(57)【要約】      （修正有）【課題】高品質の完成品を効率良く製造可能であり、かつメンテナンスを容易に行うことのできる混練押出機を提供する。【解決手段】原材料を投入する投入口２ａを備えるホッパー２と、投入された原材料を混練するとともに押し出す混練押出部６と、を備える混練押出機１であって、混練押出部６は、一端６ａに投入口２ａと連通する供給口８ａが開口するシリンダー７と、シリンダー７の内部に互いに並列して配設されるローラー１０及びスクリュー１１と、他端６ｂに押出口１３ａと、を備え、ローラー１０は、周方向に均一な周面１０ａを備えて供給口８ａの下方に配置され、スクリュー１１は、始端がローラー１０の側方に位置するとともに終端がシリンダー７の他端に位置して押出口１３ａに接続される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
原材料を投入する投入口を備えるホッパー部と、投入された前記原材料を混練するとともに押し出す混練押出部と、を備える混練押出機であって、
前記混練押出部は、一端に前記投入口と連通する供給口が開口するシリンダーと、このシリンダーの内部に互いに並列して配設されるローラー及びスクリューと、他端に押出口と、を備え、
前記ローラーは、周方向に均一な周面を備えて前記供給口の下方に配置され、
前記スクリューは、始端が前記ローラーの側方に位置するとともに終端が前記シリンダーの他端に位置して前記押出口に接続されることを特徴とする混練押出機。
【請求項２】
前記ローラーは、前記周面とこの周面と対向する前記シリンダーの内周面との間に、前記供給口から供給された前記原材料を導入可能な間隙が形成されることを特徴とする請求項１記載の混練押出機。
【請求項３】
前記ローラーの前記周面と前記スクリューの羽根の外縁部は、一定間隔を空けて互いに接近することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の混練押出機。
【請求項４】
前記シリンダーは、その底部に前記ローラーの前記周面に沿って搬送される前記原材料を前記スクリューへ案内するガイド部が設けられ、
このガイド部は、前記ローラーと前記スクリューの境界部へ嵌入することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の混練押出機。
【請求項５】
前記ローラーの回転速度は、前記スクリューの回転速度以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の混練押出機。
【請求項６】
前記シリンダー内部には、前記ホッパー部の投入口から投入された前記原材料が前記ローラーの前記周面側にのみ供給されるように導く導入体が備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の混練押出機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、原材料を混練して押し出し可能な混練押出機に係り、特に、シリンダーの内部にローラー及びスクリューが並列して配設される混練押出機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品や合成樹脂等の原材料や添加物を混練し、押出口から押し出す混練押出機として、１軸のスクリュー軸を備えるものが利用されてきた。しかしながら、１軸のスクリュー軸では混練不足が生じ、押し出された混練物が不均一となるという課題があった。
そこで、このような課題を解決する目的で、近年、多軸のスクリューを備えた混練押出機に関する技術が開発されており、それに関して既に発明が開示されている。
【０００３】
特許文献１には「混練機」という名称で、複数本のスクリュー軸が並設された混練機に関する発明が開示されている。
以下、特許文献１に開示された発明について説明する。特許文献１に開示された混練機に関する発明は、筒状加熱シリンダー内に軸架された単一のスクリュー軸の混練部を多条スパイラルにより形成し、各条のスパイラルには３６０度毎にスクリュー移送部のフライト高さと略同一高さの突部を設けると共に、該突部間に螺旋方向の中央部で最も深くなる凹部を形成し、隣接条間の突部相互の位相角および隣接条間の凹部相互の位相角を、スクリュー軸の軸芯方向から見て同軸の円周３６０度を多条スパイラルの条数で除した開角になるように設定し、スクリュー軸の少なくとも一方の側部に、スクリュー軸に対して逆方向の螺旋に形成された別のスクリュー軸を平行に配設したことを特徴とする。
