挤出食品加工工艺：单双螺旋设备之比较

    挤出技术用于加工环形、圆形、六边形等各种形状的物体，可用于橡胶塑料制品及谷物食品加工，例如小麦、玉米、大米、土豆等休闲食品。挤出后经过热空气或油炸处理，最终迅速膨胀成形。挤出食品淀粉含量较高（65%-75%），因此遇热能迅速膨胀。用这种工艺加工的休闲食品被称为“第三代休闲食品”或“非直接膨胀食品”，因为它们在挤出后不受到外热不能直接膨胀。

　　挤出技术还可用于生产玉米、木薯等预凝胶淀粉。单螺旋挤出设备和双螺旋挤出设备是目前用于生产休闲食品的两种主要机型。

　　单螺旋设备

　　单螺旋设备就象它的名字，只用一个螺旋。设备由一个螺旋和四个部分组成，包括喂料区、挤压区、加热区和冷却（成形）区。螺旋在旋转过程中加热了料桶，料桶四周有可精确控温的加热器。此外，桶外还有水冷却装置，可控制原料的粘度、维护加工所需要的环境。

　　螺旋由减速齿轮和加速马达控制。喂料器内装有原料、水、乳化剂、起酥剂、蛋白质及香精等，并加以混合。原料由旋转的螺旋头输送并挤压到出口，并切断成最终形状。之后是加热阶段，由桶四周的加热装置及螺旋两方面控制。

　　在加热区，产品的温度和切变最高，而粘度很低。在进入冷却（成形）区后，产品维持低切变率，而粘度提高到最终剪切的要求。在这里，产品被迅速剪切成小段，并被传送带送入干燥区，最终成为等待包装的成品。

　　◆设计

　　单螺旋挤出设备在加热区需要采用高切变螺旋设计，而冷却区则是低切变。建议最好采用两台独立的挤出设备，一台用于加热，另一台用于冷却加热好的产品。用于加热的挤出设备必须配备加热装置，而冷却的挤出设备则需要大直径的螺旋，并将物料充分冷却后送入剪切区。

　　后者的产量更高，因为加热和冷却单元独立的挤出设备，它们的速度可以分别进行调整。通常加热环节的速度很快，冷却环节速度慢。如果用一台设备，那最终生产速度会比较慢。然而，单螺旋设备比较经济，投资较少。为了卫生和安全考虑，螺旋、料桶、剪切刀等部分都应该用不锈钢材料。

　　◆原料

　　这类休闲食品的原料通常是淀粉，例如玉米粉或各种谷物原料。足够的淀粉含量保证产品在加热后能保持理想的口感。

　　◆混料及预处理

　　在原料进入挤出机前，必须进行混合和预处理。通常用于加工这类休闲食品的原料包括小麦、玉米粉、木薯粉、土豆粉等，配料包括液态起酥剂（至多2.5%的植物油）、水（25％-35%）、乳化剂（0.4%-0.8%）等。如果需要还可添加其它配料。

　　此外，还可添加核酸剂，以提高产品膨胀后的口感。由于这些配料无法溶解，也不会在加热过程中熔解，因此有助于提高口感。

　　配料在预处理桶内以一定比例混合均匀，之后利用蒸汽注入等方式进行预加热。所有的混料和预处理设备都是不锈钢材料。

　　◆加工

　　在挤出设备内，原料的温度保持在100-150℃。喂料区的温度比较低，在加热区迅速升高。桶的温度必须保持在淀粉的凝胶温度之上，除非在原料中添加过预凝胶或预加热配料。这里必须理解一点，熔解粘度随着温度上升而降低，但在达到一个点之后又开始上升，并到达不可逆状态。

　　在塑料制品加工过程中，熔解粘度在加热过程中不断降低直到凝固，但重新加热或软化后可以再次熔解。休闲食品加工却不是如此。因此，对温度和切变的精确控制对食品的挤出非常重要。

　　在冷却（成形）区，温度保持在100-110℃。通常产品在挤出设备中逗留的时间在15-25秒左右。

　　产品在剪切时的湿度仍然比较高，因此被送入热空气干燥装置内，湿度能减少10％-12％。这一干燥的过程需要3个小时左右，热空气的温度保持在85-95℃。

　　双螺旋设备

　　双螺旋设备之所以被广泛应用，主要有以下优势：

　　1.两个螺旋在生产中互相配合，并可自动清洗。此外，设备内没有死角，不会积聚物料，而单螺旋设备通常较难清洗。

　　2.料桶损耗少，生产中的成本损失比较小。

　　3.两个螺旋有各自独立的喂料、加热、冷却装置。螺旋的长度和参数可调整。

　　4.产品质量优于单螺旋设备。

　　5.可搭配单螺旋设备。

　　结论：单螺旋设备使用两个挤出头，一个用于加热，一个用于冷却，但仍有诸多限制，清洁很难。双螺旋设备采用独立的喂料、加热及冷却装置，没有死角，不会积聚物料，更经济，使用也更广泛。

　　仿肉制品的挤出设备

　　蛋白质或仿肉制品的挤出设备吸引了全球的注意。用这类设备加工的挤出食品含优质蛋白成分，生产商用其能加工各类仿鱼肉制品和猪肉制品，口感好，食用方便。

　　含植物蛋白的挤出食品有成千上万种不同的配方。大豆蛋白因其灵活性高，食用价值非常高，是目前食品加工商首选的一种植物蛋白原料。

　　Wenger Manufacturing Inc. (www.wenger.com)的销售及市场总监Doug Baldwin说，“蛋白来源的选择成了挤出食品的关键。目前看来，整个挤出食品业都倾向于适用大豆或其它植物蛋白。”

　　改良植物蛋白（TVP）是目前仿肉制品中最常用的原料，加工商之所以喜欢采用这一材料，是因为它的质感跟肉质纤维非常接近。

　　“高湿度的仿肉制品原料不需要干燥，”Baldwin说，“在经过生产线加工后，本身湿度高达70％，只要通过挤出机，就能获得非常接近鸡胸肉片的质感。”

　　Archer Daniels Midland (www.admworld.com)去年新推出一种高湿度的仿肉制品，产品名称为“Nutrisoy Next”，它是一种即食型产品。

　　公司大豆食品部经理Cheryl Borders说，“改良植物蛋白（TVP）是改良脱脂大豆粉（ADM）的改进技术。ADM采用单螺旋技术设备，产品湿度较低，仅35％。而我们新产品的湿度范围为50％-80％，口感不同，湿度不同。”

　　新一代的仿肉制品食用方便，质量更高。它们的结构造型有很多选择，条状、块状、立方型、碎片，可冷食，也可蒸煮。与原先的仿肉制品相比，新一代产品口味更好。虽然也有牛肉或猪肉风味及口感，但仿禽肉制品仍是核心产品。

　　“你也可以在低湿度挤出仿肉制品中添加各种口味，但产品在离开挤出设备后会因为压力下降而丢失大量味道。”Borders说，“而高湿度产品由于压力下降少，在产品离开挤出设备进入冷却模具内，温度的改变增加了产品的粘度，从而帮助提高了产品的质感。”

　　这类产品的加工包括冷却模具的使用，这一技术已经有了数十年的应用经验。“但事实上，双螺旋技术的进步并不大。”Borders说，“74％的消费者认为大豆食品对健康有益，而今，他们接受了这类产品，并开始期待新品的推出。”