第十章 蒸煮挤压技术 第一节 蒸煮挤压技术的基本概念和理论 一、蒸煮挤压技术 （一）蒸煮挤压技术的概念和特点 1、挤压成型的定义：物料经预处理（粉碎、调湿、预热和混合）后经过机械作用使通过一 个专门设计的孔口（模具），以形成一定的形状和组织状态的产品。 食品加工用的挤压机，其主要功能是挤压成型。因为食品是在熟化之后才能食用的，所 以大多数的食品挤压机是将加热蒸煮与挤压成型两种作用有机地结合起来，使原料经过挤压 机之后，成为具有一定形状和质构的熟化或半熟化的产品。 2、工艺流程 多种原料按比例称量 3、技术特点：①连续化生产②生产工艺简单③生产效率高、原料浪费少、能耗低④应用广 泛⑤投资少、见效快⑥生产费用低。 (二)蒸煮挤压食品的定义及特点 根据原料成分不同，分为膨化食品和组织化食品。 1、膨化食品定义：是指将原料 (主要是谷物原料)进行高温高压处理，迅速降低压力， 使其体积膨胀若干倍，且内部组织呈多孔海绵状态的食品。膨化食品中原有的β- 淀粉部分， 转化为 a 淀粉。 2、组织化产品：是将原料(主要是蛋白原料)经处理后。使蛋白质的原始结构发生变化， 在外加条件作用下，产生了分子间的重组，形成类似于肉类组织结构的产品。 3、挤压技术生产的产品特点： (1)不易产生“回生”现象，便于长期保存：采用传统的蒸煮方法进行加工谷物原料， 产品易产生“回生”，其消化率也大大下降。 主要原因是糊化后的淀粉，在保存放置期间，慢慢失水，淀粉分子之间重新形成氢键而 相互结合在一起，由糊化后无序的分子排布状态重新变为有序的分子排布状态，即α- 淀粉 β化。而利用挤压技术加工，由于在加工过程中的高强度的挤压、剪切、摩擦、受热作用， 淀粉颗粒在水分含量较低的情况下，充分溶胀、糊化和部分降解，再加上挤出模具后，物料 由高温、高压状态突变到常压状态，便发生瞬间的“闪蒸”，这就使糊化之后的α-淀粉不易 恢复其β-淀粉的颗粒结构而仍保持其α- 淀粉分子结构，故不易产生“回生”现象。 (2)营养成分损失少，食物易消化吸收：挤压膨化过程是高温短时(HTST)的生产过程。 由于原料受热时间短，食品中的营养成分几乎末被破坏。膨化过程不仅使原料的质构发生变 化，其内部分子结构也发生变化，如：其中的一部分淀粉发生降解转化为糊精、麦芽糖等低 聚糖。膨化食品多孔的膨松质构和其中某些成分的降解有利于消化酶的作用，有利于人体吸 收。挤压之后的淀粉和蛋白质均易受酶作用而发生水解。 (3)产品口感细腻：谷物中一般含有较多的纤维素、半纤维素、木质素等成分。它们虽 然不能被人体消化吸收，但具有促进大肠蠕动，降低胆固醇吸收等生理功能，只不过口感粗 糙，难以直接食用。谷物经挤压膨化过程后，由于在挤压机中受到高温、高压和剪切、摩擦 预处理（机） 加水或蒸汽 混合（机） 喂 料 （定量喂料器） 挤压蒸煮 （挤 压 机） 切割成形 （切 割 机） 干燥（冷却） （干燥冷却机） 添加风味料 （调 味 机） 包装
第十章 蒸煮挤压技术 第一节 蒸煮挤压技术的基本概念和理论 一、蒸煮挤压技术 （一）蒸煮挤压技术的概念和特点 1、挤压成型的定义：物料经预处理（粉碎、调湿、预热和混合）后经过机械作用使通过一 个专门设计的孔口（模具），以形成一定的形状和组织状态的产品。 食品加工用的挤压机，其主要功能是挤压成型。因为食品是在熟化之后才能食用的，所 以大多数的食品挤压机是将加热蒸煮与挤压成型两种作用有机地结合起来，使原料经过挤压 机之后，成为具有一定形状和质构的熟化或半熟化的产品。 2、工艺流程 多种原料按比例称量 3、技术特点：①连续化生产②生产工艺简单③生产效率高、原料浪费少、能耗低④应用广 泛⑤投资少、见效快⑥生产费用低。 (二)蒸煮挤压食品的定义及特点 根据原料成分不同，分为膨化食品和组织化食品。 1、膨化食品定义：是指将原料 (主要是谷物原料)进行高温高压处理，迅速降低压力， 使其体积膨胀若干倍，且内部组织呈多孔海绵状态的食品。膨化食品中原有的β- 淀粉部分， 转化为 a 淀粉。 2、组织化产品：是将原料(主要是蛋白原料)经处理后。使蛋白质的原始结构发生变化， 在外加条件作用下，产生了分子间的重组，形成类似于肉类组织结构的产品。 3、挤压技术生产的产品特点： (1)不易产生“回生”现象，便于长期保存：采用传统的蒸煮方法进行加工谷物原料， 产品易产生“回生”，其消化率也大大下降。 主要原因是糊化后的淀粉，在保存放置期间，慢慢失水，淀粉分子之间重新形成氢键而 相互结合在一起，由糊化后无序的分子排布状态重新变为有序的分子排布状态，即α- 淀粉 β化。而利用挤压技术加工，由于在加工过程中的高强度的挤压、剪切、摩擦、受热作用， 淀粉颗粒在水分含量较低的情况下，充分溶胀、糊化和部分降解，再加上挤出模具后，物料 由高温、高压状态突变到常压状态，便发生瞬间的“闪蒸”，这就使糊化之后的α-淀粉不易 恢复其β-淀粉的颗粒结构而仍保持其α- 淀粉分子结构，故不易产生“回生”现象。 (2)营养成分损失少，食物易消化吸收：挤压膨化过程是高温短时(HTST)的生产过程。 由于原料受热时间短，食品中的营养成分几乎末被破坏。膨化过程不仅使原料的质构发生变 化，其内部分子结构也发生变化，如：其中的一部分淀粉发生降解转化为糊精、麦芽糖等低 聚糖。膨化食品多孔的膨松质构和其中某些成分的降解有利于消化酶的作用，有利于人体吸 收。挤压之后的淀粉和蛋白质均易受酶作用而发生水解。 (3)产品口感细腻：谷物中一般含有较多的纤维素、半纤维素、木质素等成分。它们虽 然不能被人体消化吸收，但具有促进大肠蠕动，降低胆固醇吸收等生理功能，只不过口感粗 糙，难以直接食用。谷物经挤压膨化过程后，由于在挤压机中受到高温、高压和剪切、摩擦 预处理（机） 加水或蒸汽 混合（机） 喂 料 （定量喂料器） 挤压蒸煮 （挤 压 机） 切割成形 （切 割 机） 干燥（冷却） （干燥冷却机） 添加风味料 （调 味 机） 包装