このような特徴を有する混練機においては、複数本のスクリュー軸が並設された混練部において、樹脂原料や混練製品原料と、これに添加される添加物に対し、半径方向の圧縮伸展作用と軸芯方向の圧縮伸展作用を繰返し連続的に与えながら、突出部側壁で移送方向への送り作用を与える。このため添加物は樹脂原料や練製品内に確実に分散されながら混合し、混練部の移送終端では充分に混練された製品が得られることになる。
【０００４】
また、特許文献２では、「二軸混練押出機」という名称で、一対の長尺スクリューが平行に配設された、材料を連続的に混練するための発明が開示されている。
この特許文献２に開示される発明では、一対のスクリューのそれぞれに、軸方向に沿って長いリードと短いリードが交互に配設され、それぞれのスクリューの長いリードには短いリードが、短いリードには長いリードが対向するように配置されている。
このように構成される一対のスクリューでは、リードの長短の箇所で移動量が異なることから、材料（ゴム）に対してせん断及び混練を生じさせることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−５７７２５号公報
【特許文献２】特開２００４−２３７６５６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された発明においては、例えば麺類の小麦等の原材料に対して圧縮伸展作用が繰返し連続的に与えられると、形成されたグルテンの網目状繊維が分断され、麺帯としての腰が抜けてしまう。一方で、原材料の粘性が高い場合では、スクリュー軸の各凹部に原材料が粘着し、移送方向への送りが困難となる可能性がある。また、複数の突部を隣接する凹部にそれぞれ噛み合わせることが必要であるため、メンテナンス時における分解・組立て等の調整が煩雑である。
また、特許文献２に開示された発明においても同様に、材料の粘性が高い場合にはリードの長短に関わらず、スクリューの内部に材料が粘着してしまい、移送方向への送りが困難になるのは変わりないという課題があった。
【０００７】
本考案は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、高品質の完成品を効率良く製造可能であり、かつメンテナンスを容易に行うことのできる混練押出機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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の考案に係る混練押出機は、原材料を投入する投入口を備えるホッパー部と、投入された原材料を混練するとともに押し出す混練押出部と、を備える混練押出機であって、混練押出部は、一端に投入口と連通する供給口が開口するシリンダーと、このシリンダーの内部に互いに並列して配設されるローラー及びスクリューと、他端に押出口と、を備え、ローラーは、周方向に均一な周面を備えて供給口の下方に配置され、スクリューは、始端がローラーの側方に位置するとともに終端がシリンダーの他端に位置して押出口に接続されることを特徴とする。
このような構成の混練押出機においては、ホッパー部の投入口から投入された原材料は、シリンダーの供給口を通過してローラーに向かって投下される。原材料は、例えば、米、小麦、芋類、コンニャク等の粉体、及び水等である。このような原材料は、ローラーの回転によって混ぜ合わされ、ローラーの周面に沿って搬送される際にローラーの周面によって圧縮力を受けながら混合されることで混練される。このとき、混練された原材料には、グルテン等のタンパク質の網目状繊維構造が形成されているものと考えられる。
【０００９】
そして、混練された原材料は、ローラーの側方に位置するスクリューに連続的に受け渡される。受け渡された原材料は、スクリューの回転によりさらに空気を包含することで均一に混練されると同時に、押出口に向かって押し出される。また、ローラーとスクリューの回転方向は、互いに同一である方がローラーとスクリューの周囲においてより原材料が分散して存在し易く、均一に混合され易いことから、原材料の混練の効率が良好となり混練に必要な時間（以下、練り時間という）の短縮となる。ただし、スクリューによって原材料が押出口に向かって搬送される限り、これらの回転方向は互いに逆であっても良い。
また、ローラーやスクリューは、所望するローラーの直径、スクリューの羽根の内径・外径やピッチを有するものに適宜交換可能である。なお、「ローラーは、周方向に均一な周面を備えて」には、ローラーの周面に例えば細かい複数の溝が設けられるといった、ローラーが周方向に略均一な周面を備える場合も含まれる。
