鱼松片加工工艺优化及成型设备研究

鱼松片加工工艺优化及成型设备研究 鱼松片加工工艺优化及成型设备研究 《渔业现代化}2012年第39卷第i期59 鱼松片加工工艺优化及成型设备研究 任金海,陈红,朱冉,宗力,熊善柏 (1华中农业大学32学院,武汉430070;2华中农业大学食品科技学院,武汉430070) 摘要:以风干鲢鱼为原料,开发了鱼松片加工工艺:经高压蒸煮,打击成绒,压制成型,干燥等工序后,制成即 食型的方便食品鱼松片.通过正交试验以感官品质评定为指标,得到了鱼松片成型的最优工艺:糕粉添加量 为20%,成型压力为3MPa,保压时间为20s.为满足工艺条件和工业化生产的需要,设计了自动化程度高 的鱼松片成型机.介绍了其基本结构,工作原理及主要技术参数. 关键词:鱼松片;工艺;设备;淡水鱼加工 doi:10.3969/j.issn.1007-9580.2012.01.012 中图分类号:$986文献标识码:A文章编号:1007-9580(2012)O1-059-05 中国是世界水产大国,淡水鱼类资源丰富,但 目前加工转化率低,95%的淡水鱼为鲜销直接投 放市场.现有的鱼松,鱼片,糟鱼,鱼香肠,鱼卷等 加工制品,远远满足不了消费者多样化及方便食 品的消费需求?引.早期迟玉森等开展过用马 哈鱼下脚料,通过熬煮,捣碎,搓松,取肉,蒸煮,脱 脂,铺模,烘干,脱模等工序制作鱼松片的工艺研 究,但未见后续相关设备等方面研究的报道.本 文以风干低值鲢鱼为原料,经蒸煮后打制成鱼松, 再将鱼松调味,压缩成型,经干燥后加工成休闲, 即食的鱼松片,为低值淡水鱼的深加工提供一种 新的方式,为消费者提供一种新的休闲食品. 成型是鱼松片加工中的重要环节,成型工艺 及设备直接影响产品质量和工业化生产.现有食 品成型方法主要有螺旋挤压式,辊压切割式和冲 印,辊印式l5J.螺旋挤压式常用于孑L隙度大的颗 粒物料的挤压成型,加工效率高,但制品断面形状 不规则,外观差;辊压切割式和冲印,辊印式主要 适用于水分含量大,流动性好的物料的加工.由 于鱼松为纤维状松散物料,韧性强,流动性差,受 压后容易松弛,常用的食品成型方法不适用于鱼 松的压片成型.目前,国,内外对松散物料压缩成 型方面的研究主要集中在饲料,秸秆等生物质物 料上6引,这些研究对本课题的开展具有重要的借 鉴意义.散粒体的压缩成型过程通俗的来讲可分 为"松散"和"压紧"两个阶段,其压缩成型的 过程实质上是物料的压缩蠕变过程,即从低密度 向高密度,从高孔隙度到低孔隙度,从低粘结力到 高粘结力变化的致密化过程,影响散粒体压缩成 型的关键因素大致可划分为,原料因素,成型设备 因素以及压缩工艺因素.主要包括原料的组分, 原料的含水率,原料的粒径及粒度分布,环境温 度,原料的预热,添加剂,成型工艺参数(成型压 力,保压时间)等?m坫J.通过本文的研究,旨在为 确定合理的压缩成型工艺参数,研制相应的压缩 成型设备提供理论依据,这对实现鱼松压缩成型 制品的工业化生产具有重要意义. 1鱼松片加工工艺 鱼松片加工工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 :腌制风干鲢鱼一高压 蒸煮一自然冷却一切片一打击成绒一调味一压制 成型一干燥.工序如下: (1)原料:腌制风干鲢鱼.在鲢鱼风干前需 要进行去鳞,去内脏,去鳃,清洗,腌制,风干等处 理,蒸煮前风干鲢鱼的含水率应保持在19%,含 水率太高会导致打击成绒时鱼松疏松度低,口感 和外形不好. 收稿日期:2012-01-06修回日期:2012-02-05 基金项目:湖北省重大科技攻关计划项目(2006AA21MA03);中央高校基本科研业 务费专项资金资助项目(2010QC006) 作者简介:任金海(1985一),男,硕士研究生,主要从事农产品加工技术及设备研究.E-mail:renjinhai@webmail.hzau.edu.cn 通讯作者:陈红(1968一),女,副教授,博士,主要从事农产品加工与装备方面研究.E —mail:chenhong@mail.hzau.edu.cn 《渔业现代化}2012年第39卷第1期 (2)高压蒸煮:其目的是软化鱼骨,熟化鱼 肉,便于打击成绒.将整鱼放人反压蒸煮消毒锅 中,温度控制在121?,蒸煮时间30rain.蒸煮时 间过短,鲢鱼背部鱼肉不宜打击成绒;蒸煮时间过 长,打击后的鱼松纤维过短,成茸状.