JP2001502176A - 高蛋白、高脂肪の水沈降性餌成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高蛋白原料を最初に予備調整し、押出機（１４）を通過させ、押出バレル（３６）において、ダイ（４０）の上流には最終成形物を濃縮するための減圧ゾーンが設定されることによって、高蛋白、高脂肪の水沈降性成形の餌が提供されるような押出成形物を製造する方法。脂肪は、工程中の所望の場所でいつ原料混合物に添加されてもよく、および／または最終押出成形物の表面コートとして添加されてもよい。好ましくは、本方法は、さらに押出成形物の嵩密度のような密度値を測定することを含み、そのような測定値に応じてバレル中の減圧条件の度合いを調節する。

Description

【発明の詳細な説明】 高蛋白、高脂肪の水沈降性餌成形品 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、広くは養殖産業において、魚を効果的に成長させるために有用な高 蛋白、高脂肪の水沈降性餌製品の調製方法に関する。さらに詳しくは本発明は、 蛋白原料混合物を予備調整し、最終押出成形品を濃縮するため押出機バレル（シ リンダー）の長手方向に沿って減圧されたゾーンで押出成形するような方法に関 し、さらに該方法は、最終製品中の脂肪総含量が約１０−４０重量％となるよう に出発原料または押出成形物に脂肪を添加する工程を含む。 ２．従来技術の背景 養殖はますます重要な産業になりつつあるが、特に魚類および魚類製品に対す る消費要求が増大している。一例を挙げれば、鮭は囲われた海水池中で頻繁に養 殖され、成長を促進するように献立された特別な食餌が与えられる。鮭の餌は、 高脂肪含量であることが魚の成長に最も効果的であることが知られている。同時 に比重が１よりも大きく、沈降性であり、適当に固く、さらに鮭の食欲をそそる ような餌が効果的である。 従来、鮭の養殖には、高蛋白、高油質で比較的大きな成形ペレットを給餌する ことが知られている。しかしながら、これらのペレットは、小規模で、低容量の 装置および技術を用いて製造されているため高価である。このため、大量生産に よって餌の低コスト化が実現でき、かつ餌に適した特性を有する高蛋白、高脂肪 の水沈降性餌をより効果的に製造しうる方法が望まれている。 発明の開示 本発明は、上記なような問題を解決し、大粒で、高蛋白、高脂肪、水沈降性を すべて満たす餌を効果的に、高い生産性で製造しうる方法を提供する。広くは、 本発明の方法は、まず、１５−５５重量％の蛋白（より好ましくは約２５−４５ 重量％の蛋白）と、少なくとも約１重量％の澱粉（特に好ましくは約７−１５重 量％の澱粉）とを含む原料混合物を得る。原料混合物は、まずこれに湿分を加え 、昇温、撹拌の条件を与えることにより予備調整する。その後、予備調整された 原料混合物を、内部に伸長され、軸回転性で羽根付（flighted）のスクリューを 有する伸長されたバレルと、最末端に押出ダイとを有する押出機中に供給して、 通過させる。この処理により、比重が１よりも大きく、自己保形性の成形物(ext rudate)が形成される。予備調整された原料混合物が押出機を通過している間、 予備調整された原料混合物を濃縮するために、ダイの上流バレルは減圧状態に設 定される。さらには、全工程中、最終成形物の脂肪総含量が約１０−４０重量％ となるように、原料混合物および／または最終成形物に、脂肪を添加する工程を 含む。すなわち、初期に液状脂肪が原料混合物に添加されてもよく、予備調整の 間あるいは押出機のバレルを通過する間に添加されてもよく、また押出ダイから 押出された後の成形物に直接脂肪を塗布してもよい。 特に好ましい態様では、本発明の方法は、押出機から押出された成形物の密度 値を測定し、その測定値に応じて押出機のバレル内の減圧条件の度合いを調節す る工程を含む。通常、押出成形物の嵩密度が測定され、このデータを押出機 のバレル内の圧力条件変更の指標として使用する。 