第十一章 食品熟化机械与设备

第十一章食品熟化机械与设备2熟化制品面包、饼干、糕饼、蓬松食品……34食品熟化的原理食品坯置于熟化设备后，在加热元件的高温作用下，食品坯发生着一系列的化学、物理以及生物化学的变化，从而使食品坯由生到熟，使制品成为具有多孔性海绵状态结构的成品。5食品熟化方法的种类直接加热熟化法：利用油、蒸汽、热风等直接加热熟化；间接加热熟化法：以油浴、沙浴、加热蒸汽等热媒间接加热熟化。6第二节焙烤设备

焙烤原理

将成型的制品放入烤炉中，经过高温加热使产品成熟，如面包、饼干等。

当生坯放入烤炉时受到高温包围，淀粉和蛋白质发生一系列理化变化，开始时制品表面受到高温影响使水分大量蒸发，淀粉糊化，糖和氨基酸反应，外表形成薄薄的焦黄色外壳，然后水分逐渐转变为气态向坯内渗透，加速生坯熟化，形成疏松状态。7（一）常用烤炉种类1、按烤炉热源分根据热源不同，分为电烤炉、煤炉、煤气炉和燃油炉等，最广泛使用的是电烤炉。特点：结构紧凑、占体积小、操作方便、生产效率高、焙烤质量好。2、按结构形式分

箱式烤炉和带式烤炉两类。8一、箱式烤炉

按食品在烤炉内的运动方式不同，分为烤盘固定式箱式炉、风车炉和水平旋转炉。

9名称结构优点缺点烤盘固定式若干层支架制品在烤炉中固定风车炉转篮装置热效率高、占地面积小、结构简单手工装卸食品、操作紧张、劳动强度大。水平旋转炉回转烤盘支架面坯温差小、烘烤均匀、生产能力大。劳动强度大、炉体笨重。1011风车炉

双室双温控台车烤箱12箱式炉13水平旋转炉1415带式烤炉(一)炉体1．炉体结构有三种形式：砖砌炉体、金属构架炉体和预制构件炉体。2．炉体尺寸：炉膛截面、炉膛高度、炉膛宽度、炉体长度。3．炉体保温

16炉体保温炉体保温的形式随炉体结构不同而不同。砖砌和预制结构都是以其本身作为保温层，而金属构架炉的保温则是靠保温材料实现的。为了提高加热效率，尽量减少炉体的热量损失，应该考虑一下几点：①提高炉壁热阻，减少传导热损失；②加强炉内壁的反射，减少炉壁吸热；③加强炉体密封，防止不必要的辐射损失与对流损失；④尽量减少炉体尺寸和重量，以减少散热面积和自身蓄热。17带式炉金属构架炉18金属构架炉19金属构架炉20(二)加热系统加热系统是食品烤炉的关键组成部分之一。目前，加热元件普遍采用红外线辐射元件，辐射元件的工艺排布主要指：

1．辐射距离

2．辐射元件间距

3．辐射元件布局

21辐射距离

指管状元件中心或板状元件的辐射涂层到烤盘底部或钢带上表面之间的距离。

辐射距离越近，辐射强度越大，加热效率也越高，但辐射强度分布的不均匀性也越显著，管状元件尤为明显。原则上，在保证辐射均匀性的前提下，辐射越近越好。辐射元件间距

辐射强度的均匀性主要取决于炉内辐射元件的组合方式和工艺布置，管状辐射元件之间距离一般为150~250mm，板状辐射元件之间距离以30~50mm为宜。22辐射元件布局

其布置方式有三种：均匀分布：各个元件间的距离均匀相等，以获得均匀的辐射强度。分组排布：将元件分成小组安装，每组间有一定距离，使加热温度出现脉冲式分布，加快对流传热，根据食品的烘烤工艺排布：由于各种食品的烘烤工艺各不相同，因此各个烘烤阶段所需要的温度也不同。原则是高温区元件排布密些，低温区元件排布疏些。23(三)传动系统不同带式炉的比较种类载体优点缺点应用钢带炉钢带炉内循环热量损失小大型食品厂网带炉网带水分易蒸发、产量大、可连续生产不易清洗下层有污垢大型食品厂烤盘链条炉链条烤盘自动化操作面包、饼干、糕点手推烤盘炉人力结构简单适用广依靠人力作用，产量小小型企业用以输送烘烤制品，保证合适的停留时间，烘烤质量。24(五)炉温调节装置

