1.本实用新型涉及蛋白片自动化生产设备领域，具体涉及一种植物蛋白薄片连续成卷加工系统。
背景技术：
2.以食品挤压技术为核心生产的组织化/拉丝蛋白是国内外市场上模拟肉产品的主要原料，作为肉制品添加物已广泛应用于肉制品、冷冻食品、方便食品、休闲食品等，代表食品有火腿肠、冷冻饺子、方便面调料、手撕素肉等。
3.在形成蛋白片的生产过程中，通常将物料在对应的模具中进行挤压形成薄片状，如中国专利cn211268609u中公开了一种方形食品挤压模具，具体包括模具座，模具座内开设有模具孔，模具孔内安装有模芯，模芯与模具座可拆卸连接；模具座的出料口处设有导料槽，导料槽内设有与导料槽侧壁相垂直的配重压板，配重压板靠近模具座的一端与导料槽转动连接，配重压板上设有配重安装结构；该挤压模具适应于挤压膨化拉丝蛋白，对于植物蛋白薄片等高水分食品挤压不适用。
4.另外在现有技术中也公开了采用螺杆式的偏平冷却模具进行挤压的结构，出料则为扁平结构，但是由于在出料过程中受到宽度与厚度的限制，造成模具的横截面积有限，从而造成挤压成型效率较低的情况。
5.由此，现有的蛋白成型过程中所采用的的模具结构对于片状成型的效率较低，并且最终主要形成片状，并未能够成卷成型的过程，而在连续按缠绕时需要在蛋白薄片进行涂酶以保证在后续成卷后的成品上涂酶均匀。
技术实现要素：
6.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种植物蛋白薄片连续成卷加工系统，解决了从原料加入到蛋白片快速成型并进行均匀涂酶后形成成卷产品的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
8.一种植物蛋白薄片连续成卷加工系统，包括依次布置的挤压系统、成型薄片模具、牵引缓冲装置、收卷机构、涂酶装置以及自动缠绕成卷装置；所述成型薄片模具包括依次固定连接的连接段、分流体、过渡段、分流锥、压缩段以及冷却套，所述冷却套内安装有连接所述分流锥的芯轴，所述芯轴与所述冷却套围合构成成型腔，所述分流锥与所述冷却套之间设置有调节套筒，所述调节套筒通过压盖固定在所述压缩段，所述冷却套上设有位于所述成型腔出口处的刀片；所述涂酶装置包括机架以及安装在所述机架上的丝杠滑台，所述丝杠滑台上安装有涂胶机，所述机架上安装有位于所述涂胶机下方的酶液储存槽，所述酶液储存槽内设有降温夹套结构。
9.优选的，所述挤压系统包括挤压机以及称量计量喂料机，所述挤压机具有喂料口机筒、喂液口机筒、模具安装筒以及挤压机筒，所述称量计量喂料机的出料口与所述喂料口机筒连接；还包括液体供液装置以及冷却成型装置，所述液体供液装置的出液口与所述喂
液口机筒连接，所述冷却成型装置设于所述挤压机筒末端；所述模具安装筒、所述挤压机筒与所述冷却成型装置上均设有至少一个温控装置；所述挤压机筒上设有第一温度计以及压力传感器，所述模具安装筒上分布设有第二温度计；还包括plc控制箱，所述称量计量喂料机、所述液体供液装置、所述温控装置、所述第一温度计、所述第二温度计以及所述压力传感器均与所述plc控制箱通讯连接。
10.优选的，所述液体供液装置包括机架平台以及安装在所述机架平台上的储液罐，所述机架平台上安装有螺杆泵，所述螺杆泵的入口与所述储液罐的出口连接；所述螺杆泵的出口设有出液管路以及安装在所述出液管路上的蝶阀以及电磁流量计；所述储液罐上安装有用于检测内部低位液位的第一液位传感器以及用于检测内部高位液位的第二液位传感器；所述储液罐上还设有自动补液口；所述机架平台上安装有与所述plc控制箱连接的电控箱，所述电控箱采集所述电磁流量计的流量参数并控制所述螺杆泵的供液流量；所述电控箱采集所述第一液位传感器与所述第二液位传感器的液位参数并控制所述自动补液口的开闭。
11.优选的，所述储液罐与所述出液管路之间连接有旁通管路，所述旁通管路上安装有安全阀。
12.优选的，所述安全阀的最高泄压压力为2mpa-4mpa。
13.优选的，所述自动缠绕成卷装置包括机座，所述机座上安装有物料放卷机构以及成卷缠绕机构，所述机座上还设有用于驱动所述物料放卷机构相对于所述成卷缠绕机构移动的驱动机构；所述物料放卷机构释放物料并移动时，物料被所述成卷缠绕机构缠绕为卷状结构。
14.优选的，位于初始位置时，所述物料放卷机构牵引到所述成卷缠绕机构的物料与成卷缠绕机构的旋转轴线之间形成夹角α，α的取值范围为20
°
～60
°
。
