馬鈴薯螺桿擠壓制泥設(shè)備優(yōu)化與試驗研究

簡華斌，杜志龍,2，張 克,2，張麗娜,2，王 也,2，郭亞琳，李振龍

（1.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)全國重點實驗室，北京 100083）

0 引言

馬鈴薯泥香滑軟糯、營養(yǎng)豐富，常被作為原輔材料制成馬鈴薯泥系列的面條、饅頭、薯片和糕點等馬鈴薯食品，具有較高的加工適應(yīng)性[1]。馬鈴薯泥可以由鮮馬鈴薯直接沖壓或搗制而成，也可以在脫水馬鈴薯全粉中加入熱水沖調(diào)制成[2]。手工搗碎制泥的方式效率低、勞動強(qiáng)度大、污染嚴(yán)重，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)節(jié)奏的需要。目前，國內(nèi)主要是利用馬鈴薯顆粒粉或雪花粉調(diào)制馬鈴薯泥，儲運(yùn)效率較高，但存在風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)劣變和營養(yǎng)成分流失等問題，限制馬鈴薯食品的推廣應(yīng)用[3]。

國內(nèi)早期的馬鈴薯泥大批量生產(chǎn)大多是在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，或者直接引進(jìn)國外先進(jìn)馬鈴薯泥生產(chǎn)線[1]。近30 多年來，我國馬鈴薯制泥技術(shù)快速迭代，在手工搗碎制泥的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了沖擊制泥、碾壓制泥（輥軸）、斬拌制泥和摩擦制泥等機(jī)器制泥技術(shù)，極大地提高了制泥效率，但仍存在能耗高、風(fēng)味差、質(zhì)構(gòu)劣變等問題[4-7]。

螺旋擠壓關(guān)鍵技術(shù)裝備的升級優(yōu)化，為馬鈴薯泥工藝創(chuàng)新和品質(zhì)提升提供新的發(fā)展思路。樊佳玫等[8]研究發(fā)現(xiàn)，螺桿擠壓技術(shù)可以提高馬鈴薯抗性淀粉和慢消化淀粉的含量，減緩餐后血糖上升速率，為馬鈴薯食品的深度開發(fā)提供一定的參考。中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司[4]發(fā)明的原薯制泥成型一體機(jī)，利用螺旋槳葉裝置實現(xiàn)了混合攪拌、沖壓制泥的功能，同時螺旋擠壓裝置將各個工藝環(huán)節(jié)高度集中，使馬鈴薯泥的工業(yè)集成化生產(chǎn)能夠得到跨越式發(fā)展。馬鈴薯泥加工技術(shù)與裝備創(chuàng)新有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提升馬鈴薯附加價值，保障國家糧食安全，已成為馬鈴薯食品研究領(lǐng)域的一個重要內(nèi)容。

1 馬鈴薯制泥工藝試驗及優(yōu)化

根據(jù)熟化試驗結(jié)果，優(yōu)化新鮮馬鈴薯切制和熟化等預(yù)處理工藝，為設(shè)備結(jié)構(gòu)及尺寸優(yōu)化設(shè)計提供工藝參數(shù)。研究制泥方式對產(chǎn)品主要營養(yǎng)成分和物化特性的影響，基于不同馬鈴薯泥成分及性狀分析，建立馬鈴薯泥品質(zhì)評價指標(biāo)[9]。

1.1 材料與方法

1.1.1 材料

選用大西洋馬鈴薯作為試驗原料，產(chǎn)自甘肅省定西市，單個質(zhì)量為100～150 g，長徑為8～12 cm，新鮮無損傷。試驗過程如圖1 所示。

圖1 試驗流程Fig.1 Pre-experiment flow chart

1.1.2 主要儀器與設(shè)備

SZ26B5 型蒸汽鍋（浙江蘇泊爾股份有限公司）；HDJDG-28C304 型電煮鍋（山東惠當(dāng)家電器有限公司）；2119N 型破壁機(jī)（西貝樂實業(yè)（上海）有限公司）；DL-1 型電子萬用爐（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）；TB-215D 型分析天平（賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司）；GZX-9070MBE 型電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；SH220F 型石墨消解儀（海能未來技術(shù)集團(tuán)股份有限公司）；KDY-9 820 型凱氏定氮儀（北京通潤源機(jī)電技術(shù)有限責(zé)任公司）；DZKW-S-6 型電熱恒溫水浴鍋（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）。

