食品挤压加工设备

食品挤压加工设备本章学习目标了解挤压加工的原理即应用特点把握食品挤压加工设备的主要构造及工作原理名目一、挤压熟化技术的根本概念和特点，挤压熟化食品的特点，挤压机类型及特点二、单螺杆挤压熟化机构成、原理和主要工作构件和操作三、双螺杆挤压熟化机分类及特性、挤压过程四、挤压过程工艺变量的测控第一节 挤压熟化技术的根本概念一、挤压熟化技术的概念：属于高温高压食品加工技术。利用螺杆挤压方式，通过压力、剪切力、摩擦力、加温等作用所形成的对于固体食品原料的裂开、捏合、混炼、熟化、杀菌、预枯燥、成型等加工处理，完成高温高压的物理变化即生化反响，最终食品物料在机械作用下强制通过一个特地设计的孔口〔模具〕，便制得肯定外形和组织状态的产品。这种技术可以生产膨化、组织化或不膨化的产品。二、进展历史：最早应用于塑料制品加工，20世纪30用始于20世纪80年月，先后在膨化小吃食品、养分米粉、糖果、动物饲料的生产。三、挤压熟化技术的特点连续化生产：原料经预处理后，即可连续地通过挤压设备，生产出成品或半成品便于操作和治理60％～80％应用范围广：适合于小吃食品、即席谷物食品、便利食品、乳制品、肉类制品、水产制品、调味品等加工。经过简洁地更换模具，即可转变产品外形，生产出不同外形和把戏的产品，有利于产销敏捷性用低：仅为传统生产方法的40％四、挤压熟化食品的特点α-淀粉β化。挤压加工中物料受高强度挤压、剪切、摩擦等作用，淀粉颗粒在含水量较低的状况下，充分溶胀、糊化和局部降解，再α-淀粉不易恢复其β－¡°回生¡±现象如未经膨化的粗大米，其蛋白质的消化为75％，经膨化处理后可提高到83％。五、挤压熟化食品的特点产品口感细腻：谷物中的纤维素、半纤维素、木素等成分彻底微粒化，并且产生局部分子的降解和构造变化，水溶性增加，口感得以改善。风味好、食用便利：高温短时的挤压加工过程，使得一些有害因子还将来得及作用便被膨化后的制品呈多孔的海绵状构造，吸水性强，简洁复水。产品卫生水平高，保存性能好：加工时间短、路程短，根本无污染。挤压加工的瞬间温度可达250℃左右，能够破坏原料中的微生物。膨化后的产品含水量一般为5％～8％，不利于微生物的生长生殖。六、挤压机类型及特点应用：螺杆挤压机，主体是一根或两根在一只严密协作的圆筒形套筒中旋转的螺杆。类型：按螺杆数量分类：易于操作、修理便利，但混合力量差，作用强度低分为同向旋转和异向旋转〔向内和向外〕。主流机型为同向旋转、完全啮合、梯形螺槽七、分类按挤压机功能分类制物料的过热，制取构造致密、均匀的未膨化成型产品。塑性物料，一般为中间产品，需要经后续加工或利用挤压熟化机：利用挤压机的加热蒸煮功能制取未膨化糊化产品。挤压膨化机：可在挤压过程中快速把物料加热到175以上，使淀粉流态化，当物料被挤出模孔时极度膨胀成松脆质地的产品。用于生产膨化产品。按挤压过程的剪切力分类的压力和剪切力。工作性能较好，适合于简洁外形的产品生产。低剪切力挤压机：生产过程中剪切力较低，主要作用在于混合、蒸煮、成型。该类设备较适合于湿软的动物、水产饲料或高水分食品的生产。适用物料的含水量一般较高，挤压过程物料黏度较低，操作中机械能黏滞耗散较少。按挤压机的受热方式分类自热式挤压机：挤压过程所需热量来自物料与螺杆之间、特点：物料与机筒之间、物料与物料之间的摩擦，挤压温度受生产力量、含水量、物料黏度、环境温度、螺杆转速、达500～800r/min质量不稳定，操作敏捷性差，掌握较困难。机。特点：原料和产品较多，设备敏捷性大，操作掌握简洁，产品质量稳定。力。其次节膨化食品工艺及原料膨化食品：原料〔主要是谷物原料〕进展高温高压处理后，被快速释放到低压环境，体积大幅度膨非膨化食抓一般为半成品，需经焙炒或油煎膨松、调味前方可食用。生产工艺：原料一混合一调理一挤压蒸煮、膨化、切割—烘烤一调味一冷却一称重、包装3.