化生产，缩短面食品生产周期，降低生产成本，提高面食品的产品质量，提高产品生产的技术含量和经济效益等均具有重要意义，直投式发酵剂特点具有如下特点：活力极高，菌数数量级在10cfu/g(乔发东等，1998;姜克芬，1995)以上，接种量在万分之一以下，直接投入使用，厂家可省去发酵剂制备实验室保存、邮寄方便产品性状稳定，极大减少菌体性状变异和噬菌体污染的机会增菌、冻干工艺成本略高，实际上，多菌种复合方便面制品发酵剂是在酵母菌的基础上复合了其他菌种的酵母发酵剂，也就是人们常用火星干酵母。 活性干酵母是以固体形式存在，而不失去活性的酵母细胞产品。活性干酵母在食品工业中，活性干酵母作为优良的发酵剂和生物膨松剂被用于面包、馒头、包子、苏打饼干等面食品的加工，制成的食品香松可口、别具风味。与用化学发酵粉和老面头发酵剂制成的食品相比较，具有发酵力强、营养丰富、使用简便等优点。现在，酵母已成为目前世界上唯一年产量超过百万吨的微生物。1.活性干酵母产品产量、产值稳步增长，生产规模不断扩大。活性干酵母行业处于快速发展期，全国的销售量每年基本上以10-15 的速度递增。2.活性干酵母品种由单一化向多样化发展。按品种分，目前国产活性干酵母已问世正式推向市场的有家庭用小包装面包酵母、面包高活性面包酵母（低糖）、面包高活性面包酵母（高糖）、耐高温酒精活性干酵母、常温酒精高活性干酵母、生香酒用高活性干酵母、黄酒高活性干酵母、葡萄酒高活性干酵母、啤酒高活性干酵母等。3.国产活性干酵母的发酵技术、生产工艺逐步提高，装备水平达到国际先进水平糖蜜处理、杂菌控制、发酵、离心、过滤、干燥、包装技术水平不断提高，生产线自动化程度不断提高。单罐发酵产量逐渐增大，酵母收率逐渐提高，能耗逐渐降低。因此，多菌种复合发酵剂的研究， 具有十分广阔的发展前景，市场潜力巨大。1.2本课题研究的内容主要介绍新建多菌种复合方便面制品发酵剂厂生产车间的工艺设计，结合发酵机理和工艺，提出了操作的控制策略，重点探讨了多菌种复合方便面制品发酵剂的发展、现状、存在问题；多菌种复合方便面制品发酵剂的生产方案和生产工艺流程的设计；工艺计算中的物料衡算、用电量的估算、用水量的估算、耗冷量的估算；发酵车间的主要设备选型、发酵工厂污水处理、环境保护和工厂节能以及技术经济效益分析等。确定了适合实际生产的工艺条件，绘制出多菌种复合方便面制品发酵剂厂发酵工艺设计的相关图。1.3拟建规模本厂拟建在黑龙江省勃利县，此地是蓝靛果的生产基地，有利于运输、节约成本。本厂为新建产房，新建的厂房主要有生产车间、实验间、贮料间、制冷间、水处理间、配电站和锅炉房等设施。该厂总占地面积为8644m2。第二章 生产工艺发酵的方法有很多，如分批发酵、补料连续发酵和连续发酵等方法，我们采用的是分批发酵的方式进行发酵培养，这种方法的优点是：操作简单、技术容易掌握，易于控制杂菌污染。2.1 工艺流程 老面中分离菌种菌种的分离和纯化菌种的保藏菌种斜面培养斜面菌种摇床培养种子液的扩大培养培养种子液发酵罐培养发酵液离心菌体冷冻干躁真空包装 2.2 生产工艺要点 2.2.1菌种的分离纯化将特定的微生物个体从群体中或从混杂的微生物群体中分离出来的技术叫作分离；在特定环境中只让 1种来自同一祖先的微生物群体生存的技术叫作纯化。分离技术主要是稀释和选择培养。稀释是在液体中或在固体表面上高度稀释微生物群体，使单位体积或单位面积仅存留一个单细胞，并使此单细胞增殖为一个新的群体。最常用的为平板划线法。如果所要分离的微生物在混杂的微生物群体中数量极少或者增殖过慢而难以稀释分离时，需要结合使用选择培养法，即选用仅适合于所要分离的微生物生长繁殖的特殊培养条件来培养混杂菌体，改变群体中各类微生物的比例，以达到分离的目的。为保证分离到的微生物是纯培养，分离时必须用。具体方法如下：取1克样，在火焰旁加进装有99毫升无菌水的锥形瓶中，堵塞棉塞，制成菌悬液待用。取一培养皿置于实验台上，左手将培养皿打开稍许，向培养皿内注入熔化的营养固体培养基1012毫升，轻轻转动培养皿，使其中的培养基分布均匀，平放桌上，使其凝成平板。然后在皿底用蜡笔划分A、B、C、D几个区。应连续制作几份平板培养基。将培养皿底部用姆指和无名指固定成倾斜状态，在火焰旁将培养皿稍微打开。在此同时，用环状接种针在火焰旁取少许菌悬液，迅速送入培养皿内，在平板培养基的一边，作第1次平行划线 67条，转动培养皿约70角，用烧过冷却的接种针，通过第1次划线部分作第2次平行划线，然后再用同样方法，作第3次平行划线。划线时，应使平板培养基表面向下，以免空气中杂菌落入。接种针应与平板表面成30角左右。不要使接种针碰到培养皿边缘，也不要将培养基划破。 将划线后的培养皿倒放在28左右的温暖处进行培养，待长出菌落后，鉴定微生物类群，并根据镜检结果，判断是否已分离到了纯菌种。如果菌种很纯，则可转移到斜面培养基上进一步培养。连续稀释分离法和平板划线法，均须在无菌室或接种箱内进行。微生物分离纯化的注意事项1. 微生物培养的常用器具及其灭菌试管、玻璃烧瓶、平皿（culturedish，Petri dish）等是最为常用的培养微生物的器具，在使用前必须先行灭菌，使容器中不含任何生物。培养微生物的营养物质称为培养基可以加到器皿中后一起灭菌，也可在单独灭菌后加到无菌的器具中。最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，它可以杀灭所有的生物，包括最耐热的某些微生物的休眠体，同时可以基本保持培养基的营养成分不被破坏。为了防止杂菌，特别是空气中的杂菌污染，试管及玻璃烧瓶都需采用适宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也可采用各种金属、塑料及硅胶帽，它们只可让空气通过，而空气中的其他微生物不能通过。而平皿是由正反两平面板互扣而成，这种器具是专为防止空气中微生物的污染。2. 接种操作用接种环或接种针分离微生物，或在无菌条件下把微生物由一个培养器皿转接到另一个培养容器进行培养，是微生物学研究中最常用的基本操作。由于打开器皿就可能引起