上官宗渺
(貴陽味莼園食品股份有限公司,貴州 貴陽 550018)
從釀造醬油生產(chǎn)過程的整個(gè)機(jī)理和工序來看,微生物及其酶類是關(guān)鍵之一,它決定著整個(gè)醬油生產(chǎn)過程的成敗,同時(shí)也決定了原料的利用率和產(chǎn)品品質(zhì)以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)所需的微生物和酶主要通過制曲獲得,因此制曲工序是醬油生產(chǎn)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文就以設(shè)計(jì)年產(chǎn)4.5萬t二級(jí)醬油車間制曲設(shè)備選型為例,對(duì)固定式敞口平面通風(fēng)制曲池、吊移式加蓋曲箱及圓盤制曲設(shè)備的科學(xué)性、實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較、論證,供業(yè)內(nèi)人士參考。
隨著我國醬油釀造行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,制曲設(shè)備也在不斷推陳出新,20世紀(jì)60年代普遍采用傳統(tǒng)的盤、匾制曲;70年代初改為平面通風(fēng)制曲,即固定式敞口平面通風(fēng)制曲池,比傳統(tǒng)的盤、匾制曲有很大的提高;80年代在設(shè)備形式上又出現(xiàn)經(jīng)過改進(jìn)的曲箱,有固定加蓋曲箱、可傾式加蓋曲箱、鏈箱式曲箱等。80年代末90年代初又出現(xiàn)整箱吊移式加蓋曲箱,圓盤式機(jī)械制曲等多種形式。目前我國除部分廠家的種曲生產(chǎn)還沿用傳統(tǒng)的竹篇、木盤、竹簾等進(jìn)行制曲外,大曲生產(chǎn)無論選用什么形式的制曲設(shè)備,都?xì)w屬于厚層強(qiáng)制通風(fēng)制曲法。本文就固定式敞口平面通風(fēng)制曲池、吊移式加蓋曲箱及將要采用的圓盤制曲設(shè)備進(jìn)行簡介。
固定式敞口平面通風(fēng)制曲池用鋼筋混凝土或磚砌制成,一般分為上、下兩層,上層為曲培養(yǎng)床,下層為通風(fēng)池,中間由假底隔開。貴陽味莼園食品股份有限公司2000年前使用的固定式敞口平面通風(fēng)制曲池通風(fēng)制曲設(shè)備如圖1所示,內(nèi)空長10 m、寬2 m,1個(gè)曲室內(nèi)2個(gè)曲池,1個(gè)曲池可容1 000 kg豆粕與670 kg麩皮的曲料,曲池底設(shè)有蒸汽管用于冬季保溫。曲室設(shè)置在二樓,熟料從一樓經(jīng)氣流輸送機(jī)正壓通過管道風(fēng)送到曲池。出曲由人工搬運(yùn)到固定落曲孔,經(jīng)管道靠重力下落到一樓拌鹽水絞龍進(jìn)口。
圖1 固定式敞口平面通風(fēng)制曲示意圖Fig.1 Schematic diagram of fixed type open planar ventilate koji-making
固定式敞口平面通風(fēng)制曲池在我國使用最為廣泛,具體使用方法本文不再贅述。
20世紀(jì)80年代末,我國醬油釀造工廠的制曲工藝仍沿用歷來的固態(tài)生產(chǎn)方式,一般廠的制曲設(shè)備都是固定式的,固體物料在制曲設(shè)備中的進(jìn)出輸送給醬油的生產(chǎn)帶來許多問題,并為技術(shù)改造增加了困難,由于釀造車間的制曲室既是保溫區(qū)又是操作區(qū),從而形成了一個(gè)勞動(dòng)條件較差的工作環(huán)境。釀造醬油設(shè)備雖不斷地進(jìn)行了改進(jìn),但都仍在老的模式中進(jìn)行,對(duì)產(chǎn)品衛(wèi)生、車間環(huán)境、工作狀態(tài)等都未能獲得根本性的改變,新建車間的層高也正在逐步提高,空間的有效使用率相對(duì)減少,能源的消耗亦有增未減,因而投資工料亦在逐步上升。鑒于這些倩況,上海釀造一廠為了進(jìn)一步改革制曲設(shè)備,組織力量進(jìn)行了許多試驗(yàn)改進(jìn)工作,試制和設(shè)計(jì)了移動(dòng)式制曲箱。
1991年,上海釀造一廠在廣州召開的中國微生物學(xué)會(huì)醬油學(xué)組研討會(huì)上,展示了自主研發(fā)的吊移式曲箱在醬油生產(chǎn)中的運(yùn)行錄像,讓人耳目一新,使傳統(tǒng)的醬油制造業(yè)向機(jī)械化、現(xiàn)代化邁進(jìn)了一大步。
