(57)【要約】【課題】様々な横断面形状の押出物からなる食品を目的のピッチで捻ることが出来る押出成形装置およびこれに備わるダイスを提供する。【解決手段】貫通孔を有するダイ枠１２が、押出機の先端に着脱自在に取り付けられている。外周にベアリング１４が嵌められた中子ダイ１１は該貫通孔内に挿入されて回転自在である。ベアリング押え１５がダイ枠１２に着脱自在に取り付けられて、中子ダイ１１と共にベアリング１４をダイ枠１２の貫通孔内から出ないように押える。ダイ１０は孔２０が形成されており、中子ダイ１１の、押出機の先端とは反対側の端部に着脱自在に取り付けられている。食品原料が押出機の先端から孔２０へ流れるための原料流路１１ａが中子ダイ１１に貫通形成されている。シール材１３が押出機の先端と中子ダイ１１との間に介在し、原料流路１１ａから食品原料が漏れないようにする。さらに、駆動用モータ３０がベルト３１を介してダイ１０を回転駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔が形成されたダイスが取付けられた押出機を備え、該孔に食品原料を押し入れて通過させることで該食品原料を所望の横断面形状の押出物に成形する押出成形装置において、
前記孔の貫通方向に回転軸を備えて回転可能に構成されている前記ダイスと、
前記孔から押出された前記押出物を挟んで回転するローラ対と、
を備えたことを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
前記押出物の捻れのピッチを所望のピッチに制御するために、前記ローラ対の回転速度と前記ダイスの回転速度とを制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の押出成形装置。
【請求項３】
前記ダイスは、
押出機に着脱自在に取り付けられる枠部と、
外周に転がり軸受が嵌められ、前記枠部の開口内に該転がり軸受と共に挿入された回転自在な柱状の第一回転体と、
前記枠部に着脱自在に取り付けられ、前記第一回転体と共に前記転がり軸受を前記枠部の開口内から出ないように押える押え部と、
前記第一回転体の、前記押出機の側とは反対側の端部に着脱自在に取り付けられ、前記孔が形成された第二回転体と、
前記第一回転体に貫通形成され、食品原料が前記押出機から前記孔へ流れるための原料流路と、
前記押出機と前記第一回転体との間に介在し、前記原料流路から前記食品原料が漏れないようにするシール材と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の押出成形装置。
【請求項４】
前記第二回転体は前記孔が貫通形成された円盤形状を有しており、かつ、前記第二回転体を回転駆動するための回転駆動手段を備えており、
前記回転駆動手段は、駆動用モータと、該駆動用モータの回転軸と前記第二回転体の外周に掛け回された駆動用ベルトとを備えていることを特徴とする請求項３に記載の押出成形装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の押出成形装置に備わるダイスであって、
押出機に着脱自在に取り付けられる枠部と、
外周に転がり軸受が嵌められ、前記枠部の開口内に該転がり軸受と共に挿入された回転自在な柱状の第一回転体と、
前記枠部に着脱自在に取り付けられ、前記第一回転体と共に前記転がり軸受を前記枠部の開口内から出ないように押える押え部と、
前記第一回転体の、前記押出機の側とは反対側の端部に着脱自在に取り付けられ、前記孔が形成された第二回転体と、
前記第一回転体に貫通形成され、食品原料が前記押出機から前記孔へ流れるための原料流路と、
前記押出機と前記第一回転体との間に介在し、前記原料流路から前記食品原料が漏れないようにするシール材と、
を備えたことを特徴とするダイス。
【請求項６】
食品原料を押出成形する押出機の先端に取付けられたダイスの孔に該食品原料を押し入れて通過させることで該食品原料を所望の横断面形状の押出物に成形する押出成形方法において、
前記ダイスを回転しつつ、前記孔から押出された前記押出物を挟んだローラ対を回転することにより、回転する前記ダイスと前記ローラ対の間で前記押出物を所望の捻れのピッチで捻ることを特徴とする押出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品の押出成形を行う押出成形装置、該押出成形装置に備わるダイスおよび該ダイスから押出される押出物の押出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品原料を押出成形するための押出機のダイスでは、例えばパスタを製造するダイスが古くから知られており、食品原料がダイスの孔を通って押出されるときに孔内の場所ごとで押出される速度（以下、押出速度と称する）が異なるように孔の形状を工夫することによって、貝殻、螺旋などの様々な形状の押出物を賦形していた（例えば特許文献１）。
