(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高水分押出食品の製造に使用する冷却ダイであって：
入口端と出口端と；
面平行関係に積層され、入口端と出口端の間で冷却ダイの主要本体部を形成する複数の板部材と；
冷却ダイの入口端から出口端まで延在し、板部材が積層されたときに並ぶ各板部材の個々の貫通孔によって形成される複数の押出物流路であって、それぞれが冷却ダイ主要本体部の長手の軸から放射状に離れる方向での断面の長さが該断面の幅の少なくとも２．５倍である寸法を有する押出物流路と；
冷却ダイの入口端から出口端まで延在し、板部材が積層されると一直線に並ぶ各板部材の個々の貫通孔によって形成される複数の冷却流体流路と；
食品押出機の出口、冷却流体源、および冷却流体容器に冷却ダイを接続するための手段と；
入口端に隣接して位置し、押出品を直接食品押出機の出口から前記押出物流路へ誘導するように構成された製品流動分配手段とを備えてなることを特徴とする、冷却ダイ。
【請求項２】
押出機に取り付け可能な冷却ダイの入口端と冷却した押出物を送出するための出口端との間に延在する複数の押出物流路を形成した冷却ダイ本体と、押出物流路と熱交換連通して位置し、冷却水源に接続可能な冷却水キャビティとを備え、冷却ダイ本体は、肉厚板の平坦面の開口間を延在する複数の第１および第２の孔を有する複数の肉厚板から成ることと、複数の肉厚板は、隣接する板の第１と第２の孔の開口を互いに合わせて面平行に積み重ね、共に固定することによって、第１の孔が前記複数の押出物流路を形成するとともに第２の孔が冷却ダイ本体の長さ全体にわたって延在する複数の別個の冷却水流路を形成することを特徴とする高水分押出食品の押出用の冷却ダイ。
【請求項３】
複数の前記押出物流路が互いに平行に、そしてダイの中心軸を中心として等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の冷却ダイ。
【請求項４】
２４の押出物流路を有することを特徴とする請求項３記載の冷却ダイ。
【請求項５】
各押出物流路の放射方向の長さが２０〜１００ｍｍであり、各流路の幅は、６〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の冷却ダイ。
【請求項６】
各押出物流路の長さが７０ｍｍであり、幅が８ｍｍであることを特徴とする請求項５記載の冷却ダイ。
【請求項７】
各押出物流路が実質的に長方形もしくは楕円形の断面であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の冷却ダイ。
【請求項８】
押出物流路がその長さに沿って均一な断面を有することを特徴とする請求項７記載の冷却ダイ。
【請求項９】
冷却水流動穴が隣接する押出物流路の間に交互に配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の冷却ダイ。
【請求項１０】
冷却ダイ板部材が互いに面と面を合わせて配置され、前記主要本体部を形成する円盤型または多重面を有するものであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の冷却ダイ。
【請求項１１】
さらに、穴を有するダイ押出端板を有し、ダイ押出板は、出口端に隣接して位置し、押出された食品を前記ダイ板の穴の形状に対応する断面に形成するように構成されたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の冷却ダイ。
【請求項１２】
前記ダイ板の穴は、複数の異なる断面形状を有することと、
第１の断面形状の少なくとも一つの穴が第２の断面形状の少なくとも一つの穴の近傍に位置していることと、
前記ダイ板が、第１の断面形状の少なくとも一つの穴が前記押出物流路の少なくとも一つと一直線上に並ぶ第１の位置と、第２の断面形状を有する少なくとも一つの穴が前記押出物流路の前記少なくとも一つと一直線上に並ぶ第２の位置との間を移動するように構成されていることとを特徴とする請求項１１記載の冷却ダイ。
【請求項１３】
穴がダイ板上に、第１の位置にあるときには、実質的にすべての第１の断面形状の穴が対応する押出物流路と一直線上に並び、第２の位置にあるときには、実質的にすべての第２の断面形状の穴が前記対応する押出物流路と一直線上に並ぶことを特徴とする請求項１２記載の冷却ダイ。
【請求項１４】
第１の断面形状の穴は、第２の断面形状の穴から放射方向に間隔を空けて位置することを特徴とする請求項１２または１３記載の冷却ダイ。
【請求項１５】
第１の断面形状の穴それぞれが、第２の断面形状の穴と順に並んでいることを特徴とする請求項１４記載の冷却ダイ。
【請求項１６】
ダイ板は、少なくとも一組の第２の断面形状の穴から半径方向もしくは円周方向に離れた少なくとも一組の第１の断面形状の穴を有することを特徴とする請求項１２または１３記載の冷却ダイ。
