第十一章食品熟化機械與設備2熟化制品面包、餅干、糕餅、蓬松食品……34食品熟化的原理食品坯置于熟化設備后，在加熱元件的高溫作用下，食品坯發(fā)生著一系列的化學、物理以及生物化學的變化，從而使食品坯由生到熟，使制品成為具有多孔性海綿狀態(tài)結構的成品。5食品熟化方法的種類直接加熱熟化法：利用油、蒸汽、熱風等直接加熱熟化；間接加熱熟化法：以油浴、沙浴、加熱蒸汽等熱媒間接加熱熟化。6第二節(jié)焙烤設備

焙烤原理

將成型的制品放入烤爐中，經過高溫加熱使產品成熟，如面包、餅干等。

當生坯放入烤爐時受到高溫包圍，淀粉和蛋白質發(fā)生一系列理化變化，開始時制品表面受到高溫影響使水分大量蒸發(fā)，淀粉糊化，糖和氨基酸反應，外表形成薄薄的焦黃色外殼，然后水分逐漸轉變?yōu)闅鈶B(tài)向坯內滲透，加速生坯熟化，形成疏松狀態(tài)。7（一）常用烤爐種類1、按烤爐熱源分根據熱源不同，分為電烤爐、煤爐、煤氣爐和燃油爐等，最廣泛使用的是電烤爐。特點：結構緊湊、占體積小、操作方便、生產效率高、焙烤質量好。2、按結構形式分

箱式烤爐和帶式烤爐兩類。8一、箱式烤爐

按食品在烤爐內的運動方式不同，分為烤盤固定式箱式爐、風車爐和水平旋轉爐。

9名稱結構優(yōu)點缺點烤盤固定式若干層支架制品在烤爐中固定風車爐轉籃裝置熱效率高、占地面積小、結構簡單手工裝卸食品、操作緊張、勞動強度大。水平旋轉爐回轉烤盤支架面坯溫差小、烘烤均勻、生產能力大。勞動強度大、爐體笨重。1011風車爐

雙室雙溫控臺車烤箱12箱式爐13水平旋轉爐1415帶式烤爐(一)爐體1．爐體結構有三種形式：磚砌爐體、金屬構架爐體和預制構件爐體。2．爐體尺寸：爐膛截面、爐膛高度、爐膛寬度、爐體長度。3．爐體保溫

16爐體保溫爐體保溫的形式隨爐體結構不同而不同。磚砌和預制結構都是以其本身作為保溫層，而金屬構架爐的保溫則是靠保溫材料實現的。為了提高加熱效率，盡量減少爐體的熱量損失，應該考慮一下幾點：①提高爐壁熱阻，減少傳導熱損失；②加強爐內壁的反射，減少爐壁吸熱；③加強爐體密封，防止不必要的輻射損失與對流損失；④盡量減少爐體尺寸和重量，以減少散熱面積和自身蓄熱。17帶式爐金屬構架爐18金屬構架爐19金屬構架爐20(二)加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)是食品烤爐的關鍵組成部分之一。目前，加熱元件普遍采用紅外線輻射元件，輻射元件的工藝排布主要指：

1．輻射距離

2．輻射元件間距

3．輻射元件布局

21輻射距離

指管狀元件中心或板狀元件的輻射涂層到烤盤底部或鋼帶上表面之間的距離。

輻射距離越近，輻射強度越大，加熱效率也越高，但輻射強度分布的不均勻性也越顯著，管狀元件尤為明顯。原則上，在保證輻射均勻性的前提下，輻射越近越好。輻射元件間距

輻射強度的均勻性主要取決于爐內輻射元件的組合方式和工藝布置，管狀輻射元件之間距離一般為150~250mm，板狀輻射元件之間距離以30~50mm為宜。22輻射元件布局

