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    公开号:WO1985005250A1
    申请号:PCT/JP1985/000287
    申请日:1985-05-24
    公开日:1985-12-05
    发明作者:Sukeyoshi Wakamiya；Yukio Fujioka
    申请人:Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:B30B11-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 押出機のダイ
    [0002] 5 技術分野
    [0003] 本発明は食品加工用の押出機のダイ に係り、 特に脱脂大豆粉や 高水分率の畜肉等の蛋白系食品原料を使用して、 肉状の連続した 組織化成形製品を得ることを可能にした押出機のダイ に関する。
    [0004] 背景技術
    [0005] 1 0 押出機による食品加工の歴史は古く、 1800年後半には文献にも 現われている。 当初は脱水， 搾汁の目的に使用されたが、 次第に 加工， 成形の目的にも使用されるようになってきた。 すなわち供 給口から材料をスク リ ュへ投入し、 材料を混練， 加熱しつ ゝ前方 へ送り、 ダイから押出してその製品に特有の形状を与えるのであ
    [0006] 1 5
    [0007] 押出機は、 機構的に 1本のスク リ ュから成る一軸型押出機と、 2本のスク リ ュから成る二軸型押出機とに大別される。 また、 二 軸型押出機は、 2本のスク リ ュの嚙合の程度および回転方向によ り種々に分類される。
    [0008] z o . 従来は押出機を単なる圧縮， 混練， 膨脹， 膨化機能を有する機 械としてとらえてきたが、 最近は押出機の内部で発生するあらゆ る現象、 すなわち圧縮， 混合混練， 剪断, 溶融， 殺菌， 化学反応, 膨化， 成形等を積極的に利用することが注目されている。
    [0009] 従来の押出機を第 21図乃至第 28図に示した。 第 21図は、 最も単 5 純な押出機を示しており、 1 が原料 20をスク リ ュ 3 に供袷するホ ッパであり、 同スク リ ュ 3 は、 駆動装置 （図示せず） により回転 され、 原料 20はバレル 2中をスク リ ュ 3によりダイ 4の孔の方向 へ混繚， 溶融されて搬送される。 原料 20の溶融は、 スク リ ュ 3が 原料 20を混練， 剪断したときの自己発熱またはバレル加 装置 ( 図示せず） による加熱により起り、 ダイ 4に達した原料はダイ 4の孔から押出物 （製品） 21として押出される。 なお、 スク リ ュ 先端 3 ' は円錐形状をなす。
    [0010] また第 22図は、 バレル 7 の外阆に、 流体流路 9を有した温調ジ ャケ ッ ト 8を設けた押出機である。 同温調ジャケツ ト 8 に温度制 御された流体を流すことにより、 バレル 7 の温度を制御すること ができる。 なお第 22図において 10はスク リ ュ、 12はダイに設けた 複数個の孔、 11はスク リ ュ 10先端部で、 同先端部 11が半球形に形 成されている。
    [0011] また第 23図および第 24図は、 原料を強餅的に供給するためのホ ッパ 14を有した二軸型押出機で、 互いに嚙合うスク リ ュ 15 , 15' を有している。 また 16， 16 ' がスク リ ュ 15， 15 ' の先端部であり 同先端部 16 , 16 ' が円錐状に形成されている。 なお第 23図におい て Πはダイ の孔である。
    [0012] また第 25図および第 26図は、 2倔のダイ孔 39 , 39 ' を有する 2 軸型押出機であり、 35 , 35 ' が互いに嚙合うスク リ ュ、 36がバレ ル、 3" がダイで、 同ダイ 37が 2個の円形のダイ孔 39 , 39 ' を有し ている。
    [0013] なお、 第 28図に示すようなスリ トダイ 4 ' の場合には、 長方形 のダイ孔 5 ' を有することになる。 なお、 第 27図に示す Άを 「ダ ィ孔の長さ」 、 第 26図に示す dを 「ダイ孔の直 ί圣」 、 第 28図に示 す Tを 「ダイ孔の厚さ」 という こととする。
    [0014] 従来用いられているダイ 4 (あるいは 4 ' など） では、 ダイ孔 の長さ が、 ダイ孔の直径 dあるいはダイ孔の厚さ Τ (以下簡単 のためダイ孔の直径 dで総称する） の 10倍を越えることはない。 その理由は、 従来押出機で加工されてきた食品が殺粉を主原料 とするスナ ック類のように成形性がよいものであったため、 ダイ 孔の長さが短かく ても簡単に成形されて、 連続した製品がダィか ら出て く るか、 あるいはダイ出口で粒状の製品とするためにもと もと連繞成形化が不要であつたからである。
