西式火腿制造工藝技術(shù)
圖5 德國(guó)Myac火腿生產(chǎn)線示意圖
西式火腿包括高溫火腿與低溫火腿兩類。
高溫火腿是指在生產(chǎn)時(shí),采用高壓殺菌,產(chǎn)品可在常溫下較長(zhǎng)期貯存。以圓罐或馬蹄形罐包裝。低溫火腿是指在生產(chǎn)時(shí)采用巴氏消毒進(jìn)行熱處理,國(guó)內(nèi)銷售一般采用塑料袋或膜包裝,故又稱袋(膜)裝火腿;出口產(chǎn)品在塑料袋外用長(zhǎng)方形馬口鐵罐包裝,以便于長(zhǎng)途運(yùn)輸,其成品需在低溫下運(yùn)輸與保藏。
高溫罐裝火腿生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。
圖1 高溫罐裝火腿生產(chǎn)工藝流程
低溫火腿生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。
西式火腿制造關(guān)鍵裝備
一、生產(chǎn)線介紹
西式火腿生產(chǎn)線,目前國(guó)內(nèi)尚未有定型產(chǎn)品可選擇,多從國(guó)外引進(jìn)生產(chǎn)線。當(dāng)前世界上較著名的火腿設(shè)備制造廠家有20余家,如荷蘭的Langen 、Belam、Stark 、Protecon,丹麥的Scanio、Wolfking,德國(guó)的At mos、Myac 、SST,法國(guó)的Kaufler,西班牙的Metalqujmia,奧地利的Injectstar,瑞士的Suhner等。這些廠家根據(jù)各自研究的工藝要求,在設(shè)備設(shè)計(jì)上主要區(qū)別在于鹽水的處理、注射量的多少、嫩化和滾揉的形式、充填方法以及殺菌冷卻方式等。因此,對(duì)生產(chǎn)線的選擇應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)火腿產(chǎn)品的品種、包裝工藝要求,分別進(jìn)行選用,或自行配套組合。
1、荷蘭Langen火腿生產(chǎn)線
該生產(chǎn)線的主要特點(diǎn)是采用快速滾揉,使用真空強(qiáng)制注射、嫩化和滾揉三合一機(jī)組。每桶肉塊在真空條件下經(jīng)過反復(fù)多次鹽水注射與針刺嫩化,同時(shí)施于攪拌、揉搓、擠壓、甩打、翻滾等動(dòng)作的按摩,運(yùn)動(dòng)劇烈,使鹽水注射、嫩化、滾揉三道工序,在三合一機(jī)組上一次完成,處理時(shí)間短,產(chǎn)品質(zhì)量均一,清潔衛(wèi)生。生產(chǎn)線采用立式真空充填,充填后的塑料袋采用立式熱封,對(duì)入模后的火腿用彈簧頂整體集裝加壓,進(jìn)行殺菌冷卻。
生產(chǎn)線示意圖如圖3所示。
圖3 荷蘭Langen火腿生產(chǎn)線示意圖
1、鹽水配置設(shè)備 2、提升倒料裝置 3、標(biāo)準(zhǔn)量肉車 4、鹽水計(jì)量器 5、真空注射、按摩、嫩化三合一機(jī)組 6、肉車 7、提升倒料裝置 8、蒸煮架 9、塑料袋安裝器 10、火腿肉模 11、真空充填機(jī) 12、控制柜Ⅰ 13、輸送帶 14、塑料袋翻提機(jī) 15、塑料袋真空封口機(jī) 16、加蓋裝置 17、控制柜Ⅱ 18、提升機(jī) 19、彈簧頂加壓器 20、彈簧頂部件 21、擠壓部件安裝設(shè)備 22、冷卻架取卸設(shè)備 23、帶壓縮空氣設(shè)備的工作臺(tái) 24、運(yùn)模蓋車 25、蒸煮殺菌柜 26、冷卻柜
荷蘭Langen生產(chǎn)線制造工序如圖4所示。
圖4 荷蘭Langen火腿生產(chǎn)線制造工序
2、德國(guó)Myac火腿生產(chǎn)線
該生產(chǎn)線的主要特點(diǎn)是采用低溫鹽水注射和擠壓式蛋白活化,通過擠壓技術(shù)使肉塊表面積增加,并使肌原纖維暴露,加強(qiáng)了肌球蛋白絡(luò)合體的膨脹能力,使鹽水更易于吸收。生產(chǎn)線采用了MAX型真空按摩機(jī),利用臥式攪拌槳在按摩桶內(nèi)翻動(dòng)攪拌,本身帶有自冷、真空和吸料裝置,配以擠壓嫩化技術(shù)。按摩時(shí)間4h左右。其生產(chǎn)線示意圖如圖5所示。
圖5 德國(guó)Myac火腿生產(chǎn)線示意圖
1、水混合及冷卻機(jī) 2、鹽水注射機(jī) 3、蛋白活化機(jī) 4、真空按摩機(jī) 5、頂部進(jìn)料式真空包裝機(jī) 6、壓模機(jī)
二、生產(chǎn)線組成
西式火腿生產(chǎn)的主要設(shè)備有:
(1) 鹽水配制設(shè)備 由鹽水配制槽、貯存槽、攪拌器組成。有的還帶有制冷和冷卻設(shè)備。
(2) 鹽水注射機(jī) 鹽水過濾回收系統(tǒng),用于向火腿原料中注射腌制鹽水等混合液。
(3) 嫩化機(jī)或蛋白活化機(jī) 分為針刺式、刀輥式和擠壓式等,用于火腿原料的嫩化處理。
(4) 按摩裝置 分為立式攪拌按摩、臥式攪拌按摩、臥式滾筒按摩及翻轉(zhuǎn)式摔跌按摩等。
(5) 充填設(shè)備 分為臥式充填機(jī)、立式充填機(jī)和薄膜自動(dòng)包裝機(jī)等。有的設(shè)備還可兼用于香腸的充填。
(6) 封罐機(jī) 高溫火腿可采用真空封罐機(jī);5kg裝長(zhǎng)方形罐低溫火腿采用美國(guó) FMC公司或美國(guó)大陸制罐公司真空封罐機(jī)。
(7) 塑料袋封口機(jī) 專用于低溫袋裝火腿的熱封機(jī)。多為立式、也有在臥式充填機(jī)中采用卡環(huán)結(jié)扎裝置代替。
