Оглавление
1. Введение. Общие определения………………………………2
2. Виды экструзии……………………………………………….4
3. Быстрозавариваемые каши…………………………………...8
4. Процесс производства быстрорастворимых каш…………...9
5. Заключение……………………………………………………11
6. Литература…………………………………………………….12
Введение. Общие определения.
Экструзия представляет собой непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании высоковязкого материала на основе расплава, либо пастообразной многофазной дисперсной системы, либо металла, через формующий инструмент (экструзионную головку, фильеру), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы. В промышленности переработки полимеров методом экструзии изготавливают различные погонажные изделия, такие, как трубы, листы, плёнки, оболочки кабелей, элементы оптических систем светильников- рассеиватели и т. д. Аналогично полимерам методом экструзии изготавливаются разнообразные алюминиевые профили. Основным технологическим оборудованием для переработки полимеров в изделия методом экструзии являются одночервячные, многочервячные, поршневые и дисковые экструдеры.
Экструдер состоит из: корпуса с нагревательными элементами; рабочего органа (шнека (винт Архимеда), диска, поршня), размещённого в корпусе; узла загрузки перерабатываемого материала; силового привода; системы задания и поддержания температурного режима, других контрольно-измерительных и регулирующих устройств. По типу основного рабочего органа (органов) экструдеры подразделяют на одно-, двух- или многошнековые (червячные), дисковые, поршневые (плунжерные) и др. Двухшнековые экструдеры в зависимости от конфигурации шнеков могут быть параллельными или коническими. В зависимости от направления вращения — с сонаправленным или противонаправленным вращением шнеков.
В пищевой промышленности метод экструзии применяется намного шире. В ходе процесса под действием значительных скоростей сдвига, высоких скоростей и давления, происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения. Простейший экструдер, применяемый в быту - кондитерский рукав, механический экструдер - ручная мясорубка.
Один из первых экструдеров, использованный ещё в 1868 г. в Англии для производства колбас, производил в основном только интенсивное смешивание мясного фарша и формирование готовых изделий без термического воздействия на сырьё. В конце 40-х годов ХХ века была разработана технология варочной экструзии, которая обеспечивала необходимые изменения сырья, в частности, почти полную клейстеризацию крахмала. Настоящий бум развития техники и технологии экструдирования в Европе и Новом Свете пришёлся на 60-е годы: более 40 разных фирм освоили роизводство техники для разнообразных видов сырья и разработки продуктов с различными физико-химическими и функциональными свойствами; были разработаны теоритические основы холодной и горячей экструзии.
В наши дни получают следующие продукты на экструдерах
· традиционная жевательная резинка
· пельмени
· кукурузные палочки
· подушечки и трубочки с начинкой
· хрустящие хлебцы и соломка
· фигурные сухие завтраки
· хлопья кукурузные и из других злаков
· быстрозавариваемые каши
· детское питание
· фигурные чипсы
· экструзионные сухарики
· мелкий шарик из риса, кукурузы, гречи, пшеницы, для наполнения и обсыпки шоколадных изделий, мороженого и других кондитерских изделий
· пищевые отруби
· набухающая мука, панировка
· продукты вторичной переработки хлеба
· соевые продукты: соевый текстурат, концентрат (применяются в производстве колбасы, сосисок, котлет и т. д.), кусковые соевые продукты (фарш, гуляш, бифштекс, тушенка и т. д.)
· продукты переработки отходов животноводства
· модифицированный крахмал
· реагент на основе крахмала применяемый в нефте- и газодобыче
· строительные крахмалсодержащие смеси
· основы для клеев
Виды экструзии.
В зависимости от температуры перед матрицей различают три основных вида экструзии: холодную, тёплую и горячую (варочную). При холодной экструзии температура формуемой массы перед матрицей не превышает 50°С, при тёплой-находится в пределах 60...100°С, при горячей - составляет 120...200°С.
Процесс экструдирования протекает так: продукт захватывается шпеком, перемещается вдоль корпуса, проходит зоны сжатия, разогрева (за счёт сил трения продукта о поверхность вращающегося штека и корпуса, а также деформаций сдвига в самом продукте), гомогенизации, зону непосредственно экструзии и разгрузки. Продолжительность обработки составляет 1-2 мин. Давление и температура при этом возрастает и достигает соответственно 50 МПа и 180°С.
