食品機(jī)械設(shè)備網(wǎng)
公司動(dòng)態(tài)
食品和飼料擠壓（膨化）技術(shù)進(jìn)展
閱讀：1393 發(fā)布時(shí)間：2012-9-27
擠壓是一個(gè)由若干作業(yè)單元綜合一起的工藝過(guò)程，其中包括攪拌、揉合、剪切、加熱、冷卻、成形、和造型。該工藝過(guò)程也是將一種材料在多種不同條件下壓縮加工成半固體物，再迫使它以預(yù)定速度通過(guò)一個(gè)成形孔或縫隙之類的局限口子（Dziezak,1989;Hsieh,1999a&b）。關(guān)于擠壓的*個(gè)為人所知的記錄是在1797年，當(dāng)時(shí)JosephBramah用一個(gè)活塞驅(qū)動(dòng)的裝置制造無(wú)縫鉛管（Janssen,1978）。后來(lái)食品工業(yè)將該發(fā)明用于通心粉制作。*臺(tái)雙螺桿擠壓機(jī)是Follows和Bates在1869年研制的，用來(lái)制作肉腸（Janssen,1978）。1873年為PhoenixGummiwerkeA.G.開(kāi)發(fā)了有淺螺片的、在固定圓筒機(jī)鏜中轉(zhuǎn)動(dòng)的單螺桿擠壓機(jī)（Linkoetal.,1981）。
上世紀(jì)三十年代中期，造型擠壓機(jī)被用來(lái)將粗粒面粉和水?dāng)嚢鑹褐瞥筛鞣N通心粉產(chǎn)品。幾年之后，綜合了輸送、攪拌和成形作業(yè)的擠壓技術(shù)被用來(lái)制作以預(yù)熟燕麥粉為原料的即食早餐糧（Harper,1981）。上世紀(jì)三十年代后期，RobertColombo和CarloPasquetti開(kāi)發(fā)了同向旋轉(zhuǎn)并相互嚙合的雙螺桿擠壓機(jī)，可以不使用溶劑而進(jìn)行纖維素?cái)嚢瑁∕arli,1983）。四十年代中期，*種擠壓-熟化的膨化食品，玉米小食品，用單螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)（HauckandHuber,1989）。用單螺桿擠壓機(jī)生產(chǎn)的干膨化寵物飼料、干膨化即食早餐糧和組織化植物蛋白分別是在五十年代、六十年代、七十年代引入市場(chǎng)的（Harper,1981;HauckandHuber,1989）。在七十年代早期，Creusot-Loire開(kāi)發(fā)了雙螺桿塑料擠壓機(jī)應(yīng)用到食品方面。zui后，八十年代把用擠壓工藝生產(chǎn)的水產(chǎn)飼料帶入了飛速商業(yè)化進(jìn)程（HauckandHuber,1989）。關(guān)于食品擠壓技術(shù)的歷史zui近已在中文出版物中得以闡述（Liu,2000;Zhuetal.,2000）。
食品和飼料擠壓技術(shù)應(yīng)用
用擠壓技術(shù)已經(jīng)直接或間接生產(chǎn)出許多種類的食品和飼料。擠壓在食品方面的應(yīng)用分為兩類，即半成品和成品（WiedmannandStrobel,1987）。在半成品方面，用擠壓熟化制作預(yù)糊化糧谷粉類、馬鈴薯淀粉和糧谷淀粉，比用鼓式烘干之類的傳統(tǒng)工藝的經(jīng)濟(jì)效益更好。通過(guò)控制工藝條件達(dá)到所要求的淀粉糊化與分子降解的平衡，可以制作出有很寬范圍冷水溶解度的淀粉和化學(xué)變性淀粉（Fitton,1985）。發(fā)表了大量的文獻(xiàn)論述擠壓早餐糧（Daniels,1970;Miller,1994;Fast,2000）、小食品（Gutcho,1973a;Cosgriffetal.,1985;Moore,1994）和組織化食品（Gutcho,1973b,1977a&b）。在食品和飼料其他方面的應(yīng)用有水產(chǎn)飼料（Kiang,1999a&b;Rokey,1994）、干的和半濕的寵物飼料（Williams,1999;Rokey,1994）、啤酒花（Westwood,1994）、預(yù)熟淀粉和變性淀粉、小面包干（Antilaetal.,1983）、烹炸用滾面包屑（Smithetal,1985;NoakesandYacu,1988）、油炸碎面包片、全脂大豆粉、預(yù)熟面條、飲品基料、湯和澆鹵基料，還有甘草味、果味軟糖和巧克力之類的糖果（Harper,1981;Smith,1982;Best,1994）。
食品和飼料擠壓技術(shù)進(jìn)展
一、擠壓機(jī)硬件和軟件
１．?dāng)D壓工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)、控制和故障排除
對(duì)于擠壓工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制來(lái)說(shuō)，測(cè)定主要的產(chǎn)品質(zhì)量特性和工藝變數(shù)是必要的。與某項(xiàng)擠壓應(yīng)用相稱的儀器配備數(shù)量取決于該產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和使用該儀器所得信息的能力（ChessariendShellahewa,2001）。一般地說(shuō)，擠壓機(jī)儀器有測(cè)定驅(qū)動(dòng)設(shè)備電機(jī)馬力的安培表、簡(jiǎn)單的或復(fù)雜的固體/液體原料喂入系統(tǒng)及其有關(guān)的流量計(jì)、蒸汽壓力表、測(cè)定壓模熔化溫度的熱電偶。有的情況下，壓模處配備一個(gè)壓力表。工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)方面，在一個(gè)可視儀器上顯示實(shí)時(shí)信息，并記錄下分析數(shù)據(jù)。操作員根據(jù)實(shí)時(shí)信息作決定并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行手工控制，以盡量減少質(zhì)量不合格產(chǎn)品。記錄下的數(shù)據(jù)可用來(lái)分析該廠的生產(chǎn)狀況。
目前市場(chǎng)有各種各樣價(jià)格上可以承受的記錄數(shù)據(jù)的軟件。zui普通的用于工藝過(guò)程檢測(cè)的軟件叫做SCADA（Supervisory,ControlandDataAcquisition，即監(jiān)督、控制和數(shù)據(jù)獲?。┫到y(tǒng)，該系統(tǒng)也具備一定的監(jiān)控能力。圖1顯示的是典型的工藝過(guò)程檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。很多新型擠
