JPH0675493B2 - 食品押出成形機の注液装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は食品押出成形機の注液装置に係り特に連続的か
つ均一な注液を可能にした注液装置に関する。

例えばお菓子等の食品押出成形機では一般にバレル内に
スクリュを嵌合した軸を一軸或いは複数軸を配設してこ
の軸を回転させ、一軸の場合バレル内壁とスクリュとの
間で催かな隙間を保ちながら回転させ、そして複数軸の
場合スクリュ同志を噛合或いは非噛合状態にしてバレル
内壁との間で僅かな隙間を保ちながら回転するようにし
て構成していた。このような構成においてコーンスター
チや小麦等の澱粉類および或いは肉や魚類等の食材をバ
レル内に導入し、細く砕いたりつぶしたりそして加圧お
よび加熱することにより粒状或いは粉状に粉砕しさらに
煉成しこれを小孔から押出し食品に成形していた。

この場合スクリュとしては主に移送および圧縮を目的と
するスクリュ形状或いは混煉を目的とするスクリュ形
状、さらに或いは破砕を促進するスクリュ形状等それぞ
れ目的の異なる形状が組合され使用されていた。食材は
これらのスクリュとバレル内壁ならびに複数軸のスクリ
ュとスクリュとの間に強く押圧されることにより、混煉
や破砕そして加熱加圧されて食材は炊く或いは蒸す等の
α化のための加工が加えられる。この食材のα化促進の
ための重要な要素として食材への加水および加熱の問題
がある。

食材に水を供給すると粘性は高まり粘性が高まると圧力
は増加し加熱の場合温度上昇が見込まれる。即ち食材に
圧力を加えて加熱すると一気圧毎に沸点温度は約10℃上
昇し、通常100℃で沸騰するものも100℃以上の加熱が可
能になり、さらに水分が食材間の伝熱媒体になってより
良い加熱効果を期待することができる。

α化された澱粉（α澱粉）は天然澱粉（β澱粉）に比較
して水で膨張する力は強く消化酵素の作用を受け易くい
わゆるうま味がある。このα澱粉を高温の状態で急速に
15％以下の水分率に脱水乾燥するとβ澱粉化しない。こ
のようなα澱粉は水や温湯を加えるのみで加熱すること
なく直ちに食することが可能なため、乾燥飯や即席もち
或いは乳幼児用食品等に広く使用されている。このよう
に食材の加工即ち澱粉のα化を促進するには加水は重要
な要素である。

上記した乾燥α澱粉製造の際食材に対する不必要な加水
は余分の水分を脱水しなければならず、余分な食材への
加熱乾燥が必要になってコストを高くしていた。このた
め食品押出成形機の注液装置としては食材への加水量を
制御する機能が必要である。さらに食品押出成形機とし
て食材を加工する場合最も適した温度と圧力そして水分
率を制御する必要があり、場合によっては高圧に加圧さ
れた食材への加水を必要とする場合もあり注液装置とし
ては高圧の加水機能も必要である。

〔従来技術〕

ここで従来の注液装置を備えた食品押出成形機の一例を
第３図により述べる。先づ食品押出成形機11はベース12
上に複数のバレル13A、13B、13C・・・13Nが一体的に取
付けてあり、その内部にはベース12の図において右方に
設けた不図示の駆動部により回転される軸14の外周に、
移送或いは混練等の各種作業を目的とした複数のスクリ
ュ15が組合せの上嵌合されている。右側のバレル13Aの
上部には食材（図示せず）の導入を受けるホッパー16が
設けられており、ホッパー16はフイーダ17から一定量の
食材が供給されるようになっている。なおバレル13B、1
3C・・・13Nは耐圧性を有している。

右から２番目のバレル13B以降のバレル外周にはこれを
冷却或いは加熱するための複数の熱交換器18B、18C・・
・18Nが取付けてあり、各バレルの温度は各バレルに設
けた温度センサ19B、19C・・・19Nと自動温度調節計
（図示せず）により任意に制御し得るようになってい
る。先端のバレル13Nの端面には小孔20を有するダイ21
が固着されている。

注水装置31として上方を開口しかつ内部に水を貯えたタ
ンク32はその下面から開閉弁33と計量ポンプ34そして逆
止弁35が直列になってバレル13Aのフランジに開口した
孔22に接続されている。

このような機構において食品を成形するには、駆動部に
より軸14を介してスクリュ15を回転駆動させると共にフ
イーダ17からホッパー16を通してバレル13A内部に食材
を導入する。導入された食材はスクリュ15により移送混
練加圧破砕そして加熱されながらバレル13A、13B、13C
・・・13N内を左進し、この間α加工がなされてダイ21
の小孔20から押出される。食材がバレル13A等内を進行
しているときバレル13Aの孔２からタンク32内の水が計
量ポンプ34により加圧されて注入される。

計量ポンプとしては注水場所によってバレル内の圧力が
高圧であるため通常歯車ポンプやピストンポンプが使用
されており、これらのポンプは水を加圧注水するとき吐
出圧および吐出水量は衆知のように変動、すなわち脈流
現象が発生する。特に少量の水を注水する場合、断続的
な注水であって食材を毎時20kgかつ、10％加水の条件で
押出加工する場合、注水量は毎時2kgであり水の比重を
１とすると毎時2lすなわち毎秒微小な0.56ccの注水量で
あって、ピストンポンプ等ではピストンの圧縮工程にの
み液体が吐出され断続的な注水となり連続かつ均一な食
材への注液は不可能であった。したがって、第３図に示
す従来装置の場合、すなわち、計量ポンプ34の下流側に
細管からなる注水管36が接続されている場合、ポンプ吐
出量が変動すると、この変動は、注水管36内では解消さ
れず、注水量が変動する結果となっている。

