挤压膨化工艺流程

挤压膨化工艺流程（通用5篇）

篇1：挤压膨化工艺流程

挤压膨化技术在水产饲料生产中的应用

摘要：挤压膨化水产饲料是一种低污染、浪费少、高效率、高转化率的优质环保型饲料。采用挤压膨化饲料是生产高质量安全型动物产品，确保人类健康的重要手段，也是未来饲料工业发展的趋势。也是当前乃至今后以绿色环保为主题的水产饲料业发展的必然趋势。文章就水产膨化饲料加工工艺中的影响因素及膨化水产饲料的特点做一简要概述 关键词：挤压膨化；水产饲料

随着科技的不断发展和人类生活水平的日益提高，新的养殖业将由现在的数量型向质量型发展。水产品优质化将是新世纪养殖业发展的必然，采用挤压膨化饲料是生产高质量安全型动物产品、确保人类健康的主要手段，也是未来饲料工业发展的趋势。

目前，在欧洲的许多国家和地区已经形成了以膨化饲料为主流的加工与养殖新模式。近几年来，随着我国水产养殖品种的不断增加，对饲料的要求也越高。饲料要依据不同鱼类的摄食习性，具有不同的性质——浮性、沉性或慢沉性；同时又能在水中完整地保持一定的时间，以便动物有足够的摄食时间。而要达到这些性质只有应用挤压膨化技术。

1挤压膨化加工技术原理

膨化是利用膨化机内的螺杆和螺杆套筒对物料的挤压、剪切作用使其升温、加压，并将高温、高压的物料挤出模孔，使之因骤然降压实现体积胀大的工艺。膨化可分干、湿两种加工方法，干法膨化加工无需在原料中添加水分，原料在进入膨化腔以前不进行调质处理，膨化过程中产生的热量全部由原料在机械能作用下通过螺杆、剪切板和膨化腔内壁产生。湿式膨化机的结构比干式膨化机更复杂，原料进入膨化腔以前先进行调质，以提高熟化程度，为了加强对熟化过程的控制，膨化腔外还附有导入蒸汽和加水的装置，以辅助加热或降温。

典型的膨化过程是：将粉碎、混合后的物料送到调质器中给予一定的水分和温度。调质后的混合物料被送入膨化仓，物料在高速旋转的螺杆的推动下通过不同的区域，由于摩擦使物料的温度、压力逐渐增加，区域之间的压力控制锁又进一步调节压力。膨化温度，压力在膨化机头的锥型螺旋出处达到最大，物料的温度升致135～160℃，压力15～40个大气压，这时虽然水的温度高于100℃，但压力也远远高于一个大气压，避免了沸腾现象的发生。最后当物料通过环模孔进入大气压环境时，压力突然减少，蒸汽迅速逸出，从而使物料猛烈膨胀。

目前较先进的湿法膨化属于高湿、短时膨化工艺(HTST)，被认为特别适合处理在动物饲料中广泛应用的植物蛋白、淀粉、谷物类产品。HTST 膨化优于其它加工工艺，因为在其加工过程中有效地破坏生长抑制因子及杀灭原料中有害微生物，而原料中的营养成分受破坏程度最大。

2影响膨化饲料加工质量的主要环节

2.1产品加工质量控制侧重点 膨化饲料在挤压前关注的重点是营养指标是否达标、筛选除杂工作是否做到位、粉碎粒度和混合均匀度是否达标、交叉污染防控情况，以及调质熟化度是否达标等；而挤压后关注重点偏向于营养指标变化情况、颗粒均匀度、比重/浮水率、软化/耐水时间、软化后颗粒粘弹性、含粉率和外观色泽等方面。2.2加工质量影响环节分析 2.2.1 原料配方

原料的理化特性、物料预处理和配方成分均会影响膨化料加工质量。具体来讲，原料膨化品质系数影响饲料膨化效果和膨化成本，物料是否除杂、粒度是否达标、有没有进行前调质处理都会影响膨化效果；而饲料配方的淀粉、油脂和粗纤维含量都在一定程度上决定了饲料膨化的最终效果好坏。2.2.2工艺设备

主机结构（选用单轴还是双轴、D：L 值大小、螺旋组态的分布），工艺设备配置（粉碎、筛选、干燥和喷涂）以及挤压模孔参数（单孔结构和模孔面积）都会影响膨化料质量。2.2.3 挤压操作

水和蒸汽的添加量会影响产品粒径和外观色泽；考虑到工厂的产能需求和实际产量，在螺杆转速调节时要注意充填度和物料滞留时间控制；而膨化温度和膨化压力的控制直接决定了淀粉糊化度和膨化度大小。2.2.4 其他方面

膨化机设备磨损和老化情况以及操作员是否新手都会一定程度影响膨化产品质量。这需要我们针对新手上岗前进行操作培训并制定标准化操作手册供参考，同时定期跟踪螺旋、衬套和模具的磨损情况来决定后期维护和更换。

3原料理化特性对挤压加工的影响

3.1粉碎粒度

粉碎粒度对于挤压膨化加工工艺相当重要。粗的物料粉碎颗粒会使产品膨化系数减少，容易堵模；影响前调质和挤压混揉效果；对挤压机磨损大、机械能耗高；还会使产品颗粒外观粗糙。因此，需要依据产品级别和挤压要求，确定最经济的粉碎粒度。3.2淀粉含量

合理而稍偏高的淀粉含量会增加膨化系数，提高浮水率；使挤压操作宽度变大，容易稳定产品品质；淀粉含量稍高会加大物料流动性能，有利于饲料成粒，有助于改善颗粒外观质量。较好的淀粉类原料有高筋面粉、玉米粉和马铃薯淀粉。3.3粗脂肪含量

对于单轴机而言，如果挤压前原料的粗脂肪含量超过8%，挤压时会出现物料均质差，品质不稳定，产品粘性减小，耐水性降低；影响挤压温度压力，膨化力减小，产品浮水率降低。因此，当膨化浮水饲料挤压前总脂肪含量超过8%时，超出部分油脂应改在外喷涂添加，减小对挤压加工的影响。经生产实践证实，高油脂原料有利于提高油脂水平，最小均匀外喷油量同颗粒粒径大小、表面光滑程度相关，颗粒越小越易均匀。3.4粗蛋白

原料粗蛋白来源和含量对于挤压膨化效果有很大影响，一般而言，动物蛋白膨化性能差异较大，植物蛋白膨化性整体较好。在一定范围内，粗蛋白含量升高，磨擦系数小，设备磨损降低，产品组织化好，粘弹性增加。3.5皮毛壳类原料

皮毛壳类原料如棉粕、椰籽粕、菜粕等原料在配方中的比重越大，物料越难粉碎，粉碎效率直线降低。皮毛壳类原料不规则的外形也很难进行精筛选，容易导致堵模、生产故障率增加。含壳类原料多的产品，在加工时产生的气泡容易破裂，产品颗粒外观较差。

4膨化水产饲料的特点

4.1膨化水产饲料的优点 4.1.1 便于饲养管理

水产膨化饲料能较长时间悬浮于水面(或水中)，投饲时不需专设投饲台，只需定点投饲即可。鱼采食时需出水面，能直接观察鱼的采食情况，及时调整投饲量，并能及时了解鱼类的生长情况和健康状况，因此采用水产膨化饲料有助于进行科学的饲养管理，既节约大量时间，又能提高劳动生产率。4.1.2 防止饲料浪费

