本发明属于食品加工技术领域，涉及一种肉制品加工技术，具体涉及一种无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产系统及方法。
背景技术：
即食肉粒是一种广受消费者喜爱的肉制品休闲产品，一般通过解冻、切粒、混料、熟化、包装、杀菌等工艺加工而成。肉制品熟化包装后，一般采用杀菌釜高温热杀菌，或者辐照冷杀菌，确保产品达到商业无菌状态，确保产品在货架期食用安全。但是高温杀菌带来产品口感、香气等不可逆转劣化，如肉纤维化，香气减弱等问题；辐照冷杀菌可以避免热杀菌相关问题，但辐照属于特种行业，无法实现在工厂内配置，一般需要将包装好的产品运输至辐照企业，冷链运输、辐照加工成本高，在高温时节，产品运至但无法及时辐照处理时，还需要存入冷藏库暂存，加工成本进一步增加，且存在腐败变质的可能性。
技术实现要素：
本发明的目的是提供种一种无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产系统及方法，该方法可实现即食肉粒产品包装后无需杀菌即可达到商业无菌。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：包括肉粒熟化模块和无菌包装模块，所述肉粒熟化模块包括螺旋输送机和安装在螺旋输送机内的多个微波加热发生器，所述螺旋输送机倾斜设置，其物料入口位于下端顶部，熟料出口位于上端底部，所述无菌包装模块包括外壳体、送风装置、预分装置和真空袋包装装置，所述预分装置和真空袋包装装置安装在外壳体内，所述送风装置用于往外壳体内输送洁净无菌空气，保持外壳体内处于微正压状态，所述预分装置包括分料装置、环形输送线和安装在环形输送线上的预分料筒，每个预分料筒底部均设有一个能够打开的闸门，所述环形输送线上设置了受料位和包装位，环形输送线采用步进输送，使得预分料筒在受料位和包装位之间循环移动，所述分料装置设于受料位处，分料装置入口向上伸出外壳体顶部与螺旋输送机的熟料出口相连，分料装置的出口对准受料位的预分料筒顶部，所述真空袋包装装置设于环形输送线的包装位处。
进一步地，所述分料装置包括支撑板、进料斗、下料箱和拨料气缸，所述进料斗顶部与螺旋输送机的熟料出口相连，所述支撑板通过支架安装在受料位的预分料筒上方，支撑板上设有与预分料筒对应的出料孔，所述下料箱安装在支撑板和进料斗底部之间，所述下料箱至少设有一个活动侧板，所述支撑板上设有活动导轨和安装在活动导轨上的活动滑块，下料箱上方的进料斗外侧设有一个被动伸缩杆，所述活动侧板上端与被动伸缩杆的下端铰接相连，下端与活动滑块铰接相连，所述拨料气缸安装在支撑板或者支架上，拨料气缸前端与活动侧板铰接相连，通过拨动气缸驱动活动侧板下端沿着活动导轨滑动，使得活动侧板在支撑板上来回拨料，将下料箱内的肉粒在重力作用下从出料孔内进入预分料筒中。
进一步地，所述下料箱为由四块侧板组成的方形箱体，其中两块相对的侧板为固定侧板，另外两块相对的侧板为活动侧板，所述活动导轨固定在每个固定侧板下端的支撑板上，每个活动侧板均通过一个拨料气缸驱动在支撑板上来回运动。
进一步地，每个支撑板上设有2-4个出料孔，环形输送线的步进运动间隔为相应数量出料孔的间隔。
进一步地，所述预分料筒底部的闸门为侧开式闸门，其包括与预分料筒底部截面尺寸匹配的闸板和开设于预分料筒底侧的缺口，闸板通过转轴安装在预分料筒上，通过闸门转进或转出缺口实现闸门关闭和开启，所述转轴上设有使得闸门保持关闭的扭簧，所述闸板尾端设有便于推动的推杆。
进一步地，所述螺旋输送机的倾斜角度为0-30度。
进一步地，所述多个微波加热发生器沿着螺旋输送机的输送方向分布，使得螺旋输送机的输料通道内温度分段分布，具体进料段为40-80度，中间的熟化段为120-240度，出料段为70-90度。
进一步地，所述螺旋输送机内入口处的输送通道顶部设有用于排除湿气的抽湿口。
一种无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、搭建上述即食肉粒自动化生产系统；
步骤2、启动送风装置，往外壳体内输送洁净无菌风，使得外壳体内保持微正压状态，所述预分装置和真空袋包装装置均在微正压环境下运行，保持无菌环境；
步骤3、启动螺旋输送机和微波加热发生器，将配置好的调味肉粒源源不断的加入到物料入口；调味肉粒在在螺旋输送下向前移动，在移动过程中被加热熟化，同时在熟化温度下完成一次高温杀菌；
