專利名稱：用于擠壓式膨化機的擠出模具和擠壓式膨化機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于食品加工機械領域中，涉及到一種生產(chǎn)拉絲蛋白的擠壓式膨化機的擠出模具，用于與擠壓式膨化機的螺桿擠出裝置配合生產(chǎn)拉絲蛋白。特別的，涉及到一種利用高溫柏生產(chǎn)拉絲蛋白的擠壓式膨化機的擠出模具，以及采用這種擠出模具的擠壓式膨化機。
背景技術：
近年來，在動物蛋白供應嚴重不足的情況下，以大豆或花生等高蛋白植物為主要來源的植物蛋白為改善人類膳食結(jié)構(gòu)，提供高蛋白營養(yǎng)食品提供了一個重要的發(fā)展方向。在利用植物蛋白制造各種蛋白產(chǎn)品時，例如制造素食肉、豆制品等時，需要首先將植物蛋白組織化以形成組織蛋白，進而根據(jù)實際需要加工成各種產(chǎn)品。目前，國內(nèi)外主要利用分離蛋白、濃縮蛋白、低溫脫脂豆柏等低溫蛋白原料，通過使用常規(guī)的擠壓式膨化機和擠壓膨化工藝進行組織化或纖維化以形成組織蛋白，這種由低溫蛋白形成的組織蛋白沒有變性和固化，吸水之后粘性大。圖I顯示了現(xiàn)有技術中擠壓式膨化機的擠出模具。擠壓式膨化機的主體結(jié)構(gòu)是螺桿擠出裝置和擠出模具。螺桿擠出裝置通常由一個或多個相同的螺桿平行設置在長筒狀擠壓套筒內(nèi)，每個螺桿上設置有一定間距的螺旋片，從而構(gòu)成單螺桿或多螺桿結(jié)構(gòu)。該螺桿結(jié)構(gòu)的螺桿以相同的轉(zhuǎn)速同向旋轉(zhuǎn)，使得物料在套筒內(nèi)隨著雙軸的同向旋轉(zhuǎn)而不斷向前推進，通過套筒提供的熱量和螺桿上的螺旋片運動，物料被不斷的剪切、揉捏、熔融，同時被擠壓著向前推進。如圖I所示，現(xiàn)有技術的擠出模具通常采用直徑逐漸減小的拉伸腔，具體地說，是從進口端向出口端延伸且直徑逐漸減小的錐體空腔。這種拉伸腔的長度有限，通常為IOOOmm 1200mm之間，導致錐角較大，直徑在有限長度范圍內(nèi)較快的縮小，容易導致物料不能充分的擠壓并重組為纖維狀，甚至經(jīng)常導致物料阻塞，形成不均勻的擠出物，嚴重影響了拉絲蛋白的合格率。另外，現(xiàn)有技術的擠出模具通常適用于以低溫蛋白為原料，采用常規(guī)的擠壓膨化工藝生產(chǎn)組織蛋白。但是，這種工藝方法采用的低溫蛋白原料制備難度較大，價格昂貴，所形成的組織蛋白的絲狀纖維較短，不易于加工成某些形狀的產(chǎn)品，因而限制了組織蛋白的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應用。如果要制成品質(zhì)較好的組織蛋白，業(yè)界要求纖維狀結(jié)構(gòu)明顯，復水后能夠拉成很細的絲狀，具有較強的拉力與彈性，因而咀嚼感佳，通常稱為拉絲蛋白。但是，目前沒有成熟的制造方法及配套的擠壓式膨化機能夠制造出比組織蛋白具有更長的絲狀纖維的拉絲蛋白。另一方面，目前我國大部分的榨油加工企業(yè)均采用高溫炸油工藝從大豆、花生等原料中提煉油脂。這種高溫榨油出油率高，油品質(zhì)好，但由于工藝過程是高溫進行，因此會產(chǎn)生大量的高溫柏，例如高溫豆柏或高溫花生柏等。這種高溫柏中的蛋白質(zhì)幾乎全部變性和固化，氮溶指數(shù)減小，容重增加，吸收水之后粘性很小，通過常規(guī)的擠壓膨化工藝和擠壓式膨化機不能形成纖維絲狀，從而不能加工成拉絲蛋白。結(jié)果，大量的高溫柏的使用范圍非常狹窄，例如只能用作飼料，以致造成大量的浪費。