Физико-химический процесс экструдирования

Материалы » Использование экструдера » Физико-химический процесс экструдирования

В основе экструдирования зерна и зерновой смеси (сырья) лежат два процесса - механохимический и "взрыв" продукта. Последний происходит в результате резкого изменения давления в зерне на выходе из экструдера. Оба процесса непрерывны и протекают при высокой степени сжатия и определённой скорости прохождения сырья через экструдер.

Метод сухого экструдирования: воздействие температуры здесь совмещается с эффектом резкого перепада давления в момент выброса продукта из экструдера. Умеренный уровень теплового воздействия - 150°С в конце процесса в течение 3-4 секунд (продолжительность всего процесса 25 секунд) приводит к равномерной денатурации белка, не нарушая первичные соединения аминокислот и тем самым сохраняя питательную ценность протеина. Активность ферментов (в первую очередь, ингибиторов трипсина в сое) снижается до приемлемой нормы, обеспечивающей максимальную кормовую эффективность.

Энергетическая фракция в зерне представлена углеводами (злаковые, горох) и жиром (соя). При прохождении крахмала через экструдер он желатинизируется и на выходе увеличивается в объеме. Этот эффект обеспечивается разрушением структуры гранул и разрывом молекулярной цепи крахмала. Весь процесс напоминает горячее увлажнение этого полисахарида. Различие заключается в том, что при экструдировании процесс происходит в условиях более низкой влажности и гораздо быстрее. Той влажности, которая необходима для смазки экструдера, вполне достаточно для желатинизации. При выходе продукта из установки влага испаряется, и крахмальный гель быстро затвердевает. Степень увеличения продукта в объеме зависит от содержания крахмала. При экструдировании определенный процент крахмала превращается в декстрины, что напоминает явление, происходящее при поджаривании зерен.

Экструдирование увеличивает доступность масла в сое за счет разрыва маслосодержащих клеток. Это происходит при резком перепаде давления (от 89атм до 1 атм.) в момент выброса продукта. Поэтому экструдат представляет собой маслянистую гомогенную массу. При поджаривании этот эффект не достигается даже при самом мелком измельчении соевых бобов. Экструдат долгое время не прогоркнет из-за наличия лецитина, токоферолов и инактивации липооксидазы.

Экструзия способствует образованию комплексного соединения жира с крахмалом в зерне в соотношении 1:10, а также воздействует на клетчатку, изменяя ее плотность путем разрушения структуры механическими факторами и влагой.

При рекомендуемых режимах экструзии в зерне гибнет большая часть микрофлоры (бактерии, грибки). Это очень важно, если зерно поражается плесенью и имеет большую бактериальную обсеменённость. В процессе экструзии в зерне кукурузы и пшеницы микроорганизмы погибают полностью, а в ячмене их остается около 6% из-за высокой температуры (130-160°С) и давления (20-80 атм.).

Процесс экструзии осуществляется следующим образом: сырьё подается через загрузочный бункер в машину. По мере перемещения частиц в рабочей камере увеличивается степень сжатия, которая определяется отношением площади рабочего канала и площади фильеры на выходе. Уплотняясь, сырьё прогревается как за счёт сил трения частиц с поверхностью вращающихся рабочих органов, так и за счёт (в отдельных моделях) дополнительного источника тепла (т.н. "тепловая" рубашка экструдера). Под действием этих факторов зерно всех культур может подвергаться фазовым превращениям из хрупкого стеклообразного состояния (в начале процесса) в высокоэластичное, а затем в вязкотекучее. Фазовые переходы разделяют весь процесс экструдирования на технологические зоны - загрузки, сжатия, гомогенизации и "взрыва". В зоне загрузки изменения в сырье практически не происходят. Высокоэластичное состояние оно приобретает в зоне сжатия, где происходит частичное разрушение клеток крахмала, целлюлозы и лигнина. В зоне гомогенизации сырьё приобретает особое состояние - вязкотекучее. В отдельных биополимерах (белок, крахмал, клетчатка) появляются структурные изменения. Однако основные и наиболее важные изменения в зерне проходят в зоне экструзии ("взрыва") при быстром выбросе сырья из зоны высокого давления в зону атмосферного. Аккумулированная сырьём энергия освобождается со скоростью взрыва, что приводит к вспучиванию продукта с глубоким преобразованием структуры и свойств отдельных питательных веществ.

Похожая информация:

Технология приготовления рыбных изделий
Рыба обладает исключительно высокими пищевыми качествами и занимает важное место в нашем питании. Она является источником полноценного животного белка и высоко ценится как лечебный диетический продукт. Рыбные продукты широко используются в повседневном рационе, а рыбные изделия отличаются острым ил ...

Разработка технологической документации на продукцию
Технико-технологические карты (ТТК) разрабатывают на новые и фирменные изделия и кулинарные изделия. Утверждает ТТК руководитель предприятия. Срок действия ТТК определяет само предприятие. Технология приготовления блюд (кулинарных изделий) в ТТК должна обеспечить соблюдение показателей и требований ...

Японская кухня

Японская кухня

Волнующий и необычный для европейца мир японской кулинарии имеет многовековую историю, свои традиции и обычаи. Поэтому прежде чем говорить о любимых японцами продуктах, блюдах и этикете стоит хотя бы слегка коснуться истории японской кухни, уходящей своими корнями в глубь веков.

Самое интересное

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.foodinterest.ru