烤炉温度调节通常有改变辐射距离法、电压调节法和开关法三种。改变辐射距离法：工作量大，操作不便，调温精度低。而且改变辐射距离会使辐射均匀性受到破坏。电压调节法：改变加载于电热元件的电压来改变总辐射强度，从而达到调温的目的。开关法：通过接通或断开烤炉内部分或全部辐射元件的电路，改变输入电功率，从而达到调温的目的。方法简便，但开关频繁，烘烤质量不高。25四、冷却与整理机械(一)旋转面输出机食品离开炉带后，温度依然很高，需要有一段很长的冷却输送带，通常是炉长的1.5倍，才能保证制品的包装质量。26(二)撒糖、盐装置

图12-8撒糖、盐装置示意图糖、盐撒布滚筒2.料斗3.刮刀4.输送带5.送饼舌6横向输送器7·接8·饼干旋转输送辊9.接饼舌10.输送器27(三)喷油装置

图11—18喷油装置工作原理1．油雾冷凝器2．抽气泵3．传动辊4．输送网带5．油雾喷嘴6．上箱体7．下箱体28(四)饼干颜色测量装置

图12-10饼干颜色测量装置1．光电测量装置2．电子控制装置

3．阀门4．烤炉29(五)饼干整理机

图11—20饼干整理机1．理饼台2．分道脚3．往复辊4．分道条子

5．道板6．输送带7．推板30微波加热设备

图微波加热设备的基本结构框图图微波炉的结构示意图1变压器2整流器3磁控管4波导

5电动机7炉腔8旋转工作台31焙烤实例（面包）

面包焙烤需要控制三个重要条件，温度、时间和面包的规格种类。1、面包的烘焙过程第一阶段：面包刚入炉，必须利用酵母产生CO2使面包充分膨胀，炉内60%-70%的湿度，温度控制在120℃。第二阶段：面包成熟阶段。可提高温度使面包快速定型，此时面火为200-250℃，底火在270-300℃，面包内部温度在50-60℃，烘焙时间4min。第三阶段：面包上色、增加香气、提高风味。面包基本成熟，温度应下降。面火一般在180-200℃，发生美拉德反应，金黄色表皮，产生香气。底火降到140-160℃。

经过3个阶段的烘焙即可成为色、香、味具佳的面包。322、面包的焙烤时间（1）焙烤时间应根据以下条件而定：

面包质量越大，时间越长，温度越低。一般小面包多在8-12min,而大面包时间长达1h。（2）延长时间有利于提高面包质量。

使面包中的糊精，还原糖和水解物增加，水解酶时间长，从而提高面包的消化率。

332、面包的焙烤时间（3）焙烤过程中的反应。a、气体的释放和膨胀；b、面筋和鸡蛋的凝固及淀粉的糊化；c、水分的蒸发和风味的生产；d、表面脱水形成硬质外壳；e、还原糖的美拉德褐变反应和焦糖化使外壳颜色加深。

34烤面包35焙烤工艺要点1、焙烤过程中，温度的选择是关键因素。适宜的温度可使产品外形丰满，形状整齐，色泽黄亮，内部松脆。2、炉温、面火、底火的调节和高低的先后顺序以及烘烤时间都要根据制品的种类、要求不同而调整。3、举例：水分含量低的饼干等要求低温烘烤，达到熟而不焦；水分含量高的面包，体积膨胀时用中温烘烤。食品出炉后，必须立刻冷却，然后包装。36第三节油炸设备1、油炸食品的简介

油炸食品是一种比较古老的烹饪方法之一，在食品的加工过程中可以彻底的杀灭微生物，从而延长食品的保质期，并增加独特的风味，改善食品营养成分的消化性。国外一般较多，国内也作为一种家庭的烹饪手段。2、油炸食品的品种

