第四節　食品成型機

一、食品成型機械分類

經過攪拌機械設備加工后，就要進行成型工藝，而食品成型機械種類眾多，功能各異。根據不同的成型原理，食品成型主要有如下六種方法。

（1）包餡成型　如豆包、餡餅、餃子、餛飩和春卷等的制作。其加工設備有豆包機、餃子機、餡餅機、餛飩機和春卷機等，統稱為包餡機械。

（2）擠壓成型　如膨化食品、某些顆粒狀食品以及顆粒飼料等的加工。所用設備有通心粉機、擠壓膨化機、環模式壓粒機、平模壓粒機等，統稱為擠壓成型機械。

（3）卷繞成型　如蛋卷和其他卷筒糕點的制作。其加工設備有卷筒式糕點成型機等。

（4）輥壓切割成型　如餅干坯料壓片，面條、方便面的加工等。其成型設備有面片輥壓機和面條機、軟料糕點鋼絲切割成型機等。

（5）沖印和輥印成型　如餅干和桃酥的加工。所用的設備有沖印式餅干成型機、輥印式餅干成型機和輥切式餅干成型機等。

（6）搓圓成型　如面包、饅頭和元宵等的制作，其成型設備有面包面團搓圓機、饅頭機和元宵機等。

下面將就其中的典型設備加以敘述。

搓圓成型機主要用于面包、饅頭和元宵等食品的搓圓成型。我們在本節主要研究面包搓圓機的結構和工作原理。

二、面包搓圓機

按照機器不同的外形特點，可以把面包搓圓機分為傘形、錐形、筒形和水平搓圓機四種形式。下面以目前我國面包生產中應用最多的傘形搓圓機為例，來介紹搓圓成形的基本原理。傘形搓圓機如圖3-22所示。它主要由傘形轉體、螺旋導板（圖中未畫出）、撒粉盒、傳動機構和機座等組成。傘形轉體和螺旋導板是搓圓成形的主要工作部件。傘形搓圓機工作原理見圖3-23，傘形轉體1安裝在主軸上，螺旋導板2通過固定螺釘裝在圖3-23支撐架上，再一起固定在圖3-23的機座上。

工作時，由切塊機切好的面團從傘形轉體的底部進入螺旋導槽，由于固定不動的螺旋導板具有圓弧形狀，所以當面團從傘形轉體表面從下而上沿著螺旋導槽運動時，在離心力作用下，面團將主要貼著螺旋導板的圓弧形內表面向上移動。此時面團的運動既有自轉，又有公轉，即在圓弧面上滾動的同時，還伴隨著少量的滑動，從而逐漸滾搓成球形。

由于傘形搓圓機工作時面塊是從傘形轉體底部進入螺旋導槽，從其上部離開螺旋導槽的，見圖3-23（b），傘形圓周直徑越來越小，面團的運動速度逐漸下降，從而使得面團之間的距離越來越小，見圖3-23（c），于是有時就會出現兩個面團合為一體（稱為雙生面團）離開螺旋導槽的現象。為避免雙生面團進入下道工序，在搓圓機上裝設有大小兩個出口，正常的單個面團可以順利地通過小出口，然后由輸送帶送至下道工序；而雙生面團由于體積大，不能通過小出口，只得繼續向前移動，從大出口進入回收箱，送去重新加工。

由于搓圓時面團含水分較多，質地柔軟，容易黏結在工作部件上，因此，搓圓機上設置有撒粉裝置，不斷把干粉撒在轉體和導板的工作表面上，以保證搓圓的順利進行。

三、元宵成型機

元宵成型機是面點食品加工中重要的成型機械設備之一。元宵是我國的傳統食品，其加工方法以前是把各種餡料切成小方塊，然后裝在放有米粉的簸箕中靠人工搖滾而成，這種方法勞動強度大，生產效率低，元宵個體不夠均勻。元宵成型機的應用克服了手工操作的上述缺點，其結構如圖3-24所示，它主要由傾斜圓盤、翻轉機構、傳動機構和支架等組成。工作時，先將一批餡料切塊和米粉放入圓盤中，圓盤旋轉時，由于摩擦力的作用，物料將隨著圓盤底部向上運動，然后又在自身重力作用下，離開原來的運動軌跡滾動下來，見圖3-24（b），與盤面產生搓動作用。與此同時，由于離心力的作用，料團被甩到圓盤的邊緣，黏附較多的粉料后又繼續上升，如此反復滾搓一段時間后，餡料即被粉料逐漸裹成一個較大的球形面團，當達到要求的大小時，即停機并搖動翻轉機構將成品倒出。

