第一讲_食品挤压技术

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4 在休闲即食食品加工中的应用
目前市场上利用双螺杆挤压机生产的风味小食品 的原料主要是谷物, 例如玉米、小麦、大米、燕麦 , 还有大麦、黑麦、高粱等。采用双螺杆挤压机一 是能在低温下加工谷物食品, 节省能量; 二是可以 加入更多的配料加工, 所以可以生产出更多风味的 小食品, 而且能利用其创新产品品种, 更好地满足 市场需求和创造经济价值。
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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。
揉捏、剪切、成型等若干操作单元 的过程。
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℃
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加料 螺杆推动 挤压剪切 塑性物质
熔融体 挤压食品
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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
无 易堵塞、焦糊
有较好的自洁作用 平稳而可靠
加热方式 冷却方式
内摩擦加热、自热式多 采用较少
电加热、蒸汽加热 筒体夹套和螺杆中空
控制参数 生产能力
可控参数少，不易控制 小
受控参数较多、易于控制 较大
适应性
含水率低、含油率低、颗粒状
能耗（kJ/kg）
900~1500
调味
成品后喷
加工产品
品种较少
适应性广、含水、含油较高 400~600
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。
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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。
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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。
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
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p140-141.
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
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挤压粉末微观结构
挤压组织化蛋白质
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双螺杆挤压技术的发展
双螺杆挤压技术近几年发展迅速。研究表明,与单螺杆挤出技术相比, 双螺杆挤出技术具有无法比拟的优越性能, 如物料能充分、彻底混合 揉捏, 并且在双螺杆挤出机运转时, 由于双螺杆互相啮合而具有自行擦 净的功能, 避免了单螺杆挤出机经常出现的螺杆堵塞的物料在套筒表 面产生结焦的现象。同时双螺杆挤压机还具有广泛的原料适应性这一 显著优点, 解决了单螺杆挤压机无法处理高水分和高脂肪物料这一瓶 颈。双螺杆挤出机因其具有突出的高效工作性能, 受到了食品行业的 广泛重视。作者根据收集的相关文献, 对双螺杆挤压机在食品工业中 的应用、双螺杆挤压加工对食品中营养成分的影响、双螺杆挤压技术 的发展前景等进行综合的分析和论述, 期望有益于我国双螺杆食品挤 压蒸煮的研究与发展。
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3 在浸油中的应用
利用双螺杆挤压技术对浸油原料进行膨化预处理, 可收到 良好的效果。当原料胚被强制输送到挤压腔后, 通过压延 、摩擦和挤压作用产生的高温高压效果, 原料胚被剪切、 泥炼、熔融, 使原料胚组织发生了变化。当原料胚从高压 状态被挤出到常压态时, 内部超沸点水分瞬间蒸发并产生 巨大膨胀力, 原料胚也随之膨化成型, 产生许多带细微孔的 条状体( 或称油路) 。此时的原料胚非常有利于油料的浸出 。目前研究较多的是从葵花籽中提取油。
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2 在膳食纤维加工中的应用
膳食纤维可以有效地防治冠心病、降低体内胆固 醇水平和调节血糖水平, 甚至还有抗癌、解毒的功 能。但纤维素通常难溶, 不易被人体吸收, 而且口 感较粗糙, 使得其开发和利用受到了一定的制约。 然而, 利用双螺杆挤压技术可以提高膳食纤维的溶 解度, 并改善其口感。
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p142-143.
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挤压设备-性能
单螺杆挤压机和双螺杆挤压机的性能对比
性能
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 工作可靠性
Baidu Nhomakorabea
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双螺杆技术在食品工业的应用
1 在组织化蛋白质生产上的应用 2 在膳食纤维加工中的应用 3 在浸油中的应用 4 在休闲即食食品加工中的应用 5 在高蛋白质谷物类食品加工中的应用
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1 在组织化蛋白质生产上的应用
在高温高压条件下, 植物蛋白质可发生组织化。植 物蛋白质在双螺杆挤压机螺槽与筒壁之间剪切力 的作用下, 蛋白质被强烈展开, 相对地呈现直线排 列。展开后的分子链变得自由而能够重新定向和 再组合, 从而形成纤维状态。其纤维组织结构类似 瘦肉, 复水后有一定的弹性, 有咀嚼感。
挤压前和过程中加调味料 可加工多种产品
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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
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同向旋转的双螺杆挤压机中物料流动方向 9
物料组分改变-淀粉
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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 B 结构并使其螺旋结构瓦解，淀粉颗粒
双螺杆挤压技术
食工1303
挤压膨化机
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生活中的挤压食品
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主要内容
1 什么是挤压？ 2 单双螺杆挤压设备性能和结构对比 3 双螺杆挤压对组分改变的机理 4 双螺杆挤压技术的发展及应用 5 双螺杆挤压技术的前景
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什么是挤压？
➢ 挤压：是一个结合了混合、烹煮、