(8) 殺菌和冷卻設(shè)備 高溫火腿采用高壓殺菌釜(鍋); 低溫火腿采用蒸煮殺菌柜或蒸煮冷卻水浴槽。
現(xiàn)以德國(guó)Myac火腿生產(chǎn)線和荷蘭Langen火腿生產(chǎn)線為例,其設(shè)備組成如表1及表2所示。
表1 德國(guó)Myac火腿生產(chǎn)線設(shè)備一覽表
序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 型號(hào) | 序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 型號(hào) |
1 | 鹽水混合和冷卻機(jī) | L M800 | 9 | 滾揉機(jī)制冷機(jī) | SK2或SK3 |
2 | 制冷機(jī) | DK7.5/或7.5/2 | 10 | 卸料容器 | 600L |
3 | 肉車 | 200L | 11 | 卸料容器提升機(jī) | |
4 | 肉車提升機(jī) | 帶滑道 | 12 | 真空包裝機(jī) | S M220/2 |
5 | 鹽水注射機(jī) | N94或N184 | 13 | 壓模機(jī) | S型 |
6 | 注射機(jī)用冷卻器 | 200型 | 14 | 不銹鋼火腿模具 | |
7 | 蛋白活化機(jī) | 650型 | 15 | 殺菌籃 | 500kg肉料 |
8 | 臥式真空滾揉機(jī) | MA×3000 MA×5000 或6000 | 16 | 蒸煮殺菌柜 | 1000kg肉料 |
17 | 冷卻柜 | 1000kg肉料 |
三、加工關(guān)鍵設(shè)備
1、鹽水注射機(jī)
(1) 功能 注射鹽水是西式火腿生產(chǎn)的第一道主要工序。使用鹽水注射機(jī)可將制備好的鹽水通過注射迅速進(jìn)入肉的組織內(nèi)部并均勻擴(kuò)散,使肉料進(jìn)入腌制階段。
(2) 分類 按注射對(duì)象可分為專用型和兼用型。有的專用于肉類,有的則可兼作禽類和魚類的注射。
按注射針在針板上安裝方式,可分為固定式和彈簧式。前者注射針固定安裝于針板上,工作時(shí),注射針隨針板的上升或下降作同步運(yùn)動(dòng),適用于去骨肉的注射。后者注射針則通過彈簧機(jī)構(gòu)安裝于針板上,任何一支針在隨針板下降若碰到硬物而受阻時(shí),不致影響整個(gè)針板的繼續(xù)下降,適用于帶骨肉的注射。
表2 荷蘭Langen火腿生產(chǎn)線設(shè)備一覽表
序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 型號(hào) | 序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 型號(hào) |
1 | 鹽水配制設(shè)備 | P120-1 P120-2 | 13 | 輸送帶 | |
14 | 塑料袋翻提設(shè)備 | Z12 | |||
2 | 提升倒料裝置 | T H2 | 15 | 塑料袋真空封口機(jī)③ | S220 |
3 | 標(biāo)準(zhǔn)量肉車 | W35 | 16 | 加蓋裝置 | D116 |
4 | 鹽水計(jì)量器 | P125/UV | 17 | 控制柜II | |
5 | 真空注射、滾揉、嫩化三合一機(jī)組① | B120/1N1 B120/4N1 | 18 | 提升機(jī) | L50 |
19 | 彈簧頂加壓器 | A61 | |||
6 | 肉車 | W80 | 20 | 彈簧頂部件 | 1477 |
7 | 提升倒料裝置 | P82 | 21 | 擠壓部件安裝設(shè)備 | A65 |
8 | 蒸煮架 | K76 | 22 | 冷卻架取卸設(shè)備 | U29 |
9 | 塑料袋安裝器 | B239 | 23 | 帶壓縮空氣設(shè)備的工作臺(tái) | T287/A62 |
10 | 火腿肉模 | M75 | |||
11 | 真空充填機(jī)② | V170MC或V170MC/LW8 | 24 | 運(yùn)模蓋車 | |
25 | 蒸煮殺菌柜 | K75 | |||
12 | 控制柜 | D115 | 26 | 冷卻柜 | K74 |
注: ①帶冷水循環(huán)箱、真空泵和真空接管; ②帶真空泵和真空接管; ③帶真空泵、真空助推器和接管。
按注射針的密度可分為密針型和疏針型。針距分別為7.0mm×12.5mm,25mm×25mm。
(3) 結(jié)構(gòu)原理 眾多型號(hào)的多針鹽水注射機(jī),其結(jié)構(gòu)原理基本相同。荷蘭Stork protecon生產(chǎn)的PI-440型鹽水注射機(jī)具有代表性,故對(duì)其結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行介紹。
整機(jī)由輸送機(jī)構(gòu)、注射裝置和鹽水系統(tǒng)三部分組成,全部由不銹鋼制造。主機(jī)為氣力驅(qū)動(dòng),附屬鹽水泵則為電動(dòng)。輸送器是一個(gè)步進(jìn)式齒條排,在氣動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)下,它隨注射針板每上下運(yùn)動(dòng)一次而作間歇推進(jìn)一次。當(dāng)注射針板下降進(jìn)行注射動(dòng)作時(shí),齒條排呈停止?fàn)顟B(tài),肉料受齒條的支承,不會(huì)滑動(dòng)。齒條排可以方便地從機(jī)架上取下,以便進(jìn)行衛(wèi)生清洗。
