食品膨化机的制作方法

本实用新型涉及食品加工机械技术领域，尤其是涉及一种食品膨化机。

背景技术：

随着我国国民经济发展和居民消费水平的提高，休闲食品已成为人们日常食品消费中的重要组成部分。食品工业是一个有市场有发展的行业，民以食为天，吃饭第一，食品是人人不可缺少的大事。休闲食品每年的生产总值和销售额都在万亿以上，其中2.6亿的各类在校学生及中青年人员是休闲食品的忠实粉丝。其中，条状挤压膨化类食品是休闲食品的重要组成部分，是品种最多、产量最大，最受消费者喜爱的休闲食品。在生产过程中，要求其膨化效果好，松软、韧性强；30多种调味品搅拌均匀、味道鲜美、可口。因此对其生产设备提出了高的要求。

但是，本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：原生产使用的都是自制的简易设备，拼人、拼体力，生产效率差、产品质量差，生产成本高。现有的设备其生产过程中需要先将物料经过搅拌混合后送入下一步设备进行膨化成型加工，但是食品混合物料的进料通常是垂直方向的，在膨化成型加工设备中通常是水平方向上的加工，因此物料容易存在滞留区，常有堵料问题的发生，更无法保证物料向前输送的均匀性，上述问题直接导致了产品在输送过程中行进缓慢甚至堵料停滞的问题，更进一步导致了在挤出设备中加热不均匀，容易焦糊、产品形状不均一；严重影响了膨化食品的生产效率和产品质量。上述问题一直是膨化食品生产过程中的难题，并困扰着研究者和使用者。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种食品膨化机，以解决现有技术中存在的食品物料在搅拌后的输送过程中容易堵料、堆积，生产效率低的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的食品膨化机，包括：

机身，

搅拌机构，其垂直设置于所述机身的上部，物料经整机进料口在所述搅拌机构中搅拌均匀；

二次送料机构，其水平设置于所述搅拌机构的出料口，所述二次送料机构包括第一驱动装置、筒体和设置于所述筒体内部的螺旋机构，所述第一驱动装置与所述螺旋机构传动连接，物料搅拌均匀后进入所述筒体内部，并随所述螺旋机构的转动沿水平方向输送；

挤出机构，其设置于所述二次送料机构的出料口，物料经所述二次送料机构的水平输送后在所述挤出机构中膨化成型。

优选的，所述螺旋机构包括旋转杆和螺旋片，所述第一驱动装置为变频电机，所述变频电机与所述旋转杆传动连接，所述螺旋片沿所述旋转杆的周向均匀分布。

优选的，所述螺旋片的螺旋方向为右旋，所述挤出机构设置于所述螺旋机构的右侧。

优选的，所述螺旋机构为单头螺旋，其导程值为50mm。

优选的，所述送料机构包括搅拌电机、搅拌器和锥形料斗，所述搅拌电机与所述搅拌器驱动连接，所述搅拌器沿所述锥形料斗的轴向设置，所述搅拌电机驱动所述搅拌器在所述锥形料斗中转动以使物料搅拌均匀。

优选的，所述搅拌器包括搅拌杆和多个搅拌片，多个所述搅拌片沿所述搅拌杆的周向分布，且所述搅拌片固定于所述搅拌杆上并斜向上方延伸。

优选的，所述挤出机构包括：螺杆组件，其包括螺杆和箱体，所述螺杆设置于所述箱体的内部，所述箱体上设置有进料口；

伺服电机，其设置于所述螺杆的一端并带动所述螺杆旋转；

所述螺杆由进料端至出料端分别为送料段、加热段和乳化段，所述加热段的螺纹旋向与所述送料段的螺纹旋向和所述乳化段的螺纹旋向均相反；

模具组件，其设置于所述螺杆组件的出料端。

优选的，所述加热段的螺纹导程值均小于所述送料段的螺纹导程值和所述乳化段的导程值；所述螺杆与所述箱体的内壁之间的间隙≤0.5mm。

优选的，所述螺杆组件的出料端设置有压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和所述温度传感器均连接有控制器，所述控制器与所述伺服电机连接并能控制所述伺服电机的转速。

