CN112425812B - 一种植物蛋白肉双螺杆挤压机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种植物蛋白肉双螺杆挤压机，包括：机体外壳，其一端上设置有加料斗；主双螺杆，其一端可转动地设置于机体外壳内，另一端连接有驱动部件；驱动部件可驱动主双螺杆转动；成型挤压部件，其一端与机体外壳可拆卸连接，另一端设置有产品出口；主双螺杆包括：进料混合段，其上设置有正向等距螺纹；加热揉捏段，其上依次设置有正向变距螺纹、揉捏螺纹和反向螺纹；加料混合段，其上设置有正向等距螺纹；二次揉捏混合段，其上依次设置有正向窄距螺纹、揉捏螺纹和反向螺纹；挤出段，其上设置有正向变距螺纹。该装置通过主双螺杆对原料混合后进行反复的揉捏、剪切、挤压和成型，使得植物蛋白肉不仅能够保留活性，还能改善产品的口感以及香味。

Description

一种植物蛋白肉双螺杆挤压机

技术领域

本发明属于植物蛋白肉制备设备技术领域，具体涉及一种植物蛋白肉双螺杆挤压机。

背景技术

植物蛋白肉是在高温和压力下将植物蛋白、色素、氨基酸、维生素、抗氧化物等原料经过混合、揉捏、剪切、反应、挤压等工序制成的具有类似肉类形色和味道的蛋白制品。植物蛋白肉具有很高的营养价值，其蛋白质含量远高于动物肉类，且易于消化吸收。但是，由于现有的生产设备存在一定的缺陷，导致植物蛋白肉在生产过程中破坏了营养成分，无法制作出优质的产品，且口感和观感相交传统的动物肉类仍存在一定的差距。

另外，当前的生产设备无法实现对原料的反复揉捏等工序，使得生产出的植物蛋白肉水分过多，口感缺乏弹性，无法满足现有的生产工序需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种植物蛋白肉双螺杆挤压机，该装置通过主双螺杆对原料混合后进行反复的揉捏、剪切、挤压和成型，使得生产的植物蛋白肉不仅能够有效的保留了营养活性，还能改善产品的口感以及香味。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种植物蛋白肉双螺杆挤压机，包括：

机体外壳，其一端上设置有加料斗；

主双螺杆，其一端可转动地设置于所述机体外壳内，另一端连接有驱动部件；所述驱动部件可驱动所述主双螺杆转动；

成型挤压部件，其一端与所述机体外壳可拆卸连接，另一端设置有产品出口；

所述主双螺杆包括：

进料混合段，其上设置有正向等距螺纹；

加热揉捏段，其上依次设置有正向变距螺纹、揉捏螺纹和反向螺纹；

加料混合段，其上设置有正向等距螺纹；

二次揉捏混合段，其上依次设置有正向窄距螺纹、揉捏螺纹和反向螺纹；

挤出段，其上设置有正向变距螺纹。

进一步，所述正向等距螺纹的螺距大于所述正向窄距螺纹的螺距；所述正向等距螺纹的螺距大于所述反向螺纹的螺距；所述正向等距螺纹的螺纹方向与所述反向螺纹的螺纹方向相反。

进一步，所述正向变距螺纹的螺距依次减小。

进一步，所述二次揉捏混合段上的揉捏螺纹的长度大于所述加热揉捏段的揉捏螺纹的长度。

进一步，所述揉捏螺纹上设置有若干偏心凸轮，且若干所述偏心凸轮沿所述主双螺杆的轴向依次紧密连接；

每个所述偏心凸轮上均设置有偏心凸起，若干所述偏心凸起均依次设置于所述主双螺杆的周向上。

进一步，所述机体外壳靠近所述加料混合段的一侧设置有加料器。

进一步，所述成型挤压部件包括：

成型挤压模具，其一端与所述机体外壳密封可拆卸连接；

水冷成型套管，套设于所述成型挤压模具的外侧；

所述水冷成型套管的一端设置有进水口，另一端设置有出水口。

更进一步，所述机体外壳的下侧设置有机架，所述机架上设置有水冷系统，用于调节水温；所述出水口通过出水管道与所述水冷系统的进水端连接；所述进水口通过进水管道与所述水冷系统的出水端连接。

进一步，所述加料斗的一侧设置有加水口。

本发明的有益效果：

1、本发明的装置在主双螺杆上通过多种螺纹复合形成对原料的混合、揉捏、再混合、再揉捏以及挤出成型。对蛋白剪切拉伸后再将温度和压力敏感的原料加入，能够避免高温高压对维生素、抗氧化物等营养物的影响，使得生产出的植物蛋白肉能够有效的保留维生素、抗氧化物等的活性。

