食品膨化机的挤出机构的制作方法

本发明涉及食品加工机械技术领域，尤其是涉及一种食品膨化机的挤出机构。

背景技术：

随着我国国民经济发展和居民消费水平的提高，休闲食品已成为人们日常食品消费中的重要组成部分。食品工业是一个有市场有发展的行业，民以食为天，吃饭第一，食品是人人不可缺少的大事。休闲食品每年的生产总值和销售额都在万亿以上，其中2.6亿的各类在校学生及中青年人员是休闲食品的忠实粉丝。其中，条状挤压膨化类食品是休闲食品的重要组成部分，是品种最多、产量最大，最受消费者喜爱的休闲食品。在生产过程中，要求其膨化效果好，松软、韧性强；30多种调味品搅拌均匀、味道鲜美、可口。因此对其生产设备提出了高的要求。

其中，膨化机的挤出机构是膨化机的核心部件。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的生产食品膨化机中生产效率差、产品质量差，生产成本高；其中，为了使得食品受热膨化，需要在挤出机构部分额外设置加热装置，如通过电阻加热、电磁感应加热或红外线加热等；上述结构较为复杂，且温度难以控制，温度稍高即会导致物料焦糊，影响食品的口感；或者在物料输送不均匀的情况下，上述加热方式易导致加热温度不均匀，膨化效果参差不齐，严重影响了产品质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种食品膨化机的挤出机构，以解决现有技术中存在的挤出机构中需要额外设置加热装置，设备结构复杂的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的食品膨化机的挤出机构，包括：

螺杆组件，其包括螺杆和箱体，所述螺杆设置于所述箱体的内部，所述箱体上设置有进料口；

驱动装置，其设置于所述螺杆的一端并带动所述螺杆旋转；

所述螺杆由进料端至出料端分别为送料段、加热段和乳化段，所述加热段的螺纹旋向与所述送料段的螺纹旋向和所述乳化段的螺纹旋向均相反；

模具组件，其设置于所述螺杆组件的出料端。

优选的，所述送料段的螺杆旋向为右旋，所述加热段的螺杆旋向为左旋，所述乳化段的螺杆旋向为右旋。

优选的，所述加热段的螺纹导程值均小于所述送料段的螺纹导程值和所述乳化段的导程值。

优选的，所述送料段和所述乳化段的导程值为40mm-50mm，所述加热段的导程值为20mm-30mm。

优选的，所述螺杆与所述箱体的内壁之间的间隙≤0.5mm。

优选的，所述螺杆组件的出料端设置有压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和所述温度传感器均连接有控制器，所述控制器与所述驱动装置连接并能控制所述驱动装置的转速。

优选的，所述驱动装置包括伺服电机和减速机，所述伺服电机与所述螺杆通过联轴器连接。

优选的，所述螺杆的螺槽深度为10mm-20mm。

优选的，所述模具组件包括法兰式模具体和模具板，所述模具板设置于所述法兰式模具体的内部，所述法兰式模具体通过铰链连接于所述箱体的出料端。

优选的，所述模具板上均匀分布有多个模具孔，多个所述模具孔周向分布。

本发明提供的食品膨化机的挤出机构，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、搅拌后的面团进入到挤出机构，挤出机构的螺杆由进料端至出料端分别为送料段、加热段和乳化段，加热段的螺纹旋向与送料段的螺纹旋向和乳化段的螺纹旋向均相反，旋向的改变使得推进速度变慢，物料在箱体内部的挤压力及摩擦力增大，经由螺杆不同的区域、在挤压与(螺杆与箱体内壁)摩擦力的共同作用下，实现膨化食品无热源自熟。上述设备的生产效率为(250-280)kg/h，是原始设备的(3-4)倍，且膨化效果好，生产的膨化食品松软、强筋，味道鲜美、口感舒适。

2、在挤出机构的出料端安装有压力传感器和温度传感器，形成的闭环回路控制伺服电机转速，电机的转速影响螺杆产生的挤压力，挤压力越大其产生的热量越多，通过上述方式能够自动调整膨化辣条自熟温度和食品挤压形状的一致形要求，保证产品质量。