所有的注射針借助鹽水液壓緊固在方形平面針板上。針板呈開放式,以利內(nèi)部清洗和更換壞的注射針。用于注射帶骨肉時(shí),就使用帶有伸縮性的注射針。針板的上升和下降靠氣力驅(qū)動(dòng),每分鐘沖程數(shù)可以調(diào)節(jié),并裝有數(shù)字式電子計(jì)數(shù)器。
鹽水系統(tǒng)包括不銹鋼離心泵、過濾器和循環(huán)貯槽等。鹽水壓力可通過變速馬達(dá)調(diào)節(jié),一旦調(diào)整固定后,鹽水壓力將保持恒定。鹽水通路僅在注射針板下降時(shí)開通,由高性能的氣動(dòng)和電子元件控制?;亓鞯柠}水通過三級(jí)過濾器進(jìn)行過濾,過濾器可隨時(shí)進(jìn)行清理。鹽水注射機(jī)的工作過程: 肉料由人工或通過升運(yùn)機(jī)均勻地鋪排在輸送齒條排上,當(dāng)肉料間歇地移動(dòng)到注射針板下方時(shí),即接受鹽水注射。齒條排每移動(dòng)一次的距離一般小于注射針板的縱向尺寸,因此,同一塊肉料可接受多次的注射。注射比例(鹽水注入量占肉料的百分比) 事先選定,然后通過調(diào)節(jié)注射壓力(泵的轉(zhuǎn)速)得以實(shí)現(xiàn)。注射好的肉料經(jīng)過滑槽進(jìn)入下一工序——嫩化機(jī)。
(4) 技術(shù)參數(shù) PI-440型鹽水注射機(jī)技術(shù)參數(shù)見表3。
表3 PI-440型鹽水注射機(jī)技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 | 參數(shù) | 項(xiàng)目 | 參數(shù) |
生產(chǎn)能力(注射比例30%時(shí))/(kg/h) | 3000 | 壓縮空氣最大耗量/(m3/h) | 9 |
工作周期數(shù)/(次/min) | 20 | 壓縮空氣壓力/MPa | 0.6 |
輸送帶寬/mm | 400 | 鹽水壓力/MPa | 0~0.2 |
沖程高度/mm | 120 | 鹽水泵功率/kW | 2.2 |
肉料厚度(最大)/mm | 125 | 流量/(L//min) | 300 |
間歇輸送距離/(mm/次) | 200 | 過濾器級(jí)數(shù)/級(jí) | 3 |
注射針數(shù)量/支 | 400 | 鹽水貯槽容量/m3 | 0.27 |
直徑/mm | Φ3 | 機(jī)器質(zhì)量/kg | 700 |
適應(yīng)范圍 | 去骨或帶骨肉 | 外形尺寸/mm | 2350×1800×12 |
(5) 選型原則
①西式火腿使用的原料肉多為去骨肉,為使鹽水能在肉料內(nèi)部較快地?cái)U(kuò)散,選用密針型注射機(jī)為好,安裝方式無(wú)特殊要求。
②生產(chǎn)能力的匹配通常按每小時(shí)平均產(chǎn)量的2~3倍來選擇鹽水注射機(jī)的能力,以盡可能縮短加工周期,提高制品質(zhì)量。
?、蹤C(jī)器易于裝拆清洗,以減少設(shè)備對(duì)物料的污染。
(6) 控制系統(tǒng)與配套設(shè)備 主要控制參數(shù)為鹽水壓力,即輸送泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),以達(dá)到控制注射比例的目的。主要配套設(shè)備有鹽水調(diào)制設(shè)備和空氣壓縮機(jī)。鹽水調(diào)制設(shè)備包括固體物料提升機(jī)、物料計(jì)量裝置、帶攪拌的貯槽、冷卻裝置、輸送泵等。
(7) 發(fā)展趨勢(shì) 多針型鹽水注射機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,注射速度快,生產(chǎn)能力大,應(yīng)用廣泛。但它不能精確控制注射比例,進(jìn)料多采用手工,肉料增加了受污染的機(jī)會(huì)。為了生產(chǎn)高品質(zhì)制品,新近出現(xiàn)了一種在密閉真空系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)和精確定量注射的新型設(shè)備,以避免傳統(tǒng)注射機(jī)的上述缺點(diǎn)。
2、肉料嫩化機(jī)
(1) 功能 西式火腿使用的原料多為塊狀肉,其表面和內(nèi)部往往有堅(jiān)韌結(jié)締組織。嫩化機(jī)的主要功能是切斷或破壞這些結(jié)締組織,獲得質(zhì)地均勻的制成品。同時(shí),經(jīng)過嫩化處理的肉料,其表面積大為增加,注入的鹽水更易擴(kuò)散,更易于蛋白質(zhì)的溶出,從而提高制品的黏合性和持水性。
(2) 分類 常用的嫩化機(jī)有刀輥式和針刺式兩類。刀輥式為獨(dú)立設(shè)備,針刺式有的為獨(dú)立設(shè)備,有的以組合方式合并在多針型鹽水注射機(jī)上。另外還有一種擠壓式嫩化機(jī),是通過對(duì)肉的擠壓作用以達(dá)到嫩化效果的。刀輥式嫩化機(jī)結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,由一個(gè)盛料箱和兩排有特殊刀刃的切刀組成。隨刀軸的旋轉(zhuǎn)兩排刀片相對(duì)旋轉(zhuǎn),將夾在其間的肉塊切出深淺不一的切口,擴(kuò)大了肉的內(nèi)層溶出率,以增加產(chǎn)品的黏合性。常用的刀有角鋼型刀,其回切也就是增加切割面積。操作時(shí)要注意調(diào)整刀軸間距,既要保證切口的深度,又要保持肉塊的完整性,防止斷開。鹽水注射機(jī)和嫩化機(jī)組合示意圖見圖6。嫩化機(jī)角鋼型刀排列示意圖見圖7。
