CN2514655Y - 面团揉制测试装置 - Google Patents

Abstract

涉及一种制作面团及进行面团特征测试的设备。包括揉面稠度测试装置和自动跟踪加水装置两部分,揉面稠度测试装置设有机壳、中轴、扭簧、阻尼头、扭力转鼓轮、甩砣运行滑槽、主变速齿轮及外轴,主变速齿轮及外轴外接驱动电机,外轴通过联接盘和扭簧与中轴连接,中轴下端由离合器外接揉面钵轴头,阻尼头设于中轴顶端,阻尼头顶端接扭力转鼓轮,扭力转鼓轮的缘至甩砣运行滑槽的内缘接电阻式软导线,扭力转鼓轮及其外壳外接测量电路或/和自动跟踪加水装置。加水装置设驱动电机、偏心回转机构、摆杆、柱塞泵和滑动联结头等。实现综合测试及评价面粉粉力强弱、吸水率大小等品质特性,便于推广应用。

Description

面团揉制测试装置

(1)技术领域

本实用新型涉及一种制作面团及进行面团特征测试的设备。

(2)背景技术

面粉是大众居民的主食原料之一，也是众多食品厂、烘焙房中广泛使用的基础原料。面粉具有复杂多样的内在品质，这些品质的差异对于面制食品的品种、工艺方法和最终产品质量具有极为重要的意义。而通常的感官检验只能区别其外在差异，必须通过专门仪器的测试或进行实际制作对比，才能较好地把握其内在品质特性。为此，一些发达国家已陆续开发了专用测试仪器，并在国际上推广，形成了基于该仪器的标准化测试方法。代表性的仪器有：德国布拉班德(Brabender)公司生产的粉质仪(Farinograph)、拉伸仪(Extersograph)、发酵仪(Fermentograph)，以及法国肖邦(Chopin)公司生产的吹泡仪(Alveograph)。常规测验中还用到洗面筋仪或面筋质量指数仪等。

国内已有为数不多的企业引进了上述品质测试仪器，对生产和科研起到了相当大的作用。但这些仪器相当昂贵，一般的企业、部门难以配置。且这些仪器多以单项目测试，须多机配置齐备方可完成组合测试功能，而实际上极少有这种完备条件的企业、机构。

另一方面，这些仪器的测试结果分析和运用上仍旧是单层面的，大都仅有类比分析的意义，与实际生产仍有较大的差距。

(3)发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于实现测试及评价面粉(包括实验磨制的小麦粉)粉力强弱、吸水率大小等品质特性，便于国产化及推广应用的改进的面团揉制测试装置。

本实用新型包括揉面稠度测试装置和自动跟踪加水装置两部分，揉面稠度测试装置设有机壳、中轴、扭簧、阻尼头、扭力转鼓轮、甩砣运行滑槽、主变速齿轮及外轴，主变速齿轮及外轴外接驱动电机，外轴同主变速齿轮相连并通过联接盘和扭簧与中轴连接，中轴下端由离合器外接揉面钵轴头，阻尼头设于中轴上端，阻尼头顶端接扭力转鼓轮，扭力转鼓轮的外缘与电阻式软导线相连，软导线穿过扭力转鼓轮外罩绕导轮至运行滑槽，软导线末端与甩砣连接，甩砣在滑槽中运行。软导线通过扭力转鼓轮及其外罩分别外接测量电路或/和自动跟踪加水装置，自动跟踪加水装置可设有驱动电机、偏心迴转机构、可调幅摆杆、柱塞泵、滑动联结头、管路。驱动电机可以由脉冲发生器及步进电机组成，或由电磁调速电机组成。可调幅摆杆绕一固定支点摆动，偏心迴转机构通过联结头与摆杆相连，滑动头沿摆杆上的刻度尺调节位置。柱塞泵的柱塞与摆杆相连。柱塞泵的进、出水阀门与输水管路相连。柱塞泵在电机驱动下，以正比于电机转速和摆杆摆幅的速率进行加压泵水。加水量可由盛液量筒的标度中读出。

以测量软导线的电阻(或电压)来代替转鼓轮的转角，而转鼓轮的扭转角大小由面团的力学特性(粉力)所决定。测试面团揉制过程中的力学特性可评价粉力的强弱，所测得的扭力(以稠度单位表示)随时间的变化关系可绘成曲线图(称粉质曲线图)。

面团揉制过程(即和面过程)是面粉在机械搅拌作用下，水分分散并被吸收，形成具有可塑性的胶状体的过程。在这个过程中，面粉中的面筋蛋白吸水胀润并逐渐形成网络状结构扮演了决定性角色，是面团力学特性的决定因素，也是影响食品工艺适用性和最终制品质量的关键因素。因此测试和评价面团力学特性意义重大。面团最主要的力学特性就是其抵抗变形(挤压、剪切、弯曲等)的能力和承受连续变形的耐力。抗变形力又称为面团稠度。

