JPH0445158B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は食品の押出加工方法及びその装置に関
する。

（従来の技術） 従来の食品押出加工方法及びその装置に関して
は、第１３図に示すものが周知である。この従来
の食品押出加工装置は、シリンダ５０とスクリユ
５１とで主構成され、シリンダ５０の一端に食品
原料供給口５２を有し、シリンダ５０の先端に成
形ダイス５３を設け、シリンダ５０の外周部に加
熱ヒータ５４を設けた単純な装置であつた。この
成形ダイス５３は例えば第１４図に示すように、
多数の孔５５を有するものであり、この多孔ダイ
ス５３は、細棒、ひも棒の製品を多数条押出すも
ので、ダイス５３の前にカツタを設けて円柱状の
製品を作ることができる。

第１５図に示すものも同様に、ひも状製品の多
数個取りを可能とするものであるが、各１孔毎に
ダイ５６が取替可能な嵌込式になつている。更に
ダイス５３に入る前の材料の流れを均一化する為
のガイド用スペーサ５７が設けられている。

第１６図に示すように、ダイ５６を一穴丸孔、
長方形（板状）孔、又は円筒孔等に加工すること
により、棒状（ひも状）、シート状及びチユーブ
（パイプ）状の製品を得ることができる。更に、
ダイ形状を異形状とすることにより、ひし形、星
形、その他比較的単純な断面形状の製品の押出し
が可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来の食品の押出加工方法及びその装置に
おいては、供給口５２から供給された食品原料
を、スクリユ５１で搬送しつつ、加熱、圧縮、粉
砕、混練等の何らかの加工を加え、流動性の高い
状態で成形ダイス５３から流動押出しして種々の
断面を持つた製品を連続成形するものであつた。

ところで、食品原料は一般に多水分材料であ
り、このような水分材料を加熱、加圧後、ダイス
５３を通して大気圧下に押し出すと、材料中の水
分による水蒸気圧により、製品はかなり発泡膨化
して粗い気泡体になるという問題があつた。そこ
で、稠密固体状の製品を得ようとして、無理にダ
イス抵抗を増してダイ内圧力を上げても、材料が
圧縮固化して詰りが生じてしまう為、連続押出し
不能となり、所望の稠密固体状の製品を得ること
ができなかつた。

そこで、本発明は、稠密固体状の食材を連続し
て押出成形することができる食品の押出加工方法
及びその装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明の方法の特徴
とするところは、押出機とその先端に設けたダイ
スにより食品材料を押出成形する方法に於いて、
押出機のシリンダの出口で流動性を保持した食品
材料をダイス内に圧入し、ダイス通過中に該材料
の固化を実質的に完了させると共に、該ダイスの
ダイ孔内面と食品材料表面間に潤滑剤を供給して
押出す点にあり、その装置の特徴とするところ
は、シリンダの出口で流動性を保持した食品材料
をシリンダの出口に設けられたダイス内に圧入し
て押出成形する食品押出加工装置において、 前記ダイスには、ダイ孔を通過する間に食品材
料を固化するに必要な温度に加熱又は冷却する固
化部が設けられ、かつ、ダイスのダイ孔の少なく
とも一部又はダイ孔の直前に、ダイ孔内面と食品
材料表面間に潤滑性を付与する物質を圧入する潤
滑剤圧入部が設けられた点にある。

（作用） 本発明によれば、供給口からシリンダ内に供給
された食品材料は、スクリユでダイス側に搬送さ
れつつ、加圧、加熱、混練処理される。この食品
材料はシリンダ出口まで流動性を保持しており、
該流動状態で成形ダイス内に圧入される。ダイ孔
を通過する間に、該材料は固化部により、固化す
るに必要な温度に加熱又は冷却され、ダイ出口で
は材料は実質的に膨化しない状態となる。すなわ
ち、材料はダイ孔の圧力下で流動し乍ら次第に固
化する為、材料の膨化が生じず稠密になる。ダイ
孔で材料が固化されると、ダイ孔内面に圧接しな
がら移動する所謂、栓流動現象が生じ、その押出
抵抗が非常に大きくなるが、本発明ではダイスに
潤滑材圧入部が設けられており、該圧入部から固
化した食材表面とダイ孔内面間に潤滑剤が圧入さ
れる為、連続滑動が可能となり、詰まりが生じる
ことなく連続押出成形することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。