【請求項１７】
ダイ板が、その中心軸を中心として回転するように冷却ダイに取り付けられていることを特徴とする請求項１２から１６のいずれか１項記載の冷却ダイ。
【請求項１８】
第１の断面形状の穴は、長手の溝孔であり、第２の断面形状の穴は、前記溝孔を横切る切断要素を有する長手の溝孔であることを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項記載の冷却ダイ。
【請求項１９】
切断要素は、ダイ板から押出された食品を実質的に矩形断面を有する切片に切断するように配置されたそれぞれの溝孔を横切って取り付けられた切刃またはワイヤであることを特徴とする請求項１８記載の冷却ダイ。
【請求項２０】
さらに、ダイ板の下流に配置し、押出された食品を希望の長さに切断するように構成した切断装置を備えてなることを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項記載の冷却ダイ。
【請求項２１】
切断装置が回転可能な刃を含むことを特徴とする請求項２０記載の冷却ダイ。
【請求項２２】
さらに、冷却水供給源と、冷却水排出端板を冷却ダイ本体の軸方向に対向する端部に有し、端板が、その端板の位置が示すように、冷却水をダイ本体の冷却水流路へ供給すると共にそこから排出するマニホールド導管を含むことを特徴とする請求項２記載の冷却ダイ。
【請求項２３】
冷却水排出端板の下流の冷却ダイ本体の出口端に押出ダイ板を組み込んであり、押出ダイ板は、選択的に押出物流路のうち、予め決められたものと軸が一直線上に並ぶようにまとめられ、配置され予め決められた形状、配位の複数の排出穴を有し、排出穴の形状により、選択された異なる断面形状を有する帯状の冷却押出物を押出すことができることを特徴とする請求項２２記載の冷却ダイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、練り加工をした蛋白質食品の製造において食品押出機とともに使用する冷却ダイと、冷却ダイの出口で使用する穴の開いたダイ板に関する。
【０００２】
特に、本発明は、魚、鶏、子羊、あるいは牛肉といった繊維質の肉片の外観を有する押出食品の製造に使用する冷却ダイに関する。冷却ダイは一つあるいはそれ以上のねじを含む押出機の出口に取り付け可能であり、１１０℃から１８０℃の間の温度で前記冷却ダイに溶融押出物を供給する。
【０００３】
（背景技術）
ソーセージ、チーズの塊、モッツァレラ、プロセスチーズ、パン製品、豆腐、カマボコ、肉の類似品および海産物の類似品など様々な食品の製造において、様々な蛋白質組織化加工が採用されてきた。繊維性の組織は、低水分レベル（一般的に重量で１０〜３０％）における押出調理を含む様々な手段で得ることができる。
【０００４】
高水分レベル（例えば、一般的に重量で３０〜８０％）での押出調理は、比較的新しい技術であり、主に蛋白質食品の組織化の分野において認められた利用法ある。
【０００５】
高水分押出調理は、魚のたたき身、すり身、骨を除いた肉、きな粉、濃縮物、穀粉、日常の蛋白質などのような様々な天然蛋白質源を再構築して粘着性のある繊維質もしくは層状構造を得るための手段として論じられてきている（マルセルデッカー社出版のフード・レビュー・インターナショナル８（２）、２３５−２７５（１９９２年）の、ＪＣチェフテル他著「高水分レベルにおける押出調理による新しい蛋白質の組織化加工」参照）。
【０００６】
低水分押出調理とは異なり、高水分押出調理は、食品押出機から排出される食品を冷却、ゲル化、および／または固化するための冷却ダイを必要とする。冷却ダイは、食品混合物内に蓄積された熱および機械的エネルギーを分散させ、混合物の粘度を上げ、ダイの出口で製品から水分が瞬時に蒸発しないように防ぐ。
【０００７】
穀物、肉、または他の蛋白質の混合を高水分において押出機から押し出し、さらに押出物を、取り付けた冷却ダイに通して、製品が１００℃（一般的には８０℃）を超えない温度で冷却ダイから排出させる概念は、新しいものではない。この製品の冷却は、該製品が、とりわけ水分が瞬時に蒸発した結果、膨張しないように防ぐためには非常に重要である。特にダイの設計についての説明を含む、この主題について論じた特許や物品の数は膨大な数である。
【０００８】
蛋白質食品の組織化は、ダイの中で層状に流した結果、冷却中に行われることは、理解できよう。
【０００９】
冷却ダイとしては、この技術／用途において、主に三つのタイプが知られている。最も一般的に知られているのは、長手の長方形の冷却ダイである。長方形の冷却ダイは、ダイの長さに沿って延在する長方形のダクトを受容する長い角柱のハウジングを有する。長方形のキャビティ（ダクト）を囲む領域は、水によって冷却され、よって、そこを通って押し出された食品は冷却されるのである。冷却ダイは、長さに沿って延在する内部を有する円筒形のキャビティを有する円筒形でもよい。このタイプの冷却ダイは、長方形の冷却ダイと同様に機能する。また、内側芯と外側シリンダによって形成された断面環状の内側キャビティを有する環状冷却ダイもある。内側芯と外側シリンダは冷却され、よって、キャビティを通過する食品が冷却される。
