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1、第六章膨化与挤压食品生产工艺,本章内容,第一节膨化与挤压技术的特点及产品第二节食品膨化理论第三节膨化食品生产工艺,第一节膨化与挤压技术的特点及产品,膨化食品是指谷物或蛋白质等原料经过加工后体积膨胀许多倍，内部组织成为多孔、疏松的海绵状结构的食品。广义上的膨化食品(Puffing Food)，是指凡是利用油炸、挤压、沙炒、焙烤、微波等技术作为熟化工艺，在熟化工艺前后，体积有明显增加现象的食品。膨化食品是指以膨化工艺过程生产的食品。,食品膨化的方法有两种:一种是采用急热使水分急骤汽化；另一种是含水原料在高压加热中突然降压。膨化(Puffing)是利用相变和气体的热压效应原理，使被加工物料内部的液体
2、迅速升温汽化、增压膨胀，并依靠气体的膨胀力，带动组分中高分子物质的结构变性，从而使之成为具有网状组织结构特征，定型的多孔状物质的过程。,食品物料在压力作用下，定向地通过一个模板，连续成形地制成的熟或半熟、膨化或非膨化食品，称为“挤压食品”广义的挤压食品是指凡是利用挤压机生产的食品，狭义的挤压食品是指利用挤压机生产的膨化食品，即挤压膨化食品。挤压机 柱塞式挤压机 螺杆挤压机,采用螺杆挤压机生产的食品即为挤压食品。螺杆挤压机既可制得膨化食品，也可生产出非膨化食品，膨化的产品为多孔组织，经干燥后即可食用；非膨化的产品为半成品，需经焙炒或油煎膨松、调味后食用。,膨化食品的发展,食品膨化技术在我国有着悠
3、久的历史，古代就把油炸作为使食品膨化的重要方法之一。膨化技术作为一种新型食品加工技术，在国外发展很快。早在1856年美国的沃德就申请了关于食品膨化技术的专利。,现代食品膨化与挤压技术始于20世纪30年代，首先把挤压机应用于生产谷物方便食品。到了40年代末期，挤压膨化技术逐渐扩大到其它食品领域。50年代出现由谷物、油、蛋白质、调味料、半干食品制成的膨化动物饲料。70年代利用挤压蒸煮机生产出片状或丝状有咀嚼感的大豆粉产品，作为肉类补充品 即“人造肉”。,膨化食品发展历史,1900年左右出现间歇柱塞式通心粉挤压机1930年前后将单螺杆挤压机应用到面条的连续压制上 30年代后期首次将挤压技术用于谷物方
4、便食品1936年，膨化玉米果首次挤压成功，到1946年才开始商品化40年代后期，蒸煮挤压机有了发展50年代，挤压蒸煮的家畜饲料得到迅速发展60年代，用单螺杆挤压机首次进行了工业化膨化速食早餐食物的生产,70年代，双螺杆挤压机被就应用到食品加工中，用挤压机生产的组织化植物蛋白人造素肉实现工业化生产80年代欧共体和日本组织成立相应的专门研究开发机构90年代后，世界上已有生产各种系列的食品挤压机投放市场爆玉米花是我国最早的膨化食品1979年，我国研制成功食品挤压机投放市场 许多院校和研究所开始食品挤压技术与挤压设备的研究,现代膨化技术在我国还处于起步阶段,膨化食品在我国有着悠久的历史，由于种种原因，
5、我国膨化技术发展缓慢。表现在：(1)挤压膨化设备落后。目前，我国主要是单螺杆挤出机，无温度、压力测控系统和数字显示。国外先进的膨化设备实现了进料量、膨化温度、压力的自动控制与数字显示等，极大地提高了生产率和降低了劳动强度。(2)口味品种单一。国外的膨化食品形状和口味多种多样，基质原料从单一玉米发展到马铃薯、大米、小麦、淀粉等。70年代初，美国用上述基质原料加强化剂、大豆蛋白及调味料制成的各种小食品风靡全世界，成为家庭、公园、影剧院的专用小吃，销售量很大。,目前要做的工作,（一）开发先进的和生产能力较大的挤压膨化设备 现在国外食品膨化设备的类型繁多，既有适用于娱乐等公共场所使用的小型食品膨化机，