【先行技術分野】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−０２９９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
食品原料を押出成形する押出機のダイスにおいて、ダイスの分解性および洗浄性が大きな問題となる。洗浄が不十分で食品原料が僅かでも残った場合、その原料が腐敗し、微生物が容易に増殖し、これが食中毒などを引き起こす原因となる。
【０００５】
分解性および洗浄性においては、ダイス構成要素に回転摺動面が無いパスタ製造用のダイス構造が単純で優れているが、パスタ製造用のダイスは、押出される原料の孔内における局所間の押出速度の差を利用して押出物を曲げたり、捻ったりするため、押出物の横断面形状が限られる。横断面形状とは押出物の長手方向と交差する方向の断面形状をいう。更に、押出物の捻りのピッチは押出速度差に依存するため、様々なピッチでの捻りを押出物に加えることが出来ないという課題があった。なお、捻れのピッチとは、麺状の押出物が捻れたときに出来る山と山の間隔または谷と谷の間隔をいう。
【０００６】
また、様々なピッチでの捻りを押出物に与えられるようにダイスに新たな機構を追加する場合、追加した機構が複雑であると、ダイスの分解および洗浄が難しくなる。さらに、食品原料を押出成形するため、追加した機構が動くときの磨耗物で押出物が汚染されないようにダイス構造の工夫が必要であった。
【０００７】
なお、樹脂成形の分野では、押出成形で作られる樹脂ネットが知られており、円形ダイを回転させることにより、縦糸群と横糸群とを互いに交差して溶着させ一つの網状管を連続的に成形するもので、みかん等の果物を入れるネットがよく目にする成形物の一つである。しかし、このようなネット押出成形用ダイスで成形される形状は本発明の狙いとは異なるものであり比較対象とはならない。また、ネット押出成形用ダイスは内側および外側のダイがお互いに反対方向に回転するため、ダイス構造は複雑であり、ダイスの分解および洗浄が難しい。更に、押出物の流路自体が回転摺動するため、押出物が摺動面の磨耗物で汚染されるおそれがあるという課題がある。
【０００８】
そこで本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであって、押出物を目的のピッチで捻ることが出来る押出成形装置および押出成形方法を提供することを目的の一つとする。さらなる目的は、該押出成形装置および押出成形方法に用いられるダイスであって、分解および洗浄作業が容易なダイス構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、食品原料を押出成形する押出機に取付けられたダイスの孔に該食品原料を押し入れて通過させることで該食品原料を所望の横断面形状の押出物に成形する押出成形方法に係る。本発明の方法は、ダイスを回転しつつ、ダイスの孔から押出された押出物を挟んだローラ対を回転することにより、回転するダイスとローラ対の間で押出物を所望の捻れのピッチで捻ることを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の態様は、孔が形成されたダイスが取付けられた押出機を備え、該孔に食品原料を押し入れて通過させることで該食品原料を所望の横断面形状の押出物に成形する押出成形装置において、該孔の貫通方向に回転軸を備えて回転可能に構成されている該ダイスと、該孔から押出された押出物を挟んで回転するローラ対と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この態様の装置によれば、回転するダイスとローラ対の間で押出物を所望の捻れのピッチで捻ることができる。
【００１２】
さらに、本発明による押出成形装置に備わるダイスは、枠部、第一回転体、押え部、第二回転体、原料流路、およびシール部材を備える。
【００１３】
枠部は、押出機に着脱自在に取り付けられる。第一回転体は外周に転がり軸受が嵌められ、該枠部の開口内に該転がり軸受と共に挿入された回転自在な柱状の回転体である。押え部は枠部に着脱自在に取り付けられていて、該第一回転体と共に該転がり軸受を該枠の開口内から出ないように押える。第二回転体は上記の孔が形成されており、該第一回転体の、押出機の側とは反対側の端部に着脱自在に取り付けられている。原料流路は該第一回転体に貫通形成されていて、食品原料が押出機から孔へ流れるための流路である。シール材は、押出機と第一回転体との間に介在し、原料流路から食品原料が漏れないようにする。
