工業規模的食品擠壓過程徹底改變了食品生產。這項技術使得生產各種食品成為可能，否則這些食品是不可能或非常困難的。作用在食品基質上的力使得基質的組成成分能夠在單一單元操作中被有效地混合、烹調並成形為離散形式。原料結構和質地的調整增強了所需的屬性，並促進穀物、零食、寵物食品、義大利麵等許多產品的生產。對各種擠出機配置及其功能的必要但不充分的了解對於行業的進步和產品線的改進至關重要。本文將在此背景下研究常見的擠出機螺桿類型，並解釋它們的功能和優點。
什麼是食品加工產業中的食品擠壓技術？
擠壓法簡述
擠壓 食品中的加工過程 加工業是在一定壓力、溫度和剪切力的作用下迫使食品材料通過特定形狀的模具。首先，將食品原料透過擠壓機引入擠壓機筒中，如下所示： 食品原料混合揉捏過程。在此過程中，環旋轉並引起機械摩擦，從而產生熱量，或透過電加熱元件來烹飪產品。隨後，將食品材料裝入擠出系統中，進行模製、冷卻並準備所需的尺寸和形狀。這種轉變實踐為客製化食品的質地、水分和形狀提供了絕佳的機會，從而在生產高品質和一致標準的營養美味食品中發揮重要作用。
食品擠壓機在食品工業中的作用
食品擠壓機在食品加工中發揮著重要作用，因為它們可以輕鬆均勻地製造多種食品。這些機器以精確控制的方式利用熱量和摩擦力將基本輸入轉換為最終產品。擠出機可以對一系列產品進行模製、烹飪和結構成型，包括但不限於穀物、休閒食品、肉類替代品和寵物食品。在製作過程中向食物中添加所有不同類型的成分和風味的可能性減少了製作步驟。它提高了所生產食品品質的均勻性。在審視擠出機在食品產業中的作用時，他們正在改進 生產過程的效率 同時限制廢棄物的產生量，更環保。
食品擠壓在日常食品生產上的應用
食品擠壓技術在整個食品生產中有著非常廣泛的應用。它使得創造多種類型和形式的食品成為可能。例如，據觀察，大多數早餐穀物，特別是膨化形式和膨化即食穀物，都是使用擠壓機制生產的。此外，寵物食品和飼料行業有效地利用食品擠壓來增強穀物的配方和感官特性。寵物食品和寵物飼料產業很大程度上依賴這項技術，因為大多數乾燥的擠出寵物飼料都是乾膨化的且易於咀嚼。這些場景顯示食品擠出工藝如何幫助生產消費者想要的各種食品和寵物飼料。
擠出機在擠出過程中是如何運作的？
食品擠壓機零件
基本食品擠出機包括進料器、機筒、螺桿、模具和切割器。給料機將粗料餵入筒體，其中一個或多個旋轉螺桿將它們混合併推動。機筒還配有加熱元件，可提高材料的溫度並使其具有柔韌性。螺桿還具有重要的功能，因為它們可以產生壓力和剪切強度，從而可以混合、混合和烹飪成分。該物質在經歷各個階段後會使用模具，並從模具中彈出，從而將材料成型和紋理化。過程的第三步是用切割機進行，將擠出的產品切割成確定的形狀，並獲得所需配方的最終長度，從而完成整個擠出過程。
雙螺桿與單螺桿擠出機：有什麼差別？
在物料混合和處理方面，雙螺桿擠出機比單螺桿擠出機具有優勢。水平雙螺桿擠出機具有兩個或更多相互嚙合的螺桿，這些螺桿以相同或相反的方向旋轉，提供更好的混合、剪切和傳輸。它可以更好地處理黏性或熱敏材料，同時保持製程穩定性和產量。從適用範圍來看，雙螺桿擠出機功能強大，可用於需要精確配料添加的製程或混合、反應擠出等多種製程。
另一方面，單螺桿擠出機結構更簡單並且包含一個旋轉螺桿。這些明顯更便宜且更容易在食品擠壓過程中使用。它們通常適用於基本擠出或擠出不需要太多混合的均質材料。單螺桿機器的複雜性相對較低，從而減少了能源消耗，並縮短了一些食品和農業流程的設定時間。使用雙螺桿擠出機或單螺桿擠出機的決定取決於相關應用的要求、要加工的材料、產品的最終所需功能及其成本。
擠出製程如何影響最終產品的最終質量
事實證明，擠壓是決定產品最終品質的主要因素，包括產品的幾何形狀、表面以及其他特性，例如產品的均勻性。最終產品的品質很大程度上取決於幾個參數，例如溫度控制、螺桿配置和擠出速度。嘗試改變任何這些參數都可能會導致產品出現某些形式的缺陷，例如不良的形貌、低或高的孔隙率以及薄弱的結構等缺陷。在整個擠出過程中保持對參數的嚴格控制非常重要，以生產符合緊固應用範圍標準的適當產品。