2、本发明的装置通过使原料蛋白变性、拉伸重排蛋白链等，使得生产的植物蛋白肉具有更接近动物蛋白的纤维特征，有助于改善产品的营养、活性、口感和香味。

附图说明

图1为本发明一实施方式的双螺杆挤压机的结构示意图。

图2为本发明一实施方式的双螺杆挤压机的立体图。

图3为图1中加料器12的结构示意图。

图中，1、机体外壳；11、加料斗；12、加料器；13、加水口；

2、主双螺杆；21、进料混合段；22、加热揉捏段；23、加料混合段；24、二次揉捏混合段；25、挤出段；

210、正向等距螺纹；220、正向变距螺纹；230、揉捏螺纹；2301、偏心凸轮；2302、偏心凸起；240、反向螺纹；250、正向窄距螺纹；

3、驱动部件；

4、成型挤压部件；41、产品出口；42、成型挤压模具；43、水冷成型套管；431、进水口；432、出水口；5、机架；6、水冷系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，为本发明实施例提供的一种植物蛋白肉双螺杆挤压机的结构示意图。该装置包括机体外壳1、主双螺杆2和成型挤压部件4。

机体外壳1的一端上设置有加料斗11；加料斗11的一侧设置有加水口13；加料斗11主要是用于添加植物蛋白及各种盐等供料，将供料混合后由加料斗11进料，再由加水口13进水，然后在机体外壳1的进料端通过主双螺杆混合、加热、揉捏，使植物蛋白在加热揉捏过程中变性。

机体外壳1的一端设置有驱动部件3，主双螺杆2的一端可转动地设置于机体外壳1内，另一端与驱动部件3连接；驱动部件3可驱动主双螺杆2转动；通过驱动部件3驱动主双螺杆2同步转动。在此，主双螺杆具有两根主螺杆，且两根主螺杆平行设置于机体外壳1内，且两根主螺杆平行相接。通过驱动部件可驱动两根主螺杆同步同向转动，也可驱动两根主螺杆同步反向转动。具体地，驱动部件3为驱动电机，驱动电机的输出轴与其中一根主螺杆通过转轴套可拆卸连接。例如，当两根主螺杆同步同向转动时，两根主螺杆的端部通过同步带连接；当两根主螺杆同步方向转动时，两根主螺杆的端部通过齿轮啮合连接。当然还可以设置2个驱动电机，通过2个驱动电机分别与其对应的主螺杆连接。

机体外壳1的另一端设置有成型挤压部件4，成型挤压部件4的一端与机体外壳1可拆卸连接，另一端设置有产品出口41；在此，将原料混合后加入到机体外壳1内，然后通过主双螺杆2对原料进行混合、揉捏、剪切、反应、挤压，最后在成型挤压部件4中进行成型、冷却制成。

请参阅图1，主双螺杆2上具有五个加工段，且沿输送方向依次分为进料混合段21、加热揉捏段22、加料混合段23、二次揉捏混合段24和挤出段25。其中，机体外壳1靠近加料混合段23的一侧设置有加料器12。

当然，为了实现对原料的混合、揉捏、剪切、反应和挤压，主双螺杆上分别设置有正向等距螺纹210、正向变距螺纹220、揉捏螺纹230、反向螺纹240和正向窄距螺纹250。

其中，正向等距螺纹210与正向窄距螺纹250上的螺纹方向均沿正向顺时针方向等螺距螺旋盘绕，且正向等距螺纹210的螺距大于正向窄距螺纹250的螺距。

正向变距螺纹220上的螺纹方向沿正向顺时针方向螺旋盘绕，且正向变距螺纹220的螺距依次减小。

反向螺纹240上的螺纹方向沿反向逆时针方向螺纹盘绕，且正向等距螺纹210的螺距大于反向螺纹240的螺距；正向等距螺纹210的螺纹方向与反向螺纹240的螺纹方向相反。

揉捏螺纹230上的螺纹方向呈偏心盘绕设置。例如，揉捏螺纹230上设置有若干偏心凸轮2301，且若干偏心凸轮2301沿主双螺杆2的轴向依次紧密连接；每个偏心凸轮2301上均设置有偏心凸起2302，若干偏心凸起2302均依次盘绕设置于主双螺杆2的周向上。

请再次参阅图1，进料混合段21上设置有正向等距螺纹210；机体外壳1靠近加料混合段21的一端上设置有加料斗11和加水口13；植物蛋白及各种盐等供料由加料斗11进入进料混合段21，然后再由加水口13进水，在进料混合段21内通过正向等距螺纹210对各种供料和水进行充分混合，并推动混合料进入加热揉捏段22。

加热揉捏段22上沿输送方向依次设置有正向变距螺纹220、揉捏螺纹230和反向螺纹240；其中，正向变距螺纹220、揉捏螺纹230和反向螺纹240的长度依次减小。具体地，正向变距螺纹220的螺距依次减小。且随着正向变距螺纹的螺距逐步减小，能够提高该加工区部分的压力和温度。混合料在经过正向变距螺纹220时，由于压力和温度的增加能够使蛋白加热变性。