作用，以及在挤压机挤出模具口的瞬间膨化作用，使得这些成分彻底地微粒化并且产生了部 分分子的降解和结构变化，使水溶性增强，改善了口感。 (4)风味好、食用方便：挤压产品可以在较大程度上对风味进行灵活调整，满足不同消 费者的需要。另外，挤压过程是一个高温短时过程，有些有害因子还未来得及作用便被破坏， 避免了不良风味的产生。如大豆制品的豆腥味是由于大豆内部的脂肪氧化酶催化产生氧化反 应的结果。挤压过程中的瞬间高温己将该酶破坏，从而也就避免了异味的产生。另外，一些 自然形成的毒性物质，如大豆中的胰蛋白酶抑制因子等，也同样遭到破坏。膨化后的制品其 质地是多孔的海绵状结构，吸水力强，容易复水，因此不管是直接食用还是冲调食用均较方 便。 (5)产品卫生水平高，保存性能好：挤压食品加工过程时间短，原料水分含量一般较低 不利于微生物生长繁殖。从原料到产品，生产工艺简单，流水线短，基本上无污染机会。挤 压过程温度可高达 200℃左右，即使时间很短(通常在 10s 以下)，也以破坏原料中的微生物。 膨化后的产品含水量低，一般为 5％~8％，这种状态也不利用微生物的生产繁殖。因此只要 保存方法得当，便可较长时间保存。 二、挤压理论 蒸煮挤压基础理论是指科学地描述物料在螺杆挤出机中运动和变化过程的一些基本理 论。研究挤出理论的目的主要是为了揭示、掌握和运用这些运动和变化的基本理论，使蒸煮、 挤压、成型能够达到优质高产和低能耗，为新型挤压机的设计和新型挤压食品的开发提出可 靠的理论依据，以便科学地选用原料，合理地安排生产流程和准确地确定工艺参数。 挤压理论主要涉及到流变学、传热学、摩擦原理、高分子结构理论、材料学、材料力学 等科学领域。 (一)挤压过程的流变学 流变学是运用应力、应变和时间等概念，研究物料流动和变形行为的一门科学。食品挤 压的过程是一种高温、高压、高剪切的流动过程。许多重要的挤压概念和参数，如挤压速率， 挤压螺杆通道中的速度场，挤压所需的能耗，挤压机中的压力场，物料在挤压机中的滞流时 间分布，物料与套筒之间的热交换等，都直接或间接需用流变学的特性来描述。 食品挤压过程中的物料多半为谷物类，物料的水分含量一般都在 35％以下。因此，这 里主要介绍低水分和中等水分下与谷物面团有关的流变学的基本原理及挤压过程中的态。 1、牛顿型流体的流动定律和液体粘度 流体流动时，其内部相互摩擦的性质称作流体的粘性。流体流动的形式有层流和湍流。 实践证明，绝大多数聚合物在加工和流动过程中多表现为层流。层流流动时，流体的粘度越 大，所产生的粘滞阻力也越大，流动所消耗能量也就越高。 牛顿摩擦定律：即在一定温度下，当相距 dy 的两平行流体层以相对速度 dv 移动时，层 间发生的内摩擦力 F 将正比于两层的速度梯度 dv / dy ，两层间的接触面积 S 和流体的粘度 。写成如下表达式： S dy dv F = (− ) 或 F = (−r) S ( r) S F = = −
作用，以及在挤压机挤出模具口的瞬间膨化作用，使得这些成分彻底地微粒化并且产生了部 分分子的降解和结构变化，使水溶性增强，改善了口感。 (4)风味好、食用方便：挤压产品可以在较大程度上对风味进行灵活调整，满足不同消 费者的需要。另外，挤压过程是一个高温短时过程，有些有害因子还未来得及作用便被破坏， 避免了不良风味的产生。如大豆制品的豆腥味是由于大豆内部的脂肪氧化酶催化产生氧化反 应的结果。挤压过程中的瞬间高温己将该酶破坏，从而也就避免了异味的产生。另外，一些 自然形成的毒性物质，如大豆中的胰蛋白酶抑制因子等，也同样遭到破坏。膨化后的制品其 质地是多孔的海绵状结构，吸水力强，容易复水，因此不管是直接食用还是冲调食用均较方 便。 (5)产品卫生水平高，保存性能好：挤压食品加工过程时间短，原料水分含量一般较低 不利于微生物生长繁殖。从原料到产品，生产工艺简单，流水线短，基本上无污染机会。挤 压过程温度可高达 200℃左右，即使时间很短(通常在 10s 以下)，也以破坏原料中的微生物。 膨化后的产品含水量低，一般为 5％~8％，这种状态也不利用微生物的生产繁殖。因此只要 保存方法得当，便可较长时间保存。 二、挤压理论 蒸煮挤压基础理论是指科学地描述物料在螺杆挤出机中运动和变化过程的一些基本理 论。研究挤出理论的目的主要是为了揭示、掌握和运用这些运动和变化的基本理论，使蒸煮、 挤压、成型能够达到优质高产和低能耗，为新型挤压机的设计和新型挤压食品的开发提出可 靠的理论依据，以便科学地选用原料，合理地安排生产流程和准确地确定工艺参数。 挤压理论主要涉及到流变学、传热学、摩擦原理、高分子结构理论、材料学、材料力学 等科学领域。 (一)挤压过程的流变学 流变学是运用应力、应变和时间等概念，研究物料流动和变形行为的一门科学。食品挤 压的过程是一种高温、高压、高剪切的流动过程。许多重要的挤压概念和参数，如挤压速率， 挤压螺杆通道中的速度场，挤压所需的能耗，挤压机中的压力场，物料在挤压机中的滞流时 间分布，物料与套筒之间的热交换等，都直接或间接需用流变学的特性来描述。 食品挤压过程中的物料多半为谷物类，物料的水分含量一般都在 35％以下。因此，这 里主要介绍低水分和中等水分下与谷物面团有关的流变学的基本原理及挤压过程中的态。 1、牛顿型流体的流动定律和液体粘度 流体流动时，其内部相互摩擦的性质称作流体的粘性。流体流动的形式有层流和湍流。 实践证明，绝大多数聚合物在加工和流动过程中多表现为层流。层流流动时，流体的粘度越 大，所产生的粘滞阻力也越大，流动所消耗能量也就越高。 牛顿摩擦定律：即在一定温度下，当相距 dy 的两平行流体层以相对速度 dv 移动时，层 间发生的内摩擦力 F 将正比于两层的速度梯度 dv / dy ，两层间的接触面积 S 和流体的粘度 。写成如下表达式： S dy dv F = (− ) 或 F = (−r) S ( r) S F = = −
式中： F - 两层流体间的内摩擦力 S - 两层流体间的接触面积 dy dv - 剪切速率（也称速率梯度，s -1）常以符号表示 r 表示，即： dy dv r = - 流体的粘度，也称牛顿粘度， Pa • S - 流体层间的剪应力， 2 N / m 凡服从上述牛顿流动定律的流体称为牛顿型流体，也称为理想粘性流体。实践证明，适 用于低相对分子质量化合物在较低浓度下的溶液，才属于真正的牛顿型流体。绝大多数的高 分子化合物或聚合物的流动行为一般与牛顿型流体不相符。 2、非牛顿型流体的流动特性 流动行为与牛顿流体不相符的流体统称非牛顿流体。 非牛顿流体流动的基本特征为：在一定温度下，剪应力和剪切速率不成正比关系，也就 是说其粘度 不是常数，而是随剪应力和剪切速率而变的变数。大多数食品是由淀粉和蛋 白质等生物多聚物构成，它们的流动特性均属非牛顿型流动特性。非牛顿型流体的流变特性 也不完全一样。非牛顿型流体根据其流变特性的不同可分为： ①塑性流体： r = 0 + p 式中： 0 - 屈服剪应力 p - 塑粘度 ②假塑性流体：粘度随剪切速度 r 的增大而下降 nl。浓淀粉溶液及大多数蜂蜜属此类流体。为了与牛顿粘度相区别， 通常用 代表表观粘度，它的定义是： − = = = 1 / / n n r mr r m r 3、面团类食品的流变学模型 在食品挤压机的控制和操作中，作为一种控制、调节的手段，经常要改变物料的温度和 水分，它们的变化对表观粘度的影响显得十分重要。 高温、低水分面团的表观粘度受温度变化的影响可以用 Arhenins 方程式表示：
