适用于3D打印植物蛋白肉过程的组织化蛋白挤出装置

适用于3d打印植物蛋白肉过程的组织化蛋白挤出装置
技术领域
1.本实用新型属于植物蛋白肉制造领域，涉及一种适用于3d打印植物蛋白肉过程的组织化蛋白挤出装置。


背景技术：

2.随着全球人口的增长，人类对于动物肉类这一人体蛋白质主要来源需求不断增加，致使动物肉类消费量大，导致传统畜牧业养殖的规模也不断扩大。而目前畜牧养殖已经成为了资源消耗和环境污染等全球化问题的主要来源。以植物提取物质为主要营养成分的人造肉对于实现碳达峰碳中和目标具有重大意义。植物蛋白人造肉是以大豆、小麦、豌豆等从植物中提取的蛋白质为主要原料，添加脂质、维生素、糖类等人体所需营养成分以及调味剂、粘结剂、着色剂等添加剂，利用挤压、剪切等工艺技术方法，实现对蛋白质的热剪切和压力等作用，使蛋白质发生重组，生成类似于动物肉类的组织。
3.制备植物蛋白肉的方法主要有机器热塑挤压法制造、3d打印制造等，其中3d打印制造植物蛋白肉的设备是当下研究的热点。将传统3d打印机改变为可进行植物蛋白肉3d打印的设备，其中大部分结构都要进行适应性设计和改造，而3d打印机的原料挤出设备将原料挤出给3d打印机喷头，在该过程中原料的状态直接影响最终成品的品质，而传统的3d打印机挤出供料装置体积小、功能单一，无法适应3d打印植物蛋白肉过程对挤出装置的要求，研发新一代挤出装置是植物蛋白肉3d打印设备制造的关键环节。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种适用于3d打印植物蛋白肉过程的组织化蛋白挤出装置，以适应3d打印植物蛋白肉过程对挤出装置的要求，同时提高生产效率和成品品质。
5.为达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
6.本实用新型提供一种适用于3d打印植物蛋白肉过程的组织化蛋白挤出装置，包括仓体，仓体上设置进料管和出料管，仓体内设置异向啮合双螺杆，异向啮合双螺杆通过传动机构与减速电机相连，传动机构由锥齿轮、转轴组成，转轴与减速电机的输出端传动连接，其上设置对称的两个锥齿轮，异向啮合双螺杆的同侧端均设置有与两个锥齿轮分别啮合传动的配套锥齿轮。
7.进一步，还包括基座，仓体设置在基座上，转轴通过两端的轴承及轴承座设置在基座上。
8.进一步，仓体由上盖、下箱体组成，且上盖与下箱体的接触处设置凸筋与凹槽的卡合结构。
9.进一步，仓体上设有电加热片，电加热片由设于上盖内的上加热片和设于下箱体内的下加热片组成。
10.进一步，还包括控制器，控制器用于控制加热温度并与电加热片电性连接。
11.进一步，出料管和进料管的外管壁上设置与控制器电性连接的保温组件。
12.进一步，出料管为耐高温软质管，进料管为耐高温硬质管或金属管。
13.本实用新型的技术效果在于：
14.本实用新型提及的适用于3d打印植物蛋白肉过程的组织化蛋白挤出装置，采用对称的异向啮合双螺杆挤出供料，使植物蛋白肉3d打印过程实现持续供料，增大了供料的速度，提高了供料稳定性，在双螺杆挤出过程中可对原料进行再次搅拌和一定程度加工保证了成品质量，同时在整套挤出系统中设计有温度控制装置，可保证整个环节的原料处于适宜的温度，提高了成品品质。
15.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
16.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
17.图1为本实用新型中适用于3d打印植物蛋白肉过程的组织化蛋白挤出装置的结构示意图；
18.图2为图1的仓体分解示意图；
19.图3为异向啮合双螺杆的结构示意图；
20.图4为仓体的下箱体的剖视示意图；
21.附图标记：进料管1，出料管2，减速电机3，传动机构4，仓体5，基座6，电加热片7，控制器8；锥齿轮4a，转轴4b，轴承及轴承座4c；上盖5a，下箱体5b，垫片5b1，螺纹连接件5b2，顶尖结构5b3；异向啮合双螺杆5c；上加热片7a，下加热片7b。
