(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料食肉を収容する中空筒体の成形器と、この成形器を収め、この成形器を冷却する液化窒素貯留槽と、原料食肉を成形器内にその端部から導入する食肉導入器と、成形器内の原料食肉を押圧成形し、成形器から搬出する一対の押圧成形装置と、成形器から搬出された成形食肉を収容する収容容器を備え、
成形器の両端部側にそれぞれ押出成形装置が配置されていることを特徴とする食肉の成形装置。
【請求項２】
成形器が、液化窒素貯留槽内の液化窒素に浸漬されていることを特徴とする請求項１記載の食肉の成形装置。
【請求項３】
一対の押圧成形装置が、成形器内に収容された原料食肉を両側からかつ液化窒素貯留槽のほぼ中央に相当する位置で押圧成形することができるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の食肉の成形装置。 
【請求項４】
食肉導入器、いずれか一方の押圧成形装置および収容容器を備え、これら食肉導入器、いずれか一方の押圧成形装置および収容容器を成形器の一方の開口に相当する位置に、順次移動させて配置させる連結シーケンス装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の食肉の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食肉の成形装置に関し、特に食肉を成形するとともに凍結する成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食肉加工を行う場合、例えばトンカツ用の肉を加工する場合には、その裁断加工を容易にしたり、形状を崩すことなく裁断するために、食肉を冷凍庫内で約一晩かけて凍結状態にし、凍結状態のままで裁断加工する方法が採られている。
【０００３】
近年では、顧客の需要が多様化し、食肉を様々な形に加工することが求められている。
これに対応するため、所望形状の成形容器に食肉を充填して成形した後、冷凍庫内で凍結させて加工する方法が採られている。
また、逆に、食肉を凍結した後、成形機を用いて成形する方法も用いられている。
これらいずれの方法においても、食肉の凍結、成形が完了するまでに、通常、約１日を要していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来方法では、凍結、成形に長時間を要するという問題があった。
また、原料となる食肉の運搬、成形、凍結等の各工程が手作業で行われているため、作業効率が低くなる問題があった。
また、成形に用いられる成形容器が損傷し易く、コスト面で不利が生じていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は以下のとおりである。
（１）食肉の成形および凍結を効率よく行うことができる食肉の成形方法および装置を提供する。
（２）食肉の成形および凍結を低コストで行うことができる食肉の成形方法および装置を提供する。
（３）所望の形状の成形食肉を容易に得ることができる成形方法および装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１に記載の発明は、原料食肉を収容する中空筒体の成形器と、この成形器を収め、この成形器を冷却する液化窒素貯留槽と、原料食肉を成形器内にその端部から導入する食肉導入器と、成形器内の原料食肉を押圧成形し、成形器から搬出する一対の押圧成形装置と、成形器から搬出された成形食肉を収容する収容容器を備え、
成形器の両端部側にそれぞれ押出成形装置が配置されていることを特徴とする食肉の成形装置である。
請求項２に記載の発明は、成形器の一部が、液化窒素貯留槽内の液化窒素に浸漬されていることを特徴とする請求項１記載の食肉の成形装置である。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、一対の押圧成形装置が、成形器内に収容された原料食肉を両側からかつ液化窒素貯留槽のほぼ中央に相当する位置で押圧成形することができるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の食肉の成形装置である。