揉捏螺纹上由于螺纹呈偏心盘绕设置，能够对蛋白进行有效的挤压揉捏、剪切、拉伸和重组，形成拉伸重排蛋白链，从而更接近于动物肉的纤维特征和组织结构。

反向螺纹240由于螺纹方向相反，且螺距小，能够提高该工作区的压力和温度，从而使得经过揉捏螺纹形成的拉伸重排蛋白链得到进一步加热变性。

加料混合段23上设置有正向等距螺纹210；且机体外壳1靠近加料混合段23的一侧设置有加料器12。植物色素、氨基酸、维生素、抗氧化物、营养酵母、香料等对温度和压力敏感的原料通过加料器进入加料混合段23。在加料混合段23内通过正向等距螺纹210进行二次混合，并推动二次混合料进入二次揉捏混合段24。

二次揉捏混合段24上依次设置有正向窄距螺纹250、揉捏螺纹230和反向螺纹240；由于正向窄距螺纹250的螺距较小，能够适当地提高该工作区部分的压力和温度，且对温度和压力敏感的原料能够很好的适应该工作区增加的压力和温度，进而使得二次混合料经过正向窄距螺纹250时，不仅能够得到进一步的混合，还能进一步的加热反应。

之后经过揉捏螺纹230对二次混合料进行有效的揉捏、剪切、拉伸、反应，使得二次混合料的结构更接近于动物肉的纤维特征和组织结构。当然，二次揉捏混合段24上的揉捏螺纹230的长度大于加热揉捏段22的揉捏螺纹230的长度，能够使得二次混合料得以充分的揉捏、反应。

然后经过反向螺纹240，适当提高该工作区的压力和温度，从而能够对反应后的蛋白进行进一步的加热变性。

挤出段25上设置有正向变距螺纹220。在挤出段25上通过正向编剧螺纹逐步减少螺距，提高该工作区部分的压力，使得蛋白肉得以挤压、成型。

本实施方式中，将钠盐、铁盐、钙盐等各盐类以及植物蛋白等供料通过加料斗11进入进料混合段21，然后再由加水口13进水，在进料混合段21通过正向等距螺纹210对供料和水进行充分混合，并推动混合料进入加热揉捏段22；通过正向变距螺纹220和反向螺纹240提高该工作区部分的压力和温度，然后采用揉捏螺纹230对混合料内的蛋白进行有效的揉捏、剪切、拉伸、重组，使得形成的拉伸重排蛋白链能够形成更接近于动物的纤维特征和组织结构。

为了减少高温高压对维生素、抗氧化物等营养物的影响，植物色素、氨基酸，维生素、抗氧化物、营养酵母、香料等这些对温度和压力敏感的原料通过加料器12进入加料混合段23，并通过正向等距螺纹210与一次反应后的蛋白混合料进行二次混合，并推动二次混合料进入二次揉捏混合段24。

二次揉捏混合段24采用小螺距和反螺纹以适当提高该工作区的压力和温度，增加了揉捏螺纹的长度以对蛋白进行有效的揉捏、剪切、拉伸、反应，使得二次混合料更接近于动物肉的纤维特征和组织结构。

在挤出段25逐步减少螺距提高该工作区部分的压力，使得蛋白肉得以挤压、成型。然后将成型后的蛋白混合物在成型挤压部件4中冷却制成产品。最后将产品进行切割，并真空包装。

请参阅图3，加料器12包括：加料管121、加料双螺杆122和加料器电机123。

加料管121的侧缘设置有进料口124，加料管121的下端与加料混合段23连通；

加料双螺杆122设置于加料管121内，且垂直于主双螺杆2；

加料器电机123设置于加料管121的顶端；加料器电机123可驱动加料双螺杆122同步转动。

当然，加料双螺杆122具有两根的加料螺杆，且两根加料螺杆平行相接；加料器电机123可驱动两根加料螺杆同步同向转动，也可驱动两根加料螺杆同步反向转动。加料器电机123的输出轴与其中一根加料螺杆通过转轴套可拆卸连接。例如，当两根加料螺杆同步同向转动时，两根加料螺杆的端部通过同步带连接；当两根加料螺杆同步方向转动时，两根加料螺杆的端部通过齿轮啮合连接。当然还可以设置2个加料器电机123，通过2个加料器电机123分别与其对应的加料螺杆连接。

本实施方式中，维生素、抗氧化物、营养酵母、香料等这些对温度和压力敏感的原料通过磨碎、搅拌混合后形成乳液混合物，然后由加料器12的进料口124进入到加料管121中，在加料管121中进行不断混合，然后进入到加料混合段23。当然，在加料管121与加料混合段23的连通处设置有滤板，滤板的设置一方面能够使加料双螺杆122能够在加料器12中稳定的转动，另一方面能够过滤掉乳液混合物中颗粒较大的物质，而未通过的物质可通过加料双螺杆进行充分搅拌混合、破碎，以便于通过滤板进入加料混合段23内。