    [0015] しかし、 最近は脱脂大豆粉を原料として肉状の連続した製品を 得よう としたり _、 二軸型押出機の材料搬送性が極めてよいことを 利用して、 高水分系食品原料の押出加工が試みられるようになつ てきた。
    [0016] このような場合、 従来のようにダイ孔の長さ がダイ孔の直径 の 10倍以下のダイを用いると、 脱脂大豆粉からの加工の場合は.、 製品は連続化せず、 粉状もし く は粒状のいわゆるソボ口状でダイ から噴出する。
    [0017] また高水分系原料の場合、 加工温度が水の沸点を越えることも あるが、 その場合は原料が蒸気圧により噴出し、 製品は連続しな いばかりか、 製品の組織構造の破壊にともない、 製品の組織構造 内に ト ラ ップした水分が逸散してしまう ことになる。
    [0018] また、 従来の押出機は、 原料をスク リ ュにより混練， 溶融して、 ダイから押出すものであり、 この間に食品原料は様々な反応を起 こ してゆく 。 このとき、 同押出機では、 ス ク リ ュ回転数， バレル 温度， 供給量等を変え、 混練， 反応の程度を制御してダイから押 出すので、 スク リ ュ通過後の流れに大きな変化は発生しない。 し かし、 ある種の押出機ではダイ の出口通過速度をバレルおょぴダ ィ内通過速度に比べて栢当速くする場合がある。
    [0019] このよう にダイ の出口通過速度をバレルおよびダイ内通過速度 より も速く するのは、 押出機内で加工されてきた食品が毂粉を主 原料とするスナ ック類のようにダイ出口での膨化を意図している か、 蛋白質を原料とする食品のようにフ レーク祅組織化物の作成 を意図しているからである。 - しかし、 このよう な構成では次の場合、 すなわち、 脱脂大豆粉，
    [0020] 1 o おから等の植物性蛋白質やマリ ンビーフ， 屑肉等の動物性蛋白質 を原料として繊維性を有する連繞した肉状製品を製造する場合、 充分な織維性を得られず、 組織锆合の強度も小さいという問題が あった。
    [0021] 本発明の第 1 の目的は、 ダイ孔を通過する脱脂大豆粉や、 高水 分率の畜肉等の原料に十分な組織変化を起させることにより連続 した肉状の組織化蛋白を得ることができる押出機のダイを提供す と D o
    [0022] また本発明の第 2の目的は、 ダイ孔内の原料に流れ方向の配向 を起させることにより、 強じんな織維性を有し、 しかも組織結合
    [0023] Z 0 強度の高い連続した肉状製品を押出成形できる押出機のダイを提 供することにある。
    [0024] 発明の開示
    [0025] 本発明は、 筒状をなすシリ ンダーバレルと、 同バレル内で回転 するスク リ ュと、 上記バレルの先端に取り付けられるダイ孔とを 有する押出機のダイ において、 ダイ孔の長さを、 ダイ孔の直径あ るいはダイ孔の厚さの 15倍ないし 40倍にしてある。 これにより、 脱脂大豆粉等の原料が長いダイ孔を通過する間に、 スク リ ュによ り混練， 溶融， 熱変性を受けて組織変化を起こ し、 連続して肉状 製品を形成することができる。
    [0026] また本発明はダイ孔の入口部に、 厚さ方向に多数の小孔があけ られた多孔板を、 スク リ ュの蝕と直交して配設してある。 これに より、 原料に高剪断力を与えて流れ方向に配向を起させることが でき、 脱脂大豆粉， おから， マ リ ンビー フ等を主原料として織維 性を有する肉状連続製品を押岀し成形することができる。
    [0027] 図面の簡単な説明
    [0028] 第 1図は第 1 の発明の一実施例を示すダイ の概略縦断面図、 第 2図は第 2 の発明の第 1実施例を示すダイ の概略縦断面図、 第 3 図は第 2図の多孔板の正面図、 第 4図は第 2図の多孔板の小孔部 分の拡大断面図、 第 5図は第 2 の発明の第 2実施例を示すダイ の 概略縦断面図、 第 6図は多孔板の他の実施例の正面図、 第 7図は 第 2の発明の第 3実施例を示すダイ の概略縦断面図、 第 8図は第 7図の多孔板の拡大半断面図、 第 9図は第 8図の正面図、 第 10図 f , g , h , j はそれぞれ第 7図の断面 F — F， G— G , H - H , J - Jにおける原料の流速分布、 第 11図は第 2 の発明の第 4実施 例を示すダイ の概略縦断面図、 第 12図は多孔板の他の実施例の正 面図、 第 13図は第 2の発明の第 5実施例を示すダイの概略縦断面 図、 第 14図は第 13図の X IV - X IV線に沿う多孔板の正面図、 第 15 図は第 13図の多孔板の小孔の拡大断面図、 第 16図および第 17図は それぞれ多孔板の他の実施例を示す縦断側面図、 第 18図 0 , p , q , r はそれぞれ第 13図の断面 0— 0 , P — P , Q - Q , R - R における原料の流速分布、 第 19図は第 2の発明の第 5実施例を示 すダイ の概略縦断面図、 第 20図は多孔板のさらに他の実施例を示 す正面図である。