具体实施方式
22.下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
23.如图1-3所示，本实施例提供的一种适用于3d打印植物蛋白肉过程的组织化蛋白挤出装置，包括仓体5，该仓体5内设置异向啮合双螺杆5c，该仓体5上设置进料管1和出料管2，异向啮合双螺杆5c通过传动机构4与减速电机3相连，传动杆机4构由转轴4b、锥齿轮4a组成，转轴4b与减速电机3的输出端传动连接，其上设置对称的两个锥齿轮4a，异向啮合双螺杆5c的同侧端均设置有与两个锥齿轮4a分别啮合传动的配套锥齿轮。这样，由进料管接收上一工序中的组织化蛋白质料进入到仓体内，并由异向啮合双螺杆实施搅拌后，以将原料推进同时有进一步混合作用，再从出料管输向3d打印设备，以配合3d打印设备实施植物蛋白肉的制造。
24.在本实施例中，仓体5上设有电加热片7，用于对仓体5内的搅拌料进行加热，该电
加热片7由设于上盖5a内容腔的上加热片7a和设于下箱体5b内容腔的下加热片7b组成，且电加热片7还与控制器8电性连接，用于各部分温度的控制。另外，进料管1和出料管2的外管壁上还设有保温组件(未画出)，且保温组件和控制器8相连，用以使原料在管路中温度稳定，保证成品效果，提高产品质量。而出料管2采用耐高温软质管，使其可随出口处连接的3d打印机头运动而产生位置变化；而进料管1采用耐高温硬质管或金属管。这样，传热性能好，便于温度控制。
25.在本实施例中，该仓体5安装在基座6上，以便于固定仓体，而转轴4b通过其两端的轴承及轴承座4c也设置在基座6上，以便于装配安装，同理，减速电机3也可以安装在基座6上，同样可以优化装配。而仓体5则由上盖5a、下箱体5b组成，且上盖5a与下箱体5b的接触处设置凸筋与凹槽的卡合结构，有益于安装及密封。这样，受电加热片加热时，凸筋和凹槽相互贴合部分中并位于上盖的凸筋更靠近热源，受热胀冷缩作用影响，膨胀体积较大，再加上盖和下箱体之间的螺栓螺母连接，以此来使上盖和下箱体贴合更紧密，防漏效果更好。
26.如图4所示，在本实施例中的下箱体5b内部设有顶尖结构5b3，用于对异向啮合双螺杆进行轴向定位，使运行时挤出更稳定。出料管2通过垫片5b1和螺纹连接件5b2密封连接在下箱体5b的出料口上，且出料管2的管口紧贴垫片5b1一端，垫片5b1的另一端则紧贴下箱体5b出料口，外围设有的螺纹连接件5b2对出料管2整体进行连接和固定。
27.在本实施例中，异向啮合双螺杆5c包括左旋螺杆和右旋螺杆，两者在同一端设计有一段光杆，其余部分则为螺杆，在光杆头部设计有和转轴4b上布置的锥齿轮4a相啮合的配套锥齿轮，且该配套锥齿轮和螺杆为一体结构，异向啮合双螺杆头部的锥齿轮参数相同，高度尺寸相同，螺旋部分结构参数相同，左旋螺杆上螺纹为左旋，右旋螺杆螺纹为右旋。
28.采用上述方案，本挤出装置不仅可以用于将原料输送给下一机构(3d打印设备)，还可对原料进行再一次混合和粗加工。其具体工作过程为：原料由上一处理阶段输送至进料管1，同时在原料自发流动趋势下经由进料管1进入挤出装置的仓体5内；减速电机3的主轴旋转带动传动机构4的转轴4b旋转，转轴4b旋转带动锥齿轮4a及异向啮合双螺杆5c异向旋转且螺旋部分相互啮合，由此进入到挤出装置中的原料会在螺杆挤压的轴向力作用下被运输到出料管2，再经由出料管2输送到下一阶段的装置。这样，本挤出装置采用对称的异向啮合双螺杆挤出供料结构，使植物蛋白肉3d打印过程实现持续供料，增大了供料的速度，提高了供料稳定性，同时设置有温度控制系统，使用前需根据所需原料实际温度进行调整，在打印过程中保证原料温度保持稳定，提高产品质量。
29.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。