壓機(jī)工程都有SCADA系統(tǒng)，可以做實(shí)時(shí)工藝過(guò)程檢測(cè)，并與一個(gè)更*的控制系統(tǒng)聯(lián)接。很多稍舊一些的擠壓機(jī)通過(guò)一個(gè)適合的連接裝置也能接上SCADA系統(tǒng)。設(shè)計(jì)SCADA系統(tǒng)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面（ChessariandShellahewa,2001）:
圖1典型的工藝過(guò)程檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)（ChessariandShellahewa,2001）
１）與本機(jī)控制系統(tǒng)易于對(duì)接。
２）該系統(tǒng)應(yīng)有工藝過(guò)程檢測(cè)和監(jiān)控能力。
３）“開(kāi)放式結(jié)構(gòu)”，這樣的系統(tǒng)容易修改，而不必大動(dòng)硬件和電路。
４）“本機(jī)”控制板應(yīng)能操作擠壓機(jī)（例如，有“本機(jī)”/遙控旋扭），這樣，如果運(yùn)行SCADA的電腦和其他控制軟件失靈，擠壓機(jī)還能運(yùn)行。
５）所有的安全聯(lián)鎖裝置都必須是電線連接的，或者是通過(guò)程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，縮寫(xiě)PLC）控制，而不是通過(guò)SCADA電腦，因?yàn)镻LC在工業(yè)環(huán)境比PC更可靠。
６）系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可以擴(kuò)充（加裝另外的傳感器、本機(jī)控制器）。
SCADA系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是ConceptOne系統(tǒng)，其開(kāi)發(fā)公司是MeasurerexSystem,Inc.（Cupertino,Calif.）[參考PlasticsTechnol.,42（8）,17-19,1996]。它讓操作員通過(guò)一臺(tái)PC電腦中的系統(tǒng)即可對(duì)擠壓工藝過(guò)程和產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。
能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問(wèn)題作出判斷并提出解決辦法的新軟件也已有售。舉例說(shuō)，Xtru-Xpert（PolydynamicsInc.,Hamilton,Ont.）可協(xié)助排除13種普通擠壓故障，包括波涌、螺桿和機(jī)鏜磨損、熔體堵塞、水分、凝膠、共擠時(shí)料層厚度不勻[參考PlasticsTechnol.,45（2）,17,1999]。該軟件在PC電腦中運(yùn)行只要求用戶提供很少數(shù)據(jù)，如機(jī)器尺寸、機(jī)鏜溫度和喂入料的流變學(xué)特性。該系統(tǒng)能計(jì)算擠壓機(jī)產(chǎn)量、動(dòng)力消耗、馬力和扭矩，以及料流通過(guò)各種壓模的壓差、剪切率和剪切應(yīng)力。
2.滾動(dòng)喂料斗
AmericanKuhne,Inc.（Norwich,CT）公司設(shè)計(jì)的一種新型料斗（圖2），可以更快地改換喂入料[參考PlasticsTechnol.,47（11）,15,2001]。料斗有三個(gè)位置：喂料、關(guān)閉、翻卸。報(bào)道說(shuō)，翻卸位置是流線型的，所以當(dāng)擠壓機(jī)清掃時(shí)易于騰空。
3.快速更換的機(jī)鏜
MerrittDavisCorp.（Hamden,CT）公司推出了新型可換機(jī)鏜，將
圖２Kuhne,Inc.公司（Norwich,CT）新型轉(zhuǎn)動(dòng)料斗
擠壓機(jī)機(jī)鏜的L/D從15：1換為36：1[參考PlasticsTechnol.,47（5）,16,2001]。可換機(jī)鏜單元（每個(gè)單元都有外殼、加熱器和風(fēng)機(jī)）用螺栓固定在擠壓機(jī)的喂料斗喉部（圖3）。通過(guò)一種有新型凸緣的設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化栓接以及電路安排，可以使機(jī)鏜迅速升舉落位。電路從機(jī)鏜外殼下行到一個(gè)單一出口，而不是將幾個(gè)加熱器分別接上一條引線，這樣即可在幾分鐘內(nèi)迅速改裝。
4.通用可改型變速箱裝置
MerrillDavis（Hamden,CT）公司推出了*套通用可改型變速箱裝置（universallyretrofittableassemblies），適合于幾乎所有類型的11.43㎝、15.24㎝和20.32㎝的擠壓機(jī)[參考PlasticsTechnol.,
7,2001]。對(duì)于當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)馬力不夠的舊擠壓機(jī)，或
角的，聲稱可減少螺桿磨損30%[參考PlasticsTechnol.,45（10）,17,1999]。報(bào)道說(shuō)，負(fù)卷邊角可顯著減少壓力并減輕在放氣孔與壓模間卸料區(qū)與機(jī)鏜壁的磨擦。負(fù)相角螺片在螺根處比上面的螺片表面要窄，與常規(guī)螺片的設(shè)計(jì)相反（圖4）。反向角加大了表面積，推動(dòng)更多的物料與螺桿接觸而使溫度更均勻；還可加大螺片
念擠壓機(jī)
比，可節(jié)省能量達(dá)50%[參考PlasticTechnol.,43（4）,15-17,1997]。該機(jī)器的能量效率，據(jù)稱是由于給原料輸入剛夠熔化的熱量而不過(guò)分加熱。常規(guī)機(jī)器消的能量超過(guò)了需要，而多余的熱量還需用更多的能量通過(guò)水或空氣冷卻去除。與標(biāo)準(zhǔn)擠壓機(jī)不同，該系統(tǒng)主要依賴穿過(guò)機(jī)鏜的熱傳導(dǎo)，而不是剪切熱