〔発明の目的〕

本発明はこのような欠点を解消したもので、その目的
は、脈流現象の少ない微量な水でも高圧下で連続的に注
水することを可能にした食品押出成形機の注水装置を提
供することにある。

〔発明の要点〕

本発明における食品押出成形機の注液装置は、水等の液
体を貯えるタンクと、このタンク内の液体を加圧して放
出する計量ポンプと、液タンク内の液体の放出を許容あ
るいは阻止すべく前記計量ポンプに直列接続された開閉
弁と、前記計量ポンプの下流に接続された注水管とから
なる食品押出成形機の注液装置において、前記注水管が
液溜め機能を有する太管部と絞り機能を有する細管部と
からなり、かつ、前記太管部と前記タンクとの間にリリ
ーフ弁を設けたことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下本発明について一実施例を示した第１図により説明
する。食品押出成形機11は従来例である第３図において
既に説明したので新たな説明は省略する。

注液装置41は内部に水等の液体を貯えたタンク32とタン
ク32から液体の放出を許容あるいは阻止するとともにそ
の量を調整すべく絞り機能を有する開閉弁42と、液体を
加圧して放出する計量ポンプ34とその下流に接続された
注水管43と逆止弁35とから構成され、逆止弁35は食品押
出機11のバレル13Aの孔22に接続されている。そして注
水管43はアキュムレータ機能すなわち液溜め機能を有す
ると共に計量ポンプ34の圧力変動があっても、この変動
を吸収するための比較的大径の太管部44と、連続かつ均
一に注水するため絞り機能として例えば内径0.7mmで1m
長さあるいは内径1mmで3m長にし細管部45とからなって
いる。計量ポンプ34の吐出側の太管部44とタンク32との
間にはリリーフ弁46が設けてある。

なお開閉弁42はタンク32と計量ポンプ34との間に設けた
が、開閉弁42は計量ポンプ34と太管部44との間あるいは
太管部44と細管部45との間あるいは細管部45と逆止弁35
との間あるいは逆止弁35と孔22との間のいづれに設けて
もよ。い 次に前述した実施例の動作を説明する。先づタンク32に
水等の液体を貯える。この場合通常は不図示の電磁弁等
を介して水道直結で給水し、不図示の液面制御素子での
電磁弁の開閉を制御することにより定量の水を貯える。
続いて開閉弁42を開いた後計量ポンプ34を運転すると、
タンク32内の水は開閉弁42から流出し計量ポンプ34によ
り加圧され注水管43と逆止弁35を通ってバレル13A内に
注水される。このとき計量ポンプ34から吐出される高圧
の水は太管部44で受けながら蓄えられると共に計量ポン
プ34による突出圧変動は吸収され均一な水圧となる。次
いで細管部45により絞られて断続することなく連続かつ
均一になって逆止弁35を通って孔22に流出する。また、
リリーフ弁46を調節することにより太管部44の内圧を任
意の一定圧力に設定することができるため、この太管部
44の内圧を変化させて注水量を可変に調節することがで
きる。

第２図は本発明における他の実施例の要部を示し前述し
た第１実施例では液体の流量を開閉弁およびリリーフ弁
46により調整していたが、この例では細管部を交換する
ことにより行っている。すなわち注液装置51はタンク32
から計量ポンプ34とこれに続く大管部44の下流に直径あ
るいは長さ、または直径、長さ共異なる例えば３本の細
管部52Aないし52Cを並列に接続しその下流ち開閉弁53A
ないし53Cをそれぞれに接続し、その下流を一本に合流
させてさらにその下流に逆止弁35が接続されている。

そして注液量の調整は細管部52Aないし52Cのいづれか１
本あるいは複数本を選びその下流の開閉弁53Aないし53C
を開くことにより巾広い調節が可能である。リリーフ弁
46はこの場合計量ポンプ34から送られた余分な液体をタ
ンク32に戻す働きをする。逆止弁35は逆流の恐れのない
場合は不要であるがバレル13A等の圧力が高い場合は必
要である。なお前述の説明では液体として水を例にした
がシロップ類やその他の味付液体も注入可能であること
はいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明における食品押出成形機の注液装置は以上説明し
たように、液体を貯えたタンクから開閉弁と計量ポンプ
そして注水管とを直列に配置して食品押出成形機のバレ
ルに接続し、その注水管は液溜め機能を有する太管部と
絞り機能を有する細管部とを直列に接続した。

従って計量ポンプとして吐出水圧と吐出水量に変動のあ
るポンプが用いられても太管部でアキュムレータ的機
能、すなわち液溜め機能を有すると共に水圧の変動を吸
収し均一な高圧の水を貯えながら細管部から連続かつ均
一にその下流へ液体を供給する。これにより従来のよう
に断続的な注液は解消される利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一部を断面した側面図、第２図は本発
明の他の実施例における要部系統図、第３図は従来例の
一部を断面した側面図である。 32……タンク、34……計量ポンプ、 42……開閉弁、43……注水管、 44……太管部、45……細管部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 俊雄 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (56)参考文献 特開 昭59−82035（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水等の液体を貯えるタンクと、このタンク
   内の液体を加圧して放出する計量ポンプと、液タンク内
   の液体の放出を許容あるいは阻止すべく前記計量ポンプ
   に直列接続された開閉弁と、前記計量ポンプの下流に接
   続された注水管とからなる食品押出成形機の注液装置に
   おいて、 前記注水管が液溜め機能を有する太管部と絞り機能を有
   する細管部とからなり、かつ、前記太管部と前記タンク
   との間にリリーフ弁を設けたことを特徴とする食品押出
   成形機の注液装置。