1、贀踀輀退鄀鈀錀鐀销阀需頀餀騀鬀鰀鴀鸀鼀一伀倀儀刀匀吀唀嘀圀堀夀娀嬀尀崀帀开怀愀戀挀搀攀昀最栀椀樀欀氀洀渀漀瀀焀爀猀琀甀瘀眀砀礀稀笀簀紀縀缀耀脀舀茀萀蔀蘀蜀蠀褀言謀谀贀踀輀退鄀鈀錀鐀销阀需頀餀騀鬀鰀鴀鸀鼀玃耀舀(锇罄)本科毕业设计（论文） 基于STM32单片机的家庭智能火灾安全系统研究 Research on family intelligent fire safety system based on STM32 single chip microcomputer 院 （系）计算机学院专 业电子信息工程班 级16级电子三班学 号16210420318学生姓名杨俊杰指导教师林瑾提交日期2020年
2、4 月 13 日毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行的设计（研究）工作及取得的成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人已经发表或撰写的作品及成果。对本文的研究作出贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文作者（签字）： 签字日期： 年 月 日成绩评定成绩项论文成绩（百分制）折合比例实得成绩（折合分）指导教师成绩30%评阅教师成绩20%答辩成绩50%总评成绩注：毕业设计（论文）成绩按百分制评定。答辩成绩不及格的（评分
3、低于60分的），则该毕业设计（论文）总评成绩为答辩成绩。内容摘要近些年来，社会的飞速发展，电子科学技术和计算机软硬件技术的进步，所以我们的生活水平跟着提高。大厦林立、房屋建设也越来越复杂，大量的用电器以及复杂交错的线路使我们的日常生活存在着安全隐患，那么火灾安全问题也成了我们生活中一大北京理工大学珠海学院2018届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计年产8万吨多菌种发酵酱油的工厂设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期： 年 月 日 该同学毕业设计已审核。同意存档
4、。 指导老师(签字)： 日期： 年 月 日年产8万吨多菌种发酵酱油的工厂设计摘 要酱油是以大豆为原料，以麸皮为辅料，通过微生物产生的各种酶催化作用形成的一种具有独特酱香的调味品。针对传统酱油酿造工艺主要采用单一菌种制曲发酵造成的风味不足以及生产加工工艺的缺陷，本设计采用混合菌种进行制曲、固定化细胞酵母发酵，即提高了酱油的风味和质量又延长了保质期降低了能耗。本设计的关键在多菌种发酵，提高产品质量，优化工艺流程，以合理的车间布局完成年产8万吨酱油的目标。在完成生产工艺的设计基础上进行物料衡算、设备选型和成本估算。关键词：混合菌种制曲；固定化细胞；工厂设计 Annual output of 8000
5、0 tons of soy sauce production factory designAbstractSoy sauce is a kind of seasoning with unique sauce flavor, which is catalyzed by various enzymes produced by microorganism with soybean as raw material and bran as supplementary material.In view of the traditional single strains starter-making fer
6、mentation soy sauce brewing process mainly adopts flavour caused by deficiencies and defects of production and processing process, this design USES the mixed bacteria in starter-making, immobilized yeast cells fermentation, improve the flavor and quality of soy sauce and prolong the shelf life reduc