水产膨化饲料在水中稳定性很好，一般2 小时内（有的长达10 多个小时）不溶解，因而能避免饲料中营养成份在水中溶解散失和饲料沉入泥中，而且残饵也容易捞起晒干，能最大限度防止饲料浪费。据试验表明一般采用水产膨化饲料比粉状或硬颗粒饲料可节约饲料10%左右。4.1.3 降低水质污染

水产膨化饲料在水中不溶解、不下沉，因而能避免饲料在水中残留发酵，降低了水中有机物的耗氧量，从而有效地降低水质污染。4.1.4 饲料利用率高

膨化时高温处理，使淀粉糊化、脂肪稳定，并破坏和软化纤维结构和细胞壁，从而提高各营养成份的利用率，挤压膨化可显著降低棉籽及棉籽粕中游离棉酚的含量，对菜籽粕中的芥子苷、蓖麻籽粕中的有毒蛋白等，也有较好的脱毒效果。同时膨化过程也破坏了豆粕中的抗胰蛋白酶等有害物质和抗营养因子，从而提高了原料的适口性和消化率，因此水产膨化饲料较粉状和颗粒饲料的利用率高。4.1.5 饲料保存期长

水产膨化饲料由于经过烘干处理，水分含量较低，颗粒较硬，颗粒粉化率降低，并且膨化过程中大多数的微生物和菌虫被杀死，因此其保存期较长，便于贮藏和运输。4.1.6 防止疾病发生

饲料经膨化瞬时的高温处理，能有效地杀死大肠杆菌、沙门氏菌等病菌，而且膨化饲料吸水(油)性强，便于防病药物的添加。从而可以防止饲料的不洁而引发各类消化道疾病。4.1.7 提高饲料能量

硬颗粒饲料难以提高油脂添加量，而膨化饲料能够根据水产动物的营养需要，通过添加油脂，使油脂均匀分散在饲料中，提高能量水平，以充分满足水产动物生长的需要。4.1.8 适应多种需求

由于膨化机的膨化工作温度及压力是可调控的，所以既能生产浮性饲料（针对上层鱼类、蛙类）、慢沉性（针对中下层鱼类）和沉性（针对虾蟹类）；同时亦能满足一些特定要求，如低水分饲料、高纤维饲料等。4.2 膨化水产饲料的缺点 4.2.1 生产成本较高

膨化饲料的加工工艺比一般颗粒饲料复杂，设备投入多，电耗高，产量低，因而成本较高，一般比颗粒饲料的成本要高20%左右。4.2.2 营养成分损失

蛋白质和氨基酸损失。膨化过程中的高温使原料中的一部分还原糖与游离的氨基酸发生美拉德反应，降低了部分蛋白质的利用率，加热最易受损失的是赖氨酸，其次是精氨酸和组氨酸。

维生素损失。温度、压力、摩擦和水分都会导致维生素的损失。据美国学者报道，在膨化饲料中，维生素A、维生素D 和叶酸损失11%，单硝酸硫钱素与盐酸态钱素的损失率为11%与17%，维生素K和维生素C 的损失率为5%，而同样在硬颗粒饲料中损失则减半。而且温度越高，时间越长，这种维生素破坏就越多。

酶制剂损失。由于酶是一种蛋白质，膨化加工的过程对酶制剂的活性有着不利的影响。一般酶的适宜温度为35～40℃，最高不超过50℃，而膨化制粒过程中温度通常都高于100℃，并伴有高压，因此酶制剂的活性将受到很大的损失。

微生物制剂损失。目前饲料中应用较多的微生物制剂主要有乳酸杆菌、酵母、芽抱杆菌等，这些微生物制剂对温度尤为敏感，当膨化制粒温度超过85℃时其活性将全部丧失。

5结束语

膨化加工应用于人的食品制造业已有50 多年的历史,该项技术于20 世纪60 年代中期推向畜禽养殖业, 70 年代初在宠物食品的应用达到高峰, 但由于种种原因在饲料加工的应用进展很慢。最近5～ 6 年, 由于膨化设备的巨大进步, 膨化机价格大幅度下降, 以及就膨化加工对饲料理化性质和营养价值影响的深入研究, 有力地推动了膨化技术在饲料中的应用。目前许多水产养殖业发达的国家和地区在大量使用膨化水产饲料。在美国鲑鱼、虹鳟鱼、鳗鱼、龙虾、罗非鱼、锦鲤的饲料均普遍使用膨化技术生产, 90%的斑点叉尾用膨化饲料喂养。近几年我国的膨化水产饲料越来越受到重视, 一些专业的膨化水产饲料生产厂家已建成投产。膨化饲料在月鳢、青蛙、鲈鱼的养殖中被广泛接受,斑点叉尾鮰、罗非鱼、草鱼对膨化饲料的使用不断增加。海水养殖膨化饲料的应用也有一定的进展。

加工与营养的关系越来越引起人们注意, 以膨化为代表的新一代饲料加工工艺将在本世纪扮演着重要角色, 膨化加工在未来的水产养殖生产应用中将发挥更大的作用, 它将保证我国水产养殖业的持续发展。

参考文献

[1] 刘凡，李艳芳。挤压膨化技术在水产饲料生产中的应用[J]。广东饲料，2016，25（11），[2]林仕梅。挤压膨化工艺在浮性水产饲料中的应用[J]。粮食与饲料工业，2001，3，18 [3]何志刚，刘中华。水产膨化饲料加工工艺与质量控制要点[J]。湖南饲料，2013，2，24 [4]王春维。水产饲料膨化加工性能的优越性及与制粒工艺之比较[J]。饲料博览，2001，8，31 [5]宗力。膨化技术在饲料工业中的应用[J]。农业机械，2000，6，16

篇2：挤压膨化工艺流程

挤压膨化是被挤压物料在挤压腔内受到高温和高压作用, 在被挤出挤压机的瞬间, 物料内部水分的瞬间汽化使物料的组织结构和理化性能发生改变的一种加工技术[1]。可编程控制器于1961年诞生于美国。在微机性能价格比越来越高的今天, PLC也获得了巨大的发展。PLC是以微处理器为核心的工业控制器, 它既擅长于大规模开关量和模拟量控制, 也可以组成集散控制系统, 其控制的可靠性和重组态的方便性是传统继电器控制等方法所无法比拟的[1,2]。

1 系统概述

1.1 挤压膨化机

挤压膨化机通过螺杆的旋转将物料向前推进, 在出料模板的背后形成压力, 迫使物料从其模板上的模孔挤出。在出口处, 压力迅速降低, 膨化后的物料迅速膨胀并失去一部分水分, 从而形成固定的形状, 同时保证膨化后的物料呈多孔状性[1]。图1所示挤压机为自行研制的单螺杆挤压机。

1.2 挤压膨化设备的系统参数

挤压机系统参数包括挤压机的螺杆转速、机筒温度、模孔直径、物料在挤压腔内受到的压力和物料含水率等。挤压机螺杆转数为0～1 200r/min, 无级可调。套筒温度为0～300℃, 连续可调[2]。下面以挤压机内物料所受压力的控制为例, 说明PLC控制系统的设计原理。