步骤4、熟化好的肉粒通过熟料出口进入分料装置，通过分料装置将熟化肉粒分装至每个预分料筒内，预分料筒通过环形输送线输送到真空袋包装装置进行真空装袋包装，完成即食肉粒自动化生产。
本发明的有益效果是：该装置可实现包装前产品(熟化肉粒)无菌，包装环境无菌，从而实现包装后产品无需杀菌工艺，即可达到商业无菌。
在微波加热发生器产生的微波作用下，物料内部升温(外部环境温度稳定后保持在120-240℃)，实现在输送过程中，熟化以及脱去部分水分的效果(水分达到一定程度，启动排湿装置，排出湿空气，从而去除水分)。大部分空气由包装单元导入，避免物料入口空气(含微生物)进入。物料在熟化过程中，经长时间(30-60min)、较高温度(120-240℃)加热，利用干热灭菌的原理，从而实现包装前产品(熟化肉粒)无菌。且肉粒在微波熟化装置中缓慢移动，实现对物料的均匀、连续翻动，避免微波加热温度不均匀造成局部糊化，物料粘连在设备上，对后续生产前的设备清洗造成干扰。微波熟化装置呈一定角度，随着熟化的进行，物料中多余油脂在自重下移动至入料口，保证包装前物料中油脂维持在适宜含量范围，有利于后续包装工作及设备清洗工作。
本发明分装工作全部在外壳体内进行，利用送风装置往外壳体内输送洁净无菌空气，使得外壳体内保持微正压，利用微正压使得外部空气环境难以进入预分装置和真空袋包装装置内造成细菌污染，从而不需要二次杀菌；由于设备众多，外壳体是无法保持绝对密封，通过微正压环境保障外壳体内空气流通，还能起到除湿作用。另外螺旋输送机设有抽湿口，通过抽湿机对抽湿口进行抽湿，可以排掉螺旋输送机内由于熟化带来的大量湿气，同时由于螺旋输送机与外壳体内联通，排湿造成的空气损失都由外壳体内的微正压补充，有效防止不洁净空气进入螺旋输送机内。
分装机工作时，即食肉粒通过2块推料板(即活动侧板)来回移动装入预分料筒，在此过程中预分料筒步进式移动，经过3次推动结合步进式移动实现装料，且保证物料不会散落至设备内，预分料筒内物料重量分布在一定精度范围内(每筒重量分布在±5％)。第一次工作时，利用较高环境温度和正压无菌条件，实现包装过程的无菌化；在后续工作时，由于该结构简单易清洁，可确保设备清洗干净，死角处无油污、无散落物料，不会因为未彻底清洁，死角处油污、散落物料成为微生物繁育的载体，形成污染源，无法实现后续包装的无菌化。
附图说明
图1是本发明无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产系统结构示意图。
图2是本发明预分装置俯视图。
图3是本发明分料装置结构示意图。
图4是本发明分料装置的一个拨料气缸推出状态示意图。
图5是本发明分料装置单侧活动侧板移动分料示意图，其中图5(a)为活动侧板初始状态，出料孔在下料箱外，图5(b)为活动侧板退回为竖直状态，下料箱内的肉粒通过出料孔落入下方的预分料筒中，图5(c)为活动侧板再次推出，将肉粒推到出料孔一侧，此时出料孔正下方的预分料筒装料完毕，环形输送线可以再次步进，使得下一个预分料筒移动到出料孔下方装料。
图6是本发明双侧单侧活动侧板移动分料示意图，其中图6(a)为活动侧板初始状态，左侧活动侧板推出倾斜，右侧活动侧板为竖直状态，出料孔在下料箱外，图6(b)为左侧活动侧板退回为竖直状态，下料箱内的肉粒通过出料孔落入下方的预分料筒中，图6(c)为右活动侧板推出，将肉粒推到出料孔左侧，此时出料孔正下方的预分料筒装料完毕，环形输送线可以再次步进，使得下一个预分料筒移动到出料孔下方装料。
图7为本发明提供的一种预分料筒结构示意图。
图中：1-螺旋输送机，2-输送支架，3-输送电机，4-物料入口，5-抽湿口，6-微波加热发生器，7-熟料出口，8-预分装置，81-分料装置，811-支撑板，812-进料斗，813-下料箱，814-拨料气缸，815-出料孔，816-固定侧板，817-活动侧板，818-活动导轨，819-活动滑块，820-被动伸缩杆，82-环形输送线，83-预分料筒，831-闸板，832-缺口，833-推杆，84-受料位，85-包装位，9-真空袋包装装置，10-外壳体，11-送风装置，12-产品装箱装置，13-抽真空封口机构，14-装袋输送线，15-输送绞龙，16-装袋肉粒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图6所示，一种无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