7、es the energy consumption. The key of this design is in multi-strain fermentation, improving product quality, optimizing technological process, and achieving the goal of annual production of 80000 tons of soy sauce with reasonable workshop layout. Carry out material balance, equipment selection and
8、cost estimation based on the completion of production process design.Keywords: Mixed bacteria starter-making ; Immobilized cells ; Factory design目 录1前言61.1混合菌种制曲酱油的概述61.2混合菌种酿造酱油的研究现状61.2.1米曲霉和黑曲霉混合比例的研究现状61.2.2耐盐酱油酵母的研究现状71.2.3固定化细胞技术的研究现状71.3设计思路及方案81.3.1本设计的目的和意义81.3.2本设计应达到的技术要求81.3.3本设计应解决的主要问题
9、82工艺流程设计92.1确定工艺流程92.2工艺流程图92.3工艺流程详述92.3.1 原料处理92.3.2 冷却接种92.3.3 通风制曲92.3.4 低盐固态发酵102.3.5 酱油的浸出淋油102.3.6 灭菌及配制103 物料衡算113.1 物料衡算的条件113.1.1 产品配方设计113.1.2 生产班次安排113.2 物料衡算113.2.1 主辅材料消耗123.2.2 各原辅料实际年需求量133.2.3 包装材料物料衡算133.3 物料衡算总图154 生产设备选型164.1 设备选型原则164.2 粉碎机164.3斗式提升机164.4 旋转蒸煮锅164.5熟料冷风机174.6曲种培
10、养机174.7 接种混合机174.8 翻曲机184.9酿造冷风机184.10 DB-Y 立式液下泵194.11 专用调配罐194.12 沉淀罐194.13卧式板框过滤机204.14 超高温瞬时灭菌器204.15灌装机204.16 XG-6B型全自动旋转式封盖机204.17贴标机214.18 标签收缩机214.19 泵214.20 冷却水设备224. 21 CIP 就地清洗系统224.22器械一览表225 冷热量衡算235.1 热量衡算235.1.1 蒸煮235.1.2 酱油的浸出淋油235.1.3 灭菌245.1.4 总热量245.2 冷量衡算245.2.1 冷却接种245.2.2 低盐固态发
11、酵245.2.3 总冷量246 水电汽估算256.1 用水量估算256.1.1 班工艺用水256.1.2 冷却水256.1.3 生活用水256.1.4 设备清洗用水266.1.5 锅炉用水266.1.6 总用水量266.2 用电量估算266.2.1 主要设备用电量266.2.2 其他电量276.2.3 总用电量276.3 用汽量估算277 厂址选择277.1 厂址选择原则277.2本设计厂址选择288 总平面设计288.1全厂平面设计288.2车间设计原则288.3车间布局设计图298.4车间布置说明书298.4.1车间布置设计说明298.4.2人流物流说明299 人员配置及公用工程309.1
12、劳动定员分类表309.2公用工程319.2.1供水系统319.2.2供电系统319.2.3排水系统319.3辅助部门319.3.1原料仓库319.3.2包装材料仓库329.3.3成品仓库329.3.4化验室329.3.5机修车间329.4生活设施339.4.1办公楼339.4.2食堂339.4.3更衣室349.4.4宿舍楼349.4.5配电房349.4.6污水处理站349.4.7门卫室3410 经济估算3410.1 原辅料成本估算3410.2 内外包装材料成本估算3510.3器械设备成本估算3510.4 水费成本估算3610.5 电费成本估算3610.6 工厂租金估算3610.6人工成本估算3