元宵機的圓盤傾斜角度可由人工進行調整。但圓盤傾角不得小于物料的自然休止角，否則物料將貼在盤面上并隨其一同轉動而失去滾搓作用。傾角的大小影響到物料在盤面上的停留時間，傾角小，料球在盤面上停留時間長，滾搓出來的元宵面團越致密，但生產率將會有所下降。因此，應在保證產品質量的前提下，兼顧生產效率的提高，來合理選擇傾角的大小。在元宵機的支架橫梁上，還設置有噴水管和刮刀，以便使米粉含有一定的水分，保持足夠的黏性，并隨時將黏結在圓盤內壁上的物料清理下來。

四、包餡機械

包餡機械是專門用于生產各種帶餡的食品。包餡食品一般由外皮和內餡組成。外皮由面粉或米粉與水、油脂、糖及蛋液等揉成的面團壓制而成。內餡有菜、肉糜、豆沙或果醬等。由于充填的物料不同以及外皮制作和成型的方法各異，包餡機械的種類甚多。

1.包餡成型的基本原理和方式

通?？煞譃榛剞D式、灌腸式、注入式、剪切式和折疊式等幾種包餡成型方式，其基本工作原理見圖3-25。

（1）回轉式　先將面坯制成凹形，再將餡料放入其中，然后由一對半徑逐漸增大的圓盤狀回轉成型器將其搓制、封口，再成型，見圖3-25（a）。

（2）灌腸式　面坯和餡料分別從雙層筒中擠出，達到一定長度時被切斷，同時封口成型，見圖3-25（b）。

（3）注入式　餡料由噴管注入擠出的面坯中，然后被封口、切斷，見圖3-25（c）。

（4）剪切式　壓延后的面坯從兩側連續供送，進入一對表面有凹穴的輥式成型器，與此同時，先制成球形的餡，也從中間管道掉落在兩層面坯之中，然后封口、切斷和成型，見圖3-25（d）。

（5）折疊式　根據傳動方式，又可分為三種包餡成型方式：第一種是齒輪齒條傳動折疊式包餡成型。先將壓延后的面坯按照規定的形狀沖切，然后放入餡料，再折疊、封口、成型，見圖3-25（e）；第二種是輥筒傳動折疊式包餡成型，餡料落入面坯后，一對輥筒立即回轉自動折疊、封口成型，類似圖3-25（d）所示；第三種是帶式傳動折疊式包餡成型。當壓延后的面帶經一對軋輥送到圓輥空穴A處時，因為空穴下方為與真空系統相連的空室，由于真空泵的吸氣作用[圖3-25（f）中的放射狀涂黑部分為真空室]，面坯被吸成凹形，隨著圓輥的轉動，已制成球形的餡料，從另一個餡料排料管中排出，并且正好落入A點處的面坯凹穴中，然后被固定的刮刀將凹穴周圍的面坯刮起，封在開口處形成封口， 當轉到B點時解除真空，已包了餡料的食品便掉落在輸送帶上送出。

2.包餡機的主要構造和工作過程

（1）主要構造　包餡機主要由面坯皮料成型機構、餡料充填機構、撒粉機構、封口切斷裝置和傳動系統等組成，其外形簡圖，見圖3-26。

皮料成型機構包括一個面坯料斗1，兩個水平輸送面坯的螺旋及一個垂直輸送面坯的螺旋。餡料充填機構包括一個餡料斗3、兩個餡料水平輸送螺旋和兩個葉片泵。撒粉裝置由面粉料斗5、粉刷、粉針及布袋盤構成。封口切斷成型裝置主要包括兩個回轉成型盤和托盤。傳動系統包括一臺2.2kW電動機、皮帶無級變速器及蝸輪蝸桿傳動和齒輪變速箱等。