15.优选的，所述成卷缠绕机构包括固定安装在所述机座上的缠绕电机以及连接在所述缠绕电机上的缠绕杆。
16.优选的，所述物料放卷机构包括安装在所述驱动机构上的滑座以及转动安装在所述滑座上的放卷轴，所述放卷轴上安装有物料卷；所述滑座上还安装有用于张紧导向物料的压辊。
17.优选的，所述驱动机构包括间隔安装在所述机座上的两个滑轨以及滑动安装在所述滑轨上的滑块，所述滑块固定安装所述滑座；所述机座上还转动安装有滚珠丝杠，所述滑座上安装有与所述滚珠丝杠配合的丝杠螺母，所述机座上安装有用于驱动所述滚珠丝杠转动的进给电机。
18.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
19.通过依次布置的挤压系统、成型薄片模具、牵引缓冲装置、收卷机构、涂酶装置以及自动缠绕成卷装置完成了从原料加入到最终蛋白片成型的全过程，其中，通过将熟化后的物料送入成型薄片模具中后，在成型腔的导向作用下被挤压呈筒状结构，并在出料口处设置刀片对筒状结构进行切割后形成薄片状，相对于现有技术中直接挤压呈薄片形状来说降低了挤压作用力，提高了成型效率；
20.并在后续自动缠绕成型装置的牵引下让经过涂酶装置的蛋白薄片都能够进行均匀涂酶，并在涂酶过程中通过丝杠滑台调节涂胶机的位置以便于适应后侧自动缠绕成型装
置的卷料牵引方向，并在自动缠绕成型装置上形成具有多层成卷的结构。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例中植物蛋白薄片连续成卷加工系统的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例中成型薄片模具的结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例中涂酶装置的结构示意图；
24.图4为图3的俯视视角的结构示意图；
25.图5为本实用新型实施例中挤压系统的结构示意图；
26.图6为本实用新型实施例中液体供液装置的结构示意图；
27.图7为本实用新型实施例中自动缠绕成卷装置的结构示意图；
28.图8为本实用新型实施例中缠绕杆与缠绕电机的连接结构示意图；
29.图9为图8的俯视视角的结构示意图；
30.图中，
31.自动缠绕成卷装置100、机座101、物料放卷机构102、滑座1021、放卷轴1022、物料卷1023、压辊1024、成卷缠绕机构103、缠绕电机1031、缠绕杆1032、连接孔1033、定位孔1034、弹簧柱销1035、开口结构1036、驱动机构104、滑轨1041、滚珠丝杠1042、进给电机1043、液体供液装置200、机架平台201、储液罐202、螺杆泵203、出液管路204、蝶阀205、电磁流量计206、第一液位传感器207、第二液位传感器208、自动补液口209、电控箱2010、旁通管路2011、安全阀2012、剪切搅拌机构2013、止回阀2014、滚动轮2015、承载板2016、安装板2017、导通管2018、手动阀2019、挤压系统300、挤压机301、称量计量喂料机302、冷却成型装置303、温控装置304、第一温度计305、压力传感器306、第二温度计307、成型薄片模具400、连接段401、分流体402、过渡段403、分流锥404、压缩段405、冷却套406、芯轴407、调节套筒408、压盖409、牵引缓冲装置500、收卷机钩600、涂酶装置700、机架701、丝杠滑台702、涂胶机703、酶液储存槽704。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
33.如图1-图4所示，本实用新型的实施例中提出了一种植物蛋白薄片连续成卷加工系统，包括依次布置的挤压系统300、成型薄片模具400、牵引缓冲装置500、收卷机构、涂酶装置700以及自动缠绕成卷装置100；通过将原料加入到挤压系统300中搅拌、熟化、冷却成型后，再送入成型薄片模具400中进行蛋白片成型，成型为蛋白片的物料经过牵引缓冲装置500后在收卷机构上形成临时成卷，在自动缠绕成卷装置100中形成卷状结构，并通过涂酶装置700在蛋白片上进行均匀涂酶，由此完成了从原料加入到最终卷状产品成型的过程。