【００１０】
次に、請求項２記載の考案に係る混練押出機は、請求項１記載の混練押出機において、ローラーは、周面とこの周面と対向するシリンダーの内周面との間に、供給口から供給された原材料を導入可能な間隙が形成されることを特徴とする。
このような構成の混練押出機においては、請求項１記載の考案の作用に加えて、ローラーの周面とこの周面と対向するシリンダーの内周面との間に間隙が形成されることから、原材料がシリンダーの内周面付近に停滞することが防止され、ローラーの周面に沿って連続的に搬送される。また、ローラーの周面とシリンダーの周面との間の間隙内で原材料に対してより高い圧縮力を作用させることができる。
【００１１】
さらに、請求項３記載の考案に係る混練押出機は、請求項１又は請求項２記載の混練押出機において、ローラーの周面とスクリューの羽根の外縁部は、一定間隔を空けて互いに接近することを特徴とする。
このような構成の混練押出機においては、請求項１又は請求項２記載の考案の作用に加えて、原材料を連続的に投入することで、混練された原材料はローラーの周面から押し出され、続いて回転するスクリューの羽根の外縁部によってかき取られる。そのため、例えば、粘性の高い原材料がローラーの周面に付着したままの状態となることが防止される。なお、一定間隔は、所望に定められた間隔であって、並列に配置されたローラーとスクリューの軸方向でその間隔が一定であるという意味である。
【００１２】
そして、請求項４記載の考案に係る混練押出機は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の混練押出機において、シリンダーは、その底部にローラーの周面に沿って搬送される原材料をスクリューへ案内するガイド部が設けられ、このガイド部は、ローラーとスクリューの境界部へ嵌入することを特徴とする。
このような構成の混練押出機においては、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の考案の作用に加えて、ガイド部は、ローラーとスクリューの境界部へ嵌入することから、この境界部の下方に原材料が停滞することが防止され、ローラーの周面に沿って搬送された原材料のほぼ全量がスクリューに到達する。なお、ガイド部としては、シリンダーの底部自体であっても良いし、ローラー及びスクリューと、シリンダーとの間に別部材が設置されても良い。
【００１３】
さらに、請求項５記載の考案に係る混練押出機は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の混練押出機において、ローラーの回転速度は、スクリューの回転速度以上であることを特徴とする。
このような構成の混練押出機においては、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の考案の作用に加えて、ローラーの回転速度は、スクリューの回転速度以上であることから、ローラーによる混合や練りを十分に行った後にスクリューへの受け渡しを行うように作用すると共に、ローラーからスクリューへの原材料の受け渡し自体も促進され、スクリューに巻き込まれた原材料が速やかに前進し押出口より押し出される。なお、ローラー及びスクリューの回転速度は、例えばインバーター制御により、交流電力の周波数等を変化させることで調整可能である。
【００１４】
続いて、請求項６記載の考案に係る混練押出機は、シリンダー内部には、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の混練押出機において、ホッパー部の投入口から投入された原材料がローラーの周面側にのみ供給されるように導く導入体が備えられていることを特徴とする。
このような構成の混練押出機において、導入体は、例えば、平面状又は曲面状の滑らかな傾斜面を有する板状部材であって、上端がホッパー部又はシリンダーの供給口に固定され、下端がローラーの周面とシリンダーの内周面との間に設けられた間隙の上方に延設されるものが考えられる。すなわち、導入体はスクリューの上方を被覆可能な位置に配置される。なお、導入体の下端は、ローラーの周面に接近して設けられる。
上記構成の混練押出機においては、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の考案の作用に加えて、投入された原材料は、導入体の傾斜面を滑り落ちローラーの周面に落下する。一方で、導入体はスクリューの上方を被覆可能な位置に配置されるため、原材料がスクリューに落下することが防止される。