食品加工使用的擠壓機有哪些種類？
活塞擠出機與雙螺桿擠出機
活塞擠出機是一種常見的食品加工機，用於更受控制、更一致的應用，例如麵食擠出機。它使用電機驅動的活塞，以機械或液壓方式推動模具，為圓柱形機械物體提供連續均勻的壓力輸出。
另一方面，一個 雙螺桿擠出機 似乎更適合零食和紋理蛋白質的生產，混合得越好，餡料與零食或蛋白質的配合就越好。由於其相互嚙合的螺桿，雙螺桿以更積極的方式與成分混合，這也意味著可以加工更廣泛的配方和更多成分。它是食品加工的理想選擇，因為它可以在雙階段中施加更大的壓力並提供更好的溫度。
因此，根據工藝的不同，一些食品加工商使用不同類型的食品擠壓。對於形成軟麵團等簡單任務，活塞擠出機會更好，因為它們在高壓應用中工作。對於需要更好混合和一系列填料的更複雜的任務，雙螺桿將是理想的選擇。
單螺桿擠出機在食品和飼料工業的應用
考慮到其經濟優勢和便利性，單螺桿擠出機在食品和飼料行業中很常見。他們主要從事穀物、寵物食品和水產飼料的加工。因此，該技術的基礎是應用螺桿旋轉運動來輸送材料並對其進行熱機械處理，以生產膨化零食、早餐麥片、肉末和組織化植物蛋白。此外，單螺桿擠出機可利用精確針對食品的簡單成分來修改和塑造具有洛可可式形狀和質地的食品。儘管單螺桿擠出機不具備雙螺桿擠出機那樣複雜的混合能力，但它們為成本和簡單性非常重要的簡單加工要求提供了可靠的替代方案。
擠壓烹飪對食品生產的貢獻有多大？
使用熱擠壓和冷擠壓製程的擠壓在食品強化中的應用
在食品加工方面，擠壓技術包括兩類：熱擠壓和冷擠壓，這解釋了所需的產品特性。在熱擠壓過程中，原料受到高溫和高壓，導致澱粉熟化和糊化，從而提高消化率和膨化物的形成。 膨化零食等產品 和早餐麥片。而在冷擠壓中，則採用低溫以避免接觸任何熱敏營養素和成分。例如，這使得這種形式可用於義大利麵或小吃店的麵團處理。選擇熱擠壓工藝或冷擠壓工藝，或反之亦然，取決於最終產品的屬性；因此，在要求產品結構膨脹的情況下，通常選擇一種熱擠壓，而在要求產品有營養的情況下，通常選擇一種冷擠壓。
製程參數對擠壓產品的影響
溫度、壓力、水分含量和螺桿轉速等製程條件對透過擠壓蒸煮方法獲得的食品中的擠壓產品的性能影響很大。澱粉的糊化和蛋白質的變性對於產品的成品質地和結構至關重要，這兩種過程都受益於最佳的溫度和壓力設定。同樣，水分含量及其含量也很重要，因為它決定了擠出物的膨脹和密度。水分含量越高，產品越緻密。此外，螺桿轉速對於影響擠出機中材料的剪切和混合效果非常重要，進而決定產品的均勻性和品質。透過這些調整參數可以生產出具有特定品質和營養的擠壓食品。
肉類替代品和麵食製造的進步
擠壓方法的最新發展極大地進步了用於製造肉類替代品和麵食的技術。透過採用高水分擠壓技術，該公司現在可以製造具有肉類味道和觸感的植物性肉類替代品。例如，這些蛋白質來源是採用豌豆、大豆或大麻的新型擠壓技術，它修改了某些擠壓參數以複製瘦肉的纖維結構。此外，3D列印功能在麵食製造中的使用意味著形狀和營養成分的客製化達到了新的水平。該技術允許提取一系列插入物，例如維生素或功能添加劑，並將它們添加到糊劑中，從而確保所需的健康益處。隨著各產業逐漸意識到這些技術，創造健康又環保的食品的方法也會改變。
擠出機螺桿設計與雙向擠出有何關係？
水分含量和溫度在擠出過程中的關鍵作用
儘管擠出是一個高速過程，但仍需要控制一些熱和冷操作參數，例如水分含量和溫度，因為它們顯著影響聚合物宏觀產品溶液的特性。對水分含量的適當控制策略有利於聚合物流動並提高可用密度和結構可靠性。另一方面，糊化溫度和變性溫度的控制很重要，尤其是對於蛋白質結構而言，從而實現最終產品的結構和功能特性。對所討論的變數進行可控調整，能夠根據設定的標準不斷實現高擠出物質量，並贏得消費者的信任。
為食品獲得最佳的螺桿配置
