一种双阀可调式植物蛋白肉成型机

技术领域

本发明涉及植物蛋白食品的加工设备技术领域，特别是一种双阀可调式植物蛋白肉成型机。

背景技术

我国是人口大国，生产安全、营养健康的农产品是关系国计民生的头等大事。随着人们生活水平的不断提高，我国肉制品的供求将出现严重的不平衡。预计到2030年，我国肉制品的供给缺口将达到3804万吨，将严重威胁到我国的粮食与食品安全。为了缓解肉类农产品有效供给的压力，近年来包括以植物蛋白为基础的植物蛋白肉和以新型细胞工厂为基础的动物培养肉的蛋白肉生产技术已经逐渐发展起来。新型蛋白肉产品相比传统农业畜牧饲养有着显著的优势，不仅可以解决传统农业中激素、抗生素、农药残留和人畜共患病毒、寄生虫、致病菌感染等问题，还可以节省75％的水，减少87％的温室气体排放和95％的土地面积需求。

豆制品是中国人日常喜爱的食品，除了传统工艺加工制作的豆腐、豆腐皮、豆腐干之外，膨化的豆制品也较受人们的欢迎，其中蛋白肉因具有大豆营养及肉类的口感而较具代表性。蛋白肉学名为组织蛋白，它是将冷榨豆粉、低温豆粕、小麦淀粉、大豆分离蛋白混合搅拌均匀后，经过螺杆挤压和加热最终从模具口挤出而形成的豆制品。现有的蛋白肉加工设备一般采用单螺杆结构形式。其结构主体为套筒和挤压螺杆，挤压螺杆位于套筒内部，套筒一端设计有加料口，另一端为食品挤出端。这种设备螺杆较短，对物料的剪切力较小，产品膨化度不够；现有机械采取了一种外加热形式，加热元件固定于螺杆套外部，物料在螺杆套内受热不充分，导致最终产品的纤维化程度不高，筋度不够，口感不好。

总体来说，蛋白肉商业化的产品虽然已经上市，但目前的研究尚处初期阶段，还有很多技术瓶颈有待突破，蛋白肉的感官性能与营养价值有待改善。因此市场上急需一种能更加高效、可靠、安全的蛋白肉制造生产装置。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种双阀可调式植物蛋白肉成型机，其包括：入料单元，其包括第一储料箱、设置于所述第一储料箱上部并与其内部互相连通的入料口，以及连接在所述第一储料箱底部并与其内部互相连通的送料管；混合蒸煮单元，其包括混合蒸煮室，所述混合蒸煮室的两端分别为第一端和第二端，所述送料管的末端连接至所述第一端的侧边，所述第二端设置有模口；注水单元，其连接在所述混合蒸煮室上，并与其内部连通；成型单元，其包括成型室，所述成型室的两端分别为第三端和第四端，所述第三端与所述混合蒸煮室的模口对接，所述第四端连接有成品出口；所述成型室在对应于所述第三端的区段上设置有前端截止阀，在对应于所述第四端的区段上设置有末端截止阀。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述送料管包括连接在所述第一储料箱底部侧壁上的水平管段，以及一端垂直连接在所述水平管段上另一端连接在所述第一端侧边的竖直管段。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述混合蒸煮单元还包括套设于所述混合蒸煮室外围的加热元件，所述加热元件能够对所述混合蒸煮室的对应区段进行加热。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述混合蒸煮单元还包括贴合于所述混合蒸煮室的第一循环水冷却系统以及与所述第一循环水冷却系统进行连接的第一水箱。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述注水单元包括与所述混合蒸煮室进行连接的输水管、连接在所述输水管上端的注水口，以及连接在所述输水管区段上的泵。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述成型单元还包括贴合于所述成型室的第二循环水冷却系统以及与所述第二循环水冷却系统进行连接的第二水箱。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述前端截止阀与所述末端截止阀结构相同。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述前端截止阀包括具有纵向通道的阀体，且所述阀体的侧面设置有内外通透的窗口；所述阀体通过其两个对接端连接固定在成型室的区段上；所述阀体的窗口上可拆卸地连接有固定座，所述固定座的内部设置有通透的第一穿孔；所述固定座的外端可拆卸连接有压板，所述压板上设置有与所述第一穿孔正对的第二穿孔；所述纵向通道的内部设置有球芯，所述球芯的内部具有对应于所述纵向通道的通断孔，且所述球芯能够在所述纵向通道内发生相对旋转；所述球芯部分外露出所述阀体的窗口，并在其外露部分连接有驱动柱，所述驱动柱的内端为插接端，所述插接端的横截面为非圆形，所述球芯的外露部分设置有配合于所述插接端的插接槽；所述驱动柱的外围设置有限位环，所述第一穿孔的外端口设置有配合于所述限位环的环形槽；所述驱动柱穿过所述第一穿孔，其通过所述插接端插入所述插接槽内，并通过所述限位环搁置于所述环形槽内；所述压板限定在所述限位环的外侧面上；所述驱动柱的外端连接有截止阀手柄。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述双阀可调式植物蛋白肉成型机还包括喂料单元；所述喂料单元包括喂料室、设置于所述喂料室上端并与其内部互相连通的投料口、设置于所述喂料室内部的送料螺杆以及通过减速机构与所述送料螺杆进行连接的驱动电机；所述喂料室的末端通透，并位于所述入料口的正上方。