    [0029] また、 第 21図および第 22図はそれぞれ従来の一軸型押出機の一 例を示す縦断側面図、 第 23図は従来の二軸型押出機の一例を示す 縦断側面図、 第 24図ば第 23図の矢視 X X W - X X IV線に沿う縦断 正面図、 第 25図は従来のニ輸型押出機のダイの他の例を示す縦断 側面図、 第 26図は第 25図の矢印 X X VI方向からみた正面図、 第 27 図は第 25図のダイの拡大断面図、 第 28図はスリ トダイ の正面図で ある。
    [0030] 発明を実施するための最良の形態
    [0031] 本発明をより詳細に説明するために、 以下添付図面に従ってこ れを説明する。
    [0032] 第 1図ば第 1 の発明の一実施例に係るダイを示したものであつ て、 このダイ は同図に示す如く 3つの部分からなり、 シリ ンダバ レル 41へダイホルダ 46により固定されたダイ 47と、 ダイ 47へ夫々 接続されたダイ 48 , 49とからなる。 ダイ 47は、 シ リ ンダバレル 41 のスク リ ュ 42が揷入される穴から連続して次第に小さ く なるテー バ穴 と、 それに繞く 円筒状のダイ孔 47Β とが穿けられている , ダイ 48と 49は、 ダイ孔 47Β と同一径 dで直線状に穿けられたダイ 孔 48B , 49Bを有している。
    [0033] また、 夫々のダイ 47 , 48 , 49には、 ジャケッ ト 47C , 48C , 49C が設けられており、 一定に温度設定された液体が流れるようにな つている。 なお、 ダイ孔 47B , 48B , 49B の距離をダイ孔の長さ £ と呼ぶ。 さて、 図示しない供給部からバ レル 41へ供給された原料は、 ス ク リ ュ 42とバ レル 41とにより圧縮， 混合， 溶融， 熱変性を受けな がらダイ 47方向へ送られる。 各ダイ のダイ孔 47B , 48B , 49B を通 過する間に反応、 いわゆる組織化が起り、 連続した肉状製品が形 成される。 さらにダイ 49の先端部へ送られ、 冷却整形されて押出 物となり、 ダイ 49から押出される。
    [0034] この時の反応にはや ^長い時間を必要とするこ と、 および反応 がはじまつてからダイ の断面形状を変えると形成された組織が破 壊される；と等から、 反応開始点からダイ出口まではほ 等しい 断面形状寸法が必要となる。
    [0035] すなわち、 ダイ孔 47B 等の中を通る間に上記反応， 冷却， 整形 が行われるものであり、 必然的にダイ孔の長さ はダイ孔の径 d に比べ大きなものとなる。
    [0036] 本発明者は種々のダイを試作し実験を行ったが、 脱脂大豆粉 を原料として肉状組織化蛋白の押出加工をする場合、 径 dの 20倍 以上にして良好な製品を得ることが出来、 最も良好なものは 35倍 の場合であった。 また、 この時のダイ出口付近の温度は 70 'cが適 していた。
    [0037] もちろん、 用いる食品原料の水分率等の組成により、 その長さ は変わるものであるから、 ダイ は実施例の如く複数のものを組合 わせた組立式として、 様々長さを調整できることが望ましい。 · 以上、 第 1 の発明につき説明したが、 次に第 2 の発明につき説 明する。 第 2図〜第 4図は第 2の発明の第 1実施例を示したもの であって、 同図において 50はスク リ ュ、 51は トービー ド、 52はバ レル、 53はバレル加熱用ヒータ、 55は配向のための小孔、 56は小 孔 55を有した多孔板、 57はダイ、 58はダイ温調媒体のためのジャ ケッ ト、 60はスク リ ュ通過直後の原料、 61は小孔 55通過直後の原 料、 62はダイ成形部 （長さ で表示） 通過中の原料、 63は押出製 品 （成形品） である。
    [0038] このような装置において、 スク リ ュ 50の供給部 （図示せず） へ 供給された食品原料は、 該スク リ ュ 50およびバレル 52により圧縮, 混合， 混練され、 さらにはスク リ ュ 50の先端部に設けられた トー ピー ド 51により攪拌されてスク ひ ュ先端部へ送り出される。.その ときの原料を記号 60で示す。 バレル 52はヒータ 53により、 加熱、 温度制御されている。 もちろん原料によってはヒータ 53の代わり に冷却装置により冷却， 温度制御される場合もある。