（2）工作過程　見圖3-27。先將在和面機內制得的面團盛入面坯料斗1中，面坯水平輸送雙螺旋2將其送出，并被切刀3切割成小塊或小片，然后被面坯雙壓輥4壓向面坯垂直螺旋9，向下推送到9的出口前端而凝集構成片狀皮料。與此同時，餡料從餡料斗5，通過餡料水平輸送雙螺旋6，再經過餡料雙壓輥7和餡料輸送雙葉片泵8將其推送到面坯垂直輸送螺旋9的中間輸餡管10內，被從面坯垂直螺旋9外圍的面坯在行進中于皮料轉嘴11處正好將餡料包裹在里面，形成棒狀夾心。這些棒狀夾心食品繼續向下行進，當通過左右成型盤12和13時，被左右成型盤上的凸刃切斷，并被搓圓和封口，掉落在回轉托盤15上，包餡食品16再被輸送帶17卸出。

包餡機成型盤是包餡食品成型的關鍵部件之一，成型盤的外形比較復雜，見圖3-28。圓盤的表面一般有1～3條螺旋線凸起的刃口，即凸刃，螺旋線凸刃越多，制出的球狀包餡食品的體積越小，反之越大。成型盤的半徑是變化的，從圖3-29包餡機成型盤的可變半徑可以看出，最小圓盤的半徑是140mm，最大半徑是160mm，半徑逐漸增大，徑向和軸向的螺旋也不等，整個成型盤，的工作表面呈現不規則的凹坑，從圖上可以看出，螺旋的升角也是變化的，從而使成型盤的螺旋面隨包餡食品的下降而下降，同時逐漸向中心收口。此外，由于螺旋升角的變化，使推力方向也逐漸改變，使得開始時與螺旋面接觸的棒狀包餡食品逐漸向中間部位推移，從而把棒狀包餡食品收口切斷，搓擦成一個個球狀食品。由于成型過程是由左、右兩個成型盤的回轉運動以及包餡食品本身的回轉運動構成的，故稱為回轉成型。在成型過程中，包餡食品與成型盤之間發生多次相對回轉運動，使包餡食品逐漸變形搓圓，面皮組織堅實，不易散裂，有利于下道工序的壓扁、印花、烘烤等操作，最后制成各種形態的帶餡食品。

五、餃子機

餃子機是借機械運動完成餃子包制操作過程的設備。其基本工作方式為灌腸式包餡和輥切式成型。

餃子機主要由傳動、餡料輸送、面料輸送和輥切成型等機構組成，其外形見圖3-30。

1.餡料輸送機構

一般有兩種類型：一種是由輸送螺旋—齒輪泵—輸餡管組成，另一種是由輸送螺旋—葉片泵—輸餡管組成，由于葉片泵比齒輪泵有利于保持餡料原有的色、香、味，而且便于清洗，維護方便，價格便宜，所以大多數餃子機采用后一種類型。

葉片泵是一種容積式泵，具有壓力大、流量穩定和定量準確等特點，它主要由轉子、定子、葉片、泵體及調節手柄等組成，此外在泵的入口處，通常設有輸送螺旋，以便將物料強制壓向入口，使物料充滿吸入腔，以彌補由于泵的吸力不足和松散物料流動性差而造成充填能力低等缺陷。

葉片泵的工作原理見圖3-31。餡料在輸料螺旋的作用下，進入料口并充滿吸入腔4，隨著轉子2的轉動，葉片3既被帶動回轉，同時在定子1側壁的推動下又沿自身導槽滑動，使吸腔不斷增大；當吸入腔達到最大時，葉片做純轉動，將餡料帶入排壓腔，此時，定子內壁迫使葉片在隨轉子轉動的同時相對于轉子產生滑動，于是排壓腔逐漸減小，餡料被壓向出料口，離開泵體。調節手柄6用于改變定子與餡料管通道的截面積，即可調節餡料的流量。餡料輸送機構均由不銹鋼制成。

2.面料輸送機構

它主要由面團輸送螺旋、面套、固定螺母、內外面嘴、面嘴套及調節螺母等組成，見圖3-32。面團輸送螺旋1為一個前面帶有1∶10錐度的單頭螺旋，其作用是逐漸減小螺旋槽內的容積，增大對面團的輸送壓力。在靠近面團輸送螺旋的輸出端安置內面嘴7，它的大端輸面盤上開有里外兩層各三個沿圓周方向對稱均勻分布的腰形孔。被螺旋推送輸出的面團通過內面嘴時，腰形孔既可阻止面團的旋轉，又使得穿過孔的六條面團均勻交錯地搭接，匯集成環狀面柱（管）。面柱在后續面團的推送下，從內外面嘴的環狀狹縫中擠出，從而形成所需要的面管。可以擰動圖3-30中的調節螺母8，改變面料輸送螺旋與面套之間的間隙大小來調節面團的流量。此外也可以調整圖3-32中的調節螺母5改變內面嘴7與外面嘴6的間隙來調節輸送面團的流量。

