Технология экструзии и ее применение

1. Принцип экструзионной затяжки

Материал, содержащий определенное количество влаги, проталкивается шнеком в цилиндр экструдера и блокируется формой и запорным устройством в цилиндре, а также нагревается за счет теплоты трения снаружи и материала и винт и ствол., так что материал находится в среде с высокой температурой 3 ~ 8 МПа и 120 ~ 200 ℃ и может достигать более высокой температуры в соответствии с потребностями.

Поскольку давление превышает давление насыщенного пара при температуре экструзии, материал будет кипеть и испаряться влага в экструзионном цилиндре.

Под такой высокой температурой, усилием сдвига и давлением материал находится в расплавленном состоянии.Когда материал принудительно выдавливается из горловины штампа, давление резко падает до нормального давления, а вода в это время вспыхивает, в результате чего возникает ситуация, подобная «взрыву», и продукт соответственно расширяется.

Влага испаряется из материала и забирает много тепла, так что материал мгновенно падает от высокой температуры в процессе экструзии до относительно низкой температуры 80°C.За счет снижения температуры материал затвердевает и формируется из состояния при выдавливании, сохраняя надутую форму.

Ингредиенты экструдированных воздушных продуктов в основном состоят из крахмала.Поэтому формирование пухлого состояния в основном завершается крахмалом.В состоянии высокой температуры и высокого давления гранулы крахмала сначала клейстеризуются, а затем молекулы объединяются и сшиваются под действием высокой температуры и высокого сдвига, образуя сетчатую структуру.После экструзии, охлаждения и затвердевания структура становится каркасом воздушной пищевой конструкции, а в нее набиваются ингредиенты из другого сырья.

Поэтому содержание крахмала в сырье напрямую влияет на степень вздутия продукта.При отсутствии в сырье крахмала пыхтящего эффекта практически не возникает.

2. Особенности технологии экструзии

1) улучшить практическое качество, легко хранить

Использование технологии вспенивания может сделать кукурузу и сорго, которые изначально содержат больше клетчатки и витаминов, стать объемными и мягкими, а реакция Майяра, возникающая в процессе вспучивания, увеличивает цвет, аромат и вкус пищи.Таким образом, улучшаются практические качества, а пища приобретает неповторимый вкус легкой консистенции, хрустящей корочки и насыщенного аромата.

2) Улучшить качество продукции и уменьшить количество вредных веществ

Процесс экструзии, как правило, представляет собой высокотемпературный, высоконапорный и кратковременный процесс, что приводит к ограничению обработки материала и, таким образом, сохраняет почти все питательные вещества в сырье в конечном продукте.В то же время высокотемпературный кратковременный процесс может уменьшить нежелательные факторы продукта, такие как вредные ферменты и микроорганизмы.

3) Широкая применимость сырья и разнообразие продуктов

Существует большое разнообразие сырья, которое можно перерабатывать.Мало того, что зерно, картофель, бобы и другие зерна могут быть глубоко обработаны, грубые зерна могут быть измельчены, и могут быть произведены изысканные закуски;но также можно перерабатывать фрукты и овощи, специи и некоторые белки животного происхождения.При производстве воздушных закусок продукты различной формы можно производить с использованием одного и того же экструдера, только заменяя сырье и матрицу.

4) Высокая эффективность производства и низкая стоимость производства

Производственная мощность зарубежных крупногабаритных двухшнековых экструдеров достигает десятков тонн в час, а эксплуатация проста.По сравнению с традиционным методом приготовления, использование современной технологии экструзии для обработки продуктов значительно сократило время, потребление энергии, рабочую силу и занятость предприятия.

5) Меньше отходов и без отходов

После того, как сырье вздуто, коэффициент его использования составляет более 98 ℅.Вообще говоря, за исключением того, что требуется небольшое количество сырья в качестве грунтовки при запуске и остановке, в течение всего производственного процесса почти не выбрасывается отходов, и нет отходов сырья.