因此，需要提供一種具有新的擠壓式膨化機的擠出模具，該擠出模具能夠與螺桿擠出裝置配合，以能夠適用于新的擠壓膨化工藝，使得可以利用高溫柏為原料制造出拉絲蛋白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種擠壓式膨化機的擠出模具，以及采用這種擠出模具的擠壓式膨化機。利用本發(fā)明的裝置，可以利用高溫柏作為主要原料制造出拉絲蛋白，這種拉絲蛋白比現(xiàn)有的組織蛋白具有更長的絲狀纖維和更高的粘性，因而提高了蛋白質(zhì)產(chǎn)品的品質(zhì)，同時大大降低了制造成本。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于擠壓式膨化機的擠出模具，用于與螺桿擠出裝置配合以生產(chǎn)拉絲蛋白，所述擠出模具沿著物料輸送方向依次包括集流腔1，用于從螺桿擠出裝置接收物料并輸送到后面的物料通道中；重組腔2，形成為具有恒定孔徑的通道，用于使物料在均勻壓力下釋放；壓縮腔3，形成為具有比重組腔更小孔徑的通道，用于使物料在更大壓力下擠壓拉絲；和出料嘴5，形成為具有比壓縮腔更小孔徑的通道，用于使物料擠出成絲。在一個優(yōu)選實施例中，所述集流腔包括接收腔101，具有一個或多個開口的入口端，所述開口經(jīng)過一傾斜通道匯集到一單通道，用于從螺桿擠出裝置接收物料并將物料轉(zhuǎn)換為橫截面為近似圓形；調(diào)壓環(huán)102，形成為一單通道，用于將物料由螺旋線運動轉(zhuǎn)換成直線運動并進行增壓；和緩釋腔103，形成為孔徑逐步增大或梯度增大的通道，用于逐漸釋放物料壓力。優(yōu)選的，所述調(diào)壓環(huán)102的孔徑為大約6 100mm，調(diào)壓環(huán)長度/螺桿擠出裝置的螺旋直徑的比值為大約O. 2 2。優(yōu)選的，所述重組腔2的孔徑與螺桿擠出裝置的螺旋直徑的比值為大約O. 3
I.5，重組腔2的長度在大約100 6000mm范圍內(nèi)。其中，所述壓縮腔3的孔徑為恒定值，或者逐漸減小或梯度減小。優(yōu)選的，所述壓縮腔3長度為大約IOmm 1000mm,通道孔徑為大約IOmm 100mm。優(yōu)選的，所述擠出模具在所述壓縮腔3和出料嘴5之間還包括一段或多段擠出腔4，所述擠出腔4連接到所述壓縮腔3并具有比壓縮腔3更小的孔徑，用于對物料進一步擠壓拉絲，并將物料平穩(wěn)輸送到出料嘴。優(yōu)選的，所述壓縮腔3和擠出腔4的總長度為大約200 6000mm。優(yōu)選的，所述擠出模具的工作溫度為大約60 200度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種擠壓式膨化機，用于使高溫柏為主要材料的物料形成為拉絲蛋白，所述擠壓式膨化機包括螺桿擠出裝置，用于使物料形成為絲狀蛋白的熔體狀態(tài)；以及前述任一項所述的擠出模具，連接在所述螺桿擠出裝置的后面，用于使熔體狀態(tài)的物料擠出形成為拉絲蛋白；所述螺桿擠出裝置和擠出模具的總的長徑比為大約28-128。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的擠出模具，可以采用高溫柏為主要原料制造拉絲蛋白，改善了蛋白質(zhì)的組織化和纖維化作用，使產(chǎn)品呈現(xiàn)纖維結(jié)構(gòu)，復水性好且富有咀嚼感。另外，本發(fā)明的裝置能夠采用高溫柏材料制造出具有良好纖維結(jié)構(gòu)的拉絲蛋白，進而便于加工成各種蛋白產(chǎn)品，從而擴展了高溫柏的應用范圍，避免了大量浪費，同時大大降低了拉絲蛋白的制造成本。因此，本發(fā)明的裝置可以將制造工藝簡單、成本低廉的高溫豆柏、高溫花生柏加工成拉絲蛋白，達到節(jié)約能源，提高制油副產(chǎn)品利用率的目的。


