食品成型机械

第七章食品成型机械第一节概论•应用：各种面食、糕点和糖果的制作以及颗粒饲料的加工。•分类：按成型原理分：1.包陷成型如豆包、馅饼、饺子、馄饨和春卷等制作。设备有豆包机、饺子机、馅饼机、馄饨机和春卷机2.挤压成型如膨化食品、某些颗粒状食品以及颗粒饲料等的加工。设备有通心粉机、挤压膨化机、环模式压粒机、平模压粒机3.卷绕成型如蛋卷和其他卷筒糕点的制作。设备有卷筒式糕点成型机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。设备有面片辊压机和面条机、软料糕点钢丝切割成型机5.冲印和辊印成型如饼干和桃酥的加工。设备有冲印式饼干成型机、辊印式饼干成型机和辊切式饼干成型机6.搓圆成型如面包、馒头和元宵的加工。设备有面包面团搓圆机、馒头机和元宵机第一节辊压切割成型机械•辊压切割成型通常指物料在一对或几对相向旋转的辊子挤压下变形，成为面带或面条的操作过程。如糖果加工中的辊压切条、饼干生产中坯料压片，实心面条和方便面生产中压片成型。•面条机主要功能：对面坯进行压片和切条，通常一台面条机有6～7道压辊和1道面条辊道刀•压辊基本结构：面条机上的压辊均为光辊，并成对使用。组成压片机构，其中一根辊的两端带有比辊子直径大的端板（公辊），与另一根不带端板的压辊（母辊）相配合形成一个封闭的空腔，其宽度为B，用以控制面片的厚度，还防止面片因轴向窜动所引起的破边缺陷。•机架固定，称为定辊；另一根的轴承座位位置可调，用以变动轧距，即使得面片的厚度可以人工调整。辊轴一端分别装有同等大小的齿轮，使两辊以相等的速度相向转动。二、辊压成型基本原理辊压初期，轧辊对料层的径向压力较小，因摩擦作用，料层表面速度接近轧辊表面速度，而内部则相对于料层表面呈反向流动，其速度值甚至大于物料表面的向前运动速度值。进入轧距附近后轧辊压力急剧增大，料层内部所受到的压力接近表面处的压力，而且料层表面与内部的速度相对运动减少，整体运动速度加快，当通过轧距后的瞬间，因轧辊压力作用，物料内部开始相对于表层向前流动，料层中心部分向前移动速度高于轧辊表面速度，轧辊的径向压力迅速下降三、影响压片的主要因素1.轧辊直径与压力开始压片时，轧辊的直径应选大些。辊径大，喂料角大，容易进料，可以使面片组织压得紧密，不易折断。在压延阶段，随着面片厚度逐步剪薄，轧辊作用于面片的压力应逐步降低，轧辊直径也要相应减小。2.压延比辊压后面片的压下量与辊压前物料厚度之比称为压延比。其大小是影响压片效果的重要因素。因为对面坯一次过度的加压延展，会破坏面带中的面筋网状组织，所以压延比一般不大于0.5。在多道压片情况下，压延比应逐渐减小，轧辊的线速度与之相适应，即压延比大时，轧辊的线速度较低；反之，线速度应较高。3.压片道数压片道数少时，压延比必然要大；压片道数多，压延比可以选得小些。但道数过多，滚压过度会使面片组织过密表面发硬，不但降低压片质量，而且增加了动力消耗。一般应采用6～7道辊压片为宜。1.辊刀•面条辊刀为一对带有齿槽且相互啮合得辊子，其它结构与压辊相同，在辊刀架上也装有调节机构和清理机构，以调节两辊刀齿槽咬合的深度和清理齿槽内的残面，只是这里所用的不是刮刀，而是与辊刀齿型相同的蓖齿。•辊刀的形状常见的有方形和圆形两种。2.辊压成型典型设备•立式辊压折叠机•计量辊用来控制辊压成型后的面带厚度均匀一致，一般设2～3对，计量辊间距可随面带厚度自由调节。•折叠器用于将经过辊压、计量后的面带折叠，所得产品呈多层结构•特点：占地面积小，压制面带层次分明，厚度均匀，工艺范围较宽，但结构复杂3.辊压成型典型设备•立式辊压机：轧辊呈水平配置，可借助于重力进行物料的传送•面带的厚度一般在15～45mm之间，可通过调节手轮或控制面板进行调节•生产能力主要取决于轧辊的转速和两辊之间的轧距4.辊压成型典型机械•应用：预压成型机，为位于饼干生产线入口处的压辊提供半成品原料，其产品更光滑，更细致，最终轧制出来的面带精度更高•辊子1和4的表面通常开有轴向沟槽，具有良好的抓取性能。