3. Экструзионное оборудование

Экструдер был разработан на основе простой формовочной машины, первоначально использовавшейся только в производстве пластмасс, а затем в пищевой и других отраслях промышленности.Экструдеры, используемые в настоящее время, в основном представляют собой шнековые экструдеры, которые можно разделить на два типа: одношнековые и двухшнековые в зависимости от конструкции.

Одношнековый экструдер перемещает материал с помощью шнека, который постепенно увеличивается от тонкого к толстому, а шаг от широкого к узкому.В настоящее время одношнековый экструдер, производимый в моей стране, в основном использует шнек с малой высотой резьбы и скоростью вращения 300-400 об/мин.Он может генерировать высокое измельчение и высокое усилие сдвига, а зерновой материал остается в бочке лишь на короткое время.Через 10-20 с температура материала перед выбросом достигает 130-140℃.

Двухшнековый экструдер имеет пару шнеков, вращающихся в противоположных или противоположных направлениях, которые непрерывно зацеплены друг с другом, и материал принудительно транспортируется по принципу положительного вытеснения.

В процессе транспортировки материала редко образуется противоток давления, что может привести к резкому повышению локального давления, ускорению процесса надувания и получению высокой производительности.

4. Технологический процесс экструзионного надувания

Процесс производства экструдированных воздушных продуктов: измельчение → смешивание (смачивание), кондиционирование → транспортировка → подача → экструзионное надувание → формование, нарезка → выпечка → впрыск масла, приправа → упаковка.

1) Раздавить

Для равномерного смешивания сырья и полной желатинизации крахмала во время экструзии и варки, что способствует вздутию, каждый материал (кукуруза должна быть сначала удалена из шелухи и зародыша) измельчается до размера частиц 30-40 меш, и двухшнековый экструдер измельчает до размера 60 меш.выше.

2) Смешивание сырья

Смешайте различное сырье и вспомогательные материалы в смесителе для порошков равномерно в определенной пропорции и определите количество воды в зависимости от разницы в климате, температуре окружающей среды и влажности.Общая влажность смешанного сырья поддерживается на уровне от 13% до 20%.

3) Экструзионная затяжка

Экструзия является ключом всего процесса, который напрямую влияет на текстуру и вкус продукта.На экструзию влияет множество переменных, таких как содержание влаги в материале, температура, давление, скорость вращения шнека, тип сырья и их пропорции в процессе экструзии и т. д.

Сырье с низким содержанием амилозы имеет высокую степень α после вздутия, и эффект вздутия лучше.Различное содержание белка и жира в материале также влияет на качество вздутия.Материалы с высоким содержанием белка имеют низкую степень вздутия при экструзии;когда содержание жира превышает 10%, это повлияет на скорость вздутия продукта, а определенное количество жира может улучшить продукт.Текстура и вкус.Различные типы и модели экструдеров имеют разные оптимальные параметры процесса экструзии.

4) Формование и резка

После того, как вспененный материал экструдирован из отверстия матрицы, он режется и формуется с помощью вращающегося резака рядом с отверстием матрицы или протягивается к формовочной машине.

5) Выпекать

Экструдированный полуфабрикат имеет высокую влажность и должен быть направлен в туннельную печь для дальнейшего выпекания по ленточному конвейеру, чтобы влажность была ниже 5%, чтобы продлить срок годности, и в то же время время производят особый аромат после выпечки, чтобы улучшить качество.

6) Приправа

в вертеле.Растительное масло и сливки, смешанные в определенной пропорции, нагреваются примерно до 80 ℃, и масло равномерно распыляется на поверхность материала, который кувыркается при вращении приправочной машины через сопло тумана.Цель опрыскивания – улучшить вкус;во-вторых, чтобы материал легко прилипал к приправе.

Затем распыляют приправу, а порошкообразную приправу равномерно рассыпают по поверхности непрерывно прокатываемого материала через порошковый распылитель, снабженный винтовым пропеллером, и получают готовый продукт.Чтобы предотвратить попадание влаги и обеспечить хрустящую корочку, продукты с приправами следует упаковывать сразу.

5. Многопрофильное применение экструзионной технологии.

