CN107319617B - 一种多食材混合的食品加工设备及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多食材混合的食品加工设备，解决了食材挤出效率低的问题，解决该问题的技术方案主要包括多个进料组件、多个挤出组件和一个用于混合输出的输出器，输出器上设有多个输入口和输出口，每个挤出组件连通一个进料组件和一个输入口，挤出组件包括挤出壳体和挤出电机，挤出壳体内设有隔套和连接于挤出电机的挤出轴，隔套将挤出壳体的内腔分隔为导入腔和用于安装挤出轴的挤压腔，挤出壳体上设有与导入腔连通的挤入口和连通于挤压腔的挤出口，所述隔套背离挤出轴的一侧设有用于防止食材回退的止回凸起，止回凸起对准于挤入口。本发明还公开了食品加工设备的食品加工方法。

Description

一种多食材混合的食品加工设备及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种多食材混合的食品加工设备，还提供一种采用该食品加工设备加工的食品加工方法。

背景技术

在食品加工行业，为满足消费者的心理需求，需要将食材制作成各种造型或多种色彩和图样进行装饰，但传统的食品造型和着色装饰都是手工完成的，不仅制造效率低、人工成本高，而且质量的稳定性低，无法对造型复杂产品的重复大量生产。现有技术将数控技术引入食品加工行业，提供了一种基于数控技术的3D食品打印机，上述食品打印机需要运用蠕动泵、气泵或柱塞式类注射装置进行供给，但蠕动泵、气泵或柱塞式类注射装置的压力有限，只能对流动性的食材进行挤压，而对于粘度大或流动性差的食材无法对其进行挤压推动，即无法保证食品加工过程中出料的连续性和效率，影响整个食品的造型和花纹的加工。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种多食材混合的食品加工设备，食材的挤出效率高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多食材混合的食品加工设备，包括多个进料组件、多个挤出组件和一个用于混合输出的输出器，输出器上设有多个输入口和至少一个输出口，每个挤出组件连通一个进料组件和一个输入口，挤出组件包括挤出壳体和挤出电机，挤出壳体内设有隔套和连接于挤出电机的挤出轴，隔套将挤出壳体的内腔分隔为导入腔和用于安装挤出轴的挤压腔，挤出壳体上设有与导入腔连通的挤入口和连通于挤压腔的挤出口，所述隔套背离挤出轴的一侧设有用于防止食材回退的止回凸起，止回凸起对准于挤入口。

进一步的，所述止回凸起的横截面大于或等于挤入口的截面积。

进一步的，所述隔套为板状结构，止回凸起与挤入口的形状一致并凸出于隔套。

进一步的，所述挤出轴包括第一挤出段、第二挤出段和对准于挤出口的光滑段，光滑段位于第一挤出段和第二挤出段之间，隔套上设有连通导入腔和挤压腔的第一挤压进口和第二挤压进口，第一挤压进口与第一挤出段远离光滑段的一端对准，第二挤压进口与第二挤出段远离光滑段的一端对准。

进一步的，所述挤出轴在第一挤出段和第二挤出段均设有螺旋状的挤出叶片，第一挤出段和第二挤出段上的挤出叶片的旋向相反。

进一步的，所述挤出轴包括第一挤出轴和第二挤出轴，第一挤出轴连接于挤出电机，第一挤出轴上的第一挤出段和第二挤出段的挤出叶片的旋向相反，第二挤出轴上的第一挤出段和第二挤出段的挤出叶片的旋向相反，第一挤出轴上的第一挤出段与第二挤出轴上的第一挤出段的挤出叶片配合，第一挤出轴上的第二挤出段与第二挤出轴上的第二挤出段上的挤出叶片配合。

进一步的，所述第一挤出轴相比第二挤出轴靠近挤出口，第一挤出轴的光滑段和第二挤出轴的光滑段均与挤出口对准。

进一步的，所述隔套面向挤出轴的一侧设有凹槽，凹槽对准于光滑段。

进一步的，所述进料组件包括料斗、搅拌电机和设于料斗中的搅拌叶轮，搅拌电机带动搅拌叶轮转动，料斗底部设有供食材输出的料斗输出口，料斗和挤出组件之间设有控制料斗和挤出组件通断的电磁阀，电磁阀的进口连通于料斗输出口，电磁阀的出口连通于挤入口。