6、也有适合家庭使用的轻便式膨化机；同时，不仅有大型连续式膨化设备，也出现了自动化膨化设备。我国膨化机品种、规格较少，今后应大力开发多品种、多功能的各种类型膨化机。,（二）积极开展膨化理论和膨化技术的研究 进行膨化理论与膨化技术的研究，是研制性能良好的膨化设备和加工美味可口膨化食品的保证，国外对此十分重视.今后应加强膨化机对物料适应性、降低能耗、新工艺、新配方及减少损失等方面的研究。,（三）不断开发新产品，生产风味多样的膨化食品不断开发新产品，生产风味多样的膨化食品，如甜味、咸味、酸味和果味等膨化食品，以满足不同口味的消费者的需要。,膨化与挤压技术的特点,1应用范围广 利用原料广：豆类、谷类、薯类
7、、蔬菜及某些动物蛋白等。除食品加工外，还在在饲料、酿造、医药、建筑等方面 2工艺简单，成本低 与普通加工相比，在挤压过程中同时完成混炼、破碎、杀菌、压缩成型、脱水等工序而制成膨化产品，使生产工序显著简化，制造成本降低且可节省能源20以上。,3能使用低价粗原料，便于粗粮细做许多粗粮中富含矿物质、维生素、必需氨基酸等营养成分，符合人体营养需要。但粗粮因口感粗糙而受到人们的冷落。粗粮膨化后，能改变物料的组织结构、密度和复水性能，质地变柔软，口感和风味得到改善，消化吸收率提高。,4设备生产能力高，占地面积小 膨化加工技术可连续生产，生产能力高，并可在一定范围内进行调节。5产品种类多 利用相同的膨化设备
8、改变各种原料及工艺条件，可得到各种膨化食品，产品的形状可随模孔的形状而改变。6无废弃物 只要管理严格，生产过程中将无废弃物排出。,膨化类食品的特点,1营养成分保存率和消化率比较高 膨化食品系高温短时间加工产品，膨化时间一般只有35s，粮食中的营养成分受破坏较小。在膨化过程中，因食品淀粉糊化、蛋白质变性而增强了食物的可消化性，破坏了某些食品中的不良因子(如大豆中的脂肪氧化酶)，使消化率提高。,2、赋予制品较好的营养价值和功能特性 采用挤压技术加工以谷物为原料的食品时，加人氨基酸、蛋白质、维生素、矿物质、食用色素和香味料等添加剂可均匀地分配在挤压物中，并不可逆地与挤压物相结合，可达到强化食品的目的
9、。,3、改善食用品质，易于贮存 采用膨化技术可使原本粗硬的组织结构变得膨松柔软，在膨化过程中产生的美拉德反应又增加了食品的色、香、味。因此，膨化技术有利于粗粮细作，改善食品品质，使食品具有体轻、松脆、香味浓的独特风味。另外，膨化食品经高温、高压处理，既可杀灭微生物，又能钝化酶的活性，同时膨化后的食品，其水分含量降低到10以下，限制了微生物的生长繁殖，有利于提高食品的贮存稳定性，如密封良好，可长期贮存并适于制成战备食品。,4、食用方便，品种繁多在谷物、豆类、薯类或蔬菜等原料中，添加不同的辅料，然后进行挤压膨化加工，可制出品种繁多、营养丰富的膨化食品。由于膨化后的食品已成为熟食，所以大多为即食食品