また、導入体の下端はローラーの周面に接近して設けられることから、この周面に付着した原材料がこの下端によって剥ぎ取られ、ローラーの回転が阻害されることが防止される。
【考案の効果】
【００１５】
本考案の請求項１記載の混練押出機によれば、原材料がローラーの回転によって混練されるため、例えば小麦やデンプンが含まれる麺類や魚肉が含まれる練り製品を製造する場合では、それぞれのタンパク質やデンプンによる弾力性が十分に形成される。その後、原材料がスクリューに受け渡された際には、２軸以上のスクリューを備える混練押出機と比較して、タンパク質の繊維構造が過度に分断されることを防止可能である。また、ローラーやスクリューは所望の形状のものに適宜交換可能であるので、製造する目的物に最適の形状を選択可能である。したがって、請求項１記載の混練押出機によれば、高品質の麺類やカマボコ等の練り製品を製造可能である。また、このような交換の際、多軸のスクリューでは羽根同士の噛合の調整が必要となる場合があるが、本請求項記載の混練押出機では不要であることから、作業を簡便化することができる。
【００１６】
本考案の請求項２記載の混練押出機によれば、請求項１記載の考案の効果に加えて、シリンダーの内周面との間に間隙を備えることで原材料がローラーの周面に沿って連続的に搬送されるとともに、その間隙内で原材料の混練が十分に可能であるため、混練の結果原材料の粘性が高まっても混練が不均一となることを防止することができる。
【００１７】
本考案の請求項３記載の混練押出機によれば、請求項１又は請求項２記載の考案の効果に加えて、原材料のローラーからスクリューへの効率的な受け渡しが可能となる。また、粘性の高い原材料がローラーの周面に付着したままの状態となることが防止されることから、ローラーの回転の開始から終了までの間で、混練される原材料の量が減少せず、終了後の清掃作業も容易となる。
【００１８】
本考案の請求項４記載の混練押出機によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の考案の効果に加えて、ローラーの周面に沿って搬送された原材料のほぼ全量がスクリューに到達するため、請求項３に記載の考案と同様に、原材料のローラーからスクリューへの効率的な受け渡しが可能であり、ローラーの回転阻害や歩留まりの低下を防止することができる。
【００１９】
本考案の請求項５記載の混練押出機によれば、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の考案の効果に加えて、原材料が速やかに押出口より押し出しされることから、十分に混練された原材料を連続的に得ることができる。したがって、作業効率を向上することが可能である。
【００２０】
本考案の請求項６記載の混練押出機によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の考案の効果に加えて、導入体により、投入された原材料の全量をスクリューによる搬送前に、まずローラーによって混練することが可能であるとともに、混練された原材料をローラーからスクリューへ確実に搬送することができる。また、原材料が直接スクリューに投下されないので、混練が不十分となることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は実施例に係る混練押出機の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ線矢視図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、実施例に係る混練押出機の分解図である。
【図３】実施例に係る混練押出機を構成する混練押出部の平面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】実施例の変形例に係る混練押出機を構成する混練押出部の平面図である。
【考案を実施するための形態】
【実施例】
【００２２】
本考案の実施の形態に係る実施例の混練押出機について、図１及び図５を用いて詳細に説明する。図１（ａ）は実施例に係る混練押出機の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ線矢視図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施例の混練押出機１は、原材料を投入する投入口２ａと傾斜面２ｂを備えるホッパー２と、投入された原材料を混練するとともに押し出す混練押出部６と、を備える。また、混練押出機１は駆動部３に連結されることによって駆動され、駆動部３は制御部５に内蔵される交流電源５ａから電力供給を受けて駆動する。