有一個(gè)短而高速的深槽螺桿，這螺桿的設(shè)計(jì)是為了將喂入料壓實(shí)并往前輸送。在*階段沒(méi)有熔化。壓實(shí)的物料移送到第二階段，這里一個(gè)長(zhǎng)122-152㎝絕熱良好的機(jī)鏜利用外源的電熱板加熱器或傳導(dǎo)加熱器熔化喂入物料。第三也是zui后階段，一臺(tái)低剪力固定攪拌機(jī)進(jìn)行分散個(gè)別攪拌（dispersiveanddistributivemixing.）。這種新概念擠壓機(jī)不同于常規(guī)擠壓機(jī)有兩點(diǎn)：*，產(chǎn)量隨螺桿轉(zhuǎn)速直線上升，不受熔體流變學(xué)影響；第二，機(jī)鏜外加熱器的能量消耗比驅(qū)動(dòng)螺桿的電機(jī)的能量消耗大得多，這與常規(guī)擠壓機(jī)的情況正好相反。這種擠壓機(jī)的傳輸能力有限，在加工高粘度原料和壓模高壓力情況下，這可能會(huì)削弱擠壓機(jī)的表現(xiàn)。這種擠壓機(jī)的壓模可達(dá)到的zui大熔化壓力是3000psi（204atm），而標(biāo)準(zhǔn)擠壓機(jī)是5000psi（340atm.）。7.對(duì)壓模作冷凍清理GencaCorp.（Clearwater,FL）公司近來(lái)申報(bào)了一個(gè)進(jìn)行工具清
工藝過(guò)程的。[參考
除了由其他清理方法，如噴燈和刮削，所造成的工具傷害。Genca新CVC（cryogenicvibrationalcleaning，即冷凍振蕩清理）的工藝裝置是一個(gè)處理容量為721㎝3的不銹鋼筒，將一個(gè)零件通過(guò)熱力振蕩進(jìn)行清理，即用液氮冷卻，隨后逐漸暖熱和振蕩。這種工具清理過(guò)程在一個(gè)箱室中將壓模、刀具和其他金屬工具零件進(jìn)行冷凍、然后加熱、振蕩，直到烤上的物質(zhì)被刷除。這種冷卻循環(huán)也可增進(jìn)工具的表面硬度。Genca打算將來(lái)推出清理螺桿的大型裝置。二、擠壓工藝與產(chǎn)品1．組織化蛋白像肉制品
Harper（1981）提出，擠
*類是肉品增補(bǔ)劑（meat
短時(shí)（HTST）擠壓工藝制做，原料是小麥面筋、脫脂大豆粉或大豆餷（soygrits），并混合多種添加劑。制得的產(chǎn)品是高度膨化的，有明顯的纖維成形。這種制品復(fù)水后可用來(lái)補(bǔ)充肉餡或肉制品，在比薩餅頂料（toping）、肉腸
第
analog）。這類制品必須是致密的，具有像真肉一樣的
，在長(zhǎng)時(shí)間烹調(diào)或高壓加熱處理后仍保持肉的特征，具有像真肉一樣的外觀和口味。Atkinson（1970）描述了這類制品給擠壓-組織化蛋白進(jìn)入商業(yè)化帶來(lái)的巨大效應(yīng)。脫脂大豆薄片或大豆粉（蛋白50%）與水、氯化鈣、鹽、牛肉調(diào)味料及*混合，使產(chǎn)品有可口的風(fēng)味，zui后含水30%，在177°C下擠壓加工。該制品擠出壓模即迅速膨脹，獲得干的蛋白質(zhì)錯(cuò)綜薄層絞合結(jié)構(gòu)，然后切成12.7mm長(zhǎng)度。將所得制品在103kPa蒸汽中高壓處理60min。該水合的產(chǎn)品外觀像牛肉，質(zhì)地緊實(shí)有咬勁。含水30%左右用熱塑擠壓制得的仿肉品必須用水或加香/調(diào)味液進(jìn)行復(fù)水。關(guān)于大豆蛋白低水分?jǐn)D壓的文獻(xiàn)，包括美國(guó)文獻(xiàn)，是幾十年的研究積累，數(shù)量繁多（Bhattacharyaetal.,1986;BurgessandStanley;1976;Cummingetal.,1972&1973;Gutcho,1977a&b;Mauriceetal.,1976;MauriceandStanley,1978;Sheardetal.,1984;SimonskyandStanley,1982;Stanley,1989）。熱塑擠壓時(shí)單螺桿擠壓機(jī)能夠運(yùn)行的zui高水分是35%或還要低一些。這是因?yàn)閱温輻U
機(jī)鏜內(nèi)打滑。另一方面，雙螺桿擠壓機(jī)像一個(gè)正壓泵，喂入料水分不受限制。作者實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)研究表明，低水分單螺桿擠壓制得的組織化大豆蛋白的海綿結(jié)構(gòu)，可以用高水分（60-80%）雙螺桿擠壓工藝改變成更像肉的纖維結(jié)構(gòu)（Kellyetal.,1999;Linetal.,2000&2002）。所用的主要原料是分離大豆蛋白和小麥淀粉。先將大豆分離蛋白與小麥淀粉的混合物在擠壓機(jī)內(nèi)以一定水分（60-80%）進(jìn)行水合，然后在130°C以上的溫度中變成熔化態(tài)，此時(shí)迫使通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)的狹縫壓模，在此處蛋白熔體溫度降到100℃以下（Noguchi,1989;Chefetal.,1992）。這樣的高水分雙螺桿擠壓工藝制成的產(chǎn)品具有十分有趣的像肉的纖維結(jié)構(gòu)（圖，b）。肉調(diào)味劑可在擠壓前或擠壓后添加。因?yàn)橛邢袢庖粯拥睦w維結(jié)構(gòu)，制品就有吸收美味的能力。
品蛋白的擠壓乳化膠凝或微細(xì)凝結(jié)（Microcoagula
產(chǎn)品
螺桿擠壓工藝制成的產(chǎn)品（Chefetal,1992）。因水分和脂肪含量不同，有硬塊制品和軟涂制品。該擠壓工藝有以下作業(yè)：攪拌、熔化、油脂乳化、滅菌、局部冷卻。壓出擠壓機(jī)的加工奶酪溫度大約在80℃，為粘滯流體，冷卻時(shí)發(fā)生膠凝作用，在80℃溫度下保溫一段時(shí)間后，凝膠網(wǎng)絡(luò)固化。產(chǎn)品的油脂乳化程度、干酪素“重聯(lián)合”（reassociation）程度和熔化度（meltability）取決于其成分和工藝參數(shù)。用食品蛋白擠壓熟化方法還可以制成半固體的脂肪代用品（圖6），具有像涂抹品一樣的稠度和細(xì)滑的質(zhì)地（Chefetal.,1992）。這是用在Ph3.5-4.0條件下分離的一種20%水分散乳清蛋白經(jīng)熱機(jī)械加工制成的，機(jī)鏜溫度85-110℃，螺桿轉(zhuǎn)速75-200rpm。在雙螺桿擠壓機(jī)的剪力影響下，適度加熱促使Э-乳球蛋白部分凝結(jié)成小顆粒（<20μm）。在pH3.5-3.9范圍內(nèi)可獲得*硬度、附著性和滑爽度；提高溫度可加大硬度；提高螺桿轉(zhuǎn)速可顯著增加小的凝結(jié)蛋白顆粒的比例。
3.
