摘 要：針對蛋撻液制備過程中對原料比例精確控制的高要求，以及現(xiàn)有技術(shù)中常見的原料浪費和混合效果不理想等問題，本文開展了蛋撻液定量加注技術(shù)及其系統(tǒng)應(yīng)用的研究。采用環(huán)形旋轉(zhuǎn)板與對接管相結(jié)合的設(shè)計，實現(xiàn)了多種原料的精準(zhǔn)輸送，構(gòu)建了一套高效的自動化配料流程。系統(tǒng)還創(chuàng)新性地引入了循環(huán)利用的清潔水管路和磁性密封結(jié)構(gòu)，顯著提升了設(shè)備的運行穩(wěn)定性和安全性能。實驗表明，該系統(tǒng)在加注精度、混合均勻性以及清潔便捷性等方面表現(xiàn)優(yōu)異。

關(guān)鍵詞：蛋撻液；定量加注技術(shù)；自動化配料；PLC控制

Application Research on Quantitative Addition Technology of Egg Tart Liquid

WANG Deyu

（Hefei Qige Food Co.， Ltd.， Hefei 230011， China）

Abstract： In response to the high requirements for precise control of raw material ratios in the preparation of egg tart liquid， as well as the common problems of waste and unsatisfactory mixing effects in existing technologies， this paper conducts a study on the quantitative addition technology of egg tart liquid and its system application. The design combines a circular rotating plate with a connecting pipe to achieve precise transportation of multiple raw materials and construct an efficient automated batching process. The system also innovatively introduces clean water pipelines and magnetic sealing structures for recycling， significantly improving the operational stability and safety performance of the equipment. The experiment shows that the system performs excellently in terms of filling accuracy， mixing uniformity， and cleaning convenience.

Keywords： egg tart liquid; quantitative addition technology; automated batching; PLC control

作為制作蛋撻的關(guān)鍵性原料，蛋撻液的配比精準(zhǔn)度對成品的口感與質(zhì)量具有決定性作用。隨著食品工業(yè)向智能化和高效化轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)的人工配料方式已無法適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的要求。自動化配料技術(shù)的普及，不僅大幅提升了生產(chǎn)效能，還有效減少了原料浪費。在多原料定量加注中，現(xiàn)有技術(shù)仍面臨設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配料精度不足以及清潔維護難度較高等瓶頸，限制了技術(shù)的進一步推廣和應(yīng)用[1]。因此，如何進行創(chuàng)新設(shè)計改進加注流程，提升設(shè)備運行的效率與可靠性，已成為當(dāng)前研究的重點方向。

1 蛋撻液自動配料與制備的技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 自動化配料技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，隨著食品行業(yè)的迅速發(fā)展，自動化配料技術(shù)在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用日益普及，特別是在對配料精度和生產(chǎn)效率要求較高的場景中，表現(xiàn)出顯著的技術(shù)優(yōu)勢。該技術(shù)緊密結(jié)合機械設(shè)備與智能化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了從原料存儲、輸送到精確配比的全自動化處理過程。在乳制品、烘焙食品及飲料的生產(chǎn)中，該技術(shù)被廣泛用于實現(xiàn)復(fù)雜配方的精確控制。其核心在于通過各種傳感器和控制器對不同原料進行動態(tài)監(jiān)控和定量輸送，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。配套的混合與攪拌裝置能夠保證多種原料充分均勻混合，為后續(xù)加工環(huán)節(jié)提供可靠的基礎(chǔ)保障。

1.2 現(xiàn)有技術(shù)中的問題與挑戰(zhàn)

