ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА ИЗ МАТЕРИАЛА, СОДЕРЖАЩЕГО ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА

Полезная модель относится к пищевой промышленности, в частности к пищеконцентратной ее отрасли.
Ближайшим аналогом заявляемой на регистрацию полезной модели является экструдер, содержащий формующий механизм с корпусом, шнеком и фильерной матрицей (RU, 2153270, 2000). Фильерная матрица такого экстру-дера устанавливается на выходе из шнековой полости экструдера и может иметь от одной до нескольких фильер. Подбирая частоту вращения шнека, количество фильер, диаметр и профиль каналов, а также материал, из которого изготовлены фильеры, можно экспериментальным путем подобрать желаемую скорость выхода экструдата из фильер экструдера.
Однако, как было сказано выше, качество экструдированного продукта резко улучшается, если экструдат пропускается через несколько последовательно установленных фильерных матриц. В соответствии с этим целью изобретения является создание усовершенствованной конструкции экструдера.
Указанная цель достигается тем, что экструдер для производства экструдированного пищевого продукта из материала, содержащего пищевые волокна, включает корпус с размещенным в нем шнеком и установленной на выходе из шнековой полости фильерной матрицей с одной фильерой, снабжен по меньшей мере одной дополнительной фильерной матрицей, установленной в корпусе, имеющей также одну фильеру, с образованием между матрицами полости, в которой влага проходящей через матрицы смеси находится в перегретом состоянии.
Касаясь более подробного описания заявленного устройства экструдера, следует отметить, что технологический процесс экструдирования начинается с подготовки сырья, в качестве которого могут быть использованы отруби различных зерновых культур (пшеницы, ржи, кукурузы и т.д.) или другие источники пищевых волокон, например, сухие овощные смеси, водоросли, фруктовые выжимки, специальные концентраты и изоляты пищевых волокон, а также их комбинации.
Таким образом, экструдер содержит формующий механизм, состоящий из корпус, размещенного в нем шнека и фильерной матрицы, установленной на выходе из шнековой полости.
В соответствии с целью изобретения экструдер дополнительно содержит две фильерные матрицы, установленные последовательно в корпусе формующего механизма за фильерной матрицей шнековой полости, - итого три фильерные матрицы. Соответственно образуются две дополнительные полости между фильерными матрицами.
Фильерных матриц, установленных последовательно, может быть и больше трех, и меньше, т.е. как минимум две. Хорошие результаты экстру-дирования и упрощение технологического процесса достигаются, когда фильерные матрицы имеют по одной фильере.
Перед началом технологического процесса должна быть известна влажность каждого из компонентов, что позволит путем несложных расчетов определить влажность смеси и соответственно потребность в воде для достижения требуемой влажности в пределах 13-17% или, наоборот, необходимости подсушивания некоторых компонентов.
Засыпав все компоненты в смесительную машину в заданных пропорциях, смесь тщательно перемешивают, замеряют ее влажность.
Подготовленную таким образом смесь засыпают в бункер экструдера (на чертеже бункер не показан) и осуществляют процесс экстру дирования. Внутри экструдера перед фильерной матрицей под действием давления, температуры и механического сдвига в присутствии определенного количества влаги (13-17%) смесь превращается в пастообразную массу, влага в которой из-за высокого давления находится в перегретом состоянии.
В классическом случае после прохождения через фильерную матрицу (из зоны высокого давления в зону атмосферного давления) в выпрессовываемом продукте создается мгновенный перепад давления, в результате чего он как бы взрывается, увеличиваясь в объеме, а остаточная влага испаряется под действием остаточного тепла.
Существуют несколько способов работы заявляемого устройства в зависимости от условий производства, так смесь может после прохождения через фильеру первой фильерной матрицы в виде пастообразной массы перетекает в полости между последовательно установленными фильерными матрицами, расширяясь после прохождения фильеры в первой фильерной матрице, при этом влага находится в том же перегретом состоянии и никуда не испаряется. И только при прохождении через последнюю фильерную матрицу (из зоны высокого давления в зону атмосферного) создается мгновенный перепад давления, а влага быстро испаряется.
В то же время, находясь в полостях между фильерными матрицами, пастообразная масса подпирает первую пройденную фильерную матрицу 3, создавая избыточное давление, что позволяет получить продукт с более высокой пористостью и нежной структурой, а также обеспечить при необходимости дополнительное поджаривание продукта.
Конструкция экструдера проверена в производственно-экспериментальных условиях, подтвердивших их полную пригодность и целесообразность для массового производства продукта с высоким содержанием пищевых волокон.