食品成型机械.docx

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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c

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d

5.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；随着环模和压辊的旋转，物料进入压紧区。

由于摩擦力的作用，压辊在A点开始蒸煮物料，对其进行挤压并逐渐排除粉粒体中的空气。

在BC段，压力增加较快，粉料的密度增大，失去流动性，变成凝聚块。

到CD段，压力剧增，到D点时达到最大值，此时物料被压实变硬，并克服环模孔壁的摩擦阻力不断进入模孔中。

到？

，故压力迅速下降。

EF段，颗粒从模孔中陆续压出，此时压力趋于稳定。

第四节揉制成型机

工作过程：

钢带输送器9上的软面片料烘烤熟，然后在软片料上喷撒或涂敷一层如奶酪、奶油、果酱或者肉馅之类的辅料，再按所要求的尺寸切割成方块，并沿着箭头所示方向继续送行。

在行进中，片料被刮刀5连续不断的刮起，比被推到由倾斜输送带1和底部输送带4所组成的输送系统中，倾斜输送带与底部输送带约成70度安装，并以3倍于钢带的速度移动，以便拉开片料之间的距离，使片料逐渐变成直立状前进。

但一旦片料完全竖立起来时，它便立即被移到降落输送带3上，该带以0.75m/s的速度再将片料送到下方的卷筒工作部件上，这时片料还与纵向输送带2相接触。

卷筒工作部件

当光电管2检测到与纵向输送带相接触的片料时，降落输送带4即按箭头所示方向转过95度，将片料供给下方的推进辊1上的片料，再其尖齿的强制推动下，迅速靠近卷筒辊6，并首先在片料前端出现小的卷曲，然后卷筒过程即在三根辊子的作用下很快完成。

此时，位于推进辊下面的一根卷筒辊即沿箭头所示方向转摆95度，与另两根辊拉开距离。

与此同时，专门设置的定时分离板也向左右分开，以便使卷筒糕点成品7能自由下落到钢带输送器9上

元宵成型机

•主要由倾斜圆盘、翻转机构、传动机构和支架等组成。

•工作时，先将一批馅料切块和米粉放入盘中，圆盘旋转时，由于摩擦力的作用，物料将随着圆盘底部向上运动，然后又在自身重力作用下，离开原来的运动轨迹滚动下来，与盘面产生搓动作用。

与此同时，由于离心力的作用，料团被甩到圆盘的边缘，粘附较多的粉料后又继续上升，如此反复滚搓一段时间后，馅料即

被粉料逐渐裹成一个较大的球形面团，当达到要求的大小时，即停机并摇动翻转机构将成品倒出。

•倾角的大小影响到物料在盘面上的停留时间，倾角小，料球在盘面上停留时间长，滚搓出来的元宵面团越致密，但生产率将会有所下降。

蛋卷成型机

•蛋卷生产需要进行配料调浆、烘烤制坯、卷坯成筒、同步切割机构及辅助系统等组成。

•回转烘烤机构的任务是将调制好的蛋卷浆料制成连续、致密光滑且具有一定柔软性的蛋卷坯。

•卷坯成机构的作用是将烘烤后的蛋卷皮料卷制成连续的蛋卷圆筒。

•同步切割机构同步切割机构的工艺要求是将连续的蛋卷筒在连续输送中分段切断，以使蛋卷具有可以包装、销售和食用方便的商业价值，同时保证了蛋卷从调浆到包装的生产连续性

面包切块机

面包切块机是利用切刀（或钢丝）对面团做相对运动，将其分割成所需要的小块面团，见图5-3-14。

面包切块机主要是由机架、切割机构和传动系统等部分组成。

机架部分包括左右机架、拉杆、滑块、挡块、丝杠等。

左右机架为铸铁制成，由3根拉杆组合固定成整体。

机架的前上部对称加工有4个螺孔，用来固定安装活塞室，在机架中部安装有帆布带轮轴、摆杆支撑轴和曲轴，机架下部安装电动机，靠4个底脚处对称加工了4个通孔，用以安装滚轮。