产系统，包括肉粒熟化模块和无菌包装模块，所述肉粒熟化模块螺旋输送机1和安装在螺旋输送机1内的多个微波加热发生器6，所述螺旋输送机1倾斜设置，其物料入口4位于下端顶部，熟料出口7位于上端底部，所述无菌包装模块包括外壳体10、送风装置11、预分装置8和真空袋包装装置9，所述预分装置8和真空袋包装装置9安装在外壳体10内，所述送风装置11用于往外壳体10内输送洁净无菌空气，保持外壳体10内处于微正压状态，所述预分装置8包括分料装置81、环形输送线82和安装在环形输送线82上的预分料筒83，每个预分料筒83底部均设有一个能够打开的闸门，所述环形输送线82上设置了受料位84和包装位85，环形输送线82采用步进输送，使得预分料筒83在受料位84和包装位85之间循环移动，所述分料装置81设于受料位84处，分料装置81入口向上伸出外壳体10顶部与螺旋输送机1的熟料出口7相连，分料装置81的出口对准受料位84的预分料筒83顶部，所述真空袋包装装置9设于环形输送线82的包装位85处。
本实施例中螺旋输送机1采用现有技术改造，如图1所示，其包括输送壳体、输送绞龙15和输送电机3，所述输送壳体通过输送支架2安装在地面，输送壳体底部为输送流道，所述输送流道为左高右低的设置，输送绞龙15安装在输送流道内，输送电机3安装在输送壳体外，与输送绞龙15通过减速器相连，输送壳体中部高度变大，向上隆起，三个微波加热发生器6依次安装在输送流道上方的输送壳体上，输送壳体中部隆起的右侧顶部设有用于排除湿气的抽湿口5，输送壳体右端顶部设有物料入口4，左端底部设有熟料出口7。
如图3和图4所示，所述分料装置81包括支撑板811、进料斗812、下料箱813和拨料气缸814，所述进料斗812顶部与螺旋输送机1的熟料出口7相连，所述支撑板811通过支架(图中未画出，为常见支架结构)安装在受料位84的预分料筒83上方，支撑板811上设有与预分料筒83对应的出料孔815，所述下料箱813安装在支撑板811和进料斗812底部之间，本实施例中，所述下料箱813为由四块侧板组成的方形箱体，其中两块相对的侧板为固定侧板816，另外两块相对的侧板为活动侧板817，两个活动侧板817可以在两个固定侧板816之间的空间内来回摆动，每个固定侧板816内侧的支撑板811上设有一个活动导轨818，所述活动导轨818上设有一个活动滑块819，下料箱813上方的进料斗812外侧设有一个被动伸缩杆820，所述活动侧板817上端与被动伸缩杆820的下端铰接相连，下端与活动滑块819铰接相连，所述拨料气缸814安装在支撑板811或者支架上，拨料气缸814前端与活动侧板817铰接相连，通过拨动气缸驱动活动侧板817下端沿着活动导轨818滑动，使得活动侧板817在支撑板811上来回拨料，将下料箱813内的肉粒在重力作用下从出料孔815内进入预分料筒83中。
需要说明的是，为了进一步提高活动侧板817拨动肉粒的效果，活动侧板817与支撑板811接触的下端为圆弧形，最优的，该圆弧形以活动侧板817与活动滑块819的铰接点作为圆心，这样可以保证活动侧板817摆动过程中将肉粒完全挂到支撑板811的一边。
需要说明的是本发明的活动侧板817，可以为一个或者两个，两个时，两个活动侧板817可以交替动作，提供拨动熟化肉粒的效果。
需要说明的是本发明的被动伸缩杆820可以为带弹簧的被动伸缩杆820，通过弹簧使得活动侧板817下端与支撑板811保持一定的预紧力，防止刮动过程中漏料。
本发明分料装置81以单个活动侧板817为例的动作方式如下：
初始状态，如图5(a)所示，拨动气缸伸出将左侧活动侧板817推向右侧，使得出料孔815位于下料箱813空间外侧，熟化肉粒从螺旋输送机1的熟料出口7出来，在自身重力作用下经过进料斗812堆积在下料箱813内，当预分料筒83通过环形输送线82的输送步进运动到支撑板811下方正对出料孔815时，拨动气缸回收，如图5(b)所示，左侧活动侧板817变为竖直状态，出料孔815处于下料箱813内部空间，其内熟化肉粒在自身重力作用下经过出料孔815落入预分料筒83中，之后拨料气缸814再次伸出，将出料孔815上多余的料拨走到右侧，之后环形输送线82再次步进动作，将已经装料好的预分料筒83送走，将空的预分料筒83送到出料孔815下按照上述动作进行再次分料。