1.1.3 主要營養(yǎng)成分含量測定

水分含量依據(jù)GB 5009.3?2016（直接干燥法）檢測；蛋白質(zhì)含量依據(jù)GB 5009.5?2016（凱氏定氮法）檢測；還原糖含量依據(jù)GB 5009.7?2016（直接滴定法）檢測；淀粉含量依據(jù)GB 5009.9?2016（酸水解法）檢測。

1.1.4 試驗方法

（1）切制。將馬鈴薯清洗后按照不切制、切塊和切片3 種方式進(jìn)行處理。不切制馬鈴薯分為去皮和不去皮2 組；根據(jù)棱長尺寸范圍將馬鈴薯切制成大塊和小塊2 組；此外，將馬鈴薯分別沿長徑和短徑方向切制成片狀，并且按照0.5、1.0 和1.5 cm 厚度各分為3組進(jìn)行切制。

（2）熟化。將1.0 cm 厚的馬鈴薯片基于不同熟化方式分為兩組進(jìn)行熟化。蒸汽熟化采用常壓蒸汽11 min；水煮熟化采用沸水浴煮11 min。

（3）制泥。將熟化后的馬鈴薯按照兩種常見方式進(jìn)行制泥。擠壓制泥利用研缽將馬鈴薯連續(xù)擠壓，壓力為0.01～0.20 MPa；斬拌制泥利用破壁機(jī)將馬鈴薯攪拌破碎，攪拌刀轉(zhuǎn)速為20 000 r/min。

1.2 切制試驗

將10 組不同切制方式下的馬鈴薯蒸汽熟化，完全熟化后，記錄預(yù)處理效率和損耗率。由圖2 可知，新鮮馬鈴薯帶皮熟化后，表面的芽眼去除困難；新鮮馬鈴薯去皮整顆熟化時間長，外層薯肉過分熟化，使內(nèi)聚性降低，容易松散裂開并脫落，在煮制和水冷過程中更容易使薯肉分散入水中，損失率增加；馬鈴薯去皮、切制成大塊狀熟化后，邊角等處過分熟化，容易使薯肉脫落。由圖3 可知，由大塊變成小塊狀后，其表面積增大，褐變反應(yīng)加??；沿長徑方向切制的馬鈴薯片長寬比較大，在熟化過程中容易斷裂，造成物質(zhì)流失；沿短徑方向切片時，將馬鈴薯按照0.5、1.0 和1.5 cm 厚度切制后，使用常壓蒸汽分別處理7、11 和15 min。0.5 cm 厚度的馬鈴薯片預(yù)處理后斷裂數(shù)量最多，1.0 cm 厚度的馬鈴薯次之，1.5 cm 厚度的馬鈴薯片最少，但是1.5 cm 厚度的馬鈴薯片因外層薯肉脫落造成的損耗率為3%～5%，高于其他兩種厚度的馬鈴薯片。因此，在螺桿擠壓制泥過程中，選擇沿短徑方向切制1.0 cm厚度的馬鈴薯片最為合適[10]。

圖2 帶皮熟化馬鈴薯Fig.2 Potatoes heated with skin on

圖3 小塊狀馬鈴薯Fig.3 Oxidized small size block potato

1.3 制泥試驗

按照不同的熟化和制泥工藝，把制成的馬鈴薯泥分成4 組，其風(fēng)味性狀如表1 所示。分別檢測4 組馬鈴薯泥的水分、蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖含量，其中，蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖含量都進(jìn)行去水分修正，檢測結(jié)果如表2 所示。蒸熟和煮熟后的馬鈴薯中水分含量略有提高，表明在蒸煮過程中，薯肉吸收了更多水分；相對于未熟化的馬鈴薯，蒸熟的馬鈴薯淀粉含量下降了11.1%，煮熟的馬鈴薯淀粉含量下降了15.4%。擠壓和斬拌兩種方法制出的馬鈴薯泥淀粉含量差異較小?？赡苁歉邷厥旎共糠值矸坜D(zhuǎn)化為還原糖，此外，制泥過程中破碎方式對淀粉含量無顯著影響。煮熟馬鈴薯的營養(yǎng)成分含量都低于蒸熟的馬鈴薯，表明在水煮過程中，部分游離的蛋白質(zhì)、淀粉和還原糖逸散進(jìn)入了水中。斬拌破碎產(chǎn)生了更大剪切應(yīng)力，導(dǎo)致細(xì)胞破碎率增大，蛋白質(zhì)和還原糖逸散損失率增加。由于蒸熟后擠壓制成的馬鈴薯泥口感風(fēng)味最佳，并且營養(yǎng)成分損失小，因此選擇蒸制的方式熟化馬鈴薯片[11-12]。