优选的，所述模具组件包括法兰式模具体和模具板，所述模具板设置于所述法兰式模具体的内部，所述法兰式模具体通过铰链连接于所述箱体的出料端。

本实用新型提供的食品膨化机，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、二次送料机构依水平方向安装在搅拌机构的出料口处，第一驱动装置带动螺旋机构把在搅拌机构中均匀搅拌好的膨化食材强制性的推入挤出机构中进行挤压和膨化；上述二次送料机构将垂直方向输送的物料转变为水平方向，搅拌好的物料在膨化成型前通过二次送料机构作为过渡，能够防止物料的堆积，减少滞留区，物料随螺旋机构的转动向前推送，整个二次送料过程更为平稳、均匀，利于下一步食品物料的膨化成型。

2、搅拌机构、二次送料机构和挤出机构装机动力分为三条传动路线，每条路线都有各自的动力驱动。在满足各自功能的情况下，独立运转、互不干扰，克服原来一台电机通过皮带传动而产生结构复杂、设备故障率高的现象。上述设备生产效率为(250-280)kg/h，是原始设备的(3-4)倍；膨化效果好，生产的膨化食品松软、强筋，味道鲜美、口感舒适。

3、搅拌后的面团经二次送料机构推进到挤出机构，挤出机构的螺杆由进料端至出料端分别为送料段、加热段和乳化段，加热段的螺纹旋向与送料段的螺纹旋向和乳化段的螺纹旋向均相反，旋向的改变使得推进速度变慢，物料在箱体内部的挤压力及摩擦力增大，经由螺杆不同的区域、在挤压与(螺杆与箱体内壁)摩擦力的共同作用下，实现膨化食品无热源自熟。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型食品膨化机的立体示意图；

图2是食品膨化机的整体俯视图；

图3是食品膨化机的内部结构示意图；

图4是搅拌机构与二次送料机构的安装立体图；

图5是搅拌机构与二次送料机构的内部结构示意图；

图6是二次送料机构中螺旋机构的结构主视图；

图7是二次送料机构中螺旋机构的结构俯视图；

图8是图7中V-V方向的剖视图；

图9是挤出机构的整体示意图；

图10是挤出机构的内部结构示意图；

图11是模具组件的结构示意图。

图中1、机身；2、二次送料机构；21、变频电机；22、筒体；23、旋转杆； 24、螺旋片；25、二次进料机构的进料口；3、搅拌机构；31、搅拌电机；32、锥形料斗；33、搅拌器；331、搅拌杆；332、搅拌片；34、整机进料口；4、挤出机构；41、伺服电机；42、螺杆；421、送料段；422、加热段；423、乳化段； 43、箱体；44、进料口；5、模具组件；51、铰链；52、法兰式模具体；53、模具板；54、螺钉；6、压力传感器；7、温度传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型提供了一种食品膨化机，参照图1-图3，图1是本实用新型食品膨化机的立体示意图，图2是食品膨化机的整体俯视图，图3是食品膨化机的内部结构示意图；包括机身1，搅拌机构3，其垂直设置于机身1的上部，物料经整机进料口34在搅拌机构3中搅拌均匀；二次送料机构2，其水平设置于搅拌机构3的出料口，二次送料机构2包括第一驱动装置、筒体22和设置于筒体22内部的螺旋机构，第一驱动装置与螺旋机构传动连接，物料搅拌均匀后进入筒体22内部，并随螺旋机构的转动沿水平方向输送；挤出机构4，其设置于二次送料机构2的出料口，物料经二次送料机构2的水平输送后在挤出机构4 中膨化成型。

本实用新型的有益效果是：通过二次送料机构2依水平方向安装在搅拌机构3的出料口处，第一驱动装置带动螺旋机构把在搅拌机构3中均匀搅拌好的膨化食材强制性的推入挤出机构4中进行挤压和膨化；上述二次送料机构2将垂直方向输送的物料转变为水平方向，搅拌好的物料在膨化成型前通过二次送料机构2作为过渡，能够防止物料的堆积，减少滞留区，物料随螺旋机构的转动向前推送，整个二次送料过程更为平稳、均匀，利于下一步食品物料的膨化成型。

