JPS6265672A - 食品加工用押出機のヘツド装置 - 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、主に食品加−「に使用される押出機のヘッド
装置に関する。

（従来の技術） 例えば、ペットフート、飼料及びス→・・ツク食品等の
食品をす１率良く加圧する装置として、１本又は２本の
スクリュを包囲したシリンダの先端にダイ　（又は類似
機構）を設けて構成されたｌ軸又は２軸の押出機がある
。

この押出機のヘッド装置はダイの他に整流構造体として
のブレーカプレートを設けて、シリンダから押動されて
くる材料を整流しながらダイから押出すように構成され
でいる。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来のヘッド装置においては、ブレーカプレートの
略全面に材料流通孔が形成されており、繊維状の整流が
行なわれるが材＊２１の流動性が悪い場合には、ブレー
カプレートの一部、特に中央のみに流れが集中すること
があり、加工材ネｌの流れの不均一、滞留、温度ムラ等
の問題が発生ずる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、シリンダとダイとの間に配置される整流構造
体の内部に胴部とその前後の前後部円錐頭を有する中央
部を設け、この中央部の胴部と整流構造体の外周部との
間に環状群孔流路を、後部円錐頭と外周部との間に先細
り円錐流路を夫々形成し、材１’ｌを前部円錐Ｏｎで周
辺に均一分散して環状流にし、この環状流を一１多数本
に分化した後に再び環状流に戻すように構成することに
より、前記従来技術の問題点を解決できるようにしたも
のである。

即ち、本発明における問題解決手段の具体的構成の特徴
とするところは、スクリュ３を回転自在に包囲したシリ
ンダ２の先端とダイ４との間に整流構造体６を配置した
食品加工用押出機のへノド装置において、前記整流構造
体６はシリンダ２とダイ４との間に配置された外周部２
０と、この外周部２０の内部に形成されていて前後に先
端先細り状の前部円錐頭２５と後部円錐頭２６とを形成
した中央部２１とを有しており、前記中央部２Ｉの前後
部円錐頭２５．２６間の周部２４と外周部２０との間に
は胴部２４と同心に多数の孔を環状に配列した環状群孔
流路３２が形成され、前記後部円錐聞２６と外周部２０
との間には後方先細り状の円錐流路３３が形成されてい
る点にある。

（作　用） スクリュ３によってシリンダ２から整流構造体６へ押出
された加工材料は、中央部２１の前部円錐Ｗ４２５によ
って中央集中が阻止され、周辺へ略均−に分散されて環
状群孔流路３２へ流れ込む。環状群孔流路３２に流れ込
んだ材料は、番孔３４に分離され、番孔３４の流動抵抗
を受けて整流、配向作用を受ける。群化３４を通過した
材料はあたかも環状に配列した繊維の状態になって円錐
流路３３内に入り、この円錐流路３３が先細りであるが
故に繊維状材料は環状が縮小するように合流し、増速し
ながら更に整流、配向作用を受けながらダイ４から出る
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１．２図に示す第１実施例において、押出機１はボア
の内周壁が断面略８の字形のシリンダ２内に２本のスク
リュ３が回転自在に内蔵され、シリンダ２とダイ４との
間に、流路形成部材５及び整流構造体６が配置されてい
る。

８はシリンダ２の先端にボルト固定されたアダプタボデ
ィで、その内周側には流路形成部＋Ａ５　（ヘッドアダ
プタ）がスクリュ軸方向摺動自在に挿入され、そのフラ
ンジ部９に貫１ｆｆｉしたポル目０がアダプタボディ８
に螺合さねていζ、流路形成部材５の軸方向の位置を設
定している。

流路形成部材５内には２本のスクリュ３と同心の個別流
路１２と、この各個別流路１２のスクリュ側端部に形成
された円錐孔１３と、両個別流路１２の下流側に共通部
分としての溜り部１４とが形成されている。

前記各円錐孔１３はシリンダ２から突出しているスクリ
ュ３の円錐形先端３ａと合致する形状であり、その上流
側の最大内ｉ￥はスクリュ３を包囲するシリンダ２の孔
の内ｉ￥と略一致していて、スクリュ３によって押出さ
れる材料が個別流路１２へ円滑に流れ込むように形成さ
れている。この円錐孔１３は円錐形先端３ａと間隙１５
を介し゛Ｃ対向しており、この間隙１５が円錐管状流路
を形成している。前記間隙１５はポル目０による流路形
成部材５のスクリュ軸線方向の位置調整によって大小に
任意に調整することができ、これにより、シリンダ２内
での圧力、混練度の調整並びに先端３ａと円錐孔１３と
の間で行なわれる剪断力の調整が可能になる。

