張春元

（天津市肉類(lèi)聯(lián)合加工廠，天津市浦英機(jī)械有限公司，天津300300）

煙熏箱等食品機(jī)械的出現(xiàn)，打破和代替了傳統(tǒng)的土爐單一蒸煮、烘烤、煙熏的形式。使用它能省時(shí)、省力，提高工廠的生產(chǎn)效率，并能適應(yīng)多種產(chǎn)品的熟化，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量更有保證，此類(lèi)設(shè)備多年來(lái)一直暢銷(xiāo)不衰。

德國(guó)早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)采用濕球溫度和干球溫度對(duì)照的控制方式控制煙熏箱內(nèi)的溫度和相對(duì)濕度（以下簡(jiǎn)稱(chēng)濕度）。我國(guó)由于受到相關(guān)技術(shù)和市場(chǎng)上的電器元件等諸多因素的制約，仍未擺脫烘烤（干燥）、蒸煮、煙熏段單一用溫度控制的方式。單一用溫度控制的好處是電路簡(jiǎn)單，操作容易，增加濕度控制會(huì)造成路線復(fù)雜，控制面板增大而笨重，費(fèi)用增加，故障率增多，調(diào)試、維修困難，加上當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)商熟化肉制品單一，對(duì)烘烤（干燥）、蒸煮、煙熏過(guò)程中濕度量參與的作用認(rèn)識(shí)不足，因此國(guó)內(nèi)沒(méi)有提出對(duì)濕度控制的要求。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多廠商在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中不斷推出肉食熟化新品種，也逐漸認(rèn)識(shí)到了煙熏箱的濕度控制對(duì)于降低成本，減少損失和保證產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)說(shuō)絕非可有可無(wú)。許多腸類(lèi)、鴨胸等煙熏產(chǎn)品，不引入濕度控制難以保證產(chǎn)品質(zhì)量，煙熏箱內(nèi)有無(wú)濕度控制也成為一項(xiàng)重要的合作條件，引起生產(chǎn)廠家的高度重視。

1 溫度控制的煙熏箱工作流程

普通的天然腸衣灌裝香腸過(guò)程中，工藝的熟化，第一步將灌裝好的產(chǎn)品先烘烤（干燥）一段時(shí)間，這樣做的目的，是把腸皮中的飽和水吸干，這不僅僅是去掉皮中的異味，更重要的是，丟掉飽和水的天然腸衣隨著水份的減少，腸衣發(fā)生凝結(jié)，表面干燥柔韌，增強(qiáng)腸衣的堅(jiān)固性，香腸的乳化外層也伴隨著烘烤（干燥）的溫度，使其乳化狀轉(zhuǎn)變?yōu)楣虪?，肌肉纖維相互結(jié)合起來(lái)提高固著能力[1]。當(dāng)進(jìn)入第二步蒸煮段時(shí)，由于具備了香腸前期烘烤這個(gè)先決條件，可以說(shuō)在合適的濕度范圍抗住了香腸熟化過(guò)程中的膨脹力，保持原有狀態(tài)不被破壞（不破損爆裂）從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，過(guò)程見(jiàn)圖1。

從圖1中看到，無(wú)濕度控制的煙熏箱，每個(gè)熟化段雖然工藝明確，但無(wú)論烘烤（干燥）、蒸煮、煙熏，它們的控制參數(shù)是溫度和時(shí)間。這種控制方式在烘烤（干燥）段運(yùn)行時(shí)，只要定時(shí)和定溫適宜，產(chǎn)品質(zhì)量是可以保障的。然而在蒸煮段運(yùn)行時(shí)，由于缺少濕度控制，造成產(chǎn)品破損爆裂增多。

熟化工藝過(guò)程中溫濕度曲線見(jiàn)圖2～圖4。

圖1 溫度控制的煙熏箱工作流程Fig.1 The working process of the temperature control smoke box

圖2 煙熏箱無(wú)濕度控制蒸煮段運(yùn)行曲線Fig.2 Curve of smoke box without humidity control in cooking phase