表1 不同馬鈴薯泥風(fēng)味性狀Tab.1 Flavor and shape characteristics of different mashed potatoes

表2 薯泥主要營養(yǎng)成分含量Tab.2 Content of main nutrients in potato puree

1.4 評價指標(biāo)建立

除了機(jī)器制泥外，還包括沖調(diào)制泥等多種馬鈴薯制泥方式，而且馬鈴薯泥制品種類繁多，風(fēng)味性狀不一。因此，目前還沒有完善的馬鈴薯泥評價體系?；跅铄⒌鸟R鈴薯泥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，制定擠壓制泥產(chǎn)品的評價指標(biāo)[11-14]。如表3 所示，主要包括外觀、風(fēng)味、口感等評價內(nèi)容。

表3 薯泥質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Standards for quality evaluation of potato puree

2 整機(jī)結(jié)構(gòu)

溝槽腔體變螺距螺桿擠壓制泥機(jī)主要由機(jī)架、傳動裝置、輸送裝置、擠壓裝置和出口裝置組成，其主要結(jié)構(gòu)及部件如圖4、圖5 所示。其中，擠壓裝置和出口裝置是核心部件。電機(jī)通過帶傳動將動力傳遞到傳動軸上，傳動軸與撥軸頭連接，從而帶動螺桿旋轉(zhuǎn)。制泥時，將蒸汽熟化后的馬鈴薯片瀝干后從入料口倒入輸送段腔體中，輸送段螺桿通過旋轉(zhuǎn)將馬鈴薯泥均勻穩(wěn)定地輸送到擠壓段腔體中；而擠壓段螺桿上的變螺距螺旋葉片實現(xiàn)物料增壓，將馬鈴薯破碎壓實，并擠壓進(jìn)入多孔板外筒中；多孔板外筒中的鉸刀將馬鈴薯泥混合均化、攪拌磨碎，最終多孔板外筒中的壓力將馬鈴薯泥從多孔板擠出。制泥機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、拆裝方便、控制簡單及擠壓裝置緊湊，制泥過程較短，運(yùn)行穩(wěn)定可靠[15-17]。

圖4 整機(jī)結(jié)構(gòu)Fig.4 Overall structure

圖5 擠壓裝置結(jié)構(gòu)Fig.5 Structure of extrusion device

3 關(guān)鍵零部件設(shè)計

3.1 出口部件

出口部件主要由多孔板、固定套筒、端蓋等組成，其中，多孔板是核心零件。多孔板采用食品級的304不銹鋼制成，通過固定套筒進(jìn)行定位，并利用鍵連接的方式固定在多孔板外筒中。端蓋通過螺紋連接方式緊固在多孔板外筒的末端，從而對整個出口裝置進(jìn)行固定。

設(shè)置馬鈴薯泥密度1 018 kg/m3，黏度20 Pa·s，入口速度0.01 m/s，入口相對大氣壓為0.1 MPa，出口相對大氣壓為0.001 MPa，采用Viscous-Laminar 模型求解，對?？走M(jìn)行仿真，結(jié)果如圖6、圖7 所示。腔體內(nèi)的壓力及流體流速受直孔的影響而分布不均，并且隨著直孔孔徑增加，腔體內(nèi)壓力減小和出口最大速度呈反比例減小。為了穩(wěn)定腔體內(nèi)的擠壓環(huán)境，采用小孔徑?？浊叶嗫追植嫉目装褰Y(jié)構(gòu)。小孔直徑為6 mm，呈中心對稱的均勻分布模式，多孔板上的孔隙率為30%左右。由于小孔均勻分布在多孔板上，尺寸較小，出口處的壓力和流速變化都能控制在較小范圍內(nèi)，從而保證腔體內(nèi)壓力和流速的均勻穩(wěn)定。此外，為了減小多孔板內(nèi)側(cè)小孔處出現(xiàn)的壓力激變現(xiàn)象，在多孔板內(nèi)側(cè)小孔處進(jìn)行倒角，從而將流速和壓力的劇變向小孔內(nèi)延后。多孔板中心處設(shè)計了直徑62 mm 的通孔，使出料軸頭穿過通孔支撐在固定套筒上，便于螺桿安裝。

