JPS62138178A - 食品の押出加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、食品の押出加工分野において、特に、良材と
して好ましい食感を有する繊細状集合組織を有する新し
い食品を製造するための方法及び装置に関するものであ
る。

（従来の技術） ペットフード、飼料及びスナック食品等の加工に使用さ
れる押出機は、プラスチックの成形又は混線等に使用さ
れている１軸又は２軸の押出機が流用されている。これ
は、材料を加熱しながら混線、剪断、加圧等の加工をし
て、溶融材料をダイから定量ずつ押出すという機能が略
同−であることになる。

第１３図ｆｌ）　ｆ２）　（３１を参照して現在食品加
工用とし２て用いられている技術を概説する。

すなわち、第１３図（１）において、スクリュ２を内蔵
するシリンダ１の先端にアダプタ３を介してグイプレー
ト４を取付け、ダイプレート中には取外可能なダイ５が
嵌入されている。押出機内で加熱・混練・熔融・流動化
された材料は、アダプタ・ダイを通して圧送され、ダイ
出口で大気圧下に除圧・開放されると同時に材料中の水
著気が蒸発し、押出材料は粗多孔性乾燥食材となる。ダ
イスの穴形状を第１３図（２）のよ・うに各種の加工を
することによって種々の断面をもった製品が作れる。又
、第１３図（３）のようにダイプレート４゛に複数の穴
を加工し、その各々に嵌合するダイ５°を挿入し各種形
状のダイス部分のみを取替使用することもできる。

又、アダプタを取除いてグイプレートを直接シリンダ先
端に取付ける方法もある。

この従来の技術はダイ通過中の材料の配向作用によって
材料の流れ方向に配向し、繊維状組織が形成されるが、
元来その組織化を主目的としたものではな（、配向組織
化は不十分で粗大気孔体となるものであった。

（発明が解決しようとする問題点） このような問題点は、成形ダイに材料流動距離が長いロ
ングダイを用いることによりある程度解決できる。

すなわち、第１４図から第１６図で示す如く、スクリュ
６を内蔵したシリンダ７のヘッドにブレーカプレート８
といわれる多孔板を内包するヘッドアダプタ９を介して
ｌ：］ンダグダイ１が取付けられた構成とされている。

アダプタ９は加熱冷却が可能とされており、ロングダイ
１０は通常、長手軸方向に数分割されて長さが長短調節
自在であるとともに、各分割部毎に冷水循環によって急
速冷却されるよ・うにされている。

また、ロングダイ１０は第１５図、第１６図で示す如く
冷却水孔１１を有する固定ダイ１０Δと可動ダイ１０Ｂ
とからなり、調整ボルト１２で可動ダイＩＯＢを調整す
ることで板状の流路厚みが外部より調節可能とされたも
のもある。

このロングダイ方式は、現在主に植物蛋白材料を溶融配
向させた緻密な組織化食品（例えば、鶏肉の組織に憤た
もの）の製造加工用として研究開発されている。

すなわち、溶融加熱された材料は押出機先端部から押出
されブレーカプレート部８でその流れを軸方向に整流さ
れてアダプタ９内流路を経てロングダイ１０に入る。ロ
ングダイ１０内で材料はダイ開口の■み方向に速度分布
をもった剪断力を受は乍ら進行する為、長手方向に配向
Ｌ２ながら冷却され、配向が固定してダイ出口の材料は
、繊維状又は面配向積層状の組織を有する食材となる。

なお、食品材料に含まれる多量の水分は押出機内で蒸気
化するが、ロングダイ１０内での材料の流動抵抗内圧に
よって気泡発生が抑えられた状態で冷却凝縮する為、ダ
イ出口から水茎気が噴出することなく、又、材料微細気
泡の緻密な構造となる。

しかしながら、このｌ：］ングダイ方式ではダイ内材料
の流動特性上、層状剪断速度勾配となるため、繊維状配
向効果は期待することはできない。

本発明は、食感の優れた組織体を得ることを目的として
、多数の整列した繊維集合体からなる組織を有する食材
を製造することを目的とするものである。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明が前述目的を達成するために講じる技術的手段の
第１の特徴とするところば押出機内の溶融された食品材
料を多孔ダイを介して押出加工する方法において、 多孔ダイを出た直後に、押出される多数のひも状材料を
冷却流体で直接冷却しつつ延伸し、該材料を集束して任
意の断面に規制しながら引取ることにある。

更に、本発明でば押出機内の溶融された食品材料が多孔
ダイを介して押出加工されるものにおいて、 押出機本体、多孔ダイ、冷却延伸器および絞り成形ダイ
の各ユニットが押出材先端で材料押出方向に順次連結さ
れていることを第２の特徴とするものであり、又、本発
明の第３の特徴は前述の第２の特徴に加えて前記絞り成
形ダイに１＆続されて冷却延伸器内でのひも状材料の延
伸と引取りのための引取機が設けられていることを特徴
とするものである。

