JPH07255385A

JPH07255385A - 蛋白ペレットとその製造方法及び蛋白成形品とその製造方法

Info

Publication number: JPH07255385A
Application number: JP5547694A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Nagai; 光男永井; Kiyotaka Imai; 清隆今井; Takaaki Mizuno; 孝昭水野; Yoshinori Tokugawa; 善範徳川; Bunro Tsuda; 文朗津田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は蛋白ペレットとその製造方法及び蛋
白成形品とその製造方法に関し、特に、植物性蛋白を主
成分とする有機質材料から射出成形機、インフレ装置、
押出成形機に使用される蛋白ペレットを製造し、この蛋
白ペレットを用いて蛋白成形品を得ることを目的とす
る。【構成】本発明による蛋白ペレットとその製造方法及
び蛋白成形品とその製造方法は、植物性蛋白を主成分と
する有機質材料が溶融固化されて膠化体状の蛋白ペレッ
ト７とされ、この蛋白ペレット７が成形加工されること
によって蛋白成形品とされる構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛋白ペレットとその製
造方法及び蛋白成形品とその製造方法に関し、特に、植
物性蛋白を主成分とする有機質材料から射出成形機、イ
ンフレ装置、押出成形機に使用される蛋白ペレットを製
造すると共に、この蛋白ペレットを用いて蛋白成形品を
得るための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、植物性蛋白を主成分とする有機質
材料を押出機を用いて処理する方法は一般的に良く知ら
れている。この処理方法は、植物性蛋白を主成分とする
有機質材料を押出機に供給し、押出機内部で混練、加
熱、加圧し、押出機の先端に取り付けられた各種形状の
ダイを介して押出すものである。ここで得られる押出物
の形状は、ダイの種類あるいは形状により膨化物、粒状
物、シート状物、紐状物等となる。この押出物は、その
ままの形状で乾燥された物、粉砕された粉体物、蛋白繊
維だけの抽出物等の形態にされ、ハム、ソーセージ、ハ
ンバーグの主原料、増量剤等として用いられている。こ
のように、植物性蛋白を主成分とする有機質材料の押出
物のその後の用途は限定的なものであった。

【０００３】また、従来の蛋白成形品の製造方法とし
て、熱プレスなどを用いた蛋白原料の成形方法があり、
例えば、特開平５−３９４２４号公報で示唆されてい
た。これは、蛋白原料に水および可塑剤又は保湿剤を添
加し、この混合物を金型内に入れ、これを加熱しながら
プレスで圧縮し、一定時間後に金型の冷却を行いプレス
を開放して金型を開いて成形物を取り出す方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の植物性蛋白を主
成分とする有機質材料を押出機を用いて処理する従来の
技術では、用途範囲に限界があり、自由な形状とするこ
とは不可能であった。また、押出機で押出し加工された
蛋白を蛋白ペレットとしてもう一度射出成形機、インフ
レ装置、押出成形機で再加工処理して成形した実用化例
は無かった前述の蛋白成形品の製造方法の技術では、金
型内で蛋白の可塑化が行われるため、成形物を得るまで
に時間がかかり生産性が悪かった。また、蛋白が可塑化
されるためには金型が１００℃以上に加熱されることが
必要であり、その後、成形物の発泡防止、固定化のため
に金型が冷却されなければならず、そのためにエネルギ
ー効率が悪かった。さらに、蛋白の可塑化が金型内で行
われるので、複雑な形状の金型による成形が困難であつ
た。

【０００５】本発明は、蛋白の成形形状の範囲を広げる
ために、植物性蛋白を主成分とする有機質材料から射出
成形機、インフレ装置、押出成形機で処理できるペレッ
トを製造すると共に、この蛋白ペレットを用いて蛋白成
形品を得るようにした蛋白ペレットとその製造方法及び
蛋白成形品とその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による蛋白ペレッ
トは、植物性蛋白を主成分とする有機質材料が溶融固化
され、粒状の膠化体に形成されている構成である。

