【文章內(nèi)容簡介】 禽肉的咀嚼感，可以作為生產(chǎn)原料生產(chǎn)出各種不同口味的模擬仿真食品，可以有效合理的開發(fā)利用各種低值動物性蛋白源，可以生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品及相關(guān)新型產(chǎn)品；另外由于原料處理只需去除魚頭和內(nèi)臟、無需剔除魚骨，不僅提高了營養(yǎng)價值，而且高效、簡單，利于工業(yè)化生產(chǎn)。 同向雙螺桿擠壓機彌補了單螺桿擠壓機不能對濕料進行擠壓處理的缺陷，為高濕的蛋白原料如魚類、家畜和家禽碎肉下腳料的組織化提供了可行途徑。 通過查閱資料確定設(shè)計的基本參數(shù)，如產(chǎn)量、物 料的含水量、螺桿的轉(zhuǎn)速范圍、加熱的溫度和出料的含水量及狀態(tài)等。 對于本課題而言，我們需要根據(jù)模擬蝦仁生產(chǎn)的工藝要求來設(shè)計一臺專門用于生產(chǎn)加工魚肉的雙螺桿擠壓機。根據(jù)要求，我們做出了一些創(chuàng)新，首先選用了較小長徑比的螺桿，采用較深的螺距，來保證物料在機筒內(nèi)不至停留時間過長，保持產(chǎn)品的口味。為調(diào)節(jié)產(chǎn)品的口味，生產(chǎn)過程中操作參數(shù)經(jīng)常需要改變，因此螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)以及進料量調(diào)節(jié)是必不可少的，在設(shè)計中我們都考慮到了這一點，在實際設(shè)計中單螺桿送料擠壓機跟雙螺桿成型擠壓機都采用了調(diào)速電機控制，并嚴格控制了傳動比范圍，在滿足輸出 轉(zhuǎn)矩的前提下，使電機的調(diào)速范圍盡量落在實際生產(chǎn)要求轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)，充分發(fā)揮調(diào)速電機的調(diào)速優(yōu)勢。通過對擠壓機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)壓力和溫度對產(chǎn)品的質(zhì)量有較大的影響。因此我們專門對模頭處的加熱冷卻系統(tǒng)進行了設(shè)計。在均化段采用加熱冷卻系統(tǒng)來較好的控制溫度，使從模頭出來的條狀物料的物理性能能滿足下一工序 —— 成型 —— 的需要。雙螺桿中心距限制，給分配箱內(nèi)軸承的選用和布置提出了較高的要求。在本次設(shè)計中，我們設(shè)置了推力軸承組了分擔(dān)載荷，同時設(shè)置碟性彈簧以緩沖吸振。在分配箱箱體形式的選擇方面，最終采用了組 合式箱體結(jié)構(gòu)，這樣在維修時，拆裝推力軸承組以及齒輪軸都很方便。 通過雙螺桿擠壓機來改善單螺桿擠壓機不能對濕物料進行加工處理的缺陷。提供一種簡單高效、可模擬出禽肉咀嚼感的魚肉擠壓膨化食品加工方法。魚肉加工雙螺桿擠壓機膨化機的設(shè)計包括機筒、與動力裝置連接的第一螺桿、第二螺桿，傳動系統(tǒng)和加熱出料系統(tǒng)的設(shè)計和繪制。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 國內(nèi)外的發(fā)展概況 日本、美國、韓國等比較重視水產(chǎn)加工理論與應(yīng)用的研究，尤其在仿真食品研究方面走在前列，研究開發(fā)的模擬蟹肉、模擬蝦仁等仿真食品已達到工業(yè)化規(guī)?；a(chǎn)的水平，他們 生產(chǎn)的仿 真食品設(shè)備已遠銷我國。目前己開發(fā)或正在研究的品種有仿生（模擬）蟹肉 — 、 仿生〔模擬〕蝦仁、模擬貝肉、模擬干蝦仁、模擬火腿、模擬南瓜、模擬鮑魚肉、久仿生墨魚、仿生海膽、海味牛排閱、海洋牛肉等。不過，對這些仿真食品多數(shù)品種的研究，僅停留在工藝研究或探討階段，離產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化生產(chǎn)還有很大距離。 我國在該方面硏究相對落后，雖然有吳光宏、張金亮等進行淡水魚模擬蟹腿肉的工藝研究試驗，但自主開發(fā)仿真食品生產(chǎn)設(shè)備幾乎空白。雖然仿真食品發(fā)展前景十分誘人，然而由于仿真食品生產(chǎn)技術(shù)研究不足，影響了我國在仿真食品產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。 仿真食品的生產(chǎn)工藝與設(shè)備，將隨制品品種有所區(qū)別，但在如何使制品成形、如何保證制品品質(zhì)等方面存在一些共性問題。