13、610.7 成本汇总3611 三废处理3711.1废气处理3711.2废水处理3711.3废渣处理3712 结论37参考文献39附录401前言1.1混合菌种制曲酱油的概述酱油在人们的餐桌上是不可缺少的调味品，其独特的添色增香功能深得人们喜爱。吕东津1等在对酱油营养保健作用研究中得出酱油具有抗氧化和抗肿瘤、降低血脂和胆固醇的作用，其还具有预防骨质疏松和促进消化的作用。且富含丰富的蛋白质、氨基酸、微量元素和维生素，是一种具有保健功能的食品。混合菌种制曲酱油是在传统酱油的基础上使用米曲菌CICM F0899和AS3.350黑曲菌两种菌种混合制曲发酵，添加耐盐酱油酵母，采用固定化细胞技术经过系列工艺制
14、得的一类酱油。为了丰富酱油里的酶系、改善其风味以及提供原料的利用率，通过改变在传统工艺上使用泸酿3.042米曲霉制曲发酵酱油技术，改善产品口味、增加原料利用率。1.2混合菌种酿造酱油的研究现状1.2.1米曲霉和黑曲霉混合比例的研究现状米曲霉在传统酱油的制造工艺中是主角的存在，主要因为传统工艺采用的是低盐固态制法，并且只使用米曲霉进行制曲，普遍使用的是泸酿3.042米曲霉。但在王栋2等人的研究中发现在耐低pH、高温、高盐的性能方面，米曲菌CICM F0899产的蛋白酶优于泸酿3.042。这项发现在低盐固态法制酱油的升级改造提供了理论依据，因泸酿3.042产的蛋白酶对酸敏感，在酸性环境下活力会降低
15、。而在制曲过程中需要维持在一个酸性环境中，使用CICM F0899可显著提高原料的利用率和产率。使用具有较高糖化酶活力的黑曲霉能促进淀粉原料的分解与利用，在米曲霉分泌酶系的基础上，产生的酸性蛋白酶使得蛋白质原料充分分解得到产物氨基酸。在王生财3 的研究中，将AS 3.350黑曲霉和沪酿米曲霉按1：4比例混合后，进行发酵处理，得到了提高了30%谷氨酸含量的成品酱油，在全氮利用率和原料氨基酸生成率方面也有明显的提高，在色香味方面上也较使用单一菌种发酵的酱油优。翟玮玮4研究中发现将黑曲霉与米曲霉进行单独制曲后混合发酵，使得曲料蛋白酶活力有所提高，在后期的原料发酵中有了保障。黑曲霉制曲温度控制在30-
16、33，原料配比膨化大豆：水=1：3，膨化大豆粉67%，小麦粉26%，麸皮7%。岳春5等发现应用双菌制曲法制曲，在原料中淀粉和蛋白质的分解作用中起到了促进的作用，让风味物质体系更丰富，增强了酱油的品质。实验配比为黑曲霉：米曲霉=1：3，制曲时间为30h。李保英6等研究发现米曲霉在33制曲42小时后与黑曲霉在33制曲48小时后以2：1的比例混合，所制得成曲拥有较高的酶活力，而曲料总酶活力与对照值相当为2748U/g，而酸性蛋白酶活力较对照组提高了55.8，糖化酶的活力也提高了25.4。罗先群7 实验结果显示，米曲霉和黑曲霉以9：1的比例混合接种后，使得氨基酸生成率提高6.8，以及全氮利用率提高13
17、.2，而混合发酵所使用的菌种最优培养时间在3640小时，发酵温度在4548时候效果最好。1.2.2耐盐酱油酵母的研究现状酱油发酵过程中产生的风味是由酵母菌和乳酸菌发酵糖类时，产生了小分子的醛、醇、酯、酸、酚类等风味物质。风味物质形成的重要微生物包括鲁氏酵母和球拟酵母。蔡金星8的初步应用研究表明，在实验室条件下生产的酱油，添加酵母后使得酱油中乙醇的含量有所提高，达原先的26倍，而对产品的风味和色泽都有好的影响。与此同时，乙醇在酱油的保存中有着一定的作用。徐莹9提出在液态酿造酱油的增香发酵上，可应用固定化细胞技术结合连续发酵技术。将耐盐乳酸菌、球拟酵母、鲁氏酵母制成具有高活力的多菌种发酵剂，使得酱
18、油生产企业在使用和运输中获得明显的优势。雷锦成10等发现添加了酱油酵母，提高了4- EG、4-EP、2，3-二丁醇、乙醇等物质的含量，而这些物质对酱油香气的增香增色作用有显著的提高，除此之外，酱油内糠醇等物质的存在能增强酱油的发霉性，可得出酱油酵母在酱油酿造过程中起着关键的作用。李学伟11等通过添加两株耐盐酱油酵母，研究在生香发酵前后风味变化，得出结论：在酱油的生香发酵中，总酸、总酯、酒精含量显著提高，经GC-MS分析，醇类和酯类含量提高了而醛类和挥发性酸类物质下降特别是苯乙醇、异戊醇、3-(甲硫基)-1-丙醇、醋酸苯乙酯和乙酸异戊酯等含量比例的提高明显改善了酱油的香气，而在感官的评定中，生香