（実施例と作用） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述する。

第１図において、２０ば押出機であり、シリンダ２１と
この中に設けられたスクリュ２２とからなり、投入され
た材料を加熱、混練して熔融材料として押出加圧するも
のであり、シリンダ２１の外周にはヒータ２３が設けら
れている。

２４は多孔ダイであり、ダイ本体２５とこれに内蔵され
たダイプレート２６よりなり、前記シリンダ２１の先端
側にアダプタ２７を介して気密（水密）状として連結さ
れている。

ダイ本体２５及びアダプタ２７の外周にはヒータ２８．
２９がそれぞれ設けられており、ダイプレート２６には
第２図で示す如く、同心円状の等ピッチ配列で多数の円
孔で示ずダイ孔３０が形成されている。

３１は冷却延伸器であり、内部に冷却室３２を有し、該
冷却室３２にそれぞれマニホルド３３．３４を介して冷
却用流体の入口管３５及び出口管３６が設けられ、多孔
ダイ２４の先端に水密（気密）状として連結されている
。

前記冷却室３２はその径が多孔ダイ２４における最外孔
列外径よりも大きなものとされ、この冷却室３２に水、
食用油あるいは気体等の冷却用流体が外部から循環され
るようになっている。

すなわち、冷却用流体は入口管３５から供給され、マニ
ホルド３３で均圧化されて送入開口３３Ａから円周方向
から均一に流入され、多孔ダイ２４から出た直後のひも
状材料３７に直接接触されてこれを冷却した後、排出開
口３４八、マニホルド３４を介して出口管３６にｉ盾環
されるようされている。

この場合、ひも状材料３７の冷却は、大気圧以上で押出
機先端材料圧より小さい圧力をもった流体によってなさ
れ、好ましくは材料３７の含有する水蒸気圧力以上とさ
れる。

３８は絞り成形ダイであり、冷却延伸器３１の先端に気
密（水蜜）状に連結されており、内部は材料入口側は滑
らかな曲面とされた導入路３９とされ、これに続くラン
ド部４０を有して材料流路が形成されており、外部には
ジャケット４１を有して入［］管４２及び出口管４３を
介して冷却水がジャケット４１に導入出可能とされてい
る。

ランド部４０は実質的に製品断面形状と同じ穴形状を有
する一定長の平行開口部とされており、冷却延伸器３１
によって冷却されたひも状材料３７を集束して任意の断
面に規制するものである。

４４は引取機であり、絞り成形ダイ３８に後続して設け
られており、該ダイ３８の出口より押出成形された材料
４５を押出速度より速い速度で引取るものであり、こわ
７によって、ひも状祠ネ′１３７を延（巾するとともに
導入路３９にて集束するものである。

本実施例でしＪ゛引取１８４４Ｌｌ駆ｊｌ！Ｊｌ　ｌ：
ｌ−ラ４６と従動ローラ４７とにわたって平板状のエン
ドレスヘル１−４８を掛張させ、挟め面側に押えガイじ
４９を設！ｊでなる一ト下一対のものを組合せてなり、
駆動ｉ：７−ラ４６を無段変速機（（Ｊのモータ等よる
駆動源を介して駆動させるよ・うにされている。

また、第４図で示す如く材ｒ１４５、すなわち製品と略
同−形状のトレッド５０を有するキャタピラゴム５１を
エンドレスにつないだキャタピラ形の引取機４４とする
こともできる。

以上の基本実施例においては、押出機２０の溶融材料が
多孔ダイ２４によってひも状材料３７として押出され、
多孔ダイ２４を出た直後においζひも状材料３７が冷却
用流体によｚ′ｌｌ直接冷却され一つつ延伸され、絞り
成形ダイ３８によって集束して任意の断面に規制しなが
ら引取られることになる。

第５図、第６図は多孔ダイ２４の他の実施例であり、ダ
イ軸心の前後に孔を有しない円鎮状突、１１部５２を設
けたものであり、こればよれば、材＊■が流れ易く隼中
流の７４゛じ易いダ・イ中央部の流れをｌＦ、′ｌ囲に
分散さ・）１″て各ノ、少゛イ孔３０から均等（２，７
）目１が押出きれること心こなる。

第７図じｔ多孔ダイ２４の入口側を加熱ゾ・−ンとなし
、出口側を冷却ゾーンとと７たちのであり、加熱ゾーン
のダ・イ本体２５＾には熱媒ジャゲット５３が、冷却ゾ
ーンのダイ本体２．Ｊには冷媒ジ）・ケソＩ・５４がそ
れぞれ区内形成され°Ｃおり、各ダイ本体２５Ａ。