圖I顯示了現(xiàn)有技術中擠壓式膨化機的擠出模具；圖2顯示了本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于擠壓式膨化機的擠出模具；圖3a顯示本發(fā)明優(yōu)選實施例的集流腔的正視圖，圖3b顯示集流腔的側(cè)視圖，圖3c顯示了集流腔中的物料形態(tài)示意圖；圖4顯示了重組腔中的物料形態(tài)示意圖；圖5顯示了壓縮腔中的物料形態(tài)示意圖；圖6顯示了擠出腔中的物料形態(tài)示意圖；圖7顯示了采用本發(fā)明的擠出模具的擠壓式膨化機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過附圖中示出的具體實施例來描述本發(fā)明。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。在附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的層結(jié)構(gòu)示意圖。這些圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚的目的，放大了某些細節(jié)，并且可能省略了某些細節(jié)。圖中所示出的各種區(qū)域、層的形狀以及它們之間的相對大小、位置關系僅是示例性的，實際中可能由于制造公差或技術限制而有所偏差，并且本領域技術人員根據(jù)實際所需可以另外設計具有不同形狀、大小、相對位置的區(qū)域/層。本發(fā)明的擠出模具用于與螺桿擠出裝置配合以形成擠壓式膨化機的主體部分。具體來說，擠出模具的套筒通常形成為與螺桿擠出裝置的套筒外徑大體相同，使得二者的物料通道可以對接。這樣，從螺桿擠出裝置出來的物料可以順利的進入擠出模具的物料通道。螺桿擠出裝置形成為平行設置的螺桿，每個螺桿以相同的轉(zhuǎn)速同向旋轉(zhuǎn)，使得物料在套筒內(nèi)隨著螺桿的同向旋轉(zhuǎn)而不斷向前推進，通過套筒提供的熱量和螺桿上的螺旋片運動，物料被不斷的剪切、揉捏、熔融，同時被擠壓著向前推進，可以將物料加工成初步具有絲狀纖維結(jié)構(gòu)的蛋白熔融體。但是，通過螺桿擠出裝置加工的蛋白熔融體的纖維長度、粘性有限，不能適用更多蛋白制品的需求。因此，需要采用擠出模具對初步形成的拉絲蛋白進行拉絲處理，以使得其絲狀纖維的長度更長、粘性更高，并且纖維排列更為均勻。特別的，對于以高溫柏為主要原料生產(chǎn)拉絲蛋白的工藝，現(xiàn)有的擠出模具由于長度有限、結(jié)構(gòu)簡單，不能適用于這種特殊工藝。相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的擠出模具能夠?qū)β輻U擠出裝置加工初步形成的拉絲蛋白進行更徹底的拉絲處理，因而尤其適用于高溫柏為主要原料生產(chǎn)拉絲蛋白的工藝。但是，不代表本發(fā)明被限制于此，也即本發(fā)明的擠出模具也可以適用于已知的拉絲蛋白或組織蛋白生產(chǎn)工藝，并且具有更好的拉絲效果。此外，與本發(fā)明的擠出模具配合的螺桿擠出裝置可以是任何已知或未知類型的螺桿擠出裝置，例如單螺桿、雙螺桿或三螺桿擠出裝置。