3、在挤出机构的出料端安装有法兰式模具体，更换模具体内模具孔的形状，即可生产出不同规格、不同形状的膨化食品。模具体用铰链与箱体安装，更换挤压模板时，松开安装螺钉，使法兰盘模具体绕模具安装铰链旋转可以很方便的更换挤压模板。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明食品膨化机的整体结构图；

图2是挤出机构的的整体示意图；

图3是挤出机构的内部结构示意图；

图4是螺杆的结构示意图；

图5是模具组件的结构示意图；

图6是第一种模具板的结构示意图；

图7是第二种模具板的结构示意图；

图中1、机身；2、二次送料机构；3、搅拌机构；4、挤出机构；41、伺服电机；42、螺杆；421、送料段；422、加热段；423、乳化段；43、箱体；44、进料口；5、模具组件；51、铰链；52、法兰式模具体；53、模具板；54、螺钉；55、模具孔；6、压力传感器；7、温度传感器；8、电控操作台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1-图3，图1是本发明食品膨化机的整体结构图，图2是挤出机构的整体示意图，图3是挤出机构的内部结构示意图；本发明提供了一种食品膨化机的挤出机构4，包括：螺杆42组件，其包括螺杆42和箱体43，螺杆42设置于箱体43的内部，箱体43上设置有进料口44；驱动装置，其设置于螺杆42的一端并带动螺杆42旋转；

螺杆42由进料端至出料端分别为送料段421、加热段422和乳化段423，加热段422的螺纹旋向与送料段421的螺纹旋向和乳化段423的螺纹旋向均相反；模具组件5，其设置于螺杆42组件的出料端。

本发明提供的食品膨化机的挤出机构4，其有益效果为：搅拌后的面团进入到挤出机构4，挤出机构4的螺杆42由进料端至出料端分别为送料段421、加热段422和乳化段423，加热段422的螺纹旋向与送料段421的螺纹旋向和乳化段423的螺纹旋向均相反，旋向的改变使得推进速度变慢，物料在箱体43内部的挤压力及摩擦力增大，经由螺杆42不同的区域、在挤压与(螺杆42与箱体43内壁)摩擦力的共同作用下，实现膨化食品无热源自熟，无需另外设置加热装置，节省了成本，结构更加简单易于操作。

上述设备的生产效率为(250-280)kg/h，是原始设备的(3-4)倍，且膨化效果好，生产的膨化食品松软、强筋，味道鲜美、口感舒适。

其中，机外强筋面粉、食用油及30多种调料混合后的面团在搅拌电机的带动下，经过搅拌器的搅拌，使混合后的面团与食用油、30多种调料充分搅拌，为膨化辣条提供了面筋韧性强、味道鲜美、口感舒适的原料。为了传送的均一性，防止面团堆积，在搅拌机构3之后设置二次送料机构2，经由上工序将面团送入锥形料斗。二次送料机构2采用大导程的螺旋再配置变频电机，有效控制面团的推进速度并防止在推进过程中面团的堆积；之后再送入到挤出机构4中进行膨化成型。

作为可选的实施方式，参照图3和图4，图4是螺杆的结构示意图；具体的，为了使得送料段421和乳化段423与加热段422的螺旋旋向不同，送料段421的螺杆42旋向为右旋，加热段422的螺杆42旋向为左旋，乳化段423的螺杆42旋向为右旋。

图3中的箭头方向表示面团的推进方向，搅拌好的面团首先进入螺杆42组件的送料段421，面团随着螺杆42左旋，之后进入加热段422，旋转方向变为右旋，方向的改变会使得面团推进速度变慢，摩擦力增大，由于挤压与摩擦力作用使得面团升温。

作为可选的实施方式，参照图3，加热段422的螺纹导程值均小于送料段421的螺纹导程值和乳化段423的导程值。螺纹导程值越小，面团在螺杆42组件中的挤压力越大、摩擦力越大，其热量越高，容易对面团进行加热。