式中： F - 两层流体间的内摩擦力 S - 两层流体间的接触面积 dy dv - 剪切速率（也称速率梯度，s -1）常以符号表示 r 表示，即： dy dv r = - 流体的粘度，也称牛顿粘度， Pa • S - 流体层间的剪应力， 2 N / m 凡服从上述牛顿流动定律的流体称为牛顿型流体，也称为理想粘性流体。实践证明，适 用于低相对分子质量化合物在较低浓度下的溶液，才属于真正的牛顿型流体。绝大多数的高 分子化合物或聚合物的流动行为一般与牛顿型流体不相符。 2、非牛顿型流体的流动特性 流动行为与牛顿流体不相符的流体统称非牛顿流体。 非牛顿流体流动的基本特征为：在一定温度下，剪应力和剪切速率不成正比关系，也就 是说其粘度 不是常数，而是随剪应力和剪切速率而变的变数。大多数食品是由淀粉和蛋 白质等生物多聚物构成，它们的流动特性均属非牛顿型流动特性。非牛顿型流体的流变特性 也不完全一样。非牛顿型流体根据其流变特性的不同可分为： ①塑性流体： r = 0 + p 式中： 0 - 屈服剪应力 p - 塑粘度 ②假塑性流体：粘度随剪切速度 r 的增大而下降 nl。浓淀粉溶液及大多数蜂蜜属此类流体。为了与牛顿粘度相区别， 通常用 代表表观粘度，它的定义是： − = = = 1 / / n n r mr r m r 3、面团类食品的流变学模型 在食品挤压机的控制和操作中，作为一种控制、调节的手段，经常要改变物料的温度和 水分，它们的变化对表观粘度的影响显得十分重要。 高温、低水分面团的表观粘度受温度变化的影响可以用 Arhenins 方程式表示：
①表观粘度受温度变化的影响的变化可以用下式表示 exp( / ) =1 En RT 式中： -温度 T 时的表观粘度 1 -某参考温度下的表观粘度 En -流动活化能 ②表观粘度受水分含量影响的变化可以用下式表示 exp( ) =2 KH 式中： -温度 H 时的表观粘度 2 -某参考温度下的表观粘度 K -常数 H -水分含量 上式考虑了几个影响面团表观粘度的因素，这些因素实质上仅是物理意义上的影响因 素。在物料的挤压蒸煮过程中，不可避免地存在着淀粉的糊化降解和蛋白质的变性等化学变 化。这些变化都会程度不同地影响到产品的流变学性质。而这些影响尚未在上述模型中体现 出来。因此，该式的理论计算值与实测值之间将存在一定的偏差。 利用面团流变模型来计算表观粘度，并将它应用于挤压机生产能力和热量传递的计算、 功率消耗的估计、物料应力的分析等方面，已经发挥了很大的作用。此外，表观粘度的估值 对产品质量及生产工艺参数的确定同样有重要的意义。根据表观粘度的大小间预测生产所应 采用的工艺参数，如螺杆转速、迸料量大小、加热温度和水分含量等。此外，表观粘度与物 料在机筒内的停留时间分布和热力分布，以及与产品的质构和组织状态、膨化程度、复水性、 水溶性等质量指标之间的关系，有待于作进一步深入细致的研究，以期获得可靠的定量描述。 4、挤压过程中物料的速度场 在食品的挤压膨化过程中，流体的流变特性对流体流过一定形状通道所形成的速度场 有很大的影响。 1 挤压速率：图 1 所示为通道中某一单位圆柱体物料上的受力情况，根据受力平衡原理，计 算后得到物料的速度： ( ) 2 2 2 R r R v w = − 式中： w -通道壁上的剪应力 在 r＝0 处，速度最大 2 R v w mas = 在通道壁处 r=R，υmin = 0 通道中的平均速率被定义为： v = W S − /
①表观粘度受温度变化的影响的变化可以用下式表示 exp( / ) =1 En RT 式中： -温度 T 时的表观粘度 1 -某参考温度下的表观粘度 En -流动活化能 ②表观粘度受水分含量影响的变化可以用下式表示 exp( ) =2 KH 式中： -温度 H 时的表观粘度 2 -某参考温度下的表观粘度 K -常数 H -水分含量 上式考虑了几个影响面团表观粘度的因素，这些因素实质上仅是物理意义上的影响因 素。在物料的挤压蒸煮过程中，不可避免地存在着淀粉的糊化降解和蛋白质的变性等化学变 化。这些变化都会程度不同地影响到产品的流变学性质。而这些影响尚未在上述模型中体现 出来。因此，该式的理论计算值与实测值之间将存在一定的偏差。 利用面团流变模型来计算表观粘度，并将它应用于挤压机生产能力和热量传递的计算、 功率消耗的估计、物料应力的分析等方面，已经发挥了很大的作用。此外，表观粘度的估值 对产品质量及生产工艺参数的确定同样有重要的意义。根据表观粘度的大小间预测生产所应 采用的工艺参数，如螺杆转速、迸料量大小、加热温度和水分含量等。此外，表观粘度与物 料在机筒内的停留时间分布和热力分布，以及与产品的质构和组织状态、膨化程度、复水性、 水溶性等质量指标之间的关系，有待于作进一步深入细致的研究，以期获得可靠的定量描述。 4、挤压过程中物料的速度场 在食品的挤压膨化过程中，流体的流变特性对流体流过一定形状通道所形成的速度场 有很大的影响。 1 挤压速率：图 1 所示为通道中某一单位圆柱体物料上的受力情况，根据受力平衡原理，计 算后得到物料的速度： ( ) 2 2 2 R r R v w = − 式中： w -通道壁上的剪应力 在 r＝0 处，速度最大 2 R v w mas = 在通道壁处 r=R，υmin = 0 通道中的平均速率被定义为： v = W S − /