予備調整工程において、原料混合物は、約７５−９８℃（より好ましくは約９ ０−９７％）の温度で、約１５０−２００秒（より好ましくは約１７０−１９０ 秒）間保持される。予備調整の目的は、原料を押出バレル内に導入するに先だっ て、最初に原料に湿気を与え、部分的に調理することである。好ましくは、予備 調整された材料は、約２０−６０重量％、より好ましくは約２１−２３重量％の 湿分を含む。 押出機中、予備調整された原料混合物は、昇温、圧力、剪断の条件が与えられ る。バレル中の温度条件は、通常、最高温度が約５０−９５℃、より好ましくは 約６５−８０°Ｆに達するような条件である。最大圧力条件は、通常、約１００ −５００psi、より好ましくは約１５０−３００psiである。押出バレルの好まし い温度プロフィールは、予備調整された原料混合物が減圧ゾーンに達する直前に 最高温度に加熱されることである。その後、通常、材料温度は下げられ、バレル の減圧ゾーンより下流領域は、材料が最後の押出成形に先だって圧縮される領域 を形成する。 押出バレルの減圧ゾーンは、通常、ここで部分真空に引くことによりが作られ る。このような部分真空度は、典型的には、約２−１５インチ(in.)Ｈ₂Ｏ、より 好ましくは約７−１３インチＨ₂Ｏである。 押出成形後、成形物は、マルチプルパス乾燥／冷却器などの適宜の手段を用い て乾燥してもよい。ダイから押出されたときの成形物の湿分含量は、通常約２５ −３２重量％、より好ましくは約２７−２９重量％である。 上述したように、本発明の方法は、押出機から押出された成形物の密度値を測 定し、その測定値（ｓ）に応じてバレル内の減圧条件の度合いを調節する工程を 含むことが好ましい。この技術は、高蛋白、高脂肪成形物の製造に限定されるも のではなく、密度の調節が重要とされる種々の押出成形技術において有効的に利 用することができると考えられる。したがって本発明は、押出成形のための原料 混合物を準備し、次いで押出機内およびダイに導入して通過させ、その間押出ダ イ上流のバレル内の長手方向に沿ったゾーンを減圧状態にすることを特徴とする 。押出成形物の密度値（好ましくは嵩密度）は、バレルゾーン内の減圧状態の調 節の指標として用いられる。 図面の簡単な説明 単一の図は、本発明の餌の製造における好ましい押出成形システムの本質的な 概略説明図である。 最良の形態の詳細な説明 本発明の実施に用いられる好ましい装置（図を参照）は、通常、広義には具体 的に予備調整機１２、および中間バレルにベント／真空装置１６を備えた５ヘッ ド押出機１４からなる押出成形システム１０を含む。好ましくはシステム１０全 体は、マイクロプロセッサー コントローラ２０と操作連携する密度バルブ測定 装置１８、マイクロプロセッサー コントローラ２０は、次に真空ポンプ２４と 連携するモーター２２を操作し、図示のように真空ポンプ４２は上記装置１６と 操作接続してている。 さらに詳しくは、予備調整機１２は、米国特許第4,752,139に記載された タイプのウエンガー(Wenger)ＤＤＣ予備調整機（ウエンガー マニュファクチュ アリングング アイエヌシー.,サベサ，ＫＳ）であり、該公報に開示されている ことを引用し、本明細書に挿入する。予備調整機１２の目的は、一般的によく知 られた方法により、乾燥原料成分に、限定的に湿分を与え、最初に調理すること である。さらに、好ましい態様では、予備調整物中に魚油を注入し、乾燥原料、 水、スチームとともに混合してもよい。図示のように、予備調整機の出口から直 接押出機１４の入口に供給する。 図において、押出機１４は、ウエンガーＴＸ85 ２スクリュー押出機であり、 伸長型管状バレル３６で示される全部で５つの内部接続された管状ヘッド２６− ３４を有しており、また該バレル３６内に、一対の噛みあった軸回転性、強化羽 根付スクリュー（図示せず）を有している。この押出機は、米国特許第4,875,84 7に記載されたタイプであり、該公報に開示されていることを引用し、本明細書 に挿入する。