從圖2中可以看到，在沒(méi)有濕度控制的蒸煮過(guò)程中，無(wú)論溫度達(dá)到與否，箱內(nèi)的濕度在很短時(shí)間就達(dá)到了100%RH，即飽和狀態(tài)。這種現(xiàn)象一直伴隨溫度長(zhǎng)時(shí)間在箱內(nèi)持續(xù)著。雖然在烘烤（干燥）段增強(qiáng)了腸衣堅(jiān)固性，然而在蒸煮熟化前的T1～T2初期就已經(jīng)遭到了破壞，促使烘烤好的腸衣又很快被飽和濕度所侵蝕，香腸表皮堅(jiān)固力逐漸減小，此時(shí)，隨著腸芯內(nèi)溫度的上升，腸體熱膨脹越來(lái)越顯著，固著力的減小，膨脹力的加大，腸衣破損、爆裂自然就會(huì)發(fā)生，這就是無(wú)濕度控制的缺陷[2]。再加上腸皮本身的質(zhì)量、香腸原料的差異等一些不確定的因素，以及蒸汽壓力、進(jìn)氣量大小等因素，也會(huì)增加破裂的幾率，直接影響經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 煙熏箱無(wú)濕度控制烘烤段運(yùn)行曲線Fig.3 Curve of smoke box without humidity control in baking stage

濕度控制影響產(chǎn)品煙熏著色效果，也是熟化工藝重點(diǎn)討論的問(wèn)題，從圖3中可以看出，在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，箱內(nèi)產(chǎn)品濕度是與時(shí)間成反比，既煙熏時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)品濕度就越低，每一種煙熏的產(chǎn)品不但要保持規(guī)定的溫度，而且還要保持規(guī)定的濕度，有利于煙熏沉積和呈色及均勻快速。通常在沒(méi)有濕度控制的煙熏產(chǎn)品中，給煙熏的產(chǎn)品著色困難，常采用加長(zhǎng)煙熏時(shí)間或是在煙熏原料的木屑中加入白糖，來(lái)提高著色度，雖然能起到一些作用，但加長(zhǎng)煙熏時(shí)間使原產(chǎn)品單位重量減少，最多是每公斤減少重量10 g～15 g；木屑中加白糖，不但增加了成本，也使原產(chǎn)品增加了不需要的味道，且容易在腸衣外表出現(xiàn)花皮，直接影響產(chǎn)品外觀。

圖4 煙熏箱加濕度控制烘烤段運(yùn)行曲線Fig.4 Curve of smoke box with humidity control in baking stage

從圖4可以看出，有溫度控制又有濕度控制使產(chǎn)品成產(chǎn)過(guò)程中的濕度與控制時(shí)間無(wú)關(guān)，可降低腸衣爆裂的風(fēng)險(xiǎn)。

2 解決方案

采取箱內(nèi)溫度用溫度傳感器的信號(hào)控制加熱機(jī)組的烘烤電磁閥和濕度傳感器的信號(hào)控制管路蒸汽電磁閥的方法控制；箱內(nèi)濕度采用濕度傳感器信號(hào)分別控制蒸煮電磁閥和增濕電磁閥的方法完成。當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入箱內(nèi)需要蒸煮熟化時(shí)，一般產(chǎn)品溫度80℃以上，濕度在90%RH以上，溫度和濕度遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)定溫度和相對(duì)濕度，加熱機(jī)組的溫度電磁閥和蒸煮電磁閥開(kāi)啟，由于箱內(nèi)濕度上升和下降速度快于溫度，在箱內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值前，因濕度高低變化超出設(shè)定的上限值和下限值，蒸煮電磁閥會(huì)反復(fù)開(kāi)啟和關(guān)閉以維持濕度在設(shè)定的范圍內(nèi)[3]。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值，烘干電磁閥、蒸煮電磁閥關(guān)閉并保持，此時(shí)濕度大多在設(shè)定范圍內(nèi)，一旦濕度低于設(shè)定的下線值，增濕管路系統(tǒng)的增濕電磁閥開(kāi)啟，一是降低加熱機(jī)組溫度惰性上升帶來(lái)的箱內(nèi)溫度繼續(xù)升高趨勢(shì)，二是抑制濕度下降并有所提升。當(dāng)箱內(nèi)溫度低于設(shè)定值，且濕度保持在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，開(kāi)啟烘烤電磁閥提升箱內(nèi)溫度，達(dá)到設(shè)定溫度值關(guān)閉。在提升溫度過(guò)程中，如果濕度下降超出了設(shè)定下限值，立刻開(kāi)啟蒸煮電磁閥快速提升箱內(nèi)的溫度和濕度（主要快速提升相對(duì)濕度）達(dá)到預(yù)設(shè)值關(guān)閉。至此按照箱內(nèi)溫度、濕度的情況，傳感器發(fā)出不同的信號(hào)，控制電磁閥按照設(shè)定的溫濕度保持到工作結(jié)束?？刂屏鞒桃?jiàn)圖5。

