摘 要 结合碱面条手工生产的工艺流程, 针对碱面条大规模自动化生产的迫切需求, 对其关键生产工艺技术进行了研究, 同时分别设计了相应的关键装置——面皮切断裹卷装置、蒸煮设备、喷油装置和面条分散装置, 这为后续进一步构建碱面条的自动化生产线奠定了基础。
关键词 碱面条; 自动化生产; 关键工艺; 关键装置
碱面条属于湿面，是最常见的面食之一。碱面条在制作时需要向面粉中加入一定量的食用碱，用于改善口感。适当的碱可以使粉状在受热分解时，吸收水分，达到良好的黏弹性，碱水还有防腐、中和酸性等功能。比如湖北省内的碱面条以武汉热干面、襄阳牛油面最为典型，这类碱面条均属于湿面，其生产工艺不同于方便面和干面[1-4]。当前，碱面条的熟化生产普遍采用的是人工加工方法。虽然各种制面设备层出不穷（如和面机、压片机、面条成型机等），这使得面条的制作也日趋机械化，但是碱面条自动化生产程度还不是很高，还未达到大规模的产业化水平[5-8]。因此，要想实现碱面条大规模的自动化生产，必须针对碱面条特定的生产工艺流程，研制出适合碱面条的自动化生产线与特定的生产装置。
国内外对湿面条的研究主要集中在方便面，对于消费市场不可估量的湿面条的生产工艺和设备研究则很少[9-11]。针对碱面条大规模自动化生产的迫切需求，确定了适合地方特色风味的碱面条自动化生产工艺，为构建碱面条的自动化生产线提供关键的工艺技术支持，并且针对其中的关键工序，设计出符合要求的相应装置。
碱面条的熟化生产普遍采用的是人工加工方法，通过蒸制或煮制的办法加工而成[12]。制备时，通过沸水锅或者蒸笼将面条熟化后，进行拌油、冷却，使熟化后的面条不能粘到一块。食用时，由操作人员用手抓的方式下锅烫煮一下，加入调料即可。但是上述生产方法费时费力，劳动强度大，生产效率低，只能一家一户自行加工。
从碱面条制面设备发展来看，制面设备自动化程度低，大量依赖进口日本等食品机械发达国家的制面设备，制约了碱面条自动化生产的发展。以碱面条中的热干面为例，其制作工艺相较于油炸方便面有着显著的差异，且工艺流程复杂，无法直接进口日本湿式方便面生产线用以生产热干面[13-15]。例如河南省南街村（集团）结合湿面生产工艺技术特点，发明了一种工业化生产热干面的方法，可生产含水量50%～70%的热干面。具体工艺流程为：科学配比→真空和面→压延→成型→蒸面→煮面→水洗→酸浸→一次包装→杀菌→冷风冷却→贮存→检验→二次包装。且工艺流程设定温度上限为100 ℃，避免了异常化学反应的发生，营养成分得以最大程度的保留。然而该生产线为河南南街村集团引进日本湿法方便面生产线，虽然经过一定改良，但生产出来的热干面，口感与武汉本土风味热干面差异显著，进军武汉市场几年后便遭到淘汰。
结合手工制作碱面条的工艺特点及相关企业的实践尝试，最终确定适合地方风味的碱面条自动化生产工艺，流程图如图1所示。
图1 碱面条自动化生产工艺流程图
根据碱面条自动化生产工艺，针对碱面条（热干面）生产特性和特色风味需求，采用模块化设计方法，构建生产线的系统方案模型，将整个生产线分为和面、压片、切条成型、蒸煮、喷油、面条分离等几个主要功能模块，各功能模块间匹配设计相应的传送设备及冷却装置，合理进行生产线的布局，按生产流程衔接和面、熟化、压片、切条、醒面、蒸煮面、喷油、渗油冷却、切断、面条分离等关键工艺，对应的装置有和面机、面皮连续压延机、面皮切断裹卷装置、醒发箱、蒸煮设备、喷油装置、切断机、面条分散装置、风冷机等。其中和面机、面皮连续压延机、切断机、醒发箱等装置在常规制面行业中都已比较成熟[14-17]，因此特针对碱面条自动化生产中的面皮切断裹卷装置、蒸煮设备、喷油装置、面条分散装置等几大关键工艺设备进行研究和设计。