目前，配料系統(tǒng)通常存在設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運行維護成本較高的問題，尤其是多管路的重復(fù)設(shè)置和設(shè)備在運行中頻繁出現(xiàn)的機械故障，這些問題限制了系統(tǒng)的高效運行。在多原料定量加注環(huán)節(jié)，設(shè)備的精度尚未完全滿足需求，導(dǎo)致配比誤差難以徹底消除，特別是在處理高黏度原料時，因流動性差而容易出現(xiàn)加注不均甚至堵塞的現(xiàn)象[2]。由于原料容易在管路和配料罐內(nèi)殘留，增加了交叉污染的風(fēng)險，尤其是在頻繁切換配方的情況下，難以實現(xiàn)快速清潔，進而對生產(chǎn)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。現(xiàn)有自動化配料系統(tǒng)在智能控制能力上也存在不足，例如缺乏對環(huán)境變量的靈活適應(yīng)性，無法動態(tài)調(diào)整操作參數(shù)，從而限制了其在復(fù)雜生產(chǎn)場景中的應(yīng)用潛能。

2 蛋撻液定量加注系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與設(shè)計思路

蛋撻液定量加注系統(tǒng)的設(shè)計以實現(xiàn)高效率、高精度和穩(wěn)定運行為目標(biāo)，整合了機械組件、傳感技術(shù)和自動化控制系統(tǒng)，構(gòu)建了一套涵蓋原料輸送、精確加注和均勻混合的綜合性解決方案[3]。如圖1（立體圖）所示，蛋撻液定量加注系統(tǒng)的核心組件環(huán)繞分布，各核心組件環(huán)繞分布在基座上方。多個原料罐均勻環(huán)繞布置，用于存儲不同種類的原料，其頂部固定安裝環(huán)形頂板，該頂板為旋轉(zhuǎn)組件提供支撐。環(huán)形旋轉(zhuǎn)板通過內(nèi)齒環(huán)與雙軸電機嚙合傳動，實現(xiàn)精準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)切換，從而使上對接管對準(zhǔn)目標(biāo)原料罐下的下對接管。抽泵通過上對接管和轉(zhuǎn)接管將原料輸送至中央的配料罐，在轉(zhuǎn)軸的帶動下完成攪拌，確?；旌暇鶆蛐?。紅外發(fā)生器與紅外接收器用于定位旋轉(zhuǎn)板的位置，確保對接精準(zhǔn)。系統(tǒng)還設(shè)計了回流管和環(huán)管組成的清潔功能模塊，通過水循環(huán)實現(xiàn)自動清洗。整體設(shè)計不僅提高了系統(tǒng)運行效率，還優(yōu)化了生產(chǎn)操作流程，為蛋撻液的規(guī)?；a(chǎn)提供了堅實的技術(shù)支持。

2.2 定量加注技術(shù)核心部件分析

2.2.1 環(huán)形旋轉(zhuǎn)板與對接管設(shè)計

環(huán)形旋轉(zhuǎn)板由環(huán)形頂板和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成，能夠在驅(qū)動單元的作用下完成徑向旋轉(zhuǎn)。板上安裝的上對接管通過與不同原料罐對應(yīng)的下對接管對接，實現(xiàn)了原料的快速切換和抽取。相比于傳統(tǒng)多管路設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)顯著減少了管路的重復(fù)配置，從而降低了設(shè)備的復(fù)雜性與制造成本。為了提高旋轉(zhuǎn)板與下對接管的對接精度，設(shè)計中采用了紅外傳感定位技術(shù)，利用紅外發(fā)生器與接收器的協(xié)作，實時檢測旋轉(zhuǎn)板的位置，針對食品加工對衛(wèi)生要求較高的特點，上下對接管之間設(shè)計了自動密封裝置，結(jié)合磁性吸附和橡膠密封件，有效防止了輸送過程中的泄漏問題。在切換原料時，配合抽泵的反向抽取功能，可以回收管路中的殘余原料，避免浪費，減少不同原料之間的交叉污染。

2.2.2 配料罐攪拌系統(tǒng)