对于两个活动侧板817的，其他动作跟上面一样，区别在于拨料时，两个活动侧板817可以交替拨料，如图6所示，以提高效率，当然也可以两个活动侧板817一起拨料，具体的一个活动侧板817退，另一个活动侧板817进，使得下料箱813内熟化肉粒经过出料孔815落料后迅速被另一个活动侧板817刮平，两个活动侧板817只需要动作一次就可以完成分装。
需要说明的是，本发明支撑板811上的出料孔815数量不限于一个，可以为多个，比如2-4个，但是需要注意的是，比如为3个出料孔815时，3个出料孔815对应环形输送线82上三个预分料筒83，即每次活动侧板817动作都可以完成三个预分料筒83的分装，当然此时，环形输送线82每次需要步进三个预分料筒83的距离。
所述预分料筒83底部的闸门的形式不限，本发明提供一种实施例为侧开式闸门，如图7所示，其包括与预分料筒83底部截面尺寸匹配的闸板831和开设于预分料筒83底侧的缺口832，闸板831通过转轴安装在预分料筒83上，通过闸门转进或转出缺口832实现闸门关闭和开启，所述转轴上设有使得闸门保持关闭的扭簧，所述闸板831尾端设有便于推动的推杆833。
作为一种优选实施例，所述螺旋输送机1的倾斜角度为0-30度，所述多个微波加热发生器6沿着螺旋输送机1的输送方向分布，使得螺旋输送机1的输料通道内温度分段分布，具体进料段为40-80度，中间的熟化段为120-240度，出料段为70-90度。
所述螺旋输送机1内入口处的输送通道顶部设有用于排除湿气的抽湿口5，本发明外壳体10内微正压的洁净无菌空气也可通过分料装置81部分进入螺旋输送机1内，补充因为抽湿造成的气压降低，本发明通过螺旋输送机1内设置加热装置，使得加热、杀菌和输送一体化，之后通过微正压环境，有效保证后续预分装置8和真空袋包装装置9处于无菌环境下操作，无需二次杀菌，在预分装置8和真空袋包装装置9通过自然降温，使得肉粒温度保持在60-80度左右。
一种无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产方法，包括以下步骤：
步骤1、搭建上述即食肉粒自动化生产系统；
步骤2、启动送风装置11，往外壳体10内输送洁净无菌空气，使得外壳体10内保持微正压状态，所述预分装置8和真空袋包装装置9均在微正压环境下运行，保持无菌环境；
步骤3、肉粒调制，将原料冻肉(猪肉、牛肉、鸡肉和鸭肉中的一种以上)进行流水解冻、清洗并切粒，大小为2cm3。按1kg肉粒混合面粉100g、芝麻20g、白砂糖100g、食盐50g、食用油100g、白酒20g、味精20g及香辛料20g(由干辣椒100g、花椒20g、八角30g、桂皮20g、小茴香10g、陈皮10g、丁香5g、甘草15g、香果10g，生姜60g，粉碎混匀制成)，得调味肉粒。
步骤4、启动螺旋输送机1和微波加热发生器6，将配置好的调味肉粒源源不断的加入到物料入口4；调味肉粒在在螺旋输送下向前移动，在移动过程中被加热熟化，同时在熟化温度下完成一次高温杀菌；输送速度0.2-0.4米/分钟，微波功率100kw，熟化加热时间为60min左右，微波熟化单元内部温度120-240℃，出料温度80℃左右，得熟化肉粒。
步骤5、熟化好的肉粒通过熟料出口7进入分料装置81，通过分料装置81将熟化肉粒分装至每个预分料筒83内，预分料筒83通过环形输送线82输送到真空袋包装装置9，装袋肉粒16通过装袋输送线14输送到抽真空封口机构13进行进行抽真空和封口，之后通过装袋输送线14输送到产品装箱装置12进行装箱打包。完成即食肉粒自动化生产，真空装袋包装的包装材料通过带杀菌功能的传递窗提前杀菌。
需要说明的是，本发明真空袋包装装置9采用现有技术中真空包装装置，可以在现有技术基础上增加一个可以推动预分料筒83底部闸门的推杆833或者推动气缸，真空袋包装装置9在微正压环境下操作即可，具体采用什么样的设备和技术对本发明技术方案实施不造成影响。对于真空袋包装装置9的具体结构，本发明不再详细说明，比如采用cn201710553636.2进行装袋，采用cn201922011833.9对装袋后进行抽真空和封口。
产品装箱装置12采用现有技术或者单纯为一个储存箱即可。
需要说明的是，本发明未详细展开说明的结构技术均采用现有技术中公知常识实现。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