圖6 鹽水注射機(jī)和嫩化機(jī)組合示意圖
1、鹽水注射機(jī) 2、提升機(jī) 3、刀輥式嫩化機(jī) 4、肉車
圖7 嫩化機(jī)角鋼型刀排列示意圖
(3) 技術(shù)參數(shù) PMT-41型刀輥式嫩化機(jī)技術(shù)參數(shù)見表4。
表4 PMT-41型刀輥式嫩化機(jī)技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 | 參數(shù) | 項(xiàng)目 | 參數(shù) |
生產(chǎn)能力/(t/h) | ~3 | 兩軸中心距/mm | 110~160(可調(diào)) |
進(jìn)料高度/mm | 1210 | 刀片總數(shù)/片 | 111 |
出料高度/mm | 760 | 切割深度/mm | 0~28(可調(diào)) |
輸送速度/mm | 400 | 刀片間隙/mm | 10~40(可調(diào)) |
肉料厚度(最大)/mm | 120 | 功率/kW | 1.5 |
圓盤刀直徑/mm | 120 | 機(jī)器重量/kg | 300 |
刀軸轉(zhuǎn)速/(r/min) | 72 | 外形尺寸/mm | 1100×900×1440 |
3、肉料滾揉機(jī)
(1) 功能 滾揉是西式火腿制造的另一個(gè)重要工序。滾揉的作用主要是使肉料的肌肉組織松軟,使注射到肉塊中的鹽水加速擴(kuò)散滲透,促進(jìn)肌肉內(nèi)部的鹽溶性蛋白質(zhì)向肉塊表面滲出。經(jīng)過滾揉成熟的肉料,表面充滿蛋白質(zhì)與鹽水組成的膠狀物質(zhì)。此膠狀物質(zhì)在加熱時(shí)凝固,使肉塊與肉塊緊緊地黏結(jié)在一起,切片后,呈均一連續(xù)的完整片狀。此膠狀物質(zhì)還能阻止肉塊里面的汁液外滲,有利于提高制品的持水性和鮮嫩性。
滾揉機(jī)的作用,是通過某種機(jī)械力對(duì)肉料施加攪拌、揉搓、擠壓、甩打、翻滾等動(dòng)作,使肉料達(dá)到按摩目的。
(2) 分類
①滾揉機(jī)按攪拌方式,分為立式和臥式兩種。
立式滾揉機(jī):靠立式攪拌器將肉料進(jìn)行低速攪拌,盛肉容器為圓筒形或方形。該機(jī)通常做成可移動(dòng)式,以往返于腌制間與充填間之間。容器容積在200~850L有多種規(guī)格。裝肉量可達(dá)容積的80%,但自動(dòng)化水平低,攪拌常有死角。
臥式滾揉機(jī):該類型滾揉機(jī)中只有少數(shù)型號(hào)帶有橫軸攪拌器,大多數(shù)型號(hào)均不存在攪拌軸,而是靠容器的滾動(dòng)使肉料翻轉(zhuǎn)得以攪拌。容器圓筒的內(nèi)壁焊有螺旋形葉片,滾揉作用是通過肉的上升跌落而實(shí)現(xiàn)的,故要求有較大的容積,裝肉量不宜超過容積的 60%,臥式滾揉機(jī)的容積往往比立式滾揉機(jī)大得多。每次裝肉量在700~3000kg,又有各種不同規(guī)格。此型機(jī)一般由機(jī)械自動(dòng)進(jìn)出料,自動(dòng)化水平高。
?、诎礄C(jī)器的能否分離,分為一體型和分離型。
一體型:盛肉容器和設(shè)備本體不能分開,肉料的取出不方便,設(shè)備的效能不能充分發(fā)揮。
分離型:盛肉容器與本體相分離,肉料的卸出采用出料裝置; 可同時(shí)配備多個(gè)容器輪流滾揉,效能得到充分發(fā)揮。
③按工作狀態(tài),分為常壓式和真空式。
常壓式:立式機(jī)多屬此類。機(jī)型結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,但滾揉時(shí),肉料暴露在空氣中易被氧化,生成氣泡,產(chǎn)品質(zhì)量不佳。
真空式: 臥式機(jī)多屬此類??煞乐谷饬鲜芸諝庋趸?,不易生成氣泡,還有利于鹽水在肉中滲透,適用于生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。
(3) 結(jié)構(gòu)原理
?、倭⑹匠簼L揉機(jī)。機(jī)器由不銹鋼容器和攪拌裝置組成。容器多為方形,上沿安裝有橫梁,橫梁上裝有電動(dòng)機(jī)和減速器,帶動(dòng)垂直攪拌軸,攪拌軸轉(zhuǎn)速在2~20r/min 可以調(diào)節(jié)。由于攪拌葉的形狀、結(jié)構(gòu)及尺寸與滾揉效果有密切關(guān)系,因此,經(jīng)常有新型式的攪拌葉出現(xiàn)。
?、谂P式真空滾揉機(jī)。機(jī)器由帶密封蓋的不銹鋼圓筒容器、機(jī)座及傳動(dòng)裝置三部分組成。圓筒容器的內(nèi)壁焊有螺旋形葉片,對(duì)肉料能起到導(dǎo)向移位作用。容器橫臥式機(jī)座滾柱上,傳動(dòng)裝置帶動(dòng)滾柱轉(zhuǎn)動(dòng)而使容器轉(zhuǎn)動(dòng)。
肉料通過提升裝置加入到容器中,關(guān)上帶后接通真空。當(dāng)容器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),肉料隨容器內(nèi)壁螺旋狀葉片上升而上升,達(dá)到一定高度后靠自重跌落,形成相互碰撞摩擦而起到滾揉作用。
(4)技術(shù)參數(shù) 各類滾揉機(jī)技術(shù)參數(shù)見表5。