作为可选的实施方式，送料段421和乳化段423的导程值为40mm-50mm，加热段422的导程值为20mm-30mm。

其中，优选的是，螺杆42的送料段421和乳化段423导程值均为40mm的右旋梯形螺纹，较大的导程值可以把搅拌好的面团料快速的推入加热段422挤压摩擦，提高生产率。同时把经过挤压摩擦加热自成熟又经膨化后的辣条料乳化(变软)快速进入模具组件5，经由设定好孔形的模板生产出所需要的辣条。

优选的，螺杆42中段即加热段422是导程值均为20mm-30mm的左旋梯形螺纹，由左段快速送来的物料进入中段后导程值变为20mm-30mm，梯形螺纹由右旋变为左旋，推进速度变慢，挤压力及摩擦力增大，提高了物料自成熟的温度。

作为可选的实施方式，螺杆42与箱体43的内壁之间的间隙≤0.5mm。

适当减小螺杆42和箱体43内壁之间的距离能够增大面团在螺杆42组件中的挤压力和摩擦力，利于提高螺杆42内的温度，实现自熟。

作为可选的实施方式，参照图2，螺杆42组件的出料端设置有压力传感器6和温度传感器6，压力传感器5和温度传感器6均连接有控制器，控制器与驱动装置连接并能控制驱动装置的转速。电机的转速影响螺杆产生的挤压力，挤压力越大其产生的热量越多，通过上述方式能够自动调整膨化辣条自熟温度和食品挤压形状的一致形要求，保证产品质量。

在螺杆42组件出料端安装有压力传感器和温度传感器，对其内部的压力和温度进行实时监测，其将检测的压力及温度信号传递到控制器中，其中控制器已经是成熟的技术，如现有的plc、单片机等均可满足实现上述功能，如控制器可选用西门子s7-200系列plccpu224xpcn，经传感器输入的信息并通过通讯端口传送到plc。经运算后，plc输出模拟量，并连接到控制器的模拟量输入端口。控制器对接收到的模拟量进行内部运算，而后驱动驱动电机达到相应的转速。而驱动装置的转速影响螺杆42组件内部的压力和温度，形成的反馈信号通过plc控制可实现螺旋送料、螺杆42挤压的温度、速度及压力的自适应调整。

作为可选的实施方式，驱动装置包括伺服电机41和减速机，伺服电机41与螺杆42通过联轴器连接。

作为可选的实施方式，螺杆42的螺槽深度为10mm-20mm。

其中优选的，为加大螺杆42的推进量，提高生产率，螺杆42的齿形高度控制在10mm-20mm之间，在上述范围内齿形高度越大推进效率越高。

作为可选的实施方式，参照图2、图3和图5，图5是模具组件的结构示意图；模具组件5包括法兰式模具体52和模具板53，模具板53设置于法兰式模具体52的内部，法兰式模具体52通过铰链51连接于箱体43的出料端。

其中，模具组件5的法兰式模具体52是通用件，模具组件5用铰链51与箱体43安装，更换模具板53时，松开螺钉54，模具板53绕法兰盘式模具体安装铰链51旋转可以很方便的更换挤压模具板53。

作为可选的实施方式，参照图6和图7，图6是第一种模具板的结构示意图，图7是第二种模具板的结构示意图；模具板53上均匀分布有多个模具孔55，多个模具孔周向分布。

其中，模具孔是根据膨化辣条规格形状的不同而改变，模具板53是可更换件，方便膨化辣条休闲食品的系列化生产。在螺杆42组件的出料端安装有法兰式模具体52，该模具体是通用件，更换模具体内装模具板53，即可生产出长方形、圆形等不同形状的膨化辣条。如图5和图6所示，可根据需要使用带有方形模具孔55的模具板53和带有圆形模具孔55的模具板53，或者根据实际情况做适应性调整。

其中，机身1、法兰式模具体52、模具板53、螺杆42及端盖法兰等均采用304不锈钢制成，满足食品卫生及机构刚性要求。还可根据实际情况在机身1上设置电控操作台8与上述控制器连接以便于手动控制。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。