JPH084487B2 - 二軸エクストルーダーの吐出方法ならびにその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は二軸エクストルーダーの吐出方法ならびにそ
の装置に係り、詳しくは、魚介類等の高水分、大豆等の
高油脂分の原料を冷却ロングダイを具えた二軸エクスト
ルーダーにより加工処理する際に、二軸エクストルーダ
ーと冷却ロングダイとの間のポンプの回転数を調整する
ことにより二軸エクストルーダー内の圧力を制御し、被
処理物を冷却ロングダイより連続的に安定して吐出させ
る二軸エクストルーダーの吐出方法ならびにその装置に
係る。

従来の技術 例えば、食品加工機械として二軸エクストルーダーは
一軸エクストルーダーに比べて操作条件や加工処理を行
なう原材料特性の面で自由度が高く、加工素材や加工処
理目的に対応してスクリューの組換ができ、また、高水
分、高油脂分の素材を含む原料でも加工処理することが
できるため注目されている。

この理由は二軸エクストルーダーは温度処理と機械処
理とを同時に行なう機能を有しているからである。すな
わち、移送、圧縮、混合、粉砕、混練、剪断、加熱、殺
菌、膨脹、成形などの工程を一つの装置により短時間に
処理する能力と製品のテクスチャーと食感のコントロー
ルする能力との両者をあわせてもっているからである。
例えば、魚肉すり身と添加物とを処理し組織化して新規
な蓄肉様の食品を製造する場合、二軸エクストルーダー
が用いられている。このエクストルーダーはフィーダ
ー、バレル、スクリュー、ダイ、ヒーター、冷却部から
構成されており、魚肉等の原料をフィダーから二軸エク
ストルーダーに供給すると、これら原料は回転するスク
リューで送られながらバレル、ヒーター内で圧縮、混
練、加熱等の処理を受けた後、例えば丸棒状等の各種形
状でダイから吐出されて組織化製品が得られるようにな
っている。

この二軸エクストルーダーについて更に説明すると、
第２図に示す如く、二軸エクストルーダーのバレル１内
には互いにかみ合って同軸方向に回転する一つのスクリ
ュー２が配設され、その先端にフクロナット16がバレル
ダイ３に近接し設けられ、バレル１内の二つのスクリュ
ー２で原料が混練、圧縮、加熱、冷却等を受けてフクロ
ナット16とバレルダイ３との間隙を経て、被処理物がバ
レルダイ３より吐出される構造からなっている。このた
め、バレルダイ３付近では被処理物が冷却されると、ダ
イ中で目詰り等が生じ、その結果、二軸エクストルーダ
ー内の圧力が変動し被処理物が連続的に吐出されず、間
欠的に吐出し、時には爆発的に噴出してフラッシュする
場合があり、吐出量を制御することができない等の問題
があった。

また、高水分若しくは高油脂分の原料等を二軸エクス
トルーダーにより処理する場合、二軸エクストルーダー
から吐出される被処理物を急冷すると被処理物がフラッ
シュする現象が生ずることから二軸エクストルーダーの
先端に冷却ロングダイを設けて徐冷する方法が提案され
ている。

しかし、この方法では冷却ロングダイ中で被処理物が
徐冷される冷却ロングダイの形、長さ等により、接触抵
抗に変化を生じ、二軸エクストルーダー内の圧力は常に
変動し、被処理物を連続的に安定して所定量吐出させる
ことができず、また、その品質もバラツキが大きいとい
う問題があった。

このような問題を解決する方法として例えば冷却ロン
グダイの前にブレーカープレート等を取付けて二軸エク
ストルーダー内の圧力変動を抑えることが提案されてい
る。しかし、この方法によっても二軸エクストルーダー
内の圧力変動を十分に抑えることが困難で必ずしも満足
できる方法とは云えない。

以上要するに、上記の如く従来例では冷却ロングダイ
を具えた二軸エクストルーダーにより高水分若しくは高
油脂分等の原料を高温高圧下で加工処理する新製品の開
発研究が行なわれているが、二軸エクストルーダー内の
圧力変動を防止する方法としては、冷却ロングダイの前
にブレーカープレートを設ける程度が提案されているに
過ぎない。