1.一种无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：包括肉粒熟化模块和无菌包装模块，所述肉粒熟化模块包括螺旋输送机和安装在螺旋输送机内的多个微波加热发生器，所述螺旋输送机倾斜设置，其物料入口位于下端顶部，熟料出口位于上端底部，所述无菌包装模块包括外壳体、送风装置、预分装置和真空袋包装装置，所述预分装置和真空袋包装装置安装在外壳体内，所述送风装置用于往外壳体内输送洁净无菌空气，保持外壳体内处于微正压状态，所述预分装置包括分料装置、环形输送线和安装在环形输送线上的预分料筒，每个预分料筒底部均设有一个能够打开的闸门，所述环形输送线上设置了受料位和包装位，环形输送线采用步进输送，使得预分料筒在受料位和包装位之间循环移动，所述分料装置设于受料位处，分料装置入口向上伸出外壳体顶部与螺旋输送机的熟料出口相连，分料装置的出口对准受料位的预分料筒顶部，所述真空袋包装装置设于环形输送线的包装位处。
2.如权利要求1所述的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：所述分料装置包括支撑板、进料斗、下料箱和拨料气缸，所述进料斗顶部与螺旋输送机的熟料出口相连，所述支撑板通过支架安装在受料位的预分料筒上方，支撑板上设有与预分料筒对应的出料孔，所述下料箱安装在支撑板和进料斗底部之间，所述下料箱至少设有一个活动侧板，所述支撑板上设有活动导轨和安装在活动导轨上的活动滑块，下料箱上方的进料斗外侧设有一个被动伸缩杆，所述活动侧板上端与被动伸缩杆的下端铰接相连，下端与活动滑块铰接相连，所述拨料气缸安装在支撑板或者支架上，拨料气缸前端与活动侧板铰接相连，通过拨动气缸驱动活动侧板下端沿着活动导轨滑动，使得活动侧板在支撑板上来回拨料，将下料箱内的肉粒在重力作用下从出料孔内进入预分料筒中。
3.如权利要求2所述的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：所述下料箱为由四块侧板组成的方形箱体，其中两块相对的侧板为固定侧板，另外两块相对的侧板为活动侧板，所述活动导轨固定在每个固定侧板下端的支撑板上，每个活动侧板均通过一个拨料气缸驱动在支撑板上来回运动。
4.如权利要求2所述的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：每个支撑板上设有2-4个出料孔，环形输送线的步进运动间隔为相应数量出料孔的间隔。
5.如权利要求2所述的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：所述预分料筒底部的闸门为侧开式闸门，其包括与预分料筒底部截面尺寸匹配的闸板和开设于预分料筒底侧的缺口，闸板通过转轴安装在预分料筒上，通过闸门转进或转出缺口实现闸门关闭和开启，所述转轴上设有使得闸门保持关闭的扭簧，所述闸板尾端设有便于推动的推杆。
6.如权利要求1-5任意一项所述的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：所述螺旋输送机的倾斜角度为0-30度。
7.如权利要求6所述的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：所述多个微波加热发生器沿着螺旋输送机的输送方向分布，使得螺旋输送机的输料通道内温度分段分布，具体进料段为40-80度，中间的熟化段为120-240度，出料段为70-90度。
8.如权利要求6所述的即食肉粒自动化生产系统，其特征在于：所述螺旋输送机内入口处的输送通道顶部设有用于排除湿气的抽湿口。
9.一种无需二次杀菌的即食肉粒自动化生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、搭建权利要求2-8任意一项所述即食肉粒自动化生产系统；
步骤2、启动送风装置，往外壳体内输送洁净无菌风，使得外壳体内保持微正压状态，所述预分装置和真空袋包装装置均在微正压环境下运行，保持无菌环境；
步骤3、启动螺旋输送机和微波加热发生器，将配置好的调味肉粒源源不断的加入到物料入口；调味肉粒在在螺旋输送下向前移动，在移动过程中被加热熟化，同时在熟化温度下完成一次高温杀菌；
步骤4、熟化好的肉粒通过熟料出口进入分料装置，通过分料装置将熟化肉粒分装至每个预分料筒内，预分料筒通过环形输送线输送到真空袋包装装置进行真空装袋包装，完成即食肉粒自动化生产。
技术总结