    [0039] もしも殺粉系の原料であるならば記号 60の状態ですでに最終製 品が溶融した状態になっており、 ダイにより簡単に整形されるか- ダイ出口で膨化させるかで製品として押出すことができ、 本発明 による配向のための多数の小孔を設ける必要はない。
    [0040] しかし食品原料として脱脂大豆粉、 おからまたは動物蛋白とし てマリ ンビーフ， 屑肉等を用いて織維性を有する肉状の組織化蛋 白を得よう とする場合、 60の状態でダイを通しても強じんな織維 性は得られない。 すなわち、 スク リ ュ 50 , トービー ド 51およびバ レル 52とにより受けた剪断および送りによつて生じた流れの織維 性のみで、 非常に弱いものである。 また、 ダイ通過による配向も 全体として発生するが、 織維性の点では劣る。
    [0041] スクリ ュ 50先端部での原料 60は、 スク リ ュ 50等により混練され ることによりある程度の反応基を表面に出した蛋白質分子が、 互 いに反応はしていない溶融状態にある。 この状態で本発明の小孔 55を通過させると蛋白質分子は大きな速度のため、 剪断力を受け て流れ方向に並ぶ現象すなわち配向を起す。 この配向により、 蛋 白質分子はその配向した表面にさらに多 く の反応基を露出させる これが 61の状態である。 この状態でダイ 57の成形部 （長さ ） に 導き、 反応させ、 整形すると、 押出製品は配向に繊維性を有する とともに、 多 ぐ露出した反応基による蛋白質分子の組織化結合に より強じんな肉状となる。
    [0042] 配向させるための小孔 55の形状， 寸法， 数は用いる食品原料， 目的とする押出製品により異なるが、 小孔 55を通過する際の圧力 降下が押出成形に許される範囲で直径は小さく 、 長さは長く して- 数を多 く する方がよい。
    [0043] 本発明者の実験によれば、 脱脂大豆粉を原料とする場合第 4図 に示すように、 小孔 45の直径を D «、 長さを L «としたとき、 長 さと直径との比 （ L Z D ) は 3 〜20、 小孔内での平均流速は 3 〜 lO cm / s ec となるような配向小孔が望ま しい。
    [0044] なお、 第 2図には、 配向のための小孔 55を有した多孔板 56をダ ィ 57に組込んだ構造として図示したが、 この配向用小孔を押出機 側に設けた構造であっても何ら差しつかえない。
    [0045] また、 押出機も第 2図では 1本のスク リ ュ 50を図示したが、 2 本のスク リ ュを有する二軸型押出機であってもよい。
    [0046] また、 配向用小孔の形状も円筒形には限定されない。
    [0047] 第 5図に示す第 2 の発明の第 2実施例において、 65 , 66はダイ、 67 , 68は温調ジャケ ッ ト、 £ , はダイ成形部長さ （ダイ孔 69の直 径の 15倍〜 40倍の長さを有する） である。
    [0048] このような装置において、 ダイ成形部長さ ， を通過する間に、 61の状態の蛋白質分子は、 第 1実施例に比し、 さらに時間をかけ て、 完全に反応および整形され、 押出製品 70は配向性が向上した 強じんな肉状組織となる。 ·
    [0049] 以上の実施例に於いて小孔 55の形状としては、 円形以外でもよ く、 例えば第 6図に示すように、 スリ ッ ト隙間 （以降、 厚さと称 す。 ） が Tであるスリ ッ ト 71等でもよい。
    [0050] 次に第 2 の発明の第 3実施例について説明する。 第 7図〜第 9 図はこの第 3実施例を示したものであって、 同図において 80はス ク リ ュ、 81は トービー ド、 82はバ レル、 83はバ レル加熱用ヒータ、 85a , 85b , 85c は配向のための小孔であり、 複数倔で構成され、 その直径が異なる。 86は記号 85a , 85 b , 85c の小孔を有した多孔 扳、 87はダイ、 88はダイ温調媒体のためのジャケ ッ ト、 90はスク リ ュ通過直後の原料、 91は記号 85通過直後の原料、 92はダイ成形 部 （長さ で表示） 通過中の原料、 93は押出製品 （成形品） であ る。
    [0051] このような装置において、 スク リ ュ 80の原料供給部 （図示せず） へ供給された食品原料は該スク リ ュ 80およびバ レル 82により圧縮， 混合， 混練され、 さらにはスク リ ュ 80の先端部に設けられた トー ビー ド 81により攪拌されてスク リ ュ 80先端部へ送り出される。 そ のときの原料を記号 90で示す。 バレル 82はヒータ 83により加熱， 温度制御されている。 もちろん原料によつてヒータ 83の替りに冷 却装置により冷却， 温度制御される場合もある。