面包切块机的工作原理

该机工作时，先将调制好的面团放入料斗内，在重力作用下进入下面的容腔，经体积定量后，由推料活塞将容腔内的面团推送前移至切刀处，由于切刀做周期性地往复运动，逐将面团团割成所需的小块，然后由推板报送进入输送带，由出料口排出机外。

面团不断地输入，切刀不浮地运动，符合重量的面块便源源不断地输送出来。

面包搓圆机

（一）搓圆目的

•使被切刀切下的不整齐的小块面团变成表面光滑和完整的球形。

•面团经切块后，切口处粘性较大，易粘住机件，而搓圆时产生的揉搓力可使表皮部延伸，将切口处覆盖。

•切块时，面团中面筋的网状结构紊乱，而搓圆可恢复其网状结构。

•面块经过揉搓，使各种原料分布更加均匀，并排除面团里面的部分CO2，便于酵母生长。

（二）面包搓圆机的结构与工作原理

Ø种类：

伞形、碗形、筒形、水平转盘

Ø伞形搓圆机

✓工作原理：

面块在转斗上自下而上滚动，达到搓圆目的。

✓组成：

伞形转斗、螺旋导板、机体、撒粉装置等组成。

　转斗呈伞状，坐落在机体上，其上间隔分布了许多条状小凸起，以增加对面团的揉搓作用。

转斗外面有一块自下而上、围绕转斗的螺旋导板，起导向和使面团在搓圆过程中不至掉落。

螺旋导板多用薄钢板制成，并用螺栓固定在支撑板上，若需要调整螺旋导板的升角，可松开其紧固螺栓进行调整。

电机位于机体内部，通过变速装置驱动伞形转斗旋转，转斗转速为30～60r/min。

撒粉装置防止操作时面团与转体、面团于导板及面团与面团之间粘连。

伞形搓圆机的工作过程：

该机工作时，经切块后的面团由输送带进入搓圆机螺旋导板的下部，当电动机驱动伞形转斗转动时，面团便沿着螺旋导板向上运动，面团在绕伞形转斗转动的同时，还在螺旋导板与伞形转斗中做自转运动，在转动过程中。

面团便在自转和公转中被搓成圆球形，并从上面的出料口排出机外。

面包搓圆机的使用与维护

搓圆机的结构简单，操作方便，产品质量较好，生产能力较大，劳动强度低，是面包生产中使用广泛的一种设备。

使用与维护上应注意以下几点：

1.面团切块后，应及时进行搓圆，以免面团发酵过分，引起面包成品裂口，组织粗糙，酸度过高。

2.在搓圆过程中，可在机器或面团上撒些面粉，但不能太多，否则会使产品表面粗糙，影响成品的光亮度。

3.搓圆操作时，要求面团搓得紧密，表面光滑，不能有裂缝，并使其排出部分CO2，同时使酵母获得醒发时所需要的氧气。

4.面团是在围绕伞形转斗公转和自身自转中被搓圆的，故应调整好转斗的转速和螺旋导板的升角，有时要通过实验确定。

5.螺旋导板与伞形转斗的间距应一致，面团应间隔有序地进入搓团机，切忌紧密进入，以免面团堆积在一起。

6.随时除去粘附在伞形转斗、螺旋导板上的余料，否则，余料会粘附在面包坯上影响产品质量。

7.工作结束，应仔细清洁机器，不得留有余料，以免面团变质和锈蚀机器，并要涂复少量植物油。

网格式面包成型机

•特点：

一次完成切块、揉搓操作的小型间歇式成型机械

碗形揉圆机

•特点：

倒置的圆锥面，其内表面与螺旋导槽构成面团的揉制通道。

切出的面块从通道的下部进入，揉圆产品由上部出口排出。

与伞形揉圆机相比，采用碗形揉圆机，面团沿螺旋导槽上升过程中，移动速度逐渐增大，面团间距离随之拉大，不会出现双生面团，但成型质量较差，一般用于小型面包的生产

第五节　浇注成型机械

•应用：

面浆、糖浆等流动性较好的黏稠物料作为原料，成型时直接将计量后的原料浇注到定型的模具中。

•特点：

获得较为复杂形状的产品

•分类：

按物料的流动性和生产能力分为挤出浇注和重力浇注；按模具分为单体结构和组合结构