5.连续卧式辊压机6.辊印成型机7.辊印成型影响因素•分离刮刀的位置：分离刮刀具有计量功能，直接确定饼坯面高度，影响这饼干生坯的重量。刮刀刃口合适的位置应在印模中心线以下3~8mm•橡胶脱模辊的压力：橡胶脱模辊的压力影响饼坯的表面质量。压力过小，易出现坯料粘模现象；压力过大，易形成楔形饼坯，严重时在后侧边缘产生拖尾。因此，在顺利脱模的前提下，应尽量减小脱模辊压力8.辊切成型机饼干辊印成型机：适合于高油脂酥性饼干的加工制作，采用不同的印模辊，不但可以生产各种图案的饼干，还能加工桃酥类糕点。辊印成型原理•喂料辊、印模辊和橡胶脱模辊是饼干辊印成型机的主要工作部件。喂料辊与印模辊尺寸相同，其长度由相匹配的烤炉宽度而定。•由于饼干辊印成型机的印花、成型和脱坯操作是通过三个辊筒的转动一次完成的，所以该机工作平稳，无冲击，振动和噪声均比冲印式饼干机为小，而且不产生余料，省去了余料输送带，使得其结构简单、紧凑，不但操作方便，而且降低了设备造价。第二节冲制成型机械•应用：主要用于各种饼干或桃酥之类点心的加工，这类机械通常设置在食品生产线上，完成面团的压片、冲印或辊印成型、料头分离以及摆盘等操作。冲印机构•冲印机构是饼干成型的关键工作部件，它主要包括动作执行机构和印模组件两部分。•1.动作执行机构：分为间歇式和连续式两种型式•2.印模组件：由印模支架、冲头芯杆、切刀、印模和余料推板等组成饼干品种不同，印模有轻型和重型之分，前者图案凸起较低，所以印制花纹较浅，冲印阻力也比较小；后者图案小凹较深，印刷花纹清晰，但冲印阻力较大。包陷机械•包陷食品由外皮和内陷组成。外皮由面粉或米粉与水、油脂、糖及蛋液等揉成的面团压制而成。内陷有菜、肉糜、豆沙或果酱等。•包陷成型的基本原理和方式：•转盘式先将面坯制成凹型，再放陷料。由一对半径逐渐增大的圆盘状回转成型将其搓制、封口、再成型，如图a。•注入式包馅成型馅料由喷管注入挤出的面坯中，如图b•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，如图c4.剪切式包馅成型压延后的面坯从两侧连续供送，进入一对表面有凹穴的辊式成型器，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，如图d5.折叠式包馅成型据传动方式，可分为三种：齿轮齿条传动折叠式包馅成型，如图e；辊筒传动折叠式包馅成型，类似如图d；带式传动折叠式包馅成型，如图f。包馅机主要构造和工作过程1.主要构造：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。2.工作过程：饺子机•饺子机是借机械运动完成饺子包制操作过程的设备。•基本工作方式：灌肠式包馅和辊切式成型•主要构造：传动、馅料输送、面料输送和辊切成型机构组成成型盘及球状成型过程成型盘的周向表面整体呈螺旋线形，除半径和轴向尺寸变化外，螺旋升角也不恒定，因此螺旋面将随棒状产品的下降而下降，同时向中心收口，使得与之接触的皮料逐渐向中心流动。从而在完成封口和搓圆第三节挤出成型机械•食品挤压成型机械主要有三种类型：1.螺杆式挤压成型机：通心粉机和单、双螺杆膨化机2.辊压式挤压成型机：生产硬颗饲料的环模式压粒机和平模式压粒机3.冲压式挤压成型机：制片机槽辊定量喂料装置•组成：面斗和带轴向沟槽的喂料辊组成•相向旋转用于流动性差的较稠软料，相背旋转所形成的齿轮泵用于流动性好的面浆柱塞式定量喂料装置•应用：浇注和挤出成型机中广泛采用。•特点：计量比较准确，对稠度较大的软料或稀薄的蛋糕、杏圆面浆都有良好的适应性挤出模具•稠度高，流动性差的原料宜选用形状简单、尺寸大的模孔，以保证成型质量稳定。当制作形状复杂的产品时，需要制备稠度低，流动性好且质地细腻的原料。对于截面尺寸较大的产品一般需要选用倾斜结构模孔食品膨化机•由料箱、螺旋送料器、混合调理器、螺杆、蒸汽注入孔、压模、切刀、齿轮变速箱和电动机等部分组成。•混合调理器对物料先进行湿化和预热的调质处理。