一种挤压生产高取向度面条的成型模头装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种挤压生产高取向度面条的成型模头装置，其包括模头主体(1)和位于模头主体中央的一个或多个穿过模头主体的流道，流道两端分别设置模头进料口(2)和与其连通的模头出料口(3)，所述模头进料口(2)所在流道以角度α均匀收缩，与流道底部相连的模头出料口(3)上设有开孔，其包括外孔和内孔，所述外孔与内孔通过光滑斜面和/或弧面的方式相连。本实用新型所提供的模头装置在用于挤压生产面条时，所得成品具有高取向度，不易断条、糊汤，组织细腻，口感柔软、顺滑、有嚼劲，成品通透感强，同时保证生产过程顺利进行，不易发生物料堵塞、回流现象，易于控制产品品质，降低物料浪费及操作危险性，具有极大的市场应用前景。
【专利说明】
一种挤压生产高取向度面条的成型模头装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种模头装置，具体涉及一种可用于螺杆挤压机挤压生产高取向 度面条的成型模头装置。
【背景技术】
[0002] 挤压是集混合、搅拌、破碎、加热、蒸煮、杀菌及成型为一体的高效节能、经济实用 的新型食品加工技术，在面条加工行业具有广阔的应用前景。
[0003] 面粉是制作面条的主要原料，面粉原料在预调质前处于玻璃态，进入挤压机筒后 温度逐渐升高，在螺杆的输送下，面粉逐渐从玻璃态向高弹态、熔融态转变。处于熔融态的 高分子生物聚合物(面筋蛋白、淀粉等)具有较高的柔顺性，因而沿着剪切力的方向发生韦 森堡效应(包轴现象），此时高聚物沿着螺杆作用力的方向重新排列，发生取向；当具有一定 取向的物料到达机筒模头时，在较高的压力下高聚物熔融体在旋转环流流动时外层物料向 内挤压并向前推移，受到旋转剪切作用取向；当高聚物熔融体从较为狭窄的模口挤出时，一 方面流道模口处流线收缩，熔融体在流动方向上受到拉伸力作用，产生弹性形变，但熔体在 模孔中停留时间短，弹性形变来不及完全松弛，出模孔后继续回复；另一方面，熔融体在模 头内流动时因切应力和法向应力作用产生弹性形变，出模孔后也要继续回复，因此熔融体 在复杂流体受力及模头流道及开孔形状的作用下发生巴拉斯效应(挤出物胀大现象），高聚 物进一步取向。这种大分子链、链段或微晶在外场(剪切力、拉伸力等)作用下，沿着某一特 定方向有序排列的现象称为取向，取向大分子、链段等沿纤维轴规则排列的程度则为取向 度。
[0004] 在挤压面条生产中，挤压机成型模头装置是除螺杆外对产品取向度影响最大的部 件。挤压模头的基本功能是成型，即通过流道和出料口开孔设计赋予成品所需形状与尺寸。 挤压机成型模头装置常处于3-10MPa的高压及100-200°C的高温状态下，在此环境下模头流 道及开孔设计对产品取向影响显著。国内外有关模头装置对产品取向影响的研究较少，人 们往往根据自身经验设计模头，由于缺乏理论基础，所制模头在一定程度上限制和阻碍了 产品高分子聚合物的取向。
[0005] 附图1~3分别是目前面条挤压工艺中普遍使用的模头装置示意图，该模头装置包 括模头主体和模头主体中央一个穿过模头主体的流道，流道两端分别为圆柱形进料口和与 其连通的圆柱形出料口。熔融的面粉物料通过模头的进料口进入模头，从出料口形成膨化 或未膨化的料条，经旋转切刀的切割而得到具有一定长度的面条，再经风提、干燥、包装得 到成品。