表5 各類滾揉機(jī)技術(shù)參數(shù)
型式 | 立式 | 臥式 | 臥式 | 臥式 |
型號(hào) | DK-81 | CA750 | GA1500 | W-7-2000 |
容量/kg | 750 | 750 | 1500 | 2000 |
攪拌轉(zhuǎn)速/(r/min) | 2.1/8 | 2~15 | 2~15 | 2/4/8 |
電動(dòng)機(jī)功率/kW | 0.75 | 1.8 | 4.0 | 4.3 |
外形尺寸/mm | 1220×1035×1866 | 1820×1220×1970 | 2210×1520×2020 | 2200×2000×2080 |
凈質(zhì)量/kg | 340 | 895 | 1100 | 1310 |
(5) 選型原則 按摩機(jī)的型式、類別、規(guī)格多種多樣,選型的主要原則是根據(jù)西式火腿產(chǎn)品的品質(zhì)要求、生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)械化自動(dòng)化程度要求而定。品質(zhì)要求一般,生產(chǎn)規(guī)模小,機(jī)械化自動(dòng)化要求不高,可選用立式常壓按摩機(jī),反之,則應(yīng)選用臥式真空按摩機(jī)。
(6) 控制系統(tǒng)與配套設(shè)備 主要控制參數(shù)有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和運(yùn)轉(zhuǎn)定時(shí)。配套設(shè)備有進(jìn)料提升機(jī),出料小車以及真空裝置。按摩操作時(shí)要求環(huán)境溫度在0~6℃。
4、注射、嫩化、滾揉三合一機(jī)
(1) 功能和特點(diǎn) 注射、嫩化、滾揉三合一機(jī)是西式火腿制造比較理想的組合設(shè)備。它集注射、嫩化、滾揉三種功能于一體,可在一臺(tái)設(shè)備上完成通常由三部單機(jī)完成的操作功能。這種組合設(shè)備與三臺(tái)單機(jī)相比,特點(diǎn)有:①能精確地控制鹽水注射量,提高出品率; ②機(jī)械化自動(dòng)化程度高,可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)程序控制;③整個(gè)系統(tǒng)密閉,衛(wèi)生水平和產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高; ④設(shè)備占地緊湊,省去中間輸送環(huán)節(jié)。
(2) 結(jié)構(gòu)原理 整機(jī)由滾揉和輸送兩個(gè)部分組成。
滾揉部分包括機(jī)架,滾揉Y型桶和驅(qū)動(dòng)裝置。機(jī)架由空心方鋼焊接而成。滾揉Y型桶的三個(gè)方向互成120°,分別是注射角、嫩化桶和盛肉桶,其中與盛肉桶是活動(dòng)連接,可以卸下或接上。Y型桶通過兩個(gè)中心軸和軸承安裝在機(jī)架上,可在空間繞中心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)裝滿肉料的盛肉桶經(jīng)機(jī)械手提升接合到Y(jié)型桶以后,開動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置,整個(gè)Y 型桶便在空間作風(fēng)車狀回轉(zhuǎn)。此時(shí),肉料依次從盛肉桶落到注射桶,又從注射桶落到嫩化桶,然后又從嫩化桶落到盛肉桶,如此循環(huán)往復(fù),使肉料不斷受到注射、嫩化和滾揉。注射桶的底蓋上安裝有4組共304支注射針,Y型桶每回轉(zhuǎn)一周即進(jìn)行一次鹽水注射。嫩化桶的底蓋上則裝有同樣數(shù)量的實(shí)心針,對(duì)肉料起穿刺嫩化作用。Y型桶的回轉(zhuǎn)由油馬達(dá)驅(qū)動(dòng) (一般為8r/min),有三種速度可供選擇。
輸送部分(如圖8所示) 是一個(gè)水平旋轉(zhuǎn)推動(dòng)機(jī)構(gòu),由一個(gè)立軸帶動(dòng)盛肉桶(肉車) 作間歇運(yùn)動(dòng)。B120/4-N型的輸送機(jī)構(gòu)呈十字狀,附有4個(gè)推板,分別與4個(gè)肉車接合,依次將肉車推送到Y(jié)型桶的正下方,然后再由機(jī)械手將肉車提起,與Y型桶聯(lián)接在一起。注射嫩化、滾揉三合一機(jī)外形如圖8所示。
圖8 真空注射、嫩化、滾揉三合一機(jī)示意圖
1、滾揉桶 2、注射桶 3、盛肉桶(肉車) 4、鹽水計(jì)量器 5、鹽水泵
(3) 技術(shù)參數(shù) 見表6。
表6 真空注射、嫩化、滾揉三合一機(jī)技術(shù)參數(shù)
型號(hào) | B120-4N | B120-13N |
肉車容積/L | 600 | 600 |
Y型桶總?cè)莘e/L | 1800 | 1800 |
生產(chǎn)能力/(kg/d) | 2400 | 7800 |
主傳動(dòng)功率/kW | 11.25 | 11.25 |
輔助傳動(dòng)功率/kW | 3 | 3 |
傳送裝置功率/kW | - | 4.1 |
真空泵功率/kW | 5.6 | 15 |
水消耗量/(m3/h) | 1.1 | 4 |
外形尺寸/mm | 5070×4000×3150 | 10780×4000×3150 |