配料罐攪拌系統(tǒng)主要由攪拌軸、葉片和頂蓋組成，并由雙軸電機提供動力，能夠高效完成原料的混合任務(wù)。攪拌葉片采用分層設(shè)計，固定在攪拌軸外部，旋轉(zhuǎn)過程中對配料罐內(nèi)不同位置的原料進行全面攪拌。葉片上方的圓錐形頂蓋可引導(dǎo)原料流向，并通過附加的副葉片產(chǎn)生離心甩動，進一步提高混合效果，從而使蛋撻液更加均勻。為適應(yīng)不同原料的物理特性，攪拌系統(tǒng)具備靈活的調(diào)節(jié)功能，靈活調(diào)整轉(zhuǎn)速和攪拌時間適應(yīng)不同的黏稠度和比例要求。攪拌系統(tǒng)與環(huán)形旋轉(zhuǎn)板緊密配合，在每次原料加注完成后立即開始混合，避免原料因長時間靜置而產(chǎn)生分層或沉積現(xiàn)象。

3 定量加注技術(shù)在蛋撻液制備中的應(yīng)用研究

3.1 技術(shù)實施流程

3.1.1 原料準(zhǔn)備與系統(tǒng)初始化

在原料準(zhǔn)備階段，操作人員需要依據(jù)蛋撻液的配方要求，將細砂糖、牛奶和蛋液等原料分裝至多個獨立的原料罐中[4]。每個原料罐均配備液位傳感器，以便實時監(jiān)控原料的存儲狀態(tài)。為避免原料在儲存過程中因時間過長而產(chǎn)生沉淀或分層，系統(tǒng)特別設(shè)計了自動攪拌功能，可以定時對原料進行均勻攪拌。系統(tǒng)初始化時，包括對環(huán)形旋轉(zhuǎn)板、對接管以及攪拌裝置的啟動和校準(zhǔn)操作。PLC控制系統(tǒng)在初始化過程中會設(shè)定參數(shù)，保證環(huán)形旋轉(zhuǎn)板能夠精準(zhǔn)對接原料罐，并按照預(yù)設(shè)的加注順序控制抽泵和攪拌葉片的工作。此外，還需對紅外傳感器和流量監(jiān)測設(shè)備進行狀態(tài)檢測，確認(rèn)其靈敏度和精度達到運行要求。

3.1.2 原料定量加注過程

在加注過程中，環(huán)形旋轉(zhuǎn)板在PLC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制下，旋轉(zhuǎn)至目標(biāo)原料罐的位置。上對接管與對應(yīng)的下對接管精準(zhǔn)對接后，抽泵開始工作，將原料通過管路輸送至配料罐。流量傳感器實時監(jiān)控輸送量，并將數(shù)據(jù)反饋至PLC系統(tǒng)，用于動態(tài)調(diào)整加注參數(shù)，保證每種原料的加注量滿足配方要求。當(dāng)加注接近目標(biāo)量時，系統(tǒng)會逐步降低抽泵的運行速度，避免因慣性引起的過量加注。完成一種原料的加注后，旋轉(zhuǎn)板按照設(shè)定程序切換至下一個原料罐位置，重復(fù)此過程，直到所有原料完成加注。為避免不同原料之間的交叉污染，加注結(jié)束后，系統(tǒng)會啟動反向抽取功能，回收管路中的殘余原料，促使公共管路保持清潔。為提高效率，攪拌裝置會同步啟動，對已加注的原料進行初步混合，防止其沉淀[5]。

3.1.3 系統(tǒng)清潔與循環(huán)利用設(shè)計

為了實現(xiàn)高效清潔，系統(tǒng)配置了專用的清潔管路，清潔用水利用下對接管輸送至環(huán)形旋轉(zhuǎn)板和公共管路，配合電磁閥的開閉和抽泵的作用，能夠徹底清除管道內(nèi)的殘余物料。在清潔循環(huán)中，清潔用水經(jīng)過過濾裝置去除雜質(zhì)后可再次使用，大幅減少了水資源的浪費。為進一步提高清潔效果，上下對接管之間采用了磁性密封設(shè)計，并結(jié)合反向抽取和旋轉(zhuǎn)沖刷技術(shù)，保證徹底清洗干凈設(shè)備內(nèi)部的每個角落。清潔完成后，系統(tǒng)利用內(nèi)置的干燥功能對關(guān)鍵部件進行吹干處理，防止水分殘留對下一批次原料造成影響。