直接膨化的食品和飼料的擠壓往往是在低水分、高剪力條件下進(jìn)
，因?yàn)楂@得所要求溫升的能量主要靠電機(jī)能量消散到面團(tuán)體中。在剪切機(jī)械能量輸入較高的情況下，擠壓機(jī)機(jī)鏜磨損快，維生素、氨基酸之類價(jià)值高的養(yǎng)分以及其他對(duì)熱和/或剪切敏感的較貴重物質(zhì)，如食品和飼料的香味，也會(huì)損失更多。這些缺陷可以用一種新工藝，即臨界液體擠壓（SCFE）加以克服（MulvaneyandRizvi,1993）。采用SCFE時(shí)，超臨界液體與制作直接膨化產(chǎn)品的擠壓工藝伴隨
7）。把準(zhǔn)備用來(lái)溶于超臨界CO2中的物質(zhì)（香味劑、著色劑和其他添加劑）裝進(jìn)提取容器中，在要求的壓力下進(jìn)行提取。同時(shí)，干喂入料與水在預(yù)
（MulvaneyandRizvi,1993）
調(diào)
注入結(jié)合在擠壓機(jī)長(zhǎng)度的前半段完成熟化。熟化后，讓物流放氣冷卻機(jī)鏜后半段，使
一端注入擠壓物中。由于超臨界CO2的濃度在擠壓機(jī)內(nèi)下降，香味劑、著色劑和其他添加劑沉積下來(lái)，超臨界CO2或者被溶解，或者以小泡散布在擠壓物中。在壓模出口壓力進(jìn)一步下降，集結(jié)的小泡膨脹而使產(chǎn)品膨化。膨化度和溶解物添加的程度取決于zui初導(dǎo)入擠壓機(jī)的超臨界液體的數(shù)量和壓力，以及螺桿和壓模的結(jié)構(gòu)。SCFE膨化擠壓物的容重（>300kg/m3）大于蒸
00-200kg/m3）。電子顯微鏡顯示，SCFE膨化擠壓物的表面通常比蒸汽膨化擠壓物光滑；SCFE膨化擠壓物的橫截面有分布均勻的薄壁封閉氣泡，而蒸汽膨化擠壓物有不規(guī)則的開(kāi)放氣泡（MulvaneyandRizvi,1993;Sokheyetal.,1996;Leeetal,1999）。4.耐儲(chǔ)擠壓果粒
很多食品中加入真的水果有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)
工果粒來(lái)克服。以往克服這種問(wèn)題的辦法，有的是將果料浸漬（Bradshawetal.,1978;FulgerandMorfee,1978;Agarwala1985;Tucker1997），也有關(guān)于仿制果粒的（ChesnutandEpstein,1977;Lugayetal,1990;WalterandFunk,1996;RollinsandFontana,2000）。但這些產(chǎn)品都只含很少或根本不含真水果。要解決的問(wèn)題是用真水果制出一種水活度適宜的果粒，添加到即食（Ready-To-Eat，縮寫(xiě)RTE）谷類食品中不會(huì)使食品綿軟也不會(huì)讓果粒發(fā)硬（ShanbhagandSzczesniak,1981;Lugayetal,1990）。已經(jīng)達(dá)到這要求的制品在配方上有很大比例的甘油（ChesnutandEpstein,1977;Lugayetal,1990;WalterandFunk,1996）。AkdoganandMcHugh（1999）以及McHug
）報(bào)道了他們關(guān)于改制桃和桃
（1989）研究過(guò)將干果和濃縮果汁添加到米粉小食品中的效果。我們的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了一種擠壓果粒，至少使用50%的真水果，其水活度適宜于添加到即食谷類食品或其他如烘焙類的食品中。在其攪拌、熟化和改制果粒的成形作業(yè)都采用擠壓工藝（Moore,1989）。所用原料有鼓式烘干的草莓粉、草莓果泥、甘油、卡拉膠和果膠。這種擠壓果粒不但能保持所要的質(zhì)地，還不利于致腐微生物的生長(zhǎng)；此外，這種產(chǎn)品不僅能延長(zhǎng)貨架壽命，還避免了季節(jié)性的價(jià)格漲落，因?yàn)榭梢栽谒斋@季節(jié)進(jìn)行生產(chǎn)，然后周年儲(chǔ)藏、出售、使用。5.共擠壓食品和飼料
另一類值得注意的新開(kāi)發(fā)
壓制品，即用一種特殊設(shè)計(jì)的壓模將兩種不同的原料經(jīng)過(guò)共擠壓形成一個(gè)整體產(chǎn)品。這種方法可以制成外焦里嫩的新型小食品或?qū)櫸镲暳?。共擠壓工藝在面類食品和糖果制造中早已為人所知。先擠壓后填料的產(chǎn)品在市場(chǎng)上也能看到（Millauer,1999）。共擠壓要同時(shí)喂入兩種原料：一種是谷類混合料
；另一種是夾心料，可能按產(chǎn)品要求而大不相同（deCindio等,2002a&b）。需要用兩臺(tái)擠壓機(jī)，但如果第2種原料是可以泵壓的，其中一臺(tái)擠壓機(jī)可以用高壓齒輪泵代替（Hsieh,1999b）。還需要有特殊設(shè)計(jì)的共擠壓模系統(tǒng)（圖8，Millauer,1999）。共擠壓技術(shù)可以開(kāi)發(fā)出許多種新的小食品，例如雙料擠壓小食品。兩臺(tái)擠壓機(jī)的料流速度和兩種原料的粘稠度必須很好地加以調(diào)整?？靠刂苾煞N原料的粘稠度可以制出一些很有趣的新產(chǎn)品（圖9、10）。6.用酶技術(shù)提高擠壓機(jī)產(chǎn)量
酶類被普遍用來(lái)制作水解物或消
；而用酶來(lái)作為一種輔助工藝手段以提高擠壓機(jī)產(chǎn)量，則是相對(duì)新鮮
到預(yù)調(diào)制器中。*類將淀粉部分分解，使喂入料的粘稠度和水吸附力下降，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)所需扭矩和推動(dòng)同樣數(shù)量擠壓物通過(guò)壓模所需的壓力也隨之減小。表1（Ziggers,2002）說(shuō)明了這個(gè)概念，即提高產(chǎn)量是基于加大螺桿的通過(guò)量而又同時(shí)保持螺桿的實(shí)際能量負(fù)荷。作為參照飼料的粗碾物淀粉分析表明，總淀粉量的平均熟化率
而酶處理產(chǎn)品的淀粉熟化率是95-99.9%，因所用的酶制品不同而異。殘留酶活力（Residualenzymeactivity）在5-80%之間，也因酶的種類而異。酶處理制品還表現(xiàn)了更好的適口性。在擠壓工藝中使用*類、新生酶類（Novozymes）的擠壓酶（Extruzyme）的成本/利潤(rùn)列示于表2（Ziggers,2002）。