•挤压蒸煮系统包括机筒、螺杆、蒸汽注入管和压模，器作用湿对送入的物料进行输送、压缩、混合、剪切、蒸煮和灭菌膨化食品膨化食品是指谷物或蛋白质等原料经过加工后体积膨胀，内部组织成为多孔、疏松的海绵状结构的—类食品。其生产设备主要是使用螺杆挤压机。螺杆挤压机既可制得膨化食品，也可生产非膨化食品。其中，膨化食品为多孔组织，经干燥后即可食用；非膨化食抓一般为半成品，需经焙炒或油煎膨松、调味后方可食用。膨化小食品膨化小食品指用挤压机生产的直接膨化的产品，如麦圈、彩乒乓、米乐等，生产工艺：原料一混合一调理一挤压蒸煮、膨化、切割—烘烤一调味一冷却一称重、包装原料：大米粉、玉米粉、糖、奶粉和食盐，还可加人适量的调味粉和可可粉等。设备:单螺杆挤压机，螺杆转速：200一35r／min，温度：120—160℃，挤压机内最高工作压力为0.8—1MPa，食品在挤压机内的停留时间为10-20s；常用的烘灼设备是回转圆筒干燥器单螺杆食品膨化机A段为输送段，此段螺杆的内外直径不变，螺距相等，螺杆上的螺纹对物料仅起推送作用，没有挤压作用，位于该段的物料为粉粒状固体物料；B段为压缩段，此段的螺杆外径不变，螺杆内径逐渐增大，两个螺距之间的容积逐渐减小，物料所受压缩力逐渐增大，该段内的物料因被压缩变形产生热量，出现部分熔融状态；C段为蒸煮段，又称计量段此段螺杆上两个螺距之间的容积进一步减小，物料承受很大的压缩力，并因流动阻力增大而发热，压力急剧增加，致使物料全部变成熔融的粘稠状态。双螺杆食品膨化机•一般构造由料斗、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。•基本工作原理一根螺杆上的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发布，见图6-17，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。当两根螺杆均以顺时针方向旋转时，螺杆Ⅰ上的螺纹齿牙从A点开始进入啮合区，从B点脱离啮合区，螺杆Ⅱ上的螺纹齿牙从B点开始进入啮合区，从A点脱离啮合区。如图6-17在螺杆Ⅰ和Ⅱ的啮合区形成的压力差作用下，物料从螺杆Ⅰ向螺杆Ⅱ的螺槽内转移。在螺杆Ⅱ中形成新的C形扭曲状料柱，接着又在螺杆Ⅱ的推动下，在啮合区内向螺杆Ⅰ转移，物料就这样围绕螺杆Ⅰ和螺杆Ⅱ变成8字形螺旋，并被两根螺杆上的螺纹向前推进。物料在运动过程中，由于螺杆上螺纹的螺距逐渐减小，所以物料受到压缩。为了增强对物料的剪切力，在压缩段的螺杆上通常安装有1～3段反向螺纹的螺杆和混捏元件。混捏元件通常为薄片状椭圆形或三角形混捏块，用以对物料进行充分的混合和搅动，然后，物料经过蒸煮段被送向模头，经模孔排出机孔。压粒机•压粒机的种类1.窝眼辊式压粒机工作部件为一对相向旋转的，表面带有网眼的辊子，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。2.齿轮啮合式压粒机工作部件为一对相互啮合、相同回转的圆柱齿轮，齿轮齿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.螺旋式压粒机工作原理和食品膨化机类似。4.滚轮式压粒机工作部件式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性颗粒。环模式压粒机构造•组成：主要由螺旋喂料器、搅拌器、压粒机构和传动装置等组成。•环模式压粒机的主要工作部件是一个作回转运动的环形压模，其工作表面钻有许多均匀发布的孔眼，环模内安装一对随动的滚轮2。进入环模内腔的物料在重力、离心力和撒料器3的作用下，被均匀地撒向环模的内壁表面。由于压辊2与压模1之间相对运动而产生的压力迫使粉料进入模孔，并变成硬颗粒向外排出，可调整切刀4的位置，将颗粒切成所要求的小段。环模式压粒机工作原理依据物料在环模内所处的不同状态，可将其分为三个区域——供料区、压紧区和挤压区。在供料区，物料具备不受外力作用