【００１４】
このような構成のダイスによれば、食品原料を押出す孔が形成された第二回転体が第一回転体に対して着脱可能であり、第一回転体も枠部に対して着脱可能であるため、ダイスの分解および洗浄が非常に容易である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、押出物を目的のピッチで捻ることができる。また、ダイスの分解および洗浄作業も容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態によるダイスの構造を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態によるダイスを押出物吐出側から見た正面図。
【図３】本発明の実施の形態によるダイスを備えた成形装置の全体構成を示す図。
【図４】本発明の実施の形態によるダイスのダイ部分に設けられる孔形状の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態によるダイスの構造を示す断面図であり、図２は該ダイスを押出機前方から見た正面図である。
【００１９】
本実施形態によるダイスは、パスタ用原料などの食品原料を押出成形して所望の形状の押出物を得るための押出機に用いられる。この押出機は、原料が供給される原料筒と、原料筒の原料吐出側に取り付けられたダイスと、原料筒内に配置されて原料をダイスの方へ押出すための回転軸状のスクリュとを有している。
【００２０】
図１及び図２を参照すると、上記のような押出機の先端に位置するダイホルダ２にダイス１が取り付けられている。ダイス１は、ダイ１０、中子ダイ１１、枠ダイ１２、シール材１３、ベアリング１４、およびベアリング押え１５を備えている。
【００２１】
ダイホルダ２の原料出口を開口する面２ａに、円筒形状の枠ダイ１２が取付ボルト１６によって取り付けられている。枠ダイ１２の筒穴内には円柱形状の第一回転体としての中子ダイ１１が配置され、中子ダイ１１の外周には転がり軸受としてのベアリング１４が装着されている。この結果、中子ダイ１１の外周と枠ダイ１２の内周との間にベアリング１４が嵌挿された状態になって、枠ダイ１２の内側で中子ダイ１１がその中心軸回りに回転可能である。
【００２２】
さらに、外周面にベアリング１４が組付けられた中子ダイ１１が枠ダイ１２の筒穴内においてその中心軸方向に移動しないようにベアリング１４の位置を固定するため、ベアリング押え１５が枠ダイ１２に取付ボルト１７で取付けられている。
【００２３】
ダイホルダ２の、原料流路２ｃの出口を開口する面２ａと、この面２ａに対応する中子ダイ１１の端面とは当接されている。回転可能な中子ダイ１１には、その中心軸を通る原料流路１１ａが形成されており、この原料流路１１ａはダイホルダ２側の原料流路２ｂと連通されている。そして、面２ａとこれに接する中子ダイ１１の端面との間には、Ｏリングなどのシール材１３が介在しており、これにより、中子ダイ１１が面２ａ上を回転摺動しているとき原料流路２ｂと原料流路１１ａとの連結部分から原料が漏れないようにされている。
【００２４】
さらに、中子ダイ１１の、ダイホルダ２の側とは反対側の端面には、第二回転体としての円盤形状のダイ１０が取付ボルト１８で交換可能に取付けられている。ダイ１０は、中子ダイ１１の原料流路１１ａの流れ方向と同じ方向に貫通形成された一つ又は複数の孔２０を有しており、ダイ１０が中子ダイ１１に組付けられた状態で、すべての孔２０が中子ダイ１１の原料流路１１ａと連通されている。
【００２５】
ダイ１０の円盤形状部の外周と駆動用モータ３０の回転軸とに駆動用ベルト３１が掛け回されており、駆動用モータ３０の動力によりダイス１０および中子ダイ１１が一緒に回転する構造になっている。
【００２６】
なお、図２にはダイ１０に押出成形用の３つの孔２０を設けた例を示したが、本発明は図示した形状および個数に限られない。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｅ）に押出成形用のダイ２０の孔２０の形状の様々な例を示す。このように孔形状を変えることにより、様々な横断面形状の押出物を成形することができる。これらの例のうち、特に、孔２０ｂおよび孔２０ｃはその中心に中子が設けられている例である。孔２０ｂおよび孔２０ｃの構成によれば、中空形状の押出物を形成することができる。