請求項４に記載の発明は、食肉導入器、いずれか一方の押圧成形装置および収容容器を備え、これら食肉導入器、いずれか一方の押圧成形装置および収容容器を成形器の一方の開口に相当する位置に、順次移動させて配置させる連結シーケンス装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の食肉の成形装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の食肉の成形装置の一実施形態を説明する概略構成図である。
ここに示す食肉成形装置１０は、冷媒となる液化窒素ＬＮ2を貯留する液化窒素貯留槽１と、原料となる食肉が収容される成形器である成形用中空筒体２と、成形用中空筒体２に原料食肉を導入する食肉導入器３と、成形用中空筒体２内の原料食肉を押圧成形し搬出する第１および第２押圧成形装置４ａ、４ｂと、成形用中空筒体２から搬出された成形食肉を収容する収容容器５と、連結シーケンス装置８とを備えている。
【０００８】
液化窒素貯留槽１は、断熱性を有する材料からなる直方体状の箱状体であり、上部開口を閉止する蓋１ａにより密閉されている。
液化窒素貯留槽１には、液化窒素ＬＮ2を供給する供給管１１が接続されている。
液化窒素貯留槽１には、貯留槽１内の窒素ガスを外部に放出する排気管１３が接続されており、貯留槽１内の圧力が過度に上昇するのを防ぐことができるようになっている。
【０００９】
成形用中空筒体２は、目的とする成形食肉の形状に応じた横断面形状（内部空間の横断面形状）を有する中空の筒状体である。
図２ないし図７は、本実施形態で使用可能な成形用中空筒体２の例を示す断面図である。
図２に示す中空筒体２は、内部空間の断面形状が円形とされている。
図３に示す中空筒体２は、内部空間の断面形状が楕円形とされている。
図４に示す中空筒体２は、内部空間の断面形状が略長円形とされている。
図５に示す中空筒体２は、筒体本体２ｃと、筒体本体２ｃの外面に設けられた放熱板２ｄとを備えている。筒体本体２ｃは、内部空間の断面形状が略扇形とされている。
この中空筒体２は、放熱板２ｄによって、液化窒素ＬＮ2との間の熱交換効率を高めることができるようになっている。
図６に示す中空筒体２は、断面形状が円形となる外形を有し、内部空間の断面形状が楕円形とされている。
図７に示す中空筒体２は、内部空間の断面形状が矩形である点で、図６に示すものと異なる。
中空筒体２の内部空間の横断面形状は、三角形、四角形、五角形、星形などとすることもできる。
【００１０】
図１に示すように、この中空筒体２は、水平方向に延在し、液化窒素貯留槽１の両側壁を液密に貫通するように設けられている。すなわち、中空筒体２は、両端部が貯留槽１の外部に位置し、中間部が貯留槽１内に位置するように設けられている。
成形用中空筒体２は、貯留槽１内に位置する中間部が、貯留槽１内の液化窒素ＬＮ2に浸漬されるように形成されており、中空筒体２内の食肉を、貯留槽１内の液化窒素ＬＮ2により冷却することができるようになっている。
【００１１】
成形用中空筒体２は、貯留槽１に対し着脱可能とし、他の成形用中空筒体２（例えば断面形状が異なるもの）と交換することができるように構成するのが好ましい。
なお、成形用中空筒体２は、複数設けることもできる。
また成形用中空筒体２の延在方向は、水平に限らず、鉛直としてもよい。
【００１２】
食肉導入器３は、原料食肉を、導出口３ａを通して、一端開口２ａから成形用中空筒体２内に供給することができるようになっている。
食肉導入器３は、導出口３ａが形成された先端部を中空筒体２の開口２ａよりも小さく形成し、この先端部を開口２ａ内に挿入することができるように構成するのが好ましい。
【００１３】
第１および第２押圧成形装置４ａ、４ｂは、第１および第２ピストン（押圧体）１２ａ、１２ｂと、これらピストン１２ａ、１２ｂを前進および後退させる駆動機構１７、１８とを備え、これらピストン１２ａ、１２ｂによって、食肉を押圧成形、搬出することができるようになっている。
【００１４】