第１図に示すものは、本発明の第１実施例であ
り、同図において、１は食品押出加工機のシリン
ダであり、該シリンダ１の一端部に食品原料を供
給する供給口２が設けられ、他端部の先端面に成
形ダイス３が取付けられている。シリンダ１には
食品材料を搬送、圧縮、混練するスクリユ４が回
転自在に挿通されている。シリンダ１の外周部に
加熱ヒータ５が設けられている。

前記成形ダイス３にはシリンダ１と同心のダイ
孔６が貫通して設けられており、該ダイ孔６はシ
リンダ１の内孔から成形品形状の断面孔に至るテ
ーパー状のアプローチ７と、製品形状とほぼ同じ
断面を有するランド８から成る。ランド８は、図
中ｌで示す様に製品が棒状の場合はΦD径の円柱
穴の長さｌの部分であり、ほぼ製品断面形状と同
じ形状の孔で、実質的に対面間の間隔が長手方向
に一定を保つ部分をいう。本発明では、製品断面
積又は製品外径ΦDに対してランド長ｌを長く
し、ランドｌの少なくとも一部、図例では入口寄
りに潤滑ライナ９が設けられ、後続するランド残
部は平滑面を有する通常のランドライナ１０とさ
れている。

上記潤滑ライナ９の外周には油溜１１が設けら
れて潤滑剤が潤滑ライナ９に浸透し易くしてい
る。油溜１１には外部配管１２を通じて調整され
た油量／油圧で潤滑剤が定量圧入される。しかし
て、外部配管１２、油溜１１、潤滑ライナ９等か
ら潤滑剤圧入部１３が構成されている。

上記ダイス３には外部加熱冷却器１４が設けら
れ、ダイ孔６を通過する食品材料を固化するに適
当な温度に制御される。この外部加熱冷却器１４
やダイ孔６等から固化部１５が構成されている。

ダイス３の出口側前方に、抵抗調節機１６が設
置されている。この抵抗調節機１６は、例えば図
示の様に、ほぼ製品形状に近い断面形状を有する
上下一対の弾性クローラ１７，１７を有する。

上記本発明の第１実施例によれば、供給口２か
らシリンダ１内に供給された食品原料は、フイー
ドスクリユ４で搬送されつつ、圧縮、加熱、混練
等の加工を受け、適切な温度と流動性をもつてダ
イ孔６に入り、固化部１５により圧力下で固化温
度に達して順次ダイランド８を進行し乍ら固化し
てゆく。そして、ダイランド８の適当な位置に設
けられた潤滑ライナ９により、材料の周囲から潤
滑剤が極薄膜状に圧入されて固化材料とランド８
の壁面との固着及び高摩擦力を防止緩和し、適切
な摺動抵抗で固化物が連続して押出される。

ダイ孔６から出た固化製品は抵抗調節機１６を
介して引取られる。すなわち、弾性クローラ１
７，１７の上下一対にて製品を挟持しクローラ１
７，１７の駆動系統にブレーキ作用を与えるか、
或いはスリツプクラツチを介して正方向にドライ
ブを与えるかによつてダイス内（特に固化前の材
料）の材料にかかる背圧を調整して運転条件を最
適にコントロールできる。

尚、前記潤滑剤としては食用油等、食品として
不都合を与えないものであれば特に問題なく使用
できる。また潤滑ライナー９としては、多孔質セ
ラミツク、多孔質焼結合金等が使用できる。

第２図は、本発明の第２実施例を示し、潤滑ラ
イナ９をアプローチ７に設けたものである。また
アプローチ７部分又はシリンダ１先端部に材料圧
力計１８を設けて、ヘツド圧力を検出し、これと
ダイ出口下流に設けた抵抗調節機１６とを連動さ
せることによつて常にヘツドの背圧を一定に保
ち、運転条件を定常化させ、品質の一定化を図つ
ている。

第３図は、本発明の第３実施例を示し、潤滑ラ
イナによる潤滑剤注入の代りに、ランド８の入口
部に円周方向環状スリツト１９を設け、該スリツ
ト１９から潤滑剤を圧入するものである。すなわ
ち、ダイランド８の途中に中間ダイ２０を設け、
潤滑剤圧入用連結管２１と連通する環状半円マニ
ホールド２２及び、それに連通した環状スリツト
１９を設けたものである。マニホールド２２と環
状スリツト１９はダイ軸心に対して偏心した環状
とし、スリツト１９の先端はダイ孔６に開口して
いる。これにより、潤滑剤はダイ孔６周囲に均等
に薄膜状に圧入される。この第３図に示すもの
は、第２図に示すようにアプローチ部に設けるこ
とも可能である。

