JP2003334011A - 穀類の発泡方法及び発泡装置 - Google Patents

穀類の発泡方法及び発泡装置

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JP2003334011A
JP2003334011A JP2002148288A JP2002148288A JP2003334011A JP 2003334011 A JP2003334011 A JP 2003334011A JP 2002148288 A JP2002148288 A JP 2002148288A JP 2002148288 A JP2002148288 A JP 2002148288A JP 2003334011 A JP2003334011 A JP 2003334011A
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Mitsuo Nagai
光男 永井
Osamu Moriyama
修 森山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 穀物原料を一粒毎に発泡させ、澱粉粒の破壊
を抑えた良好な発泡物を得ることができる穀類の発泡方
法を提供する。 【解決手段】シリンダバレル(11)と、該シリンダバ
レル内に回転方向と軸方向に駆動可能に設けられている
スクリュ(12)とからなる発泡装置(1)を使用す
る。穀類原料を、シリンダバレル(11)の前方へ移送
しながら加熱してシリンダバレル(11)の先端部(1
4)に計量・蓄積する。次いで、スクリュ(12)を軸
方向に駆動することにより穀類原料に、10MPa以上
の圧力を掛けて計量・蓄積された穀類原料をシリンダバ
レル(11)の先端部に取付けられた押出ノズル(1
5)から大気中に押出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、穀類の発泡方法及
び発泡装置に関し、特に穀類を一粒づつ独立的に発泡さ
せることのできる穀類の発泡方法及びこの方法の実施に
使用される発泡装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】穀類からなる原料を一粒毎に発泡させる
方法として、穀類膨張機を用いた発泡方法が知られてい
る。この穀類膨張機は、圧力釜とガスバーナーとから構
成されている。したがって、圧力釜に穀類原料を入れ、
そしてガスバーナで圧力釜を外部から加熱し、釜の内部
を加熱すると共に、圧力が所定圧になったところで圧力
釜の蓋を開くと、内部の圧力は一気に開放され、穀類原
料は爆発的に発泡する。この方法により、「爆弾菓
子」、「ポン菓子」と呼ぱれている発泡物が得られる。
また、この他に穀類原料を発泡させる方法として、一軸
式あるいは二軸式エクストルーダーを用いたエクストル
ーダークッキング法が広く一般的に用いられている。こ
のエクストルーダークッキング法においては、二軸式エ
クストルーダーと比較して一軸式エクストルーダーが広
く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】穀類膨張機を用いて発
泡させた発泡物は、カッター装置などで切断しなくと
も、穀類が個々に発泡した発泡物となる。この発泡物
は、圧力容器内で加熱・加圧された穀類原料が、大気中
に圧力開放されることにより発泡したもので、穀類原料
が糊化・発泡する工程でスクリュによるせん断力などが
作用していないため、澱粉粒が破壊されていない。この
澱粉粒が破壊されていないことは、発泡物を粉砕機で粉
砕し、粉砕物を容器に入れて熱湯を注いだ場合、粘性の
ある糊となることから容易に分かる。このように、穀類
膨張機を用いてた発泡法によると、澱粉粒が破壊されて
いない発泡物を得ることはできる。しかし、穀類膨張機
は自動化生産ができず、生産効率が極めて悪いため多量
生産を行う装置には向いていない。これに対して、一軸
式あるいは二軸式エクストルーダーによると、穀類原料
はシリンダバレル内で完全に可塑化されて一つの溶融物
となり、この溶融物が押出ノズルから押出され、そして
連続した発泡物となる。したがって、これをカッター装
置などで切断することにより、目的の長さ及び大きさの
発泡物を得ることが可能であり、多量生産装置としては
適しているといえる。しかしながら、エクストルーダー