10、（打开包装即可食用），食用简便，节省时间，是一类极有发展前途的方便食品。5、生产设备简单、占地面积小、耗能低、生产效率高用于加工膨化食品的设备简单，结构设计独特，可以较简便和快速地组合或更换零部件而成为一个多用途的系统。,6、工艺简单，成本低谷物食品加工过程一般须经过混合、成型、烘烤或油炸、杀菌、干燥或粉碎等工序，并配置相应的各种设备；而采用挤压方式加工谷物食品，由于在挤压加工过程中同时完成混炼、破碎、杀菌、压缩成型、脱水等工序而制成膨化产品或有膨化及组织化产品，使生产工序显著缩短，制作成本降低。,7、原料的利用率高用淀粉酿酒、制怡糖时，原料经膨化后，其利用率达98以上，出酒率提高20，出糖率
11、提高12%；用膨化后的高粱制醋时，产醋率提高40左右；利用大豆制酱油时，蛋白质利用率一般为15%，采用膨化技术后，蛋白质利用率提高了25%。,真正的垃圾食品一般包含这三层含义：营养质量较差；容易让人不知不觉中发胖；不利于预防慢性病。可乐没营养，糖果让人胖，膨化食品危害心脏,膨化食品的问题,膨化食物它最大的危害是含铅毒,积聚在人体内难以排出，血液里铅含量高时,会影响神经系统、心血管系统、消化系统和造血系统，造成精神呆滞、厌食、贫血、呕吐等症状。,目前市场上的膨化类食品（包括油条和面包）几乎都存在铝残留量超标的情况。铝摄入过量可能引起神经系统病变，表现为记忆减退、震颤与身体协调障碍等，甚至可能增加
12、发生老年性痴呆的风险。对儿童而言，过量的铝可能会影响智力发育、干扰思维与记忆功能。过量的铝蓄积在人体脏器会引起相应的病理损害，蓄积在骨骼也会影响骨骼健康。,属于“四高一多”食品:高脂肪、高热量、高盐、高糖、多味精;大量食用膨化食品易造成孩子饱腹感，影响正常饮食，多种营养素得不到保障和供给，易出现营养不良。膨化食品脂肪含量高，摄入过多，会造成体内大量脂肪堆积，容易出现肥胖。,膨化方法的分类,一、按膨化加工的工艺条件分类 一类是利用高温，如油炸、热空气、微波膨化等。另一类是利用温度和压力的共同作用，如挤压膨化、低温真空油炸等。,1.高温膨化 高温膨化技术是一种现代化的机械挤压成型技术与比较古老的油
13、炸膨化、沙炒膨化等处理工艺结合起来从而生产膨化食品的一种技术。油炸膨化（Frying Puffing)：是利用油脂类物质作为热交换介质，使被炸食品中的淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽从而使食品熟化并使其体积增大。,热空气膨化（Hot-air Puffing)：包括气流膨化、焙烤膨化、沙炒膨化，是利用空气作为热交换介质，使被加热的食品淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽从而使食品熟化并使其体积增大。微波膨化（Microwave Puffing)：是利用微波被食品原料中易极化的水分子吸收后发热的特性，使食品中淀粉糊化、蛋白质变性以及水分变成蒸汽，从而使食品熟化并使其体积增大。,2温度和压力的共
14、同作用的膨化 低温真空油炸膨化：在负压条件下，食品在油中脱水干燥。水分蒸发时使体积显著膨胀。挤压膨化（Extrusion Puffing）：一般食品物料在压力作用下，定向地通过一个模板，连续成型地制成食品，被称为“挤压”。,二、根据原料和加工过程的不同 1直接膨化食品以谷物、薯类和豆类为原料，用膨化机直接膨化成球形、薄片、环形或摔状等各种形状，再喷洒糖浆、盐或味精等调味品，最后干燥，以供食用。,2膨化再制食品先将谷物、薯类和豆类膨化，然后将膨化产品磨成粉，配上各种辅料再制成各种食品，如面包、饼干、糕点等。3膨化植物蛋白以大豆、豆饼或其它植物蛋白为原料，用膨化机进行膨化，制成组织化的植物蛋白，可
