一种食品凝胶成型装置的制作方法

本技术涉及食品加工，具体涉及一种食品凝胶成型装置。

背景技术：

1、功能性食品生产中，部分海洋来源活性成分会被加入食品基料中，以制成具有特定形态的营养食品或凝胶类食品。虾青素属于类胡萝卜素，在食品加工过程中其稳定性会受到温度、氧等条件影响；当其被加入需要成型、冷却的食品体系后，冷却过程不仅关系到制品的定型，也关系到功能性成分在加工过程中的稳定性。现有生产中，食品浆料经成型形成凝胶颗粒后，颗粒通常仍具有较高温度，且内部结构尚未完全稳定。

2、现有凝胶颗粒冷却设备多采用单一温区或一次性低温冷却，刚成型颗粒直接进入温度较低的介质时，颗粒表层与内部的温度变化不同步，容易产生收缩不均、变形或相互粘连。对于含虾青素或叶黄素等对加工条件较敏感的功能性成分的食品，较大的温度变化还会增加成分稳定性下降的风险。因此，需要在食品凝胶颗粒连续成型后，使其先经历较缓和的初段冷却，再进入较低温度区域完成后段冷却，并兼顾冷却介质的过滤回流，以提高连续生产的稳定性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种食品凝胶成型装置，用于解决食品凝胶颗粒成型后采用单一温区冷却时容易出现收缩不均、变形或粘连，以及冷却介质循环过程中夹带食品残留物导致管路堵塞的问题。

2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、一种食品凝胶成型装置，包括功能箱、支撑柱、成型机构、冷却组件以及回流组件；

4、功能箱的一侧固定连接有第一过滤箱，第一过滤箱的顶部固定连接有成型机构，成型机构用于将食品凝胶浆料形成食品凝胶颗粒，并将成型后的食品凝胶颗粒输送至冷却组件；支撑柱与功能箱固定连接，支撑柱内设置有扰动组件，扰动组件的移动端连接有支撑管，支撑管的另一端连接有位于功能箱上方的冷却组件；

5、冷却组件设置有多个，多个冷却组件沿食品凝胶颗粒的移动路径依次连通，以形成沿食品凝胶颗粒移动路径依次分布的多个冷却温区，位于最顶部的冷却组件与成型机构相连接，位于最底部的冷却组件与功能箱相连通，使食品凝胶颗粒经成型机构成型后依次经过多个冷却组件进行阶段性冷却定型，并最终进入功能箱内收集；

6、回流组件的进液端与功能箱相连接，其供液端分别与成型机构以及位于最底部的冷却组件的介质输入端相连接，用于将功能箱内经过滤后的冷却液输送至成型机构和多个冷却组件。

7、冷却组件包括导向板、封装板、冷却回流管以及介质输入管，导向板与支撑管相连接，导向板内设置有多组沿导向板长度方向延伸的导流槽，导流槽的进料端与集中槽连通，导流槽的出料端与漏料孔连通，封装板套设于导向板外侧；封装板上连接有冷却回流管，导向板上连接有介质输入管，位于下方的冷却组件的冷却回流管与位于其上方且相邻的冷却组件的介质输入管相互连通，食品凝胶颗粒进入导向板后，可沿导流槽在冷却介质带动及重力作用下移动，并通过漏料孔进入下一冷却组件；冷却介质由下向上依次流经多个冷却组件并逐层吸收热量，食品凝胶颗粒则由上向下依次移动，使刚成型颗粒先在温度相对较高的冷却介质中进行初段缓和冷却，待颗粒结构逐步稳定后，再进入温度较低的冷却组件进行后段冷却定型。

8、进一步地，成型机构包括混合箱、成型箱、转动管、搅拌板、成型器、分流箱、漏水柱以及液体管；混合箱与第一过滤箱固定连接，混合箱内设置有相互隔离的凝胶物料腔和冷却换热腔，凝胶物料腔与成型箱相连通，冷却换热腔分别与分流箱和回流组件相连通；转动管与成型箱转动连接，并由设置于成型箱上的转动驱动电机驱动，转动管上连接有多个搅拌板，成型箱上连接有成型器，转动管与回流组件相连接；分流箱与成型箱相套接，分流箱的一侧固定连接有与成型箱相连接的漏水柱，漏水柱设置有多个，分流箱的一侧设置有漏料孔；液体管的一端与分流箱相连接，另一端与第一过滤箱相连通，混合箱和成型箱可完成食品凝胶浆料的混合及成型，转动管和搅拌板可减少食品凝胶浆料在成型箱内局部滞留或粘附，漏水柱可使刚形成的食品凝胶颗粒及时与冷却液接触，使颗粒表层获得初步稳定并降低颗粒之间粘连的概率。

9、进一步地，转动管的单侧设置有多个排放孔，成型箱靠近漏水柱的一侧开设有排料孔，混合箱上设置有控制器，控制器分别与转动驱动电机、回流组件和扰动组件电连接，转动管内的液体可经排放孔进入成型箱内，并配合搅拌板对成型箱内食品凝胶浆料进行扰动，使食品凝胶浆料保持持续流动状态。