【００１０】
周知の冷却ダイにおける問題として、食品の一部がダイの冷却された表面と接触するので、その部分の粘度が上がってしまい、ダイの表面に粘着して製品の内側の部分より滑り難くなってしまうという点が挙げられる。よって、速度の傾斜とせん断力が発達して食品が不均一になり、また、冷却ダイと押出装置の円滑な連続操作が損なわれるという問題を引き起こす。これは、冷却ダイのキャビティの寸法（例えば高さ、幅、および／または長さ）を大きくして押出製品の生産量を上げようとしている場合に特に問題となる。
【００１１】
周知の冷却ダイのもう一つの問題は、押出加工において事実上“ボトルネック”を引き起こすという点である。一般的に市販の冷却ダイは1時間に約１００ｋｇの処理能力を有し、よって、製品の生産量もこの数値を限度とする。
【００１２】
市場で受入可能な製品を実現するため、この押出率は望ましい数値ではあるが、生産量を上げるためにはより生産出力率を有するものがさらに望ましい。高水分の押出製品を、単一流路の冷却ダイを使って毎時２００ｋｇの生産高で生産する例が発表されているが、この率で生産された押出製品は、それより低い率で生産されたものより、質および／または均一性において劣る傾向にある。毎時２００ｋｇを超える生産率は、周知の冷却ダイの設計における物理的制限により、実現がかなり困難である。
【００１３】
冷却ダイの生産高は、さまざまな要素によって決定する。その主要な要素は、冷却ダイのキャビティ（または流路）の容量（容積）であり、これはダイのキャビティの断面積と長さによって決定される。生産率を上げる必要がある場合は、断面積またはダイの長さ、もしくはその両方を大きくするという方法がある。しかし、この方法には限度がある。例えば、ダイのキャビティの断面積は希望する製品の特性によるところが大きい。また、断面積を大きくすると、一般的に製品を冷却するのに必要とされる時間も長くなる。これにより、押出製品の外側のほうが内側よりもずっと速く冷却され、結果として不均一な製品となる。ダイの形状を変えると、所望の視覚的なパラメータに適合しない製品となる可能性もある。冷却ダイの長さを長くするのも、ダイに沿った圧力の降下は、ダイの長さに比例するという事実から限度がある。この冷却ダイに沿った圧力の降下が大きくなると、ダイの生産量が下がるか、あるいは、押出機の能力を上げる必要が生じる。
【００１４】
断面積のより大きい冷却ダイを使ってより高い流量で冷却ダイの処理能力を上げようとする試みもなされた。この手段は、長さのより長い冷却ダイを必要とし、多くの逆効果をもたらすものであった。例えば、冷却ダイが長いと、食品に発生する不均一性と冷却ダイが構造的に閉塞する可能性が高くなる。また、このようなダイは、生産工場においてさらに大きい床面積を必要とすることは明らかであり、結果、コスト高となる。
【００１５】
日本特許出願第４−２１４０４９号（特開平６−６２８２１）では、高水分含有蛋白質原料から細紐状食品を押出すのに使用する多流路冷却ダイを開示している。この冷却ダイは、基本的には管状熱交換器のような構成であり、円筒形胴部の軸方向端部の胴蓋を目的設計の端板に置き換えている。入口端板は、押出機のダイ板ホルダにフランジで取り付けてあり、他方の端板は熱交換機の固定管板の配置、すなわち、複数の内管の端部が楔止めされ、支持されている多孔板に類似している。
【００１６】
この型の冷却ダイに採用されている複数の薄板内管により、押出物を高生産率で有効に確実に冷却することができる。個々の管は高圧抵抗を有し、よって従来の単一キャビティの冷却ダイに比較してより多くの原料を処理できる。
【００１７】
この型の冷却ダイの重大な欠点は、処理中に押出物が流動する個々の内管のクリーニングに“プラグ”もしくは長いロッドを使用する必要があるという点である。クリーニング工程中（その長さのため）、円滑な管の内表面が損傷する恐れがあり、それにより、個々の管の表面の粗さ（と背圧）が増すため、押出機から個々の管への負荷が変則的になる。また、管の一本が溶融した抽出物用の流路として使用できない程度まで損傷すると、冷却ダイ全体を交換するか、もしくは手間のかかる交換作業が必要となる。なぜなら、個々の管は、円筒形胴部の端板に気密状態で受容されており、いずれか一本を交換するため、すべての管を取り外して再び嵌合しなければならないからである。
【００１８】
（発明の要約）
本発明は、管状冷却ダイに存在すると考えられる不利益の一部もしくはすべてを解決する多重流路冷却ダイを提供することにより、従来使用されてきた冷却ダイの単一キャビティと比較したときに、押出物流動キャビティの断面積または長さを実質的に増やすことなく、より生産出力を上げることが可能な、食品押出機とともに使用する冷却ダイを提供することを意図したものである。