15、以生产“人造肉”，也可掺入肉馅内食用。,三、按膨化加工的工艺条件分类油炸膨化食品：根据其温度和压力，又可分为高温油炸膨化食品和低温真空油炸膨化食品。微波膨化食品：利用微波发生设备进行膨化加工的食品。挤压膨化食品：利用螺杆挤压机进行膨化生产的食品。焙烤膨化食品：利用焙烤设备进行膨化生产的食品。沙炒膨化食品：利用细沙粒作为传热介质进行膨化生产的食品。其他膨化食品：如正在研究开发的利用超低温膨化技术、超声膨化技术、化学膨化技术等生产的膨化食品。,四、经加工食品用的主要原料分淀粉质挤压食品 蛋白质挤压食品脂肪质挤压食品 五、从最终产品的膨化度分几乎末膨化食品 轻微膨化食品 全膨化食品,膨化食品的分类,
16、六、以生产的食品品种性状分1.主食类：烧饼、面包、馒头、煎饼等。2.油茶类：膨化面茶。3.军用食品：压缩饼干。4.小食品类：米花糖、凉糕等。5.冷食类：冰糕、冰棍的填充料。,七、按产品的风味、形状分类按产品的风味、形状分类可分为成千上万种。如从风味上分，可分为甜味、咸味、辣味、怪味、海鲜味、咖喱味、鸡味、牛肉味等膨化食品。从形状上分可分为条形、圆形、饼形、环形、不规则形等膨化食品。,第二节食品膨化理论膨化食品加工原理,膨化技术虽属于物理加工技术，但却具有本身的特点。膨化不仅可以改变原料的外形、状态，而且改变了原料中的分子结构和性质，并形成了某些新的物质。当把食品原料置于膨化器以后，随着加温、加
17、压的进行，食品原料中的水分呈过热状态，但不汽化，食品原料本身变得柔软，当到达一定高压而启开膨化器盖时，高压迅速变成常压，这时食品原料内呈过热状态的水分便一下子在瞬间汽化而发生强烈爆炸，水分子可膨胀约2000倍，巨大的膨胀压力不仅破坏了食品原料的外部形态，而且也拉断了食品原料内在的分子结构，将不溶性长链淀粉切短成水溶性短链淀粉、糊精和糖，于是膨化食品中的不溶性物质减少了，水溶性物质增多了。,挤压食品的加工特点,挤压食品的加热、熟化和挤压成形是在一台挤压机内，用很短的时间几乎是同时完成的食品在被挤出模头时，由于压力的突然下降，水蒸汽迅速膨胀和散发，使产品形成多孔结构挤压过程中特殊加热、加压方式，能
18、对食品产生有利影响，如使食品的可消化性、速食性、灭霉率等趋于最大,膨化过程分为三个阶段,膨化是利用相变和气体的热压效应原理，使加工物料内部的液体迅速升温汽化、增压膨胀，并依靠气体的膨胀力，带动组分中高分子物质的结构变性，从而使之成为具有网状组织结构特征、定型的多孔状物质的过程。将整个膨化过程分为三个阶段：,第一为相变阶段，此时物料内部的液体因吸热或过热，发生汽化；第二为增压阶段，汽化后的气体快速增压，并开始带动物料膨胀；第三为固化阶段，当物料内部的瞬间增压达到或超过极限时，气体迅速外逸，内部因失水而高温干燥，最终形成膨化产品。,膨化顺利进行条件,其一，在膨化发生前，物料内部需均匀含有安全的汽化
19、剂可汽化的液体；其次，从相变到增压段，物料内部能广泛形成相对密闭的弹性气体小室，同时，要保证小室内气体的增压速度，大于气体外泄造成的减压速度，以满足气体增压的需要；,其三，构成气体小室的内壁材料，必须具备拉伸成膜特性，且能在蒸汽外逸后，迅速干燥并固化为不回缩的结构网架；其四，外界要提供足以完成膨化全过程的能量，包括相变阶段的气体升温需能、汽化需能、干燥需能等。,膨化动力的产生机制,膨化动力的产生，主要由物料内部水分的能量释放所致。在同样的外部供能条件下，水由于分子量小、沸点低、易汽化膨胀的特性，它在物料内部的各种成分中，热运动最先加剧。当水分子所获能量超过相互间束缚极限时，就发生分子离散，致使