蒸煮后的鱼 肉湿基含水率为35%左右. (3)切块:为方便打击成绒,将整鱼按40mm ×40mm切块. (4)自然冷却:蒸煮后取出的鱼块必须在室 内自然冷却1h,因为刚取出的鱼块温度高,鱼体 软,含水率高,无法打击成绒. (5)打击成绒:用鱼肉打松机把鱼块打击 成绒状的鱼松,打击时问20S. (6)配料:根据产品需要,可以把鱼松片调制 成不同口味的产品.为了提高鱼松片的成型效果 还需要添加20%的糕粉作为粘结剂,调制后原料 的含水率保持在30%,35%. (7)压制成型:用鱼松压制成型设备将鱼松 压制成所需形状规格的鱼松片.成型压力3 MPa,保压时间20S,成型速度40mm/s. (8)干燥:为减小应力松驰,保持鱼松片的外 观和质地,便于长期保存,成型后的鱼松片要马上 进行干燥.鱼松片放人电热恒温干燥箱50?干 燥4h,干燥后鱼松成型片的含水率为12%, 15% 2鱼松片压缩成型工艺确定 鱼松从宏观上看是由孔隙(空气),固体物 料,液体(主要是水分)组成的三相混合体?.鱼 松成型的关键在于压缩后使鱼松发生不可回复的 塑性变形.松散的鱼松在压力作用下,首先排挤 出填充在颗粒之间大量孔隙中的空气,随后鱼松 发生弹塑性变形,孔隙率逐渐减小.随着压力不 断增大,鱼松塑性变形加剧,油液渗出,鱼纤维之 问的粘结力增强,形成鱼松成型片. 前期研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,压缩成型后的鱼松片松软,易 散,边界不整齐.添加糕粉等粘结剂有利于减少 鱼松片的松弛,保持制品的外观品质.作用在原 料上的成型压力和保压时间也是设计成型设备的 关键参数,成型压力的大小直接决定鱼松片的口 感,保压时间影响产品应力松驰特性.本文选择 糕粉添加量,成型压力,保压时间作为压缩成型主 要工艺参数?,利用电子万能 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 试验机研究压 缩成型过程,结合感观 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 ,优选成型工艺参数组 合. 2.1试验仪器与设备 试验仪器为RGT2000.10微机控制电子万能 试验机(深圳瑞格尔仪器有限公司).压缩模具 为凸模和凹模,凹模为边长25mm正方形截面通 孔模具. 2.2试验方法 称5g鱼松,利用压缩成型装置,按表1各因 素水平.(3)进行正交试验,得到质地不同的鱼 松片. 表1鱼松片成型工艺参数优化正交试验因素水平 Tab.1Factorsandlevelsoftheorthogonaltest l0 2O 30 1O 2O 30 2.3感观品质评价指标 评价项目包括鱼松成型块的形态和口感,感 官品质评价 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 见表2.最终评分为每项评分的 平均值之和. 表2鱼松片感官品质评价标准 Tab.2Standardsofsensoryevaluation 2.4正交试验结果与分析 根据正交试验结果(表3),按照极差尺的大 小,确定对鱼松片感官评分有影响的3个因素 《渔业现代化}2012年第39卷第1期61 的主次顺序为:成型压力B>糕粉添加量A>保 压时间C.表明成型压力是影响鱼松片感官品 质的主要因素. (1)根据极差分析得出的较优组合为 A:BC,即选择糕粉添加量为20%,成型压力为 3MPa,保压时间为20S. (2)随着糕粉添加量的增大,成型片的咀嚼 性和口感品质变好,在糕粉添加量为20%时感 官品质最好,继续添加糕粉会使鱼松成型块变 硬,弹性降低,鱼味变淡,口感变差. (3)成型压力对成型片的感官品质影响显 着,随着成型压力的增加,成型片的咀嚼性和口 感逐渐变好. (4)保压时问短,成型片容易松散,口感差. 保压时间为2OS时,鱼松成型块咀嚼性和感官 品质最好. 表3鱼松片成型工艺参数优化正交试验结果分析 Tab.3Resultsoftheorthogonaltest 试验号褊感 11(10)1(1)1(10)12.2 21(10)2(2)2(20)14.8 31(10)3(3)3(30)16.8 42(20)1(1)3(30)14.0 52(20)2(2)1(1O)l6.4 62(20)3(3)2(20)17.0 73(30)1(1)2(20)11.3 83(30)2(2)3(30)13.0 93(30)3(3)1(1O)l5.7 3鱼松片成型机设计及其特点 3.1鱼松片成型机的组成 在压缩成型工艺参数分析的基础上,设计了 鱼松片成型机,主要结构包括机架,上料装置,压 缩成型装置,卸料装置,定位装置(图1).