第４図に示すものは、本発明の第４実施例であ
り、潤滑ライナの代りに中間ダイ２３を設け、中
間ダイ２３内に連通管２４と連通する環状円形マ
ニホールド２５及びそれに連通する環状スリツト
２６をダイ孔６に軸心に対して偏心して設け、ス
リツト２６をダイ孔６に開口させたものである。
そして、中間ダイ２３は円形マニホールド２５の
中心で２つ割とされている。スリツト２６の開口
部からダイ出口のランド８は図示ｔのすき間だけ
ダイ孔６が径を大きくして、ΦD＋αとされてい
る。

この第４図のものは、第３図に示すものと同
様、潤滑剤の圧入にも使用できるが、更に別の目
的として自己潤滑性を有する他の食品原料を圧入
して同時２層成形も可能となるものである。この
場合、所望の外層材料厚さに応じてｔ（Ｄ＋α）
を決定し、更に、材料によつて中間ダイ２３、マ
ニホールド２５、スリツト２６等の形状は別途決
定される。

第５図に示すものは、本発明の第５実施例であ
り、食品材料の水分が多い場合に使用されるシリ
ンダ１の構造を示す。すなわち、シリンダ１の中
途部にはベントロ２７が開設され、該ベントロ２
７に脱気パイプ２８が接続され、該パイプ２８に
は真空計２９、調節弁３０及び真空ポンプ３１が
介在されている。

供給口２から供給された過度の水分をふくんだ
材料は、加熱、圧縮され、含水分は気化してベン
トロ２７から脱気される。このように、シリンダ
１の中途部で、脱水調整することにより、膨化防
止がより効率よく行える。

第６図に示すものは本発明の第６実施例であ
り、含水量が更に多い場合に使用されるシリンダ
１の構造を示し、ベントロ２７の手前に脱水シリ
ンダ３２を設けたものである。すなわち、脱水シ
リンダ３２は、脱水ライナ３３、シリンダ本体３
４及びカバー３５から主構成され、脱水ライナ３
３は多孔板状円筒、長手方向スリツト入ライナ、
或いは連続多孔質のセラミツクス、焼結合金、又
は硬質プラスチツクス等が用いられる。この脱水
シリンダ３２は、物理的圧搾作用により最初に脱
水することで、その後の水蒸気脱水をより効果的
に行うものである。

上記第５，６図に示すように、少なくとも材料
がダイ孔６に入る前に、原料の水分を除去調整す
ることにより、より稠密な固体状の食材を得るこ
とができる。また、このように、ダイ孔６に入る
前に水分を調整して、固化せずかつ成形性を保持
する範囲内で出来るだけ固化に近い状態で材料を
加熱又は冷却することにより、ダイス内での固化
をより短時間で行なえ、かつダイ孔６の長さを短
縮できる。

第７図に示すものは、本発明の第７実施例であ
り、材料がダイ孔６に入る前に、その流れを均一
化するようにしたものである。

すなわち、シリンダ１の先端とダイス３との間
に加熱ブロツク３６が介在されている。この加熱
ブロツク３６内には加熱体３７が内蔵されてい
る。この加熱体３７と加熱ブロツク３６及びダイ
ス３は、図示省略の絶縁層によつて電気的に絶縁
されている。前記加熱体３７は、セラミツク抵抗
発熱体で作られ、電極３８を経て外部電源から通
電により自己発熱し、加熱体３７内に形成された
複数の材料通路３９を通過する材料を加熱する。
この材料通路３９の内面は、第８図に示すよう
に、電気絶縁性のセラミツクコーテイング４０か
ら施されている。

上記材料通路３９は、第９図１に示すように平
行多孔板形状、同図２に示すように同心多層円筒
形状、同図３に示すようにハニカム形状（四角
孔、六角孔等）等が可能である。

このように、シリンダ１内で必要な程度の加熱
後、多数の材料通路３９を有し伝熱面積の大きい
加熱体３７を材料が小断面積に分かれて通過する
ように構成すれば、急速に均一大容量加熱でき
る。また加熱体３７そのものが自己発熱する為、
効率よく均一加熱する。

