
Экструзия в пищевой промышленности
Экструзия в пищевой промышленности — это процесс, который позволяет преобразовывать мягкие смешанные ингредиенты в продукты с заданной формой и текстурой. Этот метод включает в себя продавливание смеси через специальное отверстие в перфорированной пластине или матрице, что позволяет получить конечный продукт, который затем нарезается на определенные размеры. Устройство, осуществляющее этот процесс, называется экструдером, а сама смесь — экструдатом. Экструдер представляет собой большой вращающийся шнек, который плотно прилегает к неподвижному цилиндру, на конце которого находится матрица.
Процесс экструзии позволяет производить пищевые продукты в больших объемах, обеспечивая при этом однородность и высокое качество конечного продукта. К числу продуктов, которые можно получить с помощью экструзии, относятся различные виды макаронных изделий, хлеб (например, гренки и хлебные палочки), сухие завтраки, закуски, кондитерские изделия, готовое тесто для печенья, детское питание, текстурированный растительный белок и корма для домашних животных. Продукты, полученные методом экструзии, обычно содержат много крахмала.
Процесс экструзии
Процесс экструзии начинается с подготовки сырья. Сначала ингредиенты измельчаются до нужного размера, обычно до состояния муки грубого помола. Затем сухая смесь проходит через предварительный кондиционер, где добавляются другие компоненты, такие как жидкий сахар, жиры, красители или вода, в зависимости от того, какой продукт планируется получить. Для начала процесса в смесь впрыскивается пар, после чего она попадает в экструдер.
Экструдер состоит из большого вращающегося шнек, который проталкивает экструдат к матрице. В процессе экструзии экструдат подвергается воздействию высокой температуры и давления, что приводит к его изменению. Время, в течение которого экструдат находится в экструдере, называется временем пребывания. В результате экструзии многие продукты увеличиваются в объеме и меняют свою текстуру из-за выделения влаги и тепла. Степень этого изменения называется коэффициентом расширения.
На выходе из экструдера экструдат нарезается на нужные размеры с помощью вращающихся лезвий. После этого продукт охлаждается и высушивается, что придает ему жесткость и пористость. В процессе экструзии происходит не только физическое, но и химическое изменение ингредиентов. Например, под воздействием высокой температуры и давления может происходить денатурация белков и клейстеризация крахмала.
Важные факторы экструзии
Процесс экструзии требует тщательного контроля различных факторов, таких как состав экструдата, длина шнека, скорость вращения, температура и влажность цилиндра, форма матрицы и скорость вращения лезвий. Все эти параметры регулируются в зависимости от желаемого конечного продукта, чтобы обеспечить его однородность и качество.
Влажность является одним из самых критически важных факторов, влияющих на процесс экструзии. Она влияет на вязкость смеси и, следовательно, на пластификацию экструдата. Увеличение влажности снижает вязкость, крутящий момент и температуру продукта, а также увеличивает насыпную плотность. Большинство процессов экструзии для обработки пищевых продуктов выполняются при низкой или средней влажности (менее 40%). Экструзия с высокой влажностью, известная как мокрая экструзия, стала возможной благодаря появлению двухшнековых экструдеров, которые обеспечивают более эффективную транспортировку смеси.
Количество соли в экструдате также может влиять на цвет и текстуру конечного продукта. Концентрация соли может определять степень расширения и воздушность продукта, а также влиять на активность воды в экструдате, что, в свою очередь, может изменить скорость реакций потемнения. Соль также используется для равномерного распределения второстепенных ингредиентов, таких как красители и ароматизаторы, по поверхности продукта.
История экструзии
Первый экструдер был разработан в 1870-х годах для производства колбас. С тех пор экструзия стала широко использоваться в производстве различных пищевых продуктов. С 1930-х годов экструзия применяется для производства сухих макаронных изделий и завтраков. В 1950-х годах появились первые экструдированные картофельные продукты, такие как Ore-Ida, а также корма для домашних животных, например, Purina Dog Chow и Purina Friskies.