物料被送入挤压膨化机中，在螺杆、螺旋的推动作用下，物料向前成轴向移动。同时，由于螺旋与物料、物料与机筒以及物料内部的机械摩擦作用，物料被强烈地挤压、搅拌、剪切，其结果使物料进一步细化、均化。随着机腔内部压力的逐渐加大，温度相应地不断升高，在高温、高压、高剪切力的条件下，物料物性发生了变化，由粉状变成糊状，淀粉发生糊化、裂解，蛋白质发生变性、重组，纤维发生部分降解、细化，致病菌被杀死，有毒成分失活。当糊状物料由模孔喷出的瞬间，在强大压力差的作用下，水分急骤汽化，物料被膨化，形成结构疏松、多孔、酥脆的膨化产品，从而达到挤压膨化的目的。
连续挤压蒸煮工艺的核心设备是挤压机。挤压机具有压缩、混合、混炼、熔融、膨化、成型等功能。挤压机的腔体可以分成3～5个区，各区可以通过蒸汽或电加热，也可通过挤压摩擦加热，从而达到蒸煮物料的目的，物料在腔体中高温、高压的作用下，淀粉糊化、蛋白质变性。用于挤压生产的物料经喂料器送入挤压机的套筒中，挤压机的套筒内部是一个密闭的环境，挤压机套筒内部的螺杆在转动时产生强劲的推力推动着物料的前进，并且物料还会受到螺杆转动时产生的强大机械剪切力。同时，由于机筒外部加热装置不断地向套筒内部传递热能，这导致机筒内部处于高温、高压、密闭的状态，随着螺杆转动时产生的剪切力与摩擦热以及外部加热装置供应的热能，物料在机筒中因高温、高压、高剪切的作用逐渐变成一种熔融状态的过热流体，物料获得了充分的能力，由于挤压机内部复杂的特殊环境，这改变了物料所有的物理和化学性质与结构，并会导致淀粉发生糊化、蛋白发生改性等一系列变化，当物料经模头挤出的瞬间，具有高能量的物料突然进入到常温、常压状态，物料内部的熵值和混乱度就会迅速增大，巨大的压力差导致物料中的水分急剧汽化并从物料中逸出，这会导致物料体积膨化数倍，并形成疏松、多孔的结构，而且淀粉、蛋白质、膳食纤维等成分都会发生不同程度的降解，挤出物中的可溶性成分增加，进而可以改善产品的口感。
在早餐谷物食品生产中最常使用的是单螺杆挤压机和双螺杆挤压机，而双螺杆挤压机同单螺杆挤压机相比更具有优势，因为单螺杆挤压机对物料粒度、水分要求、组分要求严格且容易产生物料倒流、螺杆易磨损等问题。
1.能量的转移
产生膨化的前提之一是必须有由外部直接或间接地向物料内部的水分分子提供能量，外部能量的提供方式和能量的转换效率对于膨化效果起着至关重要的作用，同时也决定着膨化设备的不同工作方式。这些能量可通过一定的传递、转换形式作用于水分子，加剧分子热运动，增加分子动能。
目前，最常见的外部能量向膨化动力的转换方式有：
①挤压膨化。它是同时利用热传导和机械挤压摩擦原理，来实现其工艺目的。
②微波膨化。它是通过电磁能的辐射传导使水分子吸收微波能产生分子极震，获得动能，实现水分的汽化，进而带动物料的整体形化。
③油炸膨化。热量通过热油传导给物料。
在能量供应的设计方面应注意：①外部供能方式必须能满足膨化动力的要求；②外部能量向膨化动力的转换能获得较大利用率及较佳的膨化效果；③尽可能减少由于能量变化给食品物料带来的营养价值的损失。
这些设计原则对膨化工艺技术的研究和膨化设备的开发具有重要的指导意义。我们相信，低温、超低温膨化技术、超声膨化技术、化学膨化技术在不久的将来都可能得到实际的应用。(www.xing528.com)
2.膨化动力的产生
膨化动力的产生主要由物料中高能量水分的能量释放所致。在外部提供一定能量的前提下，在物料内部的各种物质成分中，由于水具有分子量小、沸点低、易汽化膨胀的特性，水分子的热运动最先加剧，同时水分子的动能加大。当水分子所获能量超出相互间的束缚极值时，就会发生分子离散。水分子的分子离散使物料内部水分发生相交并产生蒸汽膨胀，其结果会造成对与之相接触的物料结构的冲击。当这种冲击作用力超出维持高分子物质空间结构的力，并超出高分子物质维持的物料空间结构的支撑力时，就会带动这些大分子物质空间结构的扩展变形并最终导致物料的质构变化。食品物料中所含的水分通常有四种存在形态：自由态、发面吸附态、结合态和胶体吸润态。虽处于结合态和胶体吸润态的水含量不高，但因与物料内的物质呈氢楔缔合，结合较为紧密，若对其施加外力影响，就可能通过其对与之结合的物料分子产生影响，物料的膨化主要是通过对这部分水施加作用得以实现的。
3.影响膨化动力的因素
膨化动力的产生不仅取决于水分在物料中的形态和结合性质，也与水分的含量密切相关。从理论上讲，物料含水量越大，可能产生的蒸汽量也就越大，膨化动力越强，对膨化的效果影响也越大。但物料所含水分过量时，会影响膨化正常实现，其原因是：
（1）过量的水分其大部分往往是自由态和表面吸附态的水，它们很难取代或占据结合态和胶体吸润态水分分子原有的空间位置，这部分间隙水往往不在密闭气体小室中，很难成引起物料膨化的动力。
（2）在外部供能时过量的水分与物料其他组分相互间的约束力弱，较易优先汽化、占有有效能量，影响膨化效应。
（3）过量的水分会导致物料内吸润态胶体区域的不适当扩大，造成物料在增压段过度升温，其中的部分淀粉已提前糊化或部分蛋白质已超前变性，反而阻碍了膨化。
（4）含过量的水分的物料即使经历膨化过程，其制品也会因成品含水量偏高而回软，失去膨化制成品的应有的口感和风味。
因此，在膨化前，必须确定物料的适度含水量，以保证最佳膨化效果。此外，由于水分在物料中的分布差异和水分与物料之间的结合差异，物料在膨化过程中还存在一定的湿度梯度。不同的湿度梯度会造成膨化动力产生时间上的差异和质量的不均匀性，影响到膨化质量。所以，物料必须具备均匀的含水条件，以利于膨化动力的均匀发生。
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