اکسترودرها و کاربرد آنها در صنایع غذایی

اکسترودرها و کاربرد آنها در صنایع غذاییاكسترودر (Extruder) به مجموعه مارپيچ حلزوني و قالب پرس، گفته مي‌شود كه توسط آن محصول تحت فشار و عبور از مارپيچ حلزوني و قالب پرس با اشكال مورد نظر و اندازه‌هاي معين فراوري مي‌شود.انواع اكسترودراسنك (Snack) غذاي فوري و آماده‌اي است كه به عنوان غذاي نيم‌ روز يا تنقلات استفاده مي‌شود. همانند چيپس‌ سيب‌زميني، چوب شور (pretzels)، ذرت پرك شده و …، مغزها، انواع كراكرها و اسنك‌هاي گوشتي، بسته‌هاي غلات و بسياري از محصولات خوش‌طعم ديگر كه طي فرآيندي اكستروده شده و به مصرف مي‌رسند. شفافيت و صداي خرت خرت، حجم بالا و سطح بزرگ‌تر نسبت به وزن اسنك‌ها از خصوصيات اين محصولات هستند كه به واسطه هوادهي (AERATION) و توسعه بافت سلولي مواد غذايي ايجاد مي‌شوند.هوادهي ممكن است با رشد مخمر و توليد دي‌اكسيد كربن (فرمانتاسيون)، استفاده از مواد بهبود‌ دهنده بافت كه توليد دي‌اكسيد كربن مي‌كنند (مانند بكينگ پودر و بي‌كربنات آمونيوم)‌، يا به دليل آزاد شدن ناگهاني فشار سيلندر يا انبساط اكستروژني و يا سرخ كردن يا خشك كردن تحت خلا صورت بگيرد. در روش توليد اسنك‌ها با استفاده از عمليات اكستروژن، تركيب يا فرمول مايع قبل از آنكه وارد استوانه اكسترودر شود مشخص شده و در اثر عمليات بدون تغيير باقي مي‌ماند. لازم به ذكر است كه فرآيند صنعتي توليد ماكاروني به روش مداوم نيز با استفاده از تكنيك پرس اكستراسيون مداوم صورت مي‌گيرد.اكسترودرها برحسب روش كار به اكسترودرهاي سرد يا اكسترودرهاي داغ تقسيم مي‌شوند. همچنين اكستروردها را بر حسب شيوه ساخت به دو نوع اكسترودرهاي ساده يا دوقلو تقسيم مي‌كنند. اساس كار تمامي اكسترودرها شبيه هم است. در هر حال مواد دانه‌اي‌شكل به داخل مخزن اكسترودر مي‌ريزند، مارپيچ اكسترودر مواد را حمل و متراكم مي‌كنند، سپس بر اثر اعمال كار روي بلغور، بلغورها به توده پلاستيكي تبديل شده، از داخل يك منفذ (die) عبور كرده، به وسيله يك كارد بريده مي‌شود و در نهايت به اشكال متنوع ميله‌اي، گلوله‌اي، دونات، نوار، مارپيچ و يا پيوسته تبديل مي‌شود.اكسترودرهاي داغماده غذايي در يك ديگ اكستروسيون كه بدنه آن دوجداره بوده و در آن بخار جريان دارد و يا در يك مارپيچ گرم داراي بدنه دوجداره، حرارت داده مي‌شود. (در برخي از طرح‌ها، از عناصر گرمادهنده القايي الكتريكي براي گرم كردن مخزن اكسترودر استفاده مي‌شود.(در اثر اصطكاك ميان محصول و مارپيچ و دنده‌هاي داخلي مخزن گرما توليد مي‌شود. تراكم نيز به وسيله افزايش قطر مارپيچ و كاهش خانه‌هاي مارپيچ و استفاده از يك مخزن كه در انتها قطرش كاهش يافته و داخل آن مارپيچ‌هايي با قطر كاهش‌يابنده نصب شده و قرار دادن محدوديت در پله‌هاي مارپيچ، با استفاده از يك قالب (منفذ) فشار ايجاد مي‌شود.براي توليد محصول پف كرده، از فشار زياد و يك منفذ كوچك استفاده مي‌شود. فرآيند توليد محصولاتي مانند پفك بدين صورت است كه در هنگام خروج محصول از داخل منفذ ناگهان از فشار كاسته مي‌شود، در اثر اين افت فشار رطوبت به شكل بخار و گاز از محصول خارج شده و فراورده حاصل سبك ولي حجيم مي‌شود. ميزان تصعيد به وسيله فشار و دماي توليد شده در اكسترودر و خواص رئولوژيكي ماده غذايي كنترل مي‌شود. فشار پايين و يا منفذ بزرگ براي توليد فراورده‌هايي با چگالي زياد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.