CN110720495B - 一种带有超声波辅助的控温滚揉机 - Google Patents

一种带有超声波辅助的控温滚揉机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有超声波辅助的控温滚揉机,其包括机架、滚揉桶及超声波发生器、制冷系统,滚揉桶安装在机架上,滚揉桶的桶体内设有搅拌轴,搅拌轴上固定有搅拌桨,滚揉桶外设有驱动搅拌轴旋转的搅拌电机,制冷系统上连接有温度控制系统,温度控制系统包括温度控制器,桶体包括内胆和外壁,内胆和外壁之间具有填充有冷却液的夹层,桶体外壁上设有冷却液循环进口和冷却液循环出口,冷却液循环进口和冷却液循环出口分别通过管道与制冷系统连接,桶体的夹层内设有与温度控制器通过电路连接的温度传感器,桶体上设有与超声波发生器连接的超声波振盒,超声波振盒内设有超声波振子,超声波振盒的盒底嵌入到桶体的外壁与夹层内的冷却液接触。

Description

一种带有超声波辅助的控温滚揉机
技术领域
本发明涉及一种带有超声波辅助的控温滚揉机,属于食品加工设备技术领域。
背景技术
滚揉机是肉类加工常用设备,肉块在进行滚揉时,由于各种机械力的作用,肉块可以不断地进行摔打、摩擦、挤压等动作,这可导致肌肉组织松弛,细胞渗透压改变,从而促进盐水的均匀渗透和肉中盐溶蛋白的释放,使肉色发色均匀,并增加制品的粘着力和保水性能。在滚揉过程中保持真空有助于排出肉品原料及其渗出物间的空气,促进盐水的渗透,提高腌制效果并能使肉块膨胀提高嫩度。滚揉技术直接或间接影响最终产品的品质,目前肉制品尤其是西式火腿的腌制大多采用传统的常压或真空滚揉腌制方式,存在滚揉时间长、腌制效率低、能耗大等问题。
超声波作为一种新型的绿色能源,在肉制品应用上具有巨大的潜力。低频率高强度超声可产生空化效应、热效应、机械效应等作用,能导致组织结构破裂,加快物料传输,提高腌制效率及促进盐溶蛋白的溶出。因此,将超声波与滚揉技术结合可以进一步改善滚揉效果,缩短滚揉时间,提高腌制效率并改善肉品品质,同时也可以促进超声波技术在肉类加工领域的应用发展。公告号为CN202980026U的中国专利公开了一种超声波辅助滚揉设备,其是在滚筒内壁上固定安装一个超声波发生器,利用超声波发生器发出的超声波促进腌制料液在原料肉中的渗透、扩散和分布,从而缩短滚揉时间。但是由于这种滚揉设备中,超声波发生器直接设置在滚筒内,超声波直接作用于腌制料液和原料肉,超声波作用及滚揉过程中的机械作用会使肉块温度升高,这可能会造成肉品品质发生改变,产品质量下降,且较高的温度易出现微生物繁殖问题,从而影响产品的货架期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有超声波辅助的控温滚揉设备,本发明将超声波和滚揉技术结合,同时具有温度控制能力,用以解决现有滚揉技术腌制效率低,能耗大等问题。
本发明采用如下技术方案:一种带有超声波辅助的控温滚揉机,其包括机架、滚揉桶及超声波发生器,滚揉桶安装在机架上,滚揉桶包括桶体和桶盖,桶体内设有搅拌轴,搅拌轴上固定有搅拌桨,滚揉桶外设有驱动搅拌轴旋转的搅拌电机,所述带有超声波辅助的控温滚揉机还包括制冷系统,制冷系统上连接有温度控制系统,温度控制系统包括温度控制器,所述桶体包括内胆和外壁,内胆和外壁之间具有填充有冷却液的夹层,桶体外壁上设有冷却液循环进口和冷却液循环出口,冷却液循环进口和冷却液循环出口分别通过管道与制冷系统连接,所述桶体的夹层内设有与温度控制器通过电路连接的温度传感器,所述桶体上设有与超声波发生器连接的超声波振盒,超声波振盒内设有超声波振子,超声波振盒的盒底嵌入到桶体的外壁与夹层内的冷却液接触。
所述机架包括底座和间隔固定在底座上的两个立板,两个立板分别设置在桶体两侧,所述桶体为开口朝上的立式结构,所述搅拌轴竖向设置,桶体外部的底面上固定有电机安装板,所述搅拌电机固定在电机安装板上。