原料：大米粉、玉米粉、糖、奶粉和食盐，还可加人适量的调味粉和可可粉等。食品膨化机膨化小食品第三节.单螺杆挤压机的构成组成：喂料、预调质、传动。挤压、加热与冷却、成型、切割、掌握等八局部组成。一.单螺杆挤压机的构成喂料装置：用于将贮存于料斗的原料定量、均匀、连续地喂入机器，确保挤压机稳定地操作。常用的喂料装置有振动喂料器、连续喂料器和液体计量泵，喂料量连续可调。带或搅拌桨的搅拌轴。传动装置：用于驱动挤压螺杆，保证其在工作过程中所需要的扭矩和转速。局部。装置来不断调整机筒或螺杆的温度断面有圆。圆环、十字、窄槽等各种外形。打算着产品的横断面外形。长度。依据切割器驱动电机位置和割刀长度的不同忧愤偏心合围中心两种构造形式。掌握装置：主要由微电脑、电器、传感器、显示器、仪表和执行机构等组成，其主要作用是矿石各电机转速并保证各局部运行协调，掌握操作温度与压力以保证产品质量。二、单螺杆食品膨化机单螺杆挤压机主要工作构件1.螺杆：挤压机核心部件，是挤压机性能的打算性部件。按总体构造分为一般螺杆和特种螺杆。一般螺杆：等距变深螺杆：全部螺槽的螺距不变，二螺槽深度则渐渐变浅。计量均化段较浅的螺槽杆强度的限制，不能用于压缩比较大的小直径螺杆。b.等深变距螺杆：进料口处的螺杆具有较高的强度，便于提高生产力量，但在接近模头的计量均化段剪切混合作用较差，甚至会消灭熔料的倒流现象。C:变深变距螺杆：在螺槽深度渐渐变浅的同时，螺距渐渐变小，具有前两者的优点，可得到较大的压缩比，但制造困难。d步提高挤压及剪切强度，提高混合效果。为扩大物料对流混合区域，通常在此处螺纹上开设沟槽。特种螺杆的剪切作用，提高了熔融的均匀性，易形成可塑性面团，改善挤出物料质地的均匀性，有利于提高生产力量、产品质量和降低能耗。特种螺杆b.屏障型螺杆：在螺杆的某一段设置一屏障段，因一般设在组合螺杆的一端，通常称为屏作用而升温熔融，因螺杆的旋转，物料通过屏蔽间隙进入出料槽后形成涡流，有利于物料的进一步均匀化，产品质地更为均匀，同时挤出温度较低。C:分流型螺杆：在螺杆上设置使物料形成绕流、分流及汇流的销钉、挡块或通孔，将含有固体颗粒的熔融料流分成很多小股流，然后又汇流混合在一起，经过数次反复该过程，使物料得以均化，并因提高了剪应力作用而使得固体颗粒呈现熔融状态。d:波状螺杆:通常设置在螺杆的后半段或计量均化段。其螺杆外径不变，而是螺槽底圆的圆心切作用。在经过波谷时，因螺槽较深，容积较大，挤压及剪切强度低，停留时间长，可实现物料的分布性混合和热量的均化，料温不会升得很高。长径比是螺杆的重要构参数，它显示了物料在螺杆中停留时间的长短。机筒机筒的构造形式关系到热量传递的稳定性和均匀性，影响到整个挤压熟化机的工作性能，加料输送段处的构造形式影响固体输送效率。常见的机筒有整体式和分段式两种形式。整体式机筒：受热均匀，制造时易保证加工精度和装配精度，装配工作简洁，应用较多；加工要求比较高，机筒内外表磨损难以修复。分段式机筒：便于转变长径比，分段太多时，难以保证各段的对中，法兰连接处会影响加热均匀性。模具的剪切作用区，进一步提高了物料的混合和混炼效果。常见的模孔内部构造有：锥形模孔：无死角，不易产生堵塞现象，模孔内压力无突变，产品外表光滑。突变模孔：利于进一步提高混炼、混合效果，产品质地更为均匀、微细，但易产生堵塞现象。侧向模孔：提高产品外形层次感和纤维化构造长管模孔：可削减产品的膨化长度，提高组织化程度共挤模头：生产夹心产品第四节 双螺杆挤压机组成：料斗、机筒、两根螺杆、预热器、模板、传动装置等构成一、双螺杆食品膨化机二、双螺杆食品膨化机三、双螺杆挤压机分类依据两螺杆间的协作关系分为全啮合型、局部啮合型和非啮合型；依据螺杆转动方向，分为同向旋转型和异向旋转型同向旋转型挤压机的混合特性好、磨损小，剪切率高、产量大以及更敏捷，多用于食品挤压熟化。适合于输送低黏性物料入速溶糖和口香糖等。2.双螺杆挤