    [0052] もしも殺粉系の原料であるならば、 記号 90の状態で、 すでに最 終製品が溶融した状態になっており、 ダイ部分で冷却面化させる か、 製品によつてはダイ出口で膨化させるかして製品として押出 すことができ、 本発明に係る配向用小孔 95を設ける必要はない。 レかし、 食品原料として植物性蛋白質である脱脂大豆粉， ォカ ラおよび動物性蛋白質であるマリ ンビーフ， 屑肉等を用いて織維 性を有する肉状の組織化蛋白を得よう とする場合、 90の扰態でダ ィを通しても強じんな繊維性は得られない。
    [0053] しかるに本発明についてみると、 スク リ ュ 80先端部での原料 90 はスク リ ュ 80等により混練されることによりある程度の反応基を 表面に出した蛋白質分子が、 互いに反応はしていない溶融状態に ある。 この状態で本発明の小孔 85a, 85b, 85c を通過させると、
    [0054] I 0 蛋白質分子は大きな速度のため剪断力を受けて流れ方向に並ぶ現 象、 すなわち配向を起す。 この配向により、 蛋白質分子はその配 向した表面にさらに多 く の反応基を露出させる。 これが 91の状態 である。 この状態でダイ 87の成形部 （長さ ） に導き、 反応させ 整形すると、 押出製品は配向し、 繊維性を有するとともに、 多く
    [0055] 1 5 露出した反応基による蛋白質分子の組織化結合により強じんな肉 状組織となる。
    [0056] 配向させるための小孔 85a， 85b, 85c の形状， 寸法， 数は、 用 いる食品原料. 目的とする押出製品により異なるが、 小孔 85a，85b 85c を通過する際の圧力降下が、 押出成形に許される範囲で直径
    [0057] Z 0 は小さ く 、 長さは長く して数を多 く する方がよい。
    [0058] 本発明者の実験によれば、 脱脂大豆粉を原料とする場合、 第 8 図に示すように小孔 85の直径を D «m、 長さを L «と したとき、 長 さと直径との比 （ L / D ) は 3 〜20、 小孔内での平均流速は 3 〜 lOcm/sec となるような配向小孔が望ま しいことがわかった。
    [0059] なお、 第 7図には配向のための小孔 85a, 85b, 85c を有した多 孔扳 86をダイ 87に組込んだ構造として図示したが、 この配向用小 孔を押出機側に設けた構造であっても何ら差しつかえない。
    [0060] また、 押岀機も第 7面では 1本のスク リ ュ 80を図示したが、 2 本のスク リ ュを有する二軸型押出機であってもよい。
    [0061] 配向用小孔の形状も円筒形には限定されない。
    [0062] 一方、 ダイ内原料の流れ直角断面の流速は、 一般的に流れの中 央で大き く、 壁面近づく につれて小さ く なる。 この流速の差は、 原料とダイ壁面との流れ抵抗が大きい程大き く なり、 従来の押出 機のダイ においては、 ダイ内で一旦組織化した蛋白質が、 この 度差により流れ方向にはく離現象を起こ し、 組織が破壌され、 引 裂かれた状態でダイ出口から押出されてしまう。
    [0063] 本発明は、 このはく離現象、 いわゆる組織の破壌を防止するた めの手段をも含む。
    [0064] すなわち、 この組織破壊を防止するためには前述の如く 、 ダイ 内断面での原料の流速の差を小さ く することが必要である。
    [0065] 本発明は前記配向用小孔の偭々の断面の大きさを変えることに より流れの速度差を小さ く しょう とするものである。
    [0066] 例えば第 8図および第 9図に示すように、 多孔板 86に設ける小 孔を中心から外周に向って夫々 45c , 45b , 45a のようにその直径 D c , D b , D a の順に大き く して配置する。 小孔の長さ Lは同一と する。 すなわち、 ダイ断面において流れの中心に配置された小孔 の直径は小さ く、 外周すなわち壁面に近く なるに従い小孔の直径 は大き く なる。
    [0067] ある流路を流れる流体の速度は流れ抵抗が大きい程小さい。 流 れ抵抗は流路壁面との摩擦 （広義の） によって生ずるので、 同一 長さ同一形状 （例えば円形として述べる） であればその直径が小 さい程大きい。 換言すれば小孔出口での速度は小孔の直径が小さ い程小さいことになる。
    [0068] 第 7図の断面 F — F , G - G , H — Hおよび J — Jにおける原 料の流速分布を第 10図の ί , g , hおよび j に示す。