２５Ｂの重合端面にば断４を祠５５が設げられている。

第８図は多孔ダイ２４のダイ本体２５が入「１側と出Ｌ
Ｊ側において−・体構造とされ、入口（…すＣ：″、熱
媒ジャケット５３が、出口側に冷媒ジャゲ７）５４がそ
れぞれ区画形成された実施例である。

第７図、第８図のいずれの実施例でも多孔ダ・イ２４の
入口側が加熱ゾ・−ンとされ、出Ｄ　１ｌｌｌが冷却ゾ
ーンとされてひも状材料３７として押出するときの温度
調整（制御）が可能とされているのであり、第７図の如
く分離グイ構造としてその接合面に断熱材５５を設りた
ものでは温度制御がよりシビアにすることが可能となる
だけでなく各ゾーン長を長短自在のように種々変更組合
−Ｕすることもできることになる。

更に、多孔ダイ２４はダイ本体２５とグイプレート２６
を一体構造とすることもできるが、第９図で示す如くダ
イ本体２５にグイプレー１・２６をダイ軸方向一端から
挿脱自在に嵌挿することもでき、これによれば、各種の
ダイ孔配置とグイ孔形状のものを交換できる。

更に、多孔ダイ２４に関してシ：［、第１２図で示す如
く、多管式熱交換器形とすることも可能であり、この場
合はグイの温度制御がよりシビアでかつ材料への熱伝導
がより効果的に行える。

すなわち、第１２図乙こおいて、円筒ケーシング５５の
両端に端板５６が固着されており、この端板５６間にダ
イ孔３０となるパイプ材５７を互いに平行でパイプ月間
にスキマ５８を有して固着したものであり、スキマ５８
に対して冷媒又は熱媒を人口管５９により導入せしめ、
ＩＩＪ　ｒＸｌＸｌ管上０排出するようにされている。

従って、パイプ材５７の中を矢示の如く材料がひも状と
されて押出される過稈で冷媒文机１熱媒で温度制御され
ることになる。

また、第１２図に示した構造の多孔ダイ２４において、
中間仕切板６１を第１０図に示す如く設しすることによ
り、スキマの前部を加熱ゾーンとなし７、後部を冷却ゾ
ーンとすることができる。

更に、多孔ダイ２４として材料の加熱を効果的に行なう
場合には、上述した外部加熱式、多管式ｔハ交換器形の
他εこ第１１図で示す構成に従・）こともぐきる。

ずなわら、第１１図に示す如く半導性セラミ’）クス抵
抗体製多孔ダイ２４に不要リード線６３を介し２て直接
通電発熱させる自己加熱方式（この場合は全外表面に絶
縁性セラミックスコ・−ティングされる）か、抵抗発熱
線６２埋込形セラミツクス製多孔ダイ２４に通電発熱さ
せる自己発熱方式か、抵抗発熱線埋込形不要金属製多孔
ダイに絶縁セラミックスコーティングをしたもの等々が
採用できる。

なお、Ｊ−述においては、押出機２０は２軸間方向回転
形押出典を示している、２軸異方向回転形押出機或いは
単軸押出機等も使用できる。

更に、第１図の基本構成においてはアダプタ２７、多孔
ダイ２４、冷却延伸器３１および絞り成形ダイ３Ｂは水
平方向に配置されているＩＪれども、アダプタ２７の部
分で方向を変えて多孔ダイ２４以降を垂直力向に配置さ
・けることもできる。

このようにすれば、ｆｆｉ量の影響を受けないこととな
り、運転操作が容易となり、ひも状材料３７が冷却室３
２の壁面に接触して不都合の律しることが少なくなる。

なお、第３図、第４図でｂ；１製品４５の断面形状が円
形とされているが、これｉ；を欠＋ｊ形、二角形、楕円
形、星形等その他の断面形状にすることもできる。

（発明の効果） 本発明によれば次のような作用効果がある。

（１）溶融材料を多孔ダイ２４から多数のひも状材料３
７に押出した直後に、直接冷却用流体に接触させなから
押出速度より速い速度で引取ることによって、材料は配
向されながら効果的に冷却されて配ｌηが固定され、か
つ細径化とされる。

従って、多数の細繊維状Ｎ４料が容易にｊ′、すられる
。

（２）冷却流体を適宜加圧することによって、材料含有
水蒸気による材料の膨化が抑えられ、これは、冷却によ
る水茅気による凝縮とあいまって作用することから、材
料の粗気泡体化が抑えられ、緻密な組織となる。

（３）延伸細径化された繊維状のひも状材料は絞りダイ
３８内で東京されて合体され、製品断面形状と同じ開口
のダイランド部４０を通過することにより、更に、配向
作用を受けつつ冷却され、製品最終形状に賦形とされ、
１本１本の配向細繊維束が規則正しく配列した高度配向
組織体が得られる。