碱面条面皮切断裹卷装置的总体设计要求为：面皮厚度6 mm，宽度450 mm；定长切断准确；面皮裹卷效果好，每层面皮间间隙较小，且无粘黏现象，面皮裹卷尺寸为300 mm。
碱面条面皮裹卷装置分为面皮输送装置、定长切断面皮装置、面皮裹卷装置、辊模储存装置和机架装置五个模块，如图2所示。
图2 面皮切断裹卷装置总体布局图
碱面条面皮切断裹卷装置总体工作流程：面皮由连续压机压延至厚度为6 mm，在面皮输送装置中的皮带运输机带动下，被运往定长切断面皮装置，在光电传感器的控制下定长切断面皮，辊模存储装置中的辊模在链条的带动下，以固定的频率被送往面皮裹卷装置，切断的面皮在面皮裹卷装置的作用下裹卷到辊模上，至直径为300 mm，最终被链条送往醒发箱。
图3 蒸煮设备总体布局图
蒸煮设备的主要功能特点：①传动方式，链网传动；②蒸煮锅类型，卧式蒸煮锅；③加热方式，换热器水浴加热；④加工类型，连续式加工。
碱面条由传动机构通过链网连续输送至煮面锅内，煮面锅内温控系统保证蒸煮室内的水温保持常沸状态，传动机构以一定速度运动，使面条在沸水中浸浴足够的时间来完成蒸煮熟化加工。煮面锅的链网呈梯形布置，中部沉入蒸煮锅内。链网由调速电机提供动力，速度可调，以配合换热器的不同工作情况。煮面锅外部的链网倾斜布置，上方间隔一定距离布置风扇，进行碱面条的冷却。链网连续运行，蒸煮及风冷工序不间断进行。如图3所示。
碱面条的喷油处理不仅可以使面条的味道更好，还可以防止面条的氧化变质。当碱面条从上一道工序传送过来后，喷油装置需要对其进行喷油处理，喷油的过程中，不仅要求传送带上的碱面条都能够被均匀喷到，而且还要保证油不能喷到传送带外面。
根据碱面条生产线的宽度以及单个喷油嘴喷油的可达范围，需要多个喷油嘴同时进行喷油时，因此设计了一个喷油嘴管座用于同时连接多个喷油嘴，在喷油嘴支座外围设计了一个油罩防止油液的溅射。如图4所示。
图4 喷油装置总体布局图
图5 松散装置总体布局图
面条分散装置采用内壁具有很多分散杆的滚筒结构来进行松散处理。其大体设计思路：薄壁滚筒内壁均布着许多分散杆，滚筒通过皮带与电机相连接，电机可以带动滚桶进行滚动。而滚筒则倾斜地放置在桁架上。其具体工作过程：当碱面条从传送装置上进入滚筒后，滚筒在电机的带动下进行滚动，由于滚筒具有一定的倾斜度，因此当滚筒转起来后碱面条有向下的趋势，碱面条在随滚筒旋转前进的过程中，已经松散开的碱面条可以通过分散杆之间的间隙正常前进，而没有松散开的碱面条则因体积过大而无法顺利的通过间隙，这样就会落在分散杆上面被挡住，而此时的滚筒是在不断旋转的，因此粘连在一起的碱面条就会不断的被抛起，然后落下，再往下滑，再被抛起，再落下，直到分散开。这样在通过滚筒后相互粘连在一起的碱面条就会分散开来，不会造成面条之间的相互粘连。该装置的大体结构如图5所示。
结合碱面条手工生产的工艺流程，针对相关企业在碱面条自动化生产实践尝试中的不足，确定了适合地方特色风味的碱面条自动化生产工艺，对关键生产工艺技术进行了研究，并且设计了面皮切断裹卷装置、蒸煮设备、喷油装置和面条分散装置等关键装置，为后续构建碱面条的自动化生产线奠定了基础。此次研究还暂未充分考虑各个关键工艺及装置之间的衔接匹配，下一步拟采用模块化设计法，依据生产节拍构建碱面条自动化生产线，优化各个关键装置的设计参数，衔接匹配各功能模块。
参考文献：略
（尹强1*，彭辉1，张国全1，黎想发2 1. 武汉轻工大学机械工程学院（武汉 430048）；2. 武汉市黎氏面业机械设备有限公司（武汉 430051）
文章来源微信公众号:食品研究
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