其布置方式有三種：均勻分布：各個元件間的距離均勻相等，以獲得均勻的輻射強度。分組排布：將元件分成小組安裝，每組間有一定距離，使加熱溫度出現脈沖式分布，加快對流傳熱，根據食品的烘烤工藝排布：由于各種食品的烘烤工藝各不相同，因此各個烘烤階段所需要的溫度也不同。原則是高溫區(qū)元件排布密些，低溫區(qū)元件排布疏些。23(三)傳動系統(tǒng)不同帶式爐的比較種類載體優(yōu)點缺點應用鋼帶爐鋼帶爐內循環(huán)熱量損失小大型食品廠網帶爐網帶水分易蒸發(fā)、產量大、可連續(xù)生產不易清洗下層有污垢大型食品廠烤盤鏈條爐鏈條烤盤自動化操作面包、餅干、糕點手推烤盤爐人力結構簡單適用廣依靠人力作用，產量小小型企業(yè)用以輸送烘烤制品，保證合適的停留時間，烘烤質量。24(五)爐溫調節(jié)裝置

烤爐溫度調節(jié)通常有改變輻射距離法、電壓調節(jié)法和開關法三種。改變輻射距離法：工作量大，操作不便，調溫精度低。而且改變輻射距離會使輻射均勻性受到破壞。電壓調節(jié)法：改變加載于電熱元件的電壓來改變總輻射強度，從而達到調溫的目的。開關法：通過接通或斷開烤爐內部分或全部輻射元件的電路，改變輸入電功率，從而達到調溫的目的。方法簡便，但開關頻繁，烘烤質量不高。25四、冷卻與整理機械(一)旋轉面輸出機食品離開爐帶后，溫度依然很高，需要有一段很長的冷卻輸送帶，通常是爐長的1.5倍，才能保證制品的包裝質量。26(二)撒糖、鹽裝置

圖12-8撒糖、鹽裝置示意圖糖、鹽撒布滾筒2.料斗3.刮刀4.輸送帶5.送餅舌6橫向輸送器7·接8·餅干旋轉輸送輥9.接餅舌10.輸送器27(三)噴油裝置

圖11—18噴油裝置工作原理1．油霧冷凝器2．抽氣泵3．傳動輥4．輸送網帶5．油霧噴嘴6．上箱體7．下箱體28(四)餅干顏色測量裝置

圖12-10餅干顏色測量裝置1．光電測量裝置2．電子控制裝置

3．閥門4．烤爐29(五)餅干整理機

圖11—20餅干整理機1．理餅臺2．分道腳3．往復輥4．分道條子

5．道板6．輸送帶7．推板30微波加熱設備

圖微波加熱設備的基本結構框圖圖微波爐的結構示意圖1變壓器2整流器3磁控管4波導

5電動機7爐腔8旋轉工作臺31焙烤實例（面包）

面包焙烤需要控制三個重要條件，溫度、時間和面包的規(guī)格種類。1、面包的烘焙過程第一階段：面包剛入爐，必須利用酵母產生CO2使面包充分膨脹，爐內60%-70%的濕度，溫度控制在120℃。第二階段：面包成熟階段?？商岣邷囟仁姑姘焖俣ㄐ?，此時面火為200-250℃，底火在270-300℃，面包內部溫度在50-60℃，烘焙時間4min。第三階段：面包上色、增加香氣、提高風味。面包基本成熟，溫度應下降。面火一般在180-200℃，發(fā)生美拉德反應，金黃色表皮，產生香氣。底火降到140-160℃。

經過3個階段的烘焙即可成為色、香、味具佳的面包。322、面包的焙烤時間（1）焙烤時間應根據以下條件而定：

面包質量越大，時間越長，溫度越低。一般小面包多在8-12min,而大面包時間長達1h。（2）延長時間有利于提高面包質量。

使面包中的糊精，還原糖和水解物增加，水解酶時間長，從而提高面包的消化率。

332、面包的焙烤時間（3）焙烤過程中的反應。a、氣體的釋放和膨脹；b、面筋和雞蛋的凝固及淀粉的糊化；c、水分的蒸發(fā)和風味的生產；d、表面脫水形成硬質外殼；e、還原糖的美拉德褐變反應和焦糖化使外殼顏色加深。