本发明还提供了食品加工设备的食品加工方法，所述食品加工设备为上述方案所述的多食材混合的食品加工设备，多食材混合的食品加工设备电连接有上位机，输出口下方设有工作台，工作台包括用于放置食品的工作台面和工作台电机，工作电机带动工作台面在空间内移动，多食材混合的食品加工设备的加工方法包括以下步骤：

步骤1：将上位机上存储的食品加工方案通过切片软件形成层片数据，从而得到打印参数，打印参数包括工作台运动的轨迹参数和不同食材从对应的挤出组件挤出的食材体积参数和时序参数；

步骤2：向各个料斗内添加不同的食材，根据不同食材从对应的挤出组件挤出的食材体积参数和时序参数分别控制搅拌电机的转动、挤出电机的转动和电磁阀的开闭，从而控制各个进料组件向输出器输送食材的体积和时序，多种食材在输出器内混合后从输出口挤出至工作台面上；

步骤3：根据工作台运动的轨迹参数控制工作台电机转动，工作台电机带动工作台面按预设轨迹运动，输出口挤出的食材在工作台面上形成预设造型的食品。

进一步的，所述工作台上设有用于加热工作台面的加热装置，加热装置在步骤3中预设造型的食品打印完成后启动以对食品进行加热。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

一方面，多种食材通过不同的进料组件和挤出组件进入输出器混合，混合后的食材通过输出口挤出，即一个输出口实现多种食材的喷出成型，不仅可以成型具有不同食材配比的食品，而且简化食品加工设备的结构，大大减小了整个食品加工设备的体积，同时，挤出组件为不同食材从进料组件进入输出器提供动力，促进食材向输出器流动和聚集，保证输出口出料的连续性，挤出组件通过挤出轴推动食材向输出器运动，推动力大，稳定性高；另一方面，隔套与挤出壳体形成食材的导入通道，引导食材向挤压腔流动，保证挤出轴持续推动食材向挤出口运动，同时，隔套阻止挤出口处的食材向挤入口流动，提高挤出效率；最后，止回凸起的设置减小了导入腔入口处的流通面积，避免流动性较大的食材在进入导入腔后大量回流。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为实施例一中多食材混合的食品加工设备的结构图(一)；

图2为实施例一中多食材混合的食品加工设备的结构图(二)；

图3为实施例一中多食材混合的食品加工设备的局部爆炸图；

图4为实施例一中挤出组件的剖视图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供一种多食材混合的食品加工设备，如图1至图4所示，包括多个进料组件6、多个挤出组件1、一个用于混合输出的输出器7和回收箱4，输出器7上设有多个输入口、一个输出口72和一个回收出口，每个挤出组件1连通一个进料组件6和一个输入口，回收箱4连通于回收出口，挤出组件1包括挤出壳体10和挤出电机，挤出壳体10内设有隔套3和连接于挤出电机的挤出轴2，隔套3将挤出壳体10的内腔分隔为导入腔13和用于安装挤出轴2的挤压腔14，挤出壳体10上设有连通于导入腔13的挤入口11和连通于挤压腔14的挤出口12，隔套3背离挤出轴2的一侧设有用于防止食材回退的止回凸起34，止回凸起34对准于挤入口11。

一方面，多种食材通过不同的进料组件6和挤出组件1进入输出器7混合，混合后的食材通过输出口72挤出，即一个输出口72实现多种食材的喷出成型，不仅可以成型具有不同食材配比的食品，而且简化食品加工设备的结构，大大减小了整个食品加工设备的体积，同时，挤出组件1为不同食材从进料组件6进入输出器7提供动力，促进食材向输出器7流动和聚集，保证输出口72出料的连续性，挤出组件1通过挤出轴2推动食材向输出器7运动，推动力大，稳定性高；另一方面，隔套3与挤出壳体10形成食材的导入通道，引导食材向挤压腔14流动，保证挤出轴2持续推动食材向挤出口12运动，同时，隔套3阻止挤出口12处的食材向挤入口11流动，提高挤出效率；最后，止回凸起34的设置减小了导入腔13处的流通面积，避免流动性较大的食材在进入导入腔13后大量回流。

止回凸起34的横截面大于或等于挤入口11的截面积。止回凸起34覆盖整个挤入口11，增强了止回凸起34阻止导入腔13内的食材回流的效果，本实施例中，隔套3为板状结构，止回凸起34与挤入口11的形状一致并凸出于隔套3。从而挤入口11处的挤入食材分布更加均匀，保证止回凸起34四周受力均匀。

