專利名稱：面團揉制測試裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種制作面團及進行面團特征測試的設備。
(2)背景技術(shù)面粉是大眾居民的主食原料之一，也是眾多食品廠、烘焙房中廣泛使用的基礎原料。面粉具有復雜多樣的內(nèi)在品質(zhì)，這些品質(zhì)的差異對于面制食品的品種、工藝方法和最終產(chǎn)品質(zhì)量具有極為重要的意義。而通常的感官檢驗只能區(qū)別其外在差異，必須通過專門儀器的測試或進行實際制作對比，才能較好地把握其內(nèi)在品質(zhì)特性。為此，一些發(fā)達國家已陸續(xù)開發(fā)了專用測試儀器，并在國際上推廣，形成了基于該儀器的標準化測試方法。代表性的儀器有德國布拉班德(Brabender)公司生產(chǎn)的粉質(zhì)儀(Farinograph)、拉伸儀(Extersograph)、發(fā)酵儀(Fermentograph)，以及法國肖邦(Chopin)公司生產(chǎn)的吹泡儀(Alveograph)。常規(guī)測驗中還用到洗面筋儀或面筋質(zhì)量指數(shù)儀等。
國內(nèi)已有為數(shù)不多的企業(yè)引進了上述品質(zhì)測試儀器，對生產(chǎn)和科研起到了相當大的作用。但這些儀器相當昂貴，一般的企業(yè)、部門難以配置。且這些儀器多以單項目測試，須多機配置齊備方可完成組合測試功能，而實際上極少有這種完備條件的企業(yè)、機構(gòu)。
另一方面，這些儀器的測試結(jié)果分析和運用上仍舊是單層面的，大都僅有類比分析的意義，與實際生產(chǎn)仍有較大的差距。
(3)發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于實現(xiàn)測試及評價面粉(包括實驗磨制的小麥粉)粉力強弱、吸水率大小等品質(zhì)特性，便于國產(chǎn)化及推廣應用的改進的面團揉制測試裝置。
本實用新型包括揉面稠度測試裝置和自動跟蹤加水裝置兩部分，揉面稠度測試裝置設有機殼、中軸、扭簧、阻尼頭、扭力轉(zhuǎn)鼓輪、甩砣運行滑槽、主變速齒輪及外軸，主變速齒輪及外軸外接驅(qū)動電機，外軸同主變速齒輪相連并通過聯(lián)接盤和扭簧與中軸連接，中軸下端由離合器外接揉面缽軸頭，阻尼頭設于中軸上端，阻尼頭頂端接扭力轉(zhuǎn)鼓輪，扭力轉(zhuǎn)鼓輪的外緣與電阻式軟導線相連，軟導線穿過扭力轉(zhuǎn)鼓輪外罩繞導輪至運行滑槽，軟導線末端與甩砣連接，甩砣在滑槽中運行。軟導線通過扭力轉(zhuǎn)鼓輪及其外罩分別外接測量電路或/和自動跟蹤加水裝置，自動跟蹤加水裝置可設有驅(qū)動電機、偏心迴轉(zhuǎn)機構(gòu)、可調(diào)幅擺桿、柱塞泵、滑動聯(lián)結(jié)頭、管路。驅(qū)動電機可以由脈沖發(fā)生器及步進電機組成，或由電磁調(diào)速電機組成?？烧{(diào)幅擺桿繞一固定支點擺動，偏心迴轉(zhuǎn)機構(gòu)通過聯(lián)結(jié)頭與擺桿相連，滑動頭沿擺桿上的刻度尺調(diào)節(jié)位置。柱塞泵的柱塞與擺桿相連。柱塞泵的進、出水閥門與輸水管路相連。柱塞泵在電機驅(qū)動下，以正比于電機轉(zhuǎn)速和擺桿擺幅的速率進行加壓泵水。加水量可由盛液量筒的標度中讀出。
以測量軟導線的電阻(或電壓)來代替轉(zhuǎn)鼓輪的轉(zhuǎn)角，而轉(zhuǎn)鼓輪的扭轉(zhuǎn)角大小由面團的力學特性(粉力)所決定。測試面團揉制過程中的力學特性可評價粉力的強弱，所測得的扭力(以稠度單位表示)隨時間的變化關(guān)系可繪成曲線圖(稱粉質(zhì)曲線圖)。