作为本发明所述双阀可调式植物蛋白肉成型机的一种优选方案，其中：所述双阀可调式植物蛋白肉成型机还包括储物单元；所述储物单元设置于所述成型室的末端，其上端与所述成品出口正对，且所述成品出口插入所述储物单元的内部，并能够将成品输送至所述储物单元的内部。

本发明的有益效果：本发明提出一种双阀可调式植物蛋白肉成型机，其具有生产效率快、可靠、安全，等优点，制作的蛋白肉成品质地优良，纤维化程度较高，口感优秀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为双阀可调式植物蛋白肉成型机的整体结构图。

图2为混合蒸煮单元的结构图。

图3为成型单元的结构图。

图4为截止阀的侧视图。

图5为图4中的剖面图。

图6为喂料单元的结构图。

图7为混炼螺杆的一个组装实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

参照图1～6，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种双阀可调式植物蛋白肉成型机。所述双阀可调式植物蛋白肉成型机包括入料单元100、混合蒸煮单元200、注水单元300、成型单元400以及整体支撑700。

具体的，入料单元100用于向混合蒸煮单元200直接供给物料(干粉)，其包括第一储料箱101、设置于第一储料箱101上部并与其内部互相连通的入料口102，以及连接在第一储料箱101底部并与其内部互相连通的送料管103。

第一储料箱101能够临时储存适量物料，入料口102为斗状，第一储料箱101内的物料能够通过送料管103输送至混合蒸煮单元200的内部。

混合蒸煮单元200用于物料与水的混合加热，实现对原料的初步加工处理。混合蒸煮单元200包括水平空心管状的混合蒸煮室201，混合蒸煮室201的两端分别为第一端201a和第二端201b，送料管103的末端连接至第一端201a的侧边，并实现与混合蒸煮室201内部空间的连通；第二端201b设置有模口202，用于物料混合后的挤压出料，变形成模。

注水单元300用于向混合蒸煮单元200的内部供给混合物料用的原料水，其连接在混合蒸煮室201上，并与其内部连通。

成型单元400用于产品的成型以及输出，其包括成型室401。成型室401的两端分别为第三端401a和第四端401b，第三端401a与混合蒸煮室201的模口202对接，第四端401b连接有成品出口402；成型室401在对应于第三端401a的区段上设置有前端截止阀403，在对应于第四端401b的区段上设置有末端截止阀404。

双截止阀的配合使用/选择性使用能够准确调节成型单元400内的物料流量，保证成品的高质地、高品质。

优选的，前端截止阀403与末端截止阀404结构相同。

进一步的，送料管103包括连接在第一储料箱101底部侧壁上的水平管段103a，以及一端垂直连接在水平管段103a上另一端连接在第一端201a侧边的竖直管段103b。