    [0069] 断面 F - Fでほとんど速度差のない状態で小孔 85a , 85 b , 85c に流入した原料は小孔出口、 すなわち断面 G— Gでは前述の理由 から、 中央部に配置された小孔の直径が小さいため、 中央部でそ の流速は小さ く なる。 このような流速分布にしておく とさらに下 流である断面 H — H , G— Gに至るまでに壁面の流れ抵抗により 壁面の流速が低下し、 速度分布は平坦化し、 速度差は小さ く なる , 第 10図の j に示す速度分布 nは従来の場合のものであり、 mは本 発明の構造によるものである。
    [0070] 小孔の形状は円形には限定されず、 矩形の場合は例えば各辺の 長さを変える等により、 小孔の断面積を変化させることにより流 れ抵抗が変るものであればよい。 すなわち、 ダイ 内での流速分布 を断面形状寸法の異なる配向用小孔の配置によつて変化させるよ うにしたことが発明の狙いである。
    [0071] 第 1 1図は第 2 の発明の第 4実施例を示すもので、 同図において, 95 , 96はダイ、 97 , 98は温調ジャケ ッ ト、 £ , はダイ成形部長さ (ダイ孔 99の直径の 15倍〜 40倍の長さを有する。 ） である。
    [0072] ダイ成形部長さ £ , を通過する間に、 91の状態の蛋白質分子は、 第 1具体例に比し、 さらに時間をかけて、 完全に反応および整形 され、 押出製品 100 は配向性が向上した強じんな肉状組織となる。 前述のように小孔 85a , 85b , 85c の断面形状としては、 円形以 外にス ッ ト隙間 （以降、 厚さと称す。 ） が Tであるスリ ッ ト 101a : 101 b , 101 c等でもよい。
    [0073] 次に第 2の発明の第 5実施例につき説明する。 第 13図〜第 15図 はこの第 5実施例を示したものであって、 同図において 110 がス ク リ ュ、 111 がト ー ビー ド、 112 がバレル、 113 がバレル加熱用 ヒータ、 116 が多孔板で、 同多孔板 116 ば、 その厚さが中央部で 厚く 、 周辺部に向い次第に薄く なつている。 また 115 が同多孔扳
    [0074] 116 に設けた小孔で、 その長さは多孔板 1 16 の厚さに応じて異な つている。 また 117 がダイ、 118 がダイ温調媒体のためのジャケ ッ ト、 120 がスクリ ュ通過直後の原料、 121 が小孔 115 通過直後 の原料、 122 .がダイ成形部 参照） 通過中 原料、 123 が押出 製品 （成形品） である。
    [0075] 第 13図および第 14図に示す押出機用ダイ にあっては、 スク リ ュ 110 の原料供給部 （図示せず） へ供給された食品原料は、 同スク リ ュ 110 およびバレル 112 により圧縮， 混合， 混練され、 さらに はスク リ ュ 110 の先端部に設けられた トービー ド 111 により攬拌 されて、 スク リ ュ 110 の前方へ送り出される。 そのときの原料を 120 により示した。 上記バレル 112 は、 ヒータ 113 により温度制 御された状態で加熱されている。 勿論、 原料によってはヒータの 替りに冷却装置により冷却される場合もある。 もしも殺粉系の原 料であるならば、 スク リ ュ 110 の前方へ送り出されたときに（120 参照） すでに溶融しており、 ダイ 117 の部分で冷却， 固化される か、 製品によってはダイ 117 の出口で膨化させるかされて、 製品 として押出されるので、 小孔 115 を設ける必要はない。
    [0076] しかし、 食品原料が植物性蛋白質である脱脂大豆粉， おから等 の植物性蛋白質やマリ ンビーフ， 屑肉等の動物性蛋白質で、 織維 性を有する連続した肉状製品を製造する場合、 上記 120 の状態で ダイ 117 を通しても強じんな織維性を有する連繞した肉状製品を 得られないが、 本発明は、 ダイ 117 の入口側に、 厚さが変化し且 つ厚さの方向に複数の小孔 115 が貫通した多孔板 116 があり、 上 記製品を得られる。 すなわち、 スク リ ュ 110 先端部近傍の原料 120 は、 スク リ ュ 110 等により混練されることにより、 ある程度の反 応基を表面に出した蛋白質分子が互いに反応していない溶融状態 にある。 この状態で多孔板 116 の小孔 115 を通過すると、 蛋白質 分子は大きな速度のため、 剪断力を受けて、 流れ方向に並ぶ現象、 すなわち、 配向を起す。 この配向により、 蛋白質分子はその配向 した表面にさらに多 く の反応基を露出させる。 これが 121 の状態 である。 この状態で、 ダイ 117 の成形部 （ 参照） に導き、 反応 させて、 整形すると、 押出される製品は、 配向されるとともに、 多く露出した反応基により蛋 S質分子の組織化結合が進んで、 強 じんな繊維性を有し、 しかも組織結合強度の高い連続した肉状製 ロロに 。