【０００７】さらに詳細には、前記有機質材料は、添加
物が混合された植物性蛋白を主成分とする有機質材料よ
りなる構成である。

【０００８】さらに詳細には、前記有機質材料は、粗蛋
白質が５０重量％以上含有されている構成である。

【０００９】本発明による蛋白ペレットの製造方法は、
植物性蛋白を主成分とする有機質材料と該有機質材料中
の粗蛋白質に対して３０〜１００重量％の水と同じく３
０〜８０重量％の可塑剤及び保湿剤とを配合された原料
が、スクリュウ式押出機に供給され、該押出機において
摂氏１００〜１６０度の温度に加熱された状態で溶融混
練され、摂氏８０〜１３０度の温度で押出されて粒状に
造粒され、摂氏２０〜１００度の温度で含水率１０〜３
０重量％に乾燥される方法である。

【００１０】本発明による蛋白成形品は、請求項１〜３
のいずれかに記載された蛋白ペレットが成形加工された
構成である。

【００１１】本発明による蛋白成形品の製造方法は、請
求項１〜３のいずれかに記載された蛋白ペレットが成形
加工装置に供給され、摂氏１００〜１６０度の温度に加
熱されて可塑化溶融され、成形金型に射出されあるいは
成形ダイより押出されて成形加工される方法である。

【００１２】

【作用】本発明による蛋白ペレットとその製造方法にお
いて、押出機内部で加熱混練され溶融された植物性蛋白
を主成分とする有機質材料がダイより発泡しない温度で
押出され、この押出物はカッター装置でカットされ透明
な蛋白ペレットとなる。この蛋白ペレットは乾燥機で乾
燥される。これにより、蛋白ペレットは保存性、搬送性
に優れたものとなる。

【００１３】また、本発明による蛋白成形品とその製造
方法においては、成形加工装置内部で可塑化溶融された
蛋白ペレットが蛋白成形品に成形加工される。従って、
蛋白ペレットを用いることにより、極めて安価に強靭で
柔軟な蛋白成形品を連続的に製造することができる。ま
た、従来の押出機、射出成形機等の成形加工装置を用い
るため、連続的、安定的に処理することができ、均質な
特性の蛋白成形品を製造することが可能である。

【００１４】

【実施例】以下、図面と共に本発明による蛋白ペレット
とその製造方法及び蛋白成形品とその製造方法の好適な
実施例について詳細に説明する。まず、蛋白ペレットと
その製造方法について述べる。図１は、本発明による蛋
白ペレットの製造方法の一実施例を示す概略図である。
図１において、周知の押出機１はスクリュウ（図示せ
ず）を有するシリンダ１Ａ及びダイホルダ１Ｂからな
り、この押出機１のダイホルダ１Ｂにはダイ１Ｃが設け
られている。このダイ１Ｃの直後には、カッター装置２
が設けられ、その下流側には乾燥機３が設けられて蛋白
ペレット７を製造するよう構成されている。

【００１５】

【実験例】本実験例の押出機には周知の日本製鋼所製
（ＴＥＸ３８Ｆ；スクリュウ外径３８mm、Ｌ／Ｄ＝２
０）の二軸押出機を用い、有機質材料として粉末状分離
大豆蛋白「不二製油（株）製造フジプロＳＥ（ＣＰ：
９０％）」を用いて押出しを行なった。押出機１に粉末
状分離大豆蛋白を、１０kg／ｈで、グリセリン５０部、
水５０部の混合液体を８kg／ｈで混合してシリンダ１Ａ
内に供給し、スクリュウでシリンダ１Ａの先端に送り、
シリンダ１Ａにより加熱しながら溶融混練を行い、ダイ
ホルダ１Ｂを通してダイ１Ｃから溶融した大豆蛋白を押
出し、それと同時にカッター装置２で造粒して蛋白ペレ
ット７を製造し、続いて乾燥機３で乾燥した。スクリュ
ウは混練部分に周知のリバーススクリュウ及びニーディ
ングスクリュウを組み合わせた形状とし、１５０rpmで
回転させ、シリンダ１Ａは大豆蛋白などの供給部から押
出機先端に向けて各シリンダセグメント（図示せず）の
加熱温度を２０℃、１１０℃、１３０℃、１００℃に設
定した。このような運転において、シリンダ１Ａの先端
における材料温度は１２５℃、圧力は３〜４kg／cm²で
あった。製造した蛋白ペレット７を乾燥機３により温度
４０℃で３時間乾燥した。乾燥処理後の蛋白ペレットの
含水率は約２０重量％であった。以上の操作により、蛋
白を主成分とする有機質材料が溶融固化されて粉状の膠
化体に形成された蛋白ペレットを得ることができた。ま
た、前記粉末状分離大豆蛋白１００部に硫酸アンモニ
ア、尿素、過リン酸石灰及び塩化カリを各５部の割合で
混合し、この混合物を１０kg／ｈで供給し、上記と同様
の操作により蛋白ペレットを得ることができた。

