食品擠壓加工設(shè)備

食品擠壓加工設(shè)備本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解擠壓加工的原理即應(yīng)用特點(diǎn)把握食品擠壓加工設(shè)備的主要構(gòu)造及工作原理名目一、擠壓熟化技術(shù)的根本概念和特點(diǎn)，擠壓熟化食品的特點(diǎn)，擠壓機(jī)類型及特點(diǎn)二、單螺桿擠壓熟化機(jī)構(gòu)成、原理和主要工作構(gòu)件和操作三、雙螺桿擠壓熟化機(jī)分類及特性、擠壓過(guò)程四、擠壓過(guò)程工藝變量的測(cè)控第一節(jié) 擠壓熟化技術(shù)的根本概念一、擠壓熟化技術(shù)的概念：屬于高溫高壓食品加工技術(shù)。利用螺桿擠壓方式，通過(guò)壓力、剪切力、摩擦力、加溫等作用所形成的對(duì)于固體食品原料的裂開、捏合、混煉、熟化、殺菌、預(yù)枯燥、成型等加工處理，完成高溫高壓的物理變化即生化反響，最終食品物料在機(jī)械作用下強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)特地設(shè)計(jì)的孔口〔模具〕，便制得肯定外形和組織狀態(tài)的產(chǎn)品。這種技術(shù)可以生產(chǎn)膨化、組織化或不膨化的產(chǎn)品。二、進(jìn)展歷史：最早應(yīng)用于塑料制品加工，20世紀(jì)30用始于20世紀(jì)80年月，先后在膨化小吃食品、養(yǎng)分米粉、糖果、動(dòng)物飼料的生產(chǎn)。三、擠壓熟化技術(shù)的特點(diǎn)連續(xù)化生產(chǎn)：原料經(jīng)預(yù)處理后，即可連續(xù)地通過(guò)擠壓設(shè)備，生產(chǎn)出成品或半成品便于操作和治理60％～80％應(yīng)用范圍廣：適合于小吃食品、即席谷物食品、便利食品、乳制品、肉類制品、水產(chǎn)制品、調(diào)味品等加工。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)潔地更換模具，即可轉(zhuǎn)變產(chǎn)品外形，生產(chǎn)出不同外形和把戲的產(chǎn)品，有利于產(chǎn)銷敏捷性用低：僅為傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的40％四、擠壓熟化食品的特點(diǎn)α-淀粉β化。擠壓加工中物料受高強(qiáng)度擠壓、剪切、摩擦等作用，淀粉顆粒在含水量較低的狀況下，充分溶脹、糊化和局部降解，再α-淀粉不易恢復(fù)其β－?°回生?±現(xiàn)象如未經(jīng)膨化的粗大米，其蛋白質(zhì)的消化為75％，經(jīng)膨化處理后可提高到83％。五、擠壓熟化食品的特點(diǎn)產(chǎn)品口感細(xì)膩：谷物中的纖維素、半纖維素、木素等成分徹底微?；?，并且產(chǎn)生局部分子的降解和構(gòu)造變化，水溶性增加，口感得以改善。風(fēng)味好、食用便利：高溫短時(shí)的擠壓加工過(guò)程，使得一些有害因子還將來(lái)得及作用便被膨化后的制品呈多孔的海綿狀構(gòu)造，吸水性強(qiáng)，簡(jiǎn)潔復(fù)水。產(chǎn)品衛(wèi)生水平高，保存性能好：加工時(shí)間短、路程短，根本無(wú)污染。擠壓加工的瞬間溫度可達(dá)250℃左右，能夠破壞原料中的微生物。膨化后的產(chǎn)品含水量一般為5％～8％，不利于微生物的生長(zhǎng)生殖。六、擠壓機(jī)類型及特點(diǎn)應(yīng)用：螺桿擠壓機(jī)，主體是一根或兩根在一只嚴(yán)密協(xié)作的圓筒形套筒中旋轉(zhuǎn)的螺桿。類型：按螺桿數(shù)量分類：易于操作、修理便利，但混合力量差，作用強(qiáng)度低分為同向旋轉(zhuǎn)和異向旋轉(zhuǎn)〔向內(nèi)和向外〕。主流機(jī)型為同向旋轉(zhuǎn)、完全嚙合、梯形螺槽七、分類按擠壓機(jī)功能分類制物料的過(guò)熱，制取構(gòu)造致密、均勻的未膨化成型產(chǎn)品。