前記溜り部１４は断面円形の空間であり、前記２本の個
別流路１２間から下流側へ尖端状に突出した潅流防止突
起１６を有しており、２つの円錐孔１３で絞られて個別
流路１２を１ｌｌｌってきた材料が降圧しながら合流す
る。

流路形成部材５の下流側の整流構造体６は、外周部２０
とその内部に一体成形された中央部２１とを有する。外
周部２０はストレート円筒状の第１ブロツク２２と後方
（下流側）先細り円錐孔２３ａを有する第２ブロツク２
３とから成り、第１、第２ブロック２２．２３は流路形
成部材５に固定され、第２ブロツク２３にはダイ４が固
定されている。

前記中央部２１はストレート筒状の胴部２４の前後部に
先端先細り状の前部円錐ｔｌｉＪＩ２５と後部円錐頭２
６とが一体形成されている。

前記外周部２０及び中央部２１の各内部は空洞になって
いて通路２９ａ、２９ｈを介して外部と連通しており、
熱媒体（加熱、冷却可能な媒体）が循環供給可能な温度
調節部２８を形成しており、材料の温度調整を任意に且
つ内部まで均一に行うことができる。この温度調節部２
８は電気加熱手段（又はそれと熱媒体とを併用した加熱
手段）で構成しても良く、また、外周部２０と中央部２
１の少なくとも一方にあれば良い。しかし、実施例の如
く、両部２０゜２１に加熱手段を設ければ、材料の内外
から同時に温度調整ができ、材１１温度を均一りつ速や
かに、また微細に調整することができ、より高品質な製
品を得ることが可能になる。

中央部２１の前部円８ＨＪＩ２５は、第１ブロツク２２
よりも前方に突出していて流路形成部材５内に位置し、
流路形成部材５との間に断面積が漸次縮小する分散流路
３１を形成している。中央部２１の胴部２４と第１ブロ
ツク２２の外周部２０との間には環状群孔流路３２を形
成している。この環状群孔流路３２は胴部２４の軸線と
平行な孔３４を環状に１つ周方向略等間隔に多数配列し
たものであり、環状の分散流路３１から流動してきた材
ｙＩ−１は、缶化３４に略均等に流れ込む。

前記縦孔３４は第２図に示すような１列に限らず、第３
図に示すように２列又はそれ以上の多列に形成しても良
く、その孔径及び数は種々選択することができる。また
、縦孔３４間の肉はスパイダ部３５となって外周部２０
と中央部２１を繋げて両者を一体成形可能にしているが
、外周部２０と中央部２１とを別個に形成し、その間に
縦孔３４を形成したリング部材を嵌合して構成すること
もできる。

後部円錐頭２６と外周部２０の第２ブロツク２３の円錐
孔２３ａとは対面していて先細り円錐流路３３を形成し
ており、前記流路３］、　３２．３３は連通しており、
円錐流路３３の後端はｌ孔に集束されてダイ４に連通し
ている。前記円錐流路３３の間隙３６は全長間−又は下
流側へ漸次狭くなるように形成されている。

前記シリンダ２から押出された材料は、流路形成部材５
で圧縮・剪断が加えられた後に整流構造体６内に供給さ
れる。この整流構造体６に入る材料は前部円錐０ｎ２５
によって流れの中央築中が阻ＩＬされ、周辺に分散され
て均一化し、環状縦孔流路３２の孔３４に流れ込む。こ
の環状群孔流路３２はそのｌ−流に比べて狭い環状オリ
フィスとなっており、材１１は多数本の繊維（丸棒）状
となって流動し、番孔３４の壁面からＩ１１別に流動抵
抗を受け、粘性流状の流速分布をして剪断力及び圧力を
発律し、流動方向に沿った配向、繊維化（配向が固定し
た状態）による組織化、性状改良が行なわれる。

環状群孔流路３２を通過した材料は、拡大流路に、Ｌる
乱れや滞流が生しることなく円錐流路３３に入り、環状
配列の流線が求心状に集合する縮流となる。

この円＆ｆｌｌ＆路３３でも組織化、＋２１状改良等の
整流作用は続けられ、材料は細流となるため流速増加及
び圧力増加を生じつつ、配向が更に強力に押し進められ
る。

そして円錐流路３３ｉｆｆｉ通後の材ネｌは東京された
１本の繊維束状となってしかも略完全な整流状態でダイ
４に入り、配向組織が固定化されＦ］つ所望の賦形を受
けて押出される。