【００２８】
本発明による押出成形装置は、上記した構成のダイス１と、ダイス１のダイ部分を回転させる駆動用モータ３０および駆動用ベルト３１などの回転駆動手段とを有する押出機に加え、図３に示すように押出物を挟んで回転する複数のローラ対４０を含む回転ニップ装置４１を備えている。さらに、ダイ１０およびローラ対４０の夫々の回転駆動手段を制御してダイローラ対４１のローラ回転速度およびダイ１０の回転速度を適宜変更する制御手段（不図示）をも備えている。
【００２９】
上記した押出成形装置では、食品原料が、押出機のスクリュの回転で押圧され、ダイホルダ２の原料流路２ｂおよびダイス１の中子ダイ１１の原料流路１１ａを経て、ダイ１０の孔２０に流入する。
【００３０】
ダイ１０が回転駆動されていないまま、押出機の所定の押出圧力でダイ１０の孔２０に流入して通過した食品原料は、麺状の押出物として押出され、かつ、孔２０の孔形状に応じた捻れピッチおよび横断面形状を持つものとなる。すなわち、押出物は、食品原料が孔２０を通過するときに孔形状に起因して孔内の通過原料の場所ごとに押出速度が異なり、その押出速度差はその孔形状で決まるため、一定の捻れピッチおよび横断面形状を持つものになる。
【００３１】
続いて、ダイ１０の３つの孔２０（図２）より押出された押出物は、回転ニップ装置４１の複数のローラ対４０の間に引き込まれて各ローラ対４１の回転により繰り出されていく。
【００３２】
こうした状況の下、回転モータ３０によりダイ１０を回転駆動すると、ダイ１０とこれに最も近い位置にあるローラ対４１との間で、一定の捻れピッチでダイ１０から押出されている麺状の押出物には、捻りが加えられる。
【００３３】
このとき、押出物の捻りのピッチは、ローラ対４１のローラ回転速度およびダイ１０の回転速度によってコントロールすることができる。例えば、ローラ対４１のローラ回転速度を一定にしたまま、ダイ１０の回転速度を速くすれば、ダイ１０とこれに最も近い位置にあるローラ対４１との間での押出物の捻れのピッチが短くなり、遅くすれば長くなる。
【００３４】
以上説明したような本発明のダイスを備えた押出成形装置によれば、様々な捻れピッチの押出成形物の食品を簡単に得ることができる。得られた食品は単に外観の形状ばかりでなく、原料の持つ個々の物性に加え、形状から付与される物性が更にこれまでにない食感を与えてくれる。
【００３５】
また、本発明による押出成形に用いられるダイスは、ダイ１０の部分が中子ダイ１１に対して取付ボルト１８で着脱可能であり、中子ダイ１１の部分もダイ枠１２に対して取付ボルト１７等で着脱可能であるため、ダイス１の分解および洗浄が非常に容易である。
【００３６】
［実施例１］
ここで本願の実施例を挙げる。
【００３７】
押出機には、TEX30-18.5PW-V（日本製鋼所製：ラボルーダー）を用い、ダイスには、φ３mm×３個の孔２０が設けられたダイ１０を用いた。原料には、市販の小麦粉（日清製粉製：フラワー）を用いた。押出機の押出条件は、スクリュ回転速度：３００rpm、原料供給量：３kg/h、水添加量：０．４kg/h、押出物温度：１７０℃、押出圧力：０．５MPaで発泡押出を行った。ローラ対４１による押出物の送り速度を押出速度より若干速めの６m/minに設定し、ダイ１０の回転速度を２０rpmに設定した。ダイ１０より３本の押出物が発泡したが、これらは発泡時に発生する蒸気によりお互いが引っ付きあい、３本が絡み合った螺旋状の押出物となった。
【００３８】
また、φ７mm×１個の孔２０が設けられたダイ１０を用い、上記と同じ押出機の押出条件で、かつ上記と同じローラ対４１による押出物の送り速度およびダイ１０の回転速度に設定した場合、ダイ１０より押出された一本の押出物を、捻れのピッチが２mmの押出物にすることができた。
【符号の説明】
【００３９】
１    ダイス
２    ダイホルダ
１０    ダイ
１１    中子ダイ
１２    枠ダイ
１３    シール材
１４    ベアリング
１５    ベアリング押え
１６、１７、１８    取付ボルト
２０    ダイス孔
２０ａ    ダイス孔ａ
２０ｂ    ダイス孔ｂ
２０ｃ    ダイス孔ｃ
２０ｄ    ダイス孔ｄ
２０ｅ    ダイス孔ｅ
３０    駆動用モータ
３１    駆動ベルト
４０    回転ニップ装置
４１    ニップロール
４２    コンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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