研制与开发技术总结

转动滚筒式湿控电磁炒干机研制与开发

技术报告

⒈立项背景及意义

目前，对于板栗、花生、瓜子等干果的炒熟加工，绝大多数采用由驱动机构控制的圆筒炒锅，使用时，将圆筒炒锅放置在加热炉上，在驱动机构的作用下，使圆筒炒锅不断转动，从而实现锅内干果的炒制。此种方法虽然省时省力，翻炒均匀，但是由于该圆筒炒锅仍为半自动机械，加热火焰与锅体远近距离难以控制，当加热火焰与锅体近距离接触时，会使锅体瞬间局部温度过高，烧糊物料，而且锅体受热不均匀，所以，对锅内的温度和湿度的控制仍靠操作者的感官和经验。随着本领域技术的不断发展，人们研制了电磁加热烘炒设备，使用时，由电磁加热，没有碳排放；使用复合锅体＜滚筒＞直接发热不需要任何热传递方式，开机30秒即可达100℃上，提高了工作效率又减少了在传导过程中热能源浪费，保护热量不能向外散放，最高温度可达400℃，热效率可达95%以上；全部采用不锈钢材料，保证烘炒制品的卫生与安全，符合GMP标准；人机界面、参数设定方便快捷，人性化设计，智能控制。但是，由于该设备只注重了对锅内温度的的控制，而忽视了对锅内湿度的控制，所以在炒制过程中会造成每次烘炒物料水份保持不一致，影响了物料的品质。

综上所述，转动滚筒式湿控电磁炒干机的研制与开发，既可增加我国炒货机械品种，繁荣国内市场和出口创汇，又可促进我国炒货产业特别是杏仁生产的发展，提升该产业的国际水准。从根本上改变我国炒货产业落后状况，提高我国在该领域的国际竞争力。

2.试材、设备与工艺

本项研究于2012年在山西白老大食品有限公司进行。

2.1原料

原料选用仁用杏优种龙王帽和“优一”的优质杏仁。所选杏仁无病虫害、

无污染。香料选用北京红叶香精厂产品。其它原辅料为精盐、味精、糖精钠、

五香粉、鸡精等。

2.2设备

自行设计的转动滚筒式湿控电磁炒干机、不锈钢煮锅、杏仁分级机和浙

江产的多功能塑膜封口机以及其它小型实验设备、振动流化床冷却机等。

2.3工艺流程

机械手工机械手工手工手工机械杏核——脱壳——壳仁分离——杏仁分级——清洗——调味——煮制——

机械

烘炒——冷却——检验——包装

2.4试验方法

试验采用对比的方法对设备、香料进行筛选。以外观、口感作为评价产

品的主要依据。结合测定产品的含水量和膨化率。含水量采用常规烘干法测

定，膨化率采用体积称重法测定。

3.结果与分析

3.1不同设备对杏仁食品质量和产量的影响

用传统滚动炒锅、干燥箱、热风循环烘箱、振动流化床干燥机等设备对

杏仁进行炒制的试验结果表明：（1）传统滚动炒锅处理，杏仁个体间酥脆度

差异较大，杏仁表面有煤灰等污染物，且炒制时间长，产量较小。（2）干燥

箱处理，杏仁个体间酥脆度差异较大，杏仁单层摆放，每次加工的量少；铺

的太厚，受热不均匀，杏仁酥脆度较差。（3）振动流化床干燥处理，由于设

备长度为6米，一次完不成杏仁干燥过程，产品酥脆度不够；如增加上机次

数，使杏仁破损率高达5-6%。（4）热风循环烘箱处理，杏仁酥脆度较好，

但只能进行间断性生产，每小时产量只有20-30斤。经实验表明，以上6种

设备均不是膨化杏仁的理想设备。

3.2转动滚筒式湿控电磁炒干机的研制及其工作原理

遵循杏仁酥脆度好、产量高、污染少、容易操作、特别是湿度控制精准

等原则，在前述多种设备试验和对杏仁熟化、膨化状态研究的基础上，课题组在参照查阅大量国外相关产品资料的基础上自行设计，委托厂家制造，研制出了杏仁转动滚筒式湿控电磁炒干机专用设备。

