研制和開發(fā)技術總結

1、轉(zhuǎn)動滾筒式濕控電磁炒干機研制與開發(fā)技術報告立項背景及意義目前，對于板栗、花生、瓜子等干果的炒熟加工，絕大多數(shù)采用由驅(qū)動 機構控制的圓筒炒鍋，使用時，將圓筒炒鍋放置在加熱爐上，在驅(qū)動機構的 作用下，使圓筒炒鍋不斷轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)鍋內(nèi)干果的炒制。此種方法雖然省 時省力，翻炒均勻，但是由于該圓筒炒鍋仍為半自動機械，加熱火焰與鍋體 遠近距離難以控制，當加熱火焰與鍋體近距離接觸時，會使鍋體瞬間局部溫 度過高，燒糊物料，而且鍋體受熱不均勻，所以，對鍋內(nèi)的溫度和濕度的控 制仍靠操作者的感官和經(jīng)驗。隨著本領域技術的不斷發(fā)展，人們研制了電磁 加熱烘炒設備，使用時，由電磁加熱，沒有碳排放；使用復合鍋體滾筒 直接發(fā)熱

2、不需要任何熱傳遞方式，開機 30 秒即可達 100 上，提高了工作 效率又減少了在傳導過程中熱能源浪費，保護熱量不能向外散放，最高溫度 可達 400，熱效率可達 95% 以上；全部采用不銹鋼材料，保證烘炒制品的 衛(wèi)生與安全，符合 GMP 標準；人機界面、參數(shù)設定方便快捷，人性化設計， 智能控制。但是，由于該設備只注重了對鍋內(nèi)溫度的的控制，而忽視了對鍋 內(nèi)濕度的控制，所以在炒制過程中會造成每次烘炒物料水份保持不一致，影 響了物料的品質(zhì)。綜上所述，轉(zhuǎn)動滾筒式濕控電磁炒干機的研制與開發(fā)，既可增加我國炒 貨機械品種，繁榮國內(nèi)市場和出口創(chuàng)匯，又可促進我國炒貨產(chǎn)業(yè)特別是杏仁 生產(chǎn)的發(fā)展， 提升該產(chǎn)業(yè)的國際

3、水準。 從根本上改變我國炒貨產(chǎn)業(yè)落后狀況， 提高我國在該領域的國際競爭力。2. 試材、設備與工藝本項研究于 2012 年在山西白老大食品有限公司進行。2.1 原料原料選用仁用杏優(yōu)種龍王帽和“優(yōu)一”的優(yōu)質(zhì)杏仁。所選杏仁無病蟲害、 無污染。香料選用北京紅葉香精廠產(chǎn)品。其它原輔料為精鹽、 味精、糖精鈉、 五香粉、雞精等。2.2 設備 自行設計的轉(zhuǎn)動滾筒式濕控電磁炒干機、不銹鋼煮鍋、杏仁分級機和浙 江產(chǎn)的多功能塑膜封口機以及其它小型實驗設備、振動流化床冷卻機等。2.3 工藝流程機械 手工 機械 手工 手工 手工 機械 杏核脫殼殼仁分離杏仁分級清洗調(diào)味煮制 機械烘炒冷卻檢驗包裝2.4 試驗方法 試驗采用

4、對比的方法對設備、香料進行篩選。以外觀、口感作為評價產(chǎn) 品的主要依據(jù)。結合測定產(chǎn)品的含水量和膨化率。含水量采用常規(guī)烘干法測 定，膨化率采用體積稱重法測定。3. 結果與分析3.1 不同設備對杏仁食品質(zhì)量和產(chǎn)量的影響 用傳統(tǒng)滾動炒鍋、干燥箱、熱風循環(huán)烘箱、振動流化床干燥機等設備對 杏仁進行炒制的試驗結果表明： （ 1）傳統(tǒng)滾動炒鍋處理，杏仁個體間酥脆度 差異較大，杏仁表面有煤灰等污染物，且炒制時間長，產(chǎn)量較小。 （ 2）干燥 箱處理，杏仁個體間酥脆度差異較大，杏仁單層擺放，每次加工的量少；鋪 的太厚，受熱不均勻，杏仁酥脆度較差。 （ 3）振動流化床干燥處理，由于設 備長度為 6 米，一次完不成杏仁