19、发酵后的酱油香味较浓郁，风味也得到了改良。曹小红12等用气相色谱法对高盐稀态发酵法发酵产物酱醅中所含挥发性成分进行分析，结果显示在酱油发酵过程中添加耐盐酵母的时间，对酱油产生的某些风味物质以及相互的协调作用会有一定的影响。1.2.3固定化细胞技术的研究现状固定化细胞是指利用物理或化学的方法将游离的细胞限制或定位于某一特定空间范围内，保留了其固有的存活力和催化活性，是可被重复地、连续地使用的细胞。能节约能耗、降低成本。在应用过程中可固定细胞，在回收再生方面也比较简单。杨秋明13等将耐盐酵母菌和耐盐产酸酵母菌用海藻酸钙包埋法固定起来，对混合不同配比的耐盐酵母进行发酵后的情况研究，发现了在固定化技术
20、下，提高了耐盐酵母的耗糖、产酯和产醇能力。赵德安14介绍了国内外对固定化细胞发酵法的研究情况并提出采用固定化细胞和传统多菌种混合发酵相结合，从而改进固定化细胞发酵法，进一步提高酱油风味。通过应用固定化细胞技术，将发酵后产物进行对比，相比于自由细胞，固定化的代谢产物和细胞浓度均有提升，例如乙醇的含量提高了50%和10%，鲁氏酵母细胞浓度提高了80%，而球拟酵母的细胞浓度提高了170%，而球拟酵母中4-乙基愈疮木酚浓度提升了4.5倍。林祖申15研究中提到北京金狮酿造六厂选用聚乙烯醇作载体包埋固定鲁氏酵母等4菌株，用于低盐固态发酵酱油的后熟技术并取得中试成功，经过中试后酵酱油乙醇的含量提高7倍，增强
21、了酱油的风味。载体连续使用307天后仍可继续使用，在生产中有显著的成效，拥有较大的推广价值。Iwasaki16等对细胞使用微孔滤膜反应器进行固定化操作，结果表示在短时间内香味物质的形成是有成效的，与传统发酵相比，乙醇的产率提高了5-10倍，而且极大缩短酿造周期。1.3设计思路及方案1.3.1本设计的目的和意义本设计在传统酱油生产的基础上，对生产工艺进行改良，使用米曲霉和黑曲霉混合制曲，加入耐盐酱油酵母，采用固定化细胞技术经过系列工艺制得酱油。改善由单一米曲霉酿造酱油而导致酸性蛋白酶活力较弱的缺点，让酱醅中酶类比例趋于合理化，使得氨基酸生成率、原料的全氮利用率和出品率有所提高。1.3.2本设计应
22、达到的技术要求生产能力：年产8万吨酱油的生产工艺要求：通过添加米曲霉和黑曲霉及固定化酵母细胞提高酱油的品质及产量质量要求：食品安全国家标准食品添加剂使用标准GB2760-2011食品安全国家标准酱油GB2717-20181.3.3本设计应解决的主要问题（1）确定米曲霉和黑曲霉的最合适的添加比例。（2）在制作和生产过程中，确定酱醅浸出淋油具体时间以及发酵时间，防止酱油品质被破坏。（3）合理进行物料衡算以及设备选型，设计满足生产需要的车间布局，最大限度地节能降耗，减少污染。2工艺流程设计2.1确定工艺流程豆粕：麸皮：小麦=7：2：1按比例进行预处，加入米曲霉和黑曲霉=3：1制曲发酵。成曲后粉碎制醅
23、，在曲池中发酵得到成熟酱醅，进行酱油的浸出（淋油）得到生酱油，最后加热杀菌、加甜味剂、防腐剂、助鲜剂后过滤澄清，质检灌装，对成品拣选、包装、入库。2.2工艺流程图图1固态低盐酱油的工艺流程图2.3工艺流程详述2.3.1 原料处理粉碎：经粉碎机粉碎豆粕成直径2-3mm的颗粒。润水：加入定量的水、小麦粉、麸皮，翻拌十五分钟。蒸煮：使用旋转蒸煮锅进行蒸煮，每锅蒸15分钟即可出锅。2.3.2 冷却接种结束蒸煮过程后立即出锅，使用冷却水系统和冷风机降温至38，接入0.3%的米曲霉和0.1%的黑曲霉，经翻拌均匀后即可进行下一步操作。2.3.3 通风制曲厚层通风制曲：将曲料按25-30cm厚度放置在曲池中，
24、使用鼓风机进行循环通风，目的让空气通过曲料层发散到空中，再风机内循环使用。曲池设置为长810m，宽1.52.5m的长方形，由钢筋、砖、混凝土制成，是厚层通风制曲的主要设备。步骤：将曲料运送到曲池内，进行通风处理。在孢子发芽阶段，设置制曲温度为30-32，而控制菌丝生长阶段温度低于35。 2.3.4 低盐固态发酵配制食盐水：用水溶解食盐，使用波美计测定其浓度，得出浓度在12-13%之间的盐水。制醅入池:成曲后用盐水按比例拌和。酱醅起始发酵温度为4244。铺在池底10cm厚的酱醅应略干、疏松、不粘，当铺到10cm以上后，逐渐增加盐水用量，让成曲充分吸收盐水。发酵:分前后期进行不同的操作。前期主要是
