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1、2020 4 27 1 第六章食品成型机械 食品成型机械广泛应用于各种面食 糕点和糖果的制作以及颗粒饲料的加工 其种类繁多 功能各异 根据不同的成型原理 食品成型主要有如下六种方法 1 包馅成型其加工设备有豆包机 饺子机 馅饼机 馄饨机和春卷机等 统称为包馅机械 2 挤压成型所用设备有通心粉机 挤压膨化机 环模式压粒机 平模压粒机等 统称为挤压成型机械 3 卷绕成型其加工设备有卷筒式糕点成型机等 4 辊压切割成型如饼干坯料压片 面条 方便面和软料糕点的加工等 5 冲印和辊印成型如饼干和桃酥的加工 6 搓圆成型如面包 馒头和元宵等的制作 其成型设备有面包面团搓圆机 馒头机和元宵机等 2020 4
2、 27 2 第一节包馅机械 包馅机械是专门用于生产各种带馅的食品机械 包馅食品一般由外皮和内馅组成 由于充填的物料不同以及外皮制作和成型的方法各异 包馅机械的种类甚多 一 包馅机 一 包馅成型的基本原理和方式根据工作原理通常可分为回转式 灌肠式 注入式 剪切式和折叠式等几种包馅成型方式 2020 4 27 3 第一节包馅机械 1 回转式包馅成型先将面坯制成凹型 再将馅料放入其中 然后由一对半径逐渐增大的圆盘状回转成型器将其控制 封口 再成型 2 灌肠式包馅成型面坯和馅料分别从双层筒中挤出 达到一定长度时被切断 同时封口成型 2020 4 27 4 第一节包馅机械 3 注入式包馅成型馅料由喷管注
3、入挤出的面坯中 然后被封口 切断 4 剪切式包馅成型压延后的面坯从两侧连续供送 进入一对表面有四穴的辊式成型器 与此同时 先制成球型的馅 也从中间管道掉落在两层面坯之中 然后封口 切断和成型 2020 4 27 5 第一节包馅机械 5 折叠式包馅成型根据传动方式 又可分为三种包馅成型方式 第一种是齿轮齿条传动折叠式包馅成型 先将压延后的面坯按照规定的形状冲切 然后放入馅料 再折叠 封口 成型 第二种是辊筒传动折叠式包馅成型 馅料落入面坯后 一对辊筒立即回转自动折叠 封口成型 类似图6 1d所示 2020 4 27 6 第一节包馅机械 压延后的面带经一对轧辊送到圆辊空穴A处时 空穴下方为与真空系
4、统相连的空室 由于真空泵的吸气作用面坯被吸成凹形 随着圆辊的转动 球形的馅料从另一个馅料排料管中排出 并且正好落入A点处的面坯凹穴中 然后被固定的刮刀将凹穴周围的面坯刮起 封在开口处形成封口 当转到B点时解除真空 已包了馅料的食品便掉落在输送带上送出 2020 4 27 7 第一节包馅机械 二 包馅机的主要构造和工作过程1 主要构造包馅机主要由面坯皮料成型机构 馅料充填机构 撒粉机构 封口切断装置和传动系统等组成 2020 4 27 8 第一节包馅机械 2020 4 27 9 第一节包馅机械 2020 4 27 10 第一节包馅机械 包馅机成型盘的构造 2020 4 27 11 第一节包馅机械
5、 二 饺子机饺子机的基本工作方式为灌肠式包馅和辊切式成型 一 主要构造饺子机主要由传动 馅料输送 面料输送和辊切成型等机构组成 2020 4 27 12 第一节包馅机械 1 馅料输送机构一般有两种型式 一种是由输送螺旋 齿轮泵 输馅管组成 另一种是由输送螺旋 叶片泵 输馅管组成 由于叶片泵比齿轮泵有利于保持馅料原有的色 香 味 而且便于清洗 维护方便 价格便宜 所以大多数饺子机采用后一种型式 2020 4 27 13 第一节包馅机械 叶片泵的工作原理 叶片泵是一种容积式泵 具有压力大 流量稳定和定量准确等特点 它主要由转子 定子 叶片 泵体及调节手柄等组成 在泵的入口处 通常设有输送螺旋 以便