挤出轴2上设有第一挤出段201、第二挤出段202和位于第一挤出段201和第二挤出段202之间的光滑段203，光滑段203对准于挤出口12，隔套3上设有连通导入腔13和挤压腔14的第一挤压进口31和第二挤压进口32，第一挤压进口31与第一挤出段201远离光滑段203的一端对准，第二挤压进口32与第二挤出段202远离光滑段203的一端对准。光滑段203位于第一挤出段201和第二挤出段202之间，促进食材从第二挤出轴22的两端向中间的光滑段203运动，提高了挤出轴2的推动效率，利于食材在光滑段203快速聚集，并最终从挤出口12进入输出器7。

挤出轴2在第一挤出段201和第二挤出段202均设有螺旋状的挤出叶片，第一挤出段201和第二挤出段202上的挤出叶片的旋向相反。从而第一挤出段201受到的轴向力和径向力分别与第二挤出段202受到的轴向力和径向力相反，从而相互抵消，避免了挤出轴2与挤出壳体10转动连接处的局部应力过大而破损，也降低了挤出电机的功率要求和耗电量。

隔套3面向挤出轴2的一侧设有凹槽33，凹槽33对准于光滑段203。凹槽33的设置提高了挤压腔14在光滑段203处的容纳空间，从而食材可以大量在光滑段203处聚集，提高了挤出口12处的出料压力，保证挤压腔14内的食材从挤出口12连续流出。

挤出轴2包括第一挤出轴21和第二挤出轴22，第一挤出轴21连接于挤出电机，第一挤出轴21和第二挤出轴22平行设置，第一挤出轴21远离挤出电机的一端设有第一齿轮51，第二挤出轴22上设有第二齿轮52，第一齿轮51啮合于第二齿轮52。第一挤出轴21与第二挤出轴22的双挤出轴设置提高了挤出轴2与食材的接触面积，进一步提高了食材在挤压腔14内的移动速度，同时，第一挤出轴21与第二挤出轴22通过齿轮啮合，传动效率和稳定性高，本实施例中，第一挤出轴21紧贴挤出壳体10的内壁，第二挤出轴22紧贴隔套3，减小了第一挤出轴21和第二挤出轴22与挤压腔14内壁的间距，从而挤压腔14内的食材均能被挤出轴2推动至光滑段203，避免食材长时间滞留而腐烂，保证了整个食品加工设备的使用卫生，同时，食材受到第一挤出轴21和第二挤出轴22与挤压腔14的腔壁之间挤压、撕扯和剪切，从而达到研磨效果，细化食材的颗粒，更利于食材的流动。

第一挤出轴21上的第一挤出段201与第二挤出段202的挤出叶片的旋向相反，第二挤出轴22上的第一挤出段201和第二挤出段202的挤出叶片的旋向相反。从而第一挤出轴21上的第一挤出段201与第二挤出轴22上的第一挤出段201均推动食材从第一挤压进口31向光滑段203移动，第一挤出轴21上的第二挤出段202和第二挤出轴22上的第二挤出段202均推动食材从第二挤压进口32向光滑段203移动，挤出效率高。第一挤出轴21上的第一挤出段201与第二挤出轴22上的第一挤出段201的挤出叶片配合，即第一挤出轴21上的第一挤出段201的挤出叶片伸入第二挤出轴22的第一挤出段201上相邻挤出叶片形成的凹槽中，从而两个挤出轴的第一挤出段201之间的间隙小，同样，第一挤出轴21上的第二挤出段202与第二挤出轴22上的第二挤出段202的挤出叶片配合，即第一挤出轴21上的第二挤出段202的挤出叶片伸入第二挤出轴22的第二挤出段202上相邻挤出叶片形成的凹槽中，从而两个挤出轴上第二挤出段202之间的间隙小，利于食材在第一挤出轴21和第二挤出轴22之间进一步细化和研磨，促进食材的移动。

第一挤出轴21相比第二挤出轴22靠近挤出口12，保证挤出轴2在挤出口12处对食材具有足够大的推动力，促进食材流出挤出口12，第一挤出轴21的光滑段203和第二挤出轴22的光滑段203均与挤出口12对准，保证光滑段203的食材快速流出挤出口12。