1.电机 2.小皮带轮 3.皮带 4.大皮带轮 5.轴承座 6.喂料斗7.第1套筒 8.第2套筒 9.第3套筒 10.第4套筒 11.机架

1.3 PLC控制系统

根据系统控制对象的特点和技术要求, 采用工控机和西门子S7-200作为控制系统, 如图2所示。

工控机作为硬件的中心, 直接参与工程的控制, 可以完成复杂的控制和管理功能。在Fame View监控系统上开发的软件可对机筒温度、挤压腔压力、电机转速和喂料口开角大小进行控制, 从而实现挤压膨化机的自动控制, 如图2所示。

2 系统控制

2.1 工控机

研华公司是我国知名的工控机生产企业, 其产品工作稳定, 抗干扰能力强, 在恶劣条件下可实现不间断运行。因此, 选用研华610工控机。CP5611卡为连接电脑和PLC用连接卡。

2.2 可编程控制器

可编程控制器 (PLC) 选用的是SIMATIC S7-200系列的小型可编程控制器, 由CPU模块、电源模块、输入模块和输出模块组成。

1) CPU选用主频226MHz, 集成24输入/16输出, 共40个数字量I/O 点, 13k字节程序和数据存储空间。具有6个独立30kHz内置高速计数器、2路独立20kHz高速脉冲输出、PID控制器、2个RS-485通信编程接口和PPI通信协议等。

2) 电源模块为CPU、数字量输入模块EM221、数字量输出模块EM222、传感器和变送器等供电。

3) 数字量输入模块EM221。该模块具有16独立的输入点, 每个输人点有一个绿色发光二极管显示其输入状态, 高电平压电效应是压电传感器的主要工作原理。压电传感器不能用于静态测量, 因为经过外力作用后的电荷, 只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。但实际情况并非如此, 这决定了压电传感器只能够测量动态的应力时LED亮。信号从高到低或从低到高的输入延时为1.2～4.8ms。数据采集部分与背板总线通过光电耦合器隔离。

4) 数字量输出模块EM222。该模块的输出以继电器的触点形式输出。输出为高电平时, 对应输出通道中的继电器触点闭合, 接通外部电路, 同时对应的绿色发光二极管 (LED) 亮。这里使用的继电器的触点开关寿命可达5万～200万次, 可用于AC/DC电磁阀、接触器、电机启动器、电机和指示灯。输出通道与背板总线及通道之间均有光电隔离[3,4]。

2.3 传感器

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器, 而通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的, 这样的传感器也称为压电传感器。压电效应是压电传感器的主要工作原理, 它不能用于静态测量。因为经过外力作用后的电荷, 只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的, 这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。因此这决定了压电传感器只能够测量动态的压力。压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。除了压电传感器之外, 还有基于压阻效应的压阻传感器和基于应变效应的应变式传感器等。不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料, 在不同的场合能够发挥它们独特的用途[5,6,7,8]。

PLC控制系统选用的是百特工控的压电式压力传感器和变送器, 它具有结构简单、体积小、质量轻和使用寿命长等优点[8]。

3 系统及软件设计

上位机的软件以Windows XP操作系统为平台、FameView为开发软件、SQL-Sever2003为数据库, 实现计算机自动记录和分析数据, 形成各种曲线和数据报表。

FameView组态软件系统是北京杰控公司集多年PLC工程应用、开发和服务经验, 基于Windows XP操作平台, 独立研制开发的纯32位软件。其具有运行稳定、速度快、简单易用、功能强大和扩展性好等特点, 代码采用VC++进行编写, 多任务系统, 保证了软件系统内核的稳定, 能长期运行。另外, 其能对数据进行批量处理, 多线程同时处理多个通讯设备, 通讯速度和稳定性好[9]。为了避免误操作, 在人机界面的各窗口均为全屏显示, 同时屏蔽掉win键和Ctrl+Alt+Del键。

RS-485为半双工通信 (即收发分时进行) , 只需要一对信号线发射和接受。RS-485互连时, 某一时刻两个站点只有一个站可发送数据, 而另一个站只能接受数据。因此, 发射段必须由使能端控加以控制。其电路图如图3所示。

Rs-485串行接口的主要性能参数如下:

电气特性: RS-485

通信方式: 半双工

接口电路: 差动

传输距离/m: 1200

最高传输速率/b·s-1: 10M

驱动器断电输出阻/Ω: 54

驱动器开路输出电压/V: 6

接收器输入电阻/kΩ: ≥4

接收器输入电压/V: -7～+12

RS-485还可以用于多站点互联, 所选用的AI智能仪表均配有RS-485接口。PC的许多通信单元都带有RS-485口, 这也是选用RS-485协议为网络控制系统的原因[10]。

上位机软件对挤压膨化机过程控制进行处理。软件前台分为控制概貌窗口、参数设置窗口、实时曲线和数据报表;后台进行数据库的形成和数据的调用。概貌窗口时, 整个系统的全景画面用动画形式模拟整个挤压机工作过程。对于各信息点的信息采集执行机构的状态运行状态, 由数据库SQL-Sever2003实现实时曲线和数据报表的生成, 并送至前台打印。

参数窗口的功能是挤压膨化机在试验期间对压力传感器和温度传感器以2s为一个采样周期, 将数据上传至上位机与设定值进行判断, 执行机构动作。电机转速、喂料斗开启角度和电磁阀等都是由执行机构进行控制。在系统中加入了电能表, 通过每次实验都可知设备的耗电量和膨化物料的质量, 由此可知度电产量。现以压力为例进行具体的阐述。

当挤压膨化机的前3节套筒分别安装3个压力传感器时, 挤压机在第4个套筒上的压力传感器是4只, 模板安装1只压力传感器。因为物料的不同, 物料在第4节发生流化, 在挤压孔流出。电机转数、喂料口开启角度和模孔面积一定后, 挤压膨化机开始工作, 压力传感器以有限长的时间单位为一个采样周期 (如在模孔上的压力传感器的采样周期为2s) , 并经过调节器 (PID) 进行运算。PID调节器的传递函数为

undefined

反馈信号经过多次修正, 滤去电磁波的干扰成分, 得到平滑的反馈信号[11], 如图4所示。

通过大量的实验可知, 同一种物料在挤压腔内的流化距离也是不同的, 如表2所示 (本文以大米和玉米为例) 。

挤压膨化机控制系统实现计算机自动记录和分析数据。当挤压膨化机套筒内的压力增加到一定值时, 物料在挤压套筒腔内易堵塞, 物料碳化。同时进行声光报警, 实现计算机自动记录和分析数据, 通过闭环控制, 较好地解决了物料在挤压套筒内的堵塞问题。物料的一些理化指标得到较好的控制。

4 结论

1) 基于PLC的挤压膨化压力参数控制成功应用于单螺杆挤压膨化机, 控制系统具有运行可靠和可控制性强的特点。

2) 不同的物料在挤压膨化机中实验积累了大量数据, 同时实验周期大大缩短, 降低了实验成本和劳动强度。

3) 挤压机为保健食品的加工做了前期的实验, 也为挤压膨化的工厂化运行打下了良好的理论基础。

参考文献

[1]贾德胜, 陈立, 朱朝辉.加压膨化工艺与设备的研究进展[J].农机化研究, 2006 (8) :68-70.

