Mariusz Soszka

Instytut Żywienia Zwierząt i Bromatologii

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

Ekstruzja – Nowoczesny proces uzdatniania pasz

Wśród wielu różnych technik i procesów technologicznych, które znacząco wpływają na właściwości fizyczne i chemiczne komponentów wchodzących w skład mieszanek paszowych na szczególna uwagę zasługuje dosyć powszechnie stosowany już od wielu lat w przemyśle spożywczym proces ekstruzji. Technologia ta coraz częściej wykorzystywana jest w procesach przetwarzania materiałów paszowych i produkcji mieszanek paszowych. Proces ten zaliczany jest do technik HTST (high temperature short time).

Zasada procesu

Ekstrudowanie (extrusion – cooking) polega na wytłaczaniu materiału paszowego uprzednio poddanego obróbce mechanicznej i barotermicznej przez matrycę umieszczoną na końcu cylindra ekstrudera. Stanowi ono proces przetwarzania materiałów paszowych pod wpływem wysokiej temperatury (120-200ºC), wilgoci i w warunkach wysokiego ciśnienia (20 MPa).

Proces przeprowadzany jest w urządzeniach nazywanych ekstruderami. Ekstrudery składają się z kilku elementów, które możemy podzielić na elementy doprowadzające materiał, elementy prasujące, głowicę z matrycą i zespół napędowy. Głównym elementem roboczym ekstrudera jest ślimak lub para ślimaków umieszczonych w cylindrze. Średnica ślimaka na całej długości cylindra nie jest jednakowa i zwiększa się stopniowo ku końcowi cylindra oraz matrycy, zaś średnica cylindra pozostaje jednakowa.

Proces rozpoczyna się od wprowadzenia, najczęściej wcześniej rozdrobnionego lub poddanego innej obróbce (np. kondycjonowaniu), materiału paszowego do kosza zasypowego ekstrudera, skąd trafia równomiernym strumieniem do wnętrza cylindra, pobierany przez obracający się ślimak. Obracający się ślimak powoduje przesuwanie pozostającego wewnątrz cylindra materiału paszowego ku matrycy oraz jego mieszanie. Wraz ze wzrastającą objętością ślimaka materiał paszowy ulega zagęszczeniu, co powoduje wzrost jego temperatury zawsze powyżej 100oC oraz ciśnienia wewnątrz cylindra. Cylinder ekstrudera możemy podzielić na trzy strefy spełniające różne funkcje. W pierwszym odcinku materiał paszowy ulega ogrzaniu energią pochodzącą z płaszcza grzejnego znajdującego się na zewnątrz cylindra, w środkowej części materiał paszowy ulega znacznemu zagęszczeniu, co powoduje wzrost temperatury i ciśnienia wewnątrz cylindra i w części końcowej bardzo wysokie ciśnienie i wysoka temperatura powoduje żelatynizację skrobi i denaturację białka. Kolejny krok stanowi przeciskanie sprężonego materiału paszowego przez otwory w matrycy i odcinanie go nożem od masy pozostającej w matrycy i cylindrze. Odcięty materiał paszowy wydostając się w strefę ciśnienia atmosferycznego zostaje rozerwany na skutek rozprężenia, związanego ze zmianą ciśnienia oraz gwałtownie uchodzącej z wnętrza materiału paszowego pary wodnej. Proces ten nazywamy ekspandowaniem.

Otrzymany ekstrudat ma budowę podobną do plastra miodu, którą kształtują wiązki stopionych włókien białkowych. Przed użyciem materiału paszowego poddanego ekstruzji jako komponentu mieszanek należy go zmielić.