微分求导： n R R r dr R n vdS S v w R w 4 ( ) 2 1 1 0 2 2 2 = = − = − = − − 2 2 1 R r v v 式中： − v -平均流速 W -流量 -流体密度 S -通道横截面积， 2 S = R 2、挤压食用面团流变特性的测量与计算： 测量非牛顿流体粘度的仪器很多，主要有：毛细管粘度计、椎板粘度计、Brabender 糊 化仪、扭转流变仪、和通用流变仪等。对于挤压膨化而言，可不用仪器，直接用本身的喷嘴 来测量被加工食品的流变特点，但是由于喷嘴的端效应，它对物料的流变特性会产生一定的 影响，另外，突然降压也会影响数据测量的准确性，因此测量师需要端效应修正。 ①利用逐渐变细的入口代替突然变细的入口，使入口处的压力减到最小，喷嘴处的剪应力为： 2( ) R L R L p w + = 式中： p -喷嘴处的压降， 2 N / m L - 喷嘴长度， mm L -考虑喷嘴末端影响的当量喷嘴长度， mm R - 喷嘴半径， mm ②采用扁口管、喷嘴很短时，（ / 5 L R ） C L C L p W + = 式中：C 为扁口管的宽度一半。其余符号与上式相同。 (二)挤压膨化原理 1、原理：物料处于 3～8Mpa 的高压和 200℃左右的高混状态，如此高的压力超过了挤 压温度下的饱和蒸汽压，所以在挤出和套筒内水分不会沸腾蒸发，在如此的高温下物料呈现 熔融状态。一旦物料有模具口挤出，压力骤然降为常压，水分便发生急剧的蒸发，产生了类 似于“爆炸”的情况，产品随之膨胀，水分从物料中失散，带走了大量热量，使物料在瞬间 从挤压状态 时的高温迅速降至 80℃左右，从而使物料固化成型，并保持膨胀后的形状。 2、影响质量的因素： 影响膨化制品的质量因素很多，若以膨化后的质量指标 y 作为
微分求导： n R R r dr R n vdS S v w R w 4 ( ) 2 1 1 0 2 2 2 = = − = − = − − 2 2 1 R r v v 式中： − v -平均流速 W -流量 -流体密度 S -通道横截面积， 2 S = R 2、挤压食用面团流变特性的测量与计算： 测量非牛顿流体粘度的仪器很多，主要有：毛细管粘度计、椎板粘度计、Brabender 糊 化仪、扭转流变仪、和通用流变仪等。对于挤压膨化而言，可不用仪器，直接用本身的喷嘴 来测量被加工食品的流变特点，但是由于喷嘴的端效应，它对物料的流变特性会产生一定的 影响，另外，突然降压也会影响数据测量的准确性，因此测量师需要端效应修正。 ①利用逐渐变细的入口代替突然变细的入口，使入口处的压力减到最小，喷嘴处的剪应力为： 2( ) R L R L p w + = 式中： p -喷嘴处的压降， 2 N / m L - 喷嘴长度， mm L -考虑喷嘴末端影响的当量喷嘴长度， mm R - 喷嘴半径， mm ②采用扁口管、喷嘴很短时，（ / 5 L R ） C L C L p W + = 式中：C 为扁口管的宽度一半。其余符号与上式相同。 (二)挤压膨化原理 1、原理：物料处于 3～8Mpa 的高压和 200℃左右的高混状态，如此高的压力超过了挤 压温度下的饱和蒸汽压，所以在挤出和套筒内水分不会沸腾蒸发，在如此的高温下物料呈现 熔融状态。一旦物料有模具口挤出，压力骤然降为常压，水分便发生急剧的蒸发，产生了类 似于“爆炸”的情况，产品随之膨胀，水分从物料中失散，带走了大量热量，使物料在瞬间 从挤压状态 时的高温迅速降至 80℃左右，从而使物料固化成型，并保持膨胀后的形状。 2、影响质量的因素： 影响膨化制品的质量因素很多，若以膨化后的质量指标 y 作为
目标函数，其主要影响因素可作如下表达： ( ) y = f •W • p • T • R • r• • 式中： - 物料的密度 W -物料含水量 p -挤压过程中压力变化的范围 T -挤压过程中温度变化的范围 R -挤压过程中物料停留时间变化的范围 r -挤压过程中剪切速率，主要受螺杆转速的影响 -挤压过程中的剪应力 -挤压过程中物料的表观粘度 谷物水分含量一般在 13％（11～15％）左右，部分谷物原料产生膨化的参考工艺参数 如表 21－4 所示： 3、表现膨化质量的指标：原料经挤压膨化后，会产生各种各样的变化，其宏观结构的变化 可以用膨化制品表观密度和膨化度表示。 表观密度是指单位体积膨化制品的质量 （g/cm3）， 膨化度是指膨化后制品的体积增大倍数，即 挤压机模具孔口的截面积 膨化制品的截面积 膨化度 = 一般情况下，膨化度在 5 以上，就充分疏松。有时，根据不同的要求，膨化度可控制 在 10～20。 4、挤压膨化食品的分类：根据对产品要求的不同，膨化制品的生产工艺也不尽相同。 挤压膨化食品可以分为直接膨化食品和间接膨化食品。 ①直接膨化食品是指原料经挤压机模具挤出后，直接达到产品所需的膨化度、熟化度和 产品造型，不需采用后期膨化加工。该种产品只需依据产品的特点及需求，在挤出膨化后进 行调味和喷涂。 ②间接膨化食品是指原料经挤压机模具挤出后，没有膨化或只产生少许膨化，产品膨 化工艺主要靠挤出之后的焙烤或油炸来完成。有时为了改善产品质量，使产品的质地更为均 一，糊化更加彻底，挤出后的半成品还经过了一段时间的恒温恒湿过程，然后再行后期的焙 烤或油炸等制作工艺。在这种生产工艺中，原料经过挤压机的作用，只是让原料达到熟化、 半熟化或组织化，以及给予产品一定形状的目的。 ③二种方法制得的食品质量的比较：与直接膨化食品相比，间接膨化食品一般具有较 均匀的组织结构，口感较好，不易产生粘牙的感觉，淀粉和糊化较彻底，膨化度较易控制。 对于造型较为复杂产品，直接膨化一般不能达到直接成型的目的，而间接膨化则有较好的膨 化效果和较高的成型率。但间接膨化生产流程较长，所需辅助设施较多。 (三)挤压组织化的基本原理 1、挤压组织化的优点： 主要指植物蛋白的挤压组织化。植物蛋白经组织化后，可产生类似于肌肉结构和纤维 的特征，改善了口感，扩大了它的使用范围，提高了营养价值。植物蛋白不含胆固酵，因此 对于那些害怕胆固醇摄取过量而不敢过多食用肉类产品的人，植物蛋白无疑是一种很好的肉 类代替物