さらに詳しくは、押出機１４は、予備調整機１２の出口と操作接続 する垂下原料入口３８を有する供給ヘッド２６を有している。第３ヘッド３０は 、開口され装置１６を支持する。出口ヘッド３４は、図示のようにマルチオリフ ィス ダイ４０を備えている。ヘッド２８−３４は、加熱または冷却媒体循環の ための外部ジャケットを備えており、さらにまたこれらのヘッドは、スチームお よび／または湿気を押出バレルに直接導入するためのポートを装備している。 使用時、バレル３６内の羽根付き螺旋状スクリューが回転し、入口３８から導 入された予備調整された原料を輸送し、ダイ４０の分割されたオリフィスを通過 させる。このような移動の間、製品が所望程度に調理され、所望形状の押出成形 物となるように原料は昇温、圧力、剪断の状態に置かれる。このタイプの押出装 置の終端には、通常さらにダイ４０の近くに、ダイオリフィスから押出された成 形物をさらに細分割する回転ナイフ構造（図示せず）を備えている。 装置１６は、押出機１４の操作中、押出バレル３６からガスを吸引するために 取り付けられたベント／真空装置１６である。装置１６は、米国特許第4,763,56 9に充分に開示されており、該公報に開示されていることを引用し、本明細書に 挿入する。しかしながら簡潔にいえば、装置１６は、ヘッド３０に作業的に固定 化されたシリンダー底部４４、および上部円錐部４６を有する垂下ハウジング４ ２を含む。ヘッド３０に載置されていると、ハウジング４２の内部４８は、バレ ル３６の内部と連通する。さらに装置１６の全域にわたってハウジング４２内に 、垂直内部スクリュー５０を有している。スクリュー５０は、羽根付きであり、 本質的にバレル３６からハウジング内部に固体原料が侵入するのを防止する役割 を果たす。スクリュー５０は、モーター５２および角度補正装置５４からなる手 段により軸回転性である。ガス出口パイプ５６は、図示するようにハウジング４ ２の頂部を介して配され、ハウジングの内部４８に通じている。パイプ５６は、 大気に直接開口されていてもよく、また好ましい態様では、真空ポンプ２４に接 続されており、後者はモーター２２の媒体を介して操作される。 密度測定装置１８は公知の構造であり、本質的に連続的にまたは選択的にダイ ４０から押出され、細分割された成形物の嵩密度を測定するように操作する。こ のような嵩密度のデータは、その後、フィードバック循環法により装置１６を介 して押出バレル３６の真空度の上昇または低減を調節するために、利用すること ができる。すなわち、嵩密度が低すぎる時には、真空度を上昇させ、あるいは嵩 密度の測定値が高すぎる時には、真空度を低減させればよい。これに関して、当 業者の公知の技術、すなわち公知の構造および性能を有するコントローラー２０ 、およびこれを一部として含み、オペレーションシステム１０全てと組合わせた 、より高性能化されたマイクロプロセッサー コントロールシステムを適宜用い ればよい。いずれの場合も、装置１８、コントローラー２０、モーター２２およ びポンプ２４からなる設備は、押出機から出てきた製品の嵩密度の変化に応じて バレル３６の真空を選択的にコントロールするのに利用することができる。 図示してないが、システム１０中には、通常、押出成形物を貯蔵および使用に 応じた所望の湿分まで乾燥する役割を果たすような公知の乾燥手段を含んでいて もよい。マルチプルパスウエンガー乾燥機を用いればよい効果が得られる。さら には、押出成形物を液状脂肪で表面コートするコーティング装置を含んでいても よい。 次に本発明による好ましい方法を、実施例で示す。実施例は、説明のためのも のであり、この記載は本発明の範囲を何ら限定するものではない。 実施例 種々のタイプの水沈降性餌ペレットの規格に合わせて多数の押出成形試験を実 施した。表１に、実施例の試験を実施する際に用いられた予備調整機、押出機、 ダイおよびナイフの構成を示す。全ての場合において、装置の各部位に付された 品番は、ウエンガー マニュファクチュアリングング アイエヌシー．の品番で ある。 ６つの押出成形試験からなる第１群において、３つの別々の乾燥成分配合物を 用いた。