[0006] 现有的面条挤出模头装置存在以下缺陷:成型模头装置的进料口流道由大圆柱急 剧收缩为模头出料口分布范围所在小圆柱，物料充满流道后无法均匀流动，具有一定取向 度的熔融态物料受到非取向方向的剪切力、拉伸力作用，导致本已具备一定取向的高分子 聚合物熔融体的取向遭到破坏;不仅如此，该流道多处含有死角，出料口内外孔连接处急剧 收缩，熔融物料会在死角处形成涡流甚至回流，取向再次被破坏，至此面条取向度大幅度降 低，食用品质较差;具体来说该模头装置生产所得面条易断条、易糊汤，组织粗糙，嚼劲感及 通透感都较差，上述特点表明面粉原料中的面筋蛋白与淀粉未能形成均一、稳定的蛋白包 裹淀粉网状结构;此外，该模头的急剧收缩流道还易造成物料拥堵，局部加热过度又会导致 物料焦糊，以至于挤压机腔体压强过大而发生危险或引起挤压机启动自动保护程序而停 产；出料口开孔简单，成品面条种类单一缺乏新意，在一定程度上限制和制约了挤压面条及 相关技术的推广和应用。 【实用新型内容】
[0007] 针对上述现有技术中所存在的各种弊端，本实用新型提供一种用于螺杆挤压机的 成型模头装置，旨在解决现有挤压面条取向度低、食用品质差、花色品种单一且模头易堵 塞、难清洗的问题。
[0008] 为解决上述技术问题，本实用新型所提供的方案如下所述：
[0009] -种挤压生产高取向度面条的成型模头装置，包括模头主体（1)和位于模头主体 中央的一个或多个穿过模头主体的流道，所述流道的两端分别设置模头进料口（2)和与其 相连通的模头出料口（3)，所述模头进料口（2)与挤压机机腔相连的一端圆形横截面积较 大，与模头出料口（3)相连的一端圆形横截面积较小，流道整体呈均匀收缩状，收缩角度为 α，与流道底部相连的模头出料口（3)上设有开孔，所述开孔包括外孔和内孔。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进：
[0011] 穿过模头主体(1)的流道呈一圈多个或多圈多个的方式分布在模头主体（1)上，或 流道以单独一个位于模头主体（1)的中央位置，具体分布和排列视模头大小以及生产需要 定。
[0012] 所述外孔呈方形或者多棱形；
[0013] 当外孔呈方形时，方形外孔的长和宽分别为L、W，优选地，方形外孔长L为8~50mm， 宽W为1~2.5_，并且长L可根据生产需要进行调整并依L的长度为面条命名，当8<L< 15_ 时，生产高取向度宽面；当15<N<30时，生产高取向度大宽面；当30<N<50时，生产高取向 度皮带宽面；
[0014] 当外孔呈多棱形时，多棱形外孔的棱数为N，外孔所在圆弧半径分别为R^Rs，各棱所 在外切圆半径为R3,优选地，多棱形外孔的棱数仲斤在范围为3<N<8,圆弧半径分别为Ri为0.5 ~1 · 5mm，R2为0 · 5~3mm，各棱所在外切圆半径R3所在范围为
多 棱形开孔数N可根据生产需要进行调整并依N的数量将面条命名为N棱面，如当N为3时生产 高取向度三棱面;当N为8时生产高取向度八棱面。
[0015] 较优选地，所述模头进料口（2)的流道收缩角度α为60°~80° ;
[0016]更优选地，所述内孔是在外孔的基础上放大0.1~1.5倍，外孔与内孔通过光滑斜 面或弧面或以上两种连接面的组合方式相连；
[0017] 最优选地，所述成型模头装置整体镀上一层或多层特氟龙，可用于防止模孔通道 堵塞以及切割刀具与物料粘连。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型所提供的成型模头装置具有以下优点：
[0019] 1、模头装置结构简单，采用均匀收缩形流道，模头开孔的外孔与内孔通过光滑斜 面或弧面或上述两种连接面的组合方式相连，该结构有利于保持物料挤压过程中因韦森堡 效应、巴拉斯效应带来的天然高分子生物聚合物(如面筋蛋白、淀粉)取向，内外孔连接方式 进一步辅助维持上述高分子聚合物的方向一致性，因此挤压面条成品具有高取向度；
