组织蛋白加工装备

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《中国食品与包装工程装备手册》第379页（3164字）

1 概述

组织蛋白是一种用大豆脱脂蛋白粉或低变性脱脂豆粕、大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白等原料经过粉碎、加水混和，并在专用膨化设备中进行特殊加工而成的各种形同瘦肉又具有咀嚼感的蛋白食品。所谓组织蛋白，就是指加工成形后的蛋白分子重新排列整齐，具有同方向组织结构，同时凝固后形成丁度纤维状蛋白。加工成组织蛋白过程中所需的设备即为组织蛋白加工装备。使植蛋白物组织化的方法有多种，例如纺丝法(用大豆分离蛋白为原料，制成丝状的大豆蛋白纤维)、挤压蒸煮法(加水、加热、膨化挤压成形呈多孔粒状产品)、湿式加热搅拌法(用酸性液拌和、高温切断、加热固定呈结构状产品)、冻结法(加水、加热、高浓度加热、加热成形)等。其中以挤压蒸煮法应用最广泛，故本节仅介绍挤压蒸煮法组织蛋白加工装备。

2 加工工艺(图1－14－31)

图1－14－31 一次膨化法组织蛋白加工工艺流程图

挤压蒸煮法也称挤压膨化法，其典型的工艺流程为一次膨化法工艺。图1－14－31所示为一次膨化组织蛋白加工工艺流程图。

2．1 原料

大豆组织蛋白一般采用低变性脱脂豆粕为原料，为了保证制品的质量，要求在浸出油前应对大豆进行清选去杂及脱皮处理。大豆浓缩蛋白及大豆分离蛋白由于成本高，一般仅作配料用，以提高组织蛋白中的蛋白质含量。大豆、冷榨饼由于含油率高，其工艺性能差，品质差，不易保存，且不经济，一般不采用。

2．2 粉碎

为提高物料的混合均匀度，要求将豆粕粉碎成能通过100目筛孔的豆粕粉使用。使用的设备有锤片粉碎机等。

2．3 拌和

通过搅拌将豆粕粉、配料、调味剂及添加剂等加水后混合均匀成面团，以保证制品的质量。对于香味剂、着色剂等一般采取挤压膨化后再加入的方式。混合后物料的含水量应根据机型的加热方式、物料性质等因素综合考虑确定。一般情况下，电感应圈外加热机型的含水量在25%～45%；蒸汽加热机型含水量在18%～30%。使用的设备有搅拌机。

2．4 挤压膨化、切割

将拌和好的面团放入植物蛋白挤出机(也称挤压膨化机)中，面团在挤出机内受到强烈加温、加压、剪切和融合等综合作用后，在压出机膛时喷爆成型。制品的形状及长度则由模孔的形状和切刀的转速而定。挤压膨化是大豆组织蛋白生产的技术关键。制品质量的好坏决定于工作温度与压力，而温度与压力主要取决于物料的含水量、物料性质及喂料量等因素。一般在挤压区(即模孔的前面一段机膛)的温度在160～230℃，压力在2～6MPa。使用的设备为植物蛋白挤出机(附带切割器)。

2．5 干燥、冷却

由于从挤压机出来的制品的含水量一般都在18%以上，为了便于贮存、保质，要求应将水分降到12%以下。并在干燥后立即将制品温度降到30℃以下。采用的设备为振动流化床干燥(冷却)机。

2．6 粉碎

当组织蛋白作为香肠等添加物时需要进行粉碎，其粒度则按要求而定。一般情况下不作粉碎，而直接供应市场。

3 关键设备

3．1 粉碎机

一般选用锤片粉碎机，其工作原理参见第1篇第13章第1节。

3．2 搅拌机(和面机)

参见第1篇第10章第1节。

3．3 螺杆挤出机(图1－14－32)

图1－14－32 螺杆挤出机

1－主传动装置 2－喂料装置无级调速传动箱 3－料斗 4－喂料螺旋轴 5－壳体 6－机膛 7－螺旋轴 8－加热器 9－温度传感器 10－压紧螺母 11－模头 12－切刀 13－切刀轴 14－切刀无级调速传动箱 15－推力轴水座 16－联轴器

螺杆挤出机又称膨化机，它有各种型式。例如，按热力学性质的不同分成自热式、恒温式与变温式等；按机膛结构形式又有单螺杆与双螺杆之分。它们各有应用范围。用于大豆组织蛋白时，最普遍采用的是单螺杆变温型膨化机，即采用高温短时膨化设备。图1－14－32所示即是单螺杆变温型膨化机工作原理示意图。该机工作时，混和成的面团经料斗3、喂料螺旋轴4喂入机膛6，由螺旋轴7不断将料推进。沿整个机膛长度方向上分三个阶段起到不同作用：第一阶段为进料段，第2阶段为预热压缩段，起初将面团预热到70～100℃，使面团很快成形，然后继续加热到121～150℃。此时面团中的蛋白质、淀粉和糖类等受到水分、湿度以及在与筒壁之间的剧烈摩擦发热、螺旋剪切力的联合作用下，逐渐成为胶状融合体。第三阶段即为物料到达锥形模头附近时，要求更快地升温到160～230℃，使胶状体中多余水分迅速形成蒸汽产生较大压力(约2～6MPa)，在压力和螺旋轴的挤压作用下将面团高速通过模头11上的开孔。由于产生较大的压力差与蒸汽的喷爆作用、使蛋白质面团变成多种成型的多孔结构。安装在模头11外的变速旋转切刀将膨化物料切成短小的颗粒。模头11上的孔型可根据产品要求作成圆形、方形、长方形等。

3．4 振动流化床干燥(冷却)机(图1－14－33)

1－14－33 振动流化床干燥(冷却)机及系统配置示意图

1－减振器 2－振床 3－软接 4－振动给料器 5－振槽 6－槽盖 7－软接 8－联结管路 9－软接 10－－旋风分离器 11－引风机 12－冷却液进口 13－空气净化器 14－风量调节阀 15－风机 16－除湿冷却器 17－冷却液出口 18－软接 19－冷热风隔板 20－振动装置 21－软接 22－热交换器 23－风机 24－风量调节阀 25－空气净化器 26－软接 27－排料阀

该设备用于干燥和冷却从挤出机出来的高含水率的大豆组织蛋白，以便包装和贮存。

振动流化床干燥(冷却)机是在普通流化床干燥机上施加振动而成。其基本工作原理是当物料通过振动给料器喂入振槽5后，在激振力的作用下呈跳跃式前进过程中，不断与从穿过振槽孔眼吹上来的热空气(在前部靠近出料口段为冷空气)进行热(或冷)交换，完成干燥并冷却后的物料则通过排料阀27排出机外。料层的流化状态靠振动来实现，热(或冷)空气仅起传质传热(或冷)的作用。废气经旋风分离器10分离出细粉后被引风机11排出机外。