10、进一步地，冷却组件还包括与导向板相连接的弹性套，位于最顶部的冷却组件的弹性套与分流箱相连接，多个冷却组件通过弹性套相互连通；至少一个导向板的底部连接有用于封闭导向板底部部分开口的密封板，导向板上设置有连接孔，两个导向板之间通过连接孔相互连通，且部分连接孔内设置有密封塞。弹性套在相邻冷却组件之间形成柔性连通，并在其弹性变形范围内允许导向板随扰动组件沿丝杆轴向往复移动；密封板和密封塞限制食品凝胶颗粒从未用于连通相邻导向板的连接孔外溢，使食品凝胶颗粒按照预定路径逐层进入下方冷却组件。

11、进一步地，任意相邻两个冷却组件之间设置有串联管，串联管的一端与位于下方的冷却组件的冷却回流管连通，另一端与位于其上方且相邻的冷却组件的介质输入管连通；位于最底部的冷却组件的介质输入管与介质进口管连通，介质进口管与分水箱相连通；位于最顶部的冷却组件的冷却回流管通过冷却管与混合箱的冷却换热腔相连通，冷却管上设置有单向阀，单向阀的允许流动方向为从位于最顶部的冷却组件的冷却回流管朝向冷却换热腔。冷却介质沿多个冷却组件连续流动，并配合多层导向板形成连续换热路径；单向阀用于限制冷却管内介质反向流动，提高冷却循环的稳定性。

12、进一步地，第一过滤箱内设置有多个截滤板，第一过滤箱的底部与功能箱相连通；功能箱内设置有第二过滤板，第二过滤板的下方设置有与回流组件相连通的暂存腔。进入功能箱或第一过滤箱内的冷却液可经过滤后重新进入回流组件，食品凝胶碎屑、糖胶残留物等杂质被截留，从而减少管路堵塞并降低冷却液消耗。

13、进一步地，回流组件包括循环泵、主回流管、分水箱、供水管一以及供水管二；循环泵设置于功能箱的一侧，循环泵的输入端与功能箱内的暂存腔相连通，循环泵的输出端连接有与功能箱固定连接的主回流管，主回流管的顶部连通有分水箱；供水管一设置有多个，供水管一的一端与分水箱相连通，另一端与混合箱的冷却换热腔相连通；供水管二设置有多个，供水管二的一端与分水箱相连通，另一端与转动管相连通；分水箱还通过介质进口管与位于最底部的冷却组件的介质输入管相连通，供水管一和供水管二上均连接有电磁阀，循环泵将功能箱内经过滤后的冷却液输送至分水箱，分水箱分别向混合箱的冷却换热腔、转动管以及位于最底部的冷却组件供液；冷却液经成型机构和多个冷却组件使用后回到功能箱，形成闭合的过滤回流路径，电磁阀用于调节对应供液支路的通断状态和供液量。

14、进一步地，扰动组件包括固定连接在支撑柱顶部的电机，电机的输出端传动连接有减速器，减速器的输出端传动连接有与支撑柱转动连接的丝杆，丝杆的外侧螺纹套接有螺纹套，螺纹套的外侧固定套接有安装圈，安装圈的一侧固定连接有移动块，移动块与支撑管固定连接；移动块与支撑柱上的移动开口沿丝杆的轴向滑动配合，移动开口限制移动块、安装圈和螺纹套绕丝杆转动；移动块上固定连接有与支撑柱相套接的密封片，支撑柱的底部与功能箱相连通，电机经减速器带动丝杆转动，丝杆带动螺纹套、安装圈、移动块和支撑管沿丝杆轴向往复移动，使导向板产生往复扰动，降低食品凝胶颗粒在导流槽内滞留、粘连或堵塞的概率；密封片用于遮挡支撑柱上的移动开口，减少杂质进入支撑柱内部。

15、进一步地，封装板的外侧固定连接有封装条，封装条与导向板相连接，功能箱上设置有用于收集冷却后的食品凝胶颗粒的收集槽，封装条增强封装板与导向板之间的连接稳定性，并减少冷却介质泄漏；收集槽用于集中收集完成冷却定型的食品凝胶颗粒。

16、进一步地，所述冷却回流管、主回流管、介质输入管、串联管、供水管一、供水管二、液体管和冷却管中的至少一种包括中空套、刚性层、橡胶层和涂覆层；中空套包括相互间隔设置的外套壁和内套壁，外套壁与内套壁之间形成环形隔热腔，刚性层、橡胶层和涂覆层由外至内依次设置于内套壁的内侧，刚性层用于提高管道支撑强度，橡胶层用于提高缓冲和密封性能，涂覆层用于减少糖胶或凝胶碎屑附着，外套壁与内套壁之间的环形隔热腔用于降低管道内外热交换，提高冷却介质输送过程中的温度稳定性。

17、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：

18、1.本技术通过多个冷却组件沿食品凝胶颗粒的移动方向依次设置，使冷却介质在流动过程中逐级吸收热量，可降低单级骤冷造成的收缩不均、变形及相互粘连风险；对于含虾青素等功能性成分的食品凝胶颗粒，还能够减少温度突变对食品体系及功能性成分稳定性造成的不利影响，提高连续成型及冷却过程的稳定性。

19、2.本技术通过功能箱、第一过滤箱、第二过滤板、循环泵、主回流管和分水箱形成冷却介质的过滤回流路径，使完成换热后的冷却液经过滤后重新输送至各供液位置，减少食品碎屑及凝胶残留物在循环管路内积聚并降低冷却介质消耗。