貴陽味莼園食品股份有限公司在1999年新建醬油車間時(shí),就采用了上海釀造一廠推介的吊移式曲箱。吊移式加蓋曲箱的曲箱可分成上部分(可調(diào)移的曲床和假底)及下部分(通風(fēng)池(箱座))。通風(fēng)池與通風(fēng)機(jī)固定不動(dòng),通風(fēng)制曲時(shí)曲箱座落在固定的通風(fēng)池上,曲箱底與通風(fēng)池接觸面之間有密封條,密封條靠曲箱的自重予以密封,以防循環(huán)風(fēng)外泄,每一曲箱具有獨(dú)立的循環(huán)風(fēng)、進(jìn)冷風(fēng)和排溫、排濕系統(tǒng)。由于曲床能夠吊移。因此,進(jìn)料與出曲都能定點(diǎn),從而省去了熟料皮帶或風(fēng)送裝置(如圖2所示),曲箱(曲床+假底+回風(fēng)口)尺寸:長8.45 m+0.47 m、寬2.2 m、高0.58 m;曲箱蓋高0.21 m;通風(fēng)池(箱座)高0.28 m,每個(gè)曲箱可容1 000 kg豆粕與670 kg麩皮的混合曲料。
圖2 吊式移動(dòng)曲箱車間剖立面示意圖Fig.2 The section elevation sketch of hanging-moving type of curved box
業(yè)內(nèi)人士多數(shù)認(rèn)為,圓盤制曲機(jī)是目前所有制曲設(shè)備中最為先進(jìn)的一種,也是國內(nèi)外制曲裝置的一種新趨向,因?yàn)樗粌H對(duì)投料量的適應(yīng)性較強(qiáng),而且容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械操作和進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電腦控制,制曲室可制成密封式,保溫、保濕條件較好,可以減少污染,便于清理衛(wèi)生和滅菌等工作。此外能顯著改善制曲工人勞動(dòng)條件,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善車間環(huán)境、這些都是其他任何固體制曲設(shè)備所不能比擬的。
1980年由河北省秦皇島市山海關(guān)調(diào)味品廠技術(shù)人員參考日本有關(guān)資料,結(jié)合我國具體情況研制成功了YUZ—490型旋轉(zhuǎn)式圓盤制曲機(jī),該機(jī)是由旋轉(zhuǎn)圓盤、翻曲機(jī)、攤刮機(jī)、通風(fēng)排溫系統(tǒng)、自動(dòng)測溫系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和密封曲室等7部分組成。曲床采取圓盤旋轉(zhuǎn)式,不但使入料、攤平、翻曲、出料等作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化,而且可與前后兩大工序的設(shè)備配套成龍,達(dá)到了整個(gè)車間的連續(xù)化生產(chǎn);曲室采取密封式,既杜絕了雜菌污染,又有效地保持了品溫、室溫和相對(duì)濕度,為米曲霉充分繁殖成長提供了可靠條件。其次,整個(gè)制曲過程均在曲室外操縱機(jī)械作業(yè),自動(dòng)測溫、通風(fēng)排溫,既從根本上改變了制曲工人“臟、熱、累”的艱苦勞動(dòng)條件,又節(jié)省了大量勞力,之后其他地區(qū)又陸續(xù)研制出曲床直徑為4.9 m、5 m、6 m等的圓盤制曲機(jī),這些圓盤制曲機(jī)各具優(yōu)點(diǎn),也各有不足之處。由于設(shè)備自身存在一定的缺陷,造價(jià)又高于其他制曲設(shè)備許多,加之部分企業(yè)在使用中對(duì)新設(shè)備了解不夠,生產(chǎn)應(yīng)用中出現(xiàn)了一些問題,致使圓盤制曲機(jī)的推廣應(yīng)用遠(yuǎn)不及其他制曲設(shè)備。
時(shí)至今日,圓盤制曲機(jī)制造技術(shù)經(jīng)過了三十幾年的不斷完善,已經(jīng)成熟。
制曲設(shè)備的選型設(shè)計(jì),首先要計(jì)算出每日曲料體積,同時(shí)要根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品風(fēng)味質(zhì)量定位,確定是1日曲還是2日曲,曲料在去床上的攤平厚度,進(jìn)而計(jì)算出曲床總平面面積。
(1)物料衡算基本數(shù)據(jù)
以年產(chǎn)4.5萬t二級(jí)醬油為例,其中高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油0.5萬t、固稀發(fā)酵醬油2.5萬t、低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油1.5萬t,其原料配比、出品率等見表1。
表1 三種發(fā)酵醬油原料配比及其出品率Table 1 Ratio and yield of three kinds of fermented soy sauce raw materials
(2)4.5萬t二級(jí)醬油年需原料量
根據(jù)表1所列混合料出品率,求出3種發(fā)酵醬油年需用原料如表2所示。