これらの配合物を、表２に示す。 表３には、使用した装置と配合物、および予備調整、押出成形、最終製品につ いての情報を実施例（実験）＃１−６として示す。表３中、“ＣＷ”は、冷却の ため押出バレルヘッドのジャケットを介して循環させた冷水のことを意味してお り、中間バレル真空度の値は、上記した装置１６を介して真空に引いた度合いを 示している。また、魚油（イワシ油）は、予備調整中、表記された量で出発成分 に注入された。実施例＃１−３および６では、合計魚油量は全て、予備調整物中 に注入したものを“内部”とみなしており、実施例＃４および５では、合計魚油 量の１つは内部魚油として予備調整物中に注入されたもの、および他の合計魚油 量はそれを乾燥したペレットに外部から適用されたものである。 押出成形試験の第２群を、異なる配合物と条件を用いて実施した（実施例＃７ −３０）。基本組成ＡおよびＢ（表４、および完成配合物（番号４−２３）に基 づいた各配合物を表５に示す 使用された装置、押出成形の実施条件、および製品の評価を表６に示す。実施 例＃７および１７では、合計魚油量はペレットを乾燥した後、外部から適用され たものであり、他の全ての実施例では、合計魚油量は予備調整物中に注入された ものである。実施例＃８および１７では、各試験の一部は、真空なしで，大気に 開口しただけで実施したが、真空処理なしで製造された製品はあまり好ましくな かった。 以下に、実施例＃７−３０で得られた餌ペレットの最終製品組成と、その特性 を示す。 さらに２つの押出成形実験を、上記に詳細に記載した方法と同様にして実施し た。各実験の過程において、最終ペレットへの効果を確認するため中間バレルの 真空動力源を停止した。第１の実験（実験＃３１）では、配合物＃１１（内部脂 肪１５％を含む）、押出機の構成＃２、ダイおよびナイフの構成＃５を用い、前 記実施例と同一の予備調整機の構成で行った。実験＃３１の大部分の間、中間バ レル装置を１０インチＨｇの真空下に操作した。実験の途中５分間、真空動力源 を停止したところ、バレルは急速に発熱した。真空続行で実施された部分と、真 空停止で実施された部分により得られた各製品を集め、粉末分(fines)を分析し た。真空停止状態での製品では、粉末分１５．７８重量％であり、一方真空続行 状態では、粉末分はわずか５．１３重量％であった。 他の比較実験（実験＃３２）では、配合物＃４を用い（全内部脂肪３０％を含 む）、上記予備調整機の構成、押出機の構成＃２およびダイおよびナイフの構成 ＃４を用いた。実験の大半を通して、中間バレル装置を１０インチＨｇの真空下 に保持したが、上記のように短時間だけ真空を停止した。真空停止状態でえられ た製品では、粉末分９１．１５重量％であり、一方真空続行状態では、粉末分は わずか１９．０５重量％であった。 粉末分（fines）の決定に用いた試験方法は、フィード マニュファクチュア リング テクノロジーIV，米国フィードインダストリーアソシエイション，アイ エヌシー．1994，p.122,に記載されていることを引用し、本明細書に挿入する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年７月１４日（１９９８．７．１４） 【補正内容】 定し、その測定値（ｓ）に応じてバレル内の減圧条件の度合いを調節する工程を 含むことが好ましい。この技術は、高蛋白、高脂肪成形物の製造に限定されるも のではなく、密度の調節が重要とされる種々の押出成形技術において有効的に利 用することができると考えられる。したがって本発明は、押出成形のための原料 混合物を準備し、次いで押出機内およびダイに導入して通過させ、その間押出ダ イ上流のバレル内の長手方向に沿ったゾーンを減圧状態にすることを特徴とする 。押出成形物の密度値（好ましくは嵩密度）は、バレルゾーン内の減圧状態の調 節の指標として用いられる。 図面の簡単な説明 単一の図は、本発明の餌の製造における好ましい押出成形システムの本質的な 概略説明図である。 