圖6 直孔壓力分布Fig.6 Straight hole pressure profile

圖7 直孔速度分布Fig.7 Straight hole velocity profile

3.2 腔體結(jié)構(gòu)

腔體主要分為輸送段腔體、擠壓段腔體和?？装逋馔? 段，首尾端面皆使用螺栓連接，模孔板外筒末端通過螺紋固定出口端蓋，實現(xiàn)了模塊化腔體設(shè)計。輸送段腔體和模孔板外筒都采用光滑壁面，提高馬鈴薯泥的輸送效率。為了避免制成的馬鈴薯泥中存在較大的顆粒，在擠壓段腔體內(nèi)壁上分布螺旋狀的溝槽結(jié)構(gòu)。矩形溝槽端面深度為4 mm，螺旋角為15°，旋向與螺桿一致。由圖8 可知，溝槽腔體不僅能夠抑制馬鈴薯泥在擠壓過程中的回流，使出料更快，而且有利于增強(qiáng)腔體內(nèi)壁附近的壓力變化和對馬鈴薯泥的剪切作用，使馬鈴薯泥破碎效果更加徹底[18-19]。

圖8 腔體結(jié)構(gòu)Fig.8 Cavity structure

3.3 螺桿結(jié)構(gòu)

螺桿上選擇直母線螺旋葉片，主要分為輸送段螺桿和擠壓段螺桿。兩段螺桿利用同一件中空桿件，分別焊接等螺距螺旋葉片和變螺距螺旋葉片制成，兩種螺旋葉片之間光滑連接。等螺距螺桿螺距為270 mm，螺槽深度為50 mm，較大的行程能夠快速輸送薯泥，持續(xù)為擠壓段腔體填充物料。由圖9 可知，擠壓段螺桿的螺旋角采用階梯變加速增加的方式設(shè)計，使得其能在較短行程內(nèi)實現(xiàn)快速增壓的效果。螺桿首端焊接撥軸頭，與傳動軸直接連接輸入動力，帶動螺桿旋轉(zhuǎn)。末端固定出料軸頭，支撐于固定套上，同時對鉸刀起到了支撐和傳動作用。

圖9 擠壓段螺桿結(jié)構(gòu)Fig.9 Screw structure of extrusion section

輸送段的螺旋葉片由于螺距大，所以只有推進(jìn)面受到壓力，并且受力較小。擠壓段螺桿在旋轉(zhuǎn)過程中，螺旋葉片推進(jìn)面、非推進(jìn)面和葉片外沿都受到壓力，推進(jìn)面上的壓力最大。螺旋角越小，螺旋葉片推進(jìn)面上受到的壓力越大。因此，在薯泥不發(fā)生阻塞的情況下，擠壓段末端的螺旋葉片受到的壓力最大。

3.4 鉸刀結(jié)構(gòu)

鉸刀采用多齒結(jié)構(gòu)，端面和鉸刀齒側(cè)面分布溝槽。鉸刀安裝在螺桿末端，緊鄰?？装?。由圖10 可知，鉸刀隨螺桿轉(zhuǎn)動時，一方面鉸刀齒產(chǎn)生攪拌作用，使馬鈴薯泥沿鉸刀表面溝槽發(fā)散流動，提高了馬鈴薯泥的混合均化效果；另一方面鉸刀產(chǎn)生磨盤的作用，其端面溝槽和?？装迳暇夹】椎南鄬\(yùn)動增加了馬鈴薯的剪切、擠壓過程，使馬鈴薯泥更加細(xì)膩，避免了較大顆粒的存在。此外，鉸刀的旋轉(zhuǎn)使模孔交替閉合，能夠避免因壓力過大或物料過于稀疏產(chǎn)生的噴射現(xiàn)象。