3.2.1设备的结构（图-1）

图中：1－驱动机构2－机械外壳3－高频电磁线圈4－不锈钢复合滚筒锅体5－进出料口6－电路主板7－热敏电阻8－湿度传感器9－LED显示屏10—湿控鼓风机

3.2.2设备的工作原理

转动滚筒式湿控电磁炒干机，如图一所示，包括架设在支架上并由驱动机构1控制的复合不锈钢滚筒锅体4，滚筒炒锅4一端为进出料口5，锅体外围为高频电磁线圈3，锅体另一端安装有热敏电阻7、湿度传感器8，炒干机金属外壳上部是电路主板6、LED显示屏9和湿控鼓风机10。实际工作时，高频电磁线圈通电后会产生交变磁场在不断滚动的锅体反复切割变化，使锅体产生环状电流（涡流），并利用小电阻大电流的短路热效应产生热量直接使锅体迅速发热，然后再加热锅体内的东西。热敏电阻和湿度传感器，将锅内物料的温度和湿度数据传递给控制回路，主控IC通过判断对电磁炒锅的工作过程进行控制。当物料湿度适中时，湿控鼓风机自动停止运转。

使用时，将干果由进料口倒入圆筒炒锅内，按动电钮，高频电磁线圈通电加热锅体，在驱动机构的作用下，使圆筒炒锅不断转动，从而实现锅内干果的炒制。

3.3杏仁复水和杏仁水分在炒制过程中的蒸发特性研究。

3.3.1杏仁复水特性

杏仁从自然风干的杏核中脱出后，一般含水量为5-7%。将杏仁放入清水中浸泡，开始吸水速度较快，60分钟后吸水速度变慢，120分钟后吸水速度缓慢，180分钟后杏仁处于饱和含水状态（含水量24.6%），完成了复水过程，复水经历快→慢→缓慢三个阶段（见表1）。

表1 水分对杏仁重量的影响

样本号9时32分10时32分11时32分12时32分13时32分

1 18.5 22.5 23.4 25.8 25.8

2 18.8 23.1 24.2 25.2 25.2

3 19.7 23.

4 24.7 24.7 24.7

平均19 23 24.1 25.2 25.2 杏仁含水量% 7 17.39 21.16 24.60 24.60 注:表中数字为杏仁重量，单位克。

3.3.2杏仁水分蒸发特性

杏仁在干燥箱(160℃)中脱水结果表明:杏仁水分蒸发经历三个时期。第一是快速时期，即杏仁表面和外部水分在一定温度下快速蒸发；第二是慢速期，即杏仁细胞间水分在一定温度下蒸发速度较慢，其水分从杏仁细胞间通过外部和表面蒸发出来；第三是缓慢蒸发期，即杏仁细胞内部水分在一定温度下慢慢蒸发，杏仁部分束缚水从杏仁细胞内通过杏仁细胞间再通过杏仁外部和表面缓慢蒸发出来。针对杏仁水分蒸发的特性，我们在滚筒炒锅另一端安装有湿度传感器，该传感器的存在可时刻探测锅内物料的湿度，并将这些数据传递给控制回路，主控IC通过判断对电磁炒锅的工作过程进行控制，烘炒过程中，湿控鼓风机通过物料进出口向锅体内鼓风，随着物料湿度的逐步降低，风速逐渐减小，当物料湿度适中时，鼓风机自动停止运转。

3.4转动滚筒式湿控电磁炒干设备对炒制杏仁的影响

3.4.1对杏仁质量的影响

对杏仁的酥脆度、色泽、芳香味均无不良影响，保持了杏仁食品良好的