（1）食品膨化技术：应用挤压加工设备对食品原料完成输送、混合（破碎）、压缩、剪切混炼、加热熔融、均压、模头成型等，以加工成速食或快餐食品的一项新的食品加工技术 （2）膨化食品：它以谷物、豆类、薯类、蔬菜等为原料，经膨化设备的加工，制造出品种繁多，外形精巧，营养丰富，酥脆香美的食品。因此，独具一格地形成了食品的一大类。国外又称挤压食品、喷爆食品、轻便食品等，是近些年国际上发展起来的一种新型食品。
1、国外食品膨化技术发展历史及现状
国外该技术的发展大致分为如下几个阶段：
• 1900年间歇柱塞式通心粉挤压机；
• 1930年单螺杆挤压机应用到面条的连续压制上（低剪切）； • 30年代后期General Mills Inc首次将挤压技术应用于谷物方便食品上——1936年膨化玉米果首次挤压成功；
• 1946年后开始商品化（高剪切自热式）；
• 40年代后期国外发展迅速:挤压机多样化及外加热式挤压机；
• 50年代饲料业得以发展；
• 60年代首次用单螺杆挤压机工业化生产膨化速食早餐谷物；研究了挤压过程物料所发生的变化；
• 70年代——双螺杆挤压机应用于食品，实现了组织化植物蛋白（人造素肉）工业化生产。此期间研究挤压熟化原理及对挤压模型进行分析；
• 80年代欧共体和日本相应成立专门的研发机构；
• 90年代后期挤压机代表性生产厂家:美国Wenger、德国WP、意大利帕万——马布公司、法国Clextral公司、瑞士布勒公司等。
2、国内食品膨化技术发展历史及现状
• 挤压膨化食品起步晚，79年，北京食品研究所在我国首先研制成功食品挤压机，是工业化生产挤压膨化食品在我国起步的标志；
• 80年代初，苏州第二米厂和山东食品发酵工业研究所，先后研制出挤压膨化机；
• 85年，北京义利食品厂引进德国WP公司的C-37型双螺杆挤压机；
• 86年，北京蛋品厂等单位引进意大利Map公司的RC27/A型双螺杆食品挤压机；
• 86年，上海铅笔厂、河南邓州星光机械厂吸收国外技术，生产出国产双螺杆挤压机；
• 90年代，一些厂家生产出双螺杆食品挤压机：河南济源机械厂、江苏锡山金龙食品机械厂、山东济南塞信机械有限公司；
• 96年，原国内贸易部北京商业机械研究所研制成功多功能食品挤压生产线。主机由南航信离塑料机械厂制造，为同向双螺杆挤压机。
• 目前，国内主要有济南塞信膨化机械有限公司、北京化工大学、江南大学等单位对挤压膨化设备进行研究和开发。
二、食品挤压加工设备
• 1、食品挤压加工设备的类型：
（1）按螺杆数目：单螺杆、双螺杆、三螺杆；
（2）按加热方式：自热式；间接加热式；
（3）按用途：实验型；生产型。
（4）按功能分：通心粉（面条）挤压机、高压成形挤压机、低剪切蒸煮挤压机、膨化型挤压机、高剪切蒸煮挤压机、单一功能和多功能挤压机。
二、食品挤压加工设备
• 2、食品挤压加工设备的工作原理
• 2、食品挤压加工设备的工作原理
将食品原料通过输送装置喂入挤压机，电机带动螺杆做旋转运动，原料在螺杆及螺杆筒之间受到强烈的剪切、撞击、摩擦等机械作用，同时结合温度的变化，物料一次完成：输送、混合（破碎）、压缩、剪切混炼、加热熔融、均压及模头成型等加工过程，在此过程中，发生了一系列物理及生化变化，完成原料的挤压膨化加工，再由切刀完成切割成型。
膨化食品生产所需要的相关设备
挤压机内工作区域的划分
• 划分为七段：物料输送段，物料的混合（破碎）段，压缩段，剪切混炼段，加热熔融断，均压
进料区 过渡区 限流区（定量区）
