JPH084488B2 - 二軸エクストルーダーによる加工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 本発明は高水分原料等の二軸エクストルーダーによる
加工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
を作動させ、二軸エクストルーダー内で加工処理された
被処理物を吸引圧送すると共に、ポンプの回転数を調節
して二軸エクストルーダー内の圧力を制御することによ
りポンプから圧送される被処理物の圧送量を一定とした
後、これに各種添加物を添加し、更に、ホモジナイザー
によって混合均質化させて、これを冷却ロングダイに圧
送して冷却させながら吐出させ、安定した吐出量の製品
が得られ、しかも、添加物の加熱による変質などない高
水分原料等の二軸エクストルーダーによる加工方法なら
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、高油脂分等の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をコントロー
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、魚肉と添加物とを処理して組織化する新規な蓄
肉様の組織化された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
部から構成されているが、魚肉、添加物等の原料をフィ
ー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
に互いにかみ合って同軸方向に回転する二つのスクリュ
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、このバレル１内の一つのスクリ
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。従っ
て、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ずる。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来る場合があ
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、高油脂分等の食品原料を二軸エクスト
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良好な組織化物が得
られないことから、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
徐冷されるが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。

また、二軸エクストルーダーは高温高圧の条件下高水
分、高油脂分等の食品原料が加工処理されるため、この
原料中に調味料等の各種添加物を添加して加工処理する
と、得られた製品の味覚の低下、色相の劣化、物性の変
化等製品の品質劣化が避けることはできない。また、変
質防止剤の添加も考えられるが、食品衛生上の問題が生
ずるという問題があった。

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、具体的には、魚介
類等の高水分若しくは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調節し、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、また、添加物の
熱による変質のない組織化された食品が得られる二軸エ
クストルーダーによる加工方法ならびに装置を提案す
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、高水分、高油脂分等の食品原料
を二軸エクストルーダーにより加工処理し、冷却ロング
ダイから吐出させる際に、前記二軸エクストルーダーの
バレル内で加工処理された前記被処理物を前記バレル吐
出口に設けたポンプにより吸引圧送すると共に、前記ポ
ンプの回転数を調整してその圧送量を一定とし、次いで
前記ポンプと前記冷却ロングダイとの間の被処理物の通
路において前記被処理物に添加物を添加し、混合し均質
化して冷却ロングダイに供給し組織化することを特徴と
し、また、二軸エクストルーダーと、この二軸エクスト
ルーダーのバレル内で処理された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に添加
物を注入する添加物注入装置とこの注入装置から注入さ
れる添加物と前記被処理物とが混合され、均質化するホ
モジナイザーとこの均質化された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、また、高水
分原料等と各種添加物を二軸エクストルーダーに存在さ
せると添加物の風味かつ変質することに着目し、これに
適する加工処理条件を求めたところ、次の条件を満すこ
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送される被
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、 （３）各種添加物の添加を二軸エクストルーダーによる
加工処理後にすること、 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図は本発明の実施に用いられる一つの装置の要部
断面図であり、第２図は従来例の装置の説明図である。

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、17は被処理物通路、18は添加物注入装置、19は
モーター、20は添加物注入口、21は高速攪拌器、22はモ
ーター、23はホモジナイザーを示す。

まず、第１図の本発明を実施する際に用いられる装置
は、加熱加工処理される二軸エクストルーダーと、この
エクストルーダーのバレル１内で処理された被処理物を
結合ノズル10を介して吸引圧送するポンプ４とこのポン
プ４から圧送される被処理物通路17とこの被処理物通路
17には、添加物注入装置18から注入される添加物の注入
口20及びこの注入口20から注入された添加物と被処理物
とを混合均質化するホモジナイザー23とこのホモジナイ
ザー23で均質化された混合物を組織化し冷却吐出させる
冷却ロングダイ５とから構成されている。

以下、各工程について更に説明する。

二軸エクストルーダーのバレル１には２つのスクリュ
ー２とバレルダイ３とが設けられ、この２つのスクリュ
ー２は互いにかみ合って同軸方向に回転する先端が円錐
形状のものから形成され、その先端部分がバレルダイ３
より突出するように設けられている。また、バレルダイ
３はスクリュー２の円錐形部分とバレルダイ３との間の
間隙から被処理物が吐出されるように形成されたバレル
ダイノズル11が設けられ、このバレルダイノズル11の先
端部のバレルダイ吐出口12から被処理物が吐出されるよ
うに構成されている。

ポンプ４はバレルダイ吐出口12から吐出される被処理
物を吸引し圧送する機能を有するものであればよく、特
に制限されるものではない。具体例としては２つの回転
する歯車からなる簡単な構造のギヤーポンプがあげられ
る。

バレル１とポンプ４との接続はバレルダイ吐出口12と
ポンプ４の吸引口13とを結合ノズル10によって接合され
る構造のものからなり、この結合ノズル10はバレルダイ
吐出口12を囲むことができる大きさの径である管状のも
のから構成されている。