20、物料内部水分状态发生变化，产生相变和蒸汽膨胀。其结果必然造成对与之接触的物料结构的冲击。这种冲击力超过维持高分子物质空间结构的力时，并也超过高分子物质维持的物料空间的支撑力时，就会产生这些大分子物质空间结构的扩展变形，最终导致膨胀物料的质构变化。,膨化动力的产生不仅取决于水分在物料中的形态和其结合特性，而且与水分的含量密切相关。从理论上讲，含水量越大，可产生的蒸汽量越大，膨化动力越强，对膨化的效果影响也越大。,物料水分含量过高会影响膨化正常实现,第一，过量的水分往往是自由态的水或表面吸附的水，它们很难取代或占据结合态和胶体吸润水分子原有的空间位置，这部分间隙水往往不在密闭气体小室内：很难成为膨
21、化动力；第二，过量水在外部供能时，由于与物料其它组分间的约束力弱，易先汽化，占用有效能量，影响膨化效应；,第三，过量水会导致物料内胶体吸润水区域的不恰当扩大，造成物料在增压段因温度升高，其中的部分淀粉已提前糊化，或部分蛋白质已超前变性，反而阻碍膨化；第四，含过量水的物料即使经历膨化过程，其制品也会因成品含水量偏高而回软，失去膨化制品特有的风味。,作业：1.挤压和膨化食品的概念及区别2.挤压膨化技术的特点,物料中高分子物质在膨化中的作用,挤压过程中碳水化合物的变化挤压过程中蛋白质的变化挤压过程中脂肪的变化,1.挤压过程中碳水化合物的变化,淀粉、纤维素、葡萄糖和蔗糖等都属于碳水化合物，它们在挤压过
22、程中却又有着各自不同的变化，下面分别叙述。,淀粉在挤压过程中的变化,纯淀粉先是由未胶化的白色逐渐变为凝胶化的无色半透明体 淀粉在升压、升温和剪切的共同作用下，大分子结构键断裂而变成了低分子，如淀粉结构中的1-4糖苷键断裂使其成为葡萄糖、麦芽糖等，而更主要的原因是在高温、高压下，淀粉分子发生了糊化(化)。直链淀粉含量增加，则膨化度降低 有资料表明，直链淀粉和支链淀粉各占50时，膨化效果最好。,葡萄糖、蔗糖等的变化,挤压食品物料中含有的糖成分会影响淀粉的糊化。由于挤压过程中高温、高剪切的作用能使糖分解成羰基化合物，它同物料中的蛋白质发生美拉德反应，使产品的颜色变深。,纤维素在挤压过程中变化,较一致
23、的看法是纤维素经挤压后，可溶性膳食纤维的量相对增加(一般增加量在3左右)高温、高压再加上高剪切作用，促使纤维分子间价键断裂、分子裂解和极性变化原料中的纤维素含量增加，则膨化度降低纤维素的来源、纯度，均明显影响膨化度,蛋白质在挤压过程中的变化一,在高温、高压、高剪切的食品挤压机内，蛋白质分子结构伸展、重组，表面电荷重新分布趋向均化，分子间氢键、二硫键等部分断裂，导致蛋白质变性不同来源的蛋白质物料在经过挤压加工后，消化率均明显提高，蛋白质的品质也获得改善，所以，挤压加工为开发低品质蛋白源以提高其营养价值提供了加工手段富含蛋白质并可用来挤压的原料品种很多，如脱脂大豆、浓缩大豆蛋白、菜籽蛋白、棉籽蛋白
24、、芝麻蛋白等,蛋白质在挤压过程中的变化二,“人造肉”是一种用挤压机将蛋白质变性后的产品，也被称为蛋白肉利用挤压后蛋白质消化率明显提高的特点挤压加工制造婴幼儿食品和老年食品，是一种很好的加工手段蛋白质在挤压过程中能与原料中的其他成分如脂肪氧化酶等反应，影响产品风味,脂肪在挤压过程中的变化一,一般单螺杆挤压机在生产时，要求原料中的脂肪含量低于12，（有资料表明，脂肪含量大于12以上，每增加1，产品的体积质量就增加16gL；当脂肪含量超过22时，原料就失去了膨化特性，因此，生产挤压膨化食品的原料的含油量低才好），因为高脂肪含量的物料与简体之间的摩擦因数变小造成打滑。,脂肪在挤压过程中的变化二,在高温
