Важность приготовления экструзией
Приготовление продуктов питания — повседневная работа, которая находит применение как в домашних, так и в коммерческих условиях.
При приготовлении пищи тепло используется для подготовки блюд к употреблению.
Существует несколько причин приготовления пищи, но по своей сути оно превращает ее в более удобную для усвояемости форму.
Эта улучшенная усвояемость означает, что калории и питательные вещества, содержащиеся в пище, легче перевариваются людьми и животными.
В промышленных масштабах приготовление пищи требует большого количества продуктов за минимально возможное время, при этом нужно сохранить высокое качество и соблюсти соответствующие стандарты безопасности пищевых продуктов.
Одним из способов достижения этого является применение технологии экструзии в приготовлении.
Экструзию можно рассматривать в качестве непрерывного процесса смешивания и перекачки материала.
В случае комбинации сдвига и тепла (а в некоторых случаях и давления) экструдер можно использовать для приготовления материала.
Процесс обычно осуществляется в экструдере, который как правило состоит из вращающегося шнека, заключенного в ствол (или компрессионную камеру).
Рис. 1.
Одношнековый экструдер
Поток материала через экструдер обычно ограничивается путем размещения матрицы на выпускной конец экструдера (см. рис. 1).
В некоторых случаях по длине шнека экструдера размещают и другие ограничительные элементы (например, паровые замки).
Эти ограничения потока служат для увеличения времени пребывания материала внутри экструдера и для создания повышенного давления по длине экструдера.
Давление увеличивается от впуска к выпуску.
Поскольку материалы имеют свойство стекать вниз по мере увеличения давления, то повышение давления заставляет их течь обратно к впуску экструдера.
С другой стороны, вращение шнека экструдера «тянет» материал от впуска к выпуску.
Взаимодействие между прямым «тянущим» и обратным потоками, управляемым давлением, задает чистую скорость потока материала и вынуждает экструдер работать между двумя крайними значениями: поток с нулевым давлением (открытый выпуск) на одном конце и блокированный выпуск, где поток, управляемый давлением, равен прямому тянущему потоку на другом конце (см. рис. 2).
Для создания чистого потока через экструдер, механическая энергия, подаваемая на вал шнека, должна быть достаточной для преодоления потока, создаваемого обратным давлением.
Рис. 2.
Давление в зависимости от расхода для типового одношнекового экструдера
Технология экструзионного приготовления, по сути, объединяет экструзию и варку в одну операцию.
Тепло для приготовления может подаваться из внешних источников (нагревание ствола экструдера или прямое нагнетание пара в ствол) или же генерироваться на месте посредством рассеивания некоторой или большей части механической энергии, используемой для вращения шнека экструдера, за счет трения/вязкости.
Экструдеры Insta-Pro сконструированы таким образом, что все тепло, необходимое для экструзионного приготовления, подавалось за счет рассеивания механической энергии на шнек экструдера.
Преимущество этого подхода заключается в отсутствии необходимости дополнительного оборудования и средств, требуемых для подачи тепла от внешних источников.
Некоторые основные преимущества экструзионного приготовления:
- Непрерывный процесс, который, следовательно, обеспечивает высокую производительность и автоматизацию;
- Универсальный процесс: путем простой модификации условий эксплуатации и конфигурации шнека можно использовать для широкого ассортимента изделий;
- Относительно компактная форма экструдера, которая, следовательно, не требует большой площади;
- Высокотемпературный быстродействующий процесс.
Одной из основных областей, где экструзионное приготовление находит все более широкое применение, является переработка соевых бобов в соевый жмых и соевое масло.
Высокотемпературный быстродействующий характер разрушает нежелательные ферменты и антипитательные факторы, — которые сокращают срок хранения, вызывают неприятный привкус и снижают усвояемость белка, — но при этом сохраняет качество основных питательных веществ соевых бобов.
Также считается, что процесс экструзии помогает разрушать клеточную структуру бобов, открывая доступ к содержащемуся внутри маслу.
Это способствует увеличению выхода масла при механическом отжиме экструдированного соевого шрота.