搅拌机构3、二次送料机构2和挤出机构4装机动力分为三条传动路线，每条路线都有各自的动力驱动。在满足各自功能的情况下，独立运转、互不干扰，克服原来一台电机通过皮带传动而产生结构复杂、设备故障率高的现象。

上述设备生产效率为(250-280)kg/h，是原始设备的(3-4)倍；膨化效果好，生产的膨化食品松软、强筋，味道鲜美、口感舒适。

作为可选的实施方式，参照图4-图8，图4是搅拌机构与二次送料机构的安装立体图，图5是搅拌机构与二次送料机构的内部结构示意图，图6是二次送料机构中螺旋机构的结构主视图，图7是二次送料机构中螺旋机构的结构俯视图，图8是图7中V-V方向的剖视图；螺旋机构包括旋转杆23和螺旋片24，第一驱动装置为变频电机21，变频电机21与旋转杆23传动连接，螺旋片24 沿旋转杆23的周向均匀分布。

二次送料机构2的螺旋机构依水平方向安装在锥形料斗32的出料口处，搅拌好的物料由二次进料机构的进料口25进入二次进料机构中，物料的运输方向由竖直方向变为水平方向，且是由其动力源变频电机21带动螺旋机构把在锥形料斗32里均匀搅拌好的膨化食材强制性的推入挤出机构4里进行挤压和膨化。为保证二次送料机构2的螺旋机构正常运转，防止搅拌后面团的堆积其动力源采用变频电机21。通过动力源带动旋转杆23转动，螺旋片24随之转动，食品物料随着螺旋机构的转动向前推进。

作为可选的实施方式，螺旋片24的螺旋方向为右旋，挤出机构4设置于螺旋机构的右侧。挤出机构4应当与螺旋片24的旋向相对应，食品物料随着螺旋机构的运转被推入挤出机构4中进行膨化成型。

作为可选的实施方式，参照图6-图8，螺旋机构为单头螺旋，其导程值为 50mm。

优选的，螺旋机构是导程为50mm的单头右旋螺旋。螺旋片24可由3mm 厚的304钢板压制焊接而成。上述机构简单，较大导程的螺旋再配置变频电机 21，有效保证面团的推进速度并防止在推进过程中面团的堆积。

上述二次送料机构2使得搅拌均匀的食品物料在进入挤出机构4膨化成型前，保证了均匀送料，防止面团堆积。解决了竖直方向的搅拌物料其运输方向突然转变为水平方向的堵料问题，通过均匀地送料，进一步防止在挤出机构4 中加热时由于送料不均匀导致的焦糊问题。

作为可选的实施方式，参照图3和图5，送料机构包括搅拌电机31、搅拌器33和锥形料斗32，搅拌电机31与搅拌器33驱动连接，搅拌器33沿锥形料斗32的轴向设置，搅拌电机31驱动搅拌器33在锥形料斗32中转动以使物料搅拌均匀。

为了获得较好的搅拌效果，作为可选的实施方式，参照图3，搅拌器33包括搅拌杆331和多个搅拌片332，多个搅拌片332沿搅拌杆331的周向分布，且搅拌片332固定于搅拌杆331上并斜向上方延伸。

机外强筋面粉、食用油及30多种调料混合后的面团，经由上工序传送机构送入锥形料斗32。在搅拌电机31的带动下，经过搅拌器33的搅拌，使混合后的面团与食用油、30多种调料充分搅拌，为膨化辣条提供了面筋韧性强、味道鲜美、口感舒适的原料。

作为可选的实施方式，参照图9和图10，图9是挤出机构的整体示意图，图10是挤出机构的内部结构示意图；挤出机构4包括：螺杆42组件，其包括螺杆42和箱体43，螺杆42设置于箱体43的内部，箱体43上设置有进料口；