混練押出部６は、一端６ａに投入口２ａと連通する供給口８ａが開口するシリンダー７と、ローラー１０及びスクリュー１１と、他端６ｂに押出口１３ａが開口する押出キャップ１３と、を備える。
シリンダー７は、供給口８ａが設けられる箱状部８と、これに連なる円筒部９と、から構成される。また、ローラー１０及びスクリュー１１は、いずれもステンレス製であり、箱状部８の内部に互いに並列して配設される。
【００２３】
より詳細には、ローラー１０は、周方向に均一な周面１０ａを備えて供給口８ａの下方に配置され、スクリュー１１は、始端がローラー１０の側方に位置するとともに終端が円筒部９の他端に位置して押出口１３ａに接続される。すなわち、スクリュー１１の方がローラー１０よりも長い構成となっている。
具体的なサイズの一例としては、ローラー１０の長さ及び直径はそれぞれ２９０ｍｍ及び７５ｍｍであり、スクリュー１１の長さ、羽根の外径及び内径、羽根のピッチ及び板厚は例えば、それぞれ４９５ｍｍ、１００ｍｍ及び７３ｍｍ、７０ｍｍ及び３ｍｍというような寸法が採用できる。したがって、（外径−内径）／２で表わされる羽根の深さは、１３．５ｍｍである。また、押出口１３ａはテーパー型をなし、末端部の最小直径は４０ｍｍである。
なお、ローラー１０の直径は練り時間を考慮しながら選択される。さらに、スクリュー１１の羽根の深さ（高さ）が深い場合は原材料が羽根に停滞する可能性があり、また、羽根のピッチ（間隔）が大きい場合は原材料の脈動が大きくなる可能性があるため、これらの可能性を考慮して羽根の深さ及びピッチが選択される。
そして、ローラー１０及びスクリュー１１は、それぞれ回転軸１４，１５に対し着脱可能に連結される。回転軸１４，１５は、それぞれの端部にプーリー１４ａ，１５ａが取り付けられ、モーター４ａ，４ｂのプーリー１６ａ，１７ａとそれぞれチェーン１８ａ，１９ａを介して連結される。よって、ローラー１０及びスクリュー１１は、モーター４ａ，４ｂの駆動によりそれぞれ独立して回転可能である。
【００２４】
さらに、図１（ｂ）に示すように、モーター４ａ，４ｂは、制御部５に内蔵される独立のインバーター５ｂ，５ｃを介して独立に交流電源５ａと接続される。これらインバーター５ｂ，５ｃによりモーター４ａ，４ｂに供給される周波数等が制御され、ローラー１０及びスクリュー１１の回転速度が調整される。なお、インバーター５ｂ，５ｃの制御は、制御部５の操作パネル５ｄを操作することで行われる。
【００２５】
さらに、混練押出機１について、図２を用いながら詳細に説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施例に係る混練押出機の分解図である。なお、図１で示した構成要素については、図２においても同一の符号を付して、その説明を省略する。また、ローラー中心軸線ａ１，ａ２は互いに一直線上に並び、スクリュー中心軸線ｂ１，ｂ２も互いに一直線上に並ぶ。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本実施例に係る混練押出機１においては、回転軸１４，１５と、シリンダー７と、ローラー１０と、スクリュー１１と、押出キャップ１３と、がそれぞれ分解及び組立可能である。このうち、組立時には、シリンダー７の接合部７ａが駆動部３に取り付けられる。また、ローラー１０の周面１０ａの内層を構成する固定部材１０ｂの内部に、回転軸１４が挿入されネジ固定（図示せず）される。そして、スクリュー１１の羽根１２が螺旋状に設けられる固定部材１１ｂの内部に、回転軸１５が挿入されネジ固定（図示せず）される。
【００２６】
続いて、混練押出部６について、図３を用いながら詳細に説明する。図３は、実施例に係る混練押出機を構成する混練押出部の平面図である。なお、図１及び図２で示した構成要素については、図３においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図３に示すように、混練押出部６においては、ローラー１０の周面１０ａとこれと対向する箱状部８の内周面８ｂとの間に、供給口８ａから供給された原材料を導入可能な間隙ｃ１が形成される。さらに、周面１０ａとスクリュー１１の羽根１２の外縁部１２ａは、間隙ｃ２を空けて互いに接近する。間隙ｃ１，ｃ２は、いずれも１５ｍｍ程度である。そして間隙ｃ２に隣接し、羽根１２，１２と固定部材１１ｂの周面で囲まれる空間１１ｃが形成されている。
また、ローラー１０はローラー中心軸線ａ１を中心としてｄ１方向に回転し、スクリュー１１はスクリュー中心軸線ｂ１を中心としてｄ２方向に回転する。このときのローラー１０の回転速度は、スクリュー１１の回転速度以上である。