[0020] 2、由该装置生产所得面条取向度高，不易断条、糊汤，组织细腻，口感柔软、顺滑、 有嚼劲，成品通透感强，以上特点表明物料中的面筋蛋白与淀粉形成了致密、均一、稳定的 蛋白包裹淀粉网状结构，从而赋予该面条明显优于普通面条的食用品质；
[0021] 3、该挤压成型模头装置中流道及开孔设计还有助于物料由挤压机腔体-模头-挤 出这一生产过程的顺利进行，不易发生堵塞、回流现象，同时避免模头局部压力过大导致的 产品局部膨化、焦糊甚至高强度喷射出料，易于控制产品品质波动，降低物料浪费及操作人 员的危险系数；
[0022] 4、模头方形/多棱形出料口在食品物料由熔融态变为成品料条时起到了良好的塑 形作用，所得产品形状尺寸均一，花色品种多样，市场接受度好。
[0023] 综上可知，采用本实用新型所提供的成型模头装置挤压生产的面条与传统手工拉 面相比，在食用品质及外观上与其相似，但生产方式大大简化，显著提高挤压面条产品的商 业价值，具有极好的市场应用前景。
【附图说明】
[0024]图1为现有技术模头装置A向示意图；
[0025] 图2为现有技术模头装置B向示意图；
[0026] 图3为现有技术模头装置A-B剖面图；
[0027] 图4为本实用新型方形开孔成型模头装置A向示意图；
[0028] 图5为本实用新型方形开孔成型模头装置B向示意图；
[0029] 图6为本实用新型多棱形开孔成型模头装置A向示意图；
[0030] 图7为本实用新型多棱形开孔成型模头装置B向示意图；
[0031] 图8为本实用新型多棱形开孔成型模头装置的多棱形外孔放大示意图；
[0032] 图9为本实用新型成型模头装置A-B剖面图；
[0033]图中：1、模头主体;2、模头进料口；3、模头出料口；α、均匀收缩状流道的收缩角度。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图和具体实施案例对本实用新型作进一步详细说明。
[0035] -种可用于挤压生产高取向度面条的成型模头装置，它是对现有螺杆挤压机同功 能装置的一种改进，具体特征如下：
[0036] 所述成型模头装置包括模头主体1和位于模头主体1中央的一个或多个穿过模头 主体的流道，所述流道的两端分别设置模头进料口 2和与其相连通的模头出料口 3,所述模 头进料口 2与挤压机机腔相连的一端圆形横截面积较大，与模头出料口 3相连的一端圆形横 截面积较小，流道整体呈均匀收缩状，收缩角度为α，与流道底部相连的模头出料口 3上设有 开孔，所述开孔包括外孔和内孔；
[0037]所述穿过模头主体1的流道呈一圈多个或多圈多个的方式分布在模头主体1上，或 流道以单独一个位于模头主体1的中央位置，具体分布和排列视模头大小以及生产需要定；
[0038]所述模头出料口 3上的外孔呈方形，方形外孔的长和宽分别为L、W，其中，L为8~ 50mm，宽W为1~2.5111111儿可根据生产需要进行调整并依1^的长度为面条命名，当8<1^<15111111 时，生产高取向度宽面；当15<N<30时，生产高取向度大宽面；当30<N<50时，生产高取向 度皮带宽面。
[0039]所述模头出料口 3上的外孔呈多棱形，多棱形外孔的棱数为N，外孔所在圆弧半径分 另IJ为Ri、R2,各棱所在外切圆半径为R3,其中，N所在范围为3<N彡8,圆弧半径分别为Ri为0.5~ 1.5mm，R2为0.5~3mm，各棱所在外切圆半径R3所在范围为
而棱数N可根据生产需要进行调整并依N的数量将面条命名为N棱面，如当N为3时生产高取 向度三棱面;当N为8时生产高取向度八棱面。