圖2顯示了本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于擠壓式膨化機的擠出模具。如圖2所示，本實施例的擠出模具包括下述部分集流腔I、重組腔2、壓縮腔3、擠出腔4和出料嘴5。集流腔I用于接收物料并輸送到后面的物料通道中。集流腔I與螺桿擠出裝置對接，并從螺桿擠出裝置接收初步加工的物料，該初步加工的物料仍然為相對較短的絲狀纖維。圖3a和3b顯示了優(yōu)選實施例的集流腔結(jié)構(gòu)圖，其中圖3a顯示集流腔的正視圖，圖3b顯示集流腔的側(cè)視圖，圖3c顯示了集流腔中的物料形態(tài)示意圖。如圖3a所示，集流腔I沿著物料前進方向包括三個功能段接收腔101、調(diào)壓環(huán)102和緩釋腔103。接收腔101用于與螺桿擠出裝置的輸出端配合，接收從螺桿擠出裝置擠出的物料。本發(fā)明的實施例中，以雙螺桿擠出裝置為例說明接收腔與螺桿擠出裝置的配合情況，如圖3b所示。由于與具有兩個平行螺桿的雙螺桿擠出裝置配合，接收腔的入口端設置有雙開口，該兩個開口分別經(jīng)過一傾斜通道匯集到調(diào)壓環(huán)所在的單通道。在雙螺桿擠出裝置中，物料以橫截面為⑴字形狀前進，接收腔用于接收⑴字形狀前進的物料，將⑴字型的物料轉(zhuǎn)換成橫截面為近似圓形形狀向前運動，以適應后面的通道直徑。在其它情況下，例如與單螺桿或三螺桿配合的情況下，接收腔的入口端可以設置有單開口或三開口(未顯示)，以便分別接收單螺桿或三螺桿擠出裝置輸出的物料。調(diào)壓環(huán)102用于將物料由螺旋線運動轉(zhuǎn)換成直線運動并進行增壓。調(diào)壓環(huán)將螺桿輸出的物料集流為一個小通道，物料由螺旋線運動改為直線運動。另外，調(diào)壓環(huán)將大直徑物料擠壓為小直徑的圓形物料，通過短距離的擠壓使得物料分子之間的鍵更好親和。同時，通過這種短距離增壓，使得物料在后面的緩釋腔中壓力釋放的情況逐步釋放，從而便于形成絲狀纖維，如圖3c前端所示。調(diào)壓環(huán)的孔徑為大約6 100mm，產(chǎn)生的擠壓壓力大約為I 50kg/cm2，優(yōu)選的產(chǎn)生3 12. 5kg/cm2的擠壓壓力。調(diào)壓環(huán)的長度為大約6 200mm，優(yōu)選的，將調(diào)壓環(huán)長度/螺桿擠出裝置的螺旋直徑的比值設置在大約O. 2 2之間，優(yōu)選的設置為O. 5。 緩釋腔103形成為孔徑逐步增大或梯度增大的通道，用于逐漸釋放物料壓力。緩釋腔優(yōu)選的采用錐形腔，但不限制于此，但只要孔徑逐步或者梯度增大的通道都能適用，并且可以根據(jù)實際情況適當?shù)恼{(diào)整緩釋腔的孔徑增大斜率。物料通過緩釋腔時，可以逐漸減小對物料施加的擠壓力，使得緊密親和在一起的物料緩慢釋放，便于物料更容易的形成絲狀蛋白，如圖3c后端所示。否則，如果不通過緩釋腔平穩(wěn)釋放物料壓力，物料進入后面直徑較大的通道時會突然釋放壓力，導致物料炸開，難以形成絲狀。