【００２７】
そして、実施例に係る混練押出機を構成するホッパー部２と箱状部８の構成について、図４を用いながら詳細に説明する。図４は、図３におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。なお、図１乃至図３で示した構成要素については、図４においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図４に示すように、ホッパー２の傾斜面２ｂから箱状部８の内部に亘って、投入口２ａから投入された原材料がローラー１０の周面１０ａ側にのみ供給されるように導く導入体２０が備えられている。
導入体２０は、滑り面２０ａを有する平板状部材であって、上端２０ｂがホッパー２の傾斜面２ｂに固定され、下端２０ｃが間隙ｃ２の付近に延設される。すなわち、導入体２０はスクリュー１１の上方を被覆可能な位置に配置される。また、下端２０ｃは、周面１０ａに対し５ｍｍ程度の間隔を空けて設けられる。なお、この間隔は、１〜１５ｍｍの範囲で可変である。
【００２８】
また、箱状部８は、その内周面８ｂから底部８ｃにかけてガイド部２１が設けられる。このガイド部２１は、周面１０ａのｄ１方向の回転に沿って搬送される原材料をスクリュー１１へ案内するためのものである。
ガイド部２１は、周面１０ａ及び外縁部１２ａに沿ってそれぞれ間隔ｅ１及び間隔ｅ２を維持しながら湾曲する凹部２１ａ，２１ｂと、凹部２１ａと凹部２１ｂの間においてローラー１０とスクリュー１１の境界部へ嵌入する嵌入部２１ｃが設けられる。間隔ｅ１，ｅ２は、いずれも１０ｍｍ程度である。
【００２９】
次に、実施例に係る混練押出機１の作用について、詳細に説明する。
図４に示すように、投入口２ａから投入された原材料は、導入体２０の滑り面２０ａを滑り落ちローラー１０の周面１０ａに落下する（矢印ｆ１）。落下した原材料は、ローラー１０の回転により周面１０ａに沿ってｄ１方向に移動し、間隙ｃ１に導入される（矢印ｆ２）。また、導入体２０はスクリュー１１の上方を被覆可能な位置に配置されるため、原材料がスクリュー１１に直接落下することが防止される。
間隙ｃ１に導入された原材料は、間隙ｃ２に至る間に、矢印ｆ３で示される方向に搬送される。搬送された原材料は、周面１０ａと凹部２１ａに挟まれて圧縮力を受けながら混練される。
次に、混練された原材料は、嵌入部２１ｃによって案内され間隙ｃ２に到達する。このとき、一部は嵌入部２１ｃを跨いで乗り越える（矢印ｆ４）が、残りは嵌入部２１ｃを跨がずに導入体２０の下端２０ｃに到達する（矢印ｆ７）。
嵌入部２１ｃを跨いで乗り越えた原材料は、ローラー１０とスクリュー１１が同一の方向に回転することに加えて、互いに周面１０ａと外縁部１２ａが間隙ｃ２を空けて互いに接近するため、回転する外縁部１２ａによって効率的にかき取られる。さらに、かき取られた原材料は、外縁部１２ａと凹部２１ｂの間に形成される間隔ｅ２に押し込まれ（矢印ｆ５）、続いて羽根１２と羽根１２が形成する空間１１ｃ（図３参照）に押し込まれる。
【００３０】
羽根１２は、螺旋状に構成されることから、空間１１ｃに押し込まれた原材料は、回転軸１５を中心に回転して移動するにつれ押出口１３ａ（図３参照）の方向へ羽根１２の１ピッチ分前進する。したがって、矢印ｆ６は、羽根１２の１ピッチ分後方に離れて搬送される原材料の流れる方向を示している。この矢印ｆ６に沿った原材料が、新たに矢印ｆ３に沿って搬送されてきた原材料と衝突することによって、原材料同士の混合が促進されるとともに、矢印ｆ３に沿って搬送された原材料の流れが前述した矢印ｆ４へと変化する。すなわち、ローラー１０とスクリュー１１が同じ方向へ回転することで、ローラー１０の周面１０ａ及び凹部２１ａで混練された原材料が間隙ｃ２で言わばスクリュー１１に受け渡されるように作用するので、原材料は箱状部８の内部で均一に分散させながら混練することが可能であるので、混練の効率を高めることが可能である。
もちろん、ローラー１０とスクリュー１１は右回転と左回転、あるいはそれぞれその逆回転のように異なる方向へ回転するものでもよいが、前述のようにローラー１０とスクリュー１１に渡りながら箱状部８内で均一に分散させて混練することが容易ではないので効率的ではないと考えられるが不可能ではない。
【００３１】
一方、ローラー１０の回転によって混練されつつ導入体２０の下端２０ｃに到達した原材料は、ローラー１０が回転するに伴い下端２０ｃによって剥ぎ取られることとなる。剥ぎ取られた原材料は、矢印ｆ６で示される原材料の流れを受け、その搬送方向が反転して矢印ｆ４と同一となり（矢印ｆ７）、以降は間隔ｅ２を通過して矢印ｆ５方向へ搬送される。