[2]张兆国, 张敏, 申德超.系统参数对油菜籽挤压机度电产量影响的研究[J].农机化研究, 2007 (9) :165-167.

[3]王兆明.电气控制与PLC技术[M].北京:清华大学出版社, 2008.

[4]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[5]杨三清, 王仁明, 曾庆山.过程控制[M].武汉:华中科技大学出版社, 2008.

[6]何希才.传感器及其应用[M].北京:国防工业出版社, 2001.

[7]陈润泰.检测技术与智能仪表[M].长沙:中南大学出版社, 2008.

[8]王再英, 刘淮霞, 陈毅静.过程控制系统与仪表[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[9]马国华.监控组态软件及其应用[M].北京:国防工业出版社, 2001.

[10]杨大地.数值分析[M].重庆:重庆大学出版社, 2000.

[11]陶永华.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社, 2002.

篇3：挤压膨化工艺流程

关键词：挤压蒸煮；小麦；啤酒；还原糖；糖化工艺；膨化；响应面法

中图分类号：TS262.5文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2014）11-0306-04

21世纪我国麦芽和大米等粮食价格大幅上涨，造成啤酒生产成本大幅度上升，啤酒酿造企业利润减少[1]。采用适量辅料替代部分大麦芽酿造啤酒，是降低生产成本的有效方法[2]。在我国，小麦是第二大粮食作物，其种植面积以及总产量仅次于水稻。小麦籽粒富含淀粉，并且小麦的无水浸出物含量较高，可用于啤酒酿造。我国小麦深加工程度不够，附加值低，农民增产不增收，利用挤压蒸煮小麦作辅料酿造啤酒，可以丰富啤酒品种，简化糖化工艺，增加小麦附加值，提高农民收入和啤酒企业的利润[3]。麦汁中的还原糖是啤酒酵母可以直接利用的可发酵性糖，不仅可以促进酵母细胞的正常生长代谢，而且有利于提高成品啤酒的质量。小麦辅料挤压膨化后，淀粉的晶体结构被破坏，呈坚实的多孔状结构，酶与辅料的作用面积增大，提高了淀粉的酶解速度、原料利用率以及麦汁还原糖的含量。在挤压过程中，淀粉发生糊化，α-度增加，有利于糖化，可以省去糊化或蒸煮工艺，简化工艺并节约能源[4-5]。本研究以挤压膨化小麦作辅料，采用Box-Behnken中心组合设计试验，用Design-Expert8.0.5软件对糖化工艺参数间的相互作用进行响应面分析[6-9]，建立糖化工艺参数对麦汁还原糖含量影响的数学模型，得到以还原糖含量为指标的最优糖化工艺条件。

1材料与方法

1.1试验材料

大麦芽（澳麦，山东省莱芜市麦芽厂）；小麦品种淄麦12号（市购）；低温挤压膨化小麦（自制）。

1.2小麦挤压方法

本研究中小麦的挤压参数[10-11]：直径为12mm的挤压机模孔3个；三节套筒温度分别为20、40、60℃，小麦粉的水分质量分数为22%，螺杆转速220r/min，模板与挤压机螺杆的轴头间隙为15mm，用山东理工大学自制挤压机进行加工。

1.3麦汁制备工艺

本研究采用的麦汁制備工艺流程见图1。

1.4还原糖含量的测定

麦汁还原糖含量的测定参照文献[12]。

1.5试验设计

本试验在500mL三角瓶内进行，总投料量固定在50g。选择水料比（mL∶g）、膨化小麦比例（%）、50℃蛋白质休止时间（min）、62℃糖化时间（min）、70℃糖化时间（min）为试验因素，以麦汁还原糖含量（g/mL）为考察指标进行糖化试验[13-14]，具体试验设计如表1所示。

2结果与分析

2.1以还原糖含量为指标的膨化小麦辅料麦汁糖化工艺参数响应曲面分析结果

采用Box-Behnken[15]的中心组合设计试验，试验安排及结果如表2所示。利用Design-Expert8.0.5软件对挤压小麦比例、水料比、50℃蛋白质休止时间、62℃糖化时间和70℃糖化时间对麦汁还原糖含量的影响规律进行分析，以麦汁还原糖含量为响应值（Y），对试验所得数据进行多元回归拟合，用回归方差分析的方法进行显著性检验，结果见表3、表4。从表3可以看出，模型的常数项（P<0.0001），一次项X1（P=0.0054<0.01）、X3（P<0.0001）、X4（P<0.0001）极显著，交互项X1X2（P=0.0039<0.05）和X2X3（P=0.0027<0.05）显著，其他不显著。方差分析结果（表4）表明，模型的确定系数R2=0.8852，模型的线性回归极显著（P<0.0001），交互项（P=0.0208<0.025）和总回归（P=0.0006<0.05）显著。

利用Design-Expert8.0.5软件对表2还原糖含量的结果进行多元二次回归拟合分析，方程的响应面分析结果如图2所示。图2-a为50℃蛋白质休止时间，62、70℃糖化时间分别为50、44、30min时，麦汁中糖化还原糖含量受水料比和膨化小麦比例影响的响应曲面图。当X1处于较低水平时，麦汁中还原糖含量随X2加入量的增大而增加；当X1处于较高水平时，麦汁中还原糖含量随X2的增大而降低。当X2较低时，麦汁中还原糖含量值随X1的增大有下降的趋势；当X2处于高水平时，麦汁还原糖含量值随着X1的增大而明显降低。可见这2个因素之间的交互作用明显。水料比为4.0mL∶1g、62℃糖化时间固定在44min、70℃糖化时间固定在30min时，麦汁中的还原糖含量随挤压膨化小麦辅料加入比例和50℃蛋白质休止时间变化的响应曲面图见图2-b。当X3处于较高水平时，麦汁还原糖含量随X2的增加而增加；当X3在较低水平时，麦汁中的还原糖含量随X2的增大而降低，且2个因素间的交互作用比较明显。当X2在低水平时，麦汁中的还原糖含量随着X3的延长而明显下降；当X2在高水平时，麦汁中的还原糖含量随着X3的延长而明显增大。水料比为4.0mL∶1g、50℃蛋白质休止时间为50min、62℃糖化时间固定在44min时，麦汁中的还原糖含量受膨化小麦比例和70℃糖化时间影响的响应曲面图见图2-c。当X5保持不变时，还原糖含量随着X2的增加整体呈下降趋势；当X2不变时，麦汁还原糖含量随X5的延长而增加，到达一定程度后含量上升缓慢，因为此时糖化已接近完全，还原糖含量不再增加。水料比为4.0mL∶1g、膨化小麦比例是31%、50℃蛋白质休止时间固定在50min时，麦汁中的还原糖含量受62、70℃糖化时间影响的响应曲面图见图2-d。当X4不变时，麦汁还原糖含量值随X5的增加呈先增大后降低的趋势；当X5不变时，麦汁还原糖含量值随X4的延长而升高。

nlc202309032133

2.2以还原糖含量为指标的膨化小麦辅料麦汁糖化工艺最佳条件的确定

以麦汁还原糖含量为考察指标，用岭回归寻找最优糖化工艺参数范围，岭回归寻优分析结果见表5。从表5可知，在编码半径范围内，还原糖含量的变化不大，還原糖含量的最优工艺参数范围为：水料比3.4～3.7mL∶1g，膨化小麦比例32%～33%，50℃蛋白质休止时间50～55min，62℃糖化时间44～47min，70℃糖化时间30～31min。