緩釋腔對物料 施加的擠壓力沒有嚴格限制，只要是在調(diào)壓環(huán)的擠壓力基礎上逐漸減小或梯度減小，達到使物料緩慢釋放的目的就可以。以上介紹了本發(fā)明實施例的集流腔的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，集流腔I的長度為大約IOmm 1000mm，優(yōu)選的設置為240mm。集流腔通常由I節(jié)或多節(jié)法蘭通過螺栓或其它連接件連接。從整體來看，集流腔與螺桿擠出裝置連接的一端由兩個通道(雙螺桿擠出裝置情況下)交叉匯集一個孔徑較小的通道(調(diào)壓環(huán))，再使得通道孔徑逐步放大到與重組腔通道一致(緩釋腔)。圖4顯示了重組腔中的物料形態(tài)示意圖。重組腔2連接到集流腔，是具有恒定孔徑的通道，用于使物料在均勻壓力下釋放。如圖4所示，重組腔2的孔徑與集流腔的緩釋腔的出口端孔徑基本一致，以便二者可以對接。物料在緩釋腔中的擠壓力釋放到一定程度后，進入重組腔的物料的纖維結(jié)構(gòu)仍然大量呈現(xiàn)無規(guī)則的排列。在孔徑恒定且相對較大的重組腔內(nèi)，可以使絲狀蛋白狀態(tài)的物料熔體在該恒定的擠壓力作用下平穩(wěn)釋放，物料中蛋白質(zhì)分子的粘合不再緊密。同時，在前進推力作用下，相對松散的蛋白質(zhì)分子之間重新相互粘合并定向排列，從而初步形成具有較長長度的絲狀纖維。本實施例中，與擠出模具配合的螺桿擠出裝置的螺旋外徑越大，重組腔的孔徑相應的越大。通常來說，重組腔的孔徑與前面的螺桿的螺旋外徑(通常在大約20 276_范圍內(nèi))的比值控制在O. 3 I. 5范圍內(nèi)，優(yōu)選的設置為O. 7。在一個優(yōu)選實施例中，重組腔的孔徑在10 150mm范圍內(nèi)，長度在100 6000mm范圍內(nèi)，優(yōu)選長度為1000mm。如圖4所示，在重組腔中，處于較松散粘合狀態(tài)的蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的絲狀纖維在后面物料的推力和通道內(nèi)壁的摩擦力作用下沿著前進方向逐漸彎曲成大致U型。圖5顯示了壓縮腔中的物料形態(tài)示意圖。壓縮腔3連接到重組腔，是具有更小孔徑的通道，用于對重組腔輸出的熔體物料施加更大擠壓力以進行擠壓拉絲。物料在重組腔內(nèi)平穩(wěn)釋放后，物料初步形成較長纖維結(jié)構(gòu)的拉絲狀態(tài)。在孔徑更小的壓縮腔中，增加了施加給物料的擠壓力，物料在后面物料推力和腔體內(nèi)壁的形狀限制作用下，彎曲成U型的絲狀纖維沿著前進方向逐步形成為小U型(彎曲程度更大的U型)，絲狀纖維在擠壓力作用下彎曲率越來越大，最終擠壓拉絲成具有更長長度的長絲狀纖維，如圖5所示。壓縮腔的孔徑比重組腔的孔徑小，以利于將彎曲成大U型的絲狀纖維彎曲成小U型。壓縮腔的孔徑可以設置為比重組腔孔徑更小的恒定值，也可以設置為孔徑逐漸減小或梯度減小。如圖2所示，本發(fā)明中的壓縮腔可以為I節(jié)整體套筒形成，或者由多節(jié)分段套筒經(jīng)法蘭、螺栓連接而成。本實施例中，壓縮腔的長度設置為大約IOmm 1000mm,通道孔徑為大約IOmm IOOmm0圖6顯示了擠出腔中的物料形態(tài)示意圖。擠出腔4連接到壓縮腔并具有比壓縮腔更小的孔徑，用于對物料進一步擠壓拉絲，并將物料平穩(wěn)輸送到出料嘴。具體來說，擠出腔的作用是使得絲狀纖維在增大的擠壓力和擠出腔內(nèi)壁的形狀限制下彎曲率越來越大，最終擠出拉絲成具有更長長度的長絲狀纖維，如圖6所示。擠出腔的孔徑可以設置為比壓縮腔孔徑更小的恒定值，也可以設置為逐漸減小或梯度減小。本實施例中，擠出腔的長度為大約IOmm 1000mm，可以為I節(jié)整體套筒形成，或者由多節(jié)分段套筒經(jīng)法蘭、螺栓連接而成。擠出腔的的通道孔徑為IOmm 100mm，它的主要作用在于把熔體物料平穩(wěn)輸送到出料嘴。