هر دو نوع اكستروسيون‌هاي داغ از نوع فرآيند *HTST هستند و تلفات مواد مغذي و آلودگي‌هاي ميكروبي به حداقل ممكن تقليل مي‌يابند.اكستروسيون سرددر اين تكنيك محصول بدون آنكه فرآيند پخت صورت گيرد به ماده نواري‌شكل تغيير شكل داده، متورم مي‌شود.در اين سيستم، اكسترودر داراي دنده‌هاي عميق است و دستگاه با سرعت كم داخل يك مخزن صاف حركت مي‌كند تا مواد را با اصطكاك كم اكستروده كند. از اين سيستم براي توليد ماكاروني، خميرهاي شيرين و … استفاده مي‌شود.اكسترودرهاي مارپيچي ساده (تك مارپيچ(اين اكسترودرها براساس ميزان برشي كه بر ماده‌غذايي ايجاد مي‌كنند تقسيم‌بندي مي‌شوند:1 _ برش زياد (سريال‌هاي صبحانه و غذاهاي تنقلاتي)2 _ برش متوسط (غذاها حيوانات دست‌آموز)3 _ برش كم (ماكاروني و فراورده‌هاي گوشتي)مارپيچ اكسترودر از قسمت‌هاي متعددي از قبيل قسمت تغذيه (براي كمپرس كردن ذرات به شكل توده همگن)، همزن (براي كمپرس كردن)، مخلوط كن، برش (برش مواد غذايي پلاستيك شده)، بخش برش با قدرت بالا و بخش پخت تشكيل مي‌شود.انتقال مواد از داخل اكسترودرهاي تك مارپيچ به ميزان اصطكاك سطح مخزن بستگي دارد. موادي كه به سمت جلو جريان مي‌يابند، برحسب نقش مارپيچ و حركات پس‌رونده در طول مخزن (جريان فشار و جريان نشست) جابه‌جا مي‌شوند.فشار به وسيله بالا رفتن ميزان آن در پشت منفذ قالب و جريان مواد بين مارپيچ و مخزن تنظيم مي‌شود.اكسترودرهاي دوقلواكسترودرهاي مارپيچ دوقلو به شكل 8 در داخل مخزن دوران مي‌كنند و براساس جهت دوران و مسيري كه مارپيچ‌ها به شكل دايره درمي‌آيند تقسيم مي‌شوند. مارپيچ‌هايي كه به شكل Co – rotatingدر مي‌آيند اغلب براي كاربردهاي فراوري غذايي مورد استفاده قرار مي‌گيرند، دوران مارپيچ‌ها موجب جلو بردن مواد از داخل اكسترودر شده و تشكيل حلقه اختلاط را بهبود بخشيده و از دوران مواد در درون مخزن جلوگيري مي‌كند.مزاياي اكسترودرهاي مارپيچي دوقلو1- در مقايسه با مارپيچ ساده كه بايد از ماده پر باشد تا به درستي عمل كند، ميزان ورودي مواد به داخل اكسترودرهاي مارپيچي را مي‌توان مستقل از ميزان ماده تغذيه شونده و نوسانات ميزان توليد داخل مارپيچ تنظيم كرد.2 _ دستگاه‌هاي دومارپيچه مي‌توانند مواد با رطوبت بالا يا ساير محصولاتي كه در نوع ساده مي‌لغزند و به خوبي منتقل نمي‌شوند را جابه‌جا كند و انعطاف‌پذيري بيشتري در توليد دارند.3 _ در اين نوع اكسترودر براي كنترل فشار در مخزن، از نقل مكان به جلو يا عقب استفاده مي‌شود.4 _ در بخش تخليه كم، فشار لازم براي عمليات اكستروژن تامين‌شده و در معرض بخش كوچك‌تر ماشين قرار مي‌گيرد.5 _ در حالي كه اكسترودرهاي تك‌مارپيچ محدود به دامنه ويژه‌اي از اندازه ذرات گرانولي هستند، اكسترودرهاي دوقلو مخلوطي از اندازه‌هاي ذرات، از پودر نرم تا غلات را فراوري مي‌كنند.گروه صنعتی الکاماشین تولید کننده انواع ماشین آلات صنایع غذایی