上料装 置由减速电机,搅拌轴,喂料叶轮等组成,喂料叶 轮转动使绒状鱼松能均匀地进入成型模孔内;压 缩成型装置由伺服电动缸,压头,上模板,下模板 等组成,伺服电动缸提供成型压力;卸料装置由伺 服电动缸,压头组成;定位装置由伺服电动缸和定 位杆等组成,目的是保证上下模板间定位准确;压 缩成型装置,卸料装置,定位装置和步进电机由单 片机控制,实现设备有序,高速工作. 1.机架2,7,16.伺服电动缸3.定位杆4.F模板5.上模板 6.导向杆8.减速电机9.叶轮轴lO.料斗11.导向管 12.喂料叶轮l3.上压头14.下压头15.步进电机 图1鱼松片成型设备结构示意图 Fig.1Thestructureofthefishflossblockmoldingequipment 3.2鱼松片成型机的工作原理及特点 上模板可动,下模板固定,鱼松在上料工位经 上料装置中的喂料叶轮挤压进入上模板的成型模 孔中,然后步进电机带动上模板转动90.到达成 型工位,经伺服电动缸带动的压头将鱼松在成型 模孔内压制成型,然后步进电机带动上模板再转 动90.到达卸料工位,由伺服电动缸带动的压头 下行完成卸料,如此循环.在压缩成型阶段,根据 伺服电动缸位移与压力的关系,单片机精确控制 伺服电动缸的位移在达到设定位移后停止,此时 成型压力为3MPa;在单片机进行延时保压20S 后,控制伺服电动缸回程,以完成保压20S.本设 备的特点是结构简单,紧凑,操作方便,鱼松上料 均匀,压缩成型效果好,能够实现自动化生产.该 机型外形尺寸为870mm×870mill×1600film, 生产量约为50kg/h. 62《渔业现代化~2012年第39卷第1期 3.3关键部件的设计 3.3.1上料装置的设计 绒状鱼松料在成型模孔中的充填状态关系到 成型片质量的均匀性和一致性.有研究表明u, 散粒体在模具中受到压缩力时,纵向与横向的流 变特性存在差异,模压成型时物料充填具有不均 匀性和压缩时序性.物料流变以纵向为主,横向 流变使充填趋于均匀.因此,为了保证成型片质 量相近,采用旋转叶轮强制上料方式. 用注入法测定鱼松料的休止角为59.,让料 斗中的鱼松自由落人成型模孔中,保证上料的均 匀性不太可能,因此,本设备在料斗中安装一喂料 叶轮(图2),叶片与水平面成一定倾斜角度.在 叶片搅拌过程中对鱼松料有3个主要作用:一是 给鱼松料一个向下的分力,压迫鱼松进入成型模 孔,保证上料均匀;二是给料斗中的鱼松料一个扰 动力,使鱼松不能在料斗中成拱;三是将模孔外的 多余物料刮走. 图2喂料叶轮 FiThefeedingblade 2.3.2上模板 上模板为一个圆形模板(图3),模板上开有 4组成型模孔,工作中每组成型模孔依次经过上 料工位,成型工位和卸料工位,完成定量上料,压 缩成型及卸料动作. 图3上模板示意图 Fig.3Schematicdiagramoftheup—template 2.3.3下模板 下模板为一圆形模板(图4),下模板与上模 板配合使用,在上料工位保证上模板模孔中上的 料不泄漏,并带到成型工位;在成型工位,上,下压 头提供压力将鱼松料在成型模孔内压制成型;在 压制成型过程中有鱼油流出,所以下模板开有排 油槽;在卸料工位开有卸料口,下模板还有配合定 位杆使用的定位孔. 图4下模板示意图 槽 模孔 4讨论 鱼松压缩成型过程中表现出的流变特性和应 力松弛是影响鱼松压缩成型质量的主要问题,增 加粘结剂的使用量,提高保压时间,增大成型压力 都是有效的解决途径.但是,鱼松成型片的成型 质量要受到模子的几何形状,填料量,原料特性, 压缩成型工艺等诸多因素的影响,添加过多的粘 结剂,容易降低成型片口感;提高保压时间则影响 生产效率.如何在保证成型片不松散的前提下尽 可能减少保压时间,提高生产效率,满足实用性, 是成型设备能够适应市场需求的关键.可以尝试 采用其它食品粘结剂,或者将成型后的鱼松片尽 快干燥定型,以缩短保压时间而不改变鱼松片品 质.此外,如何将成型设备与干燥设备连接起来 是后期研究重点,只有这些关键环节都得以解决, 鱼松片才能真正实现工业化生产,为淡水鱼深加 工开辟一条新路. 5结论 (1)研究了一种新型即食鱼松片,加工工艺 流程主要包括,腌制风干鲢鱼,高压蒸煮,自然冷 却,切片,打击成绒,配料,压制成型,干燥. 