一、擠壓膨化原理

含有一定水分的物料被擠出機機筒內的螺桿推動，被機筒內的模具和切斷裝置阻擋，同時也受到外界摩擦熱和物料與物料的加熱。螺桿和機筒。，使材料處于3～8MPa和120～200℃的高溫環境中，并可根據需要達到更高的溫度。

由于壓力超過擠壓溫度下的飽和蒸汽壓，物料會在擠壓筒內沸騰蒸發水分。

在如此高的溫度、剪切力和壓力下，材料處于熔融狀態。當物料被強行擠出模口時，壓力突然下降到常壓，此時水閃，出現類似“爆炸”的情況，產品隨之膨脹。

水分從物料中蒸發，帶走大量熱量，使物料從擠壓過程中的高溫瞬間下降到80℃的較低溫度。由于溫度的降低，材料從擠壓時的狀態固化成型，并保持膨化的形狀。

膨化膨化食品的成分主要是淀粉。因此，膨化狀態的形成主要是由淀粉完成的。在高溫高壓狀態下，淀粉顆粒先糊化，然后分子在高溫、高剪切作用下結合交聯，形成網狀結構。經擠壓、冷卻、固化后，結構成為膨化食品結構的骨架，其他原料的配料填充在其中。

因此，原料中淀粉的含量直接影響產品的膨化程度。在原料中沒有淀粉的情況下，基本不會產生膨化效果。

2、擠壓技術特點

1）提高實用品質，便于收納

膨化技術的使用可以使原本含有較多纖維素和維生素的玉米和高粱變得膨松柔軟，膨化過程中產生的美拉德反應增加了食品的色、香、味。從而提高了實用品質，使食品具有清淡、香脆、香氣濃郁的獨特風味。

2）提高產品質量，減少有害物質

擠壓過程通常是高溫、高壓、短時間的過程，這導致材料處理有限，因此在最終產品中保留了原材料中幾乎所有的營養成分。同時，高溫短時間工藝仍能減少有害酶和微生物等不良產物因素。

3）原料適用性廣，產品種類多

可以加工的原材料種類繁多。不僅可以將五谷雜糧、土豆、豆類等雜糧深加工，粗糧也可以做細，制作精美的零食；還可以加工水果和蔬菜、香料和一些動物蛋白。生產膨化零食時，只需更換原料和模具，使用同一臺擠出機即可生產出不同形狀的產品。

4）生產效率高，生產成本低

國外大型雙螺桿擠出機的生產能力達到每小時幾十噸，操作簡單。與傳統蒸煮方法相比，采用現代擠壓技術加工產品，顯著減少了時間消耗、能源消耗、勞動力和廠房占用。

5）少浪費，不浪費

原料膨化后，利用率達98℅以上。一般來說，除了在開機和關機時需要少量原料作為引物外，整個生產過程幾乎沒有廢物排放，不存在原料浪費。

3、擠出設備

擠出機是從簡單的成型機發展而來的，最初只用于塑料行業，后來用于食品等行業。目前使用的擠出機主要是螺桿擠出機，按結構可分為單螺桿和雙螺桿兩種。

單螺桿擠出機通過由細到粗、螺距由寬到窄逐漸增大的螺桿推進物料。目前我國生產的單螺桿擠出機基本采用螺紋高度較淺的螺桿，轉速為300-400r/min。它可以產生高研磨和高剪切力，并且谷物原料在桶中停留的時間很短。10-20s，頂出前物料溫度高達130-140℃。