目标函数，其主要影响因素可作如下表达： ( ) y = f •W • p • T • R • r• • 式中： - 物料的密度 W -物料含水量 p -挤压过程中压力变化的范围 T -挤压过程中温度变化的范围 R -挤压过程中物料停留时间变化的范围 r -挤压过程中剪切速率，主要受螺杆转速的影响 -挤压过程中的剪应力 -挤压过程中物料的表观粘度 谷物水分含量一般在 13％（11～15％）左右，部分谷物原料产生膨化的参考工艺参数 如表 21－4 所示： 3、表现膨化质量的指标：原料经挤压膨化后，会产生各种各样的变化，其宏观结构的变化 可以用膨化制品表观密度和膨化度表示。 表观密度是指单位体积膨化制品的质量 （g/cm3）， 膨化度是指膨化后制品的体积增大倍数，即 挤压机模具孔口的截面积 膨化制品的截面积 膨化度 = 一般情况下，膨化度在 5 以上，就充分疏松。有时，根据不同的要求，膨化度可控制 在 10～20。 4、挤压膨化食品的分类：根据对产品要求的不同，膨化制品的生产工艺也不尽相同。 挤压膨化食品可以分为直接膨化食品和间接膨化食品。 ①直接膨化食品是指原料经挤压机模具挤出后，直接达到产品所需的膨化度、熟化度和 产品造型，不需采用后期膨化加工。该种产品只需依据产品的特点及需求，在挤出膨化后进 行调味和喷涂。 ②间接膨化食品是指原料经挤压机模具挤出后，没有膨化或只产生少许膨化，产品膨 化工艺主要靠挤出之后的焙烤或油炸来完成。有时为了改善产品质量，使产品的质地更为均 一，糊化更加彻底，挤出后的半成品还经过了一段时间的恒温恒湿过程，然后再行后期的焙 烤或油炸等制作工艺。在这种生产工艺中，原料经过挤压机的作用，只是让原料达到熟化、 半熟化或组织化，以及给予产品一定形状的目的。 ③二种方法制得的食品质量的比较：与直接膨化食品相比，间接膨化食品一般具有较 均匀的组织结构，口感较好，不易产生粘牙的感觉，淀粉和糊化较彻底，膨化度较易控制。 对于造型较为复杂产品，直接膨化一般不能达到直接成型的目的，而间接膨化则有较好的膨 化效果和较高的成型率。但间接膨化生产流程较长，所需辅助设施较多。 (三)挤压组织化的基本原理 1、挤压组织化的优点： 主要指植物蛋白的挤压组织化。植物蛋白经组织化后，可产生类似于肌肉结构和纤维 的特征，改善了口感，扩大了它的使用范围，提高了营养价值。植物蛋白不含胆固酵，因此 对于那些害怕胆固醇摄取过量而不敢过多食用肉类产品的人，植物蛋白无疑是一种很好的肉 类代替物
2、挤压组织化植物组织蛋白食品的分类，基本上有两种类型：一种是肉类填充料(meat extenter)，可以添加于肉食原料中使用；一种是能代替肉类的仿肉类产品(meat annlogs)。 3、代替肉类的仿肉类产品的生产方法有： (1)纤维纺丝法(Fiber Spinning)，它是由现有的一些合成纤维所采用的纤维生产工艺发展 而成。将较纯的植物蛋白强碱溶液，用泵通过纺丝头 (每个纺丝头上有数干个细小孔)进入 酸凝固池，得到由细纤维丝密集并成的纤维束。然后将它拉伸、漂洗、着色、调味和粘结成 团，即可成为仿肉类制品。用该法得到的植物组织蛋白质量较高，但得率很低，生产成本较 高，并产出很多废料造成污染。所以，用该法生产组织蛋白的商业化受到限制。 (2)蒸汽组织化法(Steam Texturization)蛋白质颗粒在蒸汽环境下加热，然后让压力快速释 放，使大豆蛋白膨化和组织化。该法所得产品具有一定的膨化度，因而复水性较好，且具有 较柔和的味道，可作为肉类填充料。但是用此法生产的仿肉制品，其粘性、结构、弹性均较 差。 (3)压力组织法 (Press Texturization)将含一定水分(40％左右)的物料加热到一定温度 (150℃左右)，并压缩到一定压力(20~25MPa)，然后将压力容器迅速打开，物料即迅速膨化， 闪蒸掉部分水分，形成膨化的组织化蛋白片，该法类似于蒸汽组织化法。这种方法与挤压组 织化相比，适用于以含脂较高的全脂大豆粉为原料的加工。 (4)挤压 (Extrusion)组织化法：该法将预处理的原料经挤压机挤压、剪切后，以模具中 挤出，便得到膨化或不膨化的植物组织蛋白。用挤压法生产的组织化产品与纺丝法生产的相 比较，在纤维的定向方面稍差，产品的弹性、粘性也稍差，但比蒸汽组织化法和压力组织化 法生产的产品质量好。挤出法膨化的生产成本很低，生产能力很大，生产过程基本不产生需 处理的废料，而且经过合理调整工艺参数，可以提高产品质，适合于低脂物料的加工。 4、挤压法生产组织化植物蛋白的化学结构的变化： 植物蛋白的工艺过程中，热变性程度是一个较关键的参数。 ①化学键被破坏 含有较多蛋白质(50%以上)的原料，在挤压机内，由于所受的剪切和摩擦力的作用，使 维持蛋白质三级结构的氢键、范德华力、离子键、双硫键遭到破坏。 ②随着蛋白质的三级结构被破坏，形成了相对呈线性的蛋白质分子链。 ③重新定向再结合：这些相对呈线性的分子链在一定的温度和一定的水分含量下，变得 更为自由，从而更容易发生定向的再结合。也就是说，热变性和剪切促使蛋白质结构成为类 似纤维状的结构。呈直线排列的线状蛋白质分子间的相互结合，主要来自氢键、范德华力、 部分离子键以及双硫键的作用，在挤压过程中，除以上外，还有酰氨键作用使蛋白质分子产 生再聚合 ④随着剪切的不断进行，呈线性的蛋白质分子链不断增多，相邻的蛋白质分子链之间由 于分子间的相互吸引而趋于结合，当物料被挤压经过模具时，较高的剪切力和定向流动的作 用更加促使蛋白质分子的线状化、纤维化和直线排列。这样，经过挤出的物料就形成了一定 的纤维状结构和多孔的结构。 纤维状的形成给予产品以良好的口感和弹性，而多孔的结构给予产品以良好的复合性和 松脆性。有关蛋白质的变性和重组过程如图 21－28：
2、挤压组织化植物组织蛋白食品的分类，基本上有两种类型：一种是肉类填充料(meat extenter)，可以添加于肉食原料中使用；一种是能代替肉类的仿肉类产品(meat annlogs)。 3、代替肉类的仿肉类产品的生产方法有： (1)纤维纺丝法(Fiber Spinning)，它是由现有的一些合成纤维所采用的纤维生产工艺发展 而成。将较纯的植物蛋白强碱溶液，用泵通过纺丝头 (每个纺丝头上有数干个细小孔)进入 酸凝固池，得到由细纤维丝密集并成的纤维束。然后将它拉伸、漂洗、着色、调味和粘结成 团，即可成为仿肉类制品。用该法得到的植物组织蛋白质量较高，但得率很低，生产成本较 高，并产出很多废料造成污染。所以，用该法生产组织蛋白的商业化受到限制。 (2)蒸汽组织化法(Steam Texturization)蛋白质颗粒在蒸汽环境下加热，然后让压力快速释 放，使大豆蛋白膨化和组织化。