このため、高水分若しくは高油脂分等の原料を加工処
理して組織化物を得る如く、冷却ロングノズルを具えた
二軸エクストルーダーにより被処理物を安定して吐出さ
せる二軸エクストルーダーの吐出方法やその装置にいた
ってはまだ完成されたものは提案されていない。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記問題の解決を目的とし、具体的には、魚
介類等の高水分若しくは大豆等の高油脂分等の原料を二
軸エクストルーダー内部の圧力変動を制御し、冷却ロン
グダイより被処理物を連続的に安定して吐出させること
ができる吐出方法ならびにその装置を提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段ならびにその作用 すなわち、本発明は、二軸エクストルーダー内で加工
処理された被処理物を冷却ロングダイより吐出させる際
に、前記エクストルーダーと冷却ロングダイとの間に設
けた前記被処理物を吸引、圧送するポンプを設け、この
ポンプの回転数を調節し、前記エクストルーダー内部の
圧力を制御し、被処理物の圧送量を一定として冷却ロン
グダイより連続的に安定して吐出することを特徴とし、
また、二軸エクストルーダーとこの二軸エクストルーダ
ーの被処理物を吸引、圧送するポンプとこのポンプから
圧送される被処理物を冷却する冷却ロングダイとからな
ることを特徴とする。

そこで、本発明の構成たる手段ならびにその作用につ
いて更に説明すると、次の通りである。

本発明者等は冷却ロングダイを具えた二軸エクストル
ーダーにより高水分若しくは高油脂分等の原料を処理
し、得られた被処理物を冷却ロングダイにより徐冷して
組織化する場合、冷却ロングダイが長尺であり、かつ冷
却水等により被処理物を徐冷するため、冷却ロングダイ
と被処理物との接触抵抗が変化することに着目し、これ
に適する操作条件を求めたところ、次の条件を満たすこ
とが必要であることがわかった。

（１）二軸エクストルーダー加工装置内の被処理物量を
常に所定量存在するよう調整できること、 （２）二軸エクストルーダーの吐出口から移相される被
処理物を容易に移送され、かつ圧送量を調整できるよう
にすること、 等であった。

そこで、このような条件について研究を行ない、この
研究にもとづいて本発明は成立したものである。

以下、図面に従って本発明を説明する。

第１図は本発明の実施例の一つの装置の要部断面図で
あり、第２図は従来例の装置の断面図である。

符号１はバレル、２はスクリュー、３はバレルダイ、
４はポンプ、５は冷却ロングダイ、６は給水口、７は冷
却水、８は排水口、９は吐出口、10は結合ノズル、11は
バレルダイノズル、12はバレルダイ吐出口、13は吸引
口、14は圧送口、15は冷却ロングダイ入口、16はフクロ
ナットを示す。

まず、第１図の本発明の実施する際に用いられる装置
は、バレル１と冷却ロングダイ５との間にポンプ４を設
けた構造のものから構成されている。バレル１は内部に
２つのスクリュー２と端部にバレルダイ３とを具えた構
造のものからなり、このスクリュー２は互いにかみ合っ
て同軸方向に回転する先端部が円錐状のものから構成さ
れ、更に、その先端部がバレルより一部が突出させた構
造のものである。また、バレルダイ３はバレル１の端部
において、バレルが円錐状のスクリュー２の先端を覆う
よう、しかも、ノズルを形成する間隙を有するような構
造のものである。ポンプ４はバレル１内から吐出される
被処理物を吸引し、圧送するポンプであれば特に制限さ
れるものではなく、例えば２つの回転する歯車からなる
ギヤーポンプがあげられる。バレル１とポンプ４とはバ
レル１のバレルダイノズル11の先端のバレルダイ吐出口
12とポンプ４の吸引口13を結合ノズル10を介して接続さ
れており、この結合ノズル10はバレルダイの吐出口12か
ら吐出される被処理物をポンプ４で吸引できる管状体か
らなっている。冷却ロングダイ５はダイの周囲を冷却水
７によって冷却される構造のものからなり、この冷却水
７は冷却ロングダイ５の吐出口９付近から導入され、排
水口８から排水される。冷却ロングダイ５とポンプ４と
はポンプ４から被処理物を圧送される圧送口14と冷却ロ
ングダイ入口15とが配管により接合されている。

以上説明した二軸エクストルーダーのバレル１とポン
プ４と冷却ロングダイ５とから構成された装置により例
えば高含水系若しくは高含油系の食品原料と添加物等を
二軸エクストルーダーのバレル内に供給し、２つのスク
リュー２を回転させると、順次加工処理されて先端部に
送られてバレルダイ３からバレルダイ３とポンプ４との
接合部の結合ノズル10に吐出される。一方、ポンプ４を
作動させると、結合ノズル10内の被処理物はポンプ４に
よって吸引され、ポンプ４内に導入されると共にポンプ
４により加圧され、冷却ロングダイ５に圧送され冷却さ
れながら連続的に吐出口９から吐出される。

