挤压食品
食品挤压膨化的原理
食品挤压膨化的原理
食品挤压膨化是一种常见的食品加工技术，它使用高压力和高温来使食品在短时间内发生挤压和膨胀的变化，从而改变其形态和口感。
这种技术的原理可以归结为以下几个方面：
1. 压力效应：在挤压膨化过程中，食品料理通过挤压腔体，承受着高压力。
这种高压力会使食品中的气体和水分分子受到压缩，形成封闭在食品中的微小空气泡。
当压力突然释放时，这些气泡会迅速膨胀，使食品呈现出松脆的口感。
2. 温度效应：高温是挤压膨化过程中的另一个重要因素。
高温有助于改变食品中淀粉、蛋白质和纤维等组分的物理和化学特性。
例如，在高温下，淀粉会发生糊化，使得食品的结构更加松散。
同时，高温也能促进水分的蒸发，减少食品中的含水量，增加食品的脆度和口感。
3. 压力和温度的协同作用：食品挤压膨化过程中的高压力和高温会相互作用，实现食品中水分、气体和固体组分的多相流动。
通过膨化和挤压，食品中的气泡能够逐渐膨胀形成孔隙结构，使食品在膨化后更加松脆。
4. 物理和化学变化：挤压膨化还会引起食品中物理和化学的变化。
例如，食品中的淀粉在高温下糊化，形成黏性物质，有助于构建食品的细胞结构。
同时，高温还能使食品中的蛋白质发生变性，改善其形态和口感。
总的来说，食品挤压膨化利用高压力和高温的组合效应，通过改变食品中的物理和化学特性，实现挤压和膨胀的效果，从而使食品呈现出丰富的口感和脆度。
食品挤压膨化技术
（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； 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；
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。
图2 挤压加工过程示意图 1、加料输送段 2、压缩熔融段 3、计量均化段
时一 间种 变挤 化压 曲膨 线化 食 品 的 温 度 、
3.完整的挤压食品加工过程
原料粉碎 混 合 预合 粉碎 压 缩 输 送
切
断
烘干(冷却)
调
味
成品包装
几点说明
挤压生产过程实际上是连续渐变的 螺杆长径比L / D小的螺杆挤压机各段的区别不明显
尤其是加热、熔融、升压几乎就在螺杆顶端与模头之间 的很窄的一个区域同时完成
（四）按螺杆转速进行分类
（1）普通挤压机 （2）高速挤压机 （3）超高速挤压机
1.螺杆挤压原理： 1）螺杆上的螺旋推挤可塑性物料向前运 动； 2）物料在出口模具的背后受阻形成压力； 3）螺杆的旋转和摩擦生热及外部加热， 使物料在机筒内受到高温高压剪切力的 作用，最后从摸孔中挤出。
挤压膨化技术精选全文
• 疏松原料从加料斗进入机筒，随着螺杆 加料输送段 的旋转，沿着螺槽方向向前输送
• 物料受到机头阻力作用压实，进而受到 螺杆与机筒强烈搅拌、混合、剪切，还
压缩熔融段 要受到外部加热，开始熔融
• 螺槽变浅继续升温升压，物料得到蒸煮， 出现淀粉糊化，脂肪Pro变性，组织进
计量均化段 一步均化，最后定量定压均匀挤出
食品挤压膨化技术
Nov 11，2014
膨化食品的概念和种类
利用油炸、挤压、沙炒、焙烤、微波等技术作 为熟化工艺的物料有体积明显增加现象的食品
国外又称挤压食品、喷爆食品、轻便食品