【００１６】このようにして得られた蛋白ペレットの成
形性を確認するために、周知の射出成形機（日本製鋼所
製：Ｊ７５Ｅ）を用いて成形を行なった。この射出成形
機のシリンダの各シリンダセグメントの温度をホッパー
側からスクリュウ先端に向けて１２０℃、１３０℃、１
６０℃、１６０℃に設定した。また、金型温度は６０℃
に設定した。この時、ホッパー側から２つ目までのシリ
ンダセグメントの温度を高くするとサージングが起こ
り、計量が行えなくなった。また、蛋白の流動性が樹脂
程良くないため金型温度は高い方がよく、その分だけ金
型冷却時間を長くする必要があった。その結果、黄褐色
の透明な大豆蛋白の蛋白成形品を連続的に射出成形して
得ることができた。

【００１７】また、周知のインフレ装置（スクリュウ径
４０mm、Ｌ／Ｄ＝２４）を用いて前記蛋白ペレット７の
成形性を確認した。用いたダイは、ノズル外径４０mm、
ギャップ１.５mmで、前記インフレ装置のシリンダ温度
およびダイ温度をホッパー側からダイ先端に向けて１４
０℃、１４０℃、１４０℃、１３０℃、１３０℃に設定
し、スクリュウは１５rpmで回転させた。この時、ダイ
圧力は２２〜２５kg／cm²を示した。この結果、厚み３
０μｍまでの黄褐色の透明な大豆蛋白のフィルムを得る
ことができた。

【００１８】また、本発明による蛋白ペレット７におい
ては、有機質材料に含有される植物性蛋白が加熱溶融さ
れた後、可塑化可能な粒状の膠化体に固化される。有機
質材料が可塑性を有する粒状の膠化体に形成されている
ことにより、射出成形機、インフレ装置、押出成形機等
の成形加工装置に容易に供給され、成形加工装置におい
て加熱溶融され成形加工される。植物性蛋白としては、
大豆蛋白、小麦蛋白、とうもろこし蛋白等がペレット化
の対象とされ、これらの中の１種類あるいは２種類以上
を配合されたものが有機質材料とされる。

【００１９】本発明における有機質材料は、各種の物質
を添加されることにより、均質に混合された可塑化可能
な粒状の膠化体に固化される。添加される物質として
は、おから、米糠、ふすま、澱粉、糖類等の植物性有機
質材料、カゼイン、魚粉、骨粉等の動物性有機質材料、
栄養素、肥料成分等の化学物質、防虫剤、農薬等の薬
品、色素等があり、成形製品の用途あるいは要求される
機能に応じて必要な物質が適量添加される。本発明にお
ける有機質材料は、粗蛋白が５０重量％以上含有される
ことにより、加熱溶融された後、充分に可塑化可能な粒
状の膠化体に固化される。粗蛋白の含有率は高いほど成
形性に対する適正が高いが、５０重量％より低くなる
と、均質な溶融状態とは成り得ず、充分に可塑化可能な
均質な膠化体状にはならない。