得克薩斯農(nóng)工大學(xué)試驗(yàn)
荷,%喂料
度,kg/h注水速
度,l/h
調(diào)制器/擠壓機(jī)
表2擠壓過(guò)程用酶處理的計(jì)算效益
擠壓機(jī)作業(yè)費(fèi)用（歐元/ton）
40
43
46
49
52
55
作業(yè)費(fèi)用降低（歐元/ton）
8.00
8.60
9.20
9.80
10.40
11.00
酶費(fèi)用（歐元/ton）
4.88
4.88
4.88
4.88
4.88
4.88
費(fèi)用凈降低（歐元/ton）
3.13
3.73
4.33
4.93
5.53
6.13
產(chǎn)量增加（%）時(shí)持平
12.2
11.3
10.6
10.0
9.4
8.9
提高產(chǎn)量:20%
酶用量:1.5kg/ton
酶價(jià)格3.26歐元/kg折合酶費(fèi)用4.88歐元/ton飼料
上世紀(jì)三十年代中期，造型擠壓機(jī)被用來(lái)將粗粒面粉和水?dāng)嚢鑹褐瞥筛鞣N通心粉產(chǎn)品。幾年之后，綜合了輸送、攪拌和成形作業(yè)的擠壓技術(shù)被用來(lái)制作以預(yù)熟燕麥粉為原料的即食早餐糧（Harper,1981）。上世紀(jì)三十年代后期，RobertColombo和CarloPasquetti開(kāi)發(fā)了同向旋轉(zhuǎn)并相互嚙合的雙螺桿擠壓機(jī)，可以不使用溶劑而進(jìn)行纖維素?cái)嚢瑁∕arli,1983）。四十年代中期，*種擠壓-熟化的膨化食品，玉米小食品，用單螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)（HauckandHuber,1989）。用單螺桿擠壓機(jī)生產(chǎn)的干膨化寵物飼料、干膨化即食早餐糧和組織化植物蛋白分別是在五十年代、六十年代、七十年代引入市場(chǎng)的（Harper,1981;HauckandHuber,1989）。在七十年代早期，Creusot-Loire開(kāi)發(fā)了雙螺桿塑料擠壓機(jī)應(yīng)用到食品方面。zui后，八十年代把用擠壓工藝生產(chǎn)的水產(chǎn)飼料帶入了飛速商業(yè)化進(jìn)程（HauckandHuber,1989）。關(guān)于食品擠壓技術(shù)的歷史zui近已在中文出版物中得以闡述（Liu,2000;Zhuetal.,2000）。
食品和飼料擠壓技術(shù)應(yīng)用
用擠壓技術(shù)已經(jīng)直接或間接生產(chǎn)出許多種類的食品和飼料。擠壓在食品方面的應(yīng)用分為兩類，即半成品和成品（WiedmannandStrobel,1987）。在半成品方面，用擠壓熟化制作預(yù)糊化糧谷粉類、馬鈴薯淀粉和糧谷淀粉，比用鼓式烘干之類的傳統(tǒng)工藝的經(jīng)濟(jì)效益更好。通過(guò)控制工藝條件達(dá)到所要求的淀粉糊化與分子降解的平衡，可以制作出有很寬范圍冷水溶解度的淀粉和化學(xué)變性淀粉（Fitton,1985）。發(fā)表了大量的文獻(xiàn)論述擠壓早餐糧（Daniels,1970;Miller,1994;Fast,2000）、小食品（Gutcho,1973a;Cosgriffetal.,1985;Moore,1994）和組織化食品（Gutcho,1973b,1977a&b）。在食品和飼料其他方面的應(yīng)用有水產(chǎn)飼料（Kiang,1999a&b;Rokey,1994）、干的和半濕的寵物飼料（Williams,1999;Rokey,1994）、啤酒花（Westwood,1994）、預(yù)熟淀粉和變性淀粉、小面包干（Antilaetal.,1983）、烹炸用滾面包屑（Smithetal,1985;NoakesandYacu,1988）、油炸碎面包片、全脂大豆粉、預(yù)熟面條、飲品基料、湯和澆鹵基料，還有甘草味、果味軟糖和巧克力之類的糖果（Harper,1981;Smith,1982;Best,1994）。
食品和飼料擠壓技術(shù)進(jìn)展
一、擠壓機(jī)硬件和軟件
１．?dāng)D壓工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)、控制和故障排除
對(duì)于擠壓工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制來(lái)說(shuō)，測(cè)定主要的產(chǎn)品質(zhì)量特性和工藝變數(shù)是必要的。與某項(xiàng)擠壓應(yīng)用相稱的儀器配備數(shù)量取決于該產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和使用該儀器所得信息的能力（ChessariendShellahewa,2001）。一般地說(shuō)，擠壓機(jī)儀器有測(cè)定驅(qū)動(dòng)設(shè)備電機(jī)馬力的安培表、簡(jiǎn)單的或復(fù)雜的固體/液體原料喂入系統(tǒng)及其有關(guān)的流量計(jì)、蒸汽壓力表、測(cè)定壓模熔化溫度的熱電偶。有的情況下，壓模處配備一個(gè)壓力表。工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)方面，在一個(gè)可視儀器上顯示實(shí)時(shí)信息，并記錄下分析數(shù)據(jù)。操作員根據(jù)實(shí)時(shí)信息作決定并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行手工控制，以盡量減少質(zhì)量不合格產(chǎn)品。記錄下的數(shù)據(jù)可用來(lái)分析該廠的生產(chǎn)狀況。
目前市場(chǎng)有各種各樣價(jià)格上可以承受的記錄數(shù)據(jù)的軟件。zui普通的用于工藝過(guò)程檢測(cè)的軟件叫做SCADA（Supervisory,ControlandDataAcquisition，即監(jiān)督、控制和數(shù)據(jù)獲?。┫到y(tǒng)，該系統(tǒng)也具備一定的監(jiān)控能力。圖1顯示的是典型的工藝過(guò)程檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。很多新型擠