挤压膨化 油炸膨化
热空气膨化 其他膨化
主食类 糕点类 冷食类
油茶类 小食品类 军用食品
营养损失少 易被人体吸收 不易产生“回生”现象 便于长期保存 产生口感好 改变了产品风味 生产效率高 原料利用率高 无三废污染 食用方便 适用范围广
原料粉 碎
混合
预处理
喂料
压
粉
混
加
熔
升
缩
碎
合
热
融
压
挤出 烘干 冷却 调味
挤压过程中各成分的变化
淀粉：发生糊化、糊精化和降解 蛋白质：含量下降、变性、分子重排、组织化 脂肪：质量减少 食糖：焦化、与氨基酸发生美拉德反应
膨化前卸料模具的反向 作用、外部加热作用、物料与螺杆和机筒的内部摩 擦热作用
➢以上综合作用使物料处于3-8MPa的高压和200℃左 右高温的状态
➢物料由模具口挤出，压力骤降为常压，水分急骤 的蒸发，产生“爆炸”随之膨胀。水分从用料中散 发带走大量热量，使温度从高温骤降到80℃左右， 从而使物料固化定型，保持碰撞后的状态
挤压膨化加工原理
挤压膨化食品课件
挤压膨化食品具有口感酥脆、营 养丰富、易于消化吸收等特点， 同时可以根据不同原料和工艺生 产出各种口味和形状的产品。
发展历程及现状
发展历程
挤压膨化食品的生产工艺和技术起源 于美国，随着食品工业的发展，逐渐 在全球范围内得到广泛应用和推广。
现状
目前，挤压膨化食品已经成为休闲食 品市场的重要组成部分，产品种类和 口味越来越丰富，生产工艺和技术也 在不断改进和创新。
安全生产与环保要求
生产过程中安全风险识别及预防措施
机械伤害
操作人员应穿戴防护服，禁止长发、 松散衣物等卷入机器，定期检查设备 安全装置。
火灾爆炸
严格控制生产现场火源，定期检查电 气线路，禁止烟火，配备灭火器材。
原料过敏
对过敏原进行标识，建立严格的原料 验收制度，培训员工识别过敏原，配 备急救药品。
宣传教育
加强员工环保意识培训，鼓励员工参与废弃 物分类和资源化利用活动。
节能减排技术在挤压膨化食品生产中应用
节能设备
余热回收
选用高效节能设备，如高效挤压机、节能 干燥设备等，降低能耗。
对生产过程中产生的余热进行回收利用， 如用于预热原料、加热水等。
水资源循环利用
生产过程优化
对生产废水进行处理后回用，减少新鲜水 用量。
质量标准与检测方法
1 2
感官指标
色泽、气味、口感等应符合产品要求，无异味、 无杂质。
理化指标
水分、脂肪、蛋白质等含量应符合产品标准，检 测方法包括干燥法、索氏抽提法等。
3
微生物指标
菌落总数、大肠菌群等应符合国家卫生标准，检 测方法包括平板计数法、MPN法等。
质量影响因素及改进措施
01
02
03
膨化食品生产工艺(1)
膨化食品生产工艺膨化食品，国外又称挤压食品、喷爆食品、轻便食品等，是近些年国际上开发起来的一种新型食品。
它以谷物、豆类、薯类、蔬菜等为原料，经膨化设备的加工，制造出品种繁多，外形精巧，营养丰富，酥脆香美的食品。
因此，独具一格地形成了食品的一大类。
由于生产这种膨化食品的设备结构简单，操作轻易，设备投资少，收益快，因此开发得特不迅速，并表现出了极大的生命力。
由于用途和设备的不同，膨化食品有以下三种类型：一是用挤压式膨化机，以玉米和薯类为原料生产小食品；二是用挤压式膨化机，以植物蛋白为原料生产组织状蛋白食品(植物肉)；三是以谷物、豆类或薯类为原料，经膨化后制成主食。