伺服电机41，其设置于螺杆42的一端并带动螺杆42旋转；

螺杆42由进料端至出料端分别为送料段421、加热段422和乳化段423，加热段422的螺纹旋向与送料段421的螺纹旋向和乳化段423的螺纹旋向均相反；

模具组件5，其设置于螺杆42组件的出料端。

搅拌后的面团进入到挤出机构4，挤出机构4的螺杆42由进料端至出料端分别为送料段421、加热段422和乳化段423，加热段422的螺纹旋向与送料段 421的螺纹旋向和乳化段423的螺纹旋向均相反，旋向的改变使得推进速度变慢，物料在箱体43内部的挤压力及摩擦力增大，经由螺杆42不同的区域、在挤压与(螺杆与箱体内壁)摩擦力的共同作用下，实现膨化食品无热源自熟，无需另外设置加热装置，节省了成本，结构更加简单易于操作。

作为可选的实施方式，参照图10，加热段422的螺纹导程值均小于送料段 421的螺纹导程值和乳化段423的导程值；螺杆42与箱体43的内壁之间的间隙≤0.5mm。

螺纹导程值越小，面团在螺杆42组件中的挤压力越大、摩擦力越大，其热量越高，容易对面团进行加热。适当减小螺杆42和箱体43内壁之间的距离能够增大面团在螺杆42组件中的挤压力和摩擦力，利于提高螺杆42内的温度，实现自熟。

作为可选的实施方式，参照图9，螺杆42组件的出料端设置有压力传感器 6和温度传感器7，压力传感器6和温度传感器7均连接有控制器，控制器与伺服电机41连接并能控制伺服电机41的转速。

在螺杆42组件出料端安装有压力传感器6和温度传感器7，对其内部的压力和温度进行实时监测，其将检测的压力及温度信号传递到控制器中，其中控制器已经是成熟的技术，如现有的PLC、单片机等均可满足实现上述功能，如控制器可选用西门子S7-200系列PLC CPU224XPCN，经传感器输入的信息或电控操作台输入的信息通过通讯端口传送到PLC。经运算后，PLC输出模拟量，并连接到控制器的模拟量输入端口。控制器对接收到的模拟量进行内部运算，而后驱动驱动电机达到相应的转速。而驱动装置的转速影响螺杆组件内部的压力和温度，形成的反馈信号通过PLC控制可实现螺旋送料、螺杆挤压的温度、速度的自适应调整。

作为可选的实施方式，参照图11，模具组件5包括法兰式模具体52和模具板53，模具板53设置于法兰式模具体52的内部，法兰式模具体52通过铰链51连接于箱体43的出料端。

其中，模具组件5的法兰式模具体52是通用件，模具组件5用铰链51与箱体43安装，更换模具板时，松开螺钉，模具板53绕法兰盘式模具体安装铰链51旋转可以很方便的更换挤压模具板53。

其中，模具孔是根据膨化辣条规格形状的不同而改变，模具板53是可更换件，方便膨化辣条休闲食品的系列化生产。在螺杆42组件的出料端安装有法兰式模具体52，该模具体是通用件，更换模具体内装模具板53，即可生产出长方形、圆形等不同形状的膨化辣条。如可根据需要使用带有方形模具孔的模具板53和带有圆形模具孔的模具板53，或者根据实际情况做适应性调整。

其中，机身1、法兰式模具体52、模具板53、螺杆42及端盖法兰等均采用304不锈钢制成，满足食品卫生及机构刚性要求。还可根据实际情况在机身 1上设置电控操作台8与上述控制器连接以便于手动控制。

本实用新型提供的水平膨化机，在使用时，首先强筋面粉、食用油及30 多种调料混合湿度合格的面粉在搅拌机构中搅拌均匀充分混合，然后经由二次送料机构将垂直方向的物料转变为水平方向输送至挤出机构进行膨化成型，上述过程第一方面能够有减少垂直方向的物料直接进入挤出机构造成的堵料问题，第二方面二次送料机构输送均匀，利于下一步在挤出装置中加热更为均匀；挤出机构中的螺杆分为三段，中部的加热段其螺纹旋向与两端的送料段和乳化段相反，且导程值较低，物料在其中挤压力、摩擦力较大，可实现无需加热装置自熟的效果。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。