壓機(jī)工程都有SCADA系統(tǒng)，可以做實(shí)時(shí)工藝過(guò)程檢測(cè)，并與一個(gè)更*的控制系統(tǒng)聯(lián)接。很多稍舊一些的擠壓機(jī)通過(guò)一個(gè)適合的連接裝置也能接上SCADA系統(tǒng)。設(shè)計(jì)SCADA系統(tǒng)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面（ChessariandShellahewa,2001）:
圖1典型的工藝過(guò)程檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)（ChessariandShellahewa,2001）
１）與本機(jī)控制系統(tǒng)易于對(duì)接。
２）該系統(tǒng)應(yīng)有工藝過(guò)程檢測(cè)和監(jiān)控能力。
３）“開(kāi)放式結(jié)構(gòu)”，這樣的系統(tǒng)容易修改，而不必大動(dòng)硬件和電路。
４）“本機(jī)”控制板應(yīng)能操作擠壓機(jī)（例如，有“本機(jī)”/遙控旋扭），這樣，如果運(yùn)行SCADA的電腦和其他控制軟件失靈，擠壓機(jī)還能運(yùn)行。
５）所有的安全聯(lián)鎖裝置都必須是電線連接的，或者是通過(guò)程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，縮寫(xiě)PLC）控制，而不是通過(guò)SCADA電腦，因?yàn)镻LC在工業(yè)環(huán)境比PC更可靠。
６）系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可以擴(kuò)充（加裝另外的傳感器、本機(jī)控制器）。
SCADA系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是ConceptOne系統(tǒng)，其開(kāi)發(fā)公司是MeasurerexSystem,Inc.（Cupertino,Calif.）[參考PlasticsTechnol.,42（8）,17-19,1996]。它讓操作員通過(guò)一臺(tái)PC電腦中的系統(tǒng)即可對(duì)擠壓工藝過(guò)程和產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。
能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問(wèn)題作出判斷并提出解決辦法的新軟件也已有售。舉例說(shuō)，Xtru-Xpert（PolydynamicsInc.,Hamilton,Ont.）可協(xié)助排除13種普通擠壓故障，包括波涌、螺桿和機(jī)鏜磨損、熔體堵塞、水分、凝膠、共擠時(shí)料層厚度不勻[參考PlasticsTechnol.,45（2）,17,1999]。該軟件在PC電腦中運(yùn)行只要求用戶提供很少數(shù)據(jù)，如機(jī)器尺寸、機(jī)鏜溫度和喂入料的流變學(xué)特性。該系統(tǒng)能計(jì)算擠壓機(jī)產(chǎn)量、動(dòng)力消耗、馬力和扭矩，以及料流通過(guò)各種壓模的壓差、剪切率和剪切應(yīng)力。
2.滾動(dòng)喂料斗
AmericanKuhne,Inc.（Norwich,CT）公司設(shè)計(jì)的一種新型料斗（圖2），可以更快地改換喂入料[參考PlasticsTechnol.,47（11）,15,2001]。料斗有三個(gè)位置：喂料、關(guān)閉、翻卸。報(bào)道說(shuō)，翻卸位置是流線型的，所以當(dāng)擠壓機(jī)清掃時(shí)易于騰空。
3.快速更換的機(jī)鏜
MerrittDavisCorp.（Hamden,CT）公司推出了新型可換機(jī)鏜，將
圖２Kuhne,Inc.公司（Norwich,CT）新型轉(zhuǎn)動(dòng)料斗
擠壓機(jī)機(jī)鏜的L/D從15：1換為36：1[參考PlasticsTechnol.,47（5）,16,2001]。可換機(jī)鏜單元（每個(gè)單元都有外殼、加熱器和風(fēng)機(jī)）用螺栓固定在擠壓機(jī)的喂料斗喉部（圖3）。通過(guò)一種有新型凸緣的設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化栓接以及電路安排，可以使機(jī)鏜迅速升舉落位。電路從機(jī)鏜外殼下行到一個(gè)單一出口，而不是將幾個(gè)加熱器分別接上一條引線，這樣即可在幾分鐘內(nèi)迅速改裝。
4.通用可改型變速箱裝置
MerrillDavis（Hamden,CT）公司推出了*套通用可改型變速箱裝置（universallyretrofittableassemblies），適合于幾乎所有類型的11.43㎝、15.24㎝和20.32㎝的擠壓機(jī)[參考PlasticsTechnol.,
7,2001]。對(duì)于當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)馬力不夠的舊擠壓機(jī)，或
角的，聲稱可減少螺桿磨損30%[參考PlasticsTechnol.,45（10）,17,1999]。報(bào)道說(shuō)，負(fù)卷邊角可顯著減少壓力并減輕在放氣孔與壓模間卸料區(qū)與機(jī)鏜壁的磨擦。負(fù)相角螺片在螺根處比上面的螺片表面要窄，與常規(guī)螺片的設(shè)計(jì)相反（圖4）。反向角加大了表面積，推動(dòng)更多的物料與螺桿接觸而使溫度更均勻；還可加大螺片
念擠壓機(jī)
比，可節(jié)省能量達(dá)50%[參考PlasticTechnol.,43（4）,15-17,1997]。該機(jī)器的能量效率，據(jù)稱是由于給原料輸入剛夠熔化的熱量而不過(guò)分加熱。常規(guī)機(jī)器消的能量超過(guò)了需要，而多余的熱量還需用更多的能量通過(guò)水或空氣冷卻去除。與標(biāo)準(zhǔn)擠壓機(jī)不同，該系統(tǒng)主要依賴穿過(guò)機(jī)鏜的熱傳導(dǎo)，而不是剪切熱