除了试制出间接加热式膨化机外，还用精粮膨化粉试制成多种膨化食品。
种类1.主食类：烧饼、面包、馒头、煎饼等。
2.油茶类：膨化面茶。
3.军用食品：压缩饼干。
4.糕点类：桃酥、炉果、八件、酥类糕点、月饼、印糕、蛋卷等。
5.小食品类：米花糖、凉糕等。
6.冷食类：冰糕、冰棍的填充料。
上述食品中，有些品种如膨化面茶、印糕、压缩饼干等全部是用膨化粗粮制成的；有些品种只掺进一定比例的膨化粗粮。
膨化技术虽属于物理加工技术，但却具有本身的特点。
膨化不仅能够改变原料的外形、状态，而且改变了原料中的分子结构和性质，并形成了某些新的物质。
原理当把粮食置于膨化器以后，随着加温、加压的进行，粮粒中的水分呈过热状态，粮粒本身变得柔软，当到达一定高压而启开膨化器盖时，高压迅速变成常压，这时粮粒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2000倍，巨大的膨胀压力不仅破坏了粮粒的外部形态，而且也拉断了粮粒内在的分子结构，将不溶性长链淀粉切短成水溶性短链淀粉、糊精和糖，因此膨化食品中的不溶性物质减少了，水溶性物质增多了。
详见下表：膨化前后食品中水浸出物变化表(%)玉米高梁米成分膨化前膨化后膨化前膨化后膨化后除水溶性物质增加以外，一局限淀粉变成了糊精和糖。
膨化过程改变了原料的物质状态和性质，并产生了新的物质，也确实是基本讲运用膨化这种物理手段，使制品发生了化学性质的变化，这种现象给食品加工理论研究提出了新的课题。
说明食品热挤压的作用及其特点。
说明食品热挤压的作用及其特点。
食品热挤压是一种加工食品的方法，通过高温高压的力量将食材挤压成所需的形状和质地。
这种加工方法在食品工业中被广泛应用，因其独特的作用和特点而备受关注。
本文将详细介绍食品热挤压的作用及其特点。
一、食品热挤压的作用1.改善食品结构：食品热挤压可以改变食品的结构和形状，使其更适合消费者的口感和需求。
例如，通过热挤压，可以将粉状原料制成丝状、块状、浆状等形状，从而增加食品的风味和品质。
2.增加食品的稳定性：食品热挤压可以使食品更加稳定，延长其货架期。
在食品加工过程中，高温高压会破坏食物中的微生物和酶活性，从而有效保护食品的品质和风味。
3.提高食品的营养价值：热挤压过程中，食材会受到一定程度的热处理，可以使其中的营养物质更易被人体吸收。
同时，热挤压还可以破坏食材中的一些抗营养物质，从而提高食品的营养价值。
4.创新食品口感：食品热挤压可以改变食品的质地和口感，创造出一些新颖的食品。
例如，通过挤压面团可以制作出各种形状的饼干和饼干，使其更加脆脆可口。
5.促进食品工业发展：食品热挤压作为一种高效、灵活的食品加工方法，可以提高食品的产量和质量，降低生产成本，促进食品工业的发展。
同时，热挤压还可以对食品进行定型和形状修饰，使其更具市场竞争力。
二、食品热挤压的特点1.强化食品微结构：食品热挤压可以使食物的微结构变得更加致密和均匀，提高食品的品质和风味。
2.提高食品的可溶性：热挤压过程中，食材中的淀粉和蛋白质会部分被煮熟，从而提高其可溶性。
这使得食品更易于被消化和吸收。
3.保留食品的天然色泽和香味：食品热挤压可以保留食材的天然色泽和香味，使得最终产品更具吸引力和诱人度。