34烤面包35焙烤工藝要點1、焙烤過程中，溫度的選擇是關鍵因素。適宜的溫度可使產品外形豐滿，形狀整齊，色澤黃亮，內部松脆。2、爐溫、面火、底火的調節(jié)和高低的先后順序以及烘烤時間都要根據制品的種類、要求不同而調整。3、舉例：水分含量低的餅干等要求低溫烘烤，達到熟而不焦；水分含量高的面包，體積膨脹時用中溫烘烤。食品出爐后，必須立刻冷卻，然后包裝。36第三節(jié)油炸設備1、油炸食品的簡介

油炸食品是一種比較古老的烹飪方法之一，在食品的加工過程中可以徹底的殺滅微生物，從而延長食品的保質期，并增加獨特的風味，改善食品營養(yǎng)成分的消化性。國外一般較多，國內也作為一種家庭的烹飪手段。2、油炸食品的品種

常見的有果制品（馬鈴薯）、油炸堅果、面包、膨化快餐食品、冷藏方便食品等。我國油炸食品發(fā)展也很快，油炸方便面就是一種。食用一包油炸方便面所攝入的油量高達30g，這已是每人每天攝油量的上限。373、油炸方法

主要有淺層油炸和深層油炸，后者分為常壓深層油炸和真空深層油炸；還可分為純油油炸和水油混合式油炸。4、油炸前后食品營養(yǎng)的變化38油炸設備可分為間歇式油炸設備和連續(xù)深層油炸設備

一、間歇式油炸設備：油槽里上層為油，下層為水，下層的水用來冷卻和排除油炸物碎屑之用；油層分上、下層；還有加熱裝置、冷卻裝置、濾網和操作機構等。冷卻裝置在油水分界面處。39間歇式油炸設備

水油混合式油炸是指在同一敞口容器內加入油和水，相對密度小的油占容器的上部分，水占下部分，在油層中部安裝水平電熱管加熱。401、水油混合式工藝的優(yōu)點

限位控制、分區(qū)控溫、自動過濾、自我清潔。2、操作過程

將濾網置于加熱器上，在油炸鍋內先加水至油位計規(guī)定的位置，再加炸用油至高出加熱器60cm的位置。由電氣控制系統(tǒng)自動加熱器使上層油溫度保持在180-230℃，炸制過程中生產的食物殘渣從濾網掉下，積存于底部，定期排出。413、其他形式油炸設備

基本組成部件還是一樣，上油層的加熱采用內外同時加熱以提高加熱效率。

另一個不同就是截面采用了上大下小的結構，以減小下油層的油量，避免過量的油被氧化。42434445二、連續(xù)深層油炸設備

該設備的特點是：無炸籠但又能使物料全部浸沒在油中，連續(xù)進行油炸；油的加熱在油炸鍋外進行；維修方便；具有能把整個輸送器框架及其附屬零部件從油槽中升起或下降的液壓裝置。其油炸食品質量好，且油的使用壽命長。