圖10 鉸刀結(jié)構(gòu)Fig.10 Reamer structure

4 關(guān)鍵部件仿真分析

根據(jù)馬鈴薯泥的半固體性狀，以及螺桿擠壓過程中物料的運(yùn)動方式，選擇Ansys Fluent 軟件模擬出馬鈴薯泥擠壓的初始環(huán)境，分別對?？?、腔體、螺桿等核心部件進(jìn)行擠壓狀態(tài)仿真。從物料流速、壓力、軌跡等角度進(jìn)行分析，并完成相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄和動畫描述[20]。

設(shè)置馬鈴薯泥密度1 018 kg/m3，黏度15 Pa·s，入口速度0.04 m/s，螺桿轉(zhuǎn)速120 r/min，入口和出口相對大氣壓為0，采用Viscous-Laminar 模型求解擠壓狀態(tài)下馬鈴薯泥壓力和流速的分布情況。在仿真過程中發(fā)現(xiàn)，螺旋葉片尾端馬鈴薯泥的壓力和軸向速度呈明顯的周期性變化。由圖11、圖12 可知，溝槽腔體內(nèi)壁附近物料的壓力和速度容易發(fā)生激變，葉片外沿附近的馬鈴薯泥甚至出現(xiàn)了局部遲滯的現(xiàn)象。另外，根據(jù)壓力分布可知，擠壓段螺桿對馬鈴薯泥擠壓造成的壓力連續(xù)遞增，到達(dá)螺紋末端后，壓力達(dá)到最大。

圖11 軸面壓力分布Fig.11 Axial pressure distribution

圖12 軸向速度分布Fig.12 Axial velocity distribution

變螺距螺桿螺槽的容積發(fā)生變化，容易導(dǎo)致流體變形，增加物料的徑向流動。馬鈴薯泥具有一定的黏度，因此腔體內(nèi)壁、螺桿表面和?？變?nèi)壁都出現(xiàn)了速度遲滯，螺槽中心和兩側(cè)的馬鈴薯泥速度差值較大。

由圖13 可知，擠壓段腔體內(nèi)壁附近有少量物料流動且速度緩慢。而模孔板外筒中的物料因鉸刀旋轉(zhuǎn)快速混合。

由圖14 可知，鉸刀旋轉(zhuǎn)時，鉸刀齒壓力面受到較大的壓力，鉸刀齒外沿與?？装逋馔矁?nèi)壁之間的流體受到擠壓，壓力發(fā)生劇變。此外，由于螺旋葉片末端流體壓力呈現(xiàn)周期性變化，因此，各鉸刀齒受到的壓力不對稱。

圖14 鉸刀端面壓力分布Fig.14 Pressure distribution of reamer face

由圖15 可知，擠壓段腔體的溝槽結(jié)構(gòu)使得螺旋葉片與腔體內(nèi)壁之間流體壓力變化劇烈，剪切力和壓力增加，使薯泥破碎效果更加徹底。其中，溝槽一側(cè)受到的壓力大于另外一側(cè)，螺旋葉片壓力面受到的壓力也大于非壓力面。

圖15 螺桿端面壓力分布Fig.15 Pressure distribution of screw face

設(shè)置不同入口流速和不同螺桿轉(zhuǎn)速，進(jìn)行仿真試驗，得到不同狀態(tài)下擠壓段腔體和?？装逋馔仓械膲毫Ψ植肌７抡娼Y(jié)果發(fā)現(xiàn)0.05 m/s、60 r/min，0.05 m/s、90 r/min，0.05 m/s 、120 r/min ，0.04 m/s 、60 r/min，0.04 m/s、90 r/min，0.03 m/s、60 r/min 共6 種條件下螺桿前端壓力過大，并呈現(xiàn)遞減的變化趨勢。因此，進(jìn)料速度過大或者轉(zhuǎn)速過小都容易造成物料在螺桿前端堵塞的現(xiàn)象。