3.餃子成型機構

餃子機上廣泛采用灌腸輥切成型方式。面團經面團輸送螺旋由外面嘴擠出構成中空的面管。餡料經餡料輸送螺旋和葉片泵順著餡料管進入中空面管，實現灌腸式成型操作。緊接著含餡料的面柱進入輥切成型機構，見圖3-33，該機構主要由一對相對轉動的輥子，即成型輥和底輥組成。成型輥上有若干個餃子凹模，其餃子捏合刃口與底輥相切。底輥是一個表面光滑的圓柱形輥。當含餡料的面柱從成型輥的凹模和底輥之間通過時，面柱內的餡料在餃子凹模的作用下，逐步被推擠到餃子坯的中心位置，然后在回轉過程中在成型輥圓周刃口與底輥的輥切作用下成型為質量14～20g的餃子生坯。為了防止餃子生坯與成型輥和底輥之間發生粘連，干面料通過粉篩5從干面粉斗4向成型輥和底輥上不斷撒粉。

六、餅干成型機

典型的餅干成型機械設備主要有沖印成型機、輥印成型機和輥切成型機。主要用于各種餅干或桃酥之類點心的加工，這類機械通常設置在食品生產線上，完成面團的壓片、沖印或輥印成型、料頭分離以及擺盤等操作。

1.沖印餅干成型機

沖印餅干成型機主要由壓片機構、沖印成型機構、揀分機構和輸送機構等部分組成，適合生產韌性餅干。見圖3-34，其壓片機構與面條機的輥壓成型機構基本相同，但通常只經過三道輥壓，即頭道輥、二道輥、三道輥，壓輥直徑和輥間間隙依次減小，轉速則依次增大。

沖印機構是餅干成型的關鍵工作部件，它主要包括動作執行機構和印模組件兩部分。

（1）動作執行機構　餅干機的動作執行機構分為間歇式和連續式兩種型式。

①間歇式機構　這種機構工作時，印模通過曲柄滑塊機構來實現對餅干生坯的直線沖印，生坯的同步送進要依靠棘輪棘爪機構驅動輸送帶來實現。沖印的瞬間，輸送帶必須處于停頓狀態。由于這類餅干機沖印速度受到坯料間歇送進的限制，最高沖印速度不超過70r/min，所以生產能力較低。提高輸送速度將會產生慣性沖擊，引起機身振動，以致使加工的面帶厚薄不均，邊緣破裂，影響餅干的質量。由該機構組合的餅干機不適于與連續烘烤爐配套形成生產線。

②連續式機構　該機構作業時，印模隨面坯輸送帶連續動作，完成同步搖擺沖印作業，故也稱搖擺式沖印。該機構如圖3-35所示，它主要由一組曲柄連桿機構、一組雙搖桿機構和一組曲柄擺動滑塊機構所組成。工作時，沖印曲柄1和搖擺曲柄2同時旋轉，其中曲柄1通過連桿9帶動滑塊8在滑槽內做直線往復運動；曲柄2借助連桿3、6和擺桿4、5使擺桿7擺動。這樣，使得沖頭10在隨滑塊8作上下運動的同時，還沿著輸送帶11運動的方向前后擺動，于是保證在沖印的瞬間，沖頭與面坯的移動同步。沖印動作完成后，沖頭抬起，并立即向后擺到未加工的面坯上。沖印時要求沖頭與輸送帶同步運行，這是保證沖印機構連續作業的關鍵。