1) Применение в производстве закусок

Воздушная еда — первый успешный продукт, в производстве которого применяется технология экструзии.Используя в качестве основного сырья рис, кукурузу и другие злаки и картофель, после экструзии и варки из него делают рыхлый и пористый продукт.После запекания, обезвоживания или жарки на поверхность напыляется слой вкусной приправы., воздушные креветки и т. д. относятся к этой категории.

Другой тип - это воздушные закуски для сэндвичей, которые изготавливаются путем совместной экструзии, то есть зерновой материал экструдируется с образованием полой трубки и различных ингредиентов, таких как порошок яичного желтка, сахарная пудра, сухое молоко, приправы, и специи прессуются вместе.После добавления определенной пропорции он полностью перемешивается и смешивается с образованием сэндвич-материала с хорошей текучестью.Через сэндвич-насос и коэкструзионную головку начинка впрыскивается в середину тубы, в то время как затяжка экструдируется.Воздушный сэндвич с небольшими закусками имеет четкий вкус и разнообразие вкусов при смене начинки сэндвича.Изменяя формулу сэндвич-материала, можно обрабатывать различные продукты с улучшенными питательными свойствами и функциональные продукты.

2) Применение при выщелачивании жиров

Для масличных культур с высоким содержанием масла, после шелушения (шелухи), масло сначала обрабатывается экструзионным экструдером, чтобы заранее выдавить часть масла, и сформировать частицы с определенной структурой перед выщелачиванием, что является идеальной новой технологией..В настоящее время производители экструзионных экструдеров есть в США, Бразилии, Индии, Швейцарии и других странах.Среди них особенно выделяется экструзионный экструдер с предварительно прессованным и используемым для переработки высоким содержанием масла производства компании ANDERSON Intrntionl Corp из США.

Кроме того, изобретение экструдера и его применение в процессе выщелачивания масляных хлопьев растворителем значительно повысило эффективность процесса выщелачивания растворителем.Хлопья в экструдере сжимаются серией прерывистых спиралей и перетираются фиксирующими болтами, выступающими из ствола, так что разрушается больше масляных ячеек.

Пока хлопья растираются, в бочку с хлопьями впрыскивается пар, и хлопья готовятся в бочке в течение 15-20 с.Приготовление изменяет белковые свойства хлопьев, делая их более мягкими.

В то же время, когда пар поступает в цилиндр и смешивается с хлопьями, давление внутри цилиндра переводит пар из газовой фазы в жидкую фазу, выделяя большое количество тепла, что обеспечивает эффективное варочное действие в экструдере. , а жидкость проникает в чешуйки, чтобы полностью проникнуть в бланк.

Кроме того, после полной варки масляных заготовок их выпускают из выходного отверстия экструдера.Из-за резкого падения давления влага в заготовках сразу переходит из жидкой фазы в газообразную.

Когда жидкость превращается в газ, она поглощает окружающее тепло, которое охлаждает белок и создает жесткую пористую белковую структуру, которая расширяется.

3) Применение технологии экструзии при получении резистентного крахмала.

Применение технологии экструзионного вспучивания при предварительной обработке препарата устойчивого крахмала связано с тем, что в процессе приготовления резистентного крахмала экструзионное вспучивание играет роль предварительной желатинизации и улучшает степень желатинизации крахмала.

Сообщалось, что степень клейстеризации крахмала может достигать более 90% после экструзии и вздутия, в то время как степень клейстеризации по традиционной технологии составляет всего 80-90%.

Только когда крахмал полностью желатинизирован, амилаза и пураланаза могут в полной мере воздействовать на него с образованием молекул амилозы определенной длины.Регулируя условия действия фермента, можно повысить выход резистентного крахмала.

4) Применение в производстве текстурированного растительного белка

При производстве текстурированного растительного белка в качестве сырья используется растительный белок, такой как изолят соевого белка, пшеничный белок и т. Д., После экструзии и резки третичная структура белковых молекул разрушается с образованием относительно линейной белковой молекулярной цепи.При определенной температуре и влажности из-за высокой силы сдвига и направленного потока шнека, когда он выдавливается через выходное отверстие матрицы, молекулы белка становятся волокнистыми.структура.