（４）多孔ダイ２４の温度を流れ方向に２区分し、出「
１例を冷却することによ、って多孔ダイ２４内で材料を
予備配向・固化させることができ、これによってその後
の冷却延伸器３１内でのひも状材料の延伸細径化がより
安定して行われる。

（５）製品引取機４４としてエンドレスベルト又はキャ
タピラ形引取機を用いるごとによって製品を無理なく把
持して冷ノ４１延伸器３１内での材料の延伸及び絞り成
形グイ３８からの材料の引出しが行・ねれる。

（６）多孔ダイ２４のダイ軸心上前後に材料通路のない
円錐状突起部５２を設けることによって、材料が流れ易
く隼中流の生じ易い中央部の流れを周囲に分散さゼて各
ダイ孔３０から均等に材料が押出される様にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本実施例を示す１ｕ１１断面図であ
り、第２図は第１図Ａ−Ａ線矢示図、第３図は第１図Ｂ
−Ｂ線矢示図、第４図は第３図の変形例を示す斜視図、
第５図は多孔ダイの他の例を示す側断面図、第６図は第
５図の正面図、第７図から第１２図はいずれも多孔ダイ
の変形例を示す側断面図、第１３図＋１）　（２１ｆ３
＋は従来例の押出機、ダイ形状等を示した断面図と説明
図、第１４図はロングダイ押出機の断面図、第１５図は
ロングダイを調整構造とした断面図、第１６図は第１５
図Ｃ−Ｃ線断面図である。 ２０・・・押出機、２］・・・シリンダ、２２・・・ス
クリュ、２４・・・多孔ダイ、３０・・・ダイ孔、３１
・・・冷却延伸器、３８・・・絞り成形グイ、４４・・
・引取機。 手紅εネＶＩｉ正書（方式） 昭和６１年３月１０日 昭和６０年特許願第２７８１７７号 ２、発明の名称 食品の押出加工方法及びその装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 食品産業エクストルージョンクツキング技術研究組合４
、代理人　◎５７７ 昭和６１年２月２５日 ６、補正の対象 ・図　面（第１３図） ７、補正の内容 （１）　　Ｍ書に添付図面中箱１３図を別紙の通り補正
する（内容に変更なし）。 ″＋６ ；゛゛、 （６１，３・７２＝’□

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）押出機内の溶融された食品材料を多孔ダイを介し
   て押出加工する方法において、 多孔ダイを出た直後に、押出される多数のひも状材料を
   冷却流体で直接冷却しつつ延伸し、該材料を集束して任
   意の断面に規制しながら引取ることを特徴とする食品の
   押出加工方法。
2. （２）ひも状材料の冷却は大気圧以上で押出機先端材料
   圧より小さい圧力をもった流体にて冷却することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の食品の押出加工方法
   。
3. （３）集束された材料は実質的に最終押出製品と同じ断
   面形状に規制されつつ一定時間冷却されて引取られるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の食品の押出
   加工方法
4. （４）多孔ダイ内の材料温度が少なくとも２ゾーンに分
   けて調節され、出口側温度を入口側温度よりも低温とす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の食品の
   押出加工方法。
5. （５）冷却流体が水、食用油あるいは気体であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の食品の押出加工
   方法。
6. （６）押出機内の溶融された食品材料が多孔ダイを介し
   て押出加工されるものにおいて、 押出機本体、多孔ダイ、冷却延伸器および絞り成形ダイ
   の各ユニットが押出機先端で材料押出方向に順次連結さ
   れていることを特徴とする食品の押出加工装置。
7. （７）押出機内の溶融された食品材料が多孔ダイを介し
   て押出加工されるものにおいて、 押出機本体、多孔ダイ、冷却延伸器および絞り成形ダイ
   の各ユニットが押出機先端で材料押出方向に順次連結さ
   れ、前記絞り成形ダイに後続されて冷却延伸器内でのひ
   も状材料の延伸と引取りのための引取機が設けられてい
   ることを特徴とする食品の押出加工装置。
8. （８）多孔ダイは材料入口側と出口側とに温度制御部を
   有しており、入口側が加熱で出口側が冷却の温度制御部
   とされていることを特徴とする特許請求の範囲第６項又
   は第７項のいずれかひとつの項に記載されている食品の
   押出加工装置。
9. （９）絞り成形ダイは材料導入路と実質的に製品断面形
   状と同じ開口のランド部とからなり、外部から冷却可能
   とされていることを特徴とする特許請求の範囲第６項又
   は第７項のいずれかひとつの項に記載されている食品の
   押出加工装置。
10. （１０）多孔ダイの軸心上前後に材料通過孔のない円錐
    状突起が設けられていることを特徴とする特許請求の範
    囲第６項又は第７項のいずれかひとつの項に記載されて
    いる食品の押出加工装置。