进料组件6包括料斗61、搅拌电机62和设于料斗61中的搅拌叶轮63，搅拌电机62带动搅拌叶轮63转动，料斗61底部设有料斗输出口612，料斗输出口612连通于挤入口11，搅拌叶轮63转动带动食材向料斗输出口612运动，也利于将料斗61中的食材搅拌均匀，促进食材向料斗输出口612流动。本实施例中，所述料斗61下方设有支撑料斗61的料斗支板611和带传动组件64，搅拌电机62和带传动组件64分别固定于料斗支板611的两侧，搅拌电机62的输出轴穿过料斗支板611连接于带传动组件64，带传动组件64设有传动轴641，传动轴641穿过料斗支板611和料斗61的底面与搅拌叶轮63连接，搅拌电机62通过带传动组件64带动搅拌叶轮63转动，传动的稳定性更高。

料斗61和挤出组件1之间设有电磁阀8，电磁阀8的进口通过第一管体91连通于料斗输出口612，电磁阀8的出口通过第二管体92连通于挤入口11。电磁阀8控制料斗61和挤出组件1的通断，从而保证食品加工过程中进料组件6内的食材顺利进入挤出组件1，完成该食材的挤出时，进料组件6内的食材不再向挤出组件1流动。

本实施例中，输出口72和回收出口也可以设置多个。

本实施例中，第一挤出轴21与第二挤出轴22之间也可以不存在传动关系，具体地，所述挤出电机包括第一电机和第二电机，第一电机连接于第一挤出轴21驱动第一挤出轴21旋转，第二电机连接于第二挤出轴22驱动第二挤出轴22旋转。

本实施例中，所述挤出轴2也可以为一个，挤出轴2横向置于挤压输入口11和挤出口12之间。

本实施例中，回收箱4通过回收出口收集输出器7内剩余的食材，避免输出器7内混合后的食材再次流入各个挤出组件1内。

本实施例中，第一挤压进口31和第二挤压进口32也可以由隔套3和挤出壳体10的内壁形成。

实施例二

本实施例提供了食品加工设备的食品加工方法，食品加工设备为实施例一中的多食材混合的食品加工设备，多食材混合的食品加工设备电连接有上位机，输出口72下方设有工作台74，工作台74包括用于放置食品的工作台面740和工作台电机，工作台电机带动工作台面740在空间内移动，多食材混合的食品加工设备的加工方法包括以下步骤：

步骤1：将上位机上存储的食品的加工方案通过切片软件形成层片数据，从而得到打印参数，打印参数包括工作台面740运动的轨迹参数和不同食材从对应的挤出组件挤出的食材体积参数和时序参数；

步骤2：向各个料斗61内添加不同的食材，根据不同食材从对应的挤出组件挤出的食材体积参数和时序参数分别控制搅拌电机62的转动、挤出电机的转动和电磁阀8的开闭，从而控制各个进料组件6向输出器7输送食材的体积和时序，多种食材在输出器7内混合后从输出口72挤出至工作台面740上；

步骤3：根据工作台运动的轨迹参数控制工作台电机转动，工作台电机带动工作台面740按预设轨迹运动，输出口72挤出的食材在工作台面740上形成预设造型的食品。

本实施例中，工作台电机包括第一电机741、第二电机742和第三电机743，第一电机741带动工作台面740沿第一方向运动，第二电机742带动工作台面740沿第二方向运动，第三电机743带动工作台面740沿第三方向运动，第一方向、第二方向和第三方向两两垂直，具体地，第一方向为高度方向，第二方向和第三方向为水平方向。根据工作台运动的轨迹参数分别控制第一电机741、第二电机742和第三电机743正反转动，从而带动工作台面740在三维空间内移动，工作台面740相对输出口73运动，满足食品的立体加工，即实现多种造型。当然，工作台电机也可以只包括第二电机742和第三电机743，从而实现工作台面740在水平面内移动至预设范围内的任意位置。

根据不同食材从对应的挤出组件挤出的食材体积参数控制电磁阀8导通时间长短、挤出电机的转动时间长短和搅拌电机62的转动时间长短，从而控制进料组件6输送至挤出组件1的食材体积，挤出食材之间相互混合形成所需颜色或成分配比的混合食材，并从输出口73挤出，实现多种颜色混合或混合口感的食品，同时，根据不同食材从对应的挤出组件挤出的时序参数控制电磁阀8开闭时刻、挤出电机的搅拌电机62的转动和止转的时刻，从而控制各个食材的挤出顺序，保证预设几种食材的混合顺利进行以及食品整体造型的加工。