雙螺桿擠出機具有一對相互連續嚙合的反向或同向旋轉的螺桿，利用正位移原理強制輸送物料。

在物料輸送過程中，很少形成壓力回流，可使局部壓力急劇上升，加快膨化進程，獲得高產量。

4、擠壓膨化工藝流程

膨化膨化食品的生產過程為粉碎→混合（潤濕）調理→輸送→喂料→擠壓膨化→整形、切割→烘烤→注油、調味→包裝。

1）粉碎

為了使原料在擠壓和蒸煮過程中混合均勻，使淀粉充分糊化，有利于膨化，將每一種物料（玉米應先去殼和胚芽）粉碎至30-40目粒度，雙螺桿擠出機粉碎至60目。以上。

2) 原料混合

將不同的原料和輔料在粉料混合機中按一定比例混合均勻，并根據氣候、環境溫度和濕度的差異確定加水量。混合原料的總水分控制在13%～20%。

3) 擠壓膨化

擠壓是整個過程的關鍵，它直接影響到產品的質地和口感。影響擠出的變量很多，如物料的水分含量、溫度、壓力、螺桿轉速、原料的種類及其在擠出過程中的比例等。

直鏈淀粉含量低的原料膨化后α度高，膨化效果更好。原料中不同的蛋白質和脂肪含量也會對膨化質量產生影響。蛋白質含量高的物料在擠壓時膨化度低；當脂肪含量超過10%時，會影響產品的膨化率，一定量的脂肪可以改善產品。質地和味道。不同類型和型號的擠出機具有不同的擠出工藝參數。

4) 整形和切割

膨化物料從模孔中擠出后，由靠近模孔的旋轉刀具切割成型或拉到成型機上。

5) 烘烤

擠出的半成品水分含量高，需要通過皮帶輸送機送入隧道式烘箱進一步烘烤，使水分含量低于5%，以延長保質期，同時烘烤后產生特殊香氣，提高品質。

6) 調味料

在烤肉店里。將按一定比例混合的植物油和奶油加熱到80℃左右，通過霧化噴嘴將油均勻地噴在隨著調味機的轉動而翻滾的物料表面。噴的目的是為了改善口感；二是使材料容易粘在調味料上。

然后噴上調味料，通過裝有螺旋槳的噴粉器將粉狀調味料均勻地撒在連軋材料表面，即得成品。為防潮和保證酥脆，調味品應立即包裝。

5、擠壓技術的多領域應用

1）在休閑食品加工中的應用

膨化食品是將擠壓技術應用于食品加工的一個成功產品。以大米、玉米等谷物和土豆為主要原料，經過擠壓、蒸煮，膨化成疏松多孔的產品。烘烤、脫水或油炸后，表面噴上一層美味的調味料。、膨化蝦等都屬于這一類。

另一類是膨化夾心零食，它是通過共擠膨化，即將顆粒物料擠壓成中空管狀，加入蛋黃粉、糖粉、奶粉、調味料等各種配料，和香料壓在一起。加入一定比例后，充分攪拌混合，形成流動性好的夾心材料。通過夾層泵和共擠模頭，將填充物注入管中部，同時擠出泡芙。膨化夾心小食品隨著夾心餡的變化，口感酥脆，風味多樣。通過改變夾心材料的配方，可以加工各種營養強化食品和功能食品。

2）在油脂浸出中的應用

對于含油量高的油料作物，脫殼（皮）后，先將油料經過擠壓機加工，將部分油料提前擠出，在浸出前形成具有一定結構的顆粒，是一種較為理想的新技術。.目前在美國、巴西、印度、瑞士等國家都有擠出機生產廠家。其中，美國ANDERSON Intrntionl Corp生產的用于加工高含油量的預壓擠出機尤為引人注目。

此外，擠出機的發明及其在油片溶劑浸出工藝中的應用，大大提高了溶劑浸出工藝的效率。擠出機中的薄片被一系列間歇性的螺旋擠壓，并被從機筒突出的固定螺栓摩擦，從而使更多的油細胞破裂。