进一步的，混合蒸煮单元200还包括套设于混合蒸煮室201外围的加热元件203，加热元件203可以采用现有的电加热圈或者加热水套等加热组件，其能够对混合蒸煮室201的对应区段进行加热。

进一步的，混合蒸煮单元200还包括贴合于混合蒸煮室201的第一循环水冷却系统204以及与第一循环水冷却系统204进行连接的第一水箱205。

第一循环水冷却系统204可以为缠绕或者包覆于混合蒸煮室201外围的液冷管，且该液冷管的两端分别通过进水管段和出水管段与第一水箱205同时进行连接，实现冷却水的循环往复使用，其水循环动力可以由安装在进水管段/出水管段上的循环泵实现。

进一步的，注水单元300包括与混合蒸煮室201进行连接的输水管301、连接在输水管301上端的注水口302，以及连接在输水管301区段上的泵303。注水口302为斗状，悬于混合蒸煮室201的上方。

进一步的，成型单元400还包括贴合于成型室401的第二循环水冷却系统405以及与第二循环水冷却系统405进行连接的第二水箱406。

第二循环水冷却系统405及其第二水箱406设置于成型单元400的下部，且其具体构造和实施方式与第一循环水冷却系统204相同，此处不赘述。

进一步的，前端截止阀403包括具有纵向通道403a-1的阀体403a，且阀体403a的侧面设置有内外通透的窗口403a-2；阀体403a通过其两个对接端连接固定在成型室401可拆分的两个区段的端头之间。

阀体403a的窗口403a-2上可拆卸地连接有固定座403b(例如：固定座403b的边缘通过螺栓固定在窗口403a-2的外围)，固定座403b的内部设置有通透的且正对于窗口403a-2的第一穿孔403b-1。

固定座403b的外端可拆卸连接有压板403c(例如：压板403c的边缘通过螺栓固定在固定座403b外端的外围)，压板403c上设置有与第一穿孔403b-1正对的第二穿孔403c-1。

纵向通道403a-1的内部具有球形腔室，该球形腔室内设置有球芯403d，球芯403d的内部具有对应于纵向通道403a-1的通断孔403d-1，且球芯403d能够在纵向通道403a-1的球形腔室内发生相对旋转，以使得通断孔403d-1正对/偏离纵向通道403a-1，并以此来控制截止阀的通断状态。

球芯403d部分外露出阀体403a的窗口403a-2，并在其外露部分连接有驱动柱403e，驱动柱403e的内端为插接端403e-1，插接端403e-1的横截面为非圆形(如方形)，球芯403d的外露部分设置有配合于插接端403e-1的插接槽403d-2；驱动柱403e的外围还设置有限位环403e-2，第一穿孔403b-1的外端口设置有配合于限位环403e-2的环形槽403b-2。

驱动柱403e穿过第一穿孔403b-1，其通过插接端403e-1插入插接槽403d-2内，实现周向旋转的限位绑定，并通过限位环403e-2搁置于环形槽403b-2内；限位环403e-2在环形槽403b-2内能够发生相对旋转。

压板403c限定在限位环403e-2的外侧面上，防止驱动柱403e的掉落。

驱动柱403e的外端连接有截止阀手柄403f，用于旋转控制驱动柱403e以及与其绑定的球芯403d，从而控制球芯403d的旋转。

进一步的，双阀可调式植物蛋白肉成型机还包括喂料单元500。

喂料单元500包括一端通透的喂料室501、设置于喂料室501上端并与其内部互相连通的投料口502、设置于喂料室501内部的送料螺杆503以及通过减速机构与送料螺杆503进行连接的驱动电机504。

喂料室501的末端通透，并位于入料口102的正上方。

投料口502内能够储存较多的物料，其与第一储料箱101的配合使用能够使得喂料单元500的驱动电机504无需时刻开启，无需持续供给物料；鉴于第一储料箱101本身的临时储存能力，驱动电机504仅需间隔性工作即可(喂料单元500定期周期性向入料口102内输送物料)。