请再次参阅图1，成型挤压部件4包括成型挤压模具42和水冷成型套管43。

成型挤压模具42的一端与机体外壳1密封可拆卸连接；在挤出段25靠近成型挤压模具42的一端设置有漏斗状挤压口，通过正向变距螺纹220对二次混合物进行挤压，并通过漏斗状挤压口，在成型加压模具内成型。成型挤压模具42与机体外壳1之间通过密封圈进行密封连接，并通过法兰固定，避免蛋白肉在挤压过程中出现漏料情况，提高连接处的抗拉与承压能力。

水冷成型套管43套设于成型挤压模具43的外侧；用于对成型挤压模具42形成制冷，加快成型后的蛋白混合物在成型挤压部件4中冷却制成产品。

其中，水冷成型套管43的一端设置有进水口431，另一端设置有出水口432。方便冷凝水在水冷成型套管内形成循环回路。

当然，在其他实施方式中，还可在水冷成型套管43上依次设置多组进水口和出水口，用于对成型挤压模具42进行分段冷却，有助于进一步改善产品的活性和口感。

请参阅图2，机体外壳1的下侧设置有机架5，机架5上设置有水冷系统6，用于调节水温；出水口432通过出水管道与水冷系统6的进水端连接；进水口431通过进水管道与水冷系统6的出水端连接。在此，可通过水冷系统6为水冷成型套管43提供低温冷凝水。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种植物蛋白肉双螺杆挤压机，其特征在于，包括：

机体外壳(1)，其一端上设置有加料斗(11)；

主双螺杆(2)，其一端可转动地设置于所述机体外壳(1)内，另一端连接有驱动部件(3)；所述驱动部件(3)可驱动所述主双螺杆(2)转动；

成型挤压部件(4)，其一端与所述机体外壳(1)可拆卸连接，另一端设置有产品出口(41)；

所述主双螺杆(2)包括：

进料混合段(21)，其上设置有正向等距螺纹(210)；

加热揉捏段(22)，其上依次设置有正向变距螺纹(220)、揉捏螺纹(230)和反向螺纹(240)；

加料混合段(23)，其上设置有正向等距螺纹(210)；

二次揉捏混合段(24)，其上依次设置有正向窄距螺纹(250)、揉捏螺纹(230)和反向螺纹(240)；

挤出段(25)，其上设置有正向变距螺纹(220)；

所述正向等距螺纹(210)的螺距大于所述正向窄距螺纹(250)的螺距；所述正向等距螺纹(210)的螺距大于所述反向螺纹(240)的螺距；所述正向等距螺纹(210)的螺纹方向与所述反向螺纹(240)的螺纹方向相反；

所述正向变距螺纹(220)的螺距依次减小。

2.根据权利要求1所述的植物蛋白肉双螺杆挤压机，其特征在于，所述二次揉捏混合段(24)上的揉捏螺纹(230)的长度大于所述加热揉捏段(22)的揉捏螺纹(230)的长度。

3.根据权利要求1所述的植物蛋白肉双螺杆挤压机，其特征在于，所述揉捏螺纹(230)上设置有若干偏心凸轮(2301)，且若干所述偏心凸轮(2301)沿所述主双螺杆(2)的轴向依次紧密连接；

每个所述偏心凸轮(2301)上均设置有偏心凸起(2302)，若干所述偏心凸起(2302)均依次设置于所述主双螺杆(2)的周向上。

4.根据权利要求1所述的植物蛋白肉双螺杆挤压机，其特征在于，所述机体外壳(1)靠近所述加料混合段(23)的一侧设置有加料器(12)。

5.根据权利要求1所述的植物蛋白肉双螺杆挤压机，其特征在于，所述成型挤压部件(4)包括：

成型挤压模具(42)，其一端与所述机体外壳(1)密封可拆卸连接；

水冷成型套管(43)，套设于所述成型挤压模具(42) 的外侧；

所述水冷成型套管(43)的一端设置有进水口(431)，另一端设置有出水口(432)。

6.根据权利要求5所述的植物蛋白肉双螺杆挤压机，其特征在于，所述机体外壳(1)的下侧设置有机架(5)，所述机架(5)上设置有水冷系统(6)，用于调节水温；所述出水口(432)通过出水管道与所述水冷系统(6)的进水端连接；所述进水口(431)通过进水管道与所述水冷系统(6)的出水端连接。

7.根据权利要求1所述的植物蛋白肉双螺杆挤压机，其特征在于，所述加料斗(11)的一侧设置有加水口(13)。

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