食品加工用エクストルーション機器の主要な考慮事項

カリカリとしたパフスナック、もちもちの麺、または栄養バランスの取れたペットフードを想像してみてください。それらはどのようにして、粉末やペーストから私たちがよく知っている形に変わるのでしょうか？その答えは、多くの場合、押出機と呼ばれる食品加工装置にあります。この記事では、この重要な技術を包括的に理解するために、食品押出機の原理、種類、選択基準、および潜在的なリスクについて考察します。

食品押出機は、粉末またはペースト状の材料を混合、加熱、加圧、および押出しによって特定の食品の形状と構造に変換する多用途の加工機械です。その中核となる原理は、「押出し」であり、高圧下で材料をダイスに通して成形と加工を行います。

押出機はもともとプラスチックなどの工業製品用に設計されましたが、食品加工への応用が大幅に拡大し、数多くの食品を製造するための不可欠な装置となっています。

食品押出機は主に2つのカテゴリーに分類されます。

• 単軸スクリュー押出機： 主に成形用のシンプルな構造が特徴です。材料はスクリューによってバレル内を押し進められ、加熱と加圧を受けてからダイスを通して押し出されます。
• 二軸スクリュー押出機： 混合、搬送、加熱、せん断、押出しなど、複数のプロセスを1つのユニットで連続的に実行できる、より高度な機能を提供します。スクリューの回転方向によって、混練効率、せん断強度、材料の滞留時間が異なる、共回転型または逆回転型に分類され、さまざまな加工ニーズに対応します。

押出しプロセスには、複雑な物理的および化学的変化が伴います。高温高圧下では、デンプンが糊化し、タンパク質が変性し、セルロースが軟化し、食品の食感、味、栄養価が変化します。さらに、押出しは微生物を効果的に除去し、製品の保存期間を延長します。

生産能力はモデルによって異なり、さまざまな規模の要件に対応するために、1時間あたり数百キログラムから数十トンまで幅広くあります。

押出し技術は、さまざまな用途に役立ちます。

• パフスナック： ポテトチップス、エビせん、コーンスティック
• ペットフード： さまざまなドライペットフード
• パスタ製品： マカロニ、スパゲッティ
• 朝食用シリアル： コーンフレーク、オート麦シリアル
• テクスチャードプラントプロテイン： 肉の代替品
• 菓子： チューインガム

適切な押出機を選択することは、生産効率と製品品質にとって重要です。重要な考慮事項には以下が含まれます。

• 押出機の種類： 製品の特性とプロセスの要件に基づいて、単軸スクリューまたは二軸スクリューを選択します
• 生産能力： 装置の出力と生産規模および市場の需要を一致させます
• スクリュー設計： 最適な処理のために、適切なピッチ、ねじの深さ、および圧縮比を選択します
• 温度制御： 正確な熱管理は製品の一貫性を保証します
• ダイスの構成： 最終製品の形状と寸法を決定します
• 自動化レベル： より高い自動化は効率を向上させ、人件費を削減します
• 衛生的な設計： 装置は厳格な衛生基準を満たしている必要があります
• 価格： 容量、自動化、およびブランドによって異なります（サンプル価格帯：15kg/hモデルで約28万ドルから250kg/hユニットで約70万ドル）

主な運用リスクと軽減策：

異物混入：

• 例： 原材料中の金属片がスクリューとダイスを損傷する
• 予防： 従業員教育、厳格な材料検査、金属探知機

機器の故障：

• 予防： 定期的なメンテナンス、摩耗部品のタイムリーな交換

不適切な操作：

• 予防： 包括的なトレーニング、明確な操作手順、安全ガード

押出し技術は、現代の食品製造において重要な役割を果たしています。押出機の原理、種類、選択基準、およびリスク管理を理解することにより、生産者はこの技術をより有効に活用して、消費者の需要を満たす高品質で安全で魅力的な食品を製造できます。