2.3以还原糖含量为指标的膨化小麦辅料麦汁糖化工艺最佳参数的验证试验结果

在最优范围内进行验证试验，试验结果（表6）表明，麦汁还原糖含量为85.5～87.6mg/mL，在预测范围以内验证优化参数，结果显示这些优化的参数是可靠的。

3结论

采用Box-Behnken中心组合试验设计，使用Design-Expert8.0.5软件进行回归分析，得到糖化工艺参数水料比、膨化小麦比例、50℃蛋白质休止时间、62℃糖化时间和70℃糖化时间对麦汁还原糖含量的回归模型，方差检验结果证明了该模型的可靠性。利用Design-Expert8.0.5软件对影响麦汁还原糖含量的糖化工艺参数间的相互作用进行响应面分析，通过岭回归得到最优糖化工艺参数：水料比为3.7mL∶1g，膨化小麦比例为32%，50℃蛋白质休止时间为53min，62℃糖化时间为47min，70℃糖化时间为31min。对应的麦汁还原糖含量为86.1g/mL。

参考文献：

[1]满娟娟.小麦啤酒糖化工艺研究[D].淄博：山东理工大学，2010.

[2]倪应应，胡鹏刚.高浓酿造法生产高辅料啤酒的研究[J].中国酿造，2012，31（4）：72-74.

[3]王海明.论小麦辅料啤酒的酿造[J].啤酒科技，2000（2）：20-23.

[4]陆燕，徐岩，徐文琦，等.膨化技术及其在酿酒工业中的应用[J].酿酒，2002，29（5）：75-78.

[5]杨铭铎.谷物膨化机理的研究[J].食品与发酵工业，1988（4）：7-16.

[6]姚芳，祁兴普，刘萍.复合蛋白酶水解低值淡水鱼工艺的响应面优化[J].江苏农业科学，2012，40（6）：229-233.

[7]刘尼亚.挤压蒸煮小麦辅料在啤酒糖化中应用的试验研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2007.

[8]张硕，张崇禧.响应面法优化海参复合植物保鲜剂配方[J].江苏农业科学，2012，40（6）：254-257.

[9]朱兴一，陈秀，谢捷，等.基于响应面法的闪式提取香菇多糖工艺优化[J].江苏农业科学，2012，40（5）：243-245.

[10]刘尼亚，申德超，李杨，等.挤压系统参数对挤压蒸煮小麦啤酒辅料抗性淀粉的影响[J].东北农业大学学报，2008，39（7）：127-130.

[11]申德超，刘尼亚，王国庆.挤压蒸煮小麦作啤酒辅料的糖化试验[J].农业机械学报，2008，39（3）：71-74.

[12]顾国贤.酿造酒工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，1996：131-133.

[13]满娟娟，李宏军.响应曲面法分析小麦啤酒糖化工艺参数对麦汁α-氨基氮含量的影响[J].酿酒科技，2010（3）：71-74.

[14]Liyana-PathiranaC，ShahidiF.Optimizationofextractionofphenoliccompoundsfromwheatusingresponsesurfacemethodology[J].FoodChemistry，2005，93（1）：47-56.

[15]胡成旭，侯欣彤，冯永宁，等.响应面法优化云芝多糖提取条件的研究[J].食品工业科技，2007，28（7）：124-126，130.

篇4：挤压膨化工艺流程

众所周知，蛋白质是维持人体生理功能的基本物质，是促进人体生长发育、维持身体健康的重要营养源，也是为身体提供能量的来源[1]。人们必须从食物中获取体内所需的蛋白，其中动物性蛋白虽然营养价值和功能性都优于植物性蛋白，但其资源有限，不能充分满足市场的需要，而植物性蛋白中大豆蛋白是优质植物性蛋白且有其独特的功能。豆粕是大豆提取豆油后的主要副产品，其蛋白含量丰富，是品质优良的植物蛋白来源。以豆粕为原料采用挤压膨化技术将豆粕蛋白组织化是一种简便且有效利用大豆蛋白资源的途径，对解决人类蛋白质供应不足具有重大意义[2]。

现有的大豆蛋白组织化挤压膨化机由于其结构尺寸大、操作维护不便、设备价格较高，不利于普及和推广豆粕蛋白组织化技术。小型食品挤压膨化机采用单螺杆挤压膨化，设备结构简单、尺寸小、造价低[3,4,5]。本研究通过改变主轴转速、出料模板的长径比、模板间隙和原料的含水率，得出各参数对豆粕蛋白组织化加工的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为低变性大豆粕，80～100目，质量指标如表1所示。

%

1.2 试验仪器和设备

SDP-45型小型单螺杆食品积压膨化机，新民市佩氏膨化机厂;XMT数显调节仪，正泰集团世联仪表有限公司;ALC-210.2电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司;DFH型电热恒温干燥箱，沈阳红旗试验设备厂;自制加热套。

1.3 试验方法

1)粉碎。将脱脂豆粕经粉碎机粉碎，其粒度控制在80～100目。

2)原料水分调节。通过调整，控制原料含水量为20%～40%。

3)配料。在原料中适量添加氯化钠、食用色素、交联强化剂等，以改善口味，提高产品的复水性及相关品质[6]。

2 结果与分析

预备试验表明，豆粕蛋白的组织化度与膨化指数成正比，因此各参数对豆粕蛋白组织化加工的影响均以膨化指数表示。

2.1 膨化机不同转速的影响

试验结果如表2所示。膨化机不同转速对膨化指数影响如图1所示。

试验数据显示，随着转速的增加，膨化指数呈先升高后又下降的趋势，其具体的变化规律拟合公式为

因此，在保证正常出料的前提下，螺杆应以较高转速工作以提高生产率。

2.2 膨化机出口模板不同长径比的影响

试验结果如表3所示。不同出口长径比对膨化指数影响，如图2所示。

试验数据显示，随着长径比的增加，膨化指数呈下降的趋势，具体的变化规律拟合公式为y=-.00575x2+0.1765x+1.3575。其主要是由于随着长径比的增加，必然会使料筒内的压强升高、物料间的内摩擦增加、料筒内升温加快，从而使物料的胶化效果变差，所以使膨化指数下降，且容易导致物料焦化堵塞。因此，试验一般取长径比为2时比较适中，且比较容易清理。

2.3 模板间隙（螺杆头部与模板间隙）的影响

试验结果如表4所示。

试验数据显示，随着模板与螺杆间隙的增加，膨化指数呈先升高后又下降的趋势。其原因主要是由于随着间隙的增加，模板与螺杆的物料塞就变厚，这样物料膨化喷出就需要更高的压力，从而物料间的内摩擦就越大，料筒内升温就越快，物料的胶化效果越好，使膨化指数先升高后又下降。间隙过大时致使温度过高，会导致物料焦化堵塞。