4.节省能源：与传统加工方法相比，食品热挤压的能源消耗较低。
由于高温高压的作用，食材可以在较短的时间内达到理想的热处理效果，从而节省了大量的时间和能源。
5.降低食品加工过程中的营养损失：热挤压过程中，食材受到的热处理时间较短，使得其中的营养物质更少被破坏和流失，从而保留了较多的营养成分。
食品的膨化技术
食品的膨化技术膨化食品，国外又称挤压食品、喷爆食品等，是近年发展起来的一种新型食品。
它以谷物、豆类、薯类、蔬菜等为原料，经膨化技术加工，制造出品种繁多，酥脆香美的食品。
膨化技术虽属于物理加工技术，但不仅可以改变原料的外形、状态，而且改变了原料中的分子结构和性质，并形成了某些新的物质。
(一)膨化食品的营养成分损失少并有利于消化吸收由于挤压膨化过程是一个高温短时(HTST)的加工过程，原料受热时间短，食品中的营养成分受破坏程度小；挤压膨化过程使淀粉、蛋白质、脂肪等大分子物质的分子结构均不同程度发生降解。
膨化操作引起的糊化后的淀粉长时间放置不会发生老化现象(即回生)，因为淀粉膨化后其微晶束结构遭到破坏，温度降低后也不易再形成微晶束，故不易老化。
食物中的蛋白质经过短时间的挤压膨化，蛋白质彻底变性，形成多孔结构，使酶的作用位点增多，从而提高蛋白质的消化率和利用率。
(二)食用品质改善易于储存玉米、高粱等粗粮中均含有较多的纤维素、维生素和钙、磷等多种矿物质，对人体十分有益，但其VI感一般较差，且不易消化。
采用膨化技术可使原本粗硬的组织结构变得松软，在膨化过程中产生的美拉德反应又增加了食品的色、香、味，因此膨化技术有利于粗粮细作，改善食用品质，使食品具有体轻、松脆、香味浓郁的独特风味。
另外，膨化食品经高温高压处理，既可以杀灭微生物，又能钝化酶的活性，同时膨化后的食品水分含量降低到10％以下，在很大程度上限制了微生物的生长繁殖，有利于提高食品的储存稳定性。
(三)工艺简单而成本低谷物食品的加工过程一般需经过混合、成型、烘烤或油炸、杀菌、干燥或粉碎等工序，并需要配备相应的各种设备；而采用挤压膨化技术加工食品时，由于在挤压加工过程中同时完成混合、破碎、杀菌、压缩成型、脱水等工序，使生产工序显著缩短，制造成本降低，同时可节省能耗20％以上。
(四)食用方便且产品种类多食品经膨化后，已成为熟食，可以直接用开水冲食，或制成压缩食品，或稍经加工即可制成多种食品，食用方便。
食品挤压技术
加工产品
品种较少
可加工多种产品
魏益民，杜双奎，赵学伟. 食品挤压理论与技术（上卷）. 中国轻工业出版社. 2009, p20-22.
2020/3/13
9
挤压机结构-同向双螺杆
SLG67-18.5双螺杆挤压膨机
同向旋转双螺杆挤压机出口
2020/3/13
同向旋转的双螺杆挤压机中物料流动方向 10
挤压与产品
食品成型机械
分类和应用：
包馅成型 豆包机、饺子机 挤压成型 挤压膨化机、压粒机 卷绕成型 蛋卷机、卷筒糕点机 辊压切割成型 面片辊压机、面条机 冲印和辊印成型 饼干成型机 搓圆成型 馒头机、元宵机…
沈在春. 农产品加工机械与设备. 中国农业出版社. 2001, p133-140.
热挤压
高温高压用于产 生膨化食品。食品脱 离模口时压力迅速释 放，蒸汽和气体膨胀 ，形成低密度产品。 ➢休闲食品 ➢素肉 ➢水果橡皮糖、硬糖 ➢….