该法所得产品具有一定的膨化度，因而复水性较好，且具有 较柔和的味道，可作为肉类填充料。但是用此法生产的仿肉制品，其粘性、结构、弹性均较 差。 (3)压力组织法 (Press Texturization)将含一定水分(40％左右)的物料加热到一定温度 (150℃左右)，并压缩到一定压力(20~25MPa)，然后将压力容器迅速打开，物料即迅速膨化， 闪蒸掉部分水分，形成膨化的组织化蛋白片，该法类似于蒸汽组织化法。这种方法与挤压组 织化相比，适用于以含脂较高的全脂大豆粉为原料的加工。 (4)挤压 (Extrusion)组织化法：该法将预处理的原料经挤压机挤压、剪切后，以模具中 挤出，便得到膨化或不膨化的植物组织蛋白。用挤压法生产的组织化产品与纺丝法生产的相 比较，在纤维的定向方面稍差，产品的弹性、粘性也稍差，但比蒸汽组织化法和压力组织化 法生产的产品质量好。挤出法膨化的生产成本很低，生产能力很大，生产过程基本不产生需 处理的废料，而且经过合理调整工艺参数，可以提高产品质，适合于低脂物料的加工。 4、挤压法生产组织化植物蛋白的化学结构的变化： 植物蛋白的工艺过程中，热变性程度是一个较关键的参数。 ①化学键被破坏 含有较多蛋白质(50%以上)的原料，在挤压机内，由于所受的剪切和摩擦力的作用，使 维持蛋白质三级结构的氢键、范德华力、离子键、双硫键遭到破坏。 ②随着蛋白质的三级结构被破坏，形成了相对呈线性的蛋白质分子链。 ③重新定向再结合：这些相对呈线性的分子链在一定的温度和一定的水分含量下，变得 更为自由，从而更容易发生定向的再结合。也就是说，热变性和剪切促使蛋白质结构成为类 似纤维状的结构。呈直线排列的线状蛋白质分子间的相互结合，主要来自氢键、范德华力、 部分离子键以及双硫键的作用，在挤压过程中，除以上外，还有酰氨键作用使蛋白质分子产 生再聚合 ④随着剪切的不断进行，呈线性的蛋白质分子链不断增多，相邻的蛋白质分子链之间由 于分子间的相互吸引而趋于结合，当物料被挤压经过模具时，较高的剪切力和定向流动的作 用更加促使蛋白质分子的线状化、纤维化和直线排列。这样，经过挤出的物料就形成了一定 的纤维状结构和多孔的结构。 纤维状的形成给予产品以良好的口感和弹性，而多孔的结构给予产品以良好的复合性和 松脆性。有关蛋白质的变性和重组过程如图 21－28：
第二节 挤压机主要部件 一、挤压设备的组成：通常由如下主机、辅机及控制系统所组成。 1 主机：传动系统：作用是驱动挤压机的螺杆，保证传输螺杆在工作过程中所需扭距和转速。 加热冷却系统：保证蒸煮挤压过程中所需要的温度。 挤压系统：主要由机筒和螺杆组成。是挤压设备的关键部分。 2 辅机：进料器：其作用是按需要定量供送原材料人机，并保证安全进料。 液体进料器：主要是水的加入，也可以加入其他的液体辅料。 设备冷却系统：保障设备，主要是传动系统，在生产过程中不会升温。 设备润滑系统：保障设备的正常运转。 切割器：按照要求，对挤出模具的物料进行切割，配合。 模具：给予产品一定形状。 3 控制系统：主要由电气、仪表和执行机构组成，其主要作用有： (1)控制主、辅机的驱动电机，使其满足工艺生产所要求的转速和功率，并保证主辅机 协调运转。 (2)控制主辅机的压力、温度、·流量和产品质量，并进行准确仪表显示。 (3)实现设备的自我保护。在过载、堵机等情况发生时，自动停机。 (4)实现整个挤压机组的自我控制。 二、挤压系统 挤压机螺杆是食品挤压机的中心构件，是挤压机的“心脏”部分。 (一) 螺杆的功能分段 挤压螺杆按其功能的不同可以分为三段，各段的名称和它们各自的功能是相对应的。 1·进料段 也称喂料段或输送段。螺杆在进料口喉道处接收原料的部分统称进料段。它一般占螺杆 总长度的 10％～25%。进料段一般采用深螺纹，以便物料能较易落入螺槽，并很快被输送 到压缩段。其作用是：保证充足的物料沿着螺杆向前均匀而稳定地移动和输送，使后面的螺 杆完全充满。 2·压缩段 压缩段也称挤压段。一般占螺杆总长度的 50%左右。挤压是螺杆的核心功能。物料在 压缩段被挤压成连续的面团状物质，即从原来颗粒或粉末状态变为一种无定形的塑性面团。 在压缩段，物料被压缩并受到摩擦和剪切的作用。其压缩的过程可用螺杆的压缩比表 示。使物料受压缩的方式一般有改变螺纹深度、改变螺纹螺距，改变套筒结构或在螺杆上加 阻流环等方式。 3·计量段 计量段也称限流段、排料段或控温段。它是最靠近挤压机出料口的螺杆部分，它的特 征在于具有很浅螺槽或很小螺距的螺纹。它的作用是使物料再进一步受到高剪切的作用，使 温度急剧上升。在该段，剪切速率达到最高值。机械能的大量耗散和外部的加热作用使物料 温度上升很快。由于高剪切的作用，加剧了物料的内部混合，使物料温度趋于均匀。 在该段，物料基本上呈熔融状态。有时为了增大剪切力和压力，还在该段加设反向螺 杆，也可采用柱销或切口螺纹，以利提高混合效果和加强机械能耗散。 （二）挤压机的套筒是与旋转着的挤压螺杆紧密配合的圆筒形构件。在挤压系统中，它是仅 次于螺杆的重要零部件。它与螺杆共同组成了挤压机的挤压系统，完成对物料的输送、加压、 剪切、混合等功能
第二节 挤压机主要部件 一、挤压设备的组成：通常由如下主机、辅机及控制系统所组成。 1 主机：传动系统：作用是驱动挤压机的螺杆，保证传输螺杆在工作过程中所需扭距和转速。 加热冷却系统：保证蒸煮挤压过程中所需要的温度。 挤压系统：主要由机筒和螺杆组成。是挤压设备的关键部分。 2 辅机：进料器：其作用是按需要定量供送原材料人机，并保证安全进料。 液体进料器：主要是水的加入，也可以加入其他的液体辅料。 设备冷却系统：保障设备，主要是传动系统，在生产过程中不会升温。 设备润滑系统：保障设备的正常运转。 切割器：按照要求，对挤出模具的物料进行切割，配合。 模具：给予产品一定形状。 3 控制系统：主要由电气、仪表和执行机构组成，其主要作用有： (1)控制主、辅机的驱动电机，使其满足工艺生产所要求的转速和功率，并保证主辅机 协调运转。 (2)控制主辅机的压力、温度、·流量和产品质量，并进行准确仪表显示。 (3)实现设备的自我保护。在过载、堵机等情况发生时，自动停机。 (4)实现整个挤压机组的自我控制。 二、挤压系统 挤压机螺杆是食品挤压机的中心构件，是挤压机的“心脏”部分。 (一) 螺杆的功能分段 挤压螺杆按其功能的不同可以分为三段，各段的名称和它们各自的功能是相对应的。 