段，模头成型段；
新型大棚骨架
成型区
• 参照塑料挤压过程划分为四段：
进料区，过渡区 ，限流区（定量区），成型区藤蔓根茎
二、食品挤压加工设备
• 3、挤压设备的构成
螺杆和筒体是挤压机的核心
（1）主机
挤压系统、传动系统、模头系统、加热（冷却）系统
（2）辅机
原料混合器、预处理装置、喂料器、切割装置、烘干（冷却）装置、调味装置、其他辅机。
（3）控制系统
①显示挤压机的工作状态；②按程序启动，控制主机、辅机的转速和协调它门的运行；
③按工艺要求控制喂料量、温度和压力；④用计算机控制可实现对整条生产线的全自动控制和管理。
• 4、挤压设备的结构特点
螺杆和筒体构成逐渐减小的通道空间,使原料在压力和温度渐变的条件下完成变性.采用的方法是:螺距渐变;螺槽渐浅;筒体渐窄等
• 5、国际挤压设备的生产厂家
90年代后期挤压机代表性生产厂家:美国Wenger、德国WP、意大利帕万——马布公司、法国Clextral公司、瑞士布勒公司、德国的Brabender公司等。
6、食品挤压机的发展现状及发展趋势
• 6.1 多螺杆 6.2 可视化 6.3 多极化 6.4 自动化
6.1 多螺杆
数模转换电路
• 食品加工业所用的螺杆类挤压机有单螺杆挤压机,双螺杆挤压机,及目前刚刚兴起的三螺杆挤压机。与单螺杆、双螺杆挤压机相比,三螺杆挤压机由于结构形式上的独特性,构成了其性能上和技术经济上的优越性 同温同压下
• 单螺杆没有啮合区,双螺杆有一个啮合区,一字排列的三螺杆有两个啮合区,三角形排列的三螺杆有三个啮合区。
• 三螺杆挤压机啮合区的增多,运转中对物料构成了高效的挤压、破碎、揉捏、压延、拉伸作用。正是这种高效的混捏作用,使得三螺杆无需双螺杆的大直径、大长径比,就可获得同等质量同等产量的生产条件,充分体现出三螺杆挤压机高效的混合特性,结构上的紧凑性和经济性。而且小直径的短螺杆比大直径的长螺杆加工造价低,安装及维护也较便利。因此，三螺杆挤压机不仅在食品加工性能方面具有优良的特性，而且在自身结构及经济性等方面都具有显著的优点，将会成为未来食品挤压机的主流机型。
6.2 可视化
• 挤压机的可视化为研究原料在挤压过程中的变化提供了极大的方便,对于进一步探讨挤压加工机理，了解原料在加工过程中的变化规律具有重要的意义。从而为配方设计、螺杆组合、工艺设定提供依据，以开发出更多的新食品及新原料。
• 如北京化工大学塑料机械研究所研制的FTS-50型同向啮合式双螺杆食品挤压机，在机筒上用耐压30MPa，耐温300℃的玻璃，开设侧视窗(双向分布)7个,俯视窗6个，这样机筒全程三向可视,可以观察、摄录物料真实的挤出过程, 以直接观察和分析食品在加工过程中的真实变化情况。该技术对于产品研发，特别是实验研究具有很高的使用价值。
6.3 多极化
• 随着食品挤压机应用领域的不断拓展，挤压机也呈现多极化的发展趋势。多功能、大功率机型以及小型实验机层出不穷，为挤压食品生产以及科学研究提供了性能良好、选择范围宽广的挤压设备，这无疑进一步推动了食品挤压技术的发展。
• 如Wenger公司的C2TX-16.2挤压机功率高达600KW，生产率高达2,000-16,000kg/h；
再如Brabender 公司生产的lab-station系列实验用机，体积小、省时、省料、移动灵活、操作方便，DSE25机型螺杆直径只有25mm，长度只有400~1200mm，电机功率只有7kw，但转速最高可达510r/min，特别适合实验室进行科学研究。