(4)控制系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)控制屏。一是設(shè)備的工作過程控制,二是各種工作過程的時(shí)間控制。
工作過程控制包括:電源指示、真空泵工作指示、馬達(dá)故障顯示、控制方式選擇、各種油泵的啟動(dòng)或停止、緊急停車、自動(dòng)報(bào)警等。
工作過程的時(shí)間控制包括:每天運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)間(一般定為20h)、每輪換一個(gè)肉車的周期、每個(gè)周期中的肉車輸送時(shí)間、抽真空時(shí)間、Y型桶回轉(zhuǎn)時(shí)間、Y型桶的轉(zhuǎn)速預(yù)選、每個(gè)肉車注射次數(shù)計(jì)數(shù)、真空度過低的顯示、周期過長(zhǎng)顯示等。機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)將按照這些預(yù)先設(shè)定的時(shí)間和程序自動(dòng)進(jìn)行,基本上可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。
(5) 注射鹽水的定量 該機(jī)的一大特點(diǎn)是能實(shí)施鹽水注射的精確定量。
制備好的鹽水貯存于鹽水計(jì)量器中(如圖8所示)。鹽水的注射由一氣動(dòng)活塞泵進(jìn)行,當(dāng)活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí),從鹽水計(jì)量器中抽吸鹽水; 活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí),將鹽水壓至注射頭對(duì)肉料進(jìn)行注射。Y型桶每旋轉(zhuǎn)一圈,氣動(dòng)活塞動(dòng)作一次,而且是發(fā)生在Y型桶中的注射桶處于最低位置時(shí)。此時(shí),注射針垂直向上,肉料從上落下,使注射針插入肉料中。
注射鹽水的精確定量是指按產(chǎn)品的工藝要求事先確定的注射比率得到的精確定量。首先,按肉料重量和注射比率求出需要注射的鹽水總量B。然后計(jì)算每進(jìn)行一次注射的注射量b(kg):b=B/TS
式中 B——注射的鹽水總量,kg
T——實(shí)施注射的時(shí)間,min
S——Y型桶的轉(zhuǎn)速,r/min
求出b以后,可在機(jī)器上調(diào)節(jié)氣動(dòng)活塞泵的行程,使行程指針對(duì)準(zhǔn)某一刻度,便能自動(dòng)實(shí)施精確的定量注射。
(6) 配套設(shè)備 主要配套設(shè)備有真空泵、空壓機(jī)、肉車、鹽水貯槽、肉車提升倒料裝置等。此外,注射、嫩化、滾揉三合一機(jī)的工作環(huán)境溫度需保持在6℃左右。
5、充填機(jī)
(1) 功能 西式火腿的充填,是將經(jīng)過按摩成熟的肉料充填入罐、袋或肉模內(nèi),根據(jù)產(chǎn)品包裝形式分別在不同設(shè)備上完成。高溫火腿由于罐容小,多采用手工定量裝填,也可采用定量充填機(jī)進(jìn)行; 低溫膜裝火腿,則使用塑料薄膜卷材在真空包裝機(jī)中深拉成型后用手工稱量填入,再覆以面材進(jìn)行抽空熱封包裝。低溫袋裝或罐裝火腿則不須采用充填機(jī)進(jìn)行充填。
(2) 充填機(jī)的類型 充填機(jī)分臥式和立式兩種類型。
臥式充填機(jī),又稱真空壓裝機(jī),以荷蘭Stork公司及Belam公司為代表產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。
立式充填機(jī)的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率較臥式充填機(jī)高,充填質(zhì)量也較好,特別是對(duì)肉模內(nèi)襯以塑料袋需熱封口的袋裝低溫火腿,由于臥式充填機(jī)無(wú)法避免在袋口沾染肉料而影響熱封,因此最好使用立式充填機(jī)。立式充填機(jī)生產(chǎn)廠家不多,著名的有德國(guó) Kare-Schnell (簡(jiǎn)稱KS) 和荷蘭Langen兩家。
(3) 結(jié)構(gòu)原理
?、倥P式充填機(jī)。以荷蘭Stork protecon VP—24NVL型真空充填機(jī)為例,其機(jī)腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖9所示。
肉料用人工稱量后,倒進(jìn)充填機(jī)腔體的裝填室中,充填時(shí)把預(yù)先襯以塑料袋的肉膜或空罐位套在充填管上,然后關(guān)閉充填機(jī)蓋,使其處于密封狀態(tài),這時(shí)蓋上的塑料壓力板正好進(jìn)橫臥的肉膜或空罐內(nèi),充填過程始終保持一定的壓力和真空,充填完成后,將真空釋放,機(jī)蓋自動(dòng)打開,完成一個(gè)周期。其工作過程如圖10所示。
圖10 臥式充填機(jī)工作過程示意圖
?、诹⑹匠涮顧C(jī)。以德國(guó)KSP10/573-370型真空充填機(jī)組為例。機(jī)組由P10/573型真空機(jī)和P370型裝填機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、肉車等共同組成[如圖11(1)機(jī)組],真空充填機(jī)本身由進(jìn)料斗、充填裝置、真空泵、液壓和傳動(dòng)裝置等組成[如圖11(2)真空充填機(jī)],其充填部分為在進(jìn)料斗下部的內(nèi)齒輪物料泵組成。