更に、セラミツクス使用により加熱体３７自体
の耐熱、耐食、耐摩耗性が有効に利用でき、かつ
賦形性がよい為、所望の形に加工することができ
る。そして、特に、加熱体３７の通路３９形状に
よる材料の整流効果が大であり、ダイス３への材
料流入が均一化して成形性が向上するとともに材
料の配向効果による製品の食感改良にも役立つ。

第１０図に示すものは本発明の第８実施例であ
り、前記加熱ブロツク３６とダイス３間に、冷却
ブロツク４１を介在させることにより、効果的な
成形温度への降温と、材料の過熱による不具合の
防止を行うようにしたものである。

この冷却ブロツク４１は、冷却ジヤケツト４２
内への熱媒油、温水等による温度コントロール、
及び外部ヒータによる適温加熱も可能である。冷
却ブロツク４１内の冷却路４３は、第９図１，２
及び第１１図、第１２図に示すような複数細分流
路形状が可能であり、効率よい冷却、適温化効果
を有すると共に、その整流機能により、上記の加
熱体３７と同様の成形性改善効果及び食感改良効
果が発揮される。

尚、前記セラミツク抵抗発熱体として、所望の
ある温度で比抵抗が急激に上昇する。いわゆる
PTC特性を有するもの、例えばBaTiO₃（半導体
チタン酸バリウム）を用いれば、ある所望以上の
温度に発熱すると、急激に抵抗が増してそれ以上
の昇度が防止できる為、安全、並びに運転操作面
でも都合がよい。

上記の如く、ダイ孔６流入前に材料の流れを均
一に整流することにより、ダイ孔６内での固化が
より均一になり運転の安定及び品質の向上が図れ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、稠密固体状の食材を連続して
押出成形することができるという効果を発揮する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜１２図は本発明の実施例を示し、第１３
〜１６図は従来例を示すものであり、第１図は第
１実施例の断面図、第２図は第２実施例の断面
図、第３図は第３実施例の断面図、第４図は第４
実施例の断面図、第５図は第５実施例の断面図、
第６図は第６実施例の断面図、第７図は第７実施
例の断面図、第８図は材料通路の拡大図、第９図
は同通路の各種形状を示す横断面図、第１０図は
第８実施例を示す断面図、第１１及び第１２図は
冷却路形状を示す断面図、第１３図は断面図、第
１４図はダイスの形状を示す正面図、第１５図は
ダイスの断面図、第１６図はダイ孔の形状を示す
一部断面斜視図である。 １……シリンダ、３……ダイス、６……ダイ
孔、８……ランド、１３……潤滑剤圧入部、１５
……固化部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 押出機とその先端に設けたダイスにより食品
   材料を押出成形する方法に於いて、押出機のシリ
   ンダの出口で流動性を保持した食品材料をダイス
   内に圧入し、ダイス通過中に該材料の個化を実質
   的に完了させると共に、該ダイスのダイ孔内面と
   食品材料表面間に潤滑剤を供給して押出すことを
   特徴とする食品の押出加工方法。 ２ ダイス通過中に食品材料を個化させて押出す
   に際し、ダイス出口側で個化材料の押出方向に正
   又は負の抵抗を付与することにより、押出機先端
   部とダイス間の材料流動圧を調整して押出すこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の食品
   の押出加工方法。 ３ 潤滑剤として、自己潤滑剤を有する他の食品
   材料を用いて同時２層成形を行うことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の食品の押出加工
   方法。 ４ シリンダの出口で流動性を保持した食品材料
   をシリンダの出口に設けられたダイス内に圧入し
   て押出成形する食品押出加工装置において、 前記ダイスには、ダイ孔を通過する間に食品材
   料を個化するに必要な温度に加熱又は冷却する個
   化部が設けられ、かつ、ダイスのダイ孔の少なく
   とも一部又はダイ孔の直前に、ダイ孔内面と食品
   材料表面間に潤滑性を付与する物質を圧入する潤
   滑剤圧入部が設けられたことを特徴とする食品の
   押出加工装置。 ５ ダイスの出口側において、個化材料の押出方
   向に正又は負の抵抗を付与することにより、押出
   機先端部とダイス間の材料流動圧を調整する抵抗
   調節機が設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項に記載の食品の押出加工装置。 ６ 抵抗調節機は、ダイス出口の個化材料を把持
   して引き出す一対の弾性クローラを有することを
   特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の食品の
   押出加工装置。