陳 參 萬里瑞 李慶娟

（1.河南廣播電視大學(xué)，河南 鄭州 453000；2.雙匯集團(tuán)技術(shù)中心，河南 漯河 462000）

1 低溫肉制品加工工藝特點(diǎn)

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(jìn)行巴氏殺菌的肉制品，即將肉制品中心溫度達(dá)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(chǎn)品食用的安全、可靠，同時(shí)能最大程度地保留肉制品的營養(yǎng)價(jià)值，因此是科學(xué)合理的加工方式［1］。

在某大型食品企業(yè)低溫肉制品生產(chǎn)工藝中，要求產(chǎn)品裝箱溫度不高于15℃，并且不允許帶水裝箱。原料肉經(jīng)修整、絞制、攪拌、腌制后灌裝，再進(jìn)行蒸煮、煙熏、包裝，然后進(jìn)行二次殺菌、冷卻，最后貼標(biāo)和裝箱［2］。

在上述工藝工程中，蒸煮（二次滅菌）是在保證產(chǎn)品中心溫度達(dá)到68～72℃下進(jìn)行的，然后用低溫干燥設(shè)備進(jìn)行冷卻干燥。由于蒸煮后產(chǎn)品表面附著大量水分，極不利于產(chǎn)品儲藏［3］，需要冷卻干燥設(shè)備將產(chǎn)品包裝外水分完全去除。

2 低溫肉制品殺菌后的除水

目前，食品機(jī)械生產(chǎn)廠家普遍采用低溫風(fēng)機(jī)去除產(chǎn)品表面的水分。具體的方法是讓不同規(guī)格的產(chǎn)品通過可滾動的不銹鋼棒，干燥機(jī)上面和側(cè)面設(shè)置一系列冷風(fēng)機(jī)，利用高壓低溫氣流噴射風(fēng)吹，以及兩端輔助設(shè)置的吸水布條來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品表面包裝除水、除油漬［4］。傳統(tǒng)低溫干燥機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。

由于低溫肉制品規(guī)格不同，形狀不一，且要求產(chǎn)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(chǎn)工藝中用現(xiàn)有的低溫風(fēng)機(jī)除去食品包裝附水的效果不佳，導(dǎo)致低溫食品產(chǎn)生外包裝漲袋和內(nèi)部肉品腐爛等問題［6］。

3 新裝置設(shè)計(jì)基本原理及結(jié)構(gòu)圖

圖1 傳統(tǒng)低溫食品干燥設(shè)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(jīng)過蒸煮（二次消毒）后進(jìn)入低溫干燥。本低溫干燥機(jī)主要部件由兩個(gè)弧形網(wǎng)篩組成，網(wǎng)篩交錯(cuò)放置，一級網(wǎng)篩要稍高于二級網(wǎng)篩，并向其小角度傾斜。網(wǎng)篩由很多小孔構(gòu)成，考慮到食品體積的品種個(gè)體差異，將網(wǎng)篩的網(wǎng)孔直徑分別設(shè)計(jì)為8cm（一級網(wǎng)篩）和6cm（二級網(wǎng)篩）［7］。

工作時(shí)，被蒸煮的食品由傳送帶進(jìn)入一級網(wǎng)篩，沿著低頻晃動的網(wǎng)篩向下行進(jìn)翻滾。兩級弧形網(wǎng)篩分別實(shí)現(xiàn)左右晃動和前后晃動，促使食品前后翻滾，一級網(wǎng)篩左右晃動，在除水的同時(shí)促使食品成品流向前后晃動的二級網(wǎng)篩。在產(chǎn)品滾動的同時(shí)，裝在裝置頂端的高壓氣槍產(chǎn)生的氣流把表面的各個(gè)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(jī)出來，由傳送帶送至后一道工序進(jìn)行裝箱入庫。

低溫干燥機(jī)是一個(gè)封閉的工藝設(shè)備，外表全部采用不銹鋼鐵皮包裹，其內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 干燥機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Figure 2 Drying machine internal structure

4 干燥機(jī)的三維設(shè)計(jì)及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

任何一臺機(jī)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(shù)要求進(jìn)行裝配，將若干零件組合起來成為組件、部件，并進(jìn)一部裝配，最終獲得所需的產(chǎn)品。由零件組裝成整臺機(jī)械的過程稱為裝配［8］。

從設(shè)計(jì)的角度切入，建立零件模型的目標(biāo)過程如下：

準(zhǔn)備表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思；

完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)構(gòu)建；

為后續(xù)部件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)籌備準(zhǔn)備條件；

為繼續(xù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備條件；

為加工信息提取準(zhǔn)備條件。

網(wǎng)篩是低溫干燥機(jī)主要部件。圖3為干燥機(jī)內(nèi)部兩級網(wǎng)篩模型，作用是利用晃動使規(guī)格大小不一的產(chǎn)品在網(wǎng)篩上翻滾，以利于去除表面水分。

在自底向上設(shè)計(jì)的過程中，優(yōu)先選擇設(shè)計(jì)網(wǎng)篩零部件，其它零件及其部件都基于網(wǎng)篩的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和裝配。在干燥機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，裝配是分級完成的，也就是“子裝配”的概念。

圖3 網(wǎng)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(gè)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(gè)裝置的整體設(shè)計(jì)見圖4。

圖4 低溫干燥機(jī)三維結(jié)構(gòu)圖Figure 4 Low temperature drying machine three dimensional structures

整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)：

一級網(wǎng)篩長寬：1 500mm×1 000mm

二級網(wǎng)篩長寬：1 500mm×1 200mm

安裝高壓氣泵孔直徑：80mm

干燥機(jī)長寬高：3 500mm×1 500mm×2 000mm

低溫干燥機(jī)是一個(gè)封閉的工藝設(shè)備，外表全部用不銹鋼鐵皮包裹，其內(nèi)部用鋼架支撐，支撐件采用結(jié)構(gòu)鋼架。

5 結(jié)束語

在低溫肉制品的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開發(fā)適用于低溫食品表面除水的干燥機(jī)，并使用CAD／CAM軟件UG設(shè)計(jì)出整個(gè)低溫干燥機(jī)的零件以及整機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)。

在干燥機(jī)設(shè)計(jì)過程中，綜合考慮了設(shè)備的工藝要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理選擇了設(shè)備的工藝參數(shù)和性能參數(shù)，通過對干燥機(jī)外形尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、干燥原理等方面進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，提高了設(shè)備的結(jié)構(gòu)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(jīng)濟(jì)效益。

1 孫小衛(wèi).低溫蒸煮新工藝設(shè)備的改進(jìn)［J］.食品與機(jī)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(xué)，2010，31（5）：5～8.

3 王玉田.肉制品加工技術(shù)［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2006：125～126.

4 南海函，鄭建仙.低脂肪肉制品的加工技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)［J］.食品與機(jī)械，2001（4）：7～10.

5 劉成國，龍昊，婁愛華.熱風(fēng)干燥條件對中式臘腸微生物及質(zhì)構(gòu)特性的影響［J］.食品與機(jī)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(xué)工業(yè)出版社，2003：14～15.

7 戴朋.有效的品質(zhì)管理［M］.北京：新華出版社，2002：12～16.

8 胡任喜.UG NX6.0Z中文版標(biāo)準(zhǔn)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2009：101～102.

9 Unigraphics Soluions Inc.UG自由形狀特征建模培訓(xùn)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010：102～104.