押圧成形装置４ｂの駆動機構１８は、ピストン１２ｂを前進方向（図中右方向）に移動させる際に駆動用空気が導入される第１駆動室１５と、ピストン１２ｂを後退方向（図中左方向）に移動させる際に駆動用空気が導入される第２駆動室１６とを備えている。
押圧成形装置４ａの駆動機構１７についても、駆動機構１８と同様の構成を採用することができる。
なお、押圧成形装置４ａ、４ｂにおけるピストン１２ａ、１２ｂの往復動の駆動を空気圧を利用して行う例について説明したが、押圧成形装置４ａ、４ｂの駆動機構としては、その他の一般的な機械的駆動機構を採用することもできる。
【００１５】
ピストン１２ａ、１２ｂのピストンロッド１２ｃ、１２ｄの長さは、食肉成形時に、食肉を貯留槽１のほぼ中央（ピストン移動方向のほぼ中央）において成形できるように設定するのが好ましい。
これは、貯留槽１のほぼ中央において食肉を成形することによって、外気温の影響を最小限に抑え、食肉を効率よく冷却することができるためである。
【００１６】
食肉導入器３と、押圧成形装置４ａと、収容容器５とは、上下方向に沿って配列されている。
なお、これら機器の配列方向は上下方向に限らず、水平方向に沿って配列してもよいし、円弧状に配列してもよい。
【００１７】
連結シーケンス装置８は、食肉導入器３と押圧成形装置４ａと収容容器５とを搭載した移動体６と、この移動体６を上下動させるモータ７とを備えている。符号９は、モータ７の動力を移動体６に伝える動力伝導機構である。
連結シーケンス装置８は、移動体６を上下動させることによって、食肉導入器３、押圧成形装置４ａ、収容容器５のうちいずれかを、成形用中空筒体２の開口２ａに相当する位置に配置することができるようになっている。
【００１８】
食肉導入器３、押圧成形装置４ａ、収容容器５は、成形用中空筒体２に相当する位置に配置されたときに、成形用中空筒体２に完全に連結固定されるように構成することもできるし、簡略に位置決めして結合されるように構成することもできる。
なお、連結シーケンス装置８は、食肉導入器３、押圧成形装置４ａ、収容容器５を直線的に上下動させる構成に限らず、回転移動させる構成も可能である。
【００１９】
連結シーケンス装置８は、食肉導入器３、押圧成形装置４ａ、収容容器５が工程に応じて上下動するように、図示せぬ制御部によってモータ７の駆動を制御できるように構成するのが好ましい。これによって、自動化運転が可能となる。
成形用中空筒体２を液化窒素貯留槽１に複数基配設した場合には、１つの連結シーケンス装置８を各成形用中空筒体２に対し順次切り替え使用することができる。
また、成形用中空筒体２の数に応じた数の連結シーケンス装置８を用いて、各成形用中空筒体２において食肉成形を行うこともできる。
【００２０】
次ぎに、図１に示す食肉成形装置の使用方法の例を説明する。
食肉の成形に先立って、供給管１１より弁Ｖ１を介して液化窒素ＬＮ２を貯留槽１に導入しておく。また、食肉導入器３を、成型用中空筒体２の開口２ａに相当する位置に配置しておく。
【００２１】
（１）原料導入工程
食肉導入器３を用いて、原料食肉Ｍを、成形用中空筒体２の開口２ａに導入する。
次いで、連結シーケンス装置８によって移動体６を上昇させ、押圧成形装置４ａを成形用中空筒体２の一端開口２ａ（図中右端）に配置する。
押圧成形装置４ａにおいて、駆動機構１７によって、後退位置Ｐ2にあるピストン１２ａを、中空筒体２の軸方向に沿って前進させる（図中左方に移動させる）。
これによって、開口２ａ付近の食肉Ｍは、成形用中空筒体２の中央に向けて移動する。
【００２２】
（２）成形凍結工程
成形用中空筒体２の他端開口２ｂ（図中左端）に配置された押圧成形装置４ｂを作動させ、後退位置Ｑ2にあるピストン１２ｂを、中空筒体２の軸方向に沿って前進させる（図中右方に移動させる）。
ピストン１２ｂを前進させるには、駆動機構１８において、駆動用空気を配管１４から弁Ｖ2を介して駆動室１５に導入し、その圧力を高め、ピストン１２ｂを右方向に移動させる。このとき、弁Ｖ3、弁Ｖ4は閉とし、弁Ｖ5は開とする。
【００２３】
