食品挤压技术
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2020/3/13
质疑 营养价值较低，营养成 分含量不均衡。 加工中残留有害健康的 物质。 加入过多的调味添加剂 或膨松剂有害健康。 挤压后续增加油炸、煎 炸等工艺。
15
第一讲 食品挤压技术
请大家思考应该如何改善挤压食品品质？
工作可靠性
易堵塞、焦糊
平稳而可靠
加热方式
内摩擦加热、自热式多
电加热、蒸汽加热
冷却方式
采用较少
筒体夹套和螺杆中空
控制参数
可控参数少，不易控制
受控参数较多、易于控制
生产能力
小
较大
适应性
含水率低、含油率低、颗粒状
适应性广、含水、含油较高
能耗（kJ/kg）
900~1500
400~600
调味
成品后喷
挤压前和过程中加调味料
加工产品
品种较少
可加工多种产品
魏益民，杜双奎，赵学伟. 食品挤压理论与技术（上卷）. 中国轻工业出版社. 2009, p20-22.
2020/3/13
9
挤压机结构-同向双螺杆
SLG67-18.5双螺杆挤压膨机
同向旋转双螺杆挤压机出口
2020/3/13
同向旋转的双螺杆挤压机中物料流动方向 10
挤压与产品
2020/3/13
12
物料组分改变-蛋白质
蛋白质原料的三级、 四级结构，其中分 子间存在氢键、二 硫键。
在剪切和温度的作 用下，氢键和二硫 键断裂，蛋白质分 子结构伸展并与物 料流动方向一致。
魏益民，杜双奎，赵学伟. 食品挤压理论与技术（上卷）. 中国轻工业出版社. 2009, p20-22.
2020/3/13
食品成型机械
分类和应用：
包馅成型 豆包机、饺子机 挤压成型 挤压膨化机、压粒机 卷绕成型 蛋卷机、卷筒糕点机 辊压切割成型 面片辊压机、面条机 冲印和辊印成型 饼干成型机 搓圆成型 馒头机、元宵机…
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p133-140.
热挤压
高温高压用于产 生膨化食品。食品脱 离模口时压力迅速释 放，蒸汽和气体膨胀 ，形成低密度产品。 ➢休闲食品 ➢素肉 ➢水果橡皮糖、硬糖 ➢….
P. J. Fellows, 蒙秋霞，牛宇 译. 食品加工技术—原理与实践. 中国农业大学出版社. 2006 pp 289-304.
2020/3/13
6
食品挤压加工过程中的工作特性及控制参数
挤压加工技术
物料组分 及类型
含水率
挤压温度
休闲食品
喂料速度
螺杆转速
产品指标
感官特性
色泽 硬度 脆度 风味 …
营养价值
消化率 功能成分 抗氧化性 营养成分 …
2020/3/13
11
物料组分改变-淀粉
表示淀粉颗粒原料，颗粒中包含直链 A 淀粉和支链淀粉。
表示水分增加时会破坏直链淀粉晶体 ห้องสมุดไป่ตู้ 结构并使其螺旋结构瓦解，淀粉颗粒
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p142-143.
2020/3/13
8
挤压设备-性能
性能
单螺杆挤压机和双螺杆挤压机的性能对比
单螺杆挤压机
双螺杆挤压机
输送原理
借助螺杆与物料、物料与机筒内 靠两螺杆啮合、强迫输送物料，
壁的摩擦输送，易堵塞、漏流
不易倒流
自洁性能
无
有较好的自洁作用
挤压设备-单螺杆挤压机
加热方式：小型电阻丝，中大型蒸汽
长径比：1:10~1:20，分段拼接
分段结构：
➢ 输送段：螺杆内外直径不变，螺距相等，推送作用 ➢ 压缩段：外径不变，内径增大，压缩力增大，热量使得物
料部分熔融 ➢ 蒸煮段：螺杆之间容积减少，压力更大，全部熔融 ➢ 出料口：高温高压瞬间释放，降为常温常压。Ø3~8mm
膨胀。
在加热和更多水分的作用下，淀粉颗 C 粒更加膨胀，颗粒中的直链淀粉开始
向颗粒外扩散。
最后，支链淀粉仍然存在于淀粉颗粒
D 中，但颗粒易发生塌陷，并被形成凝 胶的直链淀粉包围着。
Lai L. S., Kokini J. L. Physicochemical Changes and Rheological Properties of Starch during Extrusion (A Review). Biotechnol. Prog. 1991, 7, 251-266.