Обычно при работе экструдера в устоновившемся режиме требуемая температура массы перед матрицей поддерживается благодаря выделению тепла под действием трения лопастей штека о нагнетаемую вязкую массу. При этом повышение влажности массы, снижение вязкости и увеличение пластичности приводит к снижению интенсивности трения штека и, следовательно, к понижению температуры формируемой массы и давления экструзии. В связи с этим каждый из указанных температурных режимов экструзии характеризуется также определёнными пределами значений влажности экструдируемой массы и давления экструзии:
| Технологические параметры экструзии | ||
| Режим экструзии | Влажность массы,% | Давление,МПа |
| Холодная | Более 28 | Менее 10 |
| Тёплая | 34-30 | 9-12 |
| Горячая | 14-20 | 12-20 |
Холодная экструзия
Для неё характерны только механические изменения в материале при медленном его перемещении и формовании.
Широко используется холодная экструзия для формования кондитерских масс в виде жгутов при изготовлении разного рода конфет, батончиков и других кондитерских изделий, жевательной резинки, тестовых заготовок хлебных палочек, а также для приготовления заготовок сухих завтраков с последующей их тепловой обработкой.
Однако самое широкое распространение холодная экструзия получила в пищевой промышленности для производства традиционных видов макаронных изделий. Первые шнековые макаронные прессы стали использовать для непрерывного процесса пресования макаронных изделий с 30-х годов прошлого столетия, и в настоящее время повсеместно, начиная с мини цехов и кончая крупными макаронными фабриками, шнековые макаронные прессы используют для формования макаронных изделий.
Тёплая экструзия
При этом методе сухие ингредиенты сырья смешивают с определённым количеством воды и подают в экструдер, где наряду с механическими воздействиями они подвергаются тепловой обработке. Дополнительно осуществляется нагрев продукта внешними обогревателями. Получаемый продукт (экструдат) отличается небольшой плотностью, увеличеным объёмом, пластичностью, ячеичным строением. Зачастую эструдату необходима дополнительная обработка, а именно высушивание или охлаждение. Этим методом получают некоторые виды закусок.
Помимо возможного применения теплой экструзии для формования макаронного теста наибольшее распространение она получает для производства полуфабрикатов сухих завтраков с пенообразной (вспученой) структурой. В качестве основного исходного сырья для их приготовления служат: картофельные - мука, крахмал, крупка, хлопья; рисовые - крахмал, мука, крупа и другое крахмалсодержащее сырьё.
Экструдированные полуфабрикаты сухих завтраков представляют собой изделия, отформованные в виде лапши, вермешели или других форматов и высушенные до влажности 8-12 %. В таком виде полуфабрикаты имеют большие плотность, прозрачность и могут храниться в течение длительного времени. Для приготовления из них вспученных (экспандированных) сухих завтраков с нежной, хрустящей, пенообразной структурой, подобной структуре сухого печенья крекер (поэтому подобные сухие завтраки также называют крекерами), достаточно погрузить их на 10-20 с в нагретое до 170...190°С растительное масло - во фритюр. Механизм вспучивания полуфабриката во фритюре заключается в следующем. Гелеобразная структура, образующаеся в шнековой камере в результате желатинирования крахмала, переходит во время высушивания полуфабриката в "стекловидное" состояние. При перемещении сухого полуфабриката в горячую среду (фритюр) структура приобретает упругоэластичные, резинообразные свойства, а влага, превращающаяся внутри геля в пар и не находя выхода, образует множество мельчайших пузырьков в объёме полуфабриката:происходит его вспучивание, образование пенообразной структуры с одновременным её переходом в обезвоженное состояние. Наличие же зёрен крахмала, сохранивших свою индивидуальность в структуре полуфабриката (нежелатинировавшихся во время эксрудирования) предопределяет наличие в структуре полуфабриката микропор, через которые образующийся пар легко выходит наружу. Вспучивание происходит в меньшей степени и тем более в меньшей, чем выше содержание нежилатинизированного крахмала. Таким образом, при производстве полуфабрикатов крекеров путём тепловой экструзии стремятся создать условия для возможно полной деструкции крахмальных зёрен. При этом имеет значение вид исходного крахмала. При прочих равных условиях более податлевы деструкции зёрна больших размеров (картофельного крахмала), менее податливы зёрна меньших размеров (рисового крахмала). Важную роль играют параметры экструзии. В часности, изменение температурно-влажностных режимов экструдирования крахмалосодержащих масс может изменять в широких пределах их вязкость и таким образом изменять величину усилий сдвига на тесто со стороны штека. Большое влияние на степень деструкции крахмала оказывает также вид и количество добавок. Так, добавление к крахмалсодержащему сырью жира, сахара и белка снижает силу трения крахмальных зёрен между собой и лопасти штека, поскольку эти вещества выполняют роль своеобразной смазки; в результате степень вспучивания полуфабрикатов крекеров снижается, и крекеры имеют твёрдую, неприятную при разжёвывании консистенцию. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо определять оптимальное соотношение рецептурных компонетов смеси и параметров экструзии.