クッキング法では良好な発泡物は得ることはできない。
なぜならば、穀類原料を処理して良好な発泡物を得よう
とすると、個々の穀類原料がシリンダバレル内で完全に
可塑化されて一つの溶融物となっているので、この切断
された発泡物は見た目には、穀類が個々に発泡したもの
に似ているが、澱粉がスクリュのせん断により糊化し発
泡したもので発泡機構が全く異なり、物性的に全く別物
であるからである。これは、発泡物を粉砕し熱湯で溶か
した場合に大きな差が現れ、溶けた溶液は粘性の低い糊
となることからもいえる。これは、穀類原料の澱粉粒が
完全に破壊されているために起こるもので、一軸式ある
いは二軸式エクストルーダーを用いて澱粉粒が破壊され
ていない発泡物を得ることは難しい。本発明は、上記従
来技術の有する未解決な課題に鑑みてなされたものであ
って、穀物原料を一粒毎に発泡させ、澱粉粒の破壊を抑
えた良好な発泡物を得ることができる穀類の発泡方法及
びこの方法の実施に使用される発泡装置を提供すること
を目的とするものである。また、多量生産にも適した穀
類の発泡方法及び発泡装置を提供することも目的とする
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明による穀類の発泡
方法は、穀類からなる原料を、所要温度に加熱されたシ
リンダバレルの後端部に供給しながらスクリュを回転駆
動して、先端部の方へ移送しながら加熱して前記シリン
ダバレルの先端に蓄積し、次いで前記スクリュを軸方向
に駆動することにより原料に、10MPa以上の圧力を
掛けて蓄積された穀類原料をシリンダバレルの先端部に
取付けられた押出ノズルから大気中に押出すことによ
り、発泡した穀類の発泡物を得ることを特徴とする。
【0005】本発明による穀類の発泡方法により発泡さ
れる穀類原料は、屑玄米、玄米、α化玄米、白米、α化
自米、発芽玄米、α化発芽玄米、小麦、大麦及び蕎麦の
何れか1種あるいは2種以上から構成されていることを
特徴とする。また、これらを粉砕して得られる粉から造
粒もしくはペレット化される原料も、本発明の対象とし
ている。かくして、本発明に係る穀類の発泡方法により
発泡される穀類原料は、屑玄米、玄米、α化玄米、白
米、α化自米、発芽玄米、α化発芽玄米、小麦、大麦、
蕎麦及びこれらの粉から造粒もしくはペレット化された
原料の中の何れか1種あるいは2種以上から構成されて
いることを特徴とする。
【0006】本発明による穀類の発泡装置は、その外周
部には発熱温度が調整可能な発熱体が取り付けられ、後
端部には穀類原料供給部が設けられているシリンダバレ
ルと、該シリンダバレル内に回転方向と軸方向に駆動可
能に設けられているスクリュと、該スクリュを回転方向
と軸方向に駆動する駆動装置とからなり、前記スクリュ
を回転駆動すると共に前記穀類原料供給部から穀類原料
を供給すると、先端部の方へ移送されながら加熱され前
記シリンダバレルの先端に蓄積され、前記スクリュを軸
方向に駆動すると、蓄積されている穀類原料が前記押出
ノズルから大気中に押し出されて発泡するようになって
いる発泡装置であって、前記スクリュを軸方向に駆動す
る速度と前記押出ノズルの径との関係は、押し出される
穀類の圧力が10MPa以上になるように選定可能にな
っていることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図1によって本発明の実施
の形態を説明する。本実施の形態に係わる穀類の発泡装
置1は、図1に示されているように、その内部にスクリ
ュ12が回転可能に、かつ軸線方向に進退可能に設けら
れているシリンダバレル11を備え、このシリンダバレ
ル11の外周部には、温度が個々に制御される複数の加
熱ヒーター13、13、…が配設されている。
【0008】シリンダバレル11の前方部分は、スクリ
ュ12が後退することにより確保される蓄積室14とな
っている。また、その先端部には押出ノズル15が取付
けられている。シリンダバレル11の後方部には、穀類
原料を供給するための原料ホッパ16が配設されてい
る。なお、押出ノズル15には、原料水分の水蒸気圧に
より蓄積される原料が押出ノズル15から押出されない
ように、押出ノズル孔を開閉させて蓄積原料の流れを断
続させる機能を有する開閉バルブを設けることもでき
る。
【0009】また、シリンダバレル11の後部には、計
量用モータ17と押出用モータ18とからなる駆動装置