P370型裝填機(jī)與充填機(jī)以物料管道連接,裝填頭內(nèi)帶有物料切斷裝置,裝填完成后可將物料自行切斷。
生產(chǎn)火腿時(shí),肉料由提升機(jī)自動(dòng)翻入充填機(jī)的進(jìn)料斗中,通過旋轉(zhuǎn)刮板均勻下降,然后進(jìn)入內(nèi)齒輪物料泵,物料泵內(nèi)腔與真空管連接。物料由物料泵的出料管道壓入 P370型裝填機(jī)。其工作原理如圖12所示。
該機(jī)配置有定量控制裝置,控制板設(shè)有旋鈕以調(diào)節(jié)充填速度和時(shí)間間隔,并具有數(shù)字顯示。由于物料在內(nèi)齒輪物料泵內(nèi)的運(yùn)送過程中,真空泵將物料中的空(氧)氣抽吸去除,使充填后的產(chǎn)品具有較鮮艷的外觀和長(zhǎng)久的貨架壽命。
P370型裝填機(jī)在裝填前先將罐模安放在放料盤的夾持裝置上,放料盤由壓縮空氣氣缸驅(qū)動(dòng),掀動(dòng)按鈕,放料盤上升,裝填頭即伸入罐模底部。在裝填過程中,由于肉料壓力對(duì)放料盤的作用力,使放料盤逐漸下落,待裝滿時(shí),通過電氣氣路控制系統(tǒng),裝填頭的閘刀即行關(guān)閉并停止工作,裝填完成后,放料盤重新向下移動(dòng),恢復(fù)到起始位置。
(1)機(jī)組
(2)真空充填機(jī)
圖11 德國(guó)KSP10/573-370 型真空充填機(jī)組
1—肉車 2—提升帶 3—充填機(jī) 4—裝填機(jī) 5—香腸打結(jié)裝置 6—內(nèi)齒輪物料泵 7—真空泵 8—液壓傳動(dòng)裝置 9—傳動(dòng)電機(jī)
圖12 P10/370 型真空充填機(jī)充填部分 (內(nèi)齒輪物料泵)工作原理圖
(4) 技術(shù)參數(shù)
?、倥P式充填機(jī)。見表7。
表7 臥式充填機(jī)技術(shù)參數(shù)
型號(hào) | 荷蘭Stork公司 | 荷蘭Belam公司 | |
VP-24NVL型 | MP6-CC型 | MP2-CC型 | |
生產(chǎn)能力/(罐/h) | 150 | 120 | 120 |
罐模最大長(zhǎng)度/mm | 610 | 600 | 600 |
真空接口/mm | 50(2?) | 48(7/4?) | 48(7/4?) |
空氣接口/mm | 12.7(1/2?) | 12.7(1/2?) | 12.7(1/2?) |
真空耗量/(L/罐) | 約120 | 185 | 185 |
空氣耗量/(L/罐) | 約180 | 約200 | 190 |
工作壓力/Pa | (5~7)×105 | (4.5~8)×105 | (4.5~8)×105 |
設(shè)備質(zhì)量/kg | 600 | 約900 | 800 |
?、诹⑹匠涮顧C(jī)。見表8和表9。
表8 德國(guó)KS公司P10/573型真空充填機(jī)技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 | 參數(shù) | 項(xiàng)目 | 參數(shù) |
生產(chǎn)能力/(kg/h) | 最大8000 | 真空裝置功率/kW | 0.75 |
充填壓力/MPa | 最大2.0 | 提升機(jī)功率/kW | 1 |
泵輪轉(zhuǎn)速/(r/min) | 最大150 | 壓縮空氣壓力/(MPa) | 0.6 |
漏斗容積/L | 300 | 壓縮空氣消耗量/(L/min) | 120 |
真空能力/(m3/h) | 25 | 設(shè)備質(zhì)量/kg | |
傳動(dòng)功率/kW | 7.5 |
表9 P370型裝填機(jī)技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 | 參數(shù) | 項(xiàng)目 | 參數(shù) |
電氣接線 | 2相,380V,50Hz | 壓縮空氣消耗量/(L/min) | 約35 |
氣動(dòng)連接 | 整機(jī)工作壓力0.6MPa |
6、蒸煮冷卻設(shè)備
(1) 功能 用于西式火腿的蒸煮和冷卻。高溫火腿和一般罐頭都采用高壓殺菌,其殺菌與冷卻均在高壓殺菌釜內(nèi)完成。而低溫火腿為達(dá)到低溫巴氏殺菌效果,加熱的溫度較低,時(shí)間較長(zhǎng),蒸煮溫度一般為70~78℃,使肉塊中心溫度達(dá)69℃,并維持20min 以上。蒸煮時(shí)間一般在4.5~6h,繼而冷卻到40℃以下,約需2.5h。
(2) 蒸煮冷卻設(shè)備的類型 低溫火腿的蒸煮與冷卻設(shè)備有柜式和槽式兩種類型。
?、僬糁罄鋮s柜。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小,容量大,操作簡(jiǎn)便,蒸煮與冷卻可以在同一設(shè)備中進(jìn)行。這種設(shè)備在歐洲已得到廣泛應(yīng)用,以丹麥Scanio公司的產(chǎn)品為代表。
?、谡糁罄鋮s槽。采用蒸煮槽進(jìn)行水浴蒸煮的優(yōu)點(diǎn)是加熱介質(zhì)與產(chǎn)品直接接觸,水循環(huán)使熱傳導(dǎo)均勻,溫度控制穩(wěn)定;且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、投資少;故生產(chǎn)和使用的廠商較多,如荷蘭Langen的K75型,法國(guó)的MC2000型、荷蘭Balam的CV-1型蒸煮槽都屬于這一類型。缺點(diǎn)是單臺(tái)生產(chǎn)能力較低,熱能損耗較大,蒸煮與冷卻一般分開進(jìn)行。