После текстурирования растительный белок улучшает вкус и эластичность, расширяет сферу применения, повышает пищевую ценность.По сравнению с животным белком, он имеет низкую цену, не содержит холестерина, имеет длительный срок хранения, легко окрашивается и легко добавляет вкус и аромат.Из него можно приготовить самые разные блюда.

Его можно добавлять в мясное сырье, использовать в качестве мясного наполнителя или заменять мясом, рыбой и птицей для изготовления имитации мясных блюд.Соединенные Штаты добавили такие мясные добавки в стейки для гамбургеров, мясной рулет и бутерброды, при этом до 30% заменителей мяса содержатся в стейках для гамбургеров.

5) Применение технологии экструзии при разработке смешанных порошков для здравоохранения.

В качестве сырья используется черный рис, ячмень и гречневая мука.Эти материалы обладают высокой питательной ценностью и лечебными функциями.Однако из-за их твердой текстуры их трудно желатинизировать, переваривать и усваивать при обычном приготовлении.Поэтому они должны пройти специальную обработку., технология экструзии является идеальным методом.

Кроме того, из-за неравномерного распределения различных питательных веществ в каждом сырье часто не удовлетворяются потребности людей в различных питательных веществах.

6. Перспективы развития экструзионной технологии.

Одной из целей пищевой промышленности является полное использование существующих пищевых ресурсов и разработка новых источников сырья для производства разнообразных популярных продуктов.

Можно сказать, что появление технологии вздутия открыло новый путь для применения сырья, такого как зерно, крахмал и т. д., которое мы называем фуражным зерном, в пищевой промышленности.

Более того, воздушные продукты, как правило, необходимо приправлять, поэтому развитие отрасли по переработке воздушных продуктов, безусловно, будет стимулировать развитие индустрии приправ и в то же время будет стимулировать развитие упаковочных технологий, таких как пленки.

Кроме того, с развитием пищевой промышленности, появлением новых технологий и процессов, а также повышением уровня жизни людей экструзионная технология и ее оборудование также развиваются в лучшем направлении, производя более популярные продукты с низким содержанием масла, медицинские и натуральное питание.

Такие как низкотемпературная, ультранизкотемпературная технология напыления, технология химического напыления, технология ультразвукового напыления могут быть применены на практике в ближайшем будущем;и технология затяжки в микроволновой печи, технология затяжки выпечки, поскольку новая технология затяжки привлекла внимание людей и постепенно применяется в производстве.

Согласно отчетам, с крахмалом в качестве основного сырья, с 9% изолята кукурузного белка, 1,5% пальмового масла, при условии содержания воды 50%, микроволнового излучения 500 Вт, 2450 МГц в течение двух минут можно получить хорошее сырье для воздушной пищи.

Большое значение для улучшения качества продуктов и снижения степени порчи масла имеет технология вакуумной жарки и вздутия.Если жарить при вакууме 20 мм ртутного столба и температуре 100°C, водяной пар будет образовываться при 60°C;при жарке при 80-120°С влага в сырье может полностью испариться, а объем воды при испарении воды уменьшится.Значительное расширение.

В дополнение к очевидному эффекту вздутия продуктов, приготовленных с помощью вакуумной жарки, время жарки также относительно сокращается.

Короче говоря, с повышением уровня жизни людей производство воздушных продуктов по технологии экструзии и применение технологии экструзии в других областях имеют очень широкие перспективы в моей стране.

Технология экструзионного надувания, технология надувания в микроволновой печи, технология надувания для выпечки и т. Д. Будут направлением развития технологии надувания;Вакуумная технология надувания жарки является эффективным методом улучшения для поддержания жизнеспособности технологии надувания жарки.

Проведение исследований в области теории и технологии вздутия, разработка новых источников сырья, разработка нового экструзионного оборудования для надувания, органическое сочетание технологии экструзионного надувания и других технологий пищевой промышленности будут в центре внимания и горячей точки развития технологии надувания.