25、、高压和高剪切条件下，甘油三脂会部分水解，产生单甘油和游离脂肪酸，这两种产物与直链淀粉会形成络合物，影响挤压过程中的膨化，导致最终产品中淀粉的溶解性和消化率降低，故脂肪对挤压食品的质构重组、成形、口感等影响较大,第三节膨化食品生产工艺一一般工艺流程,(1)谷物挤压膨化食品的工艺流程 谷物膨化小食品的原料包括谷物粉，不同口味的调味料(如番茄味、鸡肉味、奶油味、巧克力味等)。其下艺流程如下：谷物粉混合调理挤压、膨化切割调味冷却包装,一一般工艺流程,(2)含馅料挤压膨化食品的工艺流程 含馅料膨化食品的原料包括谷物粉、巧克力或共他易凝固的酱状物料。其工艺流程如下：谷物粉混合调配挤压、成型填充馅料切割烘
26、烤冷却包装,(3)蒸煮型挤压膨化食品的工艺流程 蒸煮型膨化食品的原料包括木薯淀粉、玉米淀粉、精致面粉、高级调味料等。其工艺流程如下：原料蒸煮压皮冷却卷皮醒发压纹切割成型快烘慢烘油炸包装,二工艺流程说明,(1)原料 由谷物制成的全粉(如大米粉、玉米粉等)。谷物粉的含水量一般应掌握在7一16%，混合后含水量在30左右为宜，水分过高，膨化食品外皮表面粗糙或形成蜂窝状，水分太低则半成品呈焦黄色且有苦味。,二工艺流程说明,(2)混合将原料与适量的水混合并搅拌均匀(3)调配 生产不填馅料的产品可将混合好的原料送入挤出机，经挤压膨化后，成为半成品。需填馅料的产品，则将配好的馅料用泵打入机器，谷物原料经挤压，
27、成型后与馅料成为一体。,二工艺流程说明,(4)挤压、成型 应注意控制进料速度，水分过高、进料速度应慢些，反之，进料速度可适当加快，更换挤出设备的模头，可生产出不同的产品。,二工艺流程说明,(5)切割、烘烤 将膨化好的半成品按要求切割，并送入烘烤炉，在200一300之间烘烤2-3min。含馅料的产品经挤出、成形后，稍冷却后按要求切割。(6)冷却、包装将烘烤好的产品冷却后按一定的质量包装。,三、主要设备,1原料混合器,2原料预处理器,3挤压膨化装置,4切割装置,5调味装置,按膨化加工的工艺过程分类，食品的膨化方法有直接膨化法和间接膨化法。(一)直接膨化法1.直接膨化的工艺流程进料（挤压）膨化切断干
28、燥包装成品2.直接膨化法挤压膨化的工艺过程物料在挤压膨化机中的膨化过程大致可分为三个阶段：输送混合挤压剪切挤压膨化,输送混合阶段：物料由料斗进入挤压机后，由旋转的螺杆推进，并进行搅拌混合，螺杆的外形呈棒锤状，物料在推进过程中，密度不断增大，物料温度也不断上升。挤压剪切阶段：物料进入挤压剪切阶段后，由于螺杆与螺套的间隙进一步变小，故物料继续受挤压；当空隙完全被填满之后，物料便受到剪切作用；强大的剪切力使物料团块断裂产生回流，回流越大，则压力越大，压力可达1500千帕左右。在此阶段物料的物理性质和化学性质由于强大的剪切作用而发生变化。,挤压膨化阶段：物料经挤压剪切阶段的升温进入挤压膨化阶段。由于螺