    [0077] また本発明では上記ダイ 117 の成形部で次の作用が行われる。 すなわち、 ダイ 117 内の原料の流れの流速は、 一般的に流れの中 央で大き く、 壁面に近づくにつれて小さ く なる。 この流速は、 原 料がダイ 117 の壁面近く を流れて、 流れ抵抗が大き く なる程小さ く なり、 従来の押出機のダイ においては、 ダイ 117 内で一旦組織 化された蛋白質は、 この速度差により、 流れ方向に剝離現象を起 こ し、 ダイ 117 の出口から組織が破壊された状態 （引裂かれた状 態） で押出される。 この組織破壊を防止するためには、 前述のよ うにダイ 117 内で原料の流速差を小さ くする必要がある。 この点、 本発明では、 多孔板 116 の小孔 115 の長さが異つており、 流れの 速度差が小さ く なる。
    [0078] 例えば第 13図の場合、 多孔板 116 の厚さを中央部から周辺部に 向い次第に小さ く して、 小孔 115 の長さを、 周辺部のものより も 中央部のものの長さを長く している。 流路を流れる流体の速度ば、 流れ抵抗が大きい程小さい。 この流れ抵抗は流路壁面との摩擦
    [0079] (広義の） により生ずるので、 同一断面積の小孔での流れ抵抗ば、 小孔の長さに比例する。 換言すれば、 小孔出口での速度ば小孔の 長さが長い程小さい。 第 13図の 0一 O部分で殆んど速度差のない 状態で各小孔 115 に流入した原料は、 各小孔 115 の出口、 すなわ ち、 P - P部分では、 前述の理由から中央部を流れる原料の流速 は小さ く 、 壁面に近い部分を流れる原料の流速は大き く なる。
    [0080] このよう に、 流路壁面側の流速を大き く しておく と、 多孔板 116 の下流側、 例えば Q - Q部分では、 ダイ 1 Π 壁面の流れ抵抗によ り壁面近く を流れる原料の流速が落ち、 速度分布が平坦化して、 速度差が小さ く なる。 第 13図の O— 0 , P — P， Q - Q , R— R 部分の流速を第 18図の 0 , p , q , rに示した。 ただし第 18図の r に示す第 13図 R— R部分の速度分布 nは、 従来の場合であり、 速度分布 mは本発明の場合である。
    [0081] こう した多孔板 11·6 による配向作用と速度分布の平坦化によつ て強じんな繊維性を有し、 しかも組織結合の高い連繞した肉状製 品が押出成形される。 すなわち、 多孔板 116 の各小孔 115 を通過 して、 ダイ の成形部に入った溶融状態の原料 （蛋白質原料） は、 大きな速度のために、 剪断力を受けて、 流れの方向に並ぶ配向現 象を起し、 こ の配向により配向した表面に多 く の反応基が露出し、 この露出した反応基により組織化結合が進む。 また上記ダイの成 形部を流れる原料に速度差があると、 流れ方向に剝離現象を起し て、 組織破壊されるが、 本発明の押出機用ダイでは、 バレルの壁 面近傍を流れ、 流れ抵抗が大き く て、 流体速度の小さい原料が長 さの短かい小孔 （厚さの小さいダイ部分を貫通した小孔） へ導か れ、 バレルの中央部を流れ、 流れ抵抗が小さ く て、 流体速度の大 きい原料が長さの長い小孔 （厚さの大きいダイ部分を貫通した小 孔） へ導かれ、 この結果ダイ の成形部を流れるときの互いの速度 差が殆んどなく なり、 前記の点と相俟って強じんな繊維性を有し、 しかも組織結合強度の高い肉状製品を押出成形できる効果がある。 なお第 13図では、 小孔 115 を有した多孔板 116 をダイ 117 に組 込んでいるが、 押出機側に設けても差支えない。 また押出機も、 1本のスク リ ュ 11ひ を具えた一軸型押出機以外の 2本のス ク リ ュ を具えた二軸型押出機であってもよい。 また多孔板 116 の形状も 図示の例に限定されない。 例えば第 16図のようにバレル 112 側の 中央部に凸にした多孔板 132 でもよ く 、 第 17図のようにバレル 112 側を凹に、 ダイ 117 側を凸にして、 中央部から周辺部に向い肉厚 を次第に小さ く した多孔板 133 でもよい。 ただしダイ 117 内での 流速分布を変えられれば、 中央部で長く することには限定されな い。
    [0082] また小孔 115 の形状， 寸法， 数は、 用いる食品原料， 目的とす る押出製品により異なるが、 小孔 115 を通過する際の圧力降下の 許容範囲内で、 直径については小さ く 、 長さについては長く し、 数は多くする方がよい。 実験結果によれば、 脱脂大豆粉を原料とする場合、 第 15図に示 すように小孔 115 の直径を D «、 長さを L «としたとき、 長さと 直径との比 （ L Z D ) が 3 〜20、 小孔 115 内での平均流速が 3 〜 10 cm /sec になるように小孔 115 を設けるのが望ましい。
