食品挤压加工设备

食品挤压加工设备

本章学习目标

1.了解挤压加工的原理即应用特点

2.掌握食品挤压加工设备的主要结构及工作原理

目录

一、挤压熟化技术的基本概念和特点，挤压熟化食品的特点，挤压机类型及特点

二、单螺杆挤压熟化机构成、原理和主要工作构件和操作

三、双螺杆挤压熟化机分类及特性、挤压过程

四、挤压过程工艺变量的测控

第一节挤压熟化技术的基本概念

一、挤压熟化技术的概念：

属于高温高压食品加工技术。利用螺杆挤压方式，通过压力、剪切力、摩擦力、加

温等作用所形成的对于固体食品原料的破碎、捏合、混炼、熟化、杀菌、预干燥、成型等加工处理，完成高温高压的物理变化即生化反应，最后食品物料在机械作用

下强制通过一个专门设计的孔口（模具），便制得一定形状和组织状态的产品。这

种技术可以生产膨化、组织化或不膨化的产品。

二、发展历史：

最早应用于塑料制品加工，20世纪30年代，第一台单螺杆挤压机问世。我国研究和应用始于20世纪80年代，先后在膨化小吃食品、营养米粉、糖果、动物饲料的生产。

三、挤压熟化技术的特点

•连续化生产：原料经预处理后，即可连续地通过挤压设备，生产出成品或半成品•生产工艺简单：生产流水线短，集粉碎、混合、加热、熟化、成型于一体，一机多能，便于操作和管理

•物耗少、能耗低：生产能力可在较大范围内调整，能耗仅是传统生产方法的60％～80％应用范围广：适合于小吃食品、即席谷物食品、方便食品、乳制品、肉类制品、水产制品、调味品等加工。经过简单地更换模具，即可改变产品形状，生产出不同外形和花样的产品，有利于产销灵活性

•投资少：生产流程短，减少了许多单机，避免了单机之间串联所需的传送设备生产费用低：仅为传统生产方法的40％

四、挤压熟化食品的特点

•不易产生“回生”现象：回生的主要原因是α-淀粉β化。挤压加工中物料受高强度挤压、剪切、摩擦等作用，淀粉颗粒在含水量较低的情况下，充分溶胀、糊化和部分降解，再加上挤出模具后的闪蒸，使糊化之后的α-淀粉不易恢复其β－结构，故不易产生¡°回生¡±现象

•营养成分损失少，食物易消化吸收：挤压膨化过程是高温短时的加工过程，由于原料受热时间短，食品中的营养成分几乎未被破坏。在外形发生变化的同时，也改变了内部的分子结构和性质，其中一部分淀粉转化为糊精和麦芽糖，便于人体吸收。又因挤压膨化后食品的质构呈多孔状，分子之间出现间歇有利于人体消化酶的进入，所以消化率提高。

如未经膨化的粗大米，其蛋白质的消化为75％，经膨化处理后可提高到83％。

五、挤压熟化食品的特点

•产品口感细腻：谷物中的纤维素、半纤维素、木素等成分彻底微粒化，并且产生部分分子的降解和结构变化，水溶性增强，口感得以改善。

•风味好、食用方便：高温短时的挤压加工过程，使得一些有害因子还未来得及作用便被破坏，避免了不良风味的产生，如大豆制品的豆腥味是由于大豆内部的脂肪氧化酶催化产生氧化反应的结果。挤压过程中的瞬间高温已将该酶破坏，从而也就避免了异味的产生。另外，一些自然形成的毒性物质，如大豆中的胰蛋白酶抑制因子等也同样收到破坏。

膨化后的制品呈多孔的海绵状结构，吸水性强，容易复水。

•产品卫生水平高，保存性能好：加工时间短、路程短，基本无污染。挤压加工的瞬间温度可达250℃左右，能够破坏原料中的微生物。膨化后的产品含水量一般为5％～8％，不利于微生物的生长繁殖。

六、挤压机类型及特点

1.应用：螺杆挤压机，主体是一根或两根在一只紧密配合的圆筒形套筒中旋转的螺杆。

2.类型：

•按螺杆数量分类：

•单螺杆挤压机：最为普通的螺杆挤压机，结构简单，设计制造容易，工作可靠，价廉、易于操作、维修方便，但混合能力差，作用强度低

•双螺杆挤压机：挤压机配置有两根螺杆，挤压作业由两者配合完成，是由单螺杆挤压机发展而来。根据两螺杆的相对位置又分为啮齿型和非啮齿型，根据两螺杆旋转方向分为同向旋转和异向旋转（向内和向外）。主流机型为同向旋转、完全啮合、梯形螺槽

七、分类

1.按挤压机功能分类

•挤出成型机：螺杆结构具有较大的加压能力，利用夹层机筒和空心螺杆内通入冷却水抑制物料的过热，制取结构致密、均匀的未膨化成型产品。塑性物料，一般为中间产品，需要经后续加工或利用

•挤压熟化机：利用挤压机的加热蒸煮功能制取未膨化糊化产品。

•挤压膨化机：可在挤压过程中迅速把物料加热到175以上，使淀粉流态化，当物料被挤出模孔时极度膨胀成松脆质地的产品。用于生产膨化产品。

2.按挤压过程的剪切力分类

•高剪切力挤压机：生产过程中剪切力较高。往往带有反向螺杆段，以便提高挤压工程中的压力和剪切力。工作性能较好，适合于简单形状的产品生产。

•低剪切力挤压机：生产过程中剪切力较低，主要作用在于混合、蒸煮、成型。该类设备较适合于湿软的动物、水产饲料或高水分食品的生产。适用物料的含水量一般较高，挤压过程物料黏度较低，操作中机械能黏滞耗散较少。

3.按挤压机的受热方式分类

•自热式挤压机：挤压过程所需热量来自物料与螺杆之间、特点：物料与机筒之间、物料与物料之间的摩擦，挤压温度受生产能力、含水量、物料黏度、环境温度、螺杆转速、螺杆结构等多方面因素的影响。故温度不易控制，偏差较大。该类设备具有较高的转速，达500～800r/min，产生的剪切力较大。自热式挤压机可用于小吃食品的生产，但产品质量不稳定，操作灵活性差，控制较困难。

•外热式挤压机：依靠外部揉圆提高挤压机筒和物料的温度。等温式挤压机和变温式挤压机。特点：原料和产品较多，设备灵活性大，操作控制容易，产品质量稳定。

•自热式挤压机一般为高剪切力挤压机，外热式挤压机可以为高剪切力，也可以为低剪切力。

第二节膨化食品工艺及原料

1.膨化食品：

原料（主要是谷物原料）进行高温高压处理后，被迅速释放到低压环境，体积大幅度膨胀而内部组织呈多孔海绵状态的食品。其生产设备主要是螺杆挤压机。螺杆挤压机既可制得膨化食品，也可生产非膨化食品。其中，膨化食品为多孔组织，经干燥后即可食用；

非膨化食抓一般为半成品，需经焙炒或油煎膨松、调味后方可食用。

2.生产工艺：

原料一混合一调理一挤压蒸煮、膨化、切割—烘烤一调味一冷却一称重、包装

3.原料：

大米粉、玉米粉、糖、奶粉和食盐，还可加人适量的调味粉和可可粉等。

3.食品膨化机

4.膨化小食品

第三节.单螺杆挤压机的构成

•组成：喂料、预调质、传动。挤压、加热与冷却、成型、切割、控制等八部分组成。

一.单螺杆挤压机的构成

•喂料装置：用于将贮存于料斗的原料定量、均匀、连续地喂入机器，确保挤压机稳定地