46水油混合式連續(xù)深層油炸設備1、結構見圖12—13，可進行自動連續(xù)生產。2、主要部件機體、食物生坯輸送帶和潛油網帶。3、工作過程待炸食品進入油炸機后，落在輸送帶上，生坯會浮在油表面，造成食品色澤、成熟度不一，所以用網帶強迫面坯進入油中。4、油的加熱方式有電熱加熱和煤氣加熱。47圖12—13連續(xù)深層油炸設備結構簡圖1．油槽2．支架3．油槽輸入端4．頂蓋5．輸人口6．輸送裝置7．油8．液壓裝置13、21、29．電動機19．推桿20．金屬板23．軸30．輸送器框架31．活塞32、34．托架33．活塞桿35．泵36．管道37．壁板39．油槽底部40．擋板46．出口管道懸掛式連續(xù)油炸生產線4950第四節(jié)擠壓蒸煮設備51食品擠壓設備指的就是螺桿擠壓機，它是由一根或兩根基本上是阿基米德螺旋線形狀的螺桿和與其相配合的筒體組成?！吧衿妗钡暮诵摹D壓食品生產過程中所用的設備不多，占地面積比較相同產量的其他蒸煮設備來說要小得多。52擠壓蒸煮設備的發(fā)展和分類（一）食品擠壓機的發(fā)展53（二）食品擠壓機的分類按螺桿的數量分：單螺桿擠壓機和雙螺桿擠壓機按加熱形式分：自加熱式擠壓機和外加熱式擠壓機自加熱式擠壓機：熱量來自機械能的轉化，一般指粘滯剪切的耗散熱和摩擦熱，由于溫度受控于喂料的各種組分和螺桿的結構形狀，因此生產過程中的溫度難以控制。外加熱式擠壓機：一部分來自機械能的轉化，另一部分通過筒壁或軸心用蒸汽或電加熱按各部分要求進行溫度控制。54（二）食品擠壓機的分類按功能分：通心粉（面條）擠壓機-螺桿轉速低，筒體光滑，剪切力??；高壓成型擠壓機-主要用來擠壓未膨化谷物的半成品，壓力高，筒體內壁開槽，要求溫度不能過高；低剪切蒸煮擠壓機-用來生產寵物食品，軟濕食品，低剪切，高壓縮；膨化型擠壓機-筒體開有防滑槽，剪切力大，擠壓較干物料時，可在模頭處形成高溫、高壓，使淀粉糊化；高剪切蒸煮擠壓機-長徑比大，壓縮比大，筒體長，溫度可控制，適應原料較廣，可生產即食谷物、植物組織蛋白、小吃食品等。55通心粉機通心粉是采用螺桿擠壓型的工作原理生產的一種方便食品，特別是預熱通心粉，只要輔以佐料，用沸水浸泡10min，即可食用，為一種新穎方便面食品。56【日本科學技術】意大利通心粉的制作流程_標清57食品膨化機又稱食品擠壓蒸煮機，它是將物料在裝有螺桿的機筒內，在螺桿產生的壓縮力和剪切力的聯(lián)合作用下，使機械能變?yōu)闊崮芎臀锪系淖冃文?，同時由于機筒外圍設有預熱器（電加熱或蒸汽加熱），更增加了機筒內物料的溫度，溫度高達160-240℃，又因為物料處于密封狀態(tài)，由此產生的機筒內壓力可高達6～26MPa。在高溫和高壓作用下，食物發(fā)生淀粉糊化和蛋白質變性等一系列的理化反應，然后通過出料口瞬時降壓，使物料中的過熱水分急劇汽化噴射出來，物料失水膨脹，體積增大若干倍，產品內部組織出現許多小的噴口，象多孔的海綿體，然后被旋轉的刀片切割成所需的長度。食品膨化機58典型的食品膨化機由料箱、螺旋送料器、混合調理器、螺桿、蒸汽注入孔（或電加熱器），壓模、切刀、齒輪變速箱和電動機等部分組成?；旌险{理器的作用是對物料先進行濕化和預熱。擠壓蒸煮系統(tǒng)的作用是對物料進行輸送、壓縮、混合、剪切、蒸煮和滅菌等作業(yè)。59遠華牌膨化機食品膨化機60二、擠壓設備的組成和操作過程食品擠壓設備除了擠壓機外，還有輔助和控制系統(tǒng)。主機包括四個系統(tǒng)：擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、模頭系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)

輔機

原料混合器：多種食品原料需均勻混合的場合；預處理裝置：利用水或蒸汽來調整原料的含水率和溫度；喂料器：保證均勻地向擠出機中喂料；切割裝置：根據產品形狀要求用切刀切斷；烘干（冷卻）裝置：對產品進行脫水或迅速降溫；調味裝置：將調味料噴涂在產品表面上；其它輔機：如食品包裝機等。61