最良の形態の詳細な説明 本発明の実施に用いられる好ましい装置（図を参照）は、通常、広義には具体 的に予備調整機１２、および中間バレルにベント／真空装置１６を備えた５ヘッ ド押出機１４からなる押出成形システム１０を含む。好ましくはシステム１０全 体は、マイクロプロセッサー コントローラ２０と操作連携する密度値測定装置 １８、マイクロブロセッサー コントローラ２０は、次に真空ポンプ２４と連携 するモーター２２を操作し、図示のように真空ポンプ２４は上記装置１６と操作 接続してている。 さらに詳しくは、予備調整機１２は、米国特許第4,752,139に記載された 請求の範囲 １．下記工程からなる高蛋白、高脂肪の水沈降性餌の調製方法： 約１５−５５重量％の蛋白と、少なくとも約１重量％の澱粉を含み、該澱粉は 分離された無形の成分(separated，free component)として加えられた原料混合 物を準備すること； 該原料混合物に湿分を添加し、該原料混合物を加熱、かつ撹拌することにより 該原料混合物を予備調整すること；および 該予備調整された原料混合物を、中に伸長された軸回転性の羽根付スクリュー を備え、かつ最末端に押出ダイを備えた伸長バレルを有する押出機中に供給して 、比重が１よりも大きい自己保形性の押出成形物を形成するために通過させるこ と、 該通過工程は、該予備調整された原料混合物が、該バレル中で濃縮されるよう に、該ダイの上流バレル中、バレルの長手方向に沿ったゾーンを減圧状態に設定 する手段を含み、 該方法は、さらに、押出成形物の脂肪総含量が約１０−４０重量％となるよう に原料混合物および／または押出成形物に脂肪を添加する工程を含む。 ２．該押出成形物の密度の値を測定し、該密度測定値に応じて該減圧度を調節す る工程を含む請求項１の方法。 ３．該密度値が嵩密度である請求項２の方法。 ４．該予備調整工程中、液状脂肪を、該原料混合物に添加する工程を含む請求項 １の方法。 ５．該予備調整工程中、該原料混合物を約７５−９８℃で約１５０−２００秒間 保持する工程を含む請求項１の方法。 ６．該予備調整工程中、脂肪を、該原料混合物に添加する工程を含む請求項１の 方法。 ７．脂肪を、該押出成形物に表面被覆として塗布する工程を含む請求項１の方法 。 ８．該押出成形物の湿分含量を、約２５−３２重量％のレベルに調節する工程を 含む請求項１の方法。 ９．該押出機を通過する間に、該予備調整された原料混合物に、圧力および剪断 条件を与える工程を含む請求項１の方法。 １０．該予備調整された原料混合物が、該バレル内で約５０−９５℃の温度に加 熱され、そこで約１００−５００psiの最高圧力にされる請求項９の方法。 １１．該ゾーンでの反応に先立って、該原料が予め設定された最高温度に加熱さ れる請求項９の方法。 １２．該設定手段が、該ゾーンを部分真空に引くことからなる請求項１の方法。 １３．該部分真空度が約２−１５インチＨｇである請求項１１の方法。 １４．該押出物を、乾燥する手段を有する請求項１の方法。 １５．下記工程からなる押出成形方法： 食用の原料混合物を準備すること； 該予備調整された原料混合物を、内部に伸長された軸回転性の羽根付スクリュ ーを備えた伸長バレルと、末端に押出ダイとを有する押出機中に供給して、通過 させ、押出成形物を形成すること、 該通過工程は、該ダイの上流バレル内のバレルの長手方向に沿ったゾーンを減 圧状態に設定する手段を含み、 押出成形物の密度値を測定し、該密度測定値に応じて減圧度を調節する工程。 １６．原料が、該ゾーンでの反応に先立って、該原料が予め設定された最高温度 に加熱される請求項１５の方法。 １７．該押出成形物の嵩密度を測定する工程を含む請求項１６の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，Ａ Ｚ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 オスタハウス エルマ ジェイ. アメリカ合衆国 カンザス州 66538 セ ネカ ３アールディー 409エヌ.

