全自动鲜湿面恒温恒湿醒发箱的设计

2014-05-03郑玉娟周文化邓学良

食品与机械 2014年3期

夏宇郑玉娟周文化，2 邓学良，2

XIA Yu 1 ZHENG Yu－juan 1 ZHOU Wen－hua 1，2 DENG Xue－liang 1，2

（1.稻谷及副产品深加工国家工程实验室，湖南长沙 410004；2.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南长沙 410004）

（1.National Engineering Laboratory for Rice and Byproducts Processing，Changsha，Hunan 410004，China；2.School of Food Science and Engineering，Central South University of Forestry and Technology，Changsha，Hunan 410004，China）

生鲜湿面是人们普遍喜爱的又经济的大众化食品。目前市售生鲜湿面大多由家庭作坊生产，卫生状况无法保证，货架期非常短，极大影响生鲜湿面市场拓展［1］。由于生鲜湿面的水分含量较高，在制作和贮藏过程中极易受到微生物的污染从而引发腐败变质，对面条的品质、营养价值和储存期造成严重影响［2］。目前，一些生产鲜湿面的厂家直接把生产干挂面的设备稍加改造就用于生产鲜湿面，但是由于设备不能很好满足鲜湿面的特点，所以产品品质难以保障。

醒发是和面过程的延续，面团醒发能使面团中的水分变得更均匀，有利于面筋进一步的形成和稳定。影响面团醒发的因素有醒发时间、醒发温度、醒发湿度以及醒发环境卫生状况，合理的醒发条件对面条的品质起着至关重要的作用。目前，应用于食品行业的恒温恒湿醒发箱有不少已经投入生产，但是适用于鲜湿面生产的却寥寥无几。大部分鲜湿面厂家通常使用的醒发设备主要由一个封闭式的玻璃柜组成，面带在其中缓慢前进，通常醒发时间在20～30 min，醒发温度为25～35℃，湿度为80%～85%。但是由于面带在醒发箱内时间较长，且含水量和温度都较高，所以在该环节极易出现微生物的大量增殖从而影响产品品质，因此需要对其进行减菌化改造［3－5］。此外，目前这种玻璃柜式的简单醒发箱对温度和湿度不能进行有效的实时监控和调节，使醒发熟化环境容易受外界环境因素（温度、湿度等）影响。

针对上述情况，本研究拟结合鲜湿面醒发过程的影响因素，研制一款专门适用于鲜湿面醒发的恒温恒湿醒发箱，并辅以减菌化改造，对于全面提高鲜湿面醒发工艺的水平，保障鲜湿面产品品质，推动鲜湿面生产的工业化进程有着十分重要的意义［6－8］。

1 技术方案

本恒温恒湿醒发箱所要采用的技术方案是：

（1）充分考虑面带醒发熟化过程的影响因素，特别是影响形成较好面筋的温度、湿度和醒发熟化的时间，通过自动化设备加以控制和调节很好地协调这些因素，能使环境保持最佳状况并维持恒定；

（2）醒发箱内安装灭菌紫外灯，能有效杀灭面带表面及箱内设备存在的微生物，实现减菌化；

（3）面带进出口的推拉窗设计可以很方便地调节窗口大小，在满足面带进出的基本要求上使箱内尽可能少的与外界接触，减少污染机会；

（4）鼓风机进风处的空气过滤网能有效除去空气中的污染源；

（5）热风及湿气导孔的设计使热风和湿气能够更加均匀的作用于整个醒发箱内，并在箱内形成正压，避免外界未处理的空气进入箱内造成污染，最后多余的热风及湿气经排风孔和排水阀排出箱外。

使用该醒发箱可改善面带的熟化效果并有效延长鲜湿面条的货架期［9］。

2 样机的主要结构和功能

2.1 整体结构

该恒温恒湿醒发箱主要包括箱体、传动装置、灭菌设备、加热装置、加湿装置、控制中心等6部分。箱体的正面结构示意图见图1。

图1 箱体的正面结构示意图Figure 1 Schematic diagram of positive box body

由图1可见，箱体1的上部是由各种仪表和控制中心组成的。箱体左侧上部设有第一推拉窗2，箱体的右侧下部设有第二推拉窗3。箱体的底部设有排风孔4和排水阀5，排水阀与排风孔相连通。

箱体内壁的热风及湿气导孔板6为箱内的面带提供热风及湿气。面带的传动装置安装在箱体内部，包括电动机、与电动机相连的传动齿轮组及一系列相互配合的传动齿轮7和传动链条8。醒发箱的灭菌设备为一系列紫外灯9，分别安装在箱体内部两侧。箱体内部顶端还安装有温度传感器10和湿度传感器11，两者均与控制中心相连接［10－12］。

2.2 工作系统结构

醒发箱的工作系统位于箱体后侧，主要包括受控制中心控制的传动系统、加热系统和加湿系统等。工作系统的结构示意图见图2（即侧面结构示意图）。

图2 箱体的工作系统结构简图Figure 2 Structure diagram of operating system

由图2可知，箱体的加热装置包括鼓风机1、空气过滤网2、风罩、电热丝12、热风及湿气导孔板9和温度传感器。其中空气过滤网安装在箱体的后部，并与鼓风机的进风口相连。鼓风机的出风口通过管路与风罩相连。电热丝安装在风罩的中心位置并正对管路的出口。热风及湿气导孔板位于风罩的前方并与箱体连接。导孔板上设有一系列的热风及湿气导孔。