【００１９】
また、本発明は製品の抽出を中断する必要なく、さまざまな断面形状や寸法の押出物の押し出しを可能とする手段を組み込んだ冷却ダイを提供しようとするものである。
【００２０】
本発明の第１の局面によると、高水分食品の抽出用の冷却ダイを提供する。この冷却ダイは、複数の押出物流路を押出機に取り付け可能な冷却ダイの入口端と冷却した押出物を送出するための出口端との間に延在する複数の押出物流路を形成した冷却ダイ本体と、押出物流路と熱交換連通して位置し、冷却水源に接続可能な冷却水キャビティとを備え、冷却ダイ本体は、肉厚板の平坦面の開口間を延在する複数の第１および第２の孔を有する複数の肉厚板から構成されることと、複数の肉厚板は、隣接する板の第１と第２の孔の開口を互いに合わせて面平行に積み重ね、留めることによって、第１の孔が前記複数の押出物流路を形成するとともに第２の孔が冷却ダイ本体の長さ全体にわたって延在する複数の別個の冷却水流路を形成することを特徴とする。
【００２１】
この型の冷却ダイの配置は、上記の管状冷却ダイに比較して多くの利点を有する。まず、個々の板部材を重ねて配置することにより、個々の板部材を取り外しまたは挿入することによって長さの異なる冷却ダイを組み立てることができるため、押出物の異なる冷却条件に適合可能である。第２に、押出物流路は、ダイ本体を容易に解体できるため、個々の板部材に形成された比較的短い穴に届きやすく、よって、損傷を与える危険性なくクリーニングを容易に行うことができる。従来の密封要素および／または手段が個々の板部材の間に設けられているため、板を重ねて互いに固定するだけでダイ本体の組立体の軸方向端部間に耐漏洩および耐圧の流路を形成することができる。
【００２２】
積層した板部材を固定して一体のダイ本体を形成する方法は、隣接する板部材を適当な留め具（すなわち凹型スクリュー／ナット留め具）で留める方法、ネジ山付きロッド等またはその類似品を使って引っ張り合う両端の板の間に積み重ねた板全体を挟む方法などを含み、数多く存在する。また、有利なことに、各対の隣接する板の間に位置合わせ要素を設けて板の第１と第２の孔の開口における相互の同軸性を確保することもできる。冷却ダイ本体の個々の流路に押出物と冷却水の漏れ防止流路を設ける密封機構の場合などのように、板を固定し、互いに位置合わせする方法は数多く存在する。これらの方法は、有能な工具製造業者がよく知るところである。
【００２３】
本発明による冷却ダイの好ましい形態では、冷却ダイ本体の軸方向に対向する両端に冷却水供給および冷却水排出端板が設けられており、端板は、その端板の位置が示すように、冷却水をダイ本体の冷却水流路へ／から供給または排出するためのマニホールド導管を含む。有利なことに、マニホールド導管は、場合によって、マニホールド導管を冷却水源もしくは貯水容器に接続するためにそれぞれの端板に固定された共通の冷却水供給／排出アーマチュアと連通している。一本のマニホールド導管は、冷却水を一本もしくはそれ以上の冷却水流路へ供給もしくはそこから受け取るように配置され、後者は、マニホールド導管と冷却水流路の間の個々の接続点を減らすために二本以上の流路の組にまとめて流体連通させる。押出物流動孔も両端板に設けてあり、押出物が冷却ダイ本体の板の内部に出入りできるようになっている。
【００２４】
ダイ本体の押出物流路は、適した方向に向け、本体を貫通して軸方向に、あるいは螺旋状に延在させることができる。同軸に配置した押出物流路の場合、これらは、規則的もしくは不規則な行または列に配置することができ、好ましい実施形態では、押出物流路は、冷却ダイ本体の長手の軸を中心として放射状に位置させている。
【００２５】
好ましい形態では、冷却ダイの長手方向の軸は、前者が使用中に接続される押出機の軸と一直線上に並ぶ。
【００２６】
好ましい形態では、冷却ダイの本体は、ダイの軸を中心として等間隔を空けて配列した２４本の押出物流路を有する。押出物流路をダイの軸を中心として、各流路に実質的に放射方向に延在する横断開口を設けて等間隔のパターンに配置することにより、スペースが有効利用できること、個々の板部材の製造が容易であること、そして実装密度が最適であることなどを含む、いくつかの利点をもたらす。また、この配置により、隣接する押出物流路の間に、一つ以上の冷却水流路を挟むことができる。
【００２７】
好ましい形態では、押出物流路は楕円もしくは長穴の断面を有し（すなわち短いほうの両端が丸みを帯びた長方形形状）、それにより、押出物が堆積、付着しやすい鋭利な縁部を除去している。各押出物流路は半径方向の高さがその幅（すなわち円筒形ダイ板の周方向の寸法）より実質的に大きく形成される。各流路の高さは、好ましくは２０ｍｍより大きく、一般的には、約７０ｍｍであり、幅は、約４ｍｍもしくはそれ以上、好ましくは約８ｍｍである。冷却条件の違いにより、押出物流路の断面形状も変わるということを心に留めておけば、実質的に長方形の断面に代えて他の断面形状でも可能であることは明らかである。