因此本研容思路是，通過其典型制品一模擬蝦仁的生產(chǎn)工藝和設(shè)備研究為藍本，進行仿真食品的研究。 魚糜糊是形成模擬蝦仁質(zhì)地、口味的基礎(chǔ)。魚糜糊可按成熟的魚糜糊工藝獲得，其工藝 為 :原料魚一預(yù)處理〔去鱗、內(nèi)臟、頭尾、主骨刺〉一釆肉 漂洗一脫水一碎肉（精濾）一配料一擂潰（斬拌〉―魚糜糊。也可以用凍魚糜，經(jīng)解凍一碎肉一 配料一擂潰一魚糜糊。 魚肉模擬蝦仁制品應(yīng)該有逼真的蝦仁外形，需要進行外形的成形。蝦仁外形的 成形方法大致有以下幾種：滾切成形、沖壓成形、澆注成形等方法。由于魚糜糊只有通過加熱凝膠后才能定形，因此要求魚糜糊能構(gòu)保持在一定形腔中進行加熱凝膠。澆注成形較容易實現(xiàn)，可以設(shè)想有一副可開可合的模具，而模具內(nèi)有大蝦仁形狀的內(nèi)腔，將魚糜糊注塑到模具內(nèi)腔中，再對模具進行加熱，等凝膠可脫模后，打開模具，成形后的蝦仁落下，美國專利 〖 139】 介紹的方法就是如此。澆注成形方法也適用于模擬蟹肉、模擬貝肉等魚肉仿真食品的成形，因此有著廣泛的應(yīng)用。 仿真食品應(yīng)用基礎(chǔ)研究 研究影響仿真食品生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、制品質(zhì)量的基礎(chǔ)問題 ，主要是對魚肉特性以及魚肉特性與仿真食品工程技術(shù)關(guān)系的研究。 在魚肉特性研究方面，魚肉凝膠特性研究成果較多，在制定仿真食品工藝時，可以參考或采用前人研究的魚肉凝膠體彈性、強度提高措施。魚肉流變特性雖然有人作過研究，但針對魚糜糊特性的流變測量方法還有待探討，具體的流變特性系數(shù)有待進一步確定，解決這些問題是本文的研究內(nèi)容。 在魚肉流變特性與仿真食品工程技術(shù)的關(guān)系研究方面，經(jīng)文獻檢索尚未見完整報道。由于仿真食品加工中涉及魚糜糊的輸送流動，而流動過程的壓力、流量，以及生產(chǎn)能力、設(shè)備功率等都和魚糜的流變特性有著一定聯(lián) 系系。找出它們之間的關(guān)系，把它們用于指導(dǎo)食品食品工程技術(shù)的研究，是本文的研究 內(nèi)容。 仿真食品生產(chǎn)工藝研究 仿真食品質(zhì)量主要表現(xiàn)在口味、口感和外形上，通過魚糜糊工藝、魚絲工藝、仿真食品成形工藝反映出來。目前魚糜糊工藝已比較成熟，包括配方和工藝流程。而適合機械化生產(chǎn)、工藝簡單的魚絲工藝、仿真食品成形工藝，還有待研究。 同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機及傳動系統(tǒng)設(shè)計 5 仿真食品生產(chǎn)設(shè)備研究 仿真食品生產(chǎn)設(shè)備是仿真食品產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵，雖然國外有仿真食品成形設(shè)備的報道，但國產(chǎn)化且符合國情的中小型仿真食品成形設(shè)備尚未見。研究中小型仿真食品生產(chǎn)設(shè)備，在國內(nèi)推廣使用 ，也是本文的研究內(nèi)容 。 我國在雙螺桿擠 壓 機的設(shè)計制造及應(yīng)用方面與發(fā)達國家相比存在很大的差距。 由于 國內(nèi)雙螺桿擠 壓 機開發(fā) 與 研究工作起步較晚，因此產(chǎn)品檔次較低，系列化程度低，多數(shù)產(chǎn)品的螺桿、技術(shù)水平、機筒的精度、整機性能和質(zhì)量與目前發(fā)達國家的 現(xiàn)有 水平有一定差距。目前，我國生產(chǎn)的異向旋轉(zhuǎn)雙螺軒擠出機多為錐形 異向 雙螺桿擠出機， 而 平行異向雙螺桿擠出機 還 很少，并且多為中、小型機，國內(nèi)所需的大型異向雙螺桿擠出機幾乎全部依賴進口。在雙螺桿擠出機的設(shè)計、計算以及制造技術(shù)方面 尚 有 很多 難點需要克服，這些都 限制了我國 在 雙螺桿 擠出技術(shù)與裝備 領(lǐng)域 的發(fā)展。 隨著 我國 國民經(jīng)濟的發(fā)展，大型塑料管材、板材在石化、建筑、型材、國防等領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛。大型平行異向雙螺桿擠出機的開發(fā)研制 也 必將受到越來越多的重視。 本課題應(yīng) 達到的要求 本課題主要研究同向雙螺桿擠壓機及其傳動系統(tǒng)設(shè)計，因此雙螺桿中心距限制，給分配箱內(nèi)軸承的選用和布置提出了較高的要求。在本次設(shè)計中，我們設(shè)置了推力軸承組了分擔(dān)載荷，同時設(shè)置碟性彈簧以緩沖吸振。