螺桿配置的改進主要影響擠出製程。選擇長徑比、螺紋深度和螺距等設計變數可以控制流動剪切速率和停留時間，這對於食品材料的組織化非常重要。這種螺旋配置還有助於避免能源浪費並增加材料混合程度，提高最終產品的均勻性和品質。使用模擬和統計方法可以最大限度地提高變更的準確性，以便每次變更都具有針對特定食品材料設計的正確配置，以確保正確的加工條件。
澱粉和蛋白質對擠出性能的影響
澱粉和蛋白質對食品擠壓過程的效率和結果有很大影響。澱粉凝膠在擠出過程中結合各成分並產生黏度，影響最終產品的質地和膨脹程度。糊化澱粉的量決定了擠出物的消化率和品質。蛋白質具有重要的功能，例如乳化和凝膠化。在四百五十華氏度下，蛋白質結構的這些變化整合了許多交聯，這些交聯分散在整個擠出過程中，改變了最終產品的成分和圖案。優化擠出效率涉及平衡澱粉和蛋白質之間的比例和關係，以達到嚴格的產品要求。
參考資料
常見問題（FAQ）
Q：食品擠出涉及哪些技術？
答：食品擠出技術是一個通用術語，描述了一種加工方法，其中食品成分或配方通過強制通過成形開口（稱為模具或穿孔板）而成型。在此處理過程中，食品會受到熱、高壓處理，有時會受到剪切應力和混合，這會改變其物理和化學成分。由於其眾多優點，該技術在全球食品工程的許多分支中廣泛用於製造加工食品。
Q：食品業中的擠壓機有哪些種類？
答：食品加工中的膨化機主要有兩大類，包括單螺桿膨化機和雙螺桿膨化機。單螺桿擠出機優先用於簡單、基本的擠出工藝，應用更為廣泛。同向旋轉雙螺桿擠出機也更先進，因為它們可以加工更多類型的材料和一系列擠出條件。這兩種類型在食品科學和擠壓食品的生產中都具有重要意義。
Q：食品經過擠壓加工會產生什麼結果？
答：食品膨化加工具有改變質構、增強風味、改變營養成分等多種作用。它可能有助於增加某些特定營養素的營養，分解抗營養元素，並形成擠壓烹飪中使用的獨特質地。研究也發現，擠出溫度、擠出壓力和螺桿速度這三者都會影響最終產品。這種組合常常令食品科學家和工程師著迷，因此對其進行研究以增強特定食品物質的擠出。
Q：請列舉一些使用食品擠壓技術的較少使用的原料。
答：擠壓過程中使用的典型成分更像是以洋蔥為中心的成分，例如乾洋蔥清洗和澱粉，其中主要是豆類、玉米、小麥米和 Nutri。引子、蔬菜香精、濃縮香精插入物等，這些成分的使用取決於所需最終產品的程度，因此在擠出加工過程中對食品的成分有顯著影響。使用和處理該材料是一個柔軟而溫和的過程，必須正確完成以確保最終產品的高品質。
Q：低水分和高水分擠出有什麼差別？
答：低水分擠出包封的材料主要水分含量低於30%，主要用於休閒食品和穀物食品。高水分擠出或濕式擠出採用水分含量超過 30% 的材料，主要用於人造肉和義大利麵產品。事實上，擠出過程中的溫度和壓力需求以及所獲得產品的幾何形狀取決於進料的水分含量。
Q：食品加工中的蒸煮擠壓與冷擠壓有何不同？
答：食品擠壓加工時，可以採用冷擠壓和熱擠壓兩種方法。熱擠壓涉及在擠壓過程之前加熱食品物質，這有助於產品的烹飪、滅菌和成型。另一方面，冷擠壓是透過使用少量熱量來成型不需要烹飪的產品，例如某些類型的麵食或巧克力。至於烹飪和冷擠壓，這取決於產品的用途以及更多食品物質的安全措施。
Q：在食品加工中使用雙螺桿擠出有哪些優點？
答：雙螺桿擠出的其他優點包括其更好的餵入有問題的材料的能力、增強的成分混合或均質化以及部件對機械的更大適應性，其設計接近特定的食品工藝。此外，雙螺桿擠出機對擠出材料的水分和黏度不太敏感，有利於其在更廣泛的食品中的應用。與單螺桿擠出機相比，雙螺桿擠出機的優點是可以提供改進且一致的產品質量，並且對於某些特定製程來說效率很高。
Q：如何利用擠壓技術生產植物性肉類替代品？
答：擠壓技術是生產植物性肉類替代品不可或缺的一部分。高水分擠壓經常被用來賦予真肉的纖維質地。一些植物蛋白，如大豆蛋白或豌豆蛋白，以及其他成分在一定條件下被擠壓，以產生具有特定口感的所需質地。擠出過程允許蛋白質纖維排列。因此，如果蛋白質產品的結構與肉類相似，那麼旨在替代肉類的蛋白質產品很可能會成功。