6、将物料强制压向入口 使物料充满吸入腔 以弥补由于泵的吸力不足和松散物料流动性差而造成充填能力低等缺陷 2020 4 27 14 第一节包馅机械 2 面料输送机构 2020 4 27 15 第一节包馅机械 3 饺子成型饺子机上广泛采用灌肠辊切成型方式 2020 4 27 16 第一节包馅机械 2020 4 27 17 第一节包馅机械 2020 4 27 18 第二节挤压成型机械 食品挤压成型机械主要有三种类型 螺杆式挤压成型机 属于这类的有通心粉机和单 双螺杆膨化机 辊压式挤压成型机 如生产硬颗饲料的环模式压粒机和平模式压粒机 冲压式挤压成型机 如制片机又称制锭机等 一 通心粉机通心粉是采用螺杆
7、挤压型的工作原理生产的一种方便食品 特别是预热通心粉 只要辅以佐料 用沸水浸泡10min 即可食用 为一种新颖方便面食品 2020 4 27 19 第二节挤压成型机械 2020 4 27 20 2020 4 27 21 第二节挤压成型机械 配料装置由一根带有无级变速的螺旋和一个装备有无级变速装置的双联泵组成 采用无级变速的目的 在于能够任意调节面粉和水的配比 在捏面机5上安装真空装置的目的是抽除捏面机内的空气 真空度通常调节到60 70kPa 以尽量抽除空气 减少面团中的小气泡 使面团变得紧密 富有弹性 不易断裂 此外 经过抽除空气后加工出来的通心粉呈半透明状 吃起来有韧劲 为了防止面团在机简
8、内与螺杆抱在一起只作回转运动 不向前推进 通常在机筒的内壁开设若干条均匀分布的沟槽 以增加面团与机筒内壁的阻力 故又称其为阻转槽 2020 4 27 22 第二节挤压成型机械 如果机筒内的温度超过48 就会使面团中的面筋变得没有活性 失去弹性 因此面团的温升不能太高 最好不超过40 为了保证摩擦产生的热尽量少地传给面团 一般在机筒的外部加装冷却水隔套 在压模的表面有许多直孔或异形孔口 为了提高孔口的耐磨性能 通常在孔口内镶嵌无毒的硬质工程塑料 通常 在压模之前 增设一块钢丝网 使面团在进入压模之前先经过钢丝网 以防止硬杂物进入模孔损坏压模 小型通心粉机通常称为空心面机 其结构较简单 它由混合叶
9、片 螺杆 机筒 压模 减速器和电动机等部分组成 其工作原理与上述设备基本相同 2020 4 27 23 第二节挤压成型机械 二食品膨化化机食品膨化机又称食品挤压蒸煮机 它是将物料在装有螺杆的机筒内 在螺杆产生的压缩力和剪切力的联合作用下 使机械能变为热能和物料的变形能 同时由于机筒外围设有预热器 电加热或蒸汽加热 更增加了机筒内物料的温度 温度高达160 240 又因为物料处于密封状态 由此产生的机筒内压力可高达6 26MPa 在高温和高压作用下 食物发生淀粉糊化和蛋白质变性等一系列的理化反应 然后通过出料口瞬时降压 使物料中的过热水分急剧汽化喷射出来 物料失水膨胀 体积增大若干倍 产品内部组
10、织出现许多小的喷口 象多孔的海绵体 然后被旋转的刀片切割成所需的长度 2020 4 27 24 第二节挤压成型机械 典型的食品膨化机由料箱 螺旋送料器 混合调理器 螺杆 蒸汽注入孔 或电加热器 压模 切刀 齿轮变速箱和电动机等部分组成 混合调理器的作用是对物料先进行湿化和预热 挤压蒸煮系统的作用是对物料进行输送 压缩 混合 剪切 蒸煮和灭菌等作业 2020 4 27 25 第二节挤压成型机械 根据螺杆式食品膨化机结构 可以分为单螺杆和双螺杆两种型式 1 单螺杆食品膨化机 为了适应不同的物料 并考虑到便于制造和维修 常将螺杆加工成几段 按需要加以拼接 相应地机筒也可以加工成几段 2020 4 2
11、7 26 第二节挤压成型机械 为了使物料在机筒内承受逐渐增大的压缩力 常将螺杆与机筒配合为如下三种型式 结构简单 制造方便 这种配合方式 应用较为广泛 机筒呈圆锥形 因此机筒制造困难 因此很少采用 螺杆制造较为方便 在单螺杆食品膨化机上应用也较多 2020 4 27 27 第二节挤压成型机械 单螺杆食品膨化机中 物料基本上是围绕在螺杆的螺旋槽呈连续的螺旋形带状 假如物料与螺杆的摩擦力大于物料与机筒的摩擦力 则物料将和螺杆一起作回转运动 膨化机就不能正常工作 为此 在机筒的内壁一般开设若干条沟槽以增加阻力 另外 由于在模头附近存在着高温高压 容易使物料挤不出去 发生倒流和漏流现象 物料的含水量和