P. J. Fellows, 蒙秋霞，牛宇 译. 食品加工技术—原理与实践. 中国农业大学出版社. 2006 pp 289-304.
2020/3/13
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2020/3/13
质疑 营养价值较低，营养成 分含量不均衡。 加工中残留有害健康的 物质。 加入过多的调味添加剂 或膨松剂有害健康。 挤压后续增加油炸、煎 炸等工艺。
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第一讲 食品挤压技术
请大家思考应该如何改善挤压食品品质？
高温高压高剪切下， 蛋白质分子表面电 荷重新分布，化学 键重组疏水基暴露， 形成组织化蛋白质。
13
挤压产品微观结构
挤压膨化产品
粉碎后的挤压膨化产品 粉碎后的挤压膨化产品
原料蛋白质颗粒
产品的垂直剖面
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操作要点
（1）在锅子里将油加热 （2）倒入选好的玉米，平铺分散在锅底 （3）盖上锅盖，每隔10-15秒用力来回摇晃锅子 （4）当玉米开始爆开时，每隔5秒摇晃锅，这一点很
重要，不然下面的玉米粒会烧焦，其他的不会完全爆 开。等到只听见零星的爆裂声时，将锅子从炉子移开 或降温熄火，将爆米花倒在容器中。然后将奶油放入尚 有余温的锅里，等奶油一融化，就浇上爆米花，再在 爆米花上撒盐，然后趁热享用。
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挤压设备-双螺杆挤压机
工作部件：一对相互啮合的螺杆 啮合形式：非啮合、部分啮合、全啮合 旋转方式：向内反向、向外反向、同向 工作原理：
一根螺杆上螺纹的齿缝嵌入另一根螺杆螺纹 的齿根部分，当物料进入螺杆的输送段后，在啮 合区形成压力分布，当螺杆旋转时， 在啮合的螺杆上下部形成压力差。 物料在机筒内形成了扭曲 形态的运动过程。
采用较少 可控参数少，不易控制
小
筒体夹套和螺杆中空 受控参数较多、易于控制
较大
适应性 能耗（kJ/kg）
调味 加工产品
含水率低、含油率低、颗粒状 900~1500 成品后喷 品种较少
适应性广、含水、含油较高 400~600
挤压前和过程中加调味料 可加工多种产品
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2020/8/18
物料组分改变-淀粉
挤压过程中特殊加热、加压方式，能对食品产 生有利影响，如使食品的可消化性、速食性、 灭霉率等趋于最大
挤压食品发展简史
1900年左右出现间歇柱塞式通心粉挤压机 1930年前后将单螺杆挤压机应用到面条的连续压制上 30年代后期General Mills Inc.首次将挤压技术用于谷物方便食品 1936年，膨化玉米果首次挤压成功，到1946年才开始商品化 40年代后期，蒸煮挤压机有了发展 50年代，挤压蒸煮的家畜饲料得到迅速发展 60年代，用单螺杆挤压机首次进行了工业化膨化速食早餐食物的生产 70年代，双螺杆挤压机被就应用到食品加工中，用挤压机生产的组织
➢ 挤压分类（产品形态和要求） 挤压膨化 挤压蒸煮 挤压组织化 ➢ 挤压机的分类
柱塞挤压机 螺杆挤压机
挤压加工的特点
＊多变性 ＊生产能力大 ＊成本低＊产品形状多种多样 ＊产品质量高 ＊能量利用率高 ＊易生产新食品 ＊食品原料几乎无损失
食品成型机械
分类和应用： 包馅成型 豆包机、饺子机 挤压成型 挤压膨化机、压粒机 卷绕成型 蛋卷机、卷筒糕点机 辊压切割成型 面片辊压机、面条机 冲印和辊印成型 饼干成型机 搓圆成型 馒头机、元宵机…
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挤压设备-单螺杆挤压机
加热方式：小型电阻丝，中大型蒸汽 长径比：1:10~1:20，分段拼接 分段结构：
➢ 输送段：螺杆内外直径不变，螺距相等，推 送作用
➢ 压缩段：外径不变，内径增大，压缩力增大， 热量使得物料部分熔融
➢ 蒸煮段：螺杆之间容积减少，压力更大，全 部熔融
➢ 出料口：高温高压瞬间释放，降为常温常压。
＊脂肪质挤压食品
以生产的食品性状分
＊小吃食品
＊面食类 ＊快餐汤料类
从风味、形状上分
＊ 从风味、形状上能分出千百种挤压食品
挤压食品的特点
挤压食品的加热、熟化和挤压成形是在一台挤 压机内，用很短的时间几乎是同时完成的
食品在被挤出模头时，由于压力的突然下降， 水蒸汽迅速膨胀和散发，使产品形成多孔结构
爆米花机
蛋卷
制作流程
蛋
• 鸡蛋加入白糖，混合均匀
卷
• 倒入过筛后的低粉，搅拌均匀
• 黄油切小块隔水融化，然后冷却后倒入面糊中
• 再倒入少许熟芝麻
• 成稀糊状
• 倒入预热过的蛋卷模中
• 压成圆片，手上套手套，用筷子卷成蛋卷
蛋卷机
什么是挤压？
➢ 挤压：是一个结合了混合、烹煮、 揉捏、剪切、成型等若干操作单元 的过程。
挤压方式
挤压方式
冷挤压
食品不经蒸煮或 变形即被挤出，螺杆 转速慢、内膛壁光滑， 在揉混和挤压食品时 摩擦力小。 ➢意大利面食 ➢酥皮点心 ➢某些糖果 ➢….