34.其中，所述成型薄片模具400包括依次固定连接的连接段401、分流体402、过渡段403、分流锥404、压缩段405以及冷却套406，所述冷却套406内安装有连接所述分流锥404的芯轴407，所述芯轴407与所述冷却套406围合构成成型腔，所述分流锥404与所述冷却套406之间设置有调节套筒408，所述调节套筒408通过压盖409固定在所述压缩段405，所述冷却套406上设有位于所述成型腔出口处的刀片，通过连接段401将整个成型薄片模具400安装
到挤压系统300出料端，然后再分流体402的作用下对物料进行分流进入到两个成型腔中，最终在后续物料继续进入而推动前面的物料在芯轴407与冷却套406之间的成型腔的作用下，实现了呈现筒状结构挤压成型，最终在出料时通过刀片对筒状结构进行切割后形成片状结构而继续向外移动到牵引缓冲装置500，然后想后续工序进行移动；通过成型薄片模具400形成的蛋白薄片的厚度为0.5-2.5mm，宽度在20-320mm之间，本实施例中生产的蛋白薄片的厚度在1-1.5mm之间浮动，而宽度在25-30mm之间浮动。
35.在进行自动缠绕成卷前，通过涂酶装置700对经过的蛋白片进行涂酶，具体的，所述涂酶装置700包括机架701以及安装在所述机架701上的丝杠滑台702，所述丝杠滑台702上安装有涂胶机703，所述机架701上安装有位于所述涂胶机703下方的酶液储存槽704，所述酶液储存槽704内设有降温夹套结构，通过丝杠滑台702实现对涂胶机703的位置移动，其中，丝杠滑台702采用现有成品丝杠滑动结构，主要在于对涂胶机703进行位置调节，而涂胶机703为电机带着两个滚筒转动并对酶液储存槽704内的酶液进行滚刷到蛋白片上，从而完成涂酶过程。其中在酶液储存槽704内设置降温夹套结构便于进行降温后提高酶液的流动性。
36.具体的，如图5-图6所示，挤压系统300包括挤压机301以及称量计量喂料机302，所述挤压机301具有喂料口机筒、喂液口机筒、模具安装筒以及挤压机301筒，其中挤压机301与称量计量喂料机302均可继续采用现有技术中的相关构成即可，让所述称量计量喂料机302的出料口与所述喂料口机筒连接，通过称量计量喂料机302将粉体原料通过喂料口机筒加入到挤压机301中，同时还包括液体供液装置200以及冷却成型装置303，所述液体供液装置200的出液口与所述喂液口机筒连接，通过液体供液装置200将液体原料通过喂液口机筒送入挤压机301内部，从而在模具安装筒内实现粉体原料与液体原料的搅拌混合，具体为通过电机驱动的螺旋杆在转动时实现搅拌、粉碎，经过熟化后的物料经过冷却成型装置303形成便于向后续成型模具中输送的状态，由此，在所述冷却成型装置303设于所述挤压机301筒末端。
37.在粉体原料与液体原料进行搅拌粉碎的过程中并进行熟化，具体在所述模具安装筒、所述挤压机301筒与所述冷却成型装置303上均设有至少一个温控装置304，温控装置304为电热丝以及控制器构成，具体的温控装置304采用目前常用的产品型号即可，通过温控装置304在原料加入到最终成型持续进行加热熟化，从而提高物料熟化效率，并保证物料熟化。
38.具体物料在模具安装筒、挤压筒内中进行加工过程中，为了对相应的温度以及压力进行实时监控，在所述挤压机301筒上设有第一温度计305以及压力传感器306，所述模具安装筒上分布设有第二温度计307，通过获得对应的温度及压力便于进行中控，其中，模具机筒上分布设有3个第二温度计307以及2个温控装置304，从而在物料搅拌粉碎过程中形成更加全面的温度控制以及温度采集，具体，还包括plc控制箱，所述称量计量喂料机302、所述液体供液装置200、所述温控装置304、所述第一温度计305、所述第二温度计307以及所述压力传感器306均与所述plc控制箱通讯连接；通过plc控制箱实现对各个位置的温度信号、压力信号进行采集后能够对前端原料加入的速度进行相应的调节控制，从而能够实现原料的自动持续加入，并对整个挤压过程中实现自动控制，其中，plc控制箱为常规技术，具体的控制方式也为本领域常规技术，此处不再累述。
39.为了便于对plc控制箱进行操控，并便于实现自动控制与手动控制两种模式的触控切换，在所述plc控制箱上集成安装有触控屏，所述触控屏上设有自动模式按钮以及所述手动模式按钮。