面團揉制過程(即和面過程)是面粉在機械攪拌作用下，水分分散并被吸收，形成具有可塑性的膠狀體的過程。在這個過程中，面粉中的面筋蛋白吸水脹潤并逐漸形成網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)扮演了決定性角色，是面團力學特性的決定因素，也是影響食品工藝適用性和最終制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此測試和評價面團力學特性意義重大。面團最主要的力學特性就是其抵抗變形(擠壓、剪切、彎曲等)的能力和承受連續(xù)變形的耐力?？棺冃瘟τ址Q為面團稠度。
揉面過程中揉面頭(攪拌器)對面團施加外力使之變形；面團變形的反力——即抗變形阻滯力又反作用于揉面頭。這種反作用力可分解為徑向、軸向和環(huán)向力三種。環(huán)向力表現(xiàn)為扭矩，徑向和軸向力表現(xiàn)為壓力，均可進行測量。同布拉班德粉質(zhì)儀相同的是，本實用新型選“扭矩”(扭力彈簧的扭轉(zhuǎn)角)作為測量物理量對象，以測量軟導線的電阻(或電壓)來代替轉(zhuǎn)鼓輪的轉(zhuǎn)角。在具體方法上完全不同于現(xiàn)有粉質(zhì)儀。
由于不同的加水量及加水速度對面團的粉質(zhì)曲線形狀(數(shù)據(jù))有著極大的影響，需要采取一種統(tǒng)一的方式才具有可比性，比如以加水至形成相同的最大稠度值(稱標準稠度)時的加水量作為面粉的吸水率。
利用測量電路所給出的測量值(電阻或電壓，代表面團稠度)，將此電量參數(shù)作為控制柱塞泵加水速度的信號(如以不同頻率的電脈沖或以電磁調(diào)速方式)。當稠度越接近于標準值時，柱塞泵加水速度越小，直到達到最大稠度為止。此過程稱為自動跟蹤加水。
(4)
圖1為本實用新型之揉面稠度測試裝置的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為自動跟蹤加水裝置的原理示意圖。
(5)具體實施方式
本實用新型設有揉面稠度測試裝置和自動跟蹤加水裝置，如圖1所示，揉面稠度測試裝置設有絕緣式扭力轉(zhuǎn)鼓輪3、甩砣運行滑槽6、主變速齒輪2及外軸7、機殼9、中軸11、扭簧13、阻尼頭21等。
在圖1中主變速齒輪2及外軸7外接驅(qū)動電機，外軸7同主變速齒輪2相連，并通過聯(lián)接盤12、14和扭簧13與中軸11連接，中軸11下端由離合器外接揉面缽軸頭18，離合器由速裝離合器套15與離合器上下齒16、17組成。阻尼頭21設于中軸11的頂端，阻尼頭21上設阻尼室封蓋20，阻尼室封蓋20與阻尼頭外殼19連接，在阻尼頭21底部與主變速齒輪2之間注入阻尼液(油)22。扭力轉(zhuǎn)鼓輪3通過軸承23與轉(zhuǎn)鼓輪外罩24連接，阻尼頭21與扭力轉(zhuǎn)鼓輪3跟隨中軸11轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)鼓輪外殼24與阻尼頭外殼19連接，阻尼頭外殼19連接在外軸的齒輪盤上。甩砣運行滑槽6設于機殼9的上部內(nèi)側(cè)并與扭力轉(zhuǎn)鼓輪3同一平面，以便為電阻式軟導線4提供一個穩(wěn)定的離心回復力。扭力轉(zhuǎn)鼓輪3及其外罩24分別通過電刷外接測量電路。外軸7與機殼9間設定位雙軸承8，雙軸承8外接軸承蓋10。揉面缽軸頭18在中軸11的帶動下定速轉(zhuǎn)動，揉面頭的螺旋式斜槳葉對面團產(chǎn)生攪拌、搓壓作用，面缽底部作用區(qū)帶有螺線淺槽，面團在此區(qū)域內(nèi)翻轉(zhuǎn)變形，其抗變形的作用力使中軸11受到一個反向扭轉(zhuǎn)力矩(同時還產(chǎn)生一個軸向推力，此力由缽體張緊彈簧產(chǎn)生形變而抵消之)。中軸11的反向扭轉(zhuǎn)力矩則通過迫使精密扭簧13產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)變形量來獲得平衡。驅(qū)動力矩則由外接驅(qū)動電機經(jīng)主變速齒輪2和外軸7，并通過連結(jié)外軸7和中軸11的扭簧13進行傳遞。在運行狀態(tài)下，扭簧處于一種瞬時平衡的形變狀態(tài)。扭簧的角位移即體現(xiàn)面團抗形變反力的大小。而角位移量轉(zhuǎn)化為扭力轉(zhuǎn)鼓輪上軟導線繞轉(zhuǎn)鼓輪上的弧線長度(參見圖2，將角位量直接轉(zhuǎn)化為電阻式軟導線4圓弧線段AB的長短)。通過測量AB軟導線的電阻值(或電壓)而得到結(jié)果，來代替轉(zhuǎn)鼓輪的轉(zhuǎn)角。在配有電子數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)的儀器中。測試過程可以得到“稠度V——時間t”特征曲線。