2.4 豆粕不同含水率的影响

试验结果如表5(豆粕的含水率是指物料的湿基含水率)所示。豆粕不同含水率对膨化指数影响如图3所示。

试验数据显示，随着含水率的增加，膨化指数是先升高后又下降的趋势，具体的变化规律拟合公式为y=-.02209x2+.16599x-.13796。

其主要原因是：物料含水率过低。由于没有足够的水分产生过热的蒸汽使物料匀化，物料在机筒内过热、焦化，在出料口处发生堵塞(如含水率为25%时经多次试验，均未出料)，甚至冒烟发生炭化。而含水率过高，虽在挤压过程中物料的水分受热蒸发，但不能形成膨化所需要的温度和压力，因而膨化指数随之下降。

2.5 膨化机结构及工艺参数的优化设计结果

取主要参数进行优化设计，其结果为：长径比为2.31，含水率为37%，转速为390r/min。其结果与单因素实验结果相接近。

3 结论

小型单螺杆挤压膨化机经参数改进后能够实现对豆粕的蛋白的组织化加工，并且能够得到较好的组织化效果。不同的原料含水率对组织化蛋白的性能影响较大，在含水率为30%～40%时，豆粕的组织化效果较好;螺杆转速、长径比、模板间隙等均影响组织化加工效果。前述实验的结果虽然没有进行交互作用的分析，但结论应用于小型单螺杆挤压膨化机加工豆粕可行。

参考文献

[1]王洪武.大豆蛋白质原料体系对挤压组织化的影响[J].中国食品学报,2002,3(1):33-38.

[2]章礼刚.对我国豆粕市场变化的几点认识[J].中国饲料,1999(16):29-30.

[3]张裕中,王景.食品挤压加工技术与应用[M].北京:中国轻工业出版社,1998.

[4]吴运生.单螺杆挤压机工作性能探讨[J].粮食与饲料工业,1995(3):30-33.

[5]严莉.小型膨化机的研制开发与应用[J].粮食与饲料工业,2000(1):21-22.

篇5：挤压膨化工艺流程

关键词 番木瓜 ；变温压差膨化 ；干燥 ；品质

中图分类号 TS255.4

Abstract To obtain better technical conditions of explosion puffing drying for papaya at variable temperature and pressure difference， the effects of the factors（freezing time， pre-drying temperature，pre-drying time， puffing temperature，dwell time，vacuum drying temperature） during explosion puffing drying treatment on the qualities of the explosion puffing papaya products were discussed. The results show that the optimal technical conditions were obtained as follows： cooling time of 2 h， pre-drying temperature of 80 ℃， pre-drying time of 5 h， puffing temperature of 115 ℃， vacuum drying time of 210 min. The explosion puffing papaya products obtained by this process has the quality of bright color and crisp.

Key words papaya ；explosion puffing at variable temperature and pressure difference ；drying ；quality

番木瓜（Carica papaya L.）是嶺南四大名果之一，其果皮光滑美观，果肉厚实细致、香气浓郁、营养丰富、甜美可口，有“万寿瓜”、“百益之果”之雅称[1]。

番木爪除作为水果具有丰富的营养价值外，还具有增强免疫力、清除自由基、抗菌抗病原体等药用价值。成熟的番木瓜是营养丰富的高档珍稀水果，含大量蛋白质、维生素C、胡萝卜素和蛋白酶、富含17种以上氨基酸及钙、铁等，其胡萝卜素和维生素C的含量分别是菠萝的20和4倍，可有效补充人体的养分、增强机体的抗病能力。未成熟番木瓜的乳汁中所含的番木瓜蛋白酶，是一种制造化妆品的上乘原料，具有美容增白的功效，同时还可用于制造健胃药、驱虫剂，也可作酒类、果汁的澄清剂和肉类的软化剂，有健胃化积、驱虫消肿的功效。所以，成熟的番木瓜是一种比较理想的饭后水果[2]。

据FAO统计，2010年中国番木瓜种植面积为9 700多hm2，产量为16万t。目前番木瓜是世界上产量增幅最大的热带水果，年增长率达4 %，已成为第四大热带、亚热带畅销水果[3]。目前中国番木瓜主要利用方式是鲜食、提取木瓜蛋白酶以及木瓜原汁饮料、果酒与果醋、木瓜粉等。新鲜番木瓜多数仅限于在产地及周边地区销售，以园为市，以街为市，售价偏低。产后商品化处理技术低，采收、分级、防腐、包装、保鲜、贮藏、运输等难以达到出口标准，产品主要靠内销[4]。如其他热带果蔬一样，成熟的番木瓜鲜果水分含量较高，采收后其鲜果生命活动旺盛，呼吸强度大，极不易贮藏。虽然与香蕉、荔枝、龙眼、菠萝等跃变型热带水果相比，其保存期稍长，但在贮藏和保鲜期间损耗率同样非常高。可见，国内番木瓜种植面积大、产量高，但产后商品化处理技术低，保鲜、贮运和加工的技术比较落后。将番木瓜进行深加工，一来可减少损失、提高耐贮性，同时可提高产品附加值，生产出不同类型的番木瓜产品。

干燥作为一种传统的食品贮藏技术，可去除果蔬中的水分，抑制物料内部微生物活动，延长食品的货架期，减少贮运费用，增加产品的附加值[5]。食品的干燥方式有传统的热风干燥、低真空冷冻干燥、真空低温油炸以及近些年流行的变温压差膨化干燥等。一些机构和学者对番木瓜干燥技术进行了研究。国外研究主要集中在番木瓜涂膜干燥和泡沫干燥上。Carcia等[6]以福尔摩沙品种的木瓜片作为考察对象，对其表面用果胶进行涂抹以形成果胶膜，通过对比二者的细胞结构、颜色和维生素C含量来考察果胶可食膜技术对木瓜片的干燥效率和质量的影响，结果表明：利用可食膜技术涂膜于木瓜片上，不仅提高了维生素C的保存率，还表现出更高的水分扩散率，且干燥前后其细胞组织结构排列都与新鲜木瓜类似。Diego等[7]对比了木瓜在有可食性涂膜和无可食性涂膜情况下的干燥动力学、维生素C和保色性，证明果胶+维生素C混合液涂膜后的番木瓜在感观上更优，为商业应用提供可能。Palani等[8]研究了泡沫干燥法生产木瓜粉的干燥工艺。国内也有学者利用不同干燥方式对番木瓜的干燥进行了对比研究。高鹤等[9]探讨不同干燥温度和不同切片厚度条件下番木瓜的热风干燥特性，表明木瓜热风干燥主要为降速过程。此外，高鹤等[10]还以干燥特性、色泽、复水性以及抗坏血酸保留率为评价指标研究了不同干燥温度（60、70、80、90 ℃）下中短波红外辐射和热风干燥对番木瓜片品质的影响。陈清香等[11]以番木瓜为原料，研究了其果汁粉的喷雾干燥工艺条件。于婷等[12]以蜂蜜木瓜粉的感官质量为评价指标，研究了对其最佳配方比。滕建文等[13]选用5组不同成熟度的番木瓜制备冻干脆片，发现原料的成熟度对番木瓜冻干脆片有影响，低成熟度番木瓜所需冷冻干燥时间较短，但其色泽也较暗，同时塌陷程度较为严重，最终确定了最适成熟度的番木瓜冻干加工原料。

nlc202309081511

目前，不同工艺条件对番木瓜膨化脆片品质影响的研究还相对较少。本研究以新鲜番木瓜为原料，探讨了不同工艺条件对番木瓜膨化脆片品质的影响，并找出了较优的番木瓜膨化工艺。

