食品百科

11.2.3 挤模制粒

2023-02-14

制粒也是一种成型过程。与其他常见的成型方法一样,制粒成型也有压模和挤模两 种方式。压模制粒在上一节已经介绍过,这里将介绍应用更为普遍的挤模制粒方法。一 些固体饮料、固体调味料、鱼及动物饲料往往采用挤模制粒法进行生产。

挤模制粒通常将待制粒的物料先制成一定含湿量的软材,然后在一定的机械推动力 作用下,迫使软材通过成型的模具,形成粒度均匀的颗粒。这种颗粒因含有水分,因此,紧 接着要进行干燥处理。常见的挤模制粒机械有摇摆式制粒机、旋转式制粒机、柱塞式制粒 机和旋转挤压式制粒机。

11.2.3.1 旋转式制粒机

旋转式制粒机,有下列两种形式:

(1) 以圆筒状筛网为模具的 圆筒轴心处的轴上固定有十字形刮板和挡板,两者转 动方向不同,使软材被压出筛孔而成颗粒,图11-24所示为一种旋转式制粒机。可见,这种制粒机的模具实际上是一只圆筒形的多孔筛。 一般对于制成像固体饮料一类的粒子,所用筛子的 筛孔在10~12mm之间。形成的湿粒子形状的均 匀性与多种因素有关,如制备软料用的液体的黏性 与用量、搅拌时间、过筛条件等。一般黏性大、搅拌 时间长、过筛时筛网较松、加料量较多及压力较大 时,制得的湿粒会黏结得较紧,产生的细粉较少;反 之,形成的粒子会有较多的未完全黏合的细粉存在,从而影响产品的均匀性。

图11-24 刮板式圆筒筛制粒机

(2)旋转式制粒机 亦称为滚轮式,是因软料 通过模具的推动力来自一对绕模具转动的滚轮而得名。这种滚轮式的制粒机因模具的形 状不同又可分为圆盘模式和环模式两种类型,其结构原理如图11-25所示。现以环模式 制粒机为例,说明这种制粒机的工作原理。

(1)

(2)

(3)

图11-25 旋转式制粒机工作原理示意图

(1) 圆盘模式制粒机 (2)环模式制粒机 (3)压粒时正压力分布曲线

环模式制粒机主要由螺旋喂料器、搅拌器、压粒机构和传动装置等组成。工作时,粉 料从料斗进入螺旋喂料器,经由喂料器的物料进入搅拌器后,一边向前运动,一边混合,同 时通入水或蒸汽,以增加粉料含水量使物料含水率达到16%~17%。然后进入压粒机构 的环模内腔进行压粒。环模式制粒机的主要工作部件是一个做回转运动的环形压模,其 工作表面钻有许多均匀分布的孔眼(孔径一般φ2.5、φ3、φ4、φ6、φ8、φ10mm等),环模内 安装一对随动的滚轮。进入环模内腔的物料在重力、离心力和撒料器的作用下,被均匀地 撒向环模的内壁表面。由于两个压辊之间相对运动而产生的压力使粉料进入模孔,并变 成硬颗粒向外排出。可调整切刀的位置,将颗粒切成所要求的小段。

11.2.3.2 摇摆式制粒机

摇摆式制粒机的工作原理如图11-26所示,这种制粒机的主要构造是在加料斗底部 装有一个钝六角形棱柱状转动轴,转动轴一端接边于一个半月形由齿轮带动的转轴上,另 一端用一圆形帽盖将其支住,借机械动力做摇摆式往复转动,使加料斗内的软料压过装于 转动轴下的弧形筛网而成为颗粒。

11.2.3.3 齿轮啮合式制粒机

如图11-27所示,齿轮啮合式制粒机的工作部件为一对相互啮合、相向回转的圆柱 齿轮,齿轮根部有许多小孔与内腔相通,两齿轮内腔装有切刀。当物料进入齿轮的啮合空 间时,受到轮齿的挤压后经齿根部小孔进入内腔,再由切刀切割成一定长度的颗粒。

图11-26 摇摆式制粒机工作原理示意图

图11-27 齿轮啮合式制粒机工作原理示意图

11.2.3.4 螺旋挤压式制粒机

螺旋挤压式制粒机的工作原理与前面所述螺杆挤压成型的原理基本相同,只是这种 形式的制粒机,可先将制粒物质预制成湿粒,以在较小的功率情况下获得较大的生产能 力,并且这种形式的制粒机也与其他形式的制粒机一样,需在挤出模具的外侧装上以一定 频率转动的切割器,以制取所需长、短的粒条。

11.2.3.5 压模制粒后的干燥

湿粒制成后,应尽可能迅速干燥,放置过久湿粒易结块或变形。干燥温度一般以60~ 80℃为宜。干燥温度应逐渐升高,否则颗粒表面干燥后结成一层硬膜而影响内部水分的 蒸发,且颗粒中的糖粉骤遇高温时会熔化,使颗粒坚硬。糖粉与酸,尤其是柠檬酸共存时, 温度稍高即结成黏块。颗粒的干燥程度一般控制在含水量2%以内。干燥设备的类型较 多,生产上常用的有烘箱或烘房、沸腾床干燥装置、振动式远红外干燥机等。