Несмотря на существенные различия в конструкциях, шнековые экструдеры могут быть классифицированы по общим для этих машин принципиальным признакам - термическим характеристикам со следующими типами: автогенные, политропные и изотермические.

Автогенные экструдеры - это машины, в которых тепло, необходимое для термической обработки растительного сырья, генерируется непосредственно в камере экструдера только за счет диссипации механической энергии. Специальные конструкции узлов рабочих органов (шнеки, камера, фильеры) создают сопротивление движению перемещаемого материала, что обеспечивает повышение температуры процесса до 120 -200 °С. Такой принцип разогрева используется, как правило, в одношнековых экструдерах.

В политропных экструдерах процесс термической обработки материала осуществляется как за счет внутреннего разогрева массы, так и с помощью внешних источников тепла. Большинство экструдеров для варочной экструзии, являются политропными. Внутренний разогрев осуществляется за счет конструкции шнеков. Существует три метода внешнего нагрева экструдера: электрический, жидкостной и паровой.

Изотермические экструдеры ограничиваются спецификой их применения: они предназначены для формования макаронных изделий и хлебного теста. В них тепло контролируется за счет охлаждения внешним теплообменником.

3. Сухие завтраки

3.1 Виды сухих завтраков

Историю сухих завтраков и похожих продуктов можно начинать с известного швейцарского врача Макса Бирчера Беннера, живший во второй половине XIX столетия. Он разработал для пациентов своей клиники рецепт мюслей и кранчей, насыщенных витаминами, минеральными макро- и микроэлементами.

Сухими завтраками принято называть изделия из кукурузы, пшеницы и риса в виде палочек, хлопьев, воздушных зерен, которые можно употреблять без какой-либо дополнительной кулинарной обработки. Также сухие завтраки выпускают в виде колечек и звездочек, подушечек с начинкой. Неглазированные хлопья и воздушные зерна используют вместо гренок к супам, глазированные подают к молоку, чаю, кофе. Для улучшения вкусовых свойств в смеси добавляют орехи, сушеные фрукты, кусочки шоколада. Высушивают фрукты и ягоды по-разному. Самый дорогой способ - сублимационная сушка: продукт замораживается, а затем обезвоживается под вакуумом. Когда смесь заливают жидкостью, сублимированные фрукты и ягоды насыщаются влагой и становятся как свежие (ну или почти как свежие). Правда, не многие производители могут позволить себе такие дорогие технологии. Питательные свойства завтраков повышают, добавляя овсяные хлопья. Частенько смеси обогащают витаминами и минералами. Все компоненты и технологические приемы призваны помочь нам - ленивым, сонным и вечно спешащим по утрам. Для приготовления завтрака не нужно даже воду кипятить - залил молоком или йогуртом и готово.

Крупяные палочки выпускают глазированные и неглазированные. В основе производства лежит метод экструзии, при котором тестообразная масса проходит через матрицы экструдера под высоким давлением и при высокой температуре. При этом продукт на выходе из аппарата раздувается из-за резкого перепада давления. Готовые изделия имеют пористую структуру и увеличиваются в объеме в 3-4 раза. Важным моментом является влажность крупы перед экструдером, этот показатель должен быть 20-25%. Крупа в результате трения превращается в вязкую тестообразную массу, которую прессуют в виде жгутов и нарезают на небольшие кусочки. Готовые кукурузные палочки подают через дозатор в установку для нанесения добавок. Это может быть ванилин, какао, кофе, корица. Соленый вариант может быть с сыром или чесноком. Чтобы нанести сахарную пудру (смешанную с ванилином или корицей) палочки сначала смачивают растительным маслом. Количество деформированных изделий и изделий нестандартного размера не должно превышать 10%.

Хлопья выпускают из большой кукурузной крупы. Продукт представляет очищенную и сваренную в сиропе крупу, которая потом расплющивается и обжаривается. В состав сиропа входит вода, сахар, соль. При быстром обжаривании, всего 2-3 минуты, при температуре 250-3000С из продукта взрывообразно выделяется влага. При этом хлопья увеличиваются в объеме, на их поверхности появляются пузырьки, изделия приобретают золотистый цвет. Мелкие и необжаренные хлопья удаляются при дальнейшей сортировке и направляют на производство панировочных сухарей. Чтобы получить глазированные хлопья их направляют в барабан, который вращается. Там их поливают сиропом и одновременно подсушивают. Воздушные зерна готовят из зерна или крупы путем термической обработки под высоким давлением. В результате нагревания влага, содержащаяся в крупе, превращается в пар. При резком снижении давления она разрывает крупинки, продукт существенно увеличивается в объеме. Продукт становиться хрустящим, нежного вкуса, легко разжевывается. Последнее время начали использовать зерна сои. Они по вкусу напоминают арахис и характеризуются высокой биологической ценностью.

Овсяные хлопья получают из овсяной крупы высшего сорта путем пропаривания, расплющивания на гладких вальцах и высушивания. Крупы и мука из овсяных зерен при правильной кулинарной обработке образуют слизистый отвар, который в смеси с молоком является незаменимым средством лечения острых и хронических заболеваний желудка, кишечника, а также отравлений тяжелыми металлами. Хлопья достигают состояния кулинарной готовности в несколько раз быстрее, чем крупа, имеют более высокие вкусовые достоинства. Также "Геркулес" отличается от других круп низким содержанием крахмала - 63-65%, но они богаты белковыми веществами - 14-15%. Кроме того, содержание именно полноценных белков выше. Но с другой стороны в "геркулесовых хлопьях" много липидов.

4. Общие сведения об экструдерах

4.1 Технологическая линия для производства экструдированных пищевых продуктов

Рисунок 1 - Технологическая линия для производства экструдированных пищевых продуктов

Технологическая линия для производства экструдированных пищевых продуктов (панировочные сухари, суповые добавки, сухие завтраки и т. п.) показана на рисунке 1. В линию входят бункер 1 для основного сырья, бункер 2 для вкусовых добавок, смеситель 3, шнековый дозатор 4, экструдер 6, гранулятор 7, насос-дозатор 5, а также дополнительное оборудование в зависимости от вида получаемого продукта – охладитель 8, промежуточный бункер 9, накопительный бункер 11, (сушильная печь 10, жарочная ванна, ароматизатор и другое оборудование).

Процесс экструзии проводят в экструдерах с одним или несколькими шнеками, установленными в одном корпусе. Технологическая часть экструдера состоит из корпуса, в котором вращаются один или два шнека, смесительных дисков, разгрузочных устройств, приспособления для смены набора фильтров. Корпус и шнеки могут быть выполнены из отдельных секций. Каждая секция имеет сверления для установки термопар и датчиков давления. Корпус, как правило, обогревается электрическими нагревателями сопротивления, а шнеки охлаждаются при необходимости водой циркулирующей через отверстия в секциях корпуса и в пустотелых валах шнека.