このようにローラー１０で混練された原材料は、矢印ｆ４及びｆ７で示される箇所でも混練されるので、スクリュー１１の周囲に搬送されるまでに十分な混練を行うことが可能である。ローラー１０の周面１０ａは円筒状に形成されていることから特に圧縮力を加えることに長けており、捏ねる及び練るという作業において大きな効果を発揮し得る。従って、スクリューが並列に配置されているような混練機に比較すると、ローラー部においては主として混練りを行わせ、スクリュー部においては軸方向へ移送するという役割分担も可能となる。しかも、そのローラー部における混練りの効率が高ければ短尺化することができる。
従って、押出キャップ１３の押出口１３ａへはスクリュー１１の端部のみを接続して、スクリュー１１よりもローラー１０の軸長を短く構成することが可能である。
なお、導入体２０の下端２０ｃとローラー１０の周面１０ａとの間隔は、本実施の形態においては前述のとおり５ｍｍとしたが、この間隔を狭くすることによって下端２０ｃによる原材料の剥ぎ取りはより強くなるが、反面その隙間から出て、新しく投入された原材料と混ざって再びローラー１０によって混練される原材料は少なくなる。従って、下端２０ｃとローラー１０の周面１０ａとの間隔は、ローラー１０による混練の程度にも鑑みてその寸法を決定するとよい。
【００３２】
矢印ｆ５方向へ搬送された原材料は、羽根１２の回転によって押出口１３ａの方向へ搬送され、最終的に完成品となって押出口１３ａより押し出される。
このように、原材料の投入と、ローラー１０及びスクリュー１１の回転が連続的に行われることで、混練された原材料が徐々に円筒部９の内部を搬送され、最終的に押出口１３ａから押し出される。加えて、ローラー１０の回転速度がスクリュー１１の回転速度以上であることによって、矢印ｆ３から矢印ｆ５に至るような原材料の受け渡しが促進され、原材料の押し出しが継続的に行われる。なお、円筒部９の内部を搬送される間に、原材料は空気を含むことでさらに均一に混練される。
【００３３】
以上説明したように、実施例１に係る混練押出機１によれば、ローラー１０及びスクリュー１１を備えることで、ホッパー２の投入口２ａから投入された原材料を十分混練し、かつこれを停滞させることなく連続的に押し出すことができる。
より詳細には、導入体２０及び間隙ｃ１が設けられるため、投入口２ａから投入された原材料をすべてローラー１０の周面１０ａとガイド部２１の凹部２１ａの間（間隔ｅ１）に導入することが可能である。この間隔ｅ１は一定間隔が維持されていることから、原材料を混練すると同時に、これを間隙ｃ２へ連続的に搬送することができる。また、導入体２０によって原材料がスクリュー１１に直接落下しないため、混練された原材料に混練されていない原材料が混入されず、混練ムラの発生を防止することができる。
なお、導入体２０が設けられていないような場合には、ホッパー２から投入される原材料はローラー１０とスクリュー１１の両方の上面に供給されることになるため、原材料はローラー１０の周囲で混練されるものの他、スクリュー１１の周囲で混練されるものもある。ローラー１０での混練の方がより効率的であるため、スクリュー１１上に投入された原材料では混練が不十分となる可能性もあるが、例えば前述のとおり導入体２０の下端部２０ｃとローラー１０の周面１０ａとの間隔を開けて、一旦スクリュー１１側に投入させた原材料をローラー１０側の周囲へ移動させることができるようにしておくことで改善可能である。
なお、図２に示すように、直径の異なるローラー１０の交換を容易に行うことができるとともに、回転速度を操作パネル５ｄにおいて変化可能である。したがって、練り時間の長さを適宜調整することが可能であり、これにより混練された原材料に所望の弾力性を付加することができる。
【００３４】
次に、混練された原材料は、間隙ｃ２において、回転する外縁部１２ａによってかき取られることと、導入体２０の下端２０ｃによって間隔ｅ２へ搬送されることから、ローラー１０からスクリュー１１への原材料の効率的な受け渡しが可能となる。
そして、原材料がスクリュー１１に受け渡された際には、（外径−内径）／２で表わされる羽根１２の深さが原材料の停滞を考慮して選択されていることから、原材料が羽根１２に粘着することを防止できる。したがって、押出口１３ａにおける歩留まりの低下や、清掃時の手間の増加を回避可能である。なお、スクリュー１１を清掃する際には、図２に示すように、これを分解・組立する作業が必要である。しかし、ローラー１０とスクリュー１１は、間隙ｃ２の距離を離して配設されることから、多軸のスクリューの羽根同士の噛合といった調整が不要である。