所述桶体的两侧分别固定连接有转轴,两个转轴分别与两个立板转动配合,所述滚揉桶外还设有驱动其中一个转轴转动的角度调整电机。
所述角度调整电机的输出端设有第一齿轮,在角度调整电机驱动下转动的转轴上固定套设有与第一齿轮啮合的第二齿轮。
所述机架侧部设有电气控制柜,所述角度调整电机、超声波发生器、温度控制器均位于电气控制柜内,电气控制柜的柜门上设有超声波发生器开关及操作显示屏。
所述桶体内胆为圆筒体形状,所述搅拌桨为半U形片状结构,半U形片状搅拌桨的外边缘与桶体内胆内壁面吻合配合。
所述搅拌桨靠近内胆内壁面的外边缘部位固定有硅胶保护层。
所述滚揉桶上设有真空阀,真空阀设置在桶体上部靠近桶盖的位置处。
所述桶体的夹层顶部位置设有冷却液灌注口。
所述桶盖外设有提手。
本发明的有益效果是:本发明利用超声波辅助滚揉,作用于肉料和腌制液,使得肉料结构受损,表面形成微孔道,从而促进物料的传输和盐溶蛋白的溶出,并且由于不断搅拌可以消除超声波的辐射死角,使超声波能全面覆盖腌制液和肉料。由于本发明的滚揉桶桶体为带有夹层的双层结构,超声波振盒设置在桶体外壁,超声波振子产生的超声波通过夹层内的冷却液传递到桶体内胆中,超声波再作用于肉料和腌制液,而且本发明在桶体的夹层内填充冷却液,冷却液可以吸收超声波作用带来的热量,通过温度传感器可以实时监测冷却液的温度,一旦冷却液温度升高,利用制冷系统对冷却液进行冷却,从而使冷却液温度保持恒定,因此滚揉桶内的肉料和腌制液温度能始终保持恒定,消除由于机械作用和超声波热效应引起的温度升高,进一步改善产品品质。本发明采用超声波辅助滚揉,使得超声波与滚揉处理可以同时进行,解决了现有技术的滚揉设备工作效率低能耗大的问题,并且本发明具有控温作用,可以避免温度升高所导致的肉品品质下降。
优选的,通过角度调节电机带动转轴转动,可以调节滚揉桶的倾斜角度,这不仅可以实现肉样与腌制液的良好接触,还能使得超声作用在液体介质中最大化。
优选的,设置电气控制柜能便于设备的电器元件集中控制整理。
优选的,搅拌桨为半U形片状结构,搅拌桨在转动时与桶体内胆内壁面接触,能将物料完全带动,进行滚揉,防止腌制不均匀。
优选的,搅拌桨外边缘的硅胶保护层可以保护内胆,防止内胆被刮伤,并进一步保证搅拌桨的搅拌作用。
优选的,桶体上的冷却液灌注口便于初始时灌注或补充冷却液。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图;
图2是图1中滚揉桶的剖视图;
图3是图1中桶体的俯视图;
图4是图1中电器控制柜的内部示意图;
图5是本发明一种实施例中的制冷系统原理图。
图中,1-机架,11-底座,12-立板,13-转轴,2-滚揉桶,21-桶体,21.1-内胆,21.2-外壁,21.2a-冷却液循环进口,21.2b-冷却液循环出口,21.2c-冷却液灌注口,22-桶盖,22a-提手,23-搅拌轴,24-搅拌桨,24.1-硅胶保护层,25-真空阀,3-搅拌电机,31-电机安装板,4-超声波发生器,5-超声波振盒,51-超声波振子,61-温度控制器,62-温度传感器,71-压缩机,72-膨胀阀,73-蒸发器,74-冷凝器,8-角度调整电机,81-第一齿轮,82-第二齿轮,9-电气控制柜,91-显示屏,92-超声波发生器开关。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明一种实施例的结构如图1至图5所示,本实施例的带有超声波辅助的控温滚揉机包括机架1、滚揉桶2及超声波发生器4,滚揉桶2安装在机架1上,滚揉桶2包括桶体21和桶盖22,桶盖22上设有提手22a,桶盖22与桶体21密封配合。