29、杆与螺套的间隙进一步缩小，剪切应力也急剧增大，物料的晶体结构遭到破坏，产生纹理组织。,（二）间接膨化法1间接膨化法工艺流程 进料成坯干燥膨化包装膨化食品2间接膨化法工艺的特点 间接膨化法要先用一定的工艺方法制成半熟的食品毛坯，工艺方法有挤压法，一般是挤压未膨胀的半成品；也可以不用挤压法，而用其他的成型工艺方法制成半熟的食品毛坯。半成品经干燥后的膨化方法主要是除挤压膨化以外的膨化方法，如微波、油炸、焙烤、炒制等方法。,二 按膨化加工的工艺条件分类按膨化加工的工艺条件分类，膨化又可分为挤压膨化、微波膨化、油炸膨化等。（一）挤压膨化食品加工,食品挤压：物料经预处理(粉碎、调湿、预热、混合)后，经机械
30、作用强使通过一个专门设计的孔口（模具），以形成一定形状和组织状态的产品。,挤压成型机,完整的挤压食品加工过程,原料粉碎,混 合,预 处 理,输 送,喂 料,压 缩,粉碎,混合,加 热,熔 融,升 压,切 断,挤出,烘干(冷却),调 味,成品包装,图2 食品挤压生产线设备流程图示意图1锥形混合机 2螺旋提升机 3预处理机 4双螺杆挤压机 5挤出模头 6切割机 7烘干（冷却机）8调味系统 9计算机控制系统,1 2 3 4 5 6 7 8,单螺杆挤压机价格比较便宜，使用时没有双螺杆挤压机灵活方便，只能提供简单的蒸煮和成型加工。双螺杆挤压机的主要优点是通过更换螺杆结构在一个挤压机内可以完成多种操作，如
31、混合、搓揉、蒸煮等加工过程，均可以通过改变螺杆元件的位置和类型在一台挤压机中进行。运行时，在挤压机自身系统内可以进行蒸汽的释放和香味剂的添加，有利于开发具有市场潜力的食品。,单螺杆挤压机和双螺杆挤压机的区别,单螺杆挤压机由圆筒形腔体和在其中旋转的螺杆组成。为了实现不同的使用目的，螺杆和腔体都可以设计成为逐渐变细的形状；然而，大多数单螺杆挤压机的几何形状为圆柱形。物料的流动是在螺杆和腔体之间的通道中沿着腔体的轴向作螺旋运动。,(1)单螺杆挤压机,单螺杆挤压机工作原理,单螺杆挤压机的操作特点能够主要地通过调整螺槽的深度(腔体表面到螺根的距离)和调整螺杆的转速来改变。螺槽深、螺杆转速低的挤压机属于低
32、剪切力、低温挤压机，挤压机内机械能的黏滞性耗散产生的热量很少。面条挤压机和成型机就是属于这一类。螺槽浅和螺杆转速较高的挤压机有很高的剪切速率，由机械能的黏滞性耗散严生的热量很大。膨化小吃食品及组织化产品(即蛋白质)的生产都是在这样的条件下完成的。,(2)双螺杆挤压机,双螺杆挤压机工作原理,双螺杆挤压机的腔体不是圆柱形，而是呈“8”字形。在双螺杆挤压机的腔体内，两根相互独立的螺杆可以有不同程度的啮合度，在腔体的任何一个部位均可自由旋转。两根螺杆可以同向旋转也可以反向旋转，可以相互啮合(在腔体内重叠)也可以不产生啮合。同向旋转的螺杆旋转方向相同，反向旋转的螺杆旋转方向相反。,单螺杆挤压机和双螺杆挤
33、压机,单螺杆挤压机,双螺杆挤压机,螺杆挤压机设备操作螺杆挤压机是一种连续、高速处理物料的装置,对其操作基本要求是运行平稳、使用寿命长和维修迅速。1.启动前的准备启动前要对加料器和调节装置进行检查以确定其是否正常,有时加料器需要校正到正常运行状态。所以蒸汽管道阀门要打开,排放冷凝水,排出所有杂物。应在原料加料器上安上吸铁器,防止飞流金属进入机内。最后,所有报警器和安全设施应处于待命状态。,2.启动及稳定运行操作启动是为了尽可能快地使挤压机达到运行条件和正常状态,如果启动过程持续很长,则启动过程中所需原料就多,生产时间增长、废品量增多,同时挤压机内物料不足会磨损挤压螺杆,故必须限定和缩短启动时间。
