食品挤压膨化技术.ppt

挤压膨化技术 一、 挤压技术 挤压膨化：把物料置于膨化器以后，随着加温、加压的进行，物料中的水分呈过热状态，物料本身变得柔软，当到达一定高压而启开膨化器盖时，高压迅速变成常压，这时物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2 000倍，巨大的膨胀压力不仅破坏了物料的外部形态，而且也拉断了物料内在的分子结构，将不溶性长链淀粉切短成水溶性短链淀粉、糊精和糖。 挤压组织化：在挤压机内，由于所受的剪切和磨擦力的作用，使维持蛋白质三级结构的氢键、范德华力、离子键、双硫键被破坏，形成了相对呈线性的蛋白质分子链。分子链在一定的温度和一定的水分含量下，变得更为自由，从而更容易发生定向的再结合。也就是说，热变性和剪切促使蛋白质结构成为类似纤维状的结构。随着剪切的不断进行，呈线性的蛋白质链不断增多，相邻的蛋白质分子链之间由于分子间的相互吸引而趋于结合，当物料被挤压经过模珍时，较高的剪切力和定向流动的作用更加促使蛋白质分子的线状化、纤维化和直线排列。 二、常用挤压膨化设备 1.1 分类 按原料：谷物膨化和组织蛋白膨化 按热源：自热式和外热式 按加热方式：固体燃料、气体燃料、过热蒸汽、机械摩擦、电 按施加压力的方式：机械加热和气压喷爆 按设备的生产方式：间歇式和连续式 按膨化后形态：爆花型和挤压型 1.2 挤压型膨化设备 借助挤压机螺杆的推动力，将物料向前挤压，物料受到混合、搅拌和摩擦以及高剪切力作用，使得淀粉粒解体，同时机腔内温度压力升高(温度可达 150～200℃，压力可达到1MPa以上)，然后从一定形状的模孔瞬间挤出，由高温高压突然降至常温常压，其中游离水分在此压差下急剧汽化，水的体积可膨胀大约2000倍。膨化的瞬间，谷物结构发生了变化，它使生淀粉(β-淀粉)转化成熟淀粉(α-淀粉)，同时变成片层状疏松的海绵体，谷物体积膨大几倍到十几倍。 1.2.1 挤压型膨化过程 1）是一个高温高压的过程； 2）可较方便地调节挤压过程的压力剪切力，作用和时间； 3）可将挤压过程应用于某些需高温高压的生化反映过程； 大多数的食品挤压机是将加热、蒸煮与挤压成型两种作用有机地结合起来，使原料经挤压机后，成为具有一定形状和质构的熟化或半熟化的产品。 挤压过程可分为三阶段： 当疏松的食品原料从加料斗进入机筒内时，随着螺杆的转动，沿着螺槽方向向前输送，称为加料输送段。 由于受到机头的阻力作用，固体物料逐渐压实，又由于物料受到来自机筒的外部加热以及物料在螺杆与机筒的强烈搅拌、混合、剪切等作用，温度升高、开始熔融，直至全部熔融，称为压缩熔融段。 由于螺槽逐渐变浅，继续升温升压，食品物料得到蒸煮，出现淀粉糊化，脂肪、蛋白质变性等一系列复杂的生化反应，组织进一步均化，最后定量、定压地由机头通道均匀挤出，称为计量均化段。 1.2.2 挤压型膨化设备分类 1）按照挤压过程剪切力 2）按照挤压机受热方式 3）按照螺杆根数 4）按照物料水分 5）其他类型 （一）按挤压过程剪切力的高低分类 （1）高剪切力挤压机： 1）挤压过程中能够产生较高剪切力的挤压机; 2）螺杆上常带有反向螺杆; 3）作业性较好，可方便地生产出多种挤压产品。 4）常具有较高转速和较高挤压温度。 5）适于简单形状产品的生产。 （2）低剪切力挤压机： 1）生产过程中的剪切力较低； 2）主要作用在于混合、蒸煮、成型； 3）适合于湿软的动物，鱼类饲料或高水分产品的生产； 4）适合于形状复杂的产品； 5）适合低剪切力挤压机加工的物料。 （二）按挤压机的受热方式进行分类 （1）自然式挤压机： 1）挤压中的热量来自物料与螺杆，物料与机筒间的摩擦； 2）挤压温度受生产能力，水分含量。物料粘度，环境温度，螺 杆转速等多方面因素的影响，故温度不易控制，偏差较大； 3）设备一般只有较高转速，转速可达500~800r/min； 4）可用于小吃食品的生产，产品质量不易稳定，操作灵活性小，控制困难； （2）外热式挤压机： 1）靠外部加热的方式提高挤压机筒和物料的温度； 2） 加热方式有蒸汽加热，电 加热，电热丝加热，油加热等方式； 3）还有等温式挤压机和变温式挤压机； （3）自然式挤压机一般是高剪切力挤压机，外热式则既可是高剪切力的，也可是低剪切力的。 （三）按螺杆的根数分类 单螺杆挤压机：借螺杆和机筒对物料的