應說明的是，本發(fā)明中擠出腔并不是必須的。通常來說，壓縮腔和擠出腔的總長度越長，出絲效果越好，但是出絲速度越慢，會影響生產(chǎn)速度；反之，總長度越短，出絲速度越快，但是出絲效果越差。因此，可以根據(jù)實際的物料情況和工藝需求選擇設置或者不設置擠出腔，或者選擇設置一段或多段擠出腔，或者調(diào)整壓縮腔和擠出腔的總長度。本發(fā)明中，壓縮腔和擠出腔的總長度設置在大約200 6000_范圍內(nèi)，優(yōu)選的設置為2000_。參見圖2，出料嘴設置在擠出模具的末端，具有更小的孔徑，其主要作用是保證物料出口的壓力和形狀，便于擠出成絲。出料嘴的作用是使形成為長絲狀纖維的物料在后面物料的推力和出料口的內(nèi)壁形狀限制下擠出成絲，成為最終的拉絲蛋白產(chǎn)品。本發(fā)明中，出料口的孔徑與配合的螺桿擠出裝置的螺旋直徑的比值設置在O. I
O.5之間，優(yōu)選的設置為O. 3。出料口的孔徑過大，可能導致物料不能成絲，孔徑過小，則可能導致不能擠出物料。在一個具體實施例中，出料口孔徑設置為3 500_，可選的設置為IOOmm或200mm,長度設置為大約IOmm 1000mm。此外，出料嘴可以設置為單孔或者多孔。在多孔情況下，多孔的總橫截面面積等于單孔面積的約I. 25倍。本發(fā)明中，擠出模具的套筒設置有進液口和出液口，用于輸入介質(zhì)調(diào)節(jié)擠出模具的溫度，介質(zhì)例如包括高溫蒸汽，冷卻水等氣體或液體。本發(fā)明的擠出模具的工作溫度在大約60 200度之間，優(yōu)選的在大約80 120度之間。本發(fā)明中，擠出模具的長徑比設置在大約4-64之間，優(yōu)選地設置在大約4-40之間。例如，在某些具體實施例中，可以設置為4、8、28、36、40、48、64等數(shù)值。擠出模具的長徑比不同，最終形成的物料形態(tài)不一樣，由此產(chǎn)生的拉絲蛋白的產(chǎn)品形態(tài)也不一樣，從而適用于各種不同的需求。如上所述，通過本發(fā)明的擠出模具，可以將具有較短纖維長度的拉絲蛋白形成為具有較長纖維長度的拉絲蛋白，并且粘性更高。這種長絲狀纖維在使用時按照各種需要被切割成短絲狀纖維，進而方便的加工成各種形狀的產(chǎn)品。圖7顯示了采用本發(fā)明的擠出模具的擠壓式膨化機的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，擠壓式膨化機包括螺桿擠出裝置，用于將物料形成為絲狀蛋白的熔體狀態(tài)；以及本發(fā)明所述的擠出模具，其連接在所述螺桿擠出裝置后面，用于使熔體狀態(tài)的物料擠出形成為拉絲蛋白。顯然，本發(fā)明的擠壓式膨化機包括本領域普通技術人員所熟知的一些公知部件，例如旋轉(zhuǎn)電機、加熱裝置、冷卻裝置、套筒，各種需要的連接件等等，本發(fā)明不再贅述。參見圖7，本發(fā)明的螺桿擠出裝置的螺桿轉(zhuǎn)速設置在120r/min 480r/min范圍內(nèi)。在螺旋元件的旋轉(zhuǎn)作用下，物料在一定工作溫度下受到擠壓力和剪切力的共同作用，逐漸熔融、粘合、揉捏、破碎、擠壓、拉伸、壓延等，最終形成絲狀蛋白的熔體狀態(tài)，初步形成具有絲狀纖維結(jié)構(gòu)的拉絲狀蛋白。然后，螺桿擠出裝置將熔體狀態(tài)的物料擠壓輸送到后面的擠出模具，在擠出模具的內(nèi)壁壓力和后面物料的壓力下，物料在擠出模具中逐漸壓延擠出成絲狀纖維形態(tài)，最后經(jīng)出料口擠出成為拉絲蛋白。