采用搖擺式沖印機構的餅干機，沖印速度可達120次/min，生產能力高，運行平穩，餅干生坯成型質量較好，且便于與連續式烤爐配套使用。

（2）印模組件　其結構如圖3-36所示。它由印模支架、沖頭芯桿、切刀、印模和余料推板等組成。一臺餅干機的沖印成型動作通常由若干個印模組件來完成。工作時，在執行機構的偏心連桿或沖頭滑塊帶動下，印模組件一起上下往復運動。當帶有餅干圖案的印模10被推向面帶時，即將圖案壓印在其表面上。然后，印模不動，印模支架5繼續下行，壓縮彈簧4并且迫使切刀8沿印模外圍將面帶切斷，最后，印模支架隨連桿回升，切刀首先上提，余料推板11將粘在切刀上的余料推下，接著壓縮彈簧復原，印模上升與成型的餅坯分離，一次沖印操作到此結束。由于餅干品種不同，印模有輕型和重型之分，前者圖案凸起較低，所以印制花紋較淺，沖印阻力也比較??；后者圖案下凹較深，印制花紋清晰，但沖印阻力較大。

2.輥印餅干成型機

輥印餅干成型機外觀見圖3-37，適合于高油脂酥性餅干的加工制作，采用不同的印模輥，不但可以生產各種圖案的酥性餅干，還能加工桃酥類糕點。輥印餅干成型機結構見圖3-38，主要由喂料輥、印模輥、橡膠脫模輥、輸送帶、機架和傳動系統等組成。輥印成型和橡膠脫模是該機的兩項主要操作。

輥印餅干成型機工作時，喂料輥1和印模輥2相向回轉（圖3-39），原料靠重力落入兩輥之間和印模輥的凹模之中，經輥壓成型后進行脫模。刮刀4能將凹模外多余的面料沿印模輥切線方向刮削到面屑斗10中。當印模輥上的凹模轉到與橡膠脫模輥3接觸時，橡膠輥依靠自身的彈性變形將其上面的帆布脫模帶5的粗糙表面緊壓在餅坯的底面上，由于餅坯與帆布表面的附著力大于與凹模光滑底面的附著力，所以餅干生坯能順利地從印模中脫離出來，并由帆布脫模帶轉送到生坯輸送帶8上，然后進入烘烤階段。

喂料輥、印模輥和橡膠脫模輥是餅干輥印成型機的主要工作部件。喂料輥與印模輥尺寸相同，直徑一般在200～300mm之間，其長度由相匹配的烤爐寬度而定。輥坯均用鑄鐵離心澆鑄，再經加工而成，印模輥表面還要鑲嵌用無毒塑料或聚碳酸酯（簡稱PC）制成的餅干凹模。橡膠脫模輥（又稱底輥）是在滾花后的輥芯表面上套鑄一層耐油食用橡膠，并經精車磨光而成。

由于輥印餅干成型機的印花、成型和脫坯操作是通過三個輥筒的轉動一次完成的，所以該機工作平穩，無沖擊，振動和噪聲均比沖印式餅干機為小，而且不產生余料，省去了余料輸送帶，使得其結構簡單、緊湊，不但操作方便，而且降低了設備造價。

3.輥切餅干成型機

輥切餅干成型機兼有沖印和輥印成型機的優點，即可以生產韌性餅干，也可以生產酥性餅干。輥切餅干成型機結構如圖3-40所示。它主要由印花輥、切塊輥、橡膠脫模輥、帆布脫模帶、撒粉器和機架組成。餅干的成型、切塊和脫模操作是由印花輥、切塊輥、橡膠脫模輥和帆布脫模帶來實現的。輥切成型原理示意圖見圖3-41。為消除面帶內的殘余應力，以避免成型后的餅干生坯產生收縮變形，通常在面帶壓延后設置一段輸送帶作為緩沖區。在此處，適當的過量輸送使面帶形成一段均勻的波紋，并在短暫的滯留過程中，使面帶內的殘余應力得以消除，然后再進行輥切成型作業。

輥切成型與輥印成型的不同點在于，其成型過程包括印花和切斷兩個工步，這一點與上述的沖印成型過程相似，只不過輥切成型是依靠印花輥4和切塊輥5在橡膠脫模輥6上的同步轉動來實現的。印花輥先在餅干生坯上壓印出花紋，接著由切塊輥切出生坯，橡膠脫模輥借助帆布脫模帶3實現脫模，然后成型的生坯由水平輸送帶9送至烤爐，而余料則由傾斜輸送帶10送回重新壓片。