在分配箱箱體形式的選擇方面，最終采用了組合式箱體結(jié)構(gòu)，這樣在維修時，拆裝推力軸承組以及齒輪軸都很方便。 仿真食品生產(chǎn)設(shè) 備是仿真食品產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵，雖然國外有仿真食品成形設(shè)備的報道，但 國產(chǎn)化且符合國情的中小型仿真食品成形設(shè)備尚未見。研究中小型仿真食品生產(chǎn)設(shè)備，在國 內(nèi)推廣使用，也是本文的研究內(nèi)容。 雙螺桿擠壓機作為一種多輸入多輸出的新型生化反應(yīng)器，研究其設(shè)計的方法、模型、手段及實驗的理論根據(jù)等都是十分有意義的。研究雙螺桿擠壓機需要比較全面的機械、食品、化學(xué)、傳熱學(xué)、六邊學(xué)、流體力學(xué)、電子、自動控制等豐富的知識結(jié)構(gòu)。國外的研究趨勢表明，需要研制生產(chǎn)能力大，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，自動化程度高的擠壓設(shè)備。 本設(shè)計中采用單螺桿 輸料，然后直接送入雙螺桿擠壓成型機中。這樣，單螺桿擠壓機就充當(dāng)了喂料裝置，它不僅能均勻的喂料，且能控制喂料量，滿足各種不同物料加工需要，避免進料不均勻的現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。 利用雙螺桿擠壓機壓縮得到的魚肉膨化食品具有禽肉的咀嚼感，可以作為基料生產(chǎn)出各種不同口味的模擬肉食品，可以有效合理的開發(fā)利用各種低值動物性蛋白源，可以生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品及相關(guān)新型產(chǎn)品；另外由于原料處理只需去除魚頭和內(nèi)臟、無需剔除魚骨，不僅提高了營養(yǎng)價值，而且高效、簡單，利于工業(yè)化生產(chǎn)，改變了單螺桿擠壓機不能對濕料進行擠壓 處理的缺陷，為高濕的蛋白原料如魚類、家畜和家禽碎肉下腳料的組織化提供了可行途徑。 通過查閱資料確定設(shè)計的基本參數(shù)，如產(chǎn)量、物料的含水量、螺桿的轉(zhuǎn)速范圍、加熱的溫度和出料的含水量及狀態(tài)等。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 通過雙螺桿擠壓機來改善單螺桿擠壓機不能對濕物料進行加工處理的缺陷。提供一種簡單高效、可模擬出禽肉咀嚼感的魚肉擠壓膨化食品加工方法。魚肉加工雙螺桿擠壓機膨化機的設(shè)計包括機筒、與動力裝置連接的第一螺桿、第二螺桿，傳動系統(tǒng)和加熱出料系統(tǒng)的設(shè)計和繪制。 同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機及傳動系統(tǒng)設(shè)計 7 2 雙螺桿擠壓機設(shè)計 雙螺桿擠壓機的工作原理 ⑴ 強制輸送 根據(jù)雙螺桿的旋轉(zhuǎn)方向，嚙合程度和螺紋參數(shù)的不同，雙螺桿的嚙合部分可構(gòu)成在橫向和長度方向是全開的全閉的，或半開半閉，因而形成的 C 形小室可以是相互連通的，也可以是完全封閉的。全嚙合同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，由于兩根螺桿在嚙合處的螺紋相反，螺槽中的物料可以通過嚙合螺紋間的通道進入另一根螺桿的螺槽，嚙合螺紋對螺槽中物料的阻力同樣有推進物料的作用 。 ⑵ 混合作用 圖 同向旋轉(zhuǎn)，物流在雙螺桿螺槽中的流動情況 由于同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿在嚙合處的速度方向相反，一根螺桿要把物料拉入嚙合間隙，而另一根螺桿把物料從間隙中推出，結(jié)果使物料從一根螺桿轉(zhuǎn)到另一根螺桿（如圖 所示），呈“∞ ”型前進，料流的方向改變，有助于物料的混合和均化 [7]。 ⑶ 自潔性能 同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，在嚙合處螺紋和螺槽的速度方向相反，相對速度很大，因此有相當(dāng)高的剪切速度，它能刮去各處積料，其自潔作用比反向旋轉(zhuǎn)的更有效 [4]。 ⑷ 壓延效應(yīng) 同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠壓機，由于嚙合處兩根螺桿的速度方向相反，因此沒有明顯的壓延效應(yīng)，它對磨損和超載的敏感性比反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿小的多，而且也易發(fā)現(xiàn)。 