參見圖3，自動跟蹤加水裝置設有驅(qū)動電機(由脈沖或電磁調(diào)速電路31和電機32組成)、偏心迴轉(zhuǎn)機構(gòu)(由傳動輪33、曲柄34、驅(qū)動滑桿35、平移滑座36、振幅調(diào)節(jié)臂或螺桿37、刻度尺38和導桿39等組成)、滑動聯(lián)結(jié)頭310、可調(diào)幅擺桿311(擺桿支點為312)、柱塞泵(由柱塞313、柱塞泵體314和柱塞連接頭315組成，柱塞泵體設有單向進水閥316和出水閥317)等組成。柱塞泵的進、出水閥門316、317與輸入管路相連。由測得的稠度測量信號控制調(diào)速電路31(可脈沖式或電磁調(diào)速式)，調(diào)速電路31控制電機32的轉(zhuǎn)速，電機32通過偏心迴轉(zhuǎn)機構(gòu)及滑動聯(lián)結(jié)頭310使可調(diào)幅擺桿311擺動，擺桿連接柱塞泵的柱塞313，從而驅(qū)動柱塞313以不同頻率進行加壓定量泵水，直至達到最高稠度值為止。改變滑動聯(lián)結(jié)頭310的位置，可使柱塞往復行程改變，從而調(diào)節(jié)加水總速率。
以面團稠度值作為加水系統(tǒng)的控制變量，稠度測量信號接至脈沖或電磁調(diào)速電路31，以定比調(diào)節(jié)方式進行動態(tài)跟蹤加水直至達到最高稠度(即面團形成)。工作時，隨著稠度的增加，泵的柱塞往復頻率減小，其比例關(guān)系由系統(tǒng)參數(shù)設定。當稠度達到最高值后系統(tǒng)中斷加水過程。通常，最高稠度值不總是符合標準(500Bu)稠度，需通過改變驅(qū)動比(即調(diào)整螺桿7改變聯(lián)結(jié)頭310位置)來使稠度曲線峰值落在標準線上(在制備標準面團時)。僅作粉力測試時，采用統(tǒng)一的參數(shù)設置一次性完成，其最高峰值及時間成為面粉粉質(zhì)的特征值，其吸水率與標準稠度方式的吸水率，有一種數(shù)值換算關(guān)系，且“稠度——時間”曲線圖的形狀具有典型的“函數(shù)相似”特點，因此通常不必進行反復調(diào)節(jié)，可簡化測試過程。
揉面測試過程為 揉面測試過程中，面團稠度隨時間的變化關(guān)系被儀器記錄下來，繪制成曲線圖，此圖稱為“粉力曲線”。不同的面粉具有不同的“粉力曲線”形狀和特征值，其中以峰值稠度、達到峰值的時間、在峰值區(qū)域的曲線寬度、峰值之后一定時間內(nèi)的稠度衰減幅度作為分析評價的特征參數(shù)，峰值稠度越高、峰值時間越長、峰域?qū)挾仍酱?，衰減幅度越小，表明粉力越強，反之亦然。除所得數(shù)據(jù)與布拉班德粉質(zhì)儀有所不同外，有關(guān)曲線分析解讀的方法、意義基本相同，分析評價的最終結(jié)論也應基本一致。其品質(zhì)評價標準可自成體系。
由此可見，本實用新型采用獨特的力矩傳遞、測量裝置，其核心是以一個精確扭簧連接兩個同心(相套)的主、從動軸，扭轉(zhuǎn)角通過其端頭連接的擴大輪(轉(zhuǎn)鼓輪)放大為圓周弧長的長短，再以電阻或電壓測量手段將弧長信號轉(zhuǎn)換成可被計算機讀取和處理的數(shù)據(jù)，其自動跟蹤加水的特點可應用于中大型和面機的自動加水控制裝置上。這種結(jié)構(gòu)方法使用固定轉(zhuǎn)速驅(qū)動，所測得面團耐攪拌時間更真實客觀。而采用恒功率變轉(zhuǎn)速的測矩電機或測矩軸承方式的儀器，對于粉力強耐攪拌的面團，由于轉(zhuǎn)速下降大，達到使面團弱化同等程度所需輸入的機械能相等情況下所需的時間長，使測得的數(shù)據(jù)(時間)偏大，相反，對于粉力弱的面團，所得數(shù)據(jù)偏小，從而產(chǎn)生了一定程度的“失真”。