【００２８】
上記のように、冷却水と押出物流路を交互に配置するのが好ましく、二本の隣接する押出物流路の間に二本以上の半径方向に間隔を空けて冷却水流路を設け、押出物から冷却水への熱伝達を高めるようにすると有利である。冷却水および押出物流路を冷却ダイ本体の長手の軸を中心として半径方向に対称となるように配置するのが好ましい。
【００２９】
操作圧および温度により、冷却ダイ本体を構成する肉厚板は、例えばステンレス鋼、アルミニウムなどのような固形金属を加工する。
【００３０】
さらに本冷却ダイの発明の発展形態では、冷却水排出管寄せ板（分配端板とも呼ぶ）の下流の冷却ダイ本体の出口端に押出ダイ板を組み込んでおり、押出ダイ板は、予め決められた形状、配位の複数の排出穴を有し、選択的に押出物流路のうち、予め決められたものと軸が一直線上に並ぶようにまとめられ、配置されるので、排出穴の形状により、選択された異なる断面形状を有する帯状の冷却押出物を押出すことができる。
【００３１】
このような型の冷却ダイ押出板を組み込むことにより、単に押出ダイ板を冷却ダイの出口側端部に再配置することによって、その単一の押出板を通して選択した断面形状を有する帯状の押出物を押出すことが可能となる。これにより、ダイ押出板を交換するために押出機を停止する必要性（数時間にわたることが多い）をなくすことができるため、さらに、押出機と冷却ダイの組立体の効果を高めることができる。
【００３２】
押出ダイ板の好ましい形態では、排出開口部の数は押出物流路の数の自然数倍であり、それぞれの倍数は、一つの組が押出物流路と一直線上に並び、他の組がそこからずれるようにグループ分けされ、第１のグループの排出穴は、第２のグループとは異なる断面形状を有する。あるいは、排出穴はすべて同じ断面形状を有し、選択した開口部を、予め決められた数の切刃、ワイヤ、またはウェブが横切るようにし、それによってそれぞれの穴を対応する複数の小さい開口に分割してもよい。
【００３３】
好ましくは、押出ダイ板は、切断要素を備えた穴が選択した数の押物流路と並ぶ第１の位置から、切断要素を備えた穴が流路と並ばない第２の位置との間を移動するように配置する。この実施形態の利点は、単にダイ板（またはスクリーン）を第１の位置から第２の位置に移動させるだけで、幅広形（すなわち、押出ダイ板の穴が押出物流路のそれに対応した楕円または長方形の断面を有する）または“紐”（例えば、角ばった断面を有するものなど）のいずれかの形状で冷却ダイから押出物を選択的に出すことができるという点である。押出ダイ板の位置を冷却ダイの出口で迅速に変えれば、停止時間が少なくてすむと共に製品の浪費が少なくてすみ、かなりのコスト削減となる。
【００３４】
多重流路冷却ダイが“放射状”冷却ダイ（押出物流路がダイ本体の軸を中心として等間隔に配置され、それぞれが実質的に放射状に延在する）である場合、ダイ板の押出は、好ましくは円盤状であり、組立体の中心軸を中心として回転可能であるのが好ましい。円形板は単にそれを回転させるだけで第１の位置と第２の位置の間を移動するようにすることができる。この板は、押出物流路それぞれと並ぶように構成された切断要素を備えた穴の組と、切断要素を備えた穴の組それぞれの間に設けた“開放”穴を有するものでもよい。切断要素の組が押出物流路と並ぶと、冷却ダイを出る製品は切断要素によって切断され、“紐”状に押出された製品を得ることができる。
【００３５】
例えば、冷却ダイが２４個の周方向に等間隔に並んだ押出物流路を有する場合、押出ダイ板にはそれに対応して切断要素を有する２４個の穴と、２４個の“開放”穴を設けてもよい。板またはスクリーンを７．５度回転させることにより、板は、切断要素を有する穴の組が押出物流路と並ぶ第１の位置と、“開放”穴がこれらの流路と並ぶ第２の位置まで移動する。
【００３６】
あるいは、冷却ダイが２４本の流路を有する場合、冷却ダイ押出機板またはスクリーンは切断要素を備えた１２個の穴と、１２個の“開放”穴を設けてもよい。この場合、追加の“遮断”板を重ねたダイ本体の入口端に位置させて、１２の押出機流路を選択的に遮断し、製品が他の１２本の流路、すなわち切断要素を備えた穴を通るように、あるいは開放穴が選択的にこれらの開放された１２本の流路と並ぶように構成するのが好ましい。切断要素を備えた穴または使用していない“開放”穴は、製品が通過しないこれらの流路と並ぶ。
【００３７】
このような可変冷却ダイ押出機板を設けると、冷却ダイ本体の各端部の冷却ダイ端板（または冷却水分配板）は、ダイの冷却水流路用として軸方向に延在する大口穴を設けて設計している。大口穴は、適当に嵌合した状態で、周面まで続く放射状に延在する孔と連通しており、それにより、冷却水マニホールド管との接続を可能にしている。よって、冷却流体は、冷却ダイの端板を超えて軸方向に流れることはない。
【００３８】