5、干燥過程，產(chǎn)品酥脆度不夠；如增加上機次 數(shù)，使杏仁破損率高達 5-6% 。（ 4）熱風循環(huán)烘箱處理，杏仁酥脆度較好， 但只能進行間斷性生產(chǎn)，每小時產(chǎn)量只有 20-30 斤。經(jīng)實驗表明，以上 6 種 設備均不是膨化杏仁的理想設備。3.2 轉(zhuǎn)動滾筒式濕控電磁炒干機的研制及其工作原理 遵循杏仁酥脆度好、產(chǎn)量高、污染少、容易操作、特別是濕度控制精準 等原則，在前述多種設備試驗和對杏仁熟化、膨化狀態(tài)研究的基礎上，課題 組在參照查閱大量國外相關產(chǎn)品資料的基礎上自行設計，委托廠家制造，研 制出了杏仁轉(zhuǎn)動滾筒式濕控電磁炒干機專用設備。3.2.1 設備的結構（圖 -1）圖中：1驅(qū)動機構 2機械外殼 3高頻電磁線

6、圈 4不銹鋼復合 滾筒鍋體 5進出料口 6電路主板 7熱敏電阻 8濕度傳感器 9 LED 顯示屏 10濕控鼓風機3.2.2 設備的工作原理 轉(zhuǎn)動滾筒式濕控電磁炒干機，如圖一所示，包括架設在支架上并由驅(qū)動 機構 1 控制的復合不銹鋼滾筒鍋體 4，滾筒炒鍋 4 一端為進出料口 5，鍋體 外圍為高頻電磁線圈 3，鍋體另一端安裝有熱敏電阻 7、濕度傳感器 8，炒干 機金屬外殼上部是電路主板 6、LED 顯示屏 9 和濕控鼓風機 10 。實際工作時， 高頻電磁線圈通電后會產(chǎn)生交變磁場在不斷滾動的鍋體反復切割變化，使鍋 體產(chǎn)生環(huán)狀電流 （渦流），并利用小電阻大電流的短路熱效應產(chǎn)生熱量直接使 鍋體迅速發(fā)熱，

7、然后再加熱鍋體內(nèi)的東西。熱敏電阻和濕度傳感器，將鍋內(nèi) 物料的溫度和濕度數(shù)據(jù)傳遞給控制回路， 主控 IC 通過判斷對電磁炒鍋的工作 過程進行控制。當物料濕度適中時，濕控鼓風機自動停止運轉(zhuǎn)。使用時，將干果由進料口倒入圓筒炒鍋內(nèi)，按動電鈕，高頻電磁線圈通 電加熱鍋體，在驅(qū)動機構的作用下，使圓筒炒鍋不斷轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)鍋內(nèi)干 果的炒制。3.3 杏仁復水和杏仁水分在炒制過程中的蒸發(fā)特性研究。3.3.1 杏仁復水特性杏仁從自然風干的杏核中脫出后，一般含水量為 5-7% 。將杏仁放入清 水中浸泡，開始吸水速度較快， 60 分鐘后吸水速度變慢， 120 分鐘后吸水速 度緩慢， 180 分鐘后杏仁處于飽和含水狀態(tài)

8、（含水量 24.6% ），完成了復水 過程，復水經(jīng)歷快慢緩慢三個階段（見表 1）。表 1 水分對杏仁重量的影響樣本號9時 32分10 時 32 分11 時 32 分12時 32 分13 時 32 分118.522.523.425.825.8218.823.124.225.225.2319.723.424.724.724.7平均192324.125.225.2杏仁含水量 %717.3921.1624.6024.60注:表中數(shù)字為杏仁重量，單位克。3.3.2 杏仁水分蒸發(fā)特性杏仁在干燥箱 （160 ）中脫水結果表明 :杏仁水分蒸發(fā)經(jīng)歷三個時期。第 一是快速時期，即杏仁表面和外部水分在一定溫度下快速