常见的有果制品（马铃薯）、油炸坚果、面包、膨化快餐食品、冷藏方便食品等。我国油炸食品发展也很快，油炸方便面就是一种。食用一包油炸方便面所摄入的油量高达30g，这已是每人每天摄油量的上限。373、油炸方法

主要有浅层油炸和深层油炸，后者分为常压深层油炸和真空深层油炸；还可分为纯油油炸和水油混合式油炸。4、油炸前后食品营养的变化38油炸设备可分为间歇式油炸设备和连续深层油炸设备

一、间歇式油炸设备：油槽里上层为油，下层为水，下层的水用来冷却和排除油炸物碎屑之用；油层分上、下层；还有加热装置、冷却装置、滤网和操作机构等。冷却装置在油水分界面处。39间歇式油炸设备

水油混合式油炸是指在同一敞口容器内加入油和水，相对密度小的油占容器的上部分，水占下部分，在油层中部安装水平电热管加热。401、水油混合式工艺的优点

限位控制、分区控温、自动过滤、自我清洁。2、操作过程

将滤网置于加热器上，在油炸锅内先加水至油位计规定的位置，再加炸用油至高出加热器60cm的位置。由电气控制系统自动加热器使上层油温度保持在180-230℃，炸制过程中生产的食物残渣从滤网掉下，积存于底部，定期排出。413、其他形式油炸设备

基本组成部件还是一样，上油层的加热采用内外同时加热以提高加热效率。

另一个不同就是截面采用了上大下小的结构，以减小下油层的油量，避免过量的油被氧化。42434445二、连续深层油炸设备

该设备的特点是：无炸笼但又能使物料全部浸没在油中，连续进行油炸；油的加热在油炸锅外进行；维修方便；具有能把整个输送器框架及其附属零部件从油槽中升起或下降的液压装置。其油炸食品质量好，且油的使用寿命长。

46水油混合式连续深层油炸设备1、结构见图12—13，可进行自动连续生产。2、主要部件机体、食物生坯输送带和潜油网带。3、工作过程待炸食品进入油炸机后，落在输送带上，生坯会浮在油表面，造成食品色泽、成熟度不一，所以用网带强迫面坯进入油中。4、油的加热方式有电热加热和煤气加热。47图12—13连续深层油炸设备结构简图1．油槽2．支架3．油槽输入端4．顶盖5．输人口6．输送装置7．油8．液压装置13、21、29．电动机19．推杆20．金属板23．轴30．输送器框架31．活塞32、34．托架33．活塞杆35．泵36．管道37．壁板39．油槽底部40．挡板46．出口管道悬挂式连续油炸生产线4950第四节挤压蒸煮设备51食品挤压设备指的就是螺杆挤压机，它是由一根或两根基本上是阿基米德螺旋线形状的螺杆和与其相配合的筒体组成。“神奇”的核心。挤压食品生产过程中所用的设备不多，占地面积比较相同产量的其他蒸煮设备来说要小得多。52挤压蒸煮设备的发展和分类（一）食品挤压机的发展53（二）食品挤压机的分类按螺杆的数量分：单螺杆挤压机和双螺杆挤压机按加热形式分：自加热式挤压机和外加热式挤压机自加热式挤压机：热量来自机械能的转化，一般指粘滞剪切的耗散热和摩擦热，由于温度受控于喂料的各种组分和螺杆的结构形状，因此生产过程中的温度难以控制。外加热式挤压机：一部分来自机械能的转化，另一部分通过筒壁或轴心用蒸汽或电加热按各部分要求进行温度控制。54（二）食品挤压机的分类按功能分：通心粉（面条）挤压机-螺杆转速低，筒体光滑，剪切力小；高压成型挤压机-主要用来挤压未膨化谷物的半成品，压力高，筒体内壁开槽，要求温度不能过高；低剪切蒸煮挤压机-用来生产宠物食品，软湿食品，低剪切，高压缩；膨化型挤压机-筒体开有防滑槽，剪切力大，挤压较干物料时，可在模头处形成高温、高压，使淀粉糊化；高剪切蒸煮挤压机-长径比大，压缩比大，筒体长，温度可控制，适应原料较广，可生产即食谷物、植物组织蛋白、小吃食品等。55通心粉机通心粉是采用螺杆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。56【日本科学技术】意大利通心粉的制作流程_标清57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。食品膨化机58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。59远华牌膨化机食品膨化机60二、挤压设备的组成和操作过程食品挤压设备除了挤压机外，还有辅助和控制系统。主机包括四个系统：挤压系统、传动系统、模头系统、加热冷却系统