热挤压
高温高压用于产 生膨化食品。食品脱 离模口时压力迅速释 放，蒸汽和气体膨胀 ，形成低密度产品。 ➢休闲食品 ➢素肉 ➢水果橡皮糖、硬糖 ➢….
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物料组分改变-蛋白质
化植物蛋白－－人造素肉实现工业化生产 80年代欧共体和日本组织成立相应的专门研究开发机构 90年代后，世界上已有生产各种系列的食品挤压机投放市场
生活中有哪些挤压食品？
6
配料
奶油爆米花四人份 优质植物油（如葵花油） 3-4汤匙 玉米4汤匙 奶油1-2汤匙 盐1汤匙
工艺流程
油（预热）→选料→放玉米 →拌调味料→成品
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豆包机
饺子机
蛋卷机
2020/8/18
挤压膨化机
面条机
18
完整的挤压食品加工过程
原料粉碎
混合
预处理
喂料
挤出 升 压 熔 融 加 热 混合 粉碎 压 缩 输 送
切断
烘干(冷却)
调味 成品包装
1
2 3 4 56
7
8
图2 食品挤压生产线设备流程图示意图
1－锥形混合机 2－螺旋提升机 3－预处理机 4－双螺杆挤压机 5－挤出模 头 6－切割机 7－烘干（冷却机） 8－调味系统 9－计算机控制系统
表示淀粉颗粒原料，颗粒中包含直链 A 淀粉和支链淀粉。
表示水分增加时会破坏直链淀粉晶体 B 结构并使其螺旋结构瓦解，淀粉颗粒
膨胀。
在加热和更多水分的作用下，淀粉颗 C 粒更加膨胀，颗粒中的直链淀粉开始
向颗粒外扩散。
最后，支链淀粉仍然存在于淀粉颗粒 D 中，但颗粒易发生塌陷，并被形成凝
胶的直链淀粉包围着。
2020/8/18
挤压食品
何继琴 吴翠红 皮盼玲 李秀国
1
概念
食品物料在压力作用下，定向地通过一个 模板，连续成形地制成的熟或半熟、膨化 或非膨化食品，称为“挤压食品”。
挤压食品的分类
从最终产品的膨化度分
＊几乎未膨化食品 ＊轻微膨化食品
＊全膨化食品
经加工食品用的主要原料分
＊淀粉质挤压食品 ＊蛋白质挤压食品
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性能
单螺杆挤压机和双螺杆挤压机的性能对比
单螺杆挤压机
双螺杆挤压机
输送原理
借助螺杆与物料、物料与机筒内 靠两螺杆啮合、强迫输送物料，
壁的摩擦输送，易堵塞、漏流
不易倒流
自洁性能
无
有较好的自洁作用
工作可靠性 加热方式
易堵塞、焦糊 内摩擦加热、自热式多
平稳而可靠 电加热、蒸汽加热
冷却方式 控制参数 生产能力