有一個(gè)短而高速的深槽螺桿，這螺桿的設(shè)計(jì)是為了將喂入料壓實(shí)并往前輸送。在*階段沒(méi)有熔化。壓實(shí)的物料移送到第二階段，這里一個(gè)長(zhǎng)122-152㎝絕熱良好的機(jī)鏜利用外源的電熱板加熱器或傳導(dǎo)加熱器熔化喂入物料。第三也是zui后階段，一臺(tái)低剪力固定攪拌機(jī)進(jìn)行分散個(gè)別攪拌（dispersiveanddistributivemixing.）。這種新概念擠壓機(jī)不同于常規(guī)擠壓機(jī)有兩點(diǎn)：*，產(chǎn)量隨螺桿轉(zhuǎn)速直線上升，不受熔體流變學(xué)影響；第二，機(jī)鏜外加熱器的能量消耗比驅(qū)動(dòng)螺桿的電機(jī)的能量消耗大得多，這與常規(guī)擠壓機(jī)的情況正好相反。這種擠壓機(jī)的傳輸能力有限，在加工高粘度原料和壓模高壓力情況下，這可能會(huì)削弱擠壓機(jī)的表現(xiàn)。這種擠壓機(jī)的壓模可達(dá)到的zui大熔化壓力是3000psi（204atm），而標(biāo)準(zhǔn)擠壓機(jī)是5000psi（340atm.）。7.對(duì)壓模作冷凍清理GencaCorp.（Clearwater,FL）公司近來(lái)申報(bào)了一個(gè)進(jìn)行工具清
工藝過(guò)程的。[參考
除了由其他清理方法，如噴燈和刮削，所造成的工具傷害。Genca新CVC（cryogenicvibrationalcleaning，即冷凍振蕩清理）的工藝裝置是一個(gè)處理容量為721㎝3的不銹鋼筒，將一個(gè)零件通過(guò)熱力振蕩進(jìn)行清理，即用液氮冷卻，隨后逐漸暖熱和振蕩。這種工具清理過(guò)程在一個(gè)箱室中將壓模、刀具和其他金屬工具零件進(jìn)行冷凍、然后加熱、振蕩，直到烤上的物質(zhì)被刷除。這種冷卻循環(huán)也可增進(jìn)工具的表面硬度。Genca打算將來(lái)推出清理螺桿的大型裝置。二、擠壓工藝與產(chǎn)品1．組織化蛋白像肉制品
Harper（1981）提出，擠
*類是肉品增補(bǔ)劑（meat
短時(shí)（HTST）擠壓工藝制做，原料是小麥面筋、脫脂大豆粉或大豆餷（soygrits），并混合多種添加劑。制得的產(chǎn)品是高度膨化的，有明顯的纖維成形。這種制品復(fù)水后可用來(lái)補(bǔ)充肉餡或肉制品，在比薩餅頂料（toping）、肉腸
第
analog）。這類制品必須是致密的，具有像真肉一樣的
，在長(zhǎng)時(shí)間烹調(diào)或高壓加熱處理后仍保持肉的特征，具有像真肉一樣的外觀和口味。Atkinson（1970）描述了這類制品給擠壓-組織化蛋白進(jìn)入商業(yè)化帶來(lái)的巨大效應(yīng)。脫脂大豆薄片或大豆粉（蛋白50%）與水、氯化鈣、鹽、牛肉調(diào)味料及*混合，使產(chǎn)品有可口的風(fēng)味，zui后含水30%，在177°C下擠壓加工。該制品擠出壓模即迅速膨脹，獲得干的蛋白質(zhì)錯(cuò)綜薄層絞合結(jié)構(gòu)，然后切成12.7mm長(zhǎng)度。將所得制品在103kPa蒸汽中高壓處理60min。該水合的產(chǎn)品外觀像牛肉，質(zhì)地緊實(shí)有咬勁。含水30%左右用熱塑擠壓制得的仿肉品必須用水或加香/調(diào)味液進(jìn)行復(fù)水。關(guān)于大豆蛋白低水分?jǐn)D壓的文獻(xiàn)，包括美國(guó)文獻(xiàn)，是幾十年的研究積累，數(shù)量繁多（Bhattacharyaetal.,1986;BurgessandStanley;1976;Cummingetal.,1972&1973;Gutcho,1977a&b;Mauriceetal.,1976;MauriceandStanley,1978;Sheardetal.,1984;SimonskyandStanley,1982;Stanley,1989）。熱塑擠壓時(shí)單螺桿擠壓機(jī)能夠運(yùn)行的zui高水分是35%或還要低一些。這是因?yàn)閱温輻U
機(jī)鏜內(nèi)打滑。另一方面，雙螺桿擠壓機(jī)像一個(gè)正壓泵，喂入料水分不受限制。作者實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)研究表明，低水分單螺桿擠壓制得的組織化大豆蛋白的海綿結(jié)構(gòu)，可以用高水分（60-80%）雙螺桿擠壓工藝改變成更像肉的纖維結(jié)構(gòu)（Kellyetal.,1999;Linetal.,2000&2002）。所用的主要原料是分離大豆蛋白和小麥淀粉。先將大豆分離蛋白與小麥淀粉的混合物在擠壓機(jī)內(nèi)以一定水分（60-80%）進(jìn)行水合，然后在130°C以上的溫度中變成熔化態(tài)，此時(shí)迫使通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)的狹縫壓模，在此處蛋白熔體溫度降到100℃以下（Noguchi,1989;Chefetal.,1992）。這樣的高水分雙螺桿擠壓工藝制成的產(chǎn)品具有十分有趣的像肉的纖維結(jié)構(gòu)（圖，b）。肉調(diào)味劑可在擠壓前或擠壓后添加。因?yàn)橛邢袢庖粯拥睦w維結(jié)構(gòu)，制品就有吸收美味的能力。
品蛋白的擠壓乳化膠凝或微細(xì)凝結(jié)（Microcoagula
產(chǎn)品
螺桿擠壓工藝制成的產(chǎn)品（Chefetal,1992）。因水分和脂肪含量不同，有硬塊制品和軟涂制品。該擠壓工藝有以下作業(yè)：攪拌、熔化、油脂乳化、滅菌、局部冷卻。壓出擠壓機(jī)的加工奶酪溫度大約在80℃，為粘滯流體，冷卻時(shí)發(fā)生膠凝作用，在80℃溫度下保溫一段時(shí)間后，凝膠網(wǎng)絡(luò)固化。產(chǎn)品的油脂乳化程度、干酪素“重聯(lián)合”（reassociation）程度和熔化度（meltability）取決于其成分和工藝參數(shù)。用食品蛋白擠壓熟化方法還可以制成半固體的脂肪代用品（圖6），具有像涂抹品一樣的稠度和細(xì)滑的質(zhì)地（Chefetal.,1992）。這是用在Ph3.5-4.0條件下分離的一種20%水分散乳清蛋白經(jīng)熱機(jī)械加工制成的，機(jī)鏜溫度85-110℃，螺桿轉(zhuǎn)速75-200rpm。在雙螺桿擠壓機(jī)的剪力影響下，適度加熱促使Э-乳球蛋白部分凝結(jié)成小顆粒（<20μm）。在pH3.5-3.9范圍內(nèi)可獲得*硬度、附著性和滑爽度；提高溫度可加大硬度；提高螺桿轉(zhuǎn)速可顯著增加小的凝結(jié)蛋白顆粒的比例。
3.