40.具体的，如图3所示，液体供液装置200作为蛋白片加工生产流水线中的一个组成部分，其正常运行至关重要，包括机架平台201以及安装在所述机架平台201上的储液罐202，所述机架平台201上安装有螺杆泵203，所述螺杆泵203的入口与所述储液罐202的出口连接；具体的，在储液罐202的出口与所述螺杆泵203的入口之间设置有导通管2018，并且在导通管2018上安装有手动阀2019，在开始运行时保持手动阀2019打开即可。
41.同时在所述螺杆泵203的出口设有出液管路204以及安装在所述出液管路204上的蝶阀205以及电磁流量计206，并且在所述储液罐202上安装有用于检测内部低位液位的第一液位传感器207以及用于检测内部高位液位的第二液位传感器208，在所述储液罐202上还设有自动补液口209；同时，在所述机架平台201上安装有电控箱2010，所述电控箱2010采集所述电磁流量计206的流量参数并控制所述螺杆泵203的供液流量；通过电控箱2010采集电磁流量计206的流量参数后能够获得较为准确的计量，同时还能够对螺杆泵203的转速进行控制，从而保证输出液体流量的稳定性，并且通过电控箱2010实现在线实时调节，或通过电控箱2010上的集成触控屏进行手动调节，具体的，此处提及的电控箱2010为plc控制箱，可采用现有技术中的常规产品即可。
42.同时，通过所述电控箱2010采集所述第一液位传感器207与所述第二液位传感器208的液位参数并控制所述自动补液口209的开闭，其中，自动补液口209包括连通原料供液端的管路以及电磁阀等，当电控箱2010采集到第一液位传感器207的低液位信号后控制自动补液口209处于打开状态从而实现向储液罐202内进行补液，当电控箱2010采集到第二液位传感器208的高液位信号时控制自动补液口209处于关闭状态，从而能够自动根据储液罐202内的原料液位高度实现补液过程，能够提高补液效率，并保证生产线连续运行。
43.为了保证在出液过程中由于出液端产生堵塞等情况时不会造成爆管的情况，在所述储液罐202与所述出液管路204之间连接有旁通管路2011，所述旁通管路2011上安装有安全阀2012，在达到安全阀2012的连通压力后将液体经过旁通管路2011送回储液罐202，由此降低出液管路204中的管路压力。
44.具体的，安全阀2012的设定最高泄压压力为2mpa-4mpa之间，可具体根据输送原料的颗粒情况以及管路的堵塞可能性设定对应的泄压压力。
45.为了对储液罐202中的原料在出液前进行搅拌并对内部的颗粒物实现切割，具体在所述储液罐202上安装有剪切搅拌机构2013，所述剪切搅拌机构2013包括转动安装在所述储液罐202上剪切搅拌轴以及安装在储液罐202的驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过联轴器、减速机连接到所述剪切搅拌轴，其中，剪切搅拌轴的切割粒度以及具体构成均可采用现有技术中的成熟产品即可，通过驱动电机将动力经过联轴器、减速机后带着剪切搅拌轴进行转动。
46.具体为了避免出液管路204产生回流的情况，在所述出液管路204上还安装有位于所述电磁流量计206下游的止回阀2014。
47.为了对整个装置实现根据应用场景及位置实现移动，在所述机架平台201上设有移动机构，所述移动机构包括两两对称设置的四个滚动轮2015，其中两个所述滚动轮2015
上集成有刹车结构。
48.而所述机架平台201包括承载板2016以及固定在所述承载板2016上的安装板2017，所述安装板2017用于支撑安装所述螺杆泵203，通过安装板2017实现对螺杆泵203的可靠固定安装，并且起到一定的减震作用。
49.进一步的，如图7-图9所示，自动缠绕成卷装置100包括机座101，所述机座101上安装有物料放卷机构102以及成卷缠绕机构103，所述机座101上还设有用于驱动所述物料放卷机构102相对于所述成卷缠绕机构103移动的驱动机构104；在所述物料放卷机构102释放物料并移动时，物料被所述成卷缠绕机构103缠绕为卷状结构，通过物料放卷机构102释放物料并相对成卷缠绕机构103形成位置移动，从而能够在成卷缠绕机构103上将物料缠绕为卷状结构，完成成型过程，相对于现有技术来说，通过调节物料放卷机构102的移动速度或者调节成卷缠绕机构103的成卷速度即可对成卷的结构形状进行调节，本实施例中，物料放卷机构102的移动速度为4-20cm/s，如固定在10cm/s。
50.为了提高成卷后让缠绕压边宽度大于物料宽度的二分之一，以确保成卷结构的稳定性，当处于初始位置时，即在准备启动缠绕前，让所述物料放卷机构102牵引到所述成卷缠绕机构103的物料与成卷缠绕机构103的旋转轴线之间形成夹角α，α的取值范围为20