食肉Ｍは、成形用中空筒体２の中間部（貯留槽１内に相当する位置）、好ましくは貯留槽１のほぼ中央において、ピストン１２ａ（位置Ｐ1）とピストン１２ｂ（位置Ｑ1）との間に挟まれ、これらピストン１２ａ、１２ｂによって、左右から（中空筒体２の両端側から）押圧される。
これによって、食肉Ｍは押圧方向に対し垂直な方向に拡がり、成形用中空筒体２の内面形状に応じた形状に成形される。
食肉Ｍを挟んで押圧する際のピストン１２ａとピストン１２ｂの押圧力は、目的とする成形食肉の形状や食肉の性状に応じて適宜設定される。
【００２４】
この際、成形用中空筒体２内の食肉Ｍは、貯留槽１内の液化窒素ＬＮ2によって冷却され、凍結する。
このように、食肉Ｍは、成形用中空筒体２内において、成形されるとともに凍結する。
なお、成形と同時に凍結させることが困難な食肉を対象とする場合には、成形後に凍結させることもできる。すなわち、食肉を成形する成形工程の後に、これを凍結させる凍結工程を行う方法を採用することもできる。
【００２５】
（３）搬出工程
次いで、押圧成形装置４ａのピストン１２ａを後進させ、成形用中空筒体２から抜き出す。
次いで、連結シーケンス装置８の駆動によって、移動体６を上昇させ、収容容器５を、開口２ａに相当する位置に配置する。
収容容器５を開口２ａに配置した状態で、押圧成形装置４ｂのピストン１２ｂを前進させ、成形食肉Ｍを成形用中空筒体２から押し出して、収容容器５内に落下させる。
【００２６】
次いで、押圧成形装置４ｂのピストン１２ｂを後退位置Ｑ2に戻す。
ピストン１２ｂを後退させるには、弁Ｖ3を通して駆動用空気を駆動室１６に導入し、その圧力を高める。このとき、弁Ｖ2と弁Ｖ5は閉とし、弁Ｖ4は開とする。一般の駆動機と同様に、背圧となる空気は放出される。
【００２７】
収容容器５内の凍結成形食肉Ｍは、次の工程であるスライス工程に送られて所望する肉厚に裁断されて、使用、販売される。
なお、スライス工程への搬送は、ベルトコンベアを用いて行ってもよいし、人的運搬によって行っても良い。成形食肉Ｍはそのまま冷凍庫に保管しても良い。
【００２８】
本実施形態の食肉の成形方法および装置は、以下に示す効果を奏する。
１）成形凍結工程において、食肉Ｍを成形するとともに凍結させることができるため、成形と凍結とを別工程で行う従来方法に比べ、生産効率を向上させることができる。また液化窒素を用いて食肉Ｍを冷却するため、効率よく食肉Ｍを冷却し、従来方法に比べ凍結に要する時間を短縮し、生産効率を高めることができる。
生産効率を高めることができるため、成形食肉生産工程をライン化することができ、省力化が可能となる。また成形食肉の大量生産が可能となり、製造コスト低減が可能となる。
さらには、食肉成形後の後工程における処理量を考慮した生産計画が容易になり、効率のよい生産が可能となる。
【００２９】
２）成形器として筒状の中空筒体２を用いるため、この中空筒体２の機械的強度を高め、その耐久性を向上させることができる。
従って、中空筒体２の使用耐用期間を長くし、コスト削減を図ることができる。
【００３０】
３）中空筒体２を、貯留槽１に対し着脱可能とし、他の中空筒体２と交換可能に構成することによって、形状が異なる複数の中空筒体２を選択使用することができる。
このため、所望の形状の成形食肉を容易に得ることができる。
従って、顧客の要望に応じて商品を多様化することが可能となる。
【００３１】
４）成形凍結工程において、中空筒体２の両端側から食肉Ｍを押圧することによって、食肉Ｍの十分な押圧力を作用させることができる。
このため、食肉Ｍを、正確に、かつ短時間で中空筒体２の内面形状に沿う形状とすることができる。
従って、生産効率を高めるとともに、食肉Ｍを正確に所望の形状となるように成形することができる。
【００３２】
５）押圧成形装置４ｂが、ピストン１２ｂによって、成形された食肉Ｍを中空筒体２の端部から搬出することができるようにされているので、食肉Ｍの搬出を効率よく行うことができる。従って、いっそうの生産効率向上が可能となる。
【００３３】
６）食肉導入器３と、押圧成形装置４ａと、収容容器５とが、上下方向に沿って配列され、上下動によって中空筒体２に相当する位置に配置可能とされているので、各工程（原料導入工程、成形凍結工程、搬出工程）間の移行を容易に行うことができる。
