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食品与发酵工业2024年第17期:实验室规模大曲发酵虚拟仿真与控制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:靳光远;赵玉杰;唐群勇;孙莹;周振苏;吴建峰;徐岩;

单位:江南大学生物工程学院,酿造微生物与应用酶学研究室;江南大学工业生物技术教育部重点实验室;江苏今世缘酒业股份有限公司;

摘要:高温大曲制曲工艺在改造升级时,采用架子曲生产方式下顶温下降且维持困难,而现有控温策略仅考虑散热角度,无法满足生产要求。该研究从产热角度解析大曲升温机理,在20 L固态发酵体系,探讨通气(50、100、200 L/h)对大曲发酵产热的调控效果。基于曲房热量平衡模型,基于COMSOL平台构建虚拟仿真,实现了大曲发酵的热量变化可视化。通过实验室培养箱制曲实验,对照组顶温52.23℃,通气50 L/h组顶温53.63℃,上升2.68%,通气100 L/h组顶温53.90℃,上升3.20%,通气200 L/h组顶温48.10℃,下降7.91%。经验证,对照组虚拟仿真效果较好,平均相对误差2.93%,相关系数R2=0.97。而实验组仿真效果变差,证明了通气操作影响到了微生物代谢产热。研究基于虚拟仿真,结合散热和产热两个角度探讨了大曲温度的调控策略,证明了虚拟仿真技术在调控优化大曲发酵工艺方面具有应用前景,结论可为推进曲房固态发酵过程控制与优化提供参考。

关键词:大曲;;虚拟仿真;;固态发酵;;发酵热;;发酵控制

基金资助:国家自然科学基金项目(22108101);; 国家重点研发计划项目(2022YFD2101202);; 中国酒业协会白酒技术创新战略发展委员会课题项目(202112);; 中央高校基本科研业务费专项资金项目(JUSRP122039)