辅机

原料混合器：多种食品原料需均匀混合的场合；预处理装置：利用水或蒸汽来调整原料的含水率和温度；喂料器：保证均匀地向挤出机中喂料；切割装置：根据产品形状要求用切刀切断；烘干（冷却）装置：对产品进行脱水或迅速降温；调味装置：将调味料喷涂在产品表面上；其它辅机：如食品包装机等。61

控制系统

主要由测量仪器、显示仪表、电器、执行机构和按键等组成，主要工作如下：1、显示挤压机的工作状态；2、按程序启动，控制主机、辅机的转速和协调其运行；3、按工艺要求控制喂料量、温度和压力；4、用计算机控制可实现对整条生产线的全自动控制和管理。6263挤压食品加工的主要过程一般工作过程：1.将多种原料充分混合后送入预处理机中；2.原料在预处理机中与雾化的水滴接触，在双轴的搅拌作用下，使水量均匀，达到工艺要求后，被定量送入喂料机；3.物料在喂料机中通过调节输送螺杆转速，把物料均匀不断地按生产要求定量喂入挤压机中；4.进入挤压机中的物料在转动螺杆的推动下，在挤压机内连续完成破碎、剪切、压缩、加热、熔融、升压过程，然后通过模头被挤出；5.挤出的产品按要求用螺旋切刀切断；6.切割后的产品若含水量高，需进一步脱水，进行干燥；7.干燥后的产品进行调味处理；8.包装。

三、模头系统

是食品挤压机限制出料、确定产品形状、保证产量、使机器正常运行的一个系统，根据食品产品不同，模头结构也不同。基本结构包括：多孔板：在一定强度的平板上加工出许多圆孔，其孔的分布视挤出机形式与产品的需要而定，不都是均匀分布。作用：均压、均速。导流板：根据模孔出口的性状和在截面上分布的位置及数量，加工出不同形状的导流板。作用：将物料从多孔板出口截面引向各模孔的入口，达到各孔中的流速流量均匀。模孔板：根据最终产品的性状加工出各种形状的通孔后的平板，其孔数量根据生产能力而定。64

(2)模板的形式

根据模孔出料形式不同，模板形式可分为以下几种：锥面出口模板：即从导流板出口到模板出口用锥形面引导。机械损失小、压力损失小、产品表面整齐。突变式出料模板：即物流到达出口处孔径突然变小。制造简单、压力损失大、产品表面有损伤、不光滑、适合球状产品。径向式排出模板：径向排出、挤出食品的纤维性保持好、强度高。具有冷却水循环的冷却模板：产品先冷却后成型。有填充夹馅结构的模板：可在挤压食品中间充填馅料。65

四、螺杆

有整体式螺杆和积木式螺杆两大类型。

整体式螺杆：即是把螺杆形状的各要素都加工制造在一根轴上，不可拆卸。优点：强度高，安装方便。缺点：1、加工制造难度大，成本高；2、在应用过程中，一旦发生磨损，即使小部分损坏，导致整根轴不能使用；3、能适用加工的食品品种和原料有限。66

四、螺杆

积木式螺杆：是将一根螺杆分成芯轴、螺套和紧固螺钉三大主要部分，组装而成。可根据不同食品产品的工艺要求确定螺套的大小和数量，组装出所需螺杆；延长整个螺杆的寿命。6768五、单螺杆挤压机简单挤压机螺杆筒体结构自热式单螺杆挤压机

最简单的食品挤压机，其结构为一个圆管的筒体，在其内部做些加工，外部没有加热用的夹套，在挤压过程中所需的热能是由传动系统所消耗的机械能转化来的，所以在使用过程中对温度和压力不作控制。不同的螺杆形状适应不同的物料并生