ポンプ４と冷却ロングダイ５との間には被処理物を冷
却ロングダイ５に圧送する被処理物通路17が設けられて
いる。この被処理物通路17にはモーター19で作動する添
加物注入装置18の注入口20とモーター22で作動する高速
攪拌器21を具えたホモジナイザー23が設けられ、ポンプ
４から圧送される被処理物に添加物注入装置18の注入口
20から注入される調味料等その他の添加物が被処理物通
路17内にて添加され混合されてホモジナイザー23で均質
化されると共に先端が絞られた被処理物通路17から冷却
ロングダイ５に圧送され、冷却ロングダイ５中に冷却さ
れながら圧送され吐出口９から吐出され組織化された食
品が得られるように構成されている。

また、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、冷却水７は冷却ロ
ングダイ５の吐出口９付近に設けられた冷却水給水口６
から給水され、排水口８から排水されるように構成され
ている。

以上、本発明の実施に用いられる一つの装置について
説明したが、更に各種食品原料を用いて二軸エクストル
ーダーにより加熱加工処理し、組織化物等の製品を製造
する方法について説明する。

例えば、魚介類等の高水分や大豆等の高油脂分等の食
品原料を常法によって二軸エクストルーダー内に供給す
る。このエクストルーダーのバレル１内では２つのスク
リュー２が同軸方向に回転し、原料等が加熱、混合、攪
拌、混練、圧縮等の加工処理が行なわれ、バレル１内を
バレルダイ３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により加圧されて被処理物通路17に導
入され、この通路で調味料、香辛料等所定の添加物が添
加され、ホモジナイザー23で均質化され、冷却ロングダ
イ５に圧送され、冷却されながら組織化され連続的に吐
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被処理物を吐出させることができ
る。

また、被処理物通路17に添加物の注入口20から加熱等
により変質する物質、例えば、調味料、着色剤、結合
剤、安定剤等の通常使用されている各種の添加剤や水等
の水分調整剤等を注入し、被処理物にこれらを添加し、
ホモジナイザー23によって混合し均質化すると共に先端
が絞られた被処理物通路17より冷却ロングダイに圧送さ
せると、冷却ロングダイにおいては、冷却水７によって
冷却され、吐出口９から添加物を添加した被処理物の組
織化物を連続的に吐出させることができる。

以上のように操作すると、高水分や高油脂分等の食品
原料から均一な品質の組織化物が常に安定した状態で得
られるという効果がある。また、添加物が加熱等により
変質する物質であってもエクストルーダーによる加工処
理後に添加するので何ら製品に影響を与えることなく均
一に添加することができ、風味良好な均質化され組織化
された食品が得られる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、高水分、高油脂分等
の食品原料を二軸エクストルーダーにより加工処理し、
冷却ロングダイから吐出させる際に、前記二軸エクスト
ルーダーのバレル内で加工処理された前記被処理物を前
記バレル吐出口に設けたポンプにより吸引圧送すると共
に、前記ポンプの回転数を調整してその圧送量を一定と
し、次いで前記ポンプと前記冷却ロングダイとの間の被
処理物の通路において前記被処理物の添加物を添加し、
混合し均質化して冷却ロングダイに供給して組織化する
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バレル内で処理された被処理物
を吸引圧送するポンプと、このポンプから圧送される被
処理物に添加物を注入する添加物注入装置とこの注入装
置から注入される添加物と前記被処理物とが混合され、
均質化するホモジナイザーとこの均質化された処理物を
冷却する冷却ロングダイとからなることを特徴とする。

従って、本発明によればポンプからの圧送量を調節す
ることにより被処理物が常に一定量を圧送することがで
きるため、添加物を被処理物に均一に添加混合すること
ができ、添加物を被処理物に均一に混合した組織化物を
冷却ロングダイより安定して連続的に吐出させることが
できる。

また、添加物の注入口がポンプと冷却ロングダイとの
間に設けているため、添加物が熱により影響を受けるも
のであっても添加物に熱がかからず、変質させることな
く、風味良好なすぐれた組織化された食品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いられる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、17……被処理物
通路、18……添加物注入装置、19……モーター、20……
添加物注入口、21……高速攪拌器、22……モーター、23
……ホモジナイザー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高水分、高油脂分等の食品原料を二軸エク
   ストルーダーにより加工処理し、冷却ロングダイから吐
   出させる際に、前記二軸エクストルーダーのバレル内で
   加工処理された前記被処理物を前記バレル吐出口に設け
   たポンプにより吸引圧送すると共に、前記ポンプの回転
   数を調整してその圧送量を一定とし、次いで前記ポンプ
   と前記冷却ロングダイとの間の被処理物の通路において
   前記被処理物に添加物を添加し、混合し均質化して冷却
   ロングダイに供給し組織化することを特徴とする二軸エ
   クストルーダーによる加工方法。
2. 【請求項２】二軸エクストルーダーと、この二軸エクス
   トルーダーのバレル内で処理された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に添
   加物を注入する添加物注入装置とこの注入装置から注入
   される添加物と前記被処理物とが混合され、均質化する
   ホモジナイザーとこの均質化された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。