塑性物料，一般為中間產(chǎn)品，需要經(jīng)后續(xù)加工或利用擠壓熟化機(jī)：利用擠壓機(jī)的加熱蒸煮功能制取未膨化糊化產(chǎn)品。擠壓膨化機(jī)：可在擠壓過(guò)程中快速把物料加熱到175以上，使淀粉流態(tài)化，當(dāng)物料被擠出?？讜r(shí)極度膨脹成松脆質(zhì)地的產(chǎn)品。用于生產(chǎn)膨化產(chǎn)品。按擠壓過(guò)程的剪切力分類的壓力和剪切力。工作性能較好，適合于簡(jiǎn)潔外形的產(chǎn)品生產(chǎn)。低剪切力擠壓機(jī)：生產(chǎn)過(guò)程中剪切力較低，主要作用在于混合、蒸煮、成型。該類設(shè)備較適合于濕軟的動(dòng)物、水產(chǎn)飼料或高水分食品的生產(chǎn)。適用物料的含水量一般較高，擠壓過(guò)程物料黏度較低，操作中機(jī)械能黏滯耗散較少。按擠壓機(jī)的受熱方式分類自熱式擠壓機(jī)：擠壓過(guò)程所需熱量來(lái)自物料與螺桿之間、特點(diǎn)：物料與機(jī)筒之間、物料與物料之間的摩擦，擠壓溫度受生產(chǎn)力量、含水量、物料黏度、環(huán)境溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、達(dá)500～800r/min質(zhì)量不穩(wěn)定，操作敏捷性差，掌握較困難。機(jī)。特點(diǎn)：原料和產(chǎn)品較多，設(shè)備敏捷性大，操作掌握簡(jiǎn)潔，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。力。其次節(jié)膨化食品工藝及原料膨化食品：原料〔主要是谷物原料〕進(jìn)展高溫高壓處理后，被快速釋放到低壓環(huán)境，體積大幅度膨非膨化食抓一般為半成品，需經(jīng)焙炒或油煎膨松、調(diào)味前方可食用。生產(chǎn)工藝：原料一混合一調(diào)理一擠壓蒸煮、膨化、切割—烘烤一調(diào)味一冷卻一稱重、包裝3.原料：大米粉、玉米粉、糖、奶粉和食鹽，還可加人適量的調(diào)味粉和可可粉等。食品膨化機(jī)膨化小食品第三節(jié).單螺桿擠壓機(jī)的構(gòu)成組成：喂料、預(yù)調(diào)質(zhì)、傳動(dòng)。擠壓、加熱與冷卻、成型、切割、掌握等八局部組成。一.單螺桿擠壓機(jī)的構(gòu)成喂料裝置：用于將貯存于料斗的原料定量、均勻、連續(xù)地喂入機(jī)器，確保擠壓機(jī)穩(wěn)定地操作。常用的喂料裝置有振動(dòng)喂料器、連續(xù)喂料器和液體計(jì)量泵，喂料量連續(xù)可調(diào)。帶或攪拌槳的攪拌軸。傳動(dòng)裝置：用于驅(qū)動(dòng)擠壓螺桿，保證其在工作過(guò)程中所需要的扭矩和轉(zhuǎn)速。局部。裝置來(lái)不斷調(diào)整機(jī)筒或螺桿的溫度斷面有圓。圓環(huán)、十字、窄槽等各種外形。打算著產(chǎn)品的橫斷面外形。長(zhǎng)度。依據(jù)切割器驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置和割刀長(zhǎng)度的不同憂憤偏心合圍中心兩種構(gòu)造形式。掌握裝置：主要由微電腦、電器、傳感器、顯示器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，其主要作用是礦石各電機(jī)轉(zhuǎn)速并保證各局部運(yùn)行協(xié)調(diào)，掌握操作溫度與壓力以保證產(chǎn)品質(zhì)量。二、單螺桿食品膨化機(jī)單螺桿擠壓機(jī)主要工作構(gòu)件1.螺桿：擠壓機(jī)核心部件，是擠壓機(jī)性能的打算性部件。按總體構(gòu)造分為一般螺桿和特種螺桿。一般螺桿：等距變深螺桿：全部螺槽的螺距不變，二螺槽深度則漸漸變淺。計(jì)量均化段較淺的螺槽桿強(qiáng)度的限制，不能用于壓縮比較大的小直徑螺桿。b.等深變距螺桿：進(jìn)料口處的螺桿具有較高的強(qiáng)度，便于提高生產(chǎn)力量，但在接近模頭的計(jì)量均化段剪切混合作用較差，甚至?xí)麥缛哿系牡沽鳜F(xiàn)象。