揉面过程中揉面头(搅拌器)对面团施加外力使之变形；面团变形的反力——即抗变形阻滞力又反作用于揉面头。这种反作用力可分解为径向、轴向和环向力三种。环向力表现为扭矩，径向和轴向力表现为压力，均可进行测量。同布拉班德粉质仪相同的是，本实用新型选“扭矩”(扭力弹簧的扭转角)作为测量物理量对象，以测量软导线的电阻(或电压)来代替转鼓轮的转角。在具体方法上完全不同于现有粉质仪。

由于不同的加水量及加水速度对面团的粉质曲线形状(数据)有着极大的影响，需要采取一种统一的方式才具有可比性，比如以加水至形成相同的最大稠度值(称标准稠度)时的加水量作为面粉的吸水率。

利用测量电路所给出的测量值(电阻或电压，代表面团稠度)，将此电量参数作为控制柱塞泵加水速度的信号(如以不同频率的电脉冲或以电磁调速方式)。当稠度越接近于标准值时，柱塞泵加水速度越小，直到达到最大稠度为止。此过程称为自动跟踪加水。

(4)附图说明

图1为本实用新型之揉面稠度测试装置的结构剖面示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为自动跟踪加水装置的原理示意图。

(5)具体实施方式

本实用新型设有揉面稠度测试装置和自动跟踪加水装置，如图1所示，揉面稠度测试装置设有绝缘式扭力转鼓轮3、甩砣运行滑槽6、主变速齿轮2及外轴7、机壳9、中轴11、扭簧13、阻尼头21等。

在图1中主变速齿轮2及外轴7外接驱动电机，外轴7同主变速齿轮2相连，并通过联接盘12、14和扭簧13与中轴11连接，中轴11下端由离合器外接揉面钵轴头18，离合器由速装离合器套15与离合器上下齿16、17组成。阻尼头21设于中轴11的顶端，阻尼头21上设阻尼室封盖20，阻尼室封盖20与阻尼头外壳19连接，在阻尼头21底部与主变速齿轮2之间注入阻尼液(油)22。扭力转鼓轮3通过轴承23与转鼓轮外罩24连接，阻尼头21与扭力转鼓轮3跟随中轴11转动，转鼓轮外壳24与阻尼头外壳19连接，阻尼头外壳19连接在外轴的齿轮盘上。甩砣运行滑槽6设于机壳9的上部内侧并与扭力转鼓轮3同一平面，以便为电阻式软导线4提供一个稳定的离心回复力。扭力转鼓轮3及其外罩24分别通过电刷外接测量电路。外轴7与机壳9间设定位双轴承8，双轴承8外接轴承盖10。揉面钵轴头18在中轴11的带动下定速转动，揉面头的螺旋式斜桨叶对面团产生搅拌、搓压作用，面钵底部作用区带有螺线浅槽，面团在此区域内翻转变形，其抗变形的作用力使中轴11受到一个反向扭转力矩(同时还产生一个轴向推力，此力由钵体张紧弹簧产生形变而抵消之)。中轴11的反向扭转力矩则通过迫使精密扭簧13产生一个扭转变形量来获得平衡。驱动力矩则由外接驱动电机经主变速齿轮2和外轴7，并通过连结外轴7和中轴11的扭簧13进行传递。在运行状态下，扭簧处于一种瞬时平衡的形变状态。扭簧的角位移即体现面团抗形变反力的大小。而角位移量转化为扭力转鼓轮上软导线绕转鼓轮上的弧线长度(参见图2，将角位量直接转化为电阻式软导线4圆弧线段AB的长短)。通过测量AB软导线的电阻值(或电压)而得到结果，来代替转鼓轮的转角。在配有电子数据采集分析系统的仪器中。测试过程可以得到“稠度V——时间t”特征曲线。

参见图3，自动跟踪加水装置设有驱动电机(由脉冲或电磁调速电路31和电机32组成)、偏心迴转机构(由传动轮33、曲柄34、驱动滑杆35、平移滑座36、振幅调节臂或螺杆37、刻度尺38和导杆39等组成)、滑动联结头310、可调幅摆杆311(摆杆支点为312)、柱塞泵(由柱塞313、柱塞泵体314和柱塞连接头315组成，柱塞泵体设有单向进水阀316和出水阀317)等组成。柱塞泵的进、出水阀门316、317与输入管路相连。由测得的稠度测量信号控制调速电路31(可脉冲式或电磁调速式)，调速电路31控制电机32的转速，电机32通过偏心迴转机构及滑动联结头310使可调幅摆杆311摆动，摆杆连接柱塞泵的柱塞313，从而驱动柱塞313以不同频率进行加压定量泵水，直至达到最高稠度值为止。改变滑动联结头310的位置，可使柱塞往复行程改变，从而调节加水总速率。