在將薄片搗碎時，將蒸汽注入裝有薄片的桶中，然后將薄片在桶中煮 15-20 秒。烹飪會改變薄片的蛋白質特性，使其更柔軟。

同時，當蒸汽進入機筒并與薄片混合時，機筒內的壓力使蒸汽由氣相變為液相，釋放出大量熱量，在擠出機內產生有效的蒸煮作用。液體滲入薄片，充分滲入坯料。

此外，油坯完全煮熟后，從擠出機的出口排出。由于壓力突然下降，毛坯中的水分會立即從液相變為氣相。

當液體變成氣體時，它會吸收周圍的熱量，從而冷卻蛋白質并形成一種剛性的、多孔的蛋白質結構并膨脹。

3）擠壓技術在抗性淀粉制備中的應用

擠壓膨化技術在抗性淀粉制劑預處理中的應用是因為在抗性淀粉的制備過程中，擠壓膨化起到了預糊化的作用，提高了淀粉的糊化度。

有報道稱，淀粉經擠壓膨化后糊化度可達90%以上，而傳統工藝糊化率僅為80-90%。

只有淀粉完全糊化后，淀粉酶和puralanase才能充分作用于其上，生成一定長度的直鏈淀粉分子。通過調節酶的作用條件，可以提高抗性淀粉的得率。

4）在組織化植物蛋白生產中的應用

組織結構植物蛋白的生產以植物性蛋白質為原料，如大豆分離蛋白、小麥蛋白等，經過擠壓和剪切，蛋白質分子的三級結構被破壞，形成相對線性的蛋白質分子鏈。在一定的溫度和濕度下，由于高剪切力和螺桿的定向流動，當它通過模具出口擠出時，蛋白質分子變成纖維狀。結構體。

植物蛋白質構后，改善口感和彈性，擴大使用范圍，提高營養價值。與動物蛋白相比，具有價格低廉、不含膽固醇、保質期長、易著色、易增香增味等優點。它可以制成各種不同的食物。

可添加到肉類原料中，用作肉類填料，或代替肉、魚、禽等制成仿肉食品。美國已將此類肉類補充劑添加到漢堡牛排、肉餅和三明治中，漢堡牛排中的肉類替代品高達 30%。

5）擠壓技術在保健混合粉開發中的應用

以黑米、大麥、蕎麥粉為原料。這些材料具有很高的營養價值和保健功能。然而，由于它們質地堅硬，在正常烹飪過程中難以糊化和消化吸收。因此，它們必須經過特殊處理。，擠壓技術是理想的方法。

此外，由于各種原料中各種營養素的分布不均，人們對各種營養素的需求往往得不到滿足。

6、擠壓技術發展前景

食品加工的目的之一是充分利用現有的食品資源，開發新的原料來源，開發出多種大眾化食品。

膨化技術的出現，可以說為糧食、淀粉等我們稱之為粗糧的原料在食品工業中的應用開辟了一條新途徑。

而且膨化食品一般都需要調味，所以膨化食品加工業的發展必然會帶動調味品行業的發展，同時也會帶動薄膜等包裝技術的發展。

此外，隨著食品工業的發展，新技術、新工藝的出現，以及人們生活水平的提高，擠壓技術及其設備也在朝著更好的方向發展，生產出更受歡迎的低油、保健和天然食物。

如低溫、超低溫膨化技術、化學膨化技術、超聲波膨化技術等可能在不久的將來在實踐中得到應用；而微波膨化技術、烘烤膨化技術作為新型膨化技術引起了人們的關注，并逐漸在生產中得到應用。

據介紹，以淀粉為主要原料，用9%的玉米分離蛋白、1.5%的棕櫚油，在含水量50%的條件下，500W、2450MHz的微波輻射兩分鐘即可獲得優質的原料膨化食品。

真空油炸膨化技術對于提高食品品質、降低油品變質程度具有重要意義。如果在20mmHg的真空和100°C的溫度下進行油炸，在60°C時會產生水蒸氣；如果在80-120°C下油炸，原料中的水分可以充分蒸發，水分蒸發后體積會減少。顯著擴張。

真空油炸制備的產品除了膨化效果明顯外，油炸時間也相對縮短。

總之，隨著人們生活水平的提高，擠壓技術生產膨化食品以及擠壓技術在其他領域的應用在我國具有非常廣闊的前景。

擠壓膨化技術、微波膨化技術、烘烤膨化技術等將是膨化技術的發展方向；真空油炸膨化技術是保持油炸膨化技術活力的有效改進方法。

開展膨化理論與技術研究，開發新原料來源，開發新型擠壓膨化設備，擠壓膨化技術與其他食品加工技術的有機結合，將是膨化技術發展的重點和熱點。