輥切成型機作業時，要求印花輥和切塊輥的轉動嚴格保持相位相同、速度一致，否則，切出的餅干生坯將與圖案的位置不相吻合，影響餅干產品的外觀質量。

七、軟料糕點成型機

軟料糕點成型機因為能夠制作曲奇餅干，因此也叫曲奇餅干成型機（圖3-42）。主要制作曲奇餅、奶油桃酥點心、奶油浪花酥等茶酥類糕點。這些產品的面料流動性差，但黏滯性較強，很容易粘模。同時，因為糕點花樣和市場品種的需求，面團內常常含有顆粒較大的花生、核桃登果脯等固體顆粒狀食品，因此不能采用輥印、輥切或沖印等方式成型。對于這種面團，通常采用擠壓鋼絲切割成型（圖3-43），其產品類似桃酥，外形簡單，表面無花紋。其成型嘴（又稱擠出嘴）一般呈圓形、方形等。稠度較低的面團既有良好的可塑性，又能在外力作用下產生適當的流動，這種面團一般采用拉花成型，其產品的形狀取決于出料口的形狀及運動方式。通常出料口制成花瓣形，而且根據需要作一定角度的回轉，使產品形成美麗的花紋，比如曲奇餅、奶油浪花酥等。

生產稠度很低，而且光滑、流動性較強的面料糕點（稱為面糊或漿體），適合采用澆注方式成型，通常澆注在烤盤上的型腔內，產品的最終形狀將與型腔一致，因此，成型嘴的形狀無關緊要，一般制成圓形且呈一定錐度，以便面漿能順利完成澆注。用面漿澆注成型制作的糕點有蛋糕、杏元、長白糕等。當成型機連續擠出，生產連續的條狀食品時，模板常與軟料擠出方向成一定角度安裝，以保證條狀產品盡可能平滑地落在傳送帶上（圖3-44）。條型產品的表面可有模嘴條紋（拉花）。連續的產品通常在入爐烘烤前被切成一定長度的條塊，但有時也可等出爐后再行切割。

安裝不同的成型嘴可以增加產品的花色品種，使每排同時擠出落下的生坯具有不同的外觀形狀。也可以整排地更換具有不同?？诘臄D出模板，還可以操作模嘴旋轉手柄，使擠出的產品具有不同程度的螺旋花紋。

生產夾餡軟料糕點，需要將料斗分隔開來，以供同時盛裝不同的物料。如圖3-45所示，面料和餡料在料斗中即被隔開，在喂料輥的旋轉作用下，分別進到下面的壓力腔。壓力腔同樣被分為兩部分，并保證餡料在中間，面料在周圍，通過成型嘴同時被擠出。餡料可以是果醬或其他異質食品物料，但稠度應與面料的稠度相近。

1.槽形輥定量供料裝置

槽形輥定量供料裝置見圖3-46，（a）用于稠料，（b）用于面漿料，分別用于生產曲奇餅類和蛋糕類糕點。槽形輥供料裝置主要由料斗和2個或3個齒形溝槽的喂料輥等組成。喂料輥的作用是將面料擠向下面的壓力平衡腔。喂料輥的運轉可以是連續的，也可以是間歇的，還可以進行瞬時反轉，以造成排料口瞬時負壓，引起面料被瞬時收回。因此，面料可以是連續或間歇地擠出。這種裝置的優點是結構簡單，便于制造，缺點是根據面料稠度的不同，需及時更換供料裝置。

2.柱塞式定量供料裝置

柱塞式定量供料裝置在澆注和擠出成型機中廣泛采用。這種供料裝置主要由料斗1、往復式柱塞6、柱塞缸筒5和與之相連的切缺軸閥3及成型嘴4等部分構成，如圖3-47所示。吸料時，切缺軸閥3的缺口使料斗1與柱塞缸筒5連通，并且此時柱塞是背向軸閥運動的，由此造成的真空狀態可使面料進入柱塞缸筒5；吸料結束后，切缺軸閥3轉過一定角度，將吸料口關閉，使柱塞泵腔與成型嘴4相連通，同時柱塞朝切缺軸閥方向運動，將腔體和缺口內的軟料從成型嘴排出，如此完成一個吸排料的過程。通過調節柱塞的行程，可以生產不同規格的產品。柱塞式定量的優點是計量比較準確，既適用于稠度較大的軟料供料，也適用于稀薄的蛋糕、杏元面漿等的供料。