《渔业现代化~2012年第39卷第1期63 (2)鱼松片的最优成型工艺:糕粉添加量为 20%,成型压力为3MPa,保压时间为20S. (3)设计研制了鱼松片成型机,主要包括机 架要,上料装置,压缩成型装置,卸料装置,定位装 置.具有上料均匀,成型压力和保压时间可控,自 动化程度高等特点,能够满足鱼松片的生产要求. 口 参考文献 [1]励建荣,马永钧.中国水产品加工业的现状及发展[J].食品 科技,2008(1):1-4. [2]柏芸,熊善柏.我国淡水鱼加工现状,问题与对策[J].湖北农 业科学,2010,49(12):3159-3167. [3]王晓凡,从浩,王海滨.休闲鱼类食品的研究开发进展[J].武 汉工业大学,2011,30(2):37-41. [4]董伟良.食品成型加工技术初探[J].上海轻工业高等专科学 校,1997,18(1):60-64. [5]侯振东,田潇瑜,徐杨.秸秆固化成型工艺对成型块品质的影 响[J].农业机械,2010,41(5):86—89. [6]胡建军,雷廷宙,何晓峰等.小麦秸秆颗粒燃料冷态压缩成型 参数试验研究[J].太阳能,2008,29(2):241-245. [7]周建斌,段红燕,李思思,等.杨木炭胶合成型速燃炭的制备 与燃烧性能[J].农业工程,2010,26(6):257-261. [8]钱湘群,陈腾蛟,盛奎川,等.玉米/木薯淀粉基竹炭成型燃料 的品质特性[J],农业工程,201l,27(增刊1):157—161. [9]KALIYANN,MOREYRV.Factorsaffectingstrengthand durabilityofdensifiedbiomassproducts『J].Biomassand Bioenergy,2009,33(3):337-359. [1O]MANIS,TABILLG.,SOKHANSANJS.Effectsof compressiveforce,particlesizeandmoisturecontenton mechanicalpropertiesofbiomasspelletsfromgrasses[J]. BiomassandBioenergy,2006,30(7):648-654. 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Researchonprocessingtechnologyandequipment forthefishflosschip RENJin-hai,CHENHong,ZHURan,ZONGLi,XIONGShan.bai (1CollegeofEngineering,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,China; 2CollegeofFoodScienceandTechnology,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan4300 70,China) Abstract:Inordertoimprovetheaddedvalueoflow— valuefreshwaterfish,Anewkindoffishflosschipwas developedwithabundantoflow— valuedriedsilverasthemajormaterialbyautoclaving,blowing,moldingand drying.Theoahogonalexperimentwasdesignedtogettheoptimumprocessingparameters, thatwere20% addingamountofpre— gelatinizedsticky,3MPathemoldingpressand20secondsthepressurekeepingtime. Thebasicstruetures,workingprinciplesandmaintechnicalparametersofthefishflosschipmolding equipmentwerebrieflydescribed. Keywords:fishflosschip;technology;equipment;freshwaterfishprocessing