    [0083] また第 19図ば第 2の発明の第 5実施例を示しており、 同図にお いて 125 , 126がダイ、 127 , 128が温謌ジャケッ ト、 ， がダイ孔 129 直径の 15倍〜 40倍の長さを有するダイ成形部の長さで、 この 部分を通過する間に 121 の状態の蛋白質分子は、 第 13図および第 14図の実施例の場合より も多く の時間をかけて反応および整形が
    [0084] I 0 行われて、 配向性のさらに向上した強じんな肉状組織の押出製品
    [0085] 130 が得られる。 なお前記各実施例で、 小孔 115 は、 断面円形以 外の形状、 例えば第 20図に示すようにスリ ッ ト状（131参照） にし てもよい。 Tはスリ ツ ト 131 の幅である。
    [0086] 以上本発明を実施例について説明したが、 勿論本発明はこのよ 1 5 うな実施例にだけ局限されるものではなく 、 本発明の精神を逸脱 しない範囲内で種々の設計の改変を施しう るものである。
    [0087] 産業上の利用分野
    [0088] 以上のように、 本発明に係る押出機のダイ は、 特に蛋白系食品 原料を使用して連続した組織化成形製品を押出し加工する押出機 z o に用いて最適である。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1. 筒状をなすシ リ ンダーバレルと、 上記バレル内で回転するス ク リ ュと、 上記バレルの先端に取付けられるダイ孔とを有する 押出機のダイ において、 上記ダイ孔の長さを、 ダイ孔の直径あ るいはダイ孔の厚さの 15倍ないし 40倍にしたことを特徴とする 押出機のダイ。
    2. 上記ダイ孔の断面形状を、 上記ダイ孔の入口から出口にかけ てほぼ一定にしたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の押 出機のダイ。
    3. 筒状をなすシリ ンダーバレルと、 上記バレル内で回転するス ク リ ュと、 上記バレルの先端に取付けられるダイ孔とを有する 押出機のダイ において、 上記ダイ孔の入口部に、 厚さ方向に多 数の小孔があけられた多孔板を、 上記ス ク リ ュの軸と直交して 配設したことを特徴とする押出機のダイ。
    4. 上記多孔板の小孔の長さと、 その直径または厚さとの比が 3 ないし 20であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の押出 機のダイ。
    5. 上記多孔板の小孔の各々の長さを変えることにより、 上記ダ ィ孔内における原料の流速分布を可及的に均一化するようにし たことを特徴とする請求の範囲第 3項記載の押出機のダイ。
    6. 上記多孔板の小孔の長さを、 上記多孔板の中央部で最も長く . 周辺部で最も短く なるように変化させたことを特徴とする請求 の範囲第 5項記載の押出機のダイ。
    7. 上記多孔板の小孔の各々の断面形状およびノまたは断面積を 変えることにより、 上記ダイ孔内における原料の流速分布を可 及的に均一化するようにしたことを特徴とする請求の範囲第 3 項記載の押出機のダイ。
    8. 上記多孔板の小孔の断面積を、 上記多孔板の中央部で最も小 さ く 、 周辺部で最も大き く なるように変化させたことを特徴と する請求の範面第 7項記載の押出機のダイ。
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0213204A4|1988-08-23|
    EP0213204A1|1987-03-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1985-12-05| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1985-12-05| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB IT NL |
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    1987-03-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1985902645 Country of ref document: EP |
    1990-01-02| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1985902645 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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