°
～60
°
，为了进一步保证缠绕速度与相对移动速度匹配，α的取值范围为25
°
～35
°
。
51.具体的，所述成卷缠绕机构103包括固定安装在所述机座101上的缠绕电机1031以及连接在所述缠绕电机1031上的缠绕杆1032，通过缠绕电机1031驱动缠绕杆1032转动后实现对物料的缠绕成卷过程。
52.为了对缠绕杆1032在对物料缠绕过程中的张力过载形成缓冲，在所述缠绕电机1031的输出轴与所述缠绕杆1032之间安装有梅花联轴器以及磁粉离合器；其中，磁粉离合器的工作原理为：当激磁线圈无电流通过时：工作腔里的磁粉呈松散状态。在主动转子所产生的的离心力作用下，磁粉被均匀甩在主动转子的内壁上，主、从动转子之间无力的相互作用，磁粉离合器处于分离状态，没有转矩的传递。当激磁线圈有电流通过时：磁辊中产生工作磁通，工作腔内的磁粉沿磁通方向呈链状连接起来形成磁粉链，磁粉离合器就是靠此时磁粉与磁粉、磁粉与工作面间的摩擦力和磁粉链间的抗剪力来传递转矩，磁粉离合器处于结合状态。切断电流时：磁通随激磁电流的消失而消失，磁粉在重力作用下又重新处于松散状态，并在离心力作用下，被甩在主动转子内壁上，磁粉离合器再次处于分离状态。
53.而梅花联轴器需光滑，维修操作量少，可持续一直运转。梅花瓣儿的横截面一般为圆形，这些能提升负荷在操作面上散布的匀称性，能传送较大的转矩。梅花惯性距离体有多个叶片分支，像滑块联轴器一样，经过压挤来使梅花惯性距离体和双方的轴套符合，并以此保障了其零间隙功能。梅花惯性距离体将会被压扁变形得到惯性，预加载荷失踪，得到零间隙的功能。梅花联轴器主要适用于启动频繁，正反转，中高速中等扭矩和要求好可靠性的工作场合。工作环境温度-35℃～ 100℃，传递公称扭矩25～12500nm，许用转速1500～15300r/min。
54.当然不考虑过载的情况下，也可将缠绕杆1032直接安装在缠绕电机1031上，具体的，所述缠绕电机1031的输出轴上开设有用于插入所述缠绕杆1032的连接孔1033，所述缠绕电机1031的输出轴上还开设有连通所述连接孔1033的至少一个定位孔1034，所述定位孔1034内设有用于止动所述缠绕杆1032的弹簧柱销1035，从而可实现对缠绕杆1032的快速拆
装过程，可根据需要调整缠绕杆1032的长度；具体缠绕电机1031的转速为50-300rpm，例如在200-280rpm范围内；其中，缠绕杆1032的长度尺寸为550mm左右。
55.为了对物料开始缠绕前进行端头定位固定，在所述缠绕杆1032的端部开设有用于定位物料端头的开口结构1036。
56.同时，所述缠绕杆1032的截面形状呈椭圆形、圆形、矩形或多边形中的一种，特别是采用非圆形截面时能够防止物料相对缠绕杆1032打滑。
57.具体的，所述物料放卷机构102包括安装在所述驱动机构104上的滑座1021以及转动安装在所述滑座1021上的放卷轴1022，所述放卷轴1022上安装有物料卷1023，物料拉动物料卷1023转动后实现物料释放过程，并且在所述滑座1021上还安装有用于张紧导向物料的压辊1024，通过压辊1024的作用对物料在缠绕杆1032上进行缠绕时实现导向并张紧的作用。
58.具体的，所述驱动机构104包括间隔安装在所述机座101上的两个滑轨1041以及滑动安装在所述滑轨1041上的滑块，所述滑块固定安装所述滑座1021，并且在所述机座101上还转动安装有滚珠丝杠1042，所述滑座1021上安装有与所述滚珠丝杠1042配合的丝杠螺母，所述机座101上安装有用于驱动所述滚珠丝杠1042转动的进给电机1043；进给电机1043运行时，通过滚珠丝杠1042与丝杠螺母的配合让滑座1021能够在滑轨1041上实现滑动，从而带着物料边释放边移动。
59.在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
60.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
61.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
62.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。