加热
➢ 挤压分类（产品形态和要求）
挤压膨化
挤压蒸煮 挤压组织化
压力6-26MPa 温度160-240℃
2020/3/13
加料 螺杆推动 挤压剪切 塑性物质
熔融体 挤压食品
5
挤压方式
挤压方式
冷挤压
食品不经蒸煮或 变形即被挤出，螺杆 转速慢、内膛壁光滑， 在揉混和挤压食品时 摩擦力小。 ➢意大利面食 ➢酥皮点心 ➢某些糖果 ➢….
2020/3/13
1
挤压膨化机
2020/3/13
2
生活中有哪些挤压食品？
2020/3/13
3
主要内容
1 什么是挤压？ 2 挤压方式 3 挤压设备-性能和结构 4 挤压对组分改变的机理 5 挤压食品有益有害？
2020/3/13
4
什么是挤压？
➢ 挤压：是一个结合了混合、烹煮、
揉捏、剪切、成型等若干操作单元 的过程。
高温高压高剪切下， 蛋白质分子表面电 荷重新分布，化学 键重组疏水基暴露， 形成组织化蛋白质。
13
挤压产品微观结构
挤压膨化产品
粉碎后的挤压膨化产品 粉碎后的挤压膨化产品
原料蛋白质颗粒
产品的垂直剖面
2020/3/13
挤压粉末微观结构
挤压组织化蛋白质
14
挤压食品有益有害？
优势
✓冷挤压造成的营养损失 最小。 ✓高温瞬时条件及模口处 的迅速冷却能够减少维生 素和氨基酸的损失。 ✓抗营养因子的去除和钝 化。 ✓产品的多样性，口感和 风味深受人们欢迎。 ✓食用方便，制作简便， 成本较低。
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p140-141.
2020/3/13
7
挤压设备-双螺杆挤压机
工作部件：一对相互啮合的螺杆
啮合形式：非啮合、部分啮合、全啮合
旋转方式：向内反向、向外反向、同向
工作原理：
一根螺杆上螺纹的齿缝嵌入另一根螺杆螺纹 的齿根部分，当物料进入螺杆的输送段后，在啮合 区形成压力分布，当螺杆旋转时，在啮合的螺杆上 下部形成压力差。物料在机筒内形成了扭曲形运动 过程。
质疑 营养价值较低，营养成 分含量不均衡。 加工中残留有害健康的 物质。 加入过多的调味添加剂 或膨松剂有害健康。 挤压后续增加油炸、煎 炸等工艺。
15
第一讲 食品挤压技术
请大家思考应该如何改善挤压食品品质？
工作可靠性
易堵塞、焦糊
平稳而可靠
加热方式
内摩擦加热、自热式多
电加热、蒸汽加热
冷却方式
采用较少
筒体夹套和螺杆中空
控制参数
可控参数少，不易控制
受控参数较多、易于控制
生产能力
小
较大
适应性
含水率低、含油率低、颗粒状
适应性广、含水、含油较高
能耗（kJ/kg）
900~1500
400~600
调味
成品后喷
挤压前和过程中加调味料
加工产品
品种较少
可加工多种产品
魏益民，杜双奎，赵学伟. 食品挤压理论与技术（上卷）. 中国轻工业出版社. 2009, p20-22.
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挤压机结构-同向双螺杆
SLG67-18.5双螺杆挤压膨机
同向旋转双螺杆挤压机出口
2020/3/13
同向旋转的双螺杆挤压机中物料流动方向 10
挤压与产品
2020/3/13
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物料组分改变-蛋白质
蛋白质原料的三级、 四级结构，其中分 子间存在氢键、二 硫键。
在剪切和温度的作 用下，氢键和二硫 键断裂，蛋白质分 子结构伸展并与物 料流动方向一致。
魏益民，杜双奎，赵学伟. 食品挤压理论与技术（上卷）. 中国轻工业出版社. 2009, p20-22.
2020/3/13
食品成型机械
分类和应用：
包馅成型 豆包机、饺子机 挤压成型 挤压膨化机、压粒机 卷绕成型 蛋卷机、卷筒糕点机 辊压切割成型 面片辊压机、面条机 冲印和辊印成型 饼干成型机 搓圆成型 馒头机、元宵机…
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p133-140.
热挤压
高温高压用于产 生膨化食品。食品脱 离模口时压力迅速释 放，蒸汽和气体膨胀 ，形成低密度产品。 ➢休闲食品 ➢素肉 ➢水果橡皮糖、硬糖 ➢….