桶体21内设有搅拌轴23,搅拌轴23上固定有搅拌桨24,滚揉桶2外设有驱动搅拌轴23旋转的搅拌电机3,所述带有超声波辅助的控温滚揉机还包括制冷系统,制冷系统上连接有温度控制系统,温度控制系统包括温度控制器61,所述桶体21包括内胆21.1和外壁21.2,内胆21.1和外壁21.2之间具有填充有冷却液的夹层,桶体外壁21.2上设有冷却液循环进口21.2a和冷却液循环出口21.2b,桶体的夹层顶部位置设有冷却液灌注口21.2c。冷却液循环进口21.2a和冷却液循环出口21.2b分别通过管道与制冷系统连接,所述桶体21的夹层内设有与温度控制器61通过电路连接的温度传感器62,所述桶体21上设有与超声波发生器4连接的超声波振盒5,超声波振盒5内设有超声波振子51,超声波振盒51的盒底嵌入到桶体的外壁21.2与夹层内的冷却液接触。如图5所示,制冷系统包括由压缩机71、膨胀阀72、冷凝器74、蒸发器73组成的制冷循环,滚揉桶2夹层中的冷却液通过管道与蒸发器73循环。
本实施例中,机架的结构如图1所示,机架1包括底座11和间隔固定在底座上的两个立板12,两个立板12分别设置在桶体21两侧,所述桶体21为开口朝上的立式结构,所述搅拌轴23竖向设置,桶体21外部的底面上固定有电机安装板31,搅拌电机3上连接有减速机,搅拌电机3及减速机均固定在电机安装板31上。所述桶体21的两侧分别固定连接有转轴13,两个转轴13分别与两个立板12转动配合,所述滚揉桶2外还设有驱动其中一个转轴转动的角度调整电机8,所述角度调整电机8的输出端设有第一齿轮81,在角度调整电机驱动下转动的转轴上固定套设有与第一齿轮81啮合的第二齿轮82。
所述机架1侧部设有电气控制柜9,电器控制柜9也安装在底座11上,所述角度调整电机8、超声波发生器4、温度控制器61均位于电气控制柜9内,电气控制柜9的柜门上设有超声波发生器开关92及操作显示屏91。
本实施例中,桶体21内胆为圆筒体形状,所述搅拌桨24为半U形片状结构,半U形片状搅拌桨的外边缘与桶体内胆21.1内壁面吻合配合。所述搅拌桨24靠近内胆21.1内壁面的外边缘部位固定有硅胶保护层24.1。所述滚揉桶1上设有真空阀25,真空阀25设置在桶体21上部靠近桶盖22的位置处。
本实施例的滚揉机在使用时,将肉料及腌制液放置于桶体内,将桶盖密封盖在桶体开口上,桶盖上的提手桶盖的开启和关闭,采用真空泵连接在真空阀上,将桶体内的空气抽至设定的真空度,真空阀还可以防止外界气体进入桶体内部。
搅拌电机作为驱动装置安装在滚揉桶外壁底部位置,搅拌轴穿过桶体的外壁和内胆,在进行滚揉时,搅拌电机驱动搅拌轴旋转,搅拌轴带动桨转动,从而可以对肉料和腌制液起到搅拌和翻滚的作用。
通过角度调整电机带动第一齿轮和第二齿轮转动,第二齿轮转动时带动转轴转动,从而带动滚揉桶转动,调整滚揉桶2的倾斜角度,使得肉料与腌制液更好地接触,同时可以促进肉料在滚揉过程中进行摔落、拍打等运动。
超声波振盒与超声波发生器通过导线电连接,电气控制柜上的超声波发生器开关控制超声波的开启与关闭。超声波开启时,超声波直接作用于桶体夹层内的冷却液,超声波通过冷却液传递到桶体内胆中,再作用于肉料及腌制液。制冷系统不断向夹层输送冷媒,使桶体内胆冷却。在桶体夹层中设置温度传感器,在滚揉过程中对冷却液的温度实时监测,并将测得的温度值传递给温度控制器,当测得的温度值高于设定的温度值时,则温度控制器控制制冷系统运行,使蒸发器中的冷却液与桶体夹层内的冷却液循环,从而使得温度在一定范围内保持恒定,在工作过程中内胆与物料不断接触,进行热交换,带走热源,以达到控制温度的目的。
机架一侧电气控制柜中可以设置控制系统,可以控制搅拌电机、角度调整电机的运行,输入滚揉程序,包括滚揉时间、间歇时间、超声时间等程序。电气控制柜上的显示屏可以显示滚揉时间、间歇时间、超声时间。