进一步的，双阀可调式植物蛋白肉成型机还包括储物单元600。

储物单元600设置于成型室401的末端，其上端与成品出口402正对，且成品出口402插入储物单元600的内部，并能够将成品输送至储物单元600的内部。储物单元600为多功能储物箱，用于囤积生产的产品。

进一步的，上述的入料单元100、混合蒸煮单元200、注水单元300、成型单元400、喂料单元500等均可以固定在整体支撑700上，整体支撑700为设备的支撑基础，其用于支撑上部结构。

设备开启，干粉加入喂料室501，驱动电机504通过减速机构带动喂料室501内部送料螺杆503转动，干粉被缓慢平稳地运送至入料口102，干粉通过送料管103进入混合蒸煮室201后，启动泵303，向混合蒸煮室201注入原料水(混合所需水分的用量由泵303进行精准控制)；干粉与原料水混合，并通过加热元件203加热，实现对原料的初步加工处理；当温度达到合适范围后，需开启第一循环水冷却系统204，对混合蒸煮室201温度进行控制，避免混合蒸煮室201温度过高，对设备造成损坏，或由于设备外壳温度过高造成的烫伤事故，而且当混合蒸煮室201温度失稳过高，会造成产品品质下降的不良后果。混合后的物料继续流动，通过模口202，物料在模口202处受挤压变形成模；调节截止阀，使得成模物料进入成型室401，成型室401的第二循环水冷却系统405开启，对成型室401进行温度控制，前端截止阀403与末端截止阀404配合使用，调节成型室401内物料流量，保证成品的高质地、高品质；加工完成的成品从成品出口402处挤出，进入储物单元600。

上述过程中需要注意的是：产品成模后运送至成型室401，需打开前端截止阀403，使得物料顺利进入成型室401，调节前端截止阀403至合适开度，能最大程度上保证物料进入成型室401的速度和物料量在最佳范围内，从而最大程度保证产品的质地和口感处于高水平状态；物料进入成型室401后，第二循环水冷却系统405开启，对成型室401温度进行调节控制，使得产品快速成型，产品加工成型后，调节末端截止阀404开度，双截止阀配合使用，调节成型室401内产品流速更加精准，成品从成品出口402处被挤出，进入储物单元600，完成整个蛋白肉加工程序。

进一步的，如图7，为提高混合蒸煮单元200的混合效果，本发明的混合蒸煮室201内设置有纵向的混炼螺杆800，其同样可以由位于混合蒸煮室201一端外部的电机通过减速机构进行驱动旋转。

混炼螺杆800包括纵向沿伸的螺杆轴801以及能够套于所述螺杆轴801上的多个套筒组件802；套于螺杆轴801上的各个套筒组件802的结构可以相同或者不相同，且套于螺杆轴801上的套筒组件802均不能相对于螺杆轴801发生周向转动(例如，螺杆轴801的外侧壁上设置有轴向的凹槽，各个套筒组件802的内侧壁上设置有相应的凸起，作为限位配合)。

进一步的，套筒组件802包括挤压传送元件802a和混合搅拌元件802b。

挤压传送元件802a包括第一套筒802a-1以及设置于第一套筒802a-1外围的螺旋片802a-2，挤压传送元件802a能够通过第一套筒802a-1套于所述螺杆轴801的外围，作为一小段用于对物料进行传输和挤压的“螺杆段”。

混合搅拌元件802b包括第二套筒802b-1，以及沿周向可拆卸均布在第二套筒802b-1外围的多个混炼条802b-2，各个混炼条802b-2上均固定有沿其轴向分布的多个搅拌凸块802b-3，且混炼条802b-2配备有不同规格(混炼条802b-2上的搅拌凸块802b-3数量不同，可以搭配使用)。

由于本发明的混炼螺杆800采用模块化设计，并配备有多种不同构造的套筒组件，能够根据实际需要灵活组装出各种不同规格和性能的螺杆；因此，本发明能够适用于不同的作业场景，满足不同的加工需求，且组合搭配灵活多变。

本发明为一种双阀可调式植物蛋白肉成型机，具有生产效率快、可靠、安全，等优点，制作的蛋白肉成品质地优良，纤维化程度较高，口感优秀。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。