3.2 加注精度分析與實驗驗證

定量加注技術(shù)在蛋撻液制備中的應(yīng)用核心在于加注精度的控制。為了驗證系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，進行了系統(tǒng)化的實驗研究。實驗設(shè)計以驗證多種原料的加注量是否滿足設(shè)定比例為目標(biāo)，結(jié)合流量監(jiān)測和實際配料測量的方法，分析系統(tǒng)在不同運行條件下的加注精度和誤差范圍。實驗選取細砂糖、牛奶和蛋液3種常用原料，以設(shè)定比例（細砂糖25%、牛奶45%、蛋液30%）進行配比。具體步驟如下。

（1）系統(tǒng)初始化。啟動設(shè)備完成校準(zhǔn)，確保流量傳感器、紅外傳感定位裝置和抽泵運行正常。

（2）設(shè)定加注參數(shù)。在PLC控制面板輸入目標(biāo)加注量及比例，并啟動環(huán)形旋轉(zhuǎn)板使對接管對接原料罐。

（3）數(shù)據(jù)采集。在加注過程中，通過流量傳感器記錄實際輸送的每種原料量，并通過電子天平測量最終配料罐中的總量。

（4）誤差計算。將實際加注量與目標(biāo)加注量進行比較，計算每次加注的誤差值。

（5）數(shù)據(jù)分析。通過多次實驗取平均值，分析不同原料在不同運行條件下的精度變化。實驗共進行

5次重復(fù)測試，記錄每次測試的目標(biāo)量、實際量及誤差率，數(shù)據(jù)如表1所示。

實驗結(jié)果表明，該定量加注技術(shù)在蛋撻液制備中的應(yīng)用具有良好的精確性和一致性，為工業(yè)化應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。同時，實驗結(jié)果也為進一步優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計和改進運行邏輯提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 結(jié)語

本研究對蛋撻液定量加注技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計與實驗驗證，揭示了環(huán)形旋轉(zhuǎn)板、上下對接管、PLC控制系統(tǒng)及紅外傳感技術(shù)的協(xié)同作用如何在多原料精準(zhǔn)輸送和高效混合中發(fā)揮核心作用。實驗表明，該系統(tǒng)能夠在誤差控制在±1%的前提下，實現(xiàn)無交叉污染的清潔操作，顯著提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。研究中未發(fā)現(xiàn)顯著異常，但傳感器響應(yīng)延遲及抽泵慣性導(dǎo)致的微小誤差尚需進一步優(yōu)化。未來研究可針對復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性及與多種食品配料標(biāo)準(zhǔn)的適配性進行深入探索，進一步拓展其在其他工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用潛能。

參考文獻

[1]王恩勝.木糖醇奇異果風(fēng)味蛋撻的研制[J].現(xiàn)代食品，2022，28（16）：105-107.

[2]沈東強，史祥忠，沙文軒，等.響應(yīng)面法優(yōu)化藜麥蛋撻的制作工藝[J].現(xiàn)代食品，2022，28（3）：82-84.

[3]楊愛國.紅薯蛋撻的工藝研究[J].現(xiàn)代食品，2020（23）：107-110.

[4]龔雪娟，李正旭，房林波.豬油含量對蛋撻皮口感的影響分析[J].輕工科技，2020，36（9）：5-7.

[5]龔雪娟.豬油含量對蛋撻皮品質(zhì)的影響[J].江蘇調(diào)味副食品，2020（2）：25-27.

作者簡介：王德玉（1977—），男，安徽淮南人，本科。研究方向：食品技術(shù)。