優(yōu)選的，本發(fā)明的擠壓式膨化機設置為螺桿擠出裝置和擠出模具的總的長徑比在大約28-128之間，優(yōu)選的設置在大約32-64之間，更優(yōu)選的設置在大約32-48之間，以便能夠采用高溫柏為主要原料制造拉絲蛋白。在某些具體示例中，總的長徑比例如可以設置為28、32、36、48、、60、72、81、100、120、128 等數(shù)值。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的擠出模具，可以采用高溫柏為主要原料制造拉絲蛋白，改善了蛋白質(zhì)的組織化和纖維化作用，使產(chǎn)品 呈現(xiàn)纖維結(jié)構(gòu)，復水性好且富有咀嚼感。另外，本發(fā)明的裝置能有效利用高溫柏材料生成具有良好纖維結(jié)構(gòu)的拉絲蛋白，進而便于加工成各種蛋白產(chǎn)品，從而擴展了高溫柏材料的應用范圍，避免了大量浪費，同時大大降低了拉絲蛋白的制造成本。因此，本發(fā)明的裝置可以將制造工藝簡單、成本低廉的高溫豆柏、高溫花生柏加工成拉絲蛋白，達到節(jié)約能源，提高制油副產(chǎn)品利用率的目的。下面介紹本發(fā)明的擠壓式膨化機的工作流程。示例I采用大約85%的高溫柏(豆柏或花生柏)和大約15%的谷朊粉混合形成物料，加入相對于物料的總質(zhì)量大約20%的水，加入高溫蒸汽使物料升溫到95度左右，繼續(xù)加入大約30%的水(相對于當前物料總質(zhì)量)，在大約100度的溫度下通過螺桿的旋轉(zhuǎn)攪拌物料，同時將物料螺旋向前輸送。在大約120度的溫度下，通過具有更小螺距的螺桿旋轉(zhuǎn)提供大約3 lOkg/cm2的擠壓力對物料進行初步擠壓和攪拌，提高物料的粘性。在大約140度的溫度下，通過具有更小螺距和螺旋開槽的螺桿旋轉(zhuǎn)提供更大的擠壓力以對物料進行擠壓、破碎和揉捏，從而進一步提高物料的粘性。在大約160度的溫度下，通過具有更小螺距和螺旋開槽的螺桿旋轉(zhuǎn)提供更大的擠壓力以對物料進行擠壓、破碎和揉捏，從而進一步提高物料的粘性。在大約80 120度的溫度下，通過具有更小內(nèi)徑的調(diào)壓環(huán)向物料施加3 12. 5kg/cm2的更大擠壓力，使物料形成更加緊密的纖維結(jié)構(gòu)。通過內(nèi)徑逐步或者梯度增大的通道(例如錐形通道)逐步釋放對物料的擠壓力。通過內(nèi)徑恒定的通道以大致均勻的壓力釋放物料，使物料的蛋白質(zhì)分子在前進推力作用下相互粘合初步形成具有較長長度的絲狀纖維，該絲狀纖維進而在后面物料推力和通道內(nèi)壁的摩擦力作用下沿著前進方向逐漸彎曲成U型。通過內(nèi)徑逐步減小或梯度減小的通道逐步增加施加給物料的擠壓力，在后面物料推力和通道內(nèi)壁的摩擦力作用下，使彎曲成U型的絲狀纖維沿著前進方向逐步形成為小U型(彎曲程度更大的U型)，最終擠壓拉絲成具有更長長度的長絲狀纖維。具有長絲狀纖維結(jié)構(gòu)的物料在后面物料的推力作用下向前運動，通過200mm內(nèi)徑的出料口擠出成絲。應當理解的是，本發(fā)明的上述具體實施方式
僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
權利要求