P. J. Fellows, 蒙秋霞，牛宇 译. 食品加工技术—原理与实践. 中国农业大学出版社. 2006 pp 289-304.
2020/3/13
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食品挤压加工过程中的工作特性及控制参数
挤压加工技术
物料组分 及类型
含水率
挤压温度
休闲食品
喂料速度
螺杆转速
产品指标
感官特性
色泽 硬度 脆度 风味 …
营养价值
消化率 功能成分 抗氧化性 营养成分 …
2020/3/13
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物料组分改变-淀粉
表示淀粉颗粒原料，颗粒中包含直链 A 淀粉和支链淀粉。
表示水分增加时会破坏直链淀粉晶体 ห้องสมุดไป่ตู้ 结构并使其螺旋结构瓦解，淀粉颗粒
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p142-143.
2020/3/13
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挤压设备-性能
性能
单螺杆挤压机和双螺杆挤压机的性能对比
单螺杆挤压机
双螺杆挤压机
输送原理
借助螺杆与物料、物料与机筒内 靠两螺杆啮合、强迫输送物料，
壁的摩擦输送，易堵塞、漏流
不易倒流
自洁性能
无
有较好的自洁作用
挤压设备-单螺杆挤压机
加热方式：小型电阻丝，中大型蒸汽
长径比：1:10~1:20，分段拼接
分段结构：
➢ 输送段：螺杆内外直径不变，螺距相等，推送作用 ➢ 压缩段：外径不变，内径增大，压缩力增大，热量使得物
料部分熔融 ➢ 蒸煮段：螺杆之间容积减少，压力更大，全部熔融 ➢ 出料口：高温高压瞬间释放，降为常温常压。Ø3~8mm
膨胀。
在加热和更多水分的作用下，淀粉颗 C 粒更加膨胀，颗粒中的直链淀粉开始
向颗粒外扩散。
最后，支链淀粉仍然存在于淀粉颗粒
D 中，但颗粒易发生塌陷，并被形成凝 胶的直链淀粉包围着。
Lai L. S., Kokini J. L. Physicochemical Changes and Rheological Properties of Starch during Extrusion (A Review). Biotechnol. Prog. 1991, 7, 251-266.
加热
➢ 挤压分类（产品形态和要求）
挤压膨化
挤压蒸煮 挤压组织化
压力6-26MPa 温度160-240℃
2020/3/13
加料 螺杆推动 挤压剪切 塑性物质
熔融体 挤压食品
5
挤压方式
挤压方式
冷挤压
食品不经蒸煮或 变形即被挤出，螺杆 转速慢、内膛壁光滑， 在揉混和挤压食品时 摩擦力小。 ➢意大利面食 ➢酥皮点心 ➢某些糖果 ➢….
2020/3/13
1
挤压膨化机
2020/3/13
2
生活中有哪些挤压食品？
2020/3/13
3
主要内容
1 什么是挤压？ 2 挤压方式 3 挤压设备-性能和结构 4 挤压对组分改变的机理 5 挤压食品有益有害？
2020/3/13
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什么是挤压？
➢ 挤压：是一个结合了混合、烹煮、
揉捏、剪切、成型等若干操作单元 的过程。
高温高压高剪切下， 蛋白质分子表面电 荷重新分布，化学 键重组疏水基暴露， 形成组织化蛋白质。
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挤压产品微观结构
挤压膨化产品
粉碎后的挤压膨化产品 粉碎后的挤压膨化产品
原料蛋白质颗粒
产品的垂直剖面
2020/3/13
挤压粉末微观结构
挤压组织化蛋白质
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挤压食品有益有害？
优势
✓冷挤压造成的营养损失 最小。 ✓高温瞬时条件及模口处 的迅速冷却能够减少维生 素和氨基酸的损失。 ✓抗营养因子的去除和钝 化。 ✓产品的多样性，口感和 风味深受人们欢迎。 ✓食用方便，制作简便， 成本较低。
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p140-141.
2020/3/13
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挤压设备-双螺杆挤压机
工作部件：一对相互啮合的螺杆
啮合形式：非啮合、部分啮合、全啮合
旋转方式：向内反向、向外反向、同向
工作原理：
一根螺杆上螺纹的齿缝嵌入另一根螺杆螺纹 的齿根部分，当物料进入螺杆的输送段后，在啮合 区形成压力分布，当螺杆旋转时，在啮合的螺杆上 下部形成压力差。物料在机筒内形成了扭曲形运动 过程。