このようにして加工された製品は、全断面均で且つ繊維
状の組織体となっており、食感が向１−する。

第１図において、４６．４７はハンｌ′ヒータ、４８は
材料温度耐を夫々示している。

尚、前記第１実施例において、整流構造体６は整流形成
部材５を介在させずに、シリンダ２に泊接又はアダプタ
ボディ８を介して接続しても良く、また、外周部２０を
Ｍｉｔ部円錐頭２５の外方まで突出して分散流路３１を
形成したり、第２ブロツク２３内にＩＩＭ調用外用熱媒
体通路成して温度調節部を形成したりすることも可能で
ある。更に、流路形成部材５を設けない場合は、整流構
造体６はｌ軸押出機に適用することができる。

第４図は本発明の第２実施例を示しており、後部円錐頭
２６の後端は尖端状でなく円柱状に形成され、筒状ダイ
４′内にはスパイダ３８を介してマンドレル３７が配置
され、このマンドレル３７の前端は後部円錐凹２６と固
定又は一体成形されている。

このヘッド装置は管状ダイ４′からパイプ状製品を押出
すものであり、パイプ状製品は１箇所以−Ｌに切り目を
入れることによりシート状にすることができる。尚、ダ
イ内部で材１’ｌをシート状に流動させ、シート状製品
を押出すようにすることも可能である。

第５．６図は本発明の第３実施例を示しており、外周部
２０の第１ブロツク２２、中央部２１及び環状縦孔流路
３２は前１＆２分割されており、従って、温度関節部２
８を前１＆２段に形成されており、独立調節可能になっ
ている。

前側の環状縦孔流路３２Ａは前記第１実施例と同様に孔
３４が１列に形成されているが、後側の環状縦孔流路３
２ｔ１は番孔３４に対応して複数（例えば４つ）の小孔
３４′が形成されており、孔３４を通ってきた材料を更
に細分割して、より強力な整流、配量作用を行ない得る
ように構成している。

尚、第１ブロツク２２及び中央部２１の各空洞に１枚以
上の中間壁を設けて温度調節部２８のみを前後複数段に
分割することも可能である。

前記温度調節部２８を材料流動方向に多段にすることに
より、環状縦孔流路３２内を流れる材料の配向性、製品
性状を更に広範囲に調整でき、また、細分割縦孔流路３
２Ｂを形成することにより、材料をより細い繊維状に形
成でき、整流、配量作用を増強できる。

第７図は本発明の第４実施例を示しており、整流構造体
６はシリンダ２の先端に固定のアダプタボディ８に取付
けられており、このアダプタボディ８には流量調整機構
４１が設けられている。

流量調整機構４１はアダプタボディ８内に形成した環状
溝４２に調整リング４３を嵌入し、この調整リング４３
の中心を３本以上のボルト４４で中央部２１の中心に対
して偏心調整可能にしている。

前記調整リング４３の内周面４３ａは胴部２４の外周面
２４ａと間隙δを介して平行に対面しており、環状縦孔
流路３２の直前に環状流路４５を形成し、整流構造体６
の一部を構成している。調整リング４３を押動して偏心
調整することにより、田部外周面２４ａとの周ｊノー　
１ｉｉｌ各Ｉ＋７置ごの間隙δ、、δ２が変化し、その
間隙δを狭＜′４゛ると流動抵抗は大きくなり材料流動
量が減少］る。

一般に、整流構造体６の各部に製１）誤差又は組合−誤
差等があるため、環状の流路３＋、　３２．３３の周方
自省位置で流速を完全に均一にするごとは１４１罷であ
り、ダイ４から製品がｌへ曲しながら押出されてくるの
で、調整リング４３の位置調整で材＊ｌの流（」に抵抗
を５えてＩＩ′１線状の製品が１甲山されるように修正
′４°る。

（発明のり」果） にλ１詳述した本発明によれば、整ｌ々構造体６はシリ
ンダ２とダイ４との間に配置された外周部２０と、この
外周部２０の内部に形成さネ１でいて前後に先端先細り
状の前部円錐０１２５と後部円錐頭２６とを形成した中
央部２１とを自しており、前記中央部２１の前後部内錐
卯２５．２６間の胴部２４と外周部２０との間には胴部
２４と同心に多数の孔を環状に配列した環状群孔流路３
２が形成さね、前記後部円誰聞２６と外周部２０との間
には後ろ先細り状の円錐流路３３がくる材￥−１を前部
用５Ｍ１ｉＪ１２５によ−９て中央築中を阻＋Ｌして周
辺に均一分散することができ、そして、その均一分散状
態で環状群孔流路３２に流れ込むため、材料を細分化し
ながら均−ｎつ効果的な整流、配向作用を行なうことが
できる。また、材１１が環状群孔流路３２から先細り円
錐流路３３へ流れると縮流となり、整流、配向作用を持
続又は増大することができる。従って、材ネｌに流れの
不均一、滞留、温度ムラ等の問題を住しることなく、良
好１つ効果的な整流作用を加えることができ、高度に組
織化、性状改良された高品質の繊維状製品を製造するこ
とが可能になる。