1.一種用于擠壓式膨化機的擠出模具，用于與螺桿擠出裝置配合以利用高溫柏生產(chǎn)拉絲蛋白，所述擠出模具沿著物料輸送方向依次包括 集流腔(I)，用于從螺桿擠出裝置接收物料并輸送到后面的物料通道中； 重組腔(2)，形成為具有恒定孔徑的通道，用于使物料在均勻壓力下釋放； 壓縮腔(3)，形成為具有比重組腔更小孔徑的通道，用于使物料在更大壓力下擠壓拉絲；和 出料嘴(5)，形成為具有比壓縮腔更小孔徑的通道，用于使物料擠出成絲。
2.根據(jù)權利要求I所述的擠出模具，所述集流腔包括 接收腔(101)，具有一個或多個開口的入口端，所述開口經(jīng)過一傾斜通道匯集到一單通道，用于從螺桿擠出裝置接收物料并將物料轉(zhuǎn)換為橫截面為近似圓形； 調(diào)壓環(huán)(102)，形成為一單通道，用于將物料由螺旋線運動轉(zhuǎn)換成直線運動并進行增壓；和 緩釋腔(103)，形成為孔徑逐步增大或梯度增大的通道，用于逐漸釋放物料壓力。
3.根據(jù)權利要求I所述的擠出模具，所述調(diào)壓環(huán)(102)的孔徑為大約6 100mm，調(diào)壓環(huán)長度/螺桿擠出裝置的螺旋直徑的比值為大約O. 2 2。
4.根據(jù)權利要求I所述的擠出模具，所述重組腔(2)的孔徑與螺桿擠出裝置的螺旋直徑的比值為大約O. 3 I. 5，重組腔(2)的長度在大約100 6000mm范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求I所述的擠出模具，所述壓縮腔(3)的孔徑為恒定值，或者逐漸減小或梯度減小。
6.根據(jù)權利要求5所述的擠出模具，所述壓縮腔(3)長度為大約IOmm 1000mm，通道孔徑為大約IOmm 100mm。
7.根據(jù)前述權利要求任一項所述的擠出模具，在所述壓縮腔(3)和出料嘴(5)之間還包括一段或多段擠出腔(4)，所述擠出腔(4)連接到所述壓縮腔(3)并具有比壓縮腔(3)更小的孔徑，用于對物料進一步擠壓拉絲，并將物料平穩(wěn)輸送到出料嘴。
8.根據(jù)權利要求7所述的擠出模具，所述壓縮腔(3)和擠出腔(4)的總長度為大約200 6000mmo
9.根據(jù)前述權利要求任一項所述的擠出模具，所述擠出模具的工作溫度為大約60 200 度。
10.一種擠壓式膨化機，用于將高溫柏為主要材料的物料形成為拉絲蛋白，所述擠壓式膨化機包括 螺桿擠出裝置，用于使物料形成為絲狀蛋白的熔體狀態(tài)；以及 前述任一項權利要求所述的擠出模具，連接在所述螺桿擠出裝置的后面，用于使熔體狀態(tài)的物料擠出形成為拉絲蛋白； 所述螺桿擠出裝置和擠出模具的總的長徑比為大約28-128。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種用于擠壓式膨化機的擠出模具以及擠壓式膨化機，特別用于將高溫粕為主要材料的物料形成為拉絲蛋白。該擠出模具包括集流腔(1)，用于螺桿擠出裝置接收物料并輸送到后面的物料通道中；重組腔(2)，形成為具有恒定孔徑的通道，用于使物料在均勻壓力下釋放；壓縮腔(3)，形成為具有比重組腔更小孔徑的通道，用于使物料在更大壓力下擠壓拉絲；和出料嘴(5)，形成為具有比壓縮腔更小孔徑的通道，用于使物料擠出成絲。根據(jù)本發(fā)明，可以采用高溫粕為主要材料制造出具有良好纖維結(jié)構(gòu)的拉絲蛋白，從而提高了高溫粕的利用率，同時降低了拉絲蛋白的制造成本。
文檔編號A23J3/26GK102630807SQ20121012620
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權日2012年4月26日
發(fā)明者石戴衛(wèi) 申請人:北京金地三福膨化機制造(大廠)有限公司