本实施例中，工作台上设有用于加热工作台面的加热装置，加热装置在步骤3中预设造型的食品打印完成后启动以对食品进行加热。从而对成型的食材直接加热，即在工作台74上即实现食材的熟制加工形成即可入口的食品，不仅形成一条龙的加工程序，加工效率高，而且避免从输出口73挤出成型的食材搬运至加热处而引发造型变形或食材变质，保证成型食品的质量。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种多食材混合的食品加工设备，包括多个进料组件、多个挤出组件和一个用于混合输出的输出器，输出器上设有多个输入口和至少一个输出口，每个挤出组件连通一个进料组件和一个输入口，挤出组件包括挤出壳体和挤出电机，挤出壳体内设有隔套和连接于挤出电机的挤出轴，隔套将挤出壳体的内腔分隔为导入腔和用于安装挤出轴的挤压腔，挤出壳体上设有与导入腔连通的挤入口和连通于挤压腔的挤出口，其特征在于：所述隔套背离挤出轴的一侧设有用于防止食材回退的止回凸起，止回凸起对准于挤入口，所述挤出轴包括第一挤出段、第二挤出段和对准于挤出口的光滑段，光滑段位于第一挤出段和第二挤出段之间，隔套上设有连通导入腔和挤压腔的第一挤压进口和第二挤压进口，第一挤压进口与第一挤出段远离光滑段的一端对准，第二挤压进口与第二挤出段远离光滑段的一端对准。

2.根据权利要求1所述的多食材混合的食品加工设备，其特征在于，所述止回凸起的横截面大于或等于挤入口的截面积。

3.根据权利要求2所述的多食材混合的食品加工设备，其特征在于，所述隔套为板状结构，止回凸起与挤入口的形状一致并凸出于隔套。

4.根据权利要求1所述的多食材混合的食品加工设备，其特征在于，所述挤出轴在第一挤出段和第二挤出段均设有螺旋状的挤出叶片，第一挤出段和第二挤出段上的挤出叶片的旋向相反。

5.根据权利要求4所述的多食材混合的食品加工设备，其特征在于，所述挤出轴包括第一挤出轴和第二挤出轴，第一挤出轴连接于挤出电机，第一挤出轴上的第一挤出段和第二挤出段的挤出叶片的旋向相反，第二挤出轴上的第一挤出段和第二挤出段的挤出叶片的旋向相反，第一挤出轴上的第一挤出段与第二挤出轴上的第一挤出段的挤出叶片配合，第一挤出轴上的第二挤出段与第二挤出轴上的第二挤出段上的挤出叶片配合。

6.根据权利要求5所述的多食材混合的食品加工设备，其特征在于，所述第一挤出轴相比第二挤出轴靠近挤出口，第一挤出轴的光滑段和第二挤出轴的光滑段均与挤出口对准。

7.根据权利要求1所述的多食材混合的食品加工设备，其特征在于，所述隔套面向挤出轴的一侧设有凹槽，凹槽对准于光滑段。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的多食材混合的食品加工设备，其特征在于，所述进料组件包括料斗、搅拌电机和设于料斗中的搅拌叶轮，搅拌电机带动搅拌叶轮转动，料斗底部设有供食材输出的料斗输出口，料斗和挤出组件之间设有控制料斗和挤出组件通断的电磁阀，电磁阀的进口连通于料斗输出口，电磁阀的出口连通于挤入口。

9.食品加工设备的食品加工方法，其特征在于：所述食品加工设备为权利要求8所述的多食材混合的食品加工设备，多食材混合的食品加工设备电连接有上位机，输出口下方设有工作台，工作台包括用于放置食品的工作台面和工作台电机，工作电机带动工作台面在空间内移动，多食材混合的食品加工设备的加工方法包括以下步骤：

步骤1：将上位机上存储的食品加工方案通过切片软件形成层片数据，从而得到打印参数，打印参数包括工作台运动的轨迹参数和不同食材从对应的挤出组件挤出的食材体积参数和时序参数；

步骤2：向各个料斗内添加不同的食材，根据不同食材从对应的挤出组件挤出的食材体积参数和时序参数分别控制搅拌电机的转动、挤出电机的转动和电磁阀的开闭，从而控制各个进料组件向输出器输送食材的体积和时序，多种食材在输出器内混合后从输出口挤出至工作台面上；

步骤3：根据工作台运动的轨迹参数控制工作台电机转动，工作台电机带动工作台面按预设轨迹运动，输出口挤出的食材在工作台面上形成预设造型的食品。

10.根据权利要求9所述的食品加工设备的食品加工方法，其特征在于：所述工作台上设有用于加热工作台面的加热装置，加热装置在步骤3中预设造型的食品打印完成后启动以对食品进行加热。

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