陳 參 萬里瑞 李慶娟
(1.河南廣播電視大學,河南 鄭州 453000;2.雙匯集團技術中心,河南 漯河 462000)
相對于高溫肉制品而言,低溫肉制品是指采用較低的殺菌溫度進行巴氏殺菌的肉制品,即將肉制品中心溫度達到68~72℃保持30min。理論上講,這樣的殺菌程度致病微生物可被完全殺滅,能保證產品食用的安全、可靠,同時能最大程度地保留肉制品的營養(yǎng)價值,因此是科學合理的加工方式[1]。
在某大型食品企業(yè)低溫肉制品生產工藝中,要求產品裝箱溫度不高于15℃,并且不允許帶水裝箱。原料肉經修整、絞制、攪拌、腌制后灌裝,再進行蒸煮、煙熏、包裝,然后進行二次殺菌、冷卻,最后貼標和裝箱[2]。
在上述工藝工程中,蒸煮(二次滅菌)是在保證產品中心溫度達到68~72℃下進行的,然后用低溫干燥設備進行冷卻干燥。由于蒸煮后產品表面附著大量水分,極不利于產品儲藏[3],需要冷卻干燥設備將產品包裝外水分完全去除。
目前,食品機械生產廠家普遍采用低溫風機去除產品表面的水分。具體的方法是讓不同規(guī)格的產品通過可滾動的不銹鋼棒,干燥機上面和側面設置一系列冷風機,利用高壓低溫氣流噴射風吹,以及兩端輔助設置的吸水布條來實現(xiàn)產品表面包裝除水、除油漬[4]。傳統(tǒng)低溫干燥機結構見圖1。
由于低溫肉制品規(guī)格不同,形狀不一,且要求產品裝箱前溫度不能太高,不能使用高溫脫水的方法[5],所以生產工藝中用現(xiàn)有的低溫風機除去食品包裝附水的效果不佳,導致低溫食品產生外包裝漲袋和內部肉品腐爛等問題[6]。
圖1 傳統(tǒng)低溫食品干燥設備Figure 1 The traditional cold food drying equipment
考慮到低溫肉制品成品的形狀大小不一,且經過蒸煮(二次消毒)后進入低溫干燥。本低溫干燥機主要部件由兩個弧形網篩組成,網篩交錯放置,一級網篩要稍高于二級網篩,并向其小角度傾斜。網篩由很多小孔構成,考慮到食品體積的品種個體差異,將網篩的網孔直徑分別設計為8cm(一級網篩)和6cm(二級網篩)[7]。
工作時,被蒸煮的食品由傳送帶進入一級網篩,沿著低頻晃動的網篩向下行進翻滾。兩級弧形網篩分別實現(xiàn)左右晃動和前后晃動,促使食品前后翻滾,一級網篩左右晃動,在除水的同時促使食品成品流向前后晃動的二級網篩。在產品滾動的同時,裝在裝置頂端的高壓氣槍產生的氣流把表面的各個角落的水分吹出,以利于徹底除卻表面的水分。然后,表面干燥的低溫肉制品從低溫干燥機出來,由傳送帶送至后一道工序進行裝箱入庫。
低溫干燥機是一個封閉的工藝設備,外表全部采用不銹鋼鐵皮包裹,其內部設計結構見圖2。
圖2 干燥機內部結構圖Figure 2 Drying machine internal structure
任何一臺機器都是由許多零部件組成。零件由毛胚加工成成品后,必須按照規(guī)定的技術要求進行裝配,將若干零件組合起來成為組件、部件,并進一部裝配,最終獲得所需的產品。由零件組裝成整臺機械的過程稱為裝配[8]。
從設計的角度切入,建立零件模型的目標過程如下:
準備表達設計構思;
完整的設計數(shù)據(jù)構建;
為后續(xù)部件的設計數(shù)據(jù)籌備準備條件;
為繼續(xù)設計準備條件;
為加工信息提取準備條件。
網篩是低溫干燥機主要部件。圖3為干燥機內部兩級網篩模型,作用是利用晃動使規(guī)格大小不一的產品在網篩上翻滾,以利于去除表面水分。
在自底向上設計的過程中,優(yōu)先選擇設計網篩零部件,其它零件及其部件都基于網篩的基礎上設計和裝配。在干燥機的設計過程中,裝配是分級完成的,也就是“子裝配”的概念。
圖3 網篩模型Figure 3 Wire screen
要由現(xiàn)有的零部件生成新的子裝配體,只要在模型樹中按[Ctrl]鍵,選擇想用來生成子裝配體的零部件,然后在一個所選零部件上單擊右鍵,在彈出的快捷菜單中選擇命令“在此生成新子裝配體”,就可以定義該子裝配體的名稱以及存儲路徑[9]。整個裝置的整體設計見圖4。
圖4 低溫干燥機三維結構圖Figure 4 Low temperature drying machine three dimensional structures
整個結構尺寸參數(shù):
一級網篩長寬:1 500mm×1 000mm
二級網篩長寬:1 500mm×1 200mm
安裝高壓氣泵孔直徑:80mm
干燥機長寬高:3 500mm×1 500mm×2 000mm
低溫干燥機是一個封閉的工藝設備,外表全部用不銹鋼鐵皮包裹,其內部用鋼架支撐,支撐件采用結構鋼架。
在低溫肉制品的現(xiàn)有生產工藝基礎上,重點開發(fā)適用于低溫食品表面除水的干燥機,并使用CAD/CAM軟件UG設計出整個低溫干燥機的零件以及整機設備結構。
在干燥機設計過程中,綜合考慮了設備的工藝要求、結構特點,合理選擇了設備的工藝參數(shù)和性能參數(shù),通過對干燥機外形尺寸、內部結構、干燥原理等方面進行了改進和優(yōu)化,提高了設備的結構合理性和可靠性,確保更好的低溫干燥效果,為用戶企業(yè)創(chuàng)造了更多經濟效益。
1 孫小衛(wèi).低溫蒸煮新工藝設備的改進[J].食品與機械,1994(3):143~146.
2 董慶利.低溫蒸煮香腸中大腸桿菌生長模型參數(shù)的不確定性研究[J].食品科學,2010,31(5):5~8.
3 王玉田.肉制品加工技術[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2006:125~126.
4 南海函,鄭建仙.低脂肪肉制品的加工技術和產品開發(fā)[J].食品與機械,2001(4):7~10.
5 劉成國,龍昊,婁愛華.熱風干燥條件對中式臘腸微生物及質構特性的影響[J].食品與機械,2012,28(4):42~46.
6 許牡丹,毛跟年.食品安全性與分析檢測[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003:14~15.
7 戴朋.有效的品質管理[M].北京:新華出版社,2002:12~16.
8 胡任喜.UG NX6.0Z中文版標準教程[M].北京:清華大學出版社,2009:101~102.
9 Unigraphics Soluions Inc.UG自由形狀特征建模培訓教程[M].北京:清華大學出版社,2010:102~104.