本发明具有以下效果:第一,搅拌桨叶的旋转可以强制肉块与腌制液发生摩擦、挤压、摔打,这样可以促进腌制液在肉料中的渗透。第二,超声波辅助滚揉,作用于肉料和腌制液,超声波空化效应产生的微射流和超高压等效应,使得肉料肌肉结构受损,肌纤维松弛,表面形成微孔道,利于物料的传输、盐分的渗透和盐溶蛋白的溶出,进一步增强滚揉效果。并且由于不断搅拌可以消除超声波的辐射死角,使超声波能全面覆盖腌制液和肉料。第三,本发明的滚揉桶还可以调节角度,这不仅可以实现肉样与腌制液的良好接触,还能使得超声作用在液体介质中最大化。第四,通过真空阀将滚揉桶内抽真空,可以排出肉品原料及其渗出物间的空气,加速盐水向肉块中渗透的速度,可以促进腌制液的渗透,提高腌制效果并提高肉质嫩度。第五,制冷系统起控温作用,可以消除由于机械作用和超声波热效应引起的温度升高,进一步改善产品品质,保证滚揉效果。
本发明未提及的部分均与现有技术相同或者利用现有技术加以实现,如超声波发生器,制冷系统,温度控制系统的电路结构,控制搅拌电机、角度调整电机运转的控制系统均属于现有技术。可以采用型号为TH-1000的超声波发生器,型号为4AD-PT的温度控制系统;制冷系统可以采用型号为HSD-2A的制冷机系统;搅拌电机可以采用型号为RV75-60的电机,角度调整电机可以采用型号为80SF-M02430的伺服电机。
上述实施例是本发明一种优选的实施例,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种带有超声波辅助的控温滚揉机,其包括机架、滚揉桶及超声波发生器,滚揉桶安装在机架上,滚揉桶包括桶体和桶盖,桶体内设有搅拌轴,搅拌轴上固定有搅拌桨,滚揉桶外设有驱动搅拌轴旋转的搅拌电机,其特征在于:所述带有超声波辅助的控温滚揉机还包括制冷系统,制冷系统上连接有温度控制系统,温度控制系统包括温度控制器,所述桶体包括内胆和外壁,内胆和外壁之间具有填充有冷却液的夹层,桶体外壁上设有冷却液循环进口和冷却液循环出口,冷却液循环进口和冷却液循环出口分别通过管道与制冷系统连接,所述桶体的夹层内设有与温度控制器通过电路连接的温度传感器,所述桶体上设有与超声波发生器连接的超声波振盒,超声波振盒内设有超声波振子,超声波振盒的盒底嵌入到桶体的外壁与夹层内的冷却液接触,所述机架包括底座和间隔固定在底座上的两个立板,两个立板分别设置在桶体两侧,所述桶体为开口朝上的立式结构,所述搅拌轴竖向设置,桶体外部的底面上固定有电机安装板,所述搅拌电机固定在电机安装板上,所述桶体的两侧分别固定连接有转轴,两个转轴分别与两个立板转动配合,所述滚揉桶外还设有驱动其中一个转轴转动的角度调整电机。
2.根据权利要求1所述的带有超声波辅助的控温滚揉机,其特征在于:所述角度调整电机的输出端设有第一齿轮,在角度调整电机驱动下转动的转轴上固定套设有与第一齿轮啮合的第二齿轮。
3.根据权利要求1所述的带有超声波辅助的控温滚揉机,其特征在于:所述机架侧部设有电气控制柜,所述角度调整电机、超声波发生器、温度控制器均位于电气控制柜内,电气控制柜的柜门上设有超声波发生器开关及操作显示屏。
4.根据权利要求1所述的带有超声波辅助的控温滚揉机,其特征在于:所述桶体内胆为圆筒体形状,所述搅拌桨为半U形片状结构,半U形片状搅拌桨的外边缘与桶体内胆内壁面吻合配合。
5.根据权利要求4所述的带有超声波辅助的控温滚揉机,其特征在于:所述搅拌桨靠近内胆内壁面的外边缘部位固定有硅胶保护层。
6.根据权利要求1所述的带有超声波辅助的控温滚揉机,其特征在于:所述滚揉桶上设有真空阀,真空阀设置在桶体上部靠近桶盖的位置处。
7.根据权利要求1所述的带有超声波辅助的控温滚揉机,其特征在于:所述桶体的夹层顶部位置设有冷却液灌注口。
8.根据权利要求1所述的带有超声波辅助的控温滚揉机,其特征在于:所述桶盖外设有提手。
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