本實用新型以測得稠度作為反饋控制變量，按比例調(diào)節(jié)方式自動跟蹤加水。其核心是以變速、變幅的擺桿裝置驅(qū)動計量柱塞泵進行加壓泵水，柱塞泵往復頻率隨稠度增加而比例減小直到達到最大稠度停止。通過改變擺幅來改變曲線分布；以“函數(shù)相似”規(guī)律，可將“非標準曲線”與“標準曲線”的特征參數(shù)進行換算，免去了復雜的多次反復實驗吸水率的麻煩。
權(quán)利要求1.面團揉制測試裝置，包括揉面稠度測試裝置和自動跟蹤加水裝置兩部分，其特征在于揉面稠度測試裝置設有機殼、中軸、扭簧、阻尼頭、扭力轉(zhuǎn)鼓輪、甩砣運行滑槽、主變速齒輪及外軸，主變速齒輪及外軸外接驅(qū)動電機，外軸同主變速齒輪相連并通過聯(lián)接盤和扭簧與中軸連接，中軸下端由離合器外接揉面缽軸頭，阻尼頭設于中軸上端，阻尼頭頂端接扭力轉(zhuǎn)鼓輪，扭力轉(zhuǎn)鼓輪的外緣特定點與電阻式軟導線相連，軟導線穿過扭力轉(zhuǎn)鼓輪外罩繞導輪至運行滑槽，軟導線末端與甩砣連接，甩砣在滑槽中運行。軟導線通過扭力轉(zhuǎn)鼓輪及其外罩分別外接測量電路。
2.如權(quán)利要求1所述的面團揉制測試裝置，其特征在于所說的自動跟蹤加水裝置設有驅(qū)動電機、偏心迴轉(zhuǎn)機構(gòu)、可調(diào)幅擺桿、柱塞泵、滑動聯(lián)結(jié)頭、管路，由測得的稠度信號輸出端接調(diào)速電路，調(diào)速電路接電機，電機通過偏心迴轉(zhuǎn)機構(gòu)及滑動聯(lián)結(jié)頭接可調(diào)幅擺桿，可調(diào)幅擺桿連接柱塞泵的柱塞，從而驅(qū)動柱塞以不同頻度進行加壓定量泵水。
3.如權(quán)利要求1所述的面團揉制測試裝置，其特征在于轉(zhuǎn)鼓輪外緣上特定點連接的電阻式軟導線繞轉(zhuǎn)鼓輪之弧線長度，正比于扭轉(zhuǎn)角。
4.如權(quán)利要求1所述的面團揉制測試裝置，其特征在于離合器由速裝離合器套與離合器上下齒組成。
5.如權(quán)利要求1所述的面團揉制測試裝置，其特征在于阻尼頭上設阻尼室封蓋，阻尼室封蓋與阻尼頭外殼連接，在阻尼頭底部與主變速齒輪之間注入阻尼液，扭力轉(zhuǎn)鼓輪通過軸承與轉(zhuǎn)鼓輪外殼連接，阻尼頭與扭力轉(zhuǎn)鼓輪跟隨中軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)鼓輪外殼與阻尼頭外殼連接，阻尼頭外殼連接在外軸的齒輪盤上。
6.如權(quán)利要求1所述的面團揉制測試裝置，其特征在于甩砣運行滑槽設于機殼的上部內(nèi)側(cè)并與扭力轉(zhuǎn)鼓輪同一平面。揉面時甩砣沿滑槽運行并為轉(zhuǎn)鼓輪提供一個穩(wěn)定的回復力并使導線保持張緊狀態(tài)。
專利摘要涉及一種制作面團及進行面團特征測試的設備。包括揉面稠度測試裝置和自動跟蹤加水裝置兩部分,揉面稠度測試裝置設有機殼、中軸、扭簧、阻尼頭、扭力轉(zhuǎn)鼓輪、甩砣運行滑槽、主變速齒輪及外軸,主變速齒輪及外軸外接驅(qū)動電機,外軸通過聯(lián)接盤和扭簧與中軸連接,中軸下端由離合器外接揉面缽軸頭,阻尼頭設于中軸頂端,阻尼頭頂端接扭力轉(zhuǎn)鼓輪,扭力轉(zhuǎn)鼓輪的緣至甩砣運行滑槽的內(nèi)緣接電阻式軟導線,扭力轉(zhuǎn)鼓輪及其外殼外接測量電路或/和自動跟蹤加水裝置。加水裝置設驅(qū)動電機、偏心回轉(zhuǎn)機構(gòu)、擺桿、柱塞泵和滑動聯(lián)結(jié)頭等。實現(xiàn)綜合測試及評價面粉粉力強弱、吸水率大小等品質(zhì)特性,便于推廣應用。
文檔編號A21C1/00GK2514655SQ012738
公開日2002年10月9日 申請日期2001年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月6日
發(fā)明者張華杰 申請人:張華杰