以面团稠度值作为加水系统的控制变量，稠度测量信号接至脉冲或电磁调速电路31，以定比调节方式进行动态跟踪加水直至达到最高稠度(即面团形成)。工作时，随着稠度的增加，泵的柱塞往复频率减小，其比例关系由系统参数设定。当稠度达到最高值后系统中断加水过程。通常，最高稠度值不总是符合标准(500Bu)稠度，需通过改变驱动比(即调整螺杆7改变联结头310位置)来使稠度曲线峰值落在标准线上(在制备标准面团时)。仅作粉力测试时，采用统一的参数设置一次性完成，其最高峰值及时间成为面粉粉质的特征值，其吸水率与标准稠度方式的吸水率，有一种数值换算关系，且“稠度——时间”曲线图的形状具有典型的“函数相似”特点，因此通常不必进行反复调节，可简化测试过程。

揉面测试过程为：

揉面测试过程中，面团稠度随时间的变化关系被仪器记录下来，绘制成曲线图，此图称为“粉力曲线”。不同的面粉具有不同的“粉力曲线”形状和特征值，其中以峰值稠度、达到峰值的时间、在峰值区域的曲线宽度、峰值之后一定时间内的稠度衰减幅度作为分析评价的特征参数，峰值稠度越高、峰值时间越长、峰域宽度越大，衰减幅度越小，表明粉力越强，反之亦然。除所得数据与布拉班德粉质仪有所不同外，有关曲线分析解读的方法、意义基本相同，分析评价的最终结论也应基本一致。其品质评价标准可自成体系。

由此可见，本实用新型采用独特的力矩传递、测量装置，其核心是以一个精确扭簧连接两个同心(相套)的主、从动轴，扭转角通过其端头连接的扩大轮(转鼓轮)放大为圆周弧长的长短，再以电阻或电压测量手段将弧长信号转换成可被计算机读取和处理的数据，其自动跟踪加水的特点可应用于中大型和面机的自动加水控制装置上。这种结构方法使用固定转速驱动，所测得面团耐搅拌时间更真实客观。而采用恒功率变转速的测矩电机或测矩轴承方式的仪器，对于粉力强耐搅拌的面团，由于转速下降大，达到使面团弱化同等程度所需输入的机械能相等情况下所需的时间长，使测得的数据(时间)偏大，相反，对于粉力弱的面团，所得数据偏小，从而产生了一定程度的“失真”。

本实用新型以测得稠度作为反馈控制变量，按比例调节方式自动跟踪加水。其核心是以变速、变幅的摆杆装置驱动计量柱塞泵进行加压泵水，柱塞泵往复频率随稠度增加而比例减小直到达到最大稠度停止。通过改变摆幅来改变曲线分布；以“函数相似”规律，可将“非标准曲线”与“标准曲线”的特征参数进行换算，免去了复杂的多次反复实验吸水率的麻烦。

Claims (6)

1、面团揉制测试装置，包括揉面稠度测试装置和自动跟踪加水装置两部分，其特征在于揉面稠度测试装置设有机壳、中轴、扭簧、阻尼头、扭力转鼓轮、甩砣运行滑槽、主变速齿轮及外轴，主变速齿轮及外轴外接驱动电机，外轴同主变速齿轮相连并通过联接盘和扭簧与中轴连接，中轴下端由离合器外接揉面钵轴头，阻尼头设于中轴上端，阻尼头顶端接扭力转鼓轮，扭力转鼓轮的外缘特定点与电阻式软导线相连，软导线穿过扭力转鼓轮外罩绕导轮至运行滑槽，软导线末端与甩砣连接，甩砣在滑槽中运行。软导线通过扭力转鼓轮及其外罩分别外接测量电路。

2、如权利要求1所述的面团揉制测试装置，其特征在于所说的自动跟踪加水装置设有驱动电机、偏心迴转机构、可调幅摆杆、柱塞泵、滑动联结头、管路，由测得的稠度信号输出端接调速电路，调速电路接电机，电机通过偏心迴转机构及滑动联结头接可调幅摆杆，可调幅摆杆连接柱塞泵的柱塞，从而驱动柱塞以不同频度进行加压定量泵水。

3、如权利要求1所述的面团揉制测试装置，其特征在于转鼓轮外缘上特定点连接的电阻式软导线绕转鼓轮之弧线长度，正比于扭转角。

4、如权利要求1所述的面团揉制测试装置，其特征在于离合器由速装离合器套与离合器上下齿组成。

5、如权利要求1所述的面团揉制测试装置，其特征在于阻尼头上设阻尼室封盖，阻尼室封盖与阻尼头外壳连接，在阻尼头底部与主变速齿轮之间注入阻尼液，扭力转鼓轮通过轴承与转鼓轮外壳连接，阻尼头与扭力转鼓轮跟随中轴转动，转鼓轮外壳与阻尼头外壳连接，阻尼头外壳连接在外轴的齿轮盘上。

6、如权利要求1所述的面团揉制测试装置，其特征在于甩砣运行滑槽设于机壳的上部内侧并与扭力转鼓轮同一平面。揉面时甩砣沿滑槽运行并为转鼓轮提供一个稳定的回复力并使导线保持张紧状态。

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