直接膨化的食品和飼料的擠壓往往是在低水分、高剪力條件下進(jìn)
，因?yàn)楂@得所要求溫升的能量主要靠電機(jī)能量消散到面團(tuán)體中。在剪切機(jī)械能量輸入較高的情況下，擠壓機(jī)機(jī)鏜磨損快，維生素、氨基酸之類價(jià)值高的養(yǎng)分以及其他對(duì)熱和/或剪切敏感的較貴重物質(zhì)，如食品和飼料的香味，也會(huì)損失更多。這些缺陷可以用一種新工藝，即臨界液體擠壓（SCFE）加以克服（MulvaneyandRizvi,1993）。采用SCFE時(shí)，超臨界液體與制作直接膨化產(chǎn)品的擠壓工藝伴隨
7）。把準(zhǔn)備用來(lái)溶于超臨界CO2中的物質(zhì)（香味劑、著色劑和其他添加劑）裝進(jìn)提取容器中，在要求的壓力下進(jìn)行提取。同時(shí)，干喂入料與水在預(yù)
（MulvaneyandRizvi,1993）
調(diào)
注入結(jié)合在擠壓機(jī)長(zhǎng)度的前半段完成熟化。熟化后，讓物流放氣冷卻機(jī)鏜后半段，使
一端注入擠壓物中。由于超臨界CO2的濃度在擠壓機(jī)內(nèi)下降，香味劑、著色劑和其他添加劑沉積下來(lái)，超臨界CO2或者被溶解，或者以小泡散布在擠壓物中。在壓模出口壓力進(jìn)一步下降，集結(jié)的小泡膨脹而使產(chǎn)品膨化。膨化度和溶解物添加的程度取決于zui初導(dǎo)入擠壓機(jī)的超臨界液體的數(shù)量和壓力，以及螺桿和壓模的結(jié)構(gòu)。SCFE膨化擠壓物的容重（>300kg/m3）大于蒸
00-200kg/m3）。電子顯微鏡顯示，SCFE膨化擠壓物的表面通常比蒸汽膨化擠壓物光滑；SCFE膨化擠壓物的橫截面有分布均勻的薄壁封閉氣泡，而蒸汽膨化擠壓物有不規(guī)則的開(kāi)放氣泡（MulvaneyandRizvi,1993;Sokheyetal.,1996;Leeetal,1999）。4.耐儲(chǔ)擠壓果粒
很多食品中加入真的水果有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)
工果粒來(lái)克服。以往克服這種問(wèn)題的辦法，有的是將果料浸漬（Bradshawetal.,1978;FulgerandMorfee,1978;Agarwala1985;Tucker1997），也有關(guān)于仿制果粒的（ChesnutandEpstein,1977;Lugayetal,1990;WalterandFunk,1996;RollinsandFontana,2000）。但這些產(chǎn)品都只含很少或根本不含真水果。要解決的問(wèn)題是用真水果制出一種水活度適宜的果粒，添加到即食（Ready-To-Eat，縮寫(xiě)RTE）谷類食品中不會(huì)使食品綿軟也不會(huì)讓果粒發(fā)硬（ShanbhagandSzczesniak,1981;Lugayetal,1990）。已經(jīng)達(dá)到這要求的制品在配方上有很大比例的甘油（ChesnutandEpstein,1977;Lugayetal,1990;WalterandFunk,1996）。AkdoganandMcHugh（1999）以及McHug
）報(bào)道了他們關(guān)于改制桃和桃
（1989）研究過(guò)將干果和濃縮果汁添加到米粉小食品中的效果。我們的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了一種擠壓果粒，至少使用50%的真水果，其水活度適宜于添加到即食谷類食品或其他如烘焙類的食品中。在其攪拌、熟化和改制果粒的成形作業(yè)都采用擠壓工藝（Moore,1989）。所用原料有鼓式烘干的草莓粉、草莓果泥、甘油、卡拉膠和果膠。這種擠壓果粒不但能保持所要的質(zhì)地，還不利于致腐微生物的生長(zhǎng)；此外，這種產(chǎn)品不僅能延長(zhǎng)貨架壽命，還避免了季節(jié)性的價(jià)格漲落，因?yàn)榭梢栽谒斋@季節(jié)進(jìn)行生產(chǎn)，然后周年儲(chǔ)藏、出售、使用。5.共擠壓食品和飼料
另一類值得注意的新開(kāi)發(fā)
壓制品，即用一種特殊設(shè)計(jì)的壓模將兩種不同的原料經(jīng)過(guò)共擠壓形成一個(gè)整體產(chǎn)品。這種方法可以制成外焦里嫩的新型小食品或?qū)櫸镲暳?。共擠壓工藝在面類食品和糖果制造中早已為人所知。先擠壓后填料的產(chǎn)品在市場(chǎng)上也能看到（Millauer,1999）。共擠壓要同時(shí)喂入兩種原料：一種是谷類混合料
；另一種是夾心料，可能按產(chǎn)品要求而大不相同（deCindio等,2002a&b）。需要用兩臺(tái)擠壓機(jī)，但如果第2種原料是可以泵壓的，其中一臺(tái)擠壓機(jī)可以用高壓齒輪泵代替（Hsieh,1999b）。還需要有特殊設(shè)計(jì)的共擠壓模系統(tǒng)（圖8，Millauer,1999）。共擠壓技術(shù)可以開(kāi)發(fā)出許多種新的小食品，例如雙料擠壓小食品。兩臺(tái)擠壓機(jī)的料流速度和兩種原料的粘稠度必須很好地加以調(diào)整?？靠刂苾煞N原料的粘稠度可以制出一些很有趣的新產(chǎn)品（圖9、10）。6.用酶技術(shù)提高擠壓機(jī)產(chǎn)量
酶類被普遍用來(lái)制作水解物或消
；而用酶來(lái)作為一種輔助工藝手段以提高擠壓機(jī)產(chǎn)量，則是相對(duì)新鮮
到預(yù)調(diào)制器中。*類將淀粉部分分解，使喂入料的粘稠度和水吸附力下降，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)所需扭矩和推動(dòng)同樣數(shù)量擠壓物通過(guò)壓模所需的壓力也隨之減小。表1（Ziggers,2002）說(shuō)明了這個(gè)概念，即提高產(chǎn)量是基于加大螺桿的通過(guò)量而又同時(shí)保持螺桿的實(shí)際能量負(fù)荷。作為參照飼料的粗碾物淀粉分析表明，總淀粉量的平均熟化率
而酶處理產(chǎn)品的淀粉熟化率是95-99.9%，因所用的酶制品不同而異。殘留酶活力（Residualenzymeactivity）在5-80%之間，也因酶的種類而異。酶處理制品還表現(xiàn)了更好的適口性。在擠壓工藝中使用*類、新生酶類（Novozymes）的擠壓酶（Extruzyme）的成本/利潤(rùn)列示于表2（Ziggers,2002）。
得克薩斯農(nóng)工大學(xué)試驗(yàn)
荷,%喂料
度,kg/h注水速
度,l/h
調(diào)制器/擠壓機(jī)
表2擠壓過(guò)程用酶處理的計(jì)算效益
擠壓機(jī)作業(yè)費(fèi)用（歐元/ton）
40
43
46
49
52
55
作業(yè)費(fèi)用降低（歐元/ton）
8.00
8.60
9.20
9.80
10.40
11.00
酶費(fèi)用（歐元/ton）
4.88
4.88
4.88
4.88
4.88
4.88
費(fèi)用凈降低（歐元/ton）
3.13
3.73
4.33
4.93
5.53
6.13
產(chǎn)量增加（%）時(shí)持平
12.2
11.3
10.6
10.0
9.4
8.9
提高產(chǎn)量:20%
酶用量:1.5kg/ton
酶價(jià)格3.26歐元/kg折合酶費(fèi)用4.88歐元/ton飼料