由圖16、圖17 可知，在不發(fā)生堵塞的情況下，隨著螺桿轉(zhuǎn)速提高，擠壓段和模孔板外筒中的壓力緩慢增加。此外，兩者壓力也都隨著進(jìn)料速度的增加而上升。

圖16 擠壓段壓力變化Fig.16 Pressure variation in extrusion section

圖17 外筒中壓力變化Fig.17 Pessure variation in outer cylinder

選擇VOF 模型，對馬鈴薯泥擠出?？缀蟮牧鲃訝顟B(tài)進(jìn)行仿真，并用動畫描述。根據(jù)仿真結(jié)果可知，馬鈴薯泥擠出后，受到重力影響豎直向下流動，但是由于馬鈴薯泥具有較大的黏度，容易在?？装逋鈧?cè)出現(xiàn)堆積現(xiàn)象。由圖18 可知，外伸式的出口設(shè)計，可以讓馬鈴薯泥在重力的牽引下垂落，避免馬鈴薯泥黏附在出口下方的垂直壁面上。

圖18 薯泥擠出狀態(tài)Fig.18 Mashed potato extrusion state

5 試驗分析

首先按照優(yōu)化的工藝對馬鈴薯進(jìn)行預(yù)處理，利用溝槽腔體變螺距螺桿擠壓制泥機(jī)進(jìn)行馬鈴薯制泥試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在保持填料充分的條件下時，螺桿轉(zhuǎn)速>120 r/min，制出的馬鈴薯泥薯會開始出現(xiàn)的焦糊味。隨著轉(zhuǎn)速增加，腔體內(nèi)溫度增加，馬鈴薯泥淀粉糊化反應(yīng)加重。此外，剪切力也隨著轉(zhuǎn)速增加而增大，導(dǎo)致細(xì)胞破碎率增加，黏度增大，降低了馬鈴薯泥的口感與風(fēng)味。

由圖19 可知，當(dāng)進(jìn)料速度控制在10 kg/min，轉(zhuǎn)速設(shè)置為120 r/min 時，制泥機(jī)制成的馬鈴薯泥色澤明亮、香味濃郁、黏稠細(xì)膩、無明顯的顆粒。相較于傳統(tǒng)手工制作的馬鈴薯泥，沙礫感略低，更加軟糯緊密。即食口感略遜于傳統(tǒng)手工制作的馬鈴薯泥，不過作為初加工食材進(jìn)行烹飪的效果更好。

圖19 馬鈴薯擠出制泥試驗Fig.19 Experiment on extrusion of potatoes into mud

由表4 可知，對制成的馬鈴薯泥產(chǎn)品進(jìn)行成分檢測，發(fā)現(xiàn)相對鮮馬鈴薯來說，其營養(yǎng)成分變化較小。因此，該集成化、封閉化的加工過程能夠有效減小馬鈴薯泥的營養(yǎng)損失。

表4 馬鈴薯泥成分檢測Tab.4 Detection of mashed potato composition

根據(jù)已建立的薯泥質(zhì)量評價指標(biāo)，對制成的馬鈴薯泥進(jìn)行質(zhì)量評價，對薯泥風(fēng)味性狀的評價如表5 所示，發(fā)現(xiàn)溝槽腔體變螺距螺桿擠壓制泥機(jī)制成的薯泥產(chǎn)品達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，具有較優(yōu)的品質(zhì)。

表5 薯泥質(zhì)量評價Tab.5 Quality evaluation of potato puree

6 結(jié)束語

為了提高馬鈴薯泥的產(chǎn)出質(zhì)量和效率，優(yōu)化馬鈴薯制泥工藝，設(shè)計了溝槽腔體、變螺距螺桿等關(guān)鍵零部件。進(jìn)料速度和螺桿轉(zhuǎn)速對馬鈴薯泥的質(zhì)量和制泥效率影響顯著。進(jìn)料速度越大，螺桿轉(zhuǎn)速越高，工作壓力越大，出泥速度也越高。集成化的工藝和螺桿擠壓設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)制泥速度>400 kg/h，顆粒直徑<1 mm，滿足工業(yè)化制泥的要求。優(yōu)化后工藝參數(shù)為馬鈴薯片厚1.0 cm、汽蒸11 min，制泥機(jī)進(jìn)料速度10 kg/min、轉(zhuǎn)速120 r/min。