冷却ダイは、さらに冷却ダイ押出板を出る押出物の片または長さを希望の長さ片に切断するための切断手段を含む切断装置を備えている。この切断手段は、回転可能な刃である。好ましくは、切断装置は、さらにこの刃が回転する速度を変化させる手段を備えている。この速度を変化させることにより、製品の切断片の長さも変化させることができる。
【００３９】
発明の好ましい実施形態に付いて添付の図面を参照しながら、例示のみを目的として説明する。発明のさらなる利点および好ましい特徴についてもここで説明する。
【００４０】
（発明の開示）
繊維質の食肉類似品のような押出食品を製造するためには、成分構築にせん断と圧力をかけることができ、その材料を冷却ダイに搬送できる押出機が必要である。押出機には一つ以上のネジを設けることができる。これらについては、周知であり、ここでは説明を省略する。
【００４１】
発明による、高水分蛋白質食品押出機の分配端部で使用する冷却ダイ組立体を、図１に概略で示す。ダイ組立体１０は、本質的に、同じレイアウトの複数（ここでは１８）の円盤型肉厚鋼板１４から構成される複数のダイ本体１２と、ダイ本体１２の軸方向入口端の冷却水（すなわち冷却流体）吸入管寄せ（分配）板１６と、軸方向出口端の冷却水出口管寄せ（または分配）板１８と、ダイ１０を、押出機の出口（点線１１にて示す）の容器フランジに固定し、個々のダイ本体板１４を一緒に挟持するための接続および移行構造を備えている。
【００４２】
合計で２４本の押出物流路が軸方向に、そして互いに平行に、ダイ本体１２の入口端とその出口端との間を延在しており、押出物流路の一部は、ダイ本体１２を構成する板部材１４それぞれを貫通して延在する穴または“部分流路”によって形成される。図３は、積層し、一緒に挟持した状態で冷却ダイ本体１２を形成する冷却ダイ板１４の一枚を断面で示すものである。押出物流路を形成する穴は２０で示す。押出物流路２０の断面は同じであり、縁部が丸みを帯びた略長方形（もしくは長穴／楕円の形状）である。流路２０の主要な寸法すなわち高さは、ダイ本体１２の中心軸から実質的に放射方向に延在し、その幅の少なとも２．５倍である。２４本の押出物流路２０は、板部材１４の周方向に等間隔で位置している。
【００４３】
さらに図３から判るように、複数の穴２２が加工され、各ダイ本体板１４を貫通して、隣接する押出物流路２０の間に規則的に並んで延在しており、４つの半径方向に離れて位置する穴が列ごとに設けられている。個々のダイ板１４が積層されると、これらの穴２２は、ダイ本体１２の製品の入口および出口端の間で互いに平行に延在する複数の冷却流路を形成する。
【００４４】
上記のように、冷却ダイ本体１２の各端部には、冷却流体（すなわち冷却水）管寄せ板１６，１８が位置しており、ダイ組立体１０の製品入口および出口側において冷却水流路２２の終端部を形成している。これらは、本質的に互いに逆勝手で同一であり、唯一の違いは、冷却ダイ、すなわち、入口および出口端板を通る押出物の流れに対する位置である。これらの端板１６、１８が単一の水源からダイ板組立体１２の個々の冷却水流路２２まで冷却水を分配する、あるいはその冷却水を受け取る機能も果たすため、それらをここでは分配（端）板１６、１８とも言う。１つのみについてさらに詳しく説明する。
【００４５】
このような冷却水管寄せ板１６の断面図を概略で示す、図２からわかるように、合計２４個の放射状に延在する冷却水供給／排出穴２４が円盤型分配板１６の周面に沿って一定間隔で位置するそれぞれの連結アーマチャー２５からその中心に向かって、その中心から距離をおいた位置まで延在している。各供給／排出穴２４は、片側から分配板３の中に軸方向にのみ加工した合計４個の冷却水流動穴２２´と流体連通している。大口穴２２´は、板１４，１６，１８が積層された時に並ぶ冷却ダイ板１４（図３比較）に設けた冷却水流路２２と配置パターンおよび位置において対応する形状となっている。
【００４６】
さらに図２からわかるように、分配板１６（１８と同様）も２４個の長穴２０´を有しており、ダイを組み立てたときに並ぶ冷却ダイ板１４（および冷却ダイ本体１２）の押出物流路２０に対応するパターンおよび寸法である。
【００４７】
冷却水分配マニホールド構造２６には、共通の供給／排出管２９に固定した合計１２個の連結アーマチャー２７が組み込まれている。管２９はブラケット３０を介して分配板１６（および１８）の上側もしくは冷却ダイ組立体のその他の適当な構成要素に固着／固定する。合計２４本の冷却水ライン２８は、連結アーマチャー２５および２７を接続しているので、マニホールドにより冷却水が単一の入口から入口端板１６で２４本の冷却水供給ダクト２４にそれぞれ供給できる。出口端の分配板１８も同じ形状である。冷却水の流れの方向は、押出物流路２０を通る材料の押出し方向と同じ方向、もしくは、製品出口端から冷却ダイ組立体１０の入口端までの逆方向のいずれかとすることができることは明らかである。換言すれば、流体分配板１６および１８は、冷却流体の分配に加え、押出製品の“入口”と“出口”の両方の役割を果たすことができる。
【００４８】