传动设备3包括电动机及与之相配合的一系列传送齿轮7和链杆8。传动齿轮包括前主动齿轮、前从动齿轮、后主动齿轮、后从动齿轮。其中前主动齿轮、后主动齿轮、传动齿轮组中的齿轮共中心轴，前从动齿轮与后从动齿轮共中心轴。传动链条包括前传动链条、后传动链条。其中，前传动链条安装在前主动齿轮、前从动齿轮之间，后传动链条安装在后主动齿轮、后从动齿轮之间。前传动链条与后传动链条之间设有传送杆，形成类似于“目”型的链条。

加湿装置包括湿气发生器14、水箱13、湿气雾化喷头11和湿度传感器等。其中，湿气发生器安装在箱体的后部，水箱与湿气发生器相连，湿气发生器与湿气雾化喷头相连。湿气雾化喷头安装在加热装置的前方。湿度传感器安装在箱体内的顶部，并与控制中心相连［13］。

控制中心位于箱体的上部，包括电源开关及其指示灯、紫外灯开关、加热指示灯、加湿指示灯、传送齿轮调速仪表盘、温度监测及调节仪表盘、湿度监测及调节仪表盘、鼓风机功率调节仪表盘（见图1）、水箱水位过低报警器10（见图2）。

2.3 工作原理

在几乎全封闭的醒发箱内，面带由第一推拉窗2进入箱体1，在传送杆8的带动下，从上到下层层移动，最后由第二推拉窗3离开箱体1，完成醒发。面带在箱内缓慢移动的过程中，通过控制中心对传送速度、温度、湿度和鼓风机功率进行设定和调节，产生的热风和湿气经过热风及湿气导孔均匀作用于面带，使箱内保持恒温恒湿环境［14］。与此同时，紫外灯的照射能杀灭面带表面的微生物并保证箱内的无菌化（或减菌化），多余的热风或湿气经排水阀和排风孔排出箱外。

3 工作过程及主要技术参数

该设备选用的鼓风机为低压鼓风机，风机全压H ≤1 000 Pa，功率为2～5 k W。工作前打开紫外灯（功率为10～35 W均可），对箱内进行照射灭菌20～30 min，与此同时，以较小的功率（功率2 k W）打开鼓风机，面带进入时，要暂时关掉紫外灯，以防对操作人员的伤害。

经过复合压延后的面带由第一推拉窗进入箱体，并使之与传送杆配合好，通过控制中心设定好传送速率、温度、湿度和鼓风机功率，此时，传送杆开始缓慢传动，加热装置和加湿装置开始提供热风及湿气，通过热风及湿气导孔均匀送入箱内；面带在传送杆的带动下在醒发箱内缓慢前进，从上往下一层层传送（进入下一层传送带可能需要人工辅助），最后经第2推拉窗离开箱体，完成醒发熟化过程。

通过控制中心的协调配合，通常控制醒发时间在20～30 min，醒发温度为25～35℃，湿度为80%～85%。传送过程中需要开启紫外灯以保障醒发环境无菌。正常连续生产时基本不需要人员操作。操作人员可以通过观察窗对箱内情况进行观察，一旦需要人为介入辅助调整面带的时候，要注意先暂时关闭紫外灯［15］。

4 结论

通过对多家生产企业进行的调查和验证，与仅对温度进行简单监控的传统的玻璃柜式醒发箱相比，本设备兼顾了恒温恒湿的醒发要求，使面带能够得到更好的醒发、熟化，与此同时，还实现了醒发过程的减菌化［16］。若不考虑其他生产工艺的差异，经过该醒发箱生产的鲜湿面，筋力强、口感好，货架期可以有效延长3～5 d。但是，由于影响鲜湿面的微生物种类繁多，单纯依靠本设备安装的紫外灭菌设备尚难以很好地实现无菌化。因此，关于醒发箱的减菌化设计和改造有待于进一步深入研究。

1 宋显良.生鲜湿面防霉保鲜技术的研究［D］.长沙：中南林业科技大学，2013.

2 周文化，郑仕宏，张建春，等.鲜湿面工业化技术的研究［J］.粮油食品科技，2006，14（3）：1～3.

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6 张奎彪，刘辉，钟绍辉，等.家禽加工胴体间歇称重系统［J］.食品与机械，2011，27（5）：142～144.

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9 曾繁玲.基于施耐德Twido PLC的自动称重包装机的控制［J］.制造业自动化，2012，34（5）：148～150.

10 文怀兴，李新博，史鹏涛，等.大枣去核切片集成设备的设计与试验［J］.食品与机械，2013，29（3）：145～148.

11 李毅，张喜瑞，李粤，等.切碎组合式香蕉秸秆还田机设计［J］.广东农业科学，2012（18）：187～190.

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