6.4 自动化
研究自动开机阀，实现自动化开机，简化挤压机在开、停机时的操作步骤，节省时间，降低物料损失和能量损失。开机时，可由计算机控制挤压机的转速、加水量、蒸汽量、糊化物量和干物料量，使其在尽可能短的时间里达到稳定的工作状态。实现给料量、膨化温度、压力的自动控制和数字显示，以提高生产效率，降低劳动强度。工作过程中，对压力、扭矩进行实时监控，避免造成机器堵塞及损坏等现象。前面提到的DSE25双螺杆挤压机就具有上述自动化功能，为操作带来了极大的方便。
三、挤压加工对食品主要营养成分的影响
• 1、淀粉及谷物粉剂压过程中的变化：
淀粉的挤出没有明显的熔融过程，首先淀粉以粉体状态输送，在输送过程中，物料受
热，水分均匀融入淀粉中，受到更强的挤压和剪切作用。淀粉达到湖化温度后，由粉粒逐步软化，最终变为凝胶体。在湖化过程中，由于物料颗粒粒径不同，流体开始表现为细小的颗粒与凝胶体共混状，然后物料全部变为凝胶体，这种凝胶体处于高温、高压状态，它从机头挤出时，压力迅速降低，内部水分蒸发，使产品内部产生微孔结构。
经过挤压加工的淀粉和谷物粉其物理化学性质均发生了不同的变化，通过这些变化获得了不同的功能性质。最主要的是淀粉的α化，可高达81.55%
• 2、纤维素
纤维素在加压过程中的变化情况个方面的研究报道相差比较大，但较为一致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）。这是由于加压加工中高温、高压再加上高剪切作用，促使纤维分子间价键断裂、分子裂解和分子发上极性变化所致。
• 3、葡萄糖、蔗糖等
挤压食品物料中含有的糖分除了会影响淀粉的湖化外，还能致使糖分解成羧基化合物，
它同物料中的蛋白质发生美拉德反应，从而使产品的颜变深。
• 4、脂肪在挤压过程中的变化
自动升降器 脂肪在食品的挤压过程中是一种敏感物料，挤压加工要求较低脂肪含量，一般单螺杆挤压机要求原料中脂肪含量要低于12%，超过此值挤压较难顺利进行。
脂肪在挤压过程中对食品的质构重组，成型、口感等影响较大。首先在高温、高压、高剪切条件下，甘油三酯会部分水解，产生单甘油和游离脂肪酸，这两种产物与直链淀粉形成络合物，影响挤压过程的膨化，导致最终产品中淀粉的溶解性和消化率降低。一般脂肪含量超过22%时，原料即失去膨化特性。因此，生产挤压膨化食品原料的含油量低为好。
• 5、蛋白质在挤压过程中的变化
富含蛋白质的食品原料在高温、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匀化，分子间氢键、二硫键等部分断裂，导致蛋白质最终变性。不同来源的蛋白质物料经挤压加工后，消化率均显著提高，蛋白质的品质也获得改断纸机
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。如人造肉。
• 6、将大豆蛋白进行挤压膨化加工的特点
大豆加工的关键技术是去除豆腥味。大豆中的豆腥味主要来源于大豆中的胰蛋白酶抑制剂、脲素酶、血凝集素等。大豆挤出后的产品豆腥味明显减少，并且产品有豆香风味，表面有油脂益处，产品略呈淡黄。大豆中含有干扰蛋白质消化或影响健康的抗营养因子，与其他热处理方法一样，挤压可以减少这类化合物的数量或降低其活性。在含水量20%时，挤压可以胰蛋白酶抑制素失活。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议