9、蒸發(fā)；第二是慢速 期，即杏仁細胞間水分在一定溫度下蒸發(fā)速度較慢，其水分從杏仁細胞間通 過外部和表面蒸發(fā)出來；第三是緩慢蒸發(fā)期，即杏仁細胞內(nèi)部水分在一定溫 度下慢慢蒸發(fā)，杏仁部分束縛水從杏仁細胞內(nèi)通過杏仁細胞間再通過杏仁外 部和表面緩慢蒸發(fā)出來。針對杏仁水分蒸發(fā)的特性，我們在滾筒炒鍋另一端 安裝有濕度傳感器，該傳感器的存在可時刻探測鍋內(nèi)物料的濕度，并將這些 數(shù)據(jù)傳遞給控制回路， 主控 IC 通過判斷對電磁炒鍋的工作過程進行控制， 烘 炒過程中，濕控鼓風機通過物料進出口向鍋體內(nèi)鼓風，隨著物料濕度的逐步 降低，風速逐漸減小，當物料濕度適中時，鼓風機自動停止運轉(zhuǎn)。3.4 轉(zhuǎn)動滾筒式濕控電磁炒干設備對炒

10、制杏仁的影響3.4.1 對杏仁質(zhì)量的影響對杏仁的酥脆度、色澤、芳香味均無不良影響，保持了杏仁食品良好的商品性狀。 如采用此設備炒制后的杏仁內(nèi)種皮不變色， 自然鮮亮，呈黃褐色，可口、香味農(nóng)郁，杏仁內(nèi)部顏色呈乳白色，未變黃，沒有焦糊味，顆粒整齊， 含水量 2.7% ，達到了合同技術指標要求。3.4.2 對杏仁營養(yǎng)成份的影響經(jīng)中國預防醫(yī)學科學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所檢測 ,用轉(zhuǎn)動滾筒式濕控 電磁炒干設備加工的杏仁和杏仁原料的主要營養(yǎng)成份如表 -2表 -2炒制杏仁和杏仁原料營養(yǎng)成份比較檢驗項目炒制杏仁杏仁原料檢驗依據(jù)含量單位含量單位蛋白質(zhì)31.6g/100g31.0g/100gGB5009.5-85脂肪

11、47.2g/100g40.1g/100gGB5009.6-85鐵4.1mg/100g4.4mg/100gGB12396-90鋅7.58mg/100g6.83mg/100gGB/T5009.14-96鈣209mg/100g201mg/100gGB12398-90硒5.7g/100g3.5g/100gGB/T12399-9616：0( 棕櫚酸 )6.1脂肪酸 (%)4.5脂肪酸 (%)16：1( 棕櫚油酸 )1.2脂肪酸 (%)0.4脂肪酸 (%)18：0( 硬脂酸 )0.5脂肪酸 (%)0.6脂肪酸 (%)18：1(油酸)62.3脂肪酸 (%)69.3脂肪酸 (%)18：2( 亞油酸 )26.0

12、脂肪酸 (%)25.2脂肪酸 (%)從檢測結果看出，經(jīng)此設備炒制的杏仁營養(yǎng)成份中蛋白質(zhì)、脂肪、鋅、 鈣、硒、棕櫚酸、棕櫚油酸、亞油酸含量比對照有增加的趨勢，其中增加幅 度較大的有脂肪、 硒和棕櫚油酸；鐵、 硬脂肪酸、油酸含量比對照略有下降， 總的看來，本項研究選用的杏仁炒制設備和選定的溫度參數(shù)對杏仁營養(yǎng)成分 的損失度極低或不損失。4、技術特性及創(chuàng)新點 本實用技術是采用如下技術方案實現(xiàn)的：轉(zhuǎn)動滾筒式濕控電磁炒干機包 括架設在支架上并由驅(qū)動機構控制的復合不銹鋼滾筒鍋體，滾筒炒鍋一端為 進出料口，鍋體外圍為高頻電磁線圈，鍋體另一端安裝有熱敏電阻、濕度傳 感器，炒干機金屬外殼上部是 LED 顯示屏和電