また、外周部２０及び中央部２１の少なくとも一方に複
数段の温度調節部２８Ａ、２８Ｂを形成することにより
、配向性、製品性状を更に広範囲に調整でき、更に、流
量調整機構４１を設けるごとにより、より直線的な押出
製品を（することができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明の第１実施例を示しており、第１図
は縦断面図、第２１９１は第１図のｎ−ｎ線断面図、第
３図は環状群化？Ａｉ路の変形例を示す断面図、第４図
は第２実施例の要部を示す縦断面図、第５．６図は第３
実施例を示しており、第５図は要部の縦断面図、第６図
は第５図の■矢視図、第７図は第４実施例の要部を示す
縦断面図である。 １・・・押出機、２・・・シリンダ、３・・・スクリュ
、４・・・ダイ、６・・・整流構造体、２０・・・外周
部、２１・・・中央部、２４・・・胴部、２５・・・前
部円錐頭、２６・・・後部円錐頭、２８・・・温度調節
部、３１・・・分散流路、３２・・・環状群孔流路、３
３・・・円錐流路、４１・・・流量調整機構。 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スクリュ３を回転自在に包囲したシリンダ２の先端
   とダイ４との間に整流構造体６を配置した食品加工用押
   出機のヘッド装置において、前記整流構造体６はシリン
   ダ２とダイ４との間に配置された外周部２０と、この外
   周部２０の内部に形成されていて前後に先端先細り状の
   前部円錐頭２５と後部円錐頭２６とを形成した中央部２
   １とを有しており、前記中央部２１の前後部円錐頭２５
   、２６間の胴部２４と外周部２０との間には胴部２４と
   同心に多数の孔を環状に配列した環状群孔流路３２が形
   成され、前記後部円錐頭２６と外周部２０との間には後
   方先細り状の円錐流路３３が形成されていることを特徴
   とする食品加工用押出機のヘッド装置。 ２、前記環状群孔流路３２は材料流動方向に複数段に区
   分されており、下流側環状群孔流路３２Ｂは上流側環状
   群孔流路３２Ａの各孔３４に対応する複数の孔３４′が
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の食品加工用押出機のヘッド装置。 ３、スクリュ３を回転自在に包囲したシリンダ２の先端
   とダイ４との間に整流構造体６を配置した食品加工用押
   出機のヘッド装置において、前記整流構造体６はシリン
   ダ２とダイ４との間に配置された外周部２０と、この外
   周部２０の内部に形成されていて前後に先端先細り状の
   前部円錐頭２５と後部円錐頭２６とを形成した中央部２
   １とを有しており、前記中央部２１の前後部円錐頭２５
   、２６間の胴部２４と外周部２０との間には胴部２４と
   同心に多数の孔を環状に配列した環状群孔流路３２が形
   成され、前記後部円錐頭２６と外周部２０との間には後
   方先細り状の円錐流路３３が形成されており、前記外周
   部２０及び中央部２１の少なくとも一方には材料流動方
   向に複数段の温度調節部２８が形成されていることを特
   徴とする食品加工用押出機のヘッド装置。 ４、スクリュ３を回転自在に包囲したシリンダ２の先端
   とダイ４との間に整流構造体６を配置した食品加工用押
   出機のヘッド装置において、前記整流構造体６はシリン
   ダ２とダイ４との間に配置された外周部２０と、この外
   周部２０の内部に形成されていて前後に先端先細り状の
   前部円錐頭２５と後部円錐頭２６とを形成した中央部２
   １とを有しており、前記中央部２１の前後部円錐頭２５
   、２６間の胴部２４と外周部２０との間には胴部２４と
   同心に多数の孔を環状に配列した環状群孔流路３２が形
   成され、前記後部円錐頭２６と外周部２０との間には後
   方先細り状の円錐流路３３が形成されており、前記整流
   構造体６の環状群孔流路３２の前方には、環状群孔流路
   ３２に入る材料の周方向各位置での流動抵抗を調整する
   流量調整機構４１が設けられていることを特徴とする食
   品加工用押出機のヘッド装置。