多顆粒態油辣椒物料特性與灌裝方式

張玉華，郭鶴

鄭州科技學院機械工程學院（鄭州 450064）

辣椒作為生活中主要的調味劑，得到全世界人民的喜愛[1-2]。油辣椒作為特色產品，在最近幾年也得到快速發展，其中最為聞名的灌裝辣椒有“辣椒醬”[3]。油辣椒原料為固液混合物，成分復雜，一直以來都是采用手工方式進行裝瓶[4]。為實現油辣椒的規模性發展，辣椒油灌裝技術研發顯得尤為重要，特別是顆粒態油辣椒的灌裝技術[5]。

油辣椒主要以干紅辣椒、肉沫、花生、豆鼓等材料作為主要的原料，添加調味料如花椒、鹽、菜籽油、芝麻、胡椒等，按照一定比例加工混合而成[5-6]。發酵類的辣椒產品一般使用泡辣椒、糟辣椒和高鹽剁椒醬為主，其中糟辣椒有酸味，易出現辣椒破碎的現象；泡椒醬是通過濃度較低的食鹽水浸泡之后，添加乳酸，經過發酵之后制成；這些都是常見的初級加工的辣椒產品[7-8]。

辣椒油作為辣椒深加工的發展方向，但是灌裝辣椒一直處于發展的初級階段，研究顆粒狀辣椒油的自動灌裝控制系統就顯得格外重要?；诖?，對辣椒油自動灌裝機控制系統進行研究設計，旨在為辣椒油的批量生產提供技術支撐[9]。

1 國內外灌裝技術研究進展

1.1 國外灌裝技術研究進展

灌裝技術在食品行業、化妝品行業、飲料行業等被廣泛應用，是很多自動化生產的企業中必不可少的設備[10-11]。在歐洲發達國家，勞動力缺乏，對灌裝技術的發展重視，西方的灌裝技術匯集多方面學科，包括電學、光學和聲學，各種各樣新的機器與設備不斷被開發[12]。歐洲的各種灌裝技術正在向智能化、精確化方向發展。經過長時間發展，歐洲灌裝技術實現多功能、高度自動化[13-14]。

1.2 國內灌裝技術研究進展

中國與灌裝相關的機械從20世紀70年代以來，從依靠國外進口方式，逐步發展至國產灌裝設備基本滿足國內產品的包裝需求[15]。對于一些高精度的灌裝設備，中國主要依靠進口，如制藥行業（受GMP生產質量管理規范限制）[16-17]。中國的灌裝技術走的路線為引進技術、消化吸收、國產化，與國外灌裝技術相比，國內灌裝技術仍有較大差距。在技術創新方面，中國很多關鍵零部件仿制國外產品；在高速、高精度灌裝設備方面與國外技術有很大差距；在生產能力方面，中國設備生產能力雖然擁有完整的灌裝設備，基本可以滿足企業生產要求，但是生產出來的產品質量參差不齊、效率低、灌裝設備的壽命也低、性能也不穩定、先進技術應用很少、穩定性與質量都相對較差[18]。

國內灌裝行業的技術對于密度穩定、形狀規則的物體，如液體、膏體、粉末等，運用較為成功，但在多顆粒態油辣椒物料自動灌裝技術及裝備方面還不多見。

2 灌裝技術工藝概述

常見需要灌裝的材料為兩類，液體材料與固體材料。液體的材料具有流動性，密度基本恒定；固體的材料又具有穩定的形狀，但是流動性差，所以2種不同狀態的材料需要的灌裝方式不相同。

2.1 液體物料灌裝技術工藝

液體灌裝技術一般為常壓灌裝、真空灌裝、等壓灌裝和壓力灌裝4種灌裝方式。根據不同液體材料需要的灌裝方法不同，或者是不同材料需要保存條件不同，所使用的灌裝方法也不同。常見的液體物料使用的灌裝方式、適用條件、適用材料見表1。

表1 液體灌裝技術的種類及適用的條件

2.2 固體物料灌裝技術工藝

固體物料灌裝技術工藝是根據物料的非黏性、半黏性、黏性3類選擇不同灌裝方式，灌裝方式一般又設計為容積填充法、稱重填充法、計數填充法3種方法。3種方法適用條件及產品見表2。

表2 固體灌裝技術的種類及適用條件

3 多顆粒態油辣椒灌裝方式研究

辣椒油產品內含有蔬菜、花生、辣椒、芝麻和雞肉丁，這些材料形狀各異，材料密度不統一，又加之添加油脂，并且油脂的黏度也會隨著溫度變化而變化，導致多顆粒態油辣椒不能形成統一的混合體系，機械灌裝技術難以施展，所以辣椒油一直以來都采用手工的方式進行灌裝，不能實現大規模生產，嚴重影響油辣椒企業規?；l展。

圖1 多顆粒態油辣椒灌裝方式流程圖

為更好地解決多態顆粒油辣椒存在的問題，提出一種新型灌裝方式，即固液分離的灌裝方式。將辣椒油的固液成分進行分離，通過試驗尋找到辣椒油的灌裝方式。由于市場要求灌裝辣椒油固液比例一致，且機械生產需要是高效率生產。采用的方式為將油辣椒分離為固體與液體，將2種不同的物料進行分類灌裝。固體物料定容后進行填充，采用量杯填充法來完成；液體材料主要以油類液體為主，具有一定黏度，易與裝置粘連，采用壓力灌裝方式。圖1為設計的多顆粒態油辣椒灌裝方式流程圖。

4 多顆粒態油辣椒物料灌裝原理

經過查閱文獻[23-25]，根據多顆粒態油辣椒物料的特性，將顆粒狀態的油辣椒灌裝設置為先分離、后灌裝的方式，即將制作完成的多顆粒態油辣椒經過過濾，分離為辣椒油與物料。固體物料通過輸送帶用刮板刮進漏斗，依據體積大小進行灌裝，待固體物料混合結束后，開始注入辣椒油，各個瓶達到規定量時，用推瓶器推至傳送帶到至包裝車間進行壓蓋、品質抽檢和貼標簽等流程。

圖2 多顆粒態油辣椒物料自動灌裝生產工藝流程圖

5 結語

顆粒態油辣椒是由顆粒狀與液態組成的一種產品，該產品的市場需求增長速率快，但是國內灌裝技術不成熟，導致很多生產商采用手工方法進行灌裝。試驗以顆粒態油辣椒為對象，通過對灌裝方式進行研究設計出一臺全自動化的顆粒態油辣椒灌裝機。油辣椒中的油狀物料流動性強，但是油辣椒中的固體物料容易結塊，所以使用固體與液態分開的方式進行裝瓶，固體與液體均采用體積方式進行裝瓶。