Непостоянное качество продукции, высокий уровень отходов и частые поломки оборудования являются основными проблемами для производителей продуктов питания, использующих технологию экструзии без полного понимания того, как она работает. Эти проблемы могут серьезно повлиять на эффективность производства, увеличить эксплуатационные расходы и снизить привлекательность продукта на рынке. К счастью, глубокое понимание принципов работы пищевых экструдеров позволяет операторам и инженерам точно настраивать параметры, улучшать последовательность и продлевать срок службы машины. В этой статье представлен полный анализ того, как работают пищевые экструдеры — от сырья до конечного продукта — вместе с техническими идеями и эксплуатационной оптимизацией.

Пищевой экструдер работает, используя один или несколько вращающихся шнеков, чтобы проталкивать пищевой материал через нагретый цилиндр, где он смешивается, готовится под давлением и формируется через матрицу для создания определенной текстуры или формы. Процесс сочетает механическое срезание, тепловую энергию и давление для преобразования сырых ингредиентов в однородные, стабильные и готовые к упаковке пищевые продукты.

Это простое объяснение только царапает поверхность. Чтобы эффективно использовать технологию экструзии в производстве продуктов питания, вам нужно будет понять механическую последовательность, функции компонентов и критические переменные обработки. Продолжайте читать для более глубокого технического погружения.

Понимание основных компонентов пищевого экструдера

Пищевой экструдер состоит из нескольких интегрированных компонентов, которые работают последовательно и контролируемо:

Типы экструдеров

Процесс экструзии пищевых продуктов шаг за шагом

1. Подача в экструдер

Сырые пищевые ингредиенты смешиваются в однородную сухую смесь или тесто. Объемный или гравиметрический дозатор подает этот материал в цилиндр экструдера.

2. Транспортировка и смешивание

Вращающийся винт(ы) начинает транспортировать сырье вперед через ствол. По мере вращения винта:

• Материал уплотняется
• Тепло трения генерируется
• Можно впрыскивать жидкости (например, воду, масло, пар)
• Сдвиговое смешивание помогает достичь однородной массы

3. Отопление и приготовление пищи

Температурные зоны вдоль ствола (через электрические или паровые рубашки) доводят пищу до точной точки приготовления. Термомеханическая энергия вызывает:

• Желатинизация крахмала
• Денатурация белка
• Испарение воды (для воздушных изделий)

Температура может варьироваться от от 100°С до 200°С в зависимости от рецепта.

4. Нагнетание давления и формовка штампом

По мере приближения пищевого материала к концу ствола:

• Давление создается за счет геометрии шнека и конструкции цилиндра
• Приготовленную массу продавливают через матрицу с отверстиями определенной формы.
• Внезапное падение давления вызывает расширение флэш-памяти, создавая пористые или пухлые текстуры

5. Резка и охлаждение

При выходе экструдата из матрицы:

• Вращающийся резак нарезает его на гранулы, завитки или кусочки.
• Продукт транспортируется в сушилку или охладитель для стабилизации влажности и увеличения срока годности.

Критические параметры контроля при экструзии

Пример из практики: Экструзия кормов для домашних животных на заводе Darin Machinery

В Дарин Машинеринаши высокопроизводительные двухшнековые экструдеры перерабатывают корма для домашних животных, используя следующие параметры:

• Диаметр винта: 65мм–95мм
• Выходная мощность: от 200 кг/ч до 2000 кг/ч
• Скорость вращения винта: До 600 об/мин
• Температурные зоны: 5–8 независимо контролируемых зон
• Приложения: Корм для собак, корм для кошек, корм для рыб, плавающие и тонущие гранулы

Эти машины оснащены современными элементами управления на базе ПЛК и сенсорного экрана для легкой настройки параметров и автоматизированного отслеживания производства.

Почему стоит выбрать экструзию для производства продуктов питания?