由圖5可知，在烘烤、蒸煮、煙熏段的運(yùn)行由于有了濕度控制的能力，天然腸衣的香腸破損率明顯降低，減少了生產(chǎn)商的成本，為提高產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮了重大作用。

通過(guò)以上方案的精心設(shè)計(jì)和實(shí)施、調(diào)試，成功的完成了煙熏箱（爐）溫濕度的控制，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。煙熏箱加濕度控制蒸煮段運(yùn)行曲線見(jiàn)圖6。

圖5 溫濕度控制的煙熏箱蒸煮段工作流程度Fig.5 The working process of the temperature and humidity control smoke box in cooking phase

圖6 煙熏箱加濕度控制蒸煮段運(yùn)行曲線Fig.6 Curve of smoke box with humidity control in cooking phase

從圖4和圖6溫濕度曲線中了解到，無(wú)論是烘烤（干燥）、蒸煮、煙熏，隨時(shí)可以加入濕度控制，隨工藝要求而任意設(shè)定和調(diào)整，由于采用先進(jìn)的電氣元件，性能穩(wěn)定、控制精確，加上操作具有獨(dú)特的選擇性，擴(kuò)大了產(chǎn)品的煙熏種類(lèi)，滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)外客商的熟化工藝的控制要求，運(yùn)做10多年來(lái)，用戶(hù)給予了積極的評(píng)定。實(shí)踐證明，煙熏箱的濕度控制和溫度控制同樣是必不可少的。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 蒸煮段加濕度控制效益分析

天然腸衣無(wú)濕度控制的產(chǎn)品，破損率平均在4%～5%，而有濕度控制的破損率平均在1.5%～2%。按每批次300 kg計(jì)算，班產(chǎn)4批次破損36 kg。

3.2 煙熏段加濕度控制效益分析

熟化煙熏天然腸衣香腸運(yùn)行的參數(shù)為溫度68℃，濕度50%RH～60%RH，運(yùn)行30 min達(dá)到產(chǎn)品煙熏要求的效果，而未增加濕度控制的實(shí)際煙熏時(shí)間為60 min，每批次增加30 min煙熏耗能，并且使產(chǎn)品損失了重量（不包括因增加煙熏時(shí)間每班減少10%～15%的產(chǎn)量所減少的利潤(rùn)值）。國(guó)內(nèi)肉食品廠家使用的煙熏箱中無(wú)濕度控制的約占15%～20%，產(chǎn)品僅僅煙熏一項(xiàng)，全國(guó)生產(chǎn)廠商每年損失千萬(wàn)元以上，浪費(fèi)了寶貴的能源。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用溫度傳感器與濕度傳感器的配合使用，根據(jù)它們采集的不同信號(hào)控制相應(yīng)的電磁閥，達(dá)到了控制濕度的目的，解決了天然腸衣在蒸煮工藝段中破損率高和在烘烤煙熏中延長(zhǎng)時(shí)間問(wèn)題，為肉食生產(chǎn)商提高了經(jīng)濟(jì)效益，為社會(huì)節(jié)省了大量資源。

參考資料：

[1] 周光宏.肉品加工學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2009

[2] 林祥群.肉制品加工技術(shù)[M].天津:天津大學(xué)出版社,2010

[3] 夏文水.肉制品加工原理與技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003