添付の図面には示していないが適当な位置合わせ要素／部材を個々の冷却ダイ板部材１４に設け、それによって押出物流路と冷却水流路を形成するそれぞれの穴２０、２２の同軸位置合わせが可能となる。同じ理由から、適当な密封要素を設けてあるので、これらを積層し、共に挟持すれば、隣接するダイ板部材１４の穴２０，２２の間の確実な耐漏洩接続が可能となる。このような密閉要素には、個々の穴２０，２２を囲む凹型領域に受容される一体型ガスケットも含まれる。この場合も、有能な冷却ダイ工具製造業者であれば、数多くの周知の技術の選択肢を持っているであろう。
【００４９】
図１は、ダイ板部材１４と分配端板１６、１８を一緒に挟持して一体型の冷却ダイ本体１２を形成する一方法を示す。そのためには、合計８個の連結棒３０を用意する。これらは、互いに平行に延在し、組立体の軸の周りに均一に間隔を空けて配置する。連結棒３０のねじ山付き端部のうちの一方を冷却ダイ組立体１０の入口側の移行板１５に設けたねじ山付き固定穴３１にねじ込み、他方のねじ山付き端部は冷却ダイ組立体１０の製品出口側の分配（端）板１８の穴を抜けて延在させて、そこでナット３２を使って固定する。この配置により、漏れを防止しながら積層板組立体の挟持が可能となる。
【００５０】
図１には詳しく示していないが、移行板１５には、流路分配手段を組み込んであり、それによって押出器の出口から受け取った押出物が冷却ダイ組立体１０の入口分配（端）板１６の押出物流動穴２０´に均一に分配される。押出物分配手段は、点線３３にて概略で示す。
【００５１】
生産設備を使用する際、押出機からの溶融物（すなわち押出物）は、押出器の出口を通って、取り付けフランジ片１３まで流れ、冷却水分配（端）板１６を通過する前に、押出物分配器（すなわち移行）板１５を通って第１の冷却板部材１４に入る。押出物の流れは、製品通路すべてが同様の長さであるため、すべての製品流路１に均等に分配される。しかし、必要な場合には、移行板１５と入口側冷却流体分配板１６の間に絞りを設けて圧力降下を誘発してもよい。この絞りは、通常必要ないが、すべての流路から製品を均等に流すことが重要な要素である場合には追加することもできる。押出物を第１の積層冷却板１４に投入すると、出口冷却流体分配板１８を介し、冷却ダイを出る前に共に取り付けた個々の冷却板によって形成される押出物流路２０に沿って搬送される。冷却板１４の合計数は、その製品に必要な熱伝達領域によって変えることができる。必要ならば、熱伝対を冷却板の特別に設けた点に挿入し、加工を制御することもできる。
【００５２】
前述のように、冷却ダイ組立体１０とともに絞りを使って、全体的な製品の速度分配を最低限に抑えることもできる。発明のさらなる発展形態では、複数の排出穴を有する冷却ダイ押出板を組立体の出口端に組み込んでもよい。溶融・冷却物が穴を通して押圧されるため、前記板を横切った後の圧力降下のため、部分的に固化する。このような装置で製造した製品は、部分的に溶融物が複数の流路に分けられることによる部分的に切り欠かれた外観を有し、絞り板の下流では同質の塊に戻すことはできない。冷却ダイから続く製品は、直接冷却ダイの最終面に取り付けた単純な機械的切断装置によって切断される。製造された製品は、寸法は一定であるが、形状は不規則であり、切断された肉片に酷似している。
【００５３】
図４〜８は、冷却ダイ押出板組立体を冷却ダイ本体の出口端に組み込むことにより、排出端板を交換せずに異なる形状の押出物を押出すことができる、発明による冷却ダイの異なる方向から見た図である。冷却ダイ組立体１０は、図１〜３を参照して説明したものと実質的には類似しており、よって、類似した構成要素は同じ参照番号で示している。冷却ダイ組立体１０の入口側端部は図４の右側に位置する（図１では左側）。
【００５４】
冷却ダイ押出板組立体全体は、図４では、参照番号５０で示しており、本質的に、板５１の厚みを貫通し、板５１の中心からおおむね放射方向に延在する合計２４個の長手の穴５２、５４を組み込んだ環状鋼板５１（図６および７参照）を備えている。排出穴５２、５４の形状、寸法、および位置は、積層冷却ダイ１２を形成するダイ板部材１４のそれによって予め決められている。排出穴５２および５４は、形状は同じであるが、穴５４の高さ（すなわち放射方向）に垂直に延在する１１本の取り付け溝孔５５が一列に並んで設けられている。これらの溝孔５５は、板５１のみからなる一方の面に、対向する面から距離をおいた位置まで加工されている。これらの溝孔５５は、穴５４を横切る図示しない切刃を、ぴったりと受容することにより、その主要な延在方向を放射方向に分割している。よって、オリフィス５２を通過する押出物は、おおむね帯状の断面を有するが、排出穴５４の切刃の存在により、帯状の押出物を実質的に矩形断面の個々の紐に切断する。
【００５５】