(3) 結(jié)構(gòu)原理
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a.總體結(jié)構(gòu):蒸煮柜具有兩種類型,一種僅用于蒸煮,另一種是蒸煮與冷卻兼用。蒸煮柜用不銹鋼材料制造,其外殼以絕緣材料隔熱,柜內(nèi)頂部裝有風(fēng)扇及溫度傳感器。柜內(nèi)底部或側(cè)面安裝有蒸汽加熱管路。柜子容積的大小根據(jù)裝容蒸煮架的數(shù)量而確定。
兼用于冷卻的蒸煮柜,在柜的上方增加了冷卻系統(tǒng),由帶噴嘴的噴淋管道組成,有的在柜內(nèi)兩側(cè)安裝了冷卻夾套,夾套中通入氨或氟利昂等冷卻介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)。柜外的控制箱中安裝微機(jī)和控制儀表,以及安全報(bào)警裝置,分別對(duì)溫度、蒸汽壓力和風(fēng)扇故障等進(jìn)行報(bào)警。
b.工作原理:蒸煮柜采用兩種方式加熱:一種是蒸汽直接加熱,飽和蒸汽由柜底部的蒸汽噴管直接噴入柜內(nèi)。另一種是間接加熱,由安裝在柜內(nèi)兩側(cè)的蒸汽盤管對(duì)內(nèi)空氣進(jìn)行加熱。柜上方的風(fēng)扇使內(nèi)空氣強(qiáng)制循環(huán),以使柜內(nèi)溫度分布均勻。
當(dāng)裝載有肉?;蛉夤薜恼糁蠹芡迫胝糁蠊駜?nèi)后,關(guān)閉柜門,打開蒸汽調(diào)節(jié)閥及風(fēng)扇,即進(jìn)行蒸煮。蒸煮完成后,由冷卻水進(jìn)行噴淋冷卻,水壓為0.2~0.3MPa,噴淋水滴隨同循環(huán)空氣,確保產(chǎn)品冷卻均勻。蒸煮冷卻操作是通過微機(jī)進(jìn)行控制,對(duì)蒸煮過程的溫度,升溫及殺菌時(shí)間、中心溫度、電扇工作狀態(tài)、冷卻水進(jìn)量、冷卻時(shí)間等均可按預(yù)置程序進(jìn)行全自動(dòng)操作和記錄。
c.技術(shù)參數(shù):見表10。
表10 蒸煮柜技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 | 參數(shù) | ||||
容積(蒸煮架數(shù)) | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 |
風(fēng)扇數(shù) | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 |
電機(jī)功率/kW | 1.1 | 2.2 | 4.4 | 6.6 | 8.8 |
高壓蒸汽耗用量/(kg/h)專用設(shè)備 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 |
低壓蒸汽耗用量/(kg/h) | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 |
空氣耗用量/(L/min) | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
強(qiáng)制冷卻 | 7500 | 14000 | 28000 | 42000 | 56000 |
冷卻水/(m3/h) | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 |
高壓蒸汽連接壓力(max)/×105pa | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
低壓蒸汽連接壓力/×105pa | 3.5 | 1~3.5 | 1~3.5 | 1~3.5 | 1~3.5 |
水連接壓力/×105pa | 1.5~3 | 1.5~3 | 1.5~3 | 1.5~3 | 1.5~3 |
空氣連接壓力/×105pa | 3.5~7 | 3.5~7 | 3.5~7 | 3.5~7 | 3.5~7 |
?、谡糁罄鋮s槽。
a.總體結(jié)構(gòu):蒸煮槽的槽體為長(zhǎng)方形,用3mm不銹鋼制作,外包隔熱材料。槽體分隔為兩個(gè)浴槽,槽內(nèi)可以旋轉(zhuǎn)兩個(gè)蒸煮架,每臺(tái)蒸煮架可容納105只5kg肉模。蒸煮槽帶有溫度自動(dòng)控制裝置和調(diào)節(jié)系統(tǒng),對(duì)蒸煮過程中的溫度、時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控,并對(duì)物料中心溫度進(jìn)行自動(dòng)記錄。
b.工作原理:蒸煮開始時(shí),將裝載火腿模罐的蒸煮架用起重機(jī)吊鉤從上部吊入水槽中,然后加蓋進(jìn)行蒸煮,由蒸汽盤管對(duì)循環(huán)水進(jìn)行加熱。蒸煮完成后,將蒸煮架吊放入雙列帶有供水及溢流裝置的開口冷槽中,用流動(dòng)冷水進(jìn)行冷卻。
c.槽體尺寸
蒸煮槽的體積為:長(zhǎng):2750mm;寬:1500/1960mm;高:1510mm。
冷卻槽的體積為:長(zhǎng):2450mm;寬:1300mm;高:1400mm。
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