34、具体做法是先开动预调质器和挤压机的电动机,然后开始向挤压机喂料。,3.停机操作挤压机停机时先将通入夹套预调节器和机筒的蒸汽关掉,喂料加进过量的水,直到出料温度降低到100 以下才能终止喂料,此时挤压机需继续运转,直到模孔出现湿冷物时才可关停机器。,4.故障排除当发现挤压机功率在上升并超过限度时,应稍微减少进料量或稍微增加进水量;当想提高产品温度又受到电机功率限制时,可增加夹套温度或加大输入蒸汽量并相应减小加水量;由于入料成分的变化、挤压机的磨损等因素会使产品性能变化,一般这些变化常常表现在产品的外观形态、组织结构、密度等方面,可通过增加挤压温度或降低物料含水量来改善,否则,就应更换有关零部件。
35、,（二）微波膨化食品加工1微波膨化的原理微波加热速度快，物料内部气体（空气）温度急剧上升，由于传质速率慢，受热气体处于高度受压状态而有膨胀的趋势，达到一定压强时，物料就会发生膨化。2微波膨化加工工艺适用范围(1)以淀粉为主的小食品(2)以蛋白质为主的食品(3）切面和荞麦面(4)蔬菜类,（三）油炸膨化食品加工油炸膨化食品最先起源于马来西亚，是在许多东南亚国家颇受欢迎的一种酥脆型食品。随着世界各国食品工业的不断交往与渗透，这种油炸膨化食品作为一种风味食品逐渐风行西方。1油炸膨化食品的分类(1)风味型：主要加人各种调味料制成海味、肉味、果味等不同风味的膨化食品。(2)营养型：主要强化各种营养素提高产
36、品营养价值。,2油炸膨化食品的特点 生产工艺简单，家庭烹制方便，口感佳，易于消化吸收，老幼皆宜。3油炸膨化食品膨化原理 淀粉在糊化老化过程中结构两次发生变化，先化再化，使淀粉粒包住水分，经切片、干燥脱去部分多余水分后，在高温油中过热水分急剧汽化喷射出来，产生爆炸，使制品体积膨胀许多倍，内部组织形成多孔、疏松海绵状结构，从而形成膨化食品。,4影响产品质量的因素(1)糊化：淀粉粒在适当温度下（6080)，在水中溶涨，分裂，形成均匀糊状溶液的作用为糊化作用。只有充分糊化但又没有解体的淀粉，分子间氢链大量断开，充分吸水，为下一步老化时淀粉粒高度晶化包住水分，从而为造成可观的膨化度奠定基础。(2)老化：
37、膨化后的-淀粉在2 4下放置1.5 2天变成不透明的淀粉。在老化过程中，糊化时吸收的水分被包人淀粉的微晶结构，在高温油炸时，造成淀粉微晶粒中水分急剧汽化喷出，使淀粉组织膨胀，形成多孔、疏松结构，达到膨化的目的。,(3)干燥：产品中水分含量直接影响到产品膨化度的大小。如果干燥后制品中水分含量过多，油炸膨化时，很难在短时间内将水分排出，造成制品膨化不起来，口感发软，不脆，破坏了产品的特色。若水分含量太低，油炸时又很难在短时内形成足够的喷射蒸汽将食品组织膨胀起来，也会降低产品的膨化度。,食品挤压生产技术的发展,未来的研究应重视将食品挤出过程中的营养分析、理化特性、加工工艺和设备等几个不同的研究领域相
38、结合，这样可以更深刻地认识食品的挤出加工机理将可视化技术应用于食品挤出加工过程的研究上，可直观分析食品加工的真实过程将挤出机作为生化反应器，从分子水平揭示食品的挤出加工机理，解决实际生产中提出的配方、工艺、设备等方面的问题是食品挤压技术的发展方向在新型双螺杆挤出机全长上，利用不同原料和加料方法进行实验研究，可优化加工配方、加工工艺、加工设备，利用挤出机开发其他新型食品和饲料资源,食品挤压生产技术的研究开发和发展,利用实验获得图像、数据、样品，系统地分析工艺条件、原料配方、设备结构参数等对食品和饲料等营养成分、组织结构等影响与合成高聚物的螺杆挤出成型相比较，获得蛋白质、淀粉等大分子的降解及结构形态变化规律，以指导配方、工艺和设备的研究设计。,