C:變深變距螺桿：在螺槽深度漸漸變淺的同時(shí)，螺距漸漸變小，具有前兩者的優(yōu)點(diǎn)，可得到較大的壓縮比，但制造困難。d步提高擠壓及剪切強(qiáng)度，提高混合效果。為擴(kuò)大物料對(duì)流混合區(qū)域，通常在此處螺紋上開設(shè)溝槽。特種螺桿的剪切作用，提高了熔融的均勻性，易形成可塑性面團(tuán)，改善擠出物料質(zhì)地的均勻性，有利于提高生產(chǎn)力量、產(chǎn)品質(zhì)量和降低能耗。特種螺桿b.屏障型螺桿：在螺桿的某一段設(shè)置一屏障段，因一般設(shè)在組合螺桿的一端，通常稱為屏作用而升溫熔融，因螺桿的旋轉(zhuǎn)，物料通過(guò)屏蔽間隙進(jìn)入出料槽后形成渦流，有利于物料的進(jìn)一步均勻化，產(chǎn)品質(zhì)地更為均勻，同時(shí)擠出溫度較低。C:分流型螺桿：在螺桿上設(shè)置使物料形成繞流、分流及匯流的銷釘、擋塊或通孔，將含有固體顆粒的熔融料流分成很多小股流，然后又匯流混合在一起，經(jīng)過(guò)數(shù)次反復(fù)該過(guò)程，使物料得以均化，并因提高了剪應(yīng)力作用而使得固體顆粒呈現(xiàn)熔融狀態(tài)。d:波狀螺桿:通常設(shè)置在螺桿的后半段或計(jì)量均化段。其螺桿外徑不變，而是螺槽底圓的圓心切作用。在經(jīng)過(guò)波谷時(shí)，因螺槽較深，容積較大，擠壓及剪切強(qiáng)度低，停留時(shí)間長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)物料的分布性混合和熱量的均化，料溫不會(huì)升得很高。長(zhǎng)徑比是螺桿的重要構(gòu)參數(shù)，它顯示了物料在螺桿中停留時(shí)間的長(zhǎng)短。機(jī)筒機(jī)筒的構(gòu)造形式關(guān)系到熱量傳遞的穩(wěn)定性和均勻性，影響到整個(gè)擠壓熟化機(jī)的工作性能，加料輸送段處的構(gòu)造形式影響固體輸送效率。常見(jiàn)的機(jī)筒有整體式和分段式兩種形式。整體式機(jī)筒：受熱均勻，制造時(shí)易保證加工精度和裝配精度，裝配工作簡(jiǎn)潔，應(yīng)用較多；加工要求比較高，機(jī)筒內(nèi)外表磨損難以修復(fù)。分段式機(jī)筒：便于轉(zhuǎn)變長(zhǎng)徑比，分段太多時(shí)，難以保證各段的對(duì)中，法蘭連接處會(huì)影響加熱均勻性。模具的剪切作用區(qū)，進(jìn)一步提高了物料的混合和混煉效果。常見(jiàn)的?？變?nèi)部構(gòu)造有：錐形?？祝簾o(wú)死角，不易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，?？變?nèi)壓力無(wú)突變，產(chǎn)品外表光滑。突變?？祝豪谶M(jìn)一步提高混煉、混合效果，產(chǎn)品質(zhì)地更為均勻、微細(xì)，但易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。側(cè)向?？祝禾岣弋a(chǎn)品外形層次感和纖維化構(gòu)造長(zhǎng)管?？祝嚎上鳒p產(chǎn)品的膨化長(zhǎng)度，提高組織化程度共擠模頭：生產(chǎn)夾心產(chǎn)品第四節(jié) 雙螺桿擠壓機(jī)組成：料斗、機(jī)筒、兩根螺桿、預(yù)熱器、模板、傳動(dòng)裝置等構(gòu)成一、雙螺桿食品膨化機(jī)二、雙螺桿食品膨化機(jī)三、雙螺桿擠壓機(jī)分類依據(jù)兩螺桿間的協(xié)作關(guān)系分為全嚙合型、局部嚙合型和非嚙合型；依據(jù)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向，分為同向旋轉(zhuǎn)型和異向旋轉(zhuǎn)型同向旋轉(zhuǎn)型擠壓機(jī)的混合特性好、磨損小，剪切率高、產(chǎn)量大以及更敏捷，多用于食品擠壓熟化。適合于輸送低黏性物料入速溶糖和口香糖等。2.雙螺桿擠