擠壓膨化技術的機理

含有一定水分的物料，在積壓機的套筒內受到螺桿的推動作用和卸料磨具及套筒內截流裝置的凡響阻止作用，另外還受到來自外部和物料與螺桿、套筒內部磨檫熱的加熱作用，使物料處于3～8MPa和120～200℃的高溫下，根據(jù)需要可達到更高的溫度。由于壓力超過了擠壓溫度下的飽和蒸汽壓物料在擠壓筒內便產生水分的沸騰和蒸發(fā)。在如此高的溫度、剪切力和壓力下，物料呈現(xiàn)熔融狀態(tài)。當物料被強行擠出模具口時，壓力驟然降為常壓，此時水分便發(fā)生閃蒸，產生類似“爆炸”的情況，產品隨之膨脹。水分從物料中蒸發(fā)，帶走了大量的熱量，這樣物料瞬間從擠壓過程中的高溫降至80℃的相對低溫。由于溫度的降低，物料從擠壓時的狀態(tài)而固化成型，并保持了膨化后的形狀。

擠壓膨化食品的成分主要以淀粉為主。因此膨化狀態(tài)的形成主要是靠淀粉完成的，在高溫高壓狀態(tài)下，淀粉顆粒首先發(fā)生糊化，近而在高溫和高剪切的作用下分子之間相互結合和交聯(lián)，形成網(wǎng)狀的結構，該結構經(jīng)擠壓、降溫和固化后成為膨化食品結構的骨架，其他原料中的成分填充于其中。因此原料中淀粉的含量直接影響到產品的膨化程度，在原料中沒有淀粉存在的情況下，則基本上不產生膨化效果

擠壓膨化技術的特點

2.1 改善實用品質，易于儲存

采用膨化技術可以使玉米、高粱這些原本含有較多纖維素、維生素的粗硬的組織結構變得膨松柔軟，在膨化過程中產生的美拉德反應又增加了食品的色、香、味。從而改善實用品質，使食品具有體輕、松脆、香味濃郁的獨特風味。

2.2 提高產品質量，減少有害物質

擠壓過程是一個典型的高溫、高壓、短時過程，這使物料處理有限，因而在Zui終產品中幾乎保留了原料中所有的營養(yǎng)成分。同時，高溫短時過程仍可減少象有害的酶和微生物一樣的不良產品因素[4]。

2.3 原料適用性廣，產品種類多

可加工的原料品種繁多,不僅可以對谷物、薯類、豆類等糧食進行深加工,使粗糧細作,生產精美的小吃食品;而且還能加工果蔬、香料及一些動物蛋白。生產膨化小食品時,利用同一臺擠壓機只需改變原料及模頭,即可生產出形狀各異的產品。

2.4 生產效率高，生產成本低

國外大型雙螺桿擠壓機每小時的生產能力達數(shù)十噸,且操作簡便。與傳統(tǒng)的蒸煮方法相比,用現(xiàn)代擠壓膨化技術加工產品,在時耗、能耗、勞動力、占用廠房等方面都有明顯降低。

2.5 浪費少、無廢棄物

用淀粉釀酒、制飭糖時，原料經(jīng)膨化后，其利用率達98℅以上，出糖率提高12℅，出酒率提高20℅[1]。此外，一般來說，除了開機和停機時需要少量原料作引子外,整個生產過程中幾乎無廢棄物排出,不存在原料浪費現(xiàn)象。

3  擠壓膨化設備

擠壓機是從簡單的成型機發(fā)展而來的,起初只是用于塑料工業(yè),后來逐漸應用于食品及其它行業(yè)。目前使用的擠壓機主要為螺桿式擠壓機,按結構可分為單螺桿和雙螺桿兩種類型。單螺桿擠壓機靠一個從細漸粗、螺距從寬漸窄的螺桿推進物料。目前我國生產的單螺桿擠壓機基本上采用螺紋高度較淺的螺桿，轉速為300～400r/min，它可產生高磨檫和高剪切力，谷物原料在機筒內停留的時間僅為10～20s，物料在出模前的溫度高達130～140℃。雙螺桿擠壓機有一對相互連續(xù)嚙合的反向或同向旋轉的螺桿，靠正移位原理強制輸送物料。在物料輸送過程中很少形成壓力回流，可使局部壓力急劇升高，加快膨化過程，獲得高產量