擠壓加工系統(tǒng) 擠壓加工系統(tǒng)組成 加熱與冷卻 成型 機筒 預(yù)處理 喂料裝置 擠壓 混合料倉原料 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 典型食品擠壓加工 系統(tǒng)鏈圖 如圖 所示 ,典型的擠壓加工系統(tǒng)支鏈圖 ,其中包括喂料裝置、預(yù)調(diào)質(zhì)裝置、傳動、擠壓、加熱與冷卻、成型、切割、控制等部分組成。 常用擠壓術(shù)語 擠壓機個部分中都有其專業(yè)術(shù)語，其中以下最為突出：螺紋、齒根、螺紋、螺紋前沿、螺紋后沿、齒型、螺紋頭數(shù)、單頭螺桿、多頭螺桿、螺旋槽、螺桿通道的軸向面積、螺桿通道的展開面積、高徑比，長徑比，壓縮比。 雙螺桿擠壓機零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 雙螺桿擠壓機零部件包括：喂料裝置、機筒、螺桿、加熱與冷卻裝置、模板與切割裝置、機座等組成。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 螺桿擠壓機總體結(jié)構(gòu)對整機的性能有很大的影響，總體結(jié)構(gòu)包括擠壓系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)和驅(qū)動源的相互位置關(guān)系。由于這些關(guān)系的不同，構(gòu)成了種種不同差別：（見表 21） 表 21 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計分析 總體類型 不同類型 優(yōu)點 缺點 外觀形式 臥式螺桿擠壓機 螺桿在空間呈水平放置，尺寸大小影響占地面積，對空間高度影響不大 計量部分的螺桿和機筒易于磨損 立式螺桿擠壓機 螺桿在空間呈豎直 減速箱選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計受限制，空間高度要求高 聯(lián)接形式 整體式螺桿擠壓機 結(jié)構(gòu)緊湊 不便于加工和裝拆、維修 分段式螺桿擠壓機 能夠采用標(biāo)準(zhǔn)減速器，易于裝拆、維修 需專門設(shè)置螺桿軸承座及相應(yīng)的潤滑系統(tǒng) 電機置于機器旁側(cè) 便于電機及機器維修 占地面積大 電機置于減速箱前部，擠壓系統(tǒng)下部 機器結(jié)構(gòu)緊湊，外觀整齊 要求設(shè)計帶等傳動系統(tǒng)，傳動效率低 電機置于減速箱后部，與機器成一體 與機器構(gòu)成整體，有利于選用標(biāo)準(zhǔn)減速器，有利于互換性和滿足加工要求 軸向長度較長，占地面積相應(yīng)增大 電機置于減速器上部 占地面積小 由于振動問題，要求支架有足夠剛度 結(jié)論：通過以上分析，結(jié)合本課題的實際情況，擬采用臥式整體式結(jié)構(gòu)形式，動力源和傳動裝置位置采用電機置于減速箱前部，擠壓系統(tǒng)下部形式。 螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計 螺桿是擠壓機最重要的關(guān)鍵部件之一 ,其結(jié)構(gòu)及其幾何參數(shù)的設(shè)計合理與否之間關(guān)系同向旋轉(zhuǎn)型雙螺桿擠壓機及傳動系統(tǒng)設(shè)計 9 到擠壓過程。 螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計要點 ⑴ 生產(chǎn)能力 生產(chǎn)能力是設(shè)計螺桿的主要指標(biāo)之一，不同規(guī)格的螺桿生產(chǎn)能力是不同的，同一規(guī)格的螺桿，由于結(jié)構(gòu)和幾何尺寸的差異或由于螺桿轉(zhuǎn)速的差異也不同 。通常我們?nèi)∩a(chǎn)能力Q 與螺桿轉(zhuǎn)速 n 的比值，稱之為“比流量”。同規(guī)格的螺桿在加工同一種物料時的比流量，在一定程度上說明了螺桿的結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)的合理與否。對于φ 65 擠出機來說，一般認為Q/n1（ kg/h/r/min）是同規(guī)格機臺中比較好的比流量值。本設(shè)計中，生產(chǎn)能力定為 Q＝120kg/h， 螺桿轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)蝦片的工藝要求取為 n＝ 60r/min，