控制系統(tǒng)

主要由測量儀器、顯示儀表、電器、執(zhí)行機構和按鍵等組成，主要工作如下：1、顯示擠壓機的工作狀態(tài)；2、按程序啟動，控制主機、輔機的轉速和協(xié)調其運行；3、按工藝要求控制喂料量、溫度和壓力；4、用計算機控制可實現對整條生產線的全自動控制和管理。6263擠壓食品加工的主要過程一般工作過程：1.將多種原料充分混合后送入預處理機中；2.原料在預處理機中與霧化的水滴接觸，在雙軸的攪拌作用下，使水量均勻，達到工藝要求后，被定量送入喂料機；3.物料在喂料機中通過調節(jié)輸送螺桿轉速，把物料均勻不斷地按生產要求定量喂入擠壓機中；4.進入擠壓機中的物料在轉動螺桿的推動下，在擠壓機內連續(xù)完成破碎、剪切、壓縮、加熱、熔融、升壓過程，然后通過模頭被擠出；5.擠出的產品按要求用螺旋切刀切斷；6.切割后的產品若含水量高，需進一步脫水，進行干燥；7.干燥后的產品進行調味處理；8.包裝。

三、模頭系統(tǒng)

是食品擠壓機限制出料、確定產品形狀、保證產量、使機器正常運行的一個系統(tǒng)，根據食品產品不同，模頭結構也不同?；窘Y構包括：多孔板：在一定強度的平板上加工出許多圓孔，其孔的分布視擠出機形式與產品的需要而定，不都是均勻分布。作用：均壓、均速。導流板：根據?？壮隹诘男誀詈驮诮孛嫔戏植嫉奈恢眉皵盗?，加工出不同形狀的導流板。作用：將物料從多孔板出口截面引向各?？椎娜肟冢_到各孔中的流速流量均勻。?？装澹焊鶕罱K產品的性狀加工出各種形狀的通孔后的平板，其孔數量根據生產能力而定。64

(2)模板的形式

根據?？壮隽闲问讲煌?，模板形式可分為以下幾種：錐面出口模板：即從導流板出口到模板出口用錐形面引導。機械損失小、壓力損失小、產品表面整齊。突變式出料模板：即物流到達出口處孔徑突然變小。制造簡單、壓力損失大、產品表面有損傷、不光滑、適合球狀產品。徑向式排出模板：徑向排出、擠出食品的纖維性保持好、強度高。具有冷卻水循環(huán)的冷卻模板：產品先冷卻后成型。有填充夾餡結構的模板：可在擠壓食品中間充填餡料。65

四、螺桿

有整體式螺桿和積木式螺桿兩大類型。

整體式螺桿：即是把螺桿形狀的各要素都加工制造在一根軸上，不可拆卸。優(yōu)點：強度高，安裝方便。缺點：1、加工制造難度大，成本高；2、在應用過程中，一旦發(fā)生磨損，即使小部分損壞，導致整根軸不能使用；3、能適用加工的食品品種和原料有限。66

四、螺桿

積木式螺桿：是將一根螺桿分成芯軸、螺套和緊固螺釘三大主要部分，組裝而成?？筛鶕煌称樊a品的工藝要求確定螺套的大小和數量，組裝出所需螺桿；延長整個螺桿的壽命。6768五、單螺桿擠壓機簡單擠壓機螺桿筒體結構自熱式單螺桿擠壓機

最簡單的食品擠壓機，其結構為一個圓管的筒體，在其內部做些加工，外部沒有加熱用的夾套，在擠壓過程中所需的熱能是由傳動系統(tǒng)所消耗的機械能轉化來的，所以在使用過程中對溫度和壓力不作控制。不同的螺桿形狀適應不同的物料并生