押出ダイ板５１は、冷却水分配（端）板１８の製品排出端の外側を向いた側にフランジで固定されているマルチピース支持組立体６０に受容されているため、排出板５１は冷却ダイ−押出ダイ板組立体の長手の軸を中心として回転可能となる。排出穴５２、５４と端板１８の押出物流路２０´それぞれの位置と相対的な位置は、押出ダイ板５１の第一の位置では、押出穴５２のみが、ダイ組立体１２の押出物流路２０のうちの対応して設けられたものと並び、それによって２４個の穴５２、５４を有する図示の実施形態において、それらの半分のみが押出物を通過させ、一方、残りの１２個は、ダイ組立体１０の他の押出物流路２２に対してオフセットしているで遮断することができる。よって、押出ダイ板５１を、刃付き排出穴が一線上に並ぶ位置から、“開放”穴５２（すなわち刃が横切っていないもの）が組立体の端板の排出開口部と一直線に並ぶ位置まで回転させることによって帯状押出物の形状を変えることができる。
【００５６】
回転可能な押出ダイ板５１が異なる作業位置に手動で移動できるように構成するか、あるいはそのような位置決めを行うのに適した動力化した駆動トレインを設けることができることは理解できよう。
【００５７】
図５および６は、押出ダイ板５１に連結したホイールトラック６６内を走行する外部歯付きホイール６４を支持するホイール取り付けブロック６２を有する取り付け板を参照番号６１で示す。この駆動トレインは、押出ダイ板５１をその回転位置の選択した位置に位置させる役割を果たすモータ６８に連結される。それ以外では、図４〜８の構成図は、冷却水分配端板１６において押出ダイ板５１を当接関係に保つために採用された支持構造と、その回転位置を自動的に設定するために採用した駆動トレインの詳細を示す。
【００５８】
例
線状繊維質の構造マトリックスを有し、白身のツナに類似した食肉類似品の塊を、押出装置と本発明の冷却ダイを使って次の手順で準備した。
【００５９】
次の含有物を計量して２から４分間、リボンブレンダでブレンドした。
【００６０】
含有物 重量％
脱脂大豆粉                       ４３．６
小麦のグルテン                   ４３
２カルシウムフォスフェイト         ５
香料                           ５
ビタミン／ミネラル               ３．４
次に、ブレンドした混合物を測定して流量５５０ｋｇ／時の二重ネジ押出機の中に投入した。押出機の供給部において、流量４５０Ｋｇ／時で粉に水を加えた。次に混合物を、押出機から出る前に押出機の中で１３０〜１４０℃の温度でせん断し、それに圧力を加えた。溶融押出物を、押出器の出口に直接取り付けた多重流路冷却ダイに投入した。多重流路冷却ダイは、２４の個々の冷却流路を有し、各流路は、約６〜８ｍｍ×７０〜９０ｍｍの断面寸法を有する。各冷却流路の合計の長さは、０．７〜１．２ｍである。約４８〜５３％の水分を含有し、温度が９０〜１００℃である連続した板状の製品が冷却ダイから排出された。製品を冷却するために水を使用した。製品の出口に最も近い冷却流体分配板を介して温度約５〜１５℃の冷却ダイに入れ、製品の流れと反対方向に流した。冷却水は、２０〜３０℃の温度で冷却ダイを出た。
【００６１】
この方法により、高出力で高水分押出物を製造する際に伴う主な制限、いわゆる冷却ダイの長さと冷却ダイの断面設計に対する制限をなくすことができる。複数の冷却流路を組み込んだ冷却ダイを使えば、正しい視覚的、物理的特性を有する製品を製造する断面設計を使用することができる。また、冷却ダイの長さを、圧力降下、熱伝達領域、熱伝達率および加工性能を最適化する形状に固定することができる。（最終製品の希望の視覚的、物理的特性に基づいて）一つの冷却ダイ（または流路）の形状を決定すれば、必要とされる多数の個々の冷却流路が希望の合計生産量によって決定する。
【００６２】
本発明は、ある好ましい実施形態に関連して説明してきた。しかし、本発明は、それに制限されるものではなく、ここで説明した発明の意味および範囲内において変更および適応が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  冷却ダイの第１の実施形態の側面（概略）図であり、全体的なレイアウトを示す
【図２】  図１の冷却ダイの、線Ａ−Ａに沿って切った断面図であり、積層冷却ダイ板の端板（冷却水分配板）における冷却流体通路の詳細を示す
【図３】  図１の冷却ダイの、線Ｂ−Ｂに沿って切った断面図であり、押出物流路と冷却水流動穴の配置を示す
【図４】  発明の冷却ダイのもう一つの実施形態の側面（概略）図であり、冷却ダイ押出板を組み込んだところを示す
【図５】  図４の冷却ダイ押出板端部の拡大詳細図
【図６】  図４の冷却ダイの出口端の立面図
【図７】  図７は、図４から６に示す冷却ダイ押出板の平面図および長手の断面図
【図８】  図８は、図４から６に示す冷却ダイ押出板の平面図および長手の断面図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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