【００２０】本発明による蛋白ペレット７の製造方法に
おいては、有機質材料は、その粗蛋白質に対して３０〜
１００重量％の水が配合されることにより、押出機内に
おける流動性が確保されると共に加熱混練による溶融可
塑化が容易に行われ、同じく粗蛋白質に対して３０〜８
０重量％の可塑剤及び保湿剤が配合されることにより、
ペレット化すなわちダイ１Ｃからの押出しが容易になる
と共に蛋白ペレット７の可塑性を向上させ成形製品の艶
を向上させ、有機質材料に水、可塑剤及び保湿剤を適量
配合された原料は、スクリュウ式押出機１に供給されて
摂氏１００〜１６０度の温度に加熱され混練されること
により、容易に溶融可塑化され、その後摂氏８０〜１３
０度の温度に冷却されることにより、押出機先端に設け
られたダイ１Ｃからストランド状に容易に押出され切断
されて粒状に造粒され、摂氏２０〜１００度の温度で含
水率１０〜３０重量％に乾燥されることにより、熱劣化
すなわち焦げ状態のない透明性を有する粒状の膠化体に
固化された保存性及び搬送性に優れた蛋白ペレット７が
得られる。水の配合率が３０重量％より低くなると、有
機質材料の流動性が確保されず溶融可塑化が不十分にな
ると共に熱劣化が起こりペレット化が困難になり、１０
０重量％より高くなると、押出し時に水の吹き出しが起
こりペレット化が不可能になる。

【００２１】可塑剤及び保湿剤の配合率が３０重量％よ
り低くなると、蛋白ペレットの可塑性が損なわれ、８０
重量％より高くなると、成形品の強度を低下させると共
に成形時に蛋白ペレット７の食い込みが悪くなりサージ
ング現象すなわち射出量あるいは押出量が脈動する現象
が起こり安定した成形が行えなくなり、さらには蛋白ペ
レット７の乾燥処理に長時間を必要とする。可塑剤及び
保湿剤としては、両方の機能を有するグリセリン、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、保湿剤のソル
ビトール、マンニット等があり、両方の機能を有するも
のは単独で使用可能であり必要に応じて２種類以上が混
合されて使用される。

【００２２】原料の溶融混練時の温度が摂氏１００度よ
り低くなると、有機質材料は充分に溶融可塑化されず、
摂氏１６０度より高くなると、熱劣化が起こり可塑性が
損なわれ、共に後工程の成形加工装置において充分な可
塑化溶融が行えず成形加工が行えない。原料の溶融混練
時の温度は、好ましくは圧力１〜５kg／cm²において摂
氏１１０〜１６０度である。原料の押出し温度が溶融混
練状態のままで摂氏１３０度より高くなると、発泡現象
が起こり蛋白ペレット７に造粒できなくなり、摂氏８０
度より低くなると、原料の流動性が低下して押出しが困
難になる。押出しが困難になると、押出機先端部手前の
原料の圧力が上昇し、それに伴って原料の温度が上昇
し、有機質材料に熱劣化が起こる。原料の押出し時すな
わち押出機先端部における温度は、好ましくは圧力２〜
１０kg／cm²において摂氏８０〜１２０度、さらに好ま
しくは摂氏８０〜１００度である。蛋白ペレット７の乾
燥温度が摂氏１００度より高くなると、有機質材料に熱
劣化が起こり、摂氏２０度より低くなると、乾燥処理に
長時間を必要とする。蛋白ペレット７の乾燥温度は、好
ましくは摂氏２０〜８０度、さらに好ましくは摂氏２０
〜６０度である。

【００２３】蛋白ペレット７の乾燥後の含水率が１０重
量％より低くなると、乾燥し過ぎて粉末化し易くなりペ
レット形状の保持が困難になると共に成形加工装置にお
ける可塑化溶融が困難になり流動性が低下して成形加工
が困難になり、３０重量％より高くなると、成形加工時
に発泡したり成形製品に気泡が混在したりする。蛋白ペ
レット７の乾燥後の含水率は、好ましくは１５〜２５重
量％である。本発明による蛋白成形品においては、材料
が有機質で構成されていることにより、特別な処理を必
要とせずそのままで容易に自然界に同化する生分解性製
品となる。