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下記工程からなる高蛋白、高脂肪の水沈降性餌の調製方法： 約１５−５５重量％の蛋白と、少なくとも約１重量％の澱粉を含む原料混合物 を準備すること； 該原料混合物に湿分を添加し、該原料混合物を昇温、かつ撹拌することにより 該原料混合物を予備調整すること；および 該予備調整された原料混合物を、中に伸長された軸回転性の羽根付スクリュー を備え、かつ最末端に押出ダイを備えた伸長バレルを有する押出機中に供給して 、比重が１よりも大きい自己保形性の押出成形物を形成するために通過させるこ と、 該通過工程は、該予備調整された原料混合物が、該バレル中で濃縮されるよう に、該ダイの上流バレル中、バレルの長手方向に沿ったゾーンを減圧状態に設定 する手段を含み、 該方法は、さらに、押出成形物の脂肪総含量が約１０−４０重量％となるよう に原料混合物および／または押出成形物に脂肪を添加する工程を含む。 ２．該押出成形物の密度の値を測定し、該密度測定値に応じて該減圧度を調節す る工程を含む請求項１の方法。 ３．該密度値が嵩密度である請求項２の方法。 ４．該予備調整工程中、液状脂肪を、該原料混合物に添加する工程を含む請求項 １の方法。 ５．該予備調整工程中、該原料混合物を約７５−９８℃で約１５０−２００秒間 保持する工程を含む請求項１の方法。 ６．該予備調整工程中、脂肪を、該原料混合物に添加する工程を含む請求項１の 方法。 ７．脂肪を、該押出成形物に表面被覆として塗布する工程を含む請求項１の方法 。 ８．該押出成形物の湿分含量を、約２５−３２重量％のレベルに調節する工程を 含む請求項１の方法。 ９．該押出機を通過する間に、該予備調整された原料混合物に昇温、圧力および 剪断条件を与える工程を含む請求項１の方法。 １０．該予備調整された原料混合物が、該バレル内で約５０−９５℃の温度に加 熱され、そこで約１００−５００psiの最高温度にされる請求項９の方法。 １１．該ゾーンでの反応に先立って、該原料が最高温度に加熱される請求項９の 方法。 １２．該設定手段が、該ゾーンを部分真空に引くことからなる請求項１の方法。 １３．該部分真空度が約２−１５インチＨｇである請求項１１の方法。 １４．該押出物を、乾燥する手段を有する請求項１の方法。 １５．下記工程からなる押出成形方法： 原料混合物を準備すること； 該予備調整された原料混合物を、内部に伸長された軸回転性の羽根付スクリュ ーを備えた伸長バレルと、末端に押出ダイとを有する押出機中に供給して、通過 させ、押出成形物を形成すること、 該通過工程は、該ダイの上流バレル中、バレルの長手方向に沿ったゾーンを減 圧状態に設定する手段を含み、 押出成形物の密度値を測定し、該密度測定値に応じて減圧度を調節する工程。 １６．原料が、該ゾーンでの反応に先立って、該原料が最高温度に加熱される請 求項１５の方法。