[0040]所述模头进料口 2的流道收缩角度α为60°~80° ;
[0041 ]所述内孔是在外孔的基础上放大0.1~1.5倍，外孔与内孔通过光滑斜面或弧面或 以上两种连接面的组合方式相连；
[0042]所述成型模头装置整体镀上一层或多层特氟龙，可用于防止模孔通道堵塞以及切 割刀具与物料粘连。
[0043] 本实施例中所述的成型模头装置安装在挤压生产面条的双螺杆挤压机上，在使用 时，挤压机内的熔融食品物料在螺杆的推动下通过模头进料口 2进入模头主体1中，而后经 过流道从模头出料口3挤出。由于外界温度、压力较低，熔融态的物料挤出模孔成型时部分 水分瞬间蒸发，形成一根或多根固态料条，所得料条经切割、风提、干燥、包装即可得到高取 向度面条成品。
[0044] 所述模头出料口 3呈方形或多棱形开孔，物料由进料口 2经收缩形流道进入方形或 多棱形出料口 3,成型产品形状尺寸均一，花色品种多样，市场接受度好，商业价值高。
[0045]以上描述是对本实用新型的解释，不构成对本实用新型的限定，本实用新型所限 定的范围参见权利要求，在不违背本实用新型的基本结构的情况下，本实用新型可以作任 何形式的修改。
【主权项】
1. 一种挤压生产高取向度面条的成型模头装置，包括模头主体（1)和位于模头主体（1) 中央的一个或多个穿过模头主体(1)的流道，所述流道两端分别设置模头进料口（2)和与其 相连通的模头出料口（3)，其特征在于:所述模头进料口（2)与挤压机机腔相连的一端圆形 横截面积较大，与模头出料口（3)相连的一端圆形横截面积较小，流道整体呈均匀收缩状， 收缩角度为α，与流道底部相连的模头出料口（3)上设有开孔，所述开孔包括外孔和内孔。2. 如权利要求1所述的成型模头装置，其特征在于：穿过模头主体（1)的流道呈一圈多 个或多圈多个的方式分布在模头主体(1)上，或流道以单独一个位于模头主体(1)的中央位 置。3. 如权利要求1或2所述的成型模头装置，其特征在于:所述模头进料口（2)的流道收缩 角度α为60°~80°。4. 如权利要求1所述的成型模头装置，其特征在于:所述外孔呈方形，方形外孔的长和 宽分别为L、W。5. 如权利要求4所述的成型模头装置，其特征在于:方形外孔长L为8~50mm，宽W为1~ 2.5mm〇6. 如权利要求1所述的成型模头装置，其特征在于:所述外孔呈多棱形，多棱形外孔的 棱数为N，外孔所在圆弧半径分别为Ri、R 2,各棱所在外切圆半径为R3。7. 如权利要求6所述的成型模头装置，其特征在于:多棱形外孔的棱数N所在范围为 N<8,圆弧半径分别为Ri为0.5~1.5mm，R2为0.5~3mm，各棱所在外切圆半径R3所在范围为8. 如权利要求1所述的成型模头装置，其特征在于：内孔是在外孔的基础上放大0.1~ 1.5倍，外孔与内孔通过光滑斜面或弧面或以上两种连接面的组合方式相连。9. 如权利要求1所述的成型模头装置，其特征在于:所述成型模头装置整体镀上一层或 多层特氟龙。
【文档编号】A21C11/16GK205682303SQ201620589248
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月17日 公开号201620589248.0, CN 201620589248, CN 205682303 U, CN 205682303U, CN-U-205682303, CN201620589248, CN201620589248.0, CN205682303 U, CN205682303U
【发明人】金征宇, 焦爱权, 李静鹏, 徐学明, 谢正军
【申请人】江南大学