Преимущества:

• Универсальность: Может перерабатывать крупы, закуски, белки, корма для домашних животных, детское питание
• Эффективность: Непрерывная работа с высокой производительностью
• Равномерность: Постоянная форма, влажность и качество
• Персонализация: Легко меняйте штампы для создания новых форм
• Компактный дизайн: Объединяет приготовление, формовку и придание формы в одной машине

Ограничения:

• Высокая начальная стоимость двухшнековых систем
• Чувствителен к колебаниям влажности и ингредиентов
• Требует квалифицированной эксплуатации и обслуживания

Пример: технологическая схема экструзии текстурированного растительного белка (TVP)

Сырая соевая мука + вода ↓ Предварительная обработка ↓ Двухшнековая экструзия (нагрев + сдвиг) ↓ Формование штампом → Текстурированные куски ↓ Сушка и охлаждение ↓ Упаковка

Пищевые продукты, изготовленные методом экструзии

Краткое содержание

Пищевая экструзия — это универсальный и высокоэффективный процесс, который преобразует пищевые сырьевые материалы в продукты с добавленной стоимостью, используя комбинацию тепла, давления и механического сдвига внутри специально разработанной машины. Понимание того, как работает эта система, включая ее основные компоненты, параметры управления и области применения продукта, позволяет производителям повышать качество продукции, сокращать отходы и внедрять инновации с новыми форматами продуктов питания. Независимо от того, производите ли вы хрустящие закуски, питательный корм для домашних животных или растительные белки, экструзия обеспечивает непревзойденную гибкость и последовательность в современном производстве продуктов питания.

Готовы ли вы модернизировать свою линию по производству продуктов питания?

Хотите внедрить или оптимизировать экструзию на вашем предприятии по производству продуктов питания? Свяжитесь с нами Дарин Машинери сегодня для получения экспертной консультации, индивидуальных решений по оборудованию и полной послепродажной поддержки, соответствующей вашим производственным целям.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

В1: Каков основной принцип работы пищевого экструдера?

А1: Пищевой экструдер работает, проталкивая пищевую смесь через цилиндр с помощью одного или нескольких вращающихся шнеков. По мере продвижения материала он нагревается, подвергается давлению и сдвигу, а затем продавливается через матрицу для формирования определенных форм. Внезапное падение давления в матрице вызывает расширение и устанавливает конечную текстуру.

В2: Каковы основные компоненты пищевого экструдера?

А2: Ключевые компоненты включают в себя: питатель, винт(ы) (одноместный или двухместный), бочка, нагревательные элементы, голова, и система резака. Эти части работают вместе, смешивая, готовя и формируя из сырья готовые пищевые продукты.

В3: Какие виды пищевых продуктов производятся с использованием экструзии?

А3: Экструзия широко используется для производства закуски, сухие завтраки, паста, текстурированный растительный белок (TVP), корм для животных, и аквакорм. Это позволяет добиться однородной формы, вкуса и текстуры в больших партиях.

В4: Как температура и давление влияют на процесс экструзии?

А4: Высокая температура (80–200°C) и давление внутри цилиндра варят и желатинизируют крахмалы, денатурируют белки и стерилизуют материал. Эти факторы влияют на текстуру продукта, расширение и усвояемость, обеспечивая безопасные и однородные результаты.

В5: В чем разница между холодной и горячей экструзией в пищевой промышленности?

А5: Горячая экструзия предполагает приготовление пищи при высокой температуре и давлении — идеально подходит для кормов для домашних животных, хлопьев и закусок. Холодная экструзия формирует продукты без термической обработки, обычно используется для блюд на основе теста или охлажденных продуктов, таких как тесто для печенья и мясные закуски.

Ссылки

1. Журнал пищевой инженерии - https://www.foodengineeringmag.com
2. Технология экструзии Clextral - https://www.clextral.com
3. Extru-Tech Inc. - https://www.extru-techinc.com
4. ScienceDirect: Пищевая экструзия - https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/extrusion
5. Бейкер Перкинс - https://www.bakerperkins.com
6. AllAboutFeed - https://www.allaboutfeed.net
7. Переработка кормов для домашних животных - https://www.petfoodprocessing.net
8. Онлайн-библиотека Wiley – Экструдирование пищевых продуктов - https://onlinelibrary.wiley.com
9. Журнал Feed Strategy - https://www.feedstrategy.com
10. Американское общество сельскохозяйственных и биологических инженеров - https://www.asabe.org