1·进料段 也称喂料段或输送段。螺杆在进料口喉道处接收原料的部分统称进料段。它一般占螺杆 总长度的 10％～25%。进料段一般采用深螺纹，以便物料能较易落入螺槽，并很快被输送 到压缩段。其作用是：保证充足的物料沿着螺杆向前均匀而稳定地移动和输送，使后面的螺 杆完全充满。 2·压缩段 压缩段也称挤压段。一般占螺杆总长度的 50%左右。挤压是螺杆的核心功能。物料在 压缩段被挤压成连续的面团状物质，即从原来颗粒或粉末状态变为一种无定形的塑性面团。 在压缩段，物料被压缩并受到摩擦和剪切的作用。其压缩的过程可用螺杆的压缩比表 示。使物料受压缩的方式一般有改变螺纹深度、改变螺纹螺距，改变套筒结构或在螺杆上加 阻流环等方式。 3·计量段 计量段也称限流段、排料段或控温段。它是最靠近挤压机出料口的螺杆部分，它的特 征在于具有很浅螺槽或很小螺距的螺纹。它的作用是使物料再进一步受到高剪切的作用，使 温度急剧上升。在该段，剪切速率达到最高值。机械能的大量耗散和外部的加热作用使物料 温度上升很快。由于高剪切的作用，加剧了物料的内部混合，使物料温度趋于均匀。 在该段，物料基本上呈熔融状态。有时为了增大剪切力和压力，还在该段加设反向螺 杆，也可采用柱销或切口螺纹，以利提高混合效果和加强机械能耗散。 （二）挤压机的套筒是与旋转着的挤压螺杆紧密配合的圆筒形构件。在挤压系统中，它是仅 次于螺杆的重要零部件。它与螺杆共同组成了挤压机的挤压系统，完成对物料的输送、加压、 剪切、混合等功能
三、挤压机加热冷却系统 (一)加热器 l·载热体加热 载热体可采用蒸汽、油、有机溶剂等物质。其采用原则：①温度低于 200℃时，可采用 矿物油加热，②高于 200℃时，一般采用有机溶剂或其混合物。蒸汽加热因用蒸汽压力控制 法较难来控制其对应的温度设定值，并且还需配备一套蒸汽发生器和蒸汽过热系统，对于多 数生产厂家较难做到，因此较少采用。 载热体加热方式的优点：热效率较高、加热均匀、能够较准确地控温、热稳定性好。 缺点：①要有一套加热循环装置，对加热系统的密封性要求也较高，以免因载热体渗漏 而影响正常生产和产品质量。②有些载热体会因温度高而发生氧化、分解现象，甚至会产生 有毒、有腐蚀性物质。 2·电阻加热 电阻加热是挤压机上用得较广的加热方式。 优点：它的外形尺寸小，重量轻，安装、维修也方便。 缺点：①由于套筒是一个具有一定厚度的筒体，故在筒体的径向方向上易形成较大的温 度梯度。②采用电阻加热方式要有较长的升温时间，其预热升温时间一般在 45min 以上。 ③使用云母片作为绝缘材料的电阻加热器，其电阻丝易氧化、受潮而缩短寿命。 3·电磁感应加热 电磁感应加热是通过电磁感应在套筒内产生涡流电而发热。 优点：①它的预热升温时间短、形成的温度梯度小；②温度调节较电阻加热灵敏，并且 有较好的温度稳定性，有利于产品的质量控制；③耗能较加热电阻加热法低，大约节电 30% 左右；④加热寿命长。 缺点：①其径向尺寸长，若用于大型挤压机，会使机器体积庞大，而且需要大量的矽钢 片等材料；②其装拆和维修相对于电阻加热复杂。 (二)冷却装置 大型的挤压机套筒上均有冷却装置。它与加热装机筒的冷却方式一般有两种，即风冷或 水冷。 l·风冷却 风冷却主要采用空气循环冷却。从冷却效果上看空气冷却比较柔和，但冷却速度较慢。 从设备成本看，由于需配备鼓风机等设备，成本较高，系统体积较大，冷却效果易受外界气 温影响。 2·水冷却 水冷却一般采用自来水循环冷却，冷却速度较快，但易造成急冷。另外，若水的硬度太 高，水管易产生结垢、锈蚀、堵塞、损坏等问题。 三、喂料器 (一)作用是保证挤压机稳定而均匀的喂料，这是保证挤压机工作稳定、产品质量的基础。 (二)输送物料的种类：干状物料和湿状物料。 1、干状物料：当进料为干状物料时，一般采用变速螺旋输送器进行喂料，以保证进料 均匀和进料已于控制，为了保证物料在料斗或料仓中结拱而影响进料，需加设料斗振荡器或 浆状搅拌器。 2、液体喂料器：一般采用往复式计量泵。其控制方法：①泵的行程和转速是可变的， 以便达到灵活可靠地控制进料量和保证进料的均匀性；②采用针阀来调节节流孔的开度来控 制进料量；③改变液体压头控制进料量
三、挤压机加热冷却系统 (一)加热器 l·载热体加热 载热体可采用蒸汽、油、有机溶剂等物质。其采用原则：①温度低于 200℃时，可采用 矿物油加热，②高于 200℃时，一般采用有机溶剂或其混合物。蒸汽加热因用蒸汽压力控制 法较难来控制其对应的温度设定值，并且还需配备一套蒸汽发生器和蒸汽过热系统，对于多 数生产厂家较难做到，因此较少采用。 载热体加热方式的优点：热效率较高、加热均匀、能够较准确地控温、热稳定性好。 缺点：①要有一套加热循环装置，对加热系统的密封性要求也较高，以免因载热体渗漏 而影响正常生产和产品质量。②有些载热体会因温度高而发生氧化、分解现象，甚至会产生 有毒、有腐蚀性物质。 2·电阻加热 电阻加热是挤压机上用得较广的加热方式。 优点：它的外形尺寸小，重量轻，安装、维修也方便。 缺点：①由于套筒是一个具有一定厚度的筒体，故在筒体的径向方向上易形成较大的温 度梯度。②采用电阻加热方式要有较长的升温时间，其预热升温时间一般在 45min 以上。 ③使用云母片作为绝缘材料的电阻加热器，其电阻丝易氧化、受潮而缩短寿命。 3·电磁感应加热 电磁感应加热是通过电磁感应在套筒内产生涡流电而发热。 优点：①它的预热升温时间短、形成的温度梯度小；②温度调节较电阻加热灵敏，并且 有较好的温度稳定性，有利于产品的质量控制；③耗能较加热电阻加热法低，大约节电 30% 左右；④加热寿命长。 缺点：①其径向尺寸长，若用于大型挤压机，会使机器体积庞大，而且需要大量的矽钢 片等材料；②其装拆和维修相对于电阻加热复杂。 (二)冷却装置 大型的挤压机套筒上均有冷却装置。它与加热装机筒的冷却方式一般有两种，即风冷或 水冷。 l·风冷却 风冷却主要采用空气循环冷却。从冷却效果上看空气冷却比较柔和，但冷却速度较慢。 从设备成本看，由于需配备鼓风机等设备，成本较高，系统体积较大，冷却效果易受外界气 温影响。 2·水冷却 水冷却一般采用自来水循环冷却，冷却速度较快，但易造成急冷。另外，若水的硬度太 高，水管易产生结垢、锈蚀、堵塞、损坏等问题。 三、喂料器 (一)作用是保证挤压机稳定而均匀的喂料，这是保证挤压机工作稳定、产品质量的基础。 (二)输送物料的种类：干状物料和湿状物料。 1、干状物料：当进料为干状物料时，一般采用变速螺旋输送器进行喂料，以保证进料 均匀和进料已于控制，为了保证物料在料斗或料仓中结拱而影响进料，需加设料斗振荡器或 浆状搅拌器。 2、液体喂料器：一般采用往复式计量泵。其控制方法：①泵的行程和转速是可变的， 以便达到灵活可靠地控制进料量和保证进料的均匀性；②采用针阀来调节节流孔的开度来控 制进料量；③改变液体压头控制进料量