25、水解曲料中的蛋白质和淀粉。品温的最适温度为4245，控制pH在6-7范围内，约需10天完成水解。后期主要是酱油的风味的形成。由酵母菌和耐盐乳酸菌的发酵产生。当进入后发酵阶段时，应补加适量的浓盐水，使酱醅含盐量达到15左右，并使醅温下降至3032。在后期发酵过程中添加一定量的固定化细胞耐盐酵母菌以提升风味。2.3.5 酱油的浸出淋油图2 浸出淋油的工艺流程图浸出是指利用浸泡和过滤，从成熟酱醅中分离有效成分出来的操作。 酱醅成熟后，加入80左右的热二油，其数量是原料用量的5倍。加完热二油后，保持浸泡温度在60以上。第一次浸泡耗时20小时，滤出头油，头油毕，迅速将80左右的热三油加于头渣内。第二次浸
26、泡10小时即可滤取二油。头油、二油用作配制成品。2.3.6 灭菌及配制使用超高温瞬时灭菌机进行灭菌。配制：灭菌后加入防腐剂、甜味剂、助鲜剂，已达到防腐增味的效果。3 物料衡算3.1 物料衡算的条件3.1.1 产品配方设计原铺料名称 用量/g百分比/%豆粕10020麸皮255小麦12.52.5米曲霉1.50.3黑曲霉0.50.1乳酸菌0.250.05固定化鲁氏酵母0.250.05盐5010溶菌酶0.250.05苯甲酸钠0.250.05水309.561.93.1.2 生产班次安排酱油是生活必需品，一年四季都有需求，销售旺季在六到十月。生产班次设计：旺季在6-10月，旺季班次3班；淡季在11-5月，
27、淡季班次2班。工作日：T=T alyze and improve the process and operation, so as to optimize the process and reduce the takt time ; secondly, from the viewpoint of continuous flow, planning the new production layout according to the improved working process, and the new production layout brings the improvement of
28、space and personnel flow path; then carry out the production line transportation batch setting and 5S lean design are conducive to promoting flow and site management. Finally, evaluate the improvement effect of the design.This design systematically improve the working process, production layout, wor
29、king space and other aspects of production line A, forming an overall improvement design scheme, so as to make the production line out of a chaotic state, form a reasonable flow, and use lean and IE methods to reduce the waste, so as to make the production process more balanced and smooth.Keywords:
30、Process improvement；layout optimization；continuous flow；Lean Design目录1绪论11.1研究背景与意义11.1.1研究背景11.1.2研究意义21.2国内外研究现状31.2.1国外研究现状31.2.2国内研究现状41.3本课题的研究目标51.4本课题的研究内容与思路方法51.4.1研究内容51.4.2研究的思路及方法52相关理论综述62.1精益生产62.1.1精益生产的提出62.1.2精益生产的定义72.1.3精益生产的内涵72.2连续流72.2.1连续流的提出72.2.2连续流的概念72.2.3连续流的特点82.2.4连续流生产的优点82.2.5实现连续流的前提条件3082.2.6实施连续流的原则3082.3工业工程技术理论92.3.1工业工程的定义92.3.2工业工程的内涵92.3.3程序分析92.3.4作业分析92.3.5动作分析102.3.6总结103 A产线现状与问题分析103.1 A产线及产品的主要情况介绍103.2生产模式1