表2 三種發(fā)酵醬油年需用原料表Table 2 Annual ingredients list of three kinds of fermented soy sauce
(3)每日投料量及入池曲料體積
根據(jù)表2所列年需原料總量10 200 t,按年投料300 d計(jì)算,得出每天投混合料量為34 t。按企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)曲料體積與混合原料質(zhì)量比計(jì)算出,高鹽稀態(tài)與固稀發(fā)酵醬油34 t的混合原料,入池曲料體積為89.23 m3;低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油34 t的混合原料,入池曲料體積為85.63 m3。
(1)固定式敞口平面通風(fēng)制曲池與吊移式加蓋曲箱曲床總平面面積
企業(yè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),采用固定式敞口平面通風(fēng)制曲池與吊移式加蓋曲箱,入池曲料厚度在25~28 cm最合適,由此計(jì)算出高鹽稀態(tài)與固稀發(fā)酵醬油曲床總平面面積為319~357 m2,低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油曲床總平面面積為306~343 m2。
(2)寧波味華圓盤制曲機(jī)曲床總平面面積
根據(jù)寧波味華圓盤制曲機(jī)使用說明書中描述,料層厚度一般在250~370 mm,由此計(jì)算出高鹽稀態(tài)與固稀發(fā)酵醬油曲床總平面面積為241~357 m2,低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油曲床總平面面積為231~343 m2。
(3)曲床總平面面積綜合取值
制曲周期的長短,因菌種、品溫、設(shè)備及工藝不同而異。日本采用厚層通風(fēng)制曲大多為42~45 h。我國多數(shù)企業(yè)的制曲周期為24~28 h,貴陽味莼園食品股份有限公司的制曲周期為40~44 h,也曾試驗(yàn)過制24~28 h曲,釀制出的醬油比同級(jí)42~45 h曲的風(fēng)味及體態(tài)單薄。本例制曲周期按40~44 h計(jì)算。由此(1)、(2)計(jì)算出的曲床總平面面積應(yīng)乘以2。綜合取值為:固定式敞口平面通風(fēng)制曲池與吊移式加蓋曲箱曲床總平面面積600 m2,寧波味華圓盤制曲機(jī)曲床總平面面積520~540 m2。
由表3可見,固定式敞口平面通風(fēng)制曲池造價(jià)最低,其次是吊移式加蓋曲箱,僅為固定式敞口平面通風(fēng)制曲池的1.3倍,最昂貴的是圓盤制曲機(jī),造價(jià)為吊移式加蓋曲箱的2.39倍,固定式敞口平面通風(fēng)制曲池的3.01倍。但是從使用的角度分析,圓盤制曲機(jī)的人工成本最低,固定式敞口平面通風(fēng)制曲池的人工成本最高。
表3 三種制曲設(shè)備數(shù)據(jù)比較Table 3 Comparison data among three kinds of koji-making equipment
由表3可見,圓盤制曲機(jī)最為先進(jìn),機(jī)械化與自動(dòng)化程度最高,可編程邏輯控制器(programmable logic controller,PLC)程序控制制曲過程,能24 h連續(xù)工作,實(shí)現(xiàn)制曲機(jī)械化與自動(dòng)化;翻曲到底,通風(fēng)情況好,出曲徹底,無殘留;在結(jié)構(gòu)上有利于清洗和殺菌,易于控制雜菌感染,是制曲設(shè)備今后相當(dāng)一段時(shí)間的主流方向。其次是吊移式加蓋曲箱,基本達(dá)到機(jī)械化生產(chǎn),熟料直接進(jìn)入曲箱,避免了熟料輸送過程中雜菌污染,是目前除圓盤制曲機(jī)外較為先進(jìn)的制曲設(shè)備。而固定式敞口平面通風(fēng)制曲池幾乎全靠人工勞動(dòng),熟料風(fēng)送過程中無法避免雜菌污染。
通過以上經(jīng)濟(jì)分析與技術(shù)分析,圓盤制曲機(jī)的投入成本最高,使用人工成本最低,技術(shù)性最高,是制曲設(shè)備今后相當(dāng)一段時(shí)間的主流方向。造價(jià)雖然高出吊移式加蓋曲箱1 181萬元,但卻解決了孢子飛揚(yáng)問題,同時(shí)能減少一定的人工成本。若企業(yè)財(cái)力允許,在4.5萬t醬油生產(chǎn)線選擇圓盤制曲機(jī)是可行的。若企業(yè)財(cái)力有困難,選擇性價(jià)比較高的吊移式加蓋曲箱也比較切實(shí)。
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