このため、食肉導入器３、押圧成形装置４ａ、収容容器５が、工程に応じて上下に移動するようにモータ７の駆動を制御することによって、工程間の移行を自動化することができる。
従って、さらに生産効率を高め、省力化および製造コスト低減を図ることができる。
【００３４】
【実施例】
＜実施例１＞
以下に示す条件によって食肉Ｍの成形を行った。
原料    ：  トンカツ用豚肉
投入量  ：  ２.５ ｋg
原料初温    ：  ２０ ℃
ピストン押圧力    ：  ０.４  ＭＰa
成形製品長さ：  ４００ｍｍ
中空筒体断面形状    ：  直径９０ｍｍの円筒状
成形された食肉Ｍの凍結状態を調べた結果を表１に示す。
【００３５】
＜実施例２、３＞
凍結時間（成形凍結工程の時間）を変化させること以外は実施例１と同様にして食肉Ｍを成形し、成形食肉Ｍの凍結状態を調べた。結果を表１に併せて示す。
【００３６】
【表１】
0003696143.tif 000002
【００３７】
表１より、原料投入量、凍結時間を調整することで、要求される製品の形状、長さ、および凍結状態を満足することができる成形食肉製品を得ることが可能であることが確認された。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、成形と凍結とを別工程で行う従来方法に比べ、生産効率を向上させることができる。また液化窒素を用いて食肉を冷却するため、効率よく食肉を冷却し、凍結に要する時間を短縮し、生産効率を高めることができる。生産効率を高めることができるため、成形食肉生産工程をライン化することができ、省力化が可能となる。また成形食肉の大量生産が可能となり、製造コスト低減が可能となる。さらには、食肉成形後の後工程における処理量を考慮した生産計画が容易になり、効率のよい生産が可能となる。
【００３９】
また、成形器として筒状の中空筒体を用いることによって、成形器の耐久性を向上させることができる。従って、成形器の使用耐用期間を長くし、コスト削減を図ることができる。 また、原料食肉を成形器の両端側から液化窒素貯留槽のほぼ中央の位置で押圧成形することができるので、原料食肉に十分な圧力を加えることができ、また効率よく冷凍することができる。
【００４０】
さらに、食肉導入器、いずれか一方の押圧成形装置および収容容器を成形器の一方の開口に相当する位置に、順次移動させて配置させる連結シーケンス装置を設けたので、原料導入、成形凍結、搬出の各工程を自動化することが可能になり、各工程間の移行を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の食肉成形装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】   図１に示す成形装置に使用可能な中空筒体の一例を示す断面図である。
【図３】   図１に示す成形装置に使用可能な中空筒体の他の例を示す断面図である。
【図４】   図１に示す成形装置に使用可能な中空筒体の他の例を示す断面図である。
【図５】   図１に示す成形装置に使用可能な中空筒体の他の例を示す断面図である。
【図６】   図１に示す成形装置に使用可能な中空筒体の他の例を示す断面図である。
【図７】   図１に示す成形装置に使用可能な中空筒体の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・液化窒素貯留槽、２・・・成形用中空筒体（成形器）、３・・・食肉導入器、４ａ、４ｂ・・・押圧成形装置、５・・・収容容器、８・・・連結シーケンス装置、１０・・・食肉成形装置、１２ａ、１２ｂ・・・ピストン（押圧体）、１７、１８・・・駆動機構、ＬＮ2・・・液化窒素、Ｍ・・・食肉
【図１】
0003696143.tif 000003
【図２】
0003696143.tif 000004
【図３】
0003696143.tif 000005
【図４】
0003696143.tif 000006
【図５】
0003696143.tif 000007
【図６】
0003696143.tif 000008
【図７】
0003696143.tif 000009