【００２４】本発明による蛋白成形品の製造方法におい
ては、成形加工装置に供給された蛋白ペレット７は摂氏
１００〜１６０度の温度に加熱されて可塑化されること
により、容易に溶融して流動状態となり、成形金型に射
出されあるいは成形ダイより押出されて成形加工される
ことにより、蛋白成形品として成形される。すなわち、
射出成形機により成形金型に射出されることにより、所
望の形状の成形製品に成形され、インフレ装置により成
形ダイから押出され延伸されることにより連続したフィ
ルムに成形され、押出成形機により成形ダイから押出さ
れることにより、断面形状が一定のあるいはシート状の
連続した成形品に成形される。蛋白ペレット７の温度が
摂氏１００度より低くなると、蛋白ペレット７が充分に
可塑化溶融されず、摂氏１６０度より高くなると、熱劣
化し、ともに均質な可塑化溶融状態が得られず流動性が
低く成形加工が困難になり、成形品も不完全なものとな
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明による蛋白ペレットとその製造方
法及び蛋白成形品とその製造方法は以上のように構成さ
れているため、次のような効果を得ることができる。 (1) 蛋白を主成分とする有機質材料を可塑性を有する
蛋白ペレットとすることにより、有機質材料の新たな用
途が大幅に拡大し、射出成形機、インフレ装置、押出成
形機等の成形加工装置による成形加工が可能になった。 (2) 蛋白を主成分とする有機質材料を可塑性を有する
蛋白ペレットとすることにより、有機質材料の取扱いが
容易になり、流通性、生産性が向上した。 (3) 蛋白を主成分とする有機質材料を可塑性を有する
蛋白ペレットとすることにより、この蛋白ペレットを可
塑性材料として、従来の合成樹脂材料と同様に、射出成
形機、インフレ装置、押出成形機等の成形加工装置によ
り種々の形状の成形製品あるいはフィルムが成形される
と共に、均質な成形製品あるいはフィルムが連続的かつ
効率的に大量生産されることが可能になった。 (4) 蛋白を主成分とする有機質材料を原料として可塑
化成形される成形製品あるいはフィルムは、澱粉等の他
の有機質材料と異なり蛋白が耐水性を有することによ
り、水分と接触する用途にもそのままで使用することが
可能である。 (5) 蛋白を主成分とする有機質材料を原料として可塑
化成形される成形製品あるいはフィルムは、使用後に廃
棄物とされても、本来の有機質材料の性質により、生分
解性材料として徐々に分解し無公害な状態で自然界に完
全に回帰する。例えば、野菜、花等の苗の容器として使
用すれば、容器に入ったそのままの状態で土地に植付け
ることが可能であり、容器は徐々に分解して土に同化す
ると共に苗の養分となる。この容器が肥料成分あるいは
農薬を添加された蛋白ペレットで成形されておれば、容
器の緩慢な分解により、徐々に肥料成分あるいは農薬が
溶け出して苗の成育を助け、病菌あるいは害虫による被
害を防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蛋白ペレットとその製造方法に適
用する二軸押出押出機を示す構成図である。

【符号の説明】

１押出機２カッタ装置３乾燥機７蛋白ペレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者徳川善範広島県広島市安芸区船越南１丁目６番１号株式会社日本製鋼所内 (72)発明者津田文朗広島県広島市安芸区船越南１丁目６番１号株式会社日本製鋼所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】植物性蛋白を主成分とする有機質材料が
溶融固化され、粒状の膠化体に構成されていることを特
徴とする蛋白ペレット。
【請求項２】前記有機質材料は、添加物が混合された
植物性蛋白を主成分とする有機質材料であることを特徴
とする請求項１記載の蛋白ペレット。
【請求項３】前記有機質材料は、粗蛋白質が５０重量
％以上含有されていることを特徴とする請求項１または
２記載の蛋白ペレット。
【請求項４】植物性蛋白を主成分とする有機質材料と
該有機質材料中の粗蛋白質に対して３０〜１００重量％
の水と同じく３０〜８０重量％の可塑剤及び保湿剤とを
配合された原料が、スクリュウ式押出機(１)に供給さ
れ、該押出機(１)において摂氏１００〜１６０度の温度
に加熱された状態で溶融混練され、摂氏８０〜１３０度
の温度で押出されて粒状に造粒され、摂氏２０〜１００
度の温度で含水率１０〜３０重量％に乾燥されることを
特徴とする蛋白ペレットの製造方法。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載された蛋
白ペレット(７)が成形加工されて構成されていることを
特徴とする蛋白成形品。
【請求項６】請求項１〜３のいずれかに記載された蛋
白ペレット(７)が成形加工装置に供給され、摂氏１００
〜１６０度の温度に加熱されて可塑化溶融され、成形金
型に射出されあるいは成形ダイより押出されて成形加工
されることを特徴とする蛋白成形品の製造方法。