1 材料与方法

1.1 材料

番木瓜：成熟度9成，新鲜、表皮光滑，购于湛江市霞山三和批发市场。

1.2 仪器与试剂

电热恒温鼓风箱：DHG-9013A，上海一恒科学仪器有限公司。

色彩色差仪：CR-400型，日本美能达公司。

变温压差果蔬膨化机：QDPH10-1，天津市勤德新材料科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

番木瓜预处理（清洗、冷冻、去皮去籽、切片）→预干燥→均湿→变温压差膨化干燥→分级→包装→成品。

1.3.2 单因素试验设计

通过预实验结果，选取番木瓜变温压差膨化干燥工艺中冷冻时间、预干燥温度、预干燥时间、膨化温度、停滞时间、抽空时间等6个因素进行逐一的单因素试验（表1），分析各因素对膨化产品水分含量、色泽、膨化度的影响。

产品质量评价为：番木瓜膨化产品水分含量越低、色泽和膨化度值越大，则番木瓜膨化产品质量较好。

（1）不同冷冻时间对番木瓜膨化产品质量的影响：番木瓜经清洗、晾干后，在-18 ℃条件下冷冻0、2、4 h后取出切片，烘箱温度为80 ℃，对其烘干5 h后，均湿10 min，再进行膨化干燥处理。膨化参数设定为：膨化温度115 ℃，膨化压力0.2 MPa，停滞时间5 min，抽空温度75 ℃，抽空时间为210 min，真空罐内真空度达到0.098-0.100 MPa。产品取样进行品质分析。平行试验2次，产品取样3次，结果取平均值，以下相同。

（2）不同预干燥温度对番木瓜产品质量的影响：番木瓜经清洗、晾干后，在-18 ℃条件下冷冻2 h后取出切片，烘箱温度分别为60、70、80、90 ℃，对其烘干5 h后，均湿10 min，再进行膨化干燥处理。膨化参数设定为：膨化温度115 ℃，膨化压力0.2 MPa，停滞时间5 min，抽空温度75 ℃，抽空时间为210 min，真空罐内真空度达到0.098-0.100 MPa。产品取样进行品质分析。

（3）不同预干燥时间对番木瓜膨化产品质量的影响：番木瓜经清洗、晾干后，在-18 ℃条件下冷冻2 h后取出切片，烘箱温度为80 ℃，对其烘干4、5、6、7 h后，均湿10 min，再进行膨化干燥处理。膨化参数设定为：膨化温度115 ℃，膨化压力0.2 MPa，停滞时间5 min，抽空温度75 ℃，抽空时间为210 min，真空罐内真空度达到0.098-0.100 MPa。产品取样进行品质分析。

（4）不同膨化温度对番木瓜产品质量的影响：番木瓜经清洗、晾干后，在-18 ℃条件下冷冻2 h后取出切片，烘箱温度为80 ℃，对其烘干5 h后，均湿10 min，再进行膨化干燥处理。膨化参数设定为：膨化温度分别为95、105、115、125 ℃，膨化压力0.2 MPa，停滞时间5 min，抽空温度75 ℃，抽空时间为210 min，真空罐内真空度达到0.098-0.100 MPa。产品取样进行品质分析。

（5）不同停滞时间对番木瓜产品质量的影响：番木瓜经清洗、晾干后，在-18 ℃条件下冷冻2 h后取出切片，烘箱温度为80 ℃，对其烘干5 h后，均湿10 min，再进行膨化。膨化参数设定为：膨化温度设定为115 ℃，膨化压力0.2 MPa，停滞时间分别为0、5、10 min，抽空溫度75 ℃，抽空时间为210 min，真空罐内真空度达到0.098-0.100 MPa。产品取样进行品质分析。

（6）不同抽空时间对番木瓜膨化产品质量的影响：番木瓜经清洗、晾干后，在-18 ℃条件下冷冻2 h后取出切片，烘箱温度为80 ℃，对其烘干5 h后，均湿10 min，再进行膨化。膨化参数设定为：膨化温度为115 ℃，膨化压力0.2 MPa，停滞时间分别为5 min，抽空温度75 ℃，抽空时间为150、210、270 min，真空罐内真空度达到0.098-0.100 MPa。产品取样进行品质分析。

1.3.3 测试指标

（1）水分含量的测定：参照GB/T 5009.3-2010《食品中水分的测定》，采用直接干燥法测量。

（2）色泽的测定：利用CR-400型色彩色差计进行测定[14]。

利用色彩色差计，以仪器白板色泽为标准，依CIELAB表色系统测量番木瓜的明度指数L*、彩度指数a*和b*。L*值为明度指数，反映白度和亮度的综合值，该值越大表明被测物越白亮。a*和b*值称为彩度指数，两者共同决定色调，a*值为“+”值表示偏红，“-”值表示偏绿，值越大表示偏向越严重；b*值为“+”值表示被测物偏黄，“-”值表示被测物偏蓝。L值、a值、b值是以仪器白板色泽为标准测量时的值。

根据预实验与感观分析对比，本研究中采用L*值反映番木瓜色泽较为合适。

（3）膨化度的测定：参照文献[15]比容法。

用超细石英砂填埋的方法测定膨化产品的体积。测量仪器自制，误差小于0.2 mL，体积取平均值，膨化度用下式计算：

膨化度=（V-V0）/V0

式中V为膨化后的体积，mL；V0为膨化前的体积，mL。

1.3.4 统计分析方法

采用Data Processing System V7.55对试验数据进行处理分析。

标记不同字母表示通过Duncan新复极差方差分析，标记不同大写和小写字母分别表示处理间在1 %和5 %水平上有显著差异。

2 结果与分析

nlc202309081511

2.1 不同冷凍时间对番木瓜膨化产品质量的影响

由表2可以看出，随着冷冻时间从0 h延长至4 h，膨化产品的水分含量持续下降，且冷冻2 h后的膨化产品比不冷冻制作的膨化产品水分含量有极显著性差异，但随着冷冻时间延长，水分含量的下降趋势趋缓，无显著性差异。L值呈现先升高后降低的趋势，且在不同处理间均存在极显著差异；膨化度各处理间无明显差异。