また、スクリュー１１の羽根１２の長さや深さ、及びピッチ等を選択できるとともに、回転速度を操作パネル５ｄにおいて変化可能である。これらを選択又は調整することにより、例えば、ローラー１０によって混練された原材料に形成されたタンパク質等の繊維構造が過度に分断されることを防止可能であるほか、混練された原材料に所望する割合で空気を含有させることができる。
以上のように、本実施例に係る混練押出機１によれば、高品質の完成品を効率良く製造可能であり、かつメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３５】
次に、本実施例の変形例に係る混練押出機について、図５を用いながら説明する。図５は、実施例の変形例に係る混練押出機を構成する混練押出部の平面図である。なお、図１乃至図４で示した構成要素については、図５においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図５に示すように、実施例の変形例に係る混練押出部２２は、実施例に係るスクリュー１１が、前述の実施例よりも螺旋のピッチが短い螺旋状の羽根２４を備えるスクリュー２３に置換されたものである。これ以外の混練押出部２２の構成は実施例に係る混練押出部６と同様である。
スクリュー２３の羽根２４のピッチは４０ｍｍであり、実施例のスクリュー１１におけるピッチ（７０ｍｍ）よりも短くなっている。これ以外のスクリュー２３の構成は、スクリュー１１と同様である。
【００３６】
次に、実施例の変形例に係る混練押出機の作用及び効果について説明する。
実施例の変形例に係る混練押出機においては、羽根２４のピッチが４０ｍｍであることから、スクリュー２３の方がスクリュー１１よりも原材料の搬送途中における脈動が小となる。一方で、（外径−内径）／２で表わされる羽根２４の深さは、羽根１２の場合と同一である。そのため、スクリュー２３によって搬送された完成品が、例えばその後の工程で圧延される場合には、より効率良く厚さの均等な生地を製造することができる。このように、本変形例に係る混練押出機によれば、その後の加工工程に最適な状態となるような完成品を製造することが可能である。
その他については、既に実施例の説明の際において述べたとおりのことが本変形例にも踏襲される。
【００３７】
なお、本実施例及びその変形例に係る混練押出機１，２２の構造は前述されたものに限定されない。例えば、ローラー１０及びスクリュー１１の各サイズや間隙ｃ１，ｃ２及び間隔ｅ１，ｅ２は、原材料の組成や完成品の弾力性等を考慮して適宜調整可能である。また、ガイド部２１は、シリンダー７の底部自体であっても良く、ローラー１０の回転方向ｄ１とスクリュー１１の回転方向ｄ２は、互いに逆であっても良い。さらに、導入体２０の下端２０ｃとローラー１０の周面１０ａとの間隔は、１〜１５ｍｍ以外であっても良い。この他、チェーン１８ａ，１９ａの代わりに、それぞれタイミングベルトやギヤが用いられても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本考案は、麺製品やカマボコ等の練り製品やプラスチック加工品を製造可能な混練押出機として利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１…混練押出機  ２…ホッパー  ２ａ…投入口  ２ｂ…傾斜面  ３…駆動部  ４ａ，４ｂ…モーター  ５…制御部  ５ａ…交流電源  ５ｂ，５ｃ…インバーター  ５ｄ…操作パネル  ６…混練押出部  ６ａ…一端  ６ｂ…他端  ７…シリンダー  ７ａ…接合部  ８…箱状部  ８ａ…供給口  ８ｂ…内周面  ８ｃ…底部  ９…円筒部  １０…ローラー  １０ａ…周面  １０ｂ…固定部材  １１…スクリュー  １１ｂ…固定部材  １１ｃ…空間  １２…羽根  １２ａ…外縁部  １３…押出キャップ  １３ａ…押出口  １４，１５…回転軸  １４ａ〜１７ａ…プーリー  １８ａ，１９ａ…チェーン  ２０…導入体  ２０ａ…滑り面  ２０ｂ…上端  ２０ｃ…下端  ２１…ガイド部  ２１ａ，２１ｂ…凹部  ２１ｃ…嵌入部  ２２…混練押出部  ２３…スクリュー  ２４…羽根  ａ１，ａ２…ローラー中心軸線  ｂ１，ｂ２…スクリュー中心軸線
【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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