13、路主板， 在進出口上方是專門 用于控制物料濕度的鼓風機。創(chuàng)新點：4.1 在于滾筒炒鍋另一端安裝有濕度傳感器，該傳感器的存在可時刻探 測鍋內(nèi)物料的濕度， 并將這些數(shù)據(jù)傳遞給控制回路， 主控 IC 通過判斷對電磁 炒鍋的工作過程進行控制，烘炒過程中，濕控鼓風機通過物料進出口向鍋體 內(nèi)鼓風，隨著物料濕度的逐步降低，風速逐漸減小，當物料濕度適中時，鼓 風機自動停止運轉(zhuǎn)。4.2 為了進一步優(yōu)化本實用新型的性能，完善其濕控功能，所用濕度傳 感器采用紅外線吸收式濕度傳感器，這種傳感器測量精度和靈敏度較高，能 夠測量高溫或密封場所的氣體濕度，也能解決其他濕度傳感器不能解決的大 風速或通風孔道環(huán)境中的濕度測量問

14、題。4.3 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型節(jié)能、環(huán)保、省時、省電，烘炒 10 斤 原味瓜子耗電 0.6 度，控濕精確，操作技能要求低，在烘炒作業(yè)中濕度控制 精度可達±2%，保證烘炒品每鍋品質(zhì)相同，色澤一致，風味獨特。本實用新 型的設計可廣泛應用于各種干果的炒制，尤其適用于瓜子。5、與國內(nèi)外同類技術比較及創(chuàng)造性、先進性 根據(jù)本公司多年持續(xù)調(diào)研，還沒有發(fā)現(xiàn)國內(nèi)有其它廠家生產(chǎn)同類產(chǎn)品， 國外雖有類似產(chǎn)品，但價格昂貴，不太適合國內(nèi)行情，較難被廠家和廣大銷 費者接受，本產(chǎn)品的技術優(yōu)勢在于 :5.1 使用復合鍋體滾筒直接發(fā)熱不需要任何熱傳遞方式， 開機 30 秒 即可達 100上，提高了工作效率又減

15、少了在傳導過程中熱能源浪費，保護 熱量不能向外散放，最高溫度可達 400，熱效率可達 95% 以上。5.2 滾筒內(nèi)相對密封，食品熱的快，熟的勻，熟的透，提高出品率 510% 。5.3 滾動、全方位立體、自動翻炒，絕對不粘鍋，自動出鍋，產(chǎn)品色澤 亮麗，香氣撲鼻。5.4 全部采用不銹鋼材料，保證烘炒制品的衛(wèi)生與安全， 符合 GMP 標準， 適合加工各類堅果，也適合公司生產(chǎn)的系列產(chǎn)品的烘干、烘炒、干燥；5.5 人機界面、參數(shù)設定方便快捷，人性化設計，智能控制；5.6 節(jié)能、環(huán)保、省時、省電，烘炒 10 斤原味瓜子耗電 0.6 度，控濕精 確，操作技能要求低，在烘炒作業(yè)中濕度控制精度可達± 2% ，保證烘炒品每 鍋品質(zhì)相同，色澤一致，風味獨特。6、小結6.1 杏仁的微量元素硒、單不飽和脂肪酸油酸以及 VB17 含量較高，突出 了杏仁營養(yǎng)的三大特點，而且杏仁經(jīng)本項研究專用設備炒制后其營養(yǎng)損失極 低，保持了本產(chǎn)品的天然營養(yǎng)價值。6.2 本研究用浸泡 3-4 小時的杏仁