この場合、バレル１内の圧力が高い場合はポンプ４の
回転数を上げ、吐出量を多くする一方、圧力が低い場合
はポンプ４の回転数を下げて吐出量を少なくする等のポ
ンプ４の回転数を調整することによって冷却ロングダイ
５の内部圧力を自由に制御することができる。

このようにポンプの回転数を調整すると、バレルダイ
の被処理物の目詰りや突沸等が防止でき、また、冷却ロ
ングダイ５と被処理物との接触抵抗が変化してもポンプ
の圧力によって圧送されるため、接触抵抗の影響等を受
けることなく安定して連続的に被処理物を吐出させるこ
とができる。

実施例 第１図に示す本発明に係る装置を用いて大豆蛋白を原
料とし、次の条件で組織化試験を行なった。

（Ａ）二軸エクストルーダー 末広鉄工所製α−50型 原料供給量 20kg/h バレル温度 140℃ スクリュー回転数 150rpm （Ｂ）ポンプ ダイキレ工業株式会社製ギヤーポンプ 回転数 30rpm〜300rpm （Ｃ）冷却ロングダイ 長さ 2000m/m 内径10m/m この結果、原料供給量に見合う量で連続的に被処理物
が安定して吐出し、得られた組織化物の形状及び品質は
優れたものであった。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明は、二軸エクストル
ーダー内で加工処理された被処理物を冷却ロングダイよ
り吐出させる際に、前記エクストルーダーと冷却ロング
ダイとの間に設けた前記被処理物を吸引、圧送するポン
プの回転数を調節し、前記エクストルーダー内部の圧力
を制御することを特徴とし、被処理物を冷却ロングダイ
より連続的に安定吐出させる方法である。また、二軸エ
クストルーダーとこの二軸エクストルーダーの被処理物
を吸引、圧送するポンプとこのポンプから圧送される被
処理物を冷却する冷却ロングダイとからなることを特徴
とするものである。

従って、本発明法を実施する際に用いられる装置は冷
却ロングダイの前に結合ノズルを介してポンプが二軸エ
クストルーダーに取付けられているため、ポンプを作動
させることによって二軸エクストルーダー内で加工処理
された被処理物はポンプにより吸引され、冷却ロングダ
イ中に圧送され、また、ポンプの回転数を調整すること
により冷却ロングダイの接触抵抗に関係なく二軸エクス
トルーダー内の圧力を自由に制御し、被処理物の圧送量
を一定として移送することができる。従って、冷却ロン
グダイより被処理物の組織化が連続的に安定して吐出さ
せることができ、被処理物の組織化物の品質も安定した
ものが得られる。

また、本発明の装置は二軸エクストルーダーと冷却ロ
ングダイの間に被処理物を吸引圧送するポンプを設けた
簡単な構造のものであるため、操作が容易であり、被処
理物の組織化物の所定量の吐出物が冷却ロングダイから
安定して得られる優れた画期的なものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例の一つの装置の要部断面図、第
２図は従来例の装置の説明図である。 符号１……バレル、２……スクリュー、３……バレルダ
イ、４……ポンプ、５……冷却ロングダイ、６……給水
口、７……冷却水、８……排水口、９……吐出口、10…
…結合ノズル、11……バレルダイノズル、12……バレル
ダイ吐出口、13……吸引口、14……圧送口、15……冷却
ロングダイ入口、16……フクロナット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二軸エクストルーダー内で加工処理された
   被処理物を冷却ロングダイより吐出させる際に、前記エ
   クストルーダーと冷却ロングダイとの間に設けた前記被
   処理物を吸引、圧送するポンプの回転数を調節し、前記
   エクストルーダー内部の圧力を制御し、被処理物の圧送
   量を一定として冷却ロングダイより連続的に安定して吐
   出することを特徴とする二軸エクストルーダーの吐出方
   法。
2. 【請求項２】二軸エクストルーダーとこの二軸エクスト
   ルーダーの被処理物を吸引、圧送するポンプとこのポン
   プから圧送される被処理物を冷却する冷却ロングダイと
   からなることを特徴とする二軸エクストルーダー加工装
   置。