综合以上分析，当冷冻时间为2 h时，膨化产品的水分含量和L值均产生拐点，所得产品含水量较低，色泽较优，膨化度良好，因此选择冷冻时间为2 h为宜。

2.2 不同预干燥温度对番木瓜产品质量的影响

由表3可以看出，随着预干燥温度的升高，膨化产品的水分含量和L值均呈下降趋势，膨化度呈上升趋势。70 ℃以上预干燥温度与60 ℃预干燥温度生产出来的产品水分含量有极显著性差异，但70 ℃以上各预干燥温度生产出的产品水分含量之间并无极显著差异，70 ℃与80、90 ℃预干燥温度生产出的产品水分含量之间有显著性差异，80、90 ℃预干燥温度生产出的产品水分含量之间无显著性差异；各预干燥温度下生产出的番木瓜产品L值下降，且60 ℃与70 ℃之间的产品L值有极显著性差异，80 ℃与90 ℃之间的产品L值有显著性差异，但70 ℃与80 ℃之间的产品L值无显著性差异；随着预干燥温度的提高，各预干燥温度下生产出的番木瓜产品的膨化度上升，60 ℃与70 ℃之间的产品膨化度有显著性差异，70 ℃以上各处理间的产品膨化度均有极显著性差异。

综上所述，当预干燥温度为80 ℃时，膨化产品的水分含量、L值和膨化度均较优，因此选择预干燥温度为80 ℃为宜。

2.3 不同预干燥时间对番木瓜膨化产品质量的影响

由表4可以看出，随着预干燥时间的延长，膨化度呈现先升高后降低，水分含量呈现一直下降的趋势，L值无显著差异。结合感观评价，综合成本等因素考虑，确定预干燥时间为5 h。

2.4 不同膨化温度对番木瓜产品质量的影响

由表5可看出，随着膨化温度的升高，膨化产品水分含量逐渐下降，膨化度逐渐升高。膨化温度为95 ℃时生产的膨化产品的水分含量与105 ℃膨化温度下生产的膨化产品的水分含量有极显著性差异；膨化温度为115 ℃时生产的膨化产品的水分含量与125 ℃膨化温度下生产的膨化产品的水分含量有极显著性差异；但膨化温度为105 ℃时生产的膨化产品的水分含量与115 ℃膨化温度下生产的膨化产品的水分含量无显著性差异。

膨化温度为95、105、115 ℃时生产的膨化产品其膨化度都有极显著性差异，但随着温度的继续上升，膨化温度为125 ℃时生产的膨化产品与115 ℃时相比，其膨化度无显著性差异。

膨化温度在L值95、105、115 ℃时的膨化产品色泽无显著性差异，但与125 ℃时的膨化产品皆有显著性差异。综合以上分析，确定膨化温度为115 ℃。

2.5 不同停滞时间对番木瓜产品质量的影响

由表6可看出，停滞时间为5 min时与无停滞时间相比，其膨化度有极显著性差异。鉴于此，选择停滞时间为5 min。

2.6 不同抽空时间对番木瓜膨化产品质量的影响

由表7可知，抽空时间为210 min时，其膨化度较150 min都有极显著性差异，水分含量及L值显著性差异；另外，随着抽空时间的延长，膨化度无显著性差异。各水平间L值无显著性差异。综上所述，选择抽空时间为210 min。

2.7 番木瓜变温压差膨化干燥工艺的验证结果

通过以上试验结果，选择将番木瓜经清洗、晾干后，在-18 ℃条件下冷冻2 h后取出切片，烘箱温度为80 ℃，对其烘干5 h后，均湿10 min，再进行膨化干燥处理。膨化参数设定为：膨化温度115 ℃，膨化压力0.2 MPa，停滞时间5 min，抽空温度75 ℃，抽空时间210 min，真空罐内真空度达到0.098-0.100 MPa。在此条件下生产出的番木瓜产品取样进行品质分析，结果见表8。

通过以上验证结果可得到较为优质的番木瓜膨化产品，色泽桔红，颗粒饱满，口感酥脆。具体见图1。

3 讨论与结论

（1）通过变温压差膨化干燥技术，可以生产出有优良品质的番木瓜膨化产品。本番木瓜膨化产品呈现出中空结构，即整个产品内部无内容物，为空心化状态，与其它膨化产品疏松多孔但平整的结构有很大不同。这可能与番木瓜果实所含组分有关，番木瓜的果实水分含量90 %以上、糖含量5 %-6 %，固形物质含量极低（粗纤维含量为0.3 %-0.5 %），而其他水果如菠萝有较高的粗纤维含量（超过3 %），脱水干燥后足以支撑内部结构以保持原有的外形。

（2）试验结果表明，较优的番木瓜变温压差膨化生产工艺为冷冻时间2 h，烘干温度80 ℃，烘干时间5 h，膨化温度115 ℃，抽空时间210 min。在此条件下生产出的番木瓜膨化产品色泽鲜艳，酥脆可口，有较高的商品性，可尝试进行工业化生产。

参考文献

[1] 周 鹏，沈文涛，言 普，等.我国番木瓜产业发展的关键问题及对策[J].热带生物学报，2010，1（3）：258-264.

[2] 刘 思，沈文涛，黎小瑛，等.番木瓜的营养保健价值与产品开发[J].广东农业科学，2007（2）：68-70.

[3] 张宇慧，周 鹏.世界番木瓜贸易与发展分析[J].中国热带农业，2009（3）：24-25.

[4] 李向宏，何 凡，谭树义，等.海南番木瓜产业发展现状及对策[J].海南农业科技，2003（4）：18-22.

[5] Mujumdar A S，Law C L. Drying technology： Trends and applications in postharvest processing[J]. Food and Bioprocess Technology，2010，3（6）：843-852.

nlc202309081511

[6] Garcia C C，Caetano L C，de Souza Silva K，et al. Influence of edible coating on the drying and quality of papaya （Carica papaya）[J]. Food and Bioprocess Technology，2014，7（10）：2 828-2 839.

[7] Diego C，Maria A M. Enhancement of quality and stability of dried papaya by pectin-Based coatings as air-drying pretreatment[J].Food and Bioprocess Technology，2015， 8（6）：1187-1197.

[8] Palani Kandasamy， Varadharaju N， Kalemullah S，et al.Optimization of process parameters for foam-mat drying of papaya pulp[J].Journal of Food Science and Technology，2014，51（10）：2 526-2 534.

[9] 高 鹤，易建勇，刘 璇，等. 番木瓜热风干燥特性分析[J]. 食品与机械，2014，30（4）：38-42.

[10] 高 鹤，易建勇，毕金峰，等. 中短波红外和热风干燥对番木瓜干燥特性及品质的比较[J]. 现代食品科技，2014，31（2）：190-195，172.

[11] 陈清香，黄 苇，温升南，等.番木瓜粉喷雾干燥工艺研究[J]. 现代食品科技，2009，25（1）：68-72.

[12] 于 婷，鞠璐宁，吴珍红.蜂蜜木瓜粉喷雾干燥配方的研究[J]. 中国蜂业中旬刊（学术），2011，62（1）：35-37.

[13] 滕建文，韦保耀，董会龙. 原料成熟度对番木瓜凍干脆片品质的影响[J]. 食品工业科技，2013，（17）：78-81.

[14] 方 芳，毕金峰，丁媛媛，等. 菠萝变温压差膨化干燥工艺因素分析[J]. 农产品加工（创新版），2010，221（9）：57-60.

[15] 黄宗海，何新益，王佳蕊，等. 预处理方式对胡萝卜变温压差膨化干燥品质的影响[J]. 食品与机械，2011，27（1）：124-126.