12、含油量愈高 这种趋势越明显 为此 可以在单螺杆食品膨化机的螺杆上 增加螺纹的头数 一般制成2 3头 并降低物料的含水量和含油量 以减小其润滑作用 从而避免倒流 漏流以及物料与螺杆一起转动的现象发生 同时 物料的粒度也应控制在适当的范围内 2020 4 27 28 第二节挤压成型机械 2 双螺杆食品膨化机 1 一般构造双螺杆食品膨化机是由料斗 机筒 两根螺杆 预热器 压模 传动装置等部分组成 其主要工作部件是机筒和一对相互啮合的螺杆 两根螺杆的啮合型式 可以分为非啮合型 部分啮合型和全啮合型 2020 4 27 29 第二节挤压成型机械 啮合型双螺杆根据两根螺杆的旋转方向 可分为同向旋转和反向旋
13、转两种 见图6 16 目前大部分双螺杆食品膨化机采用同向旋转方式 2020 4 27 30 第二节挤压成型机械 双螺杆食品膨化机的特点是 输送物料的能力强 很少产生物料回流和漏流现象 螺杆的自洁能力较强 螺杆和机筒的磨损量较小 适用于加工水分较低和较高 8 80 的物料 对物料适应性广 而单螺杆食品膨化机加工时 若物料水分超过35 机器就不能正常工作 生产效率高 工作稳定 2020 4 27 31 第二节挤压成型机械 2 基本工作原理同方向旋转的双螺杆食品膨化机是基于螺杆泵的工作原理 即一根螺杆上螺纹的齿峰嵌入另一根螺杆螺纹的齿根部分 当物料进入螺杆的输送段后 在两根螺杆的啮合区形成的压力分布
14、 假如每根螺杆进入啮合区时为加压 以 标记 脱离啮合区为减压 以 标记 2020 4 27 32 第二节挤压成型机械 2020 4 27 33 第二节挤压成型机械 三 压粒机 一 压粒机的种类及工作原理压粒机广泛用来将食品和饲料挤压成球形或圆柱形颗粒 根据压粒工作部件的不同结构特点 可将压粒机分为以下四种型式 1 窝眼辊式压粒机 图6 21a 这种压粒机的工作部件为一对相向旋转的 表面带有窝眼的辊子 物料进入窝眼受到两辊的挤压 形成的颗粒具有两个窝眼的合成形状 通常为球形或扁球形 由于物料受到两辊挤压的时间很短 颗粒的强度较低 易于破碎 2020 4 27 34 第二节挤压成型机械 2 齿轮啮
15、合式压粒机其工作部件为一对相互啮合 相向回转的圆柱齿轮 齿轮根部有许多小孔与内腔相通 两齿轮内腔均装有切刀 当物料进入齿轮的啮合空间时 受到轮齿的挤压后经齿根部小孔进入内腔 再由切刀切割成一定长度的颗粒 3 螺旋式压粒机其结构和工作原理与食品膨化机类似 2020 4 27 35 第二节挤压成型机械 4 滚轮式 也称压辊式 压粒机 图6 21d e 这种压粒机依靠压辊与压模之间的相对运动 将物料从压模模孔中挤压出去 然后由切刀切成一定长度的圆柱形颗粒 根据压模的形状 通常把这种压粒机分为平模式压粒机 见图6 21 和环模式压粒机 见图6 2le 两种型式 它们广泛应用于畜禽和鱼虾颗粒饲料的加工
16、其中环模式应用更为普遍 2020 4 27 36 第二节挤压成型机械 二 环模式压粒机构造及工作过程喂料器螺旋转速采用调速电机无级调速 调速范围为0 150r min 物料进入搅拌器后一边向前运动一边混合 同时通入水或蒸汽 以增加粉料含水量 使物料含水率达到16 17 然后进入压粒机构的环模内腔进行压粒 2020 4 27 37 第二节挤压成型机械 2020 4 27 38 第二节挤压成型机械 2020 4 27 39 第二节挤压成型机械 三 环模它是压粒机的关键部件 其厚度和模孔的大小直接影响压粒机的生产效率和颗粒的密度 一般要求将物料的密度从压粒前的 0 4 0 7g cm3 提高到压粒后的 1 0 1 4g cm3 模孔的形式主要有圆柱形 阶梯形 外锥形和内锥形四种 不同的孔适于不同的物料 环模多采用镍铬合金钢整体锻造 再经机械加工而成 钻孔时六支钻头从环模四周同时钻孔 以保证其分度准确 孔距相等 否则 压粒机工作时将会产生周期性振动 钻完孔后还要以同样方法铰孔 2020 4 27 40 第三节卷筒成型机 卷筒成型机常用于卷筒糕点的制作 2020 4 27 41 第二节挤压成型机
