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膨化宠物食品加工技术要点解析
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2023.03.08 辽宁

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生产优质的干性膨化宠物食品绝非易事。干粮生产已有近70年的历史,约占70%宠物食品市场。生产过程需要同步多道工序,这是生产优质产品的关键。本文对挤压膨化宠物食品加工过程中的重点环节进行解析。

1.备料

高质量配料的选择和制备对于生产优质宠物食品至关重要。

整个生产过程从一致优质的配料开始。如今,许多宠物食品战都沿着配料的选择展开。市场可能不了解,就处理加工而言,所有配料并非都是一样的。谷物与豆类和根茎不同,蛋白粉与生肉有很大区别,纤维吸收水分的方式不一样,脂肪对加工过程产生负面影响。

开始加工时,营销部门根据他们认为消费者想要或不想要的确定所选配料。配方师将配料搭配在一起以书面形式,着眼于营养和合规要求。然后,交给企业生产部门进行加工。完整配方分为几部分:干料、肉类 (如果包含) 和外层涂料。这些成分在制造过程中由各个生产部门分别处理。

采购部门负责供料,应符合规格要求。进料分为不同形式—整料、散料、颗粒、粉末、液体等—送入相应储存箱或容器。在此,必须将它们转变为合适的粒度或稠度。对于全谷物和散料,这个过程可能包括研磨;冷冻生肉块需要解冻、破碎、研磨并与水混合制成可以泵送的浆料。袋装预混料和其他粉状配料,只需放入适当的容器中。

通常,干料根据配方由最重到最轻分别秤入料斗。一些公司有主料、次料和微量成分上游加工分装线。这样可以确保干混物的一致性。用于干料的标准混料器是双带混料器,配料在其中混合三到五分钟。然后,由混料器落入料斗,输送到最后研磨工序,或预处理器和挤出机上方的料箱。

称重、混合和输送是挤压加工开始的核心工作,因此非常重要。这里往往是出现问题的主要根源,因为干混料约占配方的70–90%。

2.预处理和混合加工

挤压宠物食品时,必须首先“调节”干混料 (配比),然后才能传送到挤压机中。这种设备通常称为预处理器,负责预热加湿,随后按配比混合原料。这样处理之后,可以开始蒸煮淀粉 (糊化),这对于淀粉从紧实颗粒转化为不规则结构非常重要。淀粉颗粒的这种分解需要一些时间,并且在预处理器中进行。

此外,某些操作在预处理器中添加肉浆和脂肪。添加应在调节工序的中间到末端进行,以免包裹淀粉颗粒,降低热量和水分渗透淀粉的能力。高水分和高脂肪肉浆很难混合,要求以相对于干料配比的最佳比例计量浆料,并需要极大能量和剪力确保均匀混合。

如果有过将黄油混入饼干面团的经历,很容易理解形成团块的可能。如果预处理步骤未正确混合浆料,会对挤出加工后道工序产生不利影响,导致团块激增,密度不一致,造成烘干和霉菌生长的问题。最后,一些公司使用预处理器对产品进行巴氏灭菌—经过验证的病原体“杀灭步骤”。预处理器末端温度应在30秒达到约80°C,以确保几乎完全消除生物,满足规定。

备料、研磨粒度、重量、混合和预处理等对于成功挤出、烘干和产品一致性至关重要。正确掌握这种加工方法,可以确保营养质量、适中的膨胀容重、平滑一致的外观以及最佳养分利用率。

3.挤压

首先用蒸汽和水加热并打湿,接着,充分混合泥浆,有些公司会将温度提高到一个他们认为有效灭菌的点,称之为关键控制点。最后,将所有成分“混合”,脂肪和调味涂层除外。

预处理过程完成后,将捣碎料输送(通常是重力送料掉落)到挤压机。简单地说,挤压机就是在一个圆筒内安装一个螺杆或螺旋钻。它有很多功能:输送(泵送)、充分混合(剪切)、淀粉蒸煮(糊化)、碎块成型和膨胀。从物理上讲,增加每转的飞行次数,压缩捣碎料,在到达圆筒底端时,增加压力。这一过程会增加摩擦(机械能),并以热量的形式传递给产品。

配料的粒度、水分和脂肪含量均会影响从螺杆传递到配料的能量。关键在于实现螺杆结构、转速(每分钟转数)、压力、湿度和热量的完美组合,从而优化单个产品的加工过程。

在圆筒的底部,散料(颗粒状)或捣碎料被转化成熔融物质(通常称为“熔体”),并对剩余料进行糊化。通过螺钉对模板后挡块的不断推动来完成加压。在模板上,一小份熔体通过模口压出。在此过程中,混入熔体中的水滴开始蒸发,并推动熔体形成泡沫。糊浆在蒸汽周围冻结(再结晶),形成空隙或空腔,糊浆再次变硬。

最后,挤压机是一种糊浆转化或糊浆蒸煮机器。它将所有配料凝聚成一个单一的单元——粗制食品。如果摄入了过多的水,过多的肉(带水)和/或过多的脂肪,则会影响产品的效果。此外,现代宠物食品已经不再强调用淀粉成分来代替更多的肉和脂肪。作为淀粉蒸煮机,限制淀粉量可以减少膨胀量。在这种情况下,机器更像是一个成型设备,就像半湿产品一样,膨胀率下降(体积密度更高)。这导致产品更重,在某些情况下,更容易捣碎。对于这些食物形式,不同的烹饪/成型过程可能更有利。

出模后,用高速旋转刀切断出原料,形成粗制食物。然后将它们输送到干燥机,去除在加工过程中添加的大部分水分,并进一步硬化粗制食物的结构。

4.干燥处理

从挤压机到干燥机的大部分输送是通过密相气动系统完成的,这样减少了传统带式和螺旋输送机可能产生的变形和破损,但仍有一些使用螺旋和带式系统。现代干燥设备需要大量的干燥热空气,利用水分的差异,必须去除粗制食物中的水分。通常在干燥室铺一层粗制食物,从一端移到另一端,处理两到三遍,直至完全干燥。该过程是连续的,与挤压机的流入量相对应,同时留出适当的时间,让滞留在粗制食物中的水分从结构中流出,最终,从机器中排出。

在这一过程结束时,粗制食物可能已经被放置了25-30分钟以上,并被加热至超过250℉(121℃)。这样由于温度太高,而无法进行包装,粗制食物中可能仍然存在水分,并可能导致容器中滋生霉菌。一开始粗制食物的水分含量约为25–30%,必须干燥至低于10–12%,水分活度为0.65-0.70时,才能在模具中固定。因此,必须将粗制食物冷却至与包装材料一致的水平。这是通过“冷却器”来完成的,“冷却器”是干燥过程的最后一步,保持粗制食物周围的空气流通,从而降低温度,去除表面残留的水分。

挤压和干燥相结合能够快速(几分钟)产生大量可口的粗制食物。从物理上讲,颗粒配料或捣碎料已变成一块质地松脆的干粮,淀粉被糊化后更具营养价值,对蛋白质质量的影响最小。虽然在此过程中可能会损失一些维生素,但在配方中很容易调整维生素用量,以确保食物营养完全均衡。最后只剩最后一步,即涂上油脂和香料,然后进行包装。

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