四、预调理 (调质)器 预调理 (调质)器是进行原料预先处理的设备。一般情况下，根据不同产品的生产要求 和产品质量的要求。它是让原料在容器中先与水或蒸汽进行均匀混合，提高原料的水分含量 和温度，达到使原料产生部分预糊化。 预调理(调质)器有的与挤压机的进料器设计在一起，一边进行调理，一边进料。但这样 的设计使挤压机进料器显得过于庞大，安装起来困难，更多情况下，它是单独安装，作为挤 压设备的辅助设施，原料经预处理器调理后，再由进料器进料。 五、模具 挤压机的模具是物料从挤压机挤出之前最后经过的通道。该通道的横截面积远小于挤 压机套筒中螺杆与套筒之间孔隙的横截面积，使物料在套筒中产生一定背压。 物料经过模具时便由原来在挤压腔中的螺旋运动变为一直线运动，有利于物料的组织 化作用外，物料经过模具时，实际上经过了挤压过程的最后一道剪切作用，进一步提高了物 料的混合和混炼效果。 模具的通道口具有一定的形状，物料通过后便模制成为一定的形状，达到了造型的目 的。例如，动物造型、字母造型、球形、环形和饼形等，应有尽有。 六、切割器 (一)切割机与主机的配合关系 切割器的作用是将产品切割成一定的长度，它与模具相配合，给予产品以一定的外形。 ①挤压后的产品表面进一步进行造型处理，如鱿鱼片的生产等。这样的产品一般在物 料挤出后，先由导出装置导出，经稍许冷却或经进一步压延造型后，再用切割器切断。这种 切割器与挤压机主体分开，作为挤压机的一个辅助设施。由于产品挤出后还要进行下一步压 延造型，所以挤出物的水分含量要高些，膨化程度要小些，供后期进一步烘干或油炸处理。 ②挤压后的产品不需进一步进行表面造型处理。挤出物可不必经导出装置引出冷却后再切 割，可直接将切割机安装在机头直接切割。产品特点：挤出物水分含量较低。 七、过载保护装置 挤压机在操作过程中，有时会因进料量的突然增大，转速的大幅度调变或其它操作不当，引 起螺杆转矩增大，电机过载的现象。尤其在开机和停机时，由于工作状态的不稳定，这种现 象更易发生。为了防止因过载而引起的电机烧坏和因转矩增大而造成的螺杆断裂现象，挤压 机的电气部分、传动系统一般都设有安全保护装置。 (一)电气式保护装置 在供电系统中设有快速熔断丝或过流继电器，一旦过载，电流增大，熔断丝熔断或过流 继电器自动断开，起到保护作用。 (二)机械式保护装置 在主电机和螺杆的传动系统中设有过载保护销。一旦过载，螺杆砖速增大，过载保护 销被剪断，从而使主电机和螺杆之间失去传动连接，螺杆因失去动力停止转动，避免了断裂， 电机也不会烧坏。 第三节、挤压机的分类 挤压机有若干种设计，其中最简单的是原始的柱塞式或活塞式挤压机。目前，应用于食 品工业的挤压机主要是螺杆挤压机，它的主体部分是由一根或两根在一只紧密配合的圆筒形 套筒中旋转的阿基米德螺杆组成。 一、按挤压过程剪切力的高低分类：可将挤压机分为高剪切力挤压机和低剪切力挤压机
四、预调理 (调质)器 预调理 (调质)器是进行原料预先处理的设备。一般情况下，根据不同产品的生产要求 和产品质量的要求。它是让原料在容器中先与水或蒸汽进行均匀混合，提高原料的水分含量 和温度，达到使原料产生部分预糊化。 预调理(调质)器有的与挤压机的进料器设计在一起，一边进行调理，一边进料。但这样 的设计使挤压机进料器显得过于庞大，安装起来困难，更多情况下，它是单独安装，作为挤 压设备的辅助设施，原料经预处理器调理后，再由进料器进料。 五、模具 挤压机的模具是物料从挤压机挤出之前最后经过的通道。该通道的横截面积远小于挤 压机套筒中螺杆与套筒之间孔隙的横截面积，使物料在套筒中产生一定背压。 物料经过模具时便由原来在挤压腔中的螺旋运动变为一直线运动，有利于物料的组织 化作用外，物料经过模具时，实际上经过了挤压过程的最后一道剪切作用，进一步提高了物 料的混合和混炼效果。 模具的通道口具有一定的形状，物料通过后便模制成为一定的形状，达到了造型的目 的。例如，动物造型、字母造型、球形、环形和饼形等，应有尽有。 六、切割器 (一)切割机与主机的配合关系 切割器的作用是将产品切割成一定的长度，它与模具相配合，给予产品以一定的外形。 ①挤压后的产品表面进一步进行造型处理，如鱿鱼片的生产等。这样的产品一般在物 料挤出后，先由导出装置导出，经稍许冷却或经进一步压延造型后，再用切割器切断。这种 切割器与挤压机主体分开，作为挤压机的一个辅助设施。由于产品挤出后还要进行下一步压 延造型，所以挤出物的水分含量要高些，膨化程度要小些，供后期进一步烘干或油炸处理。 ②挤压后的产品不需进一步进行表面造型处理。挤出物可不必经导出装置引出冷却后再切 割，可直接将切割机安装在机头直接切割。产品特点：挤出物水分含量较低。 七、过载保护装置 挤压机在操作过程中，有时会因进料量的突然增大，转速的大幅度调变或其它操作不当，引 起螺杆转矩增大，电机过载的现象。尤其在开机和停机时，由于工作状态的不稳定，这种现 象更易发生。为了防止因过载而引起的电机烧坏和因转矩增大而造成的螺杆断裂现象，挤压 机的电气部分、传动系统一般都设有安全保护装置。 (一)电气式保护装置 在供电系统中设有快速熔断丝或过流继电器，一旦过载，电流增大，熔断丝熔断或过流 继电器自动断开，起到保护作用。 (二)机械式保护装置 在主电机和螺杆的传动系统中设有过载保护销。一旦过载，螺杆砖速增大，过载保护 销被剪断，从而使主电机和螺杆之间失去传动连接，螺杆因失去动力停止转动，避免了断裂， 电机也不会烧坏。 第三节、挤压机的分类 挤压机有若干种设计，其中最简单的是原始的柱塞式或活塞式挤压机。目前，应用于食 品工业的挤压机主要是螺杆挤压机，它的主体部分是由一根或两根在一只紧密配合的圆筒形 套筒中旋转的阿基米德螺杆组成。 一、按挤压过程剪切力的高低分类：可将挤压机分为高剪切力挤压机和低剪切力挤压机