が設けられている。計量用モータ17は、第1の伝動機
構17aを介して、スクリュ12を回転駆動するように
構成され、計量用モータ17によりスクリュ12が回転
駆動されるときも、スクリュ12は軸方向に移動できる
ようになっている。また、押出用モータ18は、第2の
伝動機機構8aを介して、図示していないボールネジを
回転させ、スクリュ12の直線運動に変換され、スクリ
ュ12は軸方向前後に駆動されるようになっている。
【0010】本実施の形態に係わる発泡装置1は、制御
装置20も備えている。また、圧力センサSも例えば蓄
積室14に設けられている。そして、蓄積室14の圧
力、計量用モータ17の回転速度、押出用モータ18の
回転速度等は、制御装置20により制御されるようにな
っている。例えば、押出用モータ18は、計量用モータ
17によりスクリュ12を回転駆動して加熱するとき、
蓄積室14の圧力が設定値以上に上昇しないように、ス
クリュ12を後方へ引くいわゆるサックバックするよう
に制御される。これにより、穀類原料の澱粉質の破壊が
避けられる。また、計量された澱粉原料を押出ノズル1
5から押し出すときの蓄積室14の圧力は、押出ノズル
15の抵抗を含めた口径と、スクリュ12の押出速度と
の関係により決まる。そこで、本実施の形態では押出用
モータ18は、計量された澱粉原料をスクリュ12を軸
方向に駆動して押出ノズル15から押し出すときは、計
量された澱粉原料の圧力が所定圧力すなわち10MPa
以上に保たれるように、その速度が制御されるようにな
っている。
【0011】次に、上記発泡装置1を使用した発泡方法
を、自動操作もできるが、便宜上自動と手動操作が混合
したような操作例について説明する。原料ホッパ16に
穀類原料を入れる。また、制御装置20に、シリンダバ
レル11の温度、スクリュ12の回転速度、計量ストロ
ーク及び押出速度等を設定する。供給された穀類原料
は、スクリュ12の回転により先方に送られながら加熱
され、押出用モータ18によるサックバックを伴うスク
リュ12の後退により形成される蓄積室14に蓄積され
る。スクリュ12は、設定された回転速度で回転しなが
ら、設定された計量ストロークまで後退した後、回転及
び後退を停止し、計量を終了する。
【0012】計量が終わると、スクリュ12は設定され
た押出速度で先方へ駆動される。これにより、蓄積室1
4に蓄積された穀類原料は押出ノズル15から大気中へ
押出される。この時、シリンダバレル11内の穀類原料
には瞬時に10〜160MPaの圧力が掛かる。これに
より、大気中に押出された穀類原料は、良好に発泡す
る。スクリュ12が設定された位置まで前進方向に駆動
されると、停止し、押出が終了する。
【0013】押出が終了すると、再びスクリュ12は設
定された回転速度で回転し、穀類原料を加熱しながらシ
リンダバレル11の先端に移送、蓄積を行う計量を開始
する。以下同様に、計量及び押出を繰返すことにより、
バッチ的に連続して穀類原料を発泡させる。
【0014】実施例1:(1)食品材料:市販されてい
る玄米を用いた。 (2)製造装置:株式会杜目本製鋼所製で図1に示され
ているようなもので、スクリュ径は28mm、押出ノズ
ルの直径は4mmのものを使用した。 (3)製造条件:シリンダバレルのホッパ近傍の温度は
90℃、先端部近傍の温度は180℃、押出ノズル温度
は165℃に設定した。スクリュの回転速度は120r
pmで、計量ストロークは60mm、押出速度は150
mm/秒(スクリュ移動速度)に設定した。加熱すると
きの蓄積室の背圧は、0MPaであった。 (4)上記押出速度で押し出したときの蓄積室の圧力
は、95MPaであった。 上記の条件で得られた玄米の発泡物は、玄米が一粒毎に
発泡したものが互いに引付いたものであり、軽量で、粒
々感のある食感であった。
【0015】実施例2:計量ストロークを60mmと
し、58mmまでスクリュをサックバックさせた後、ス
クリュの回転速度は120rpm、押出速度は150m
m/秒に設定した。他は実施例1と同じ条件でテストし
た。上記押出速度で押し出したときの蓄積室の圧力は、
120MPaであった。上記の条件で得られた玄米の発
泡物は、玄米が一粒毎に発泡したものが部分的に引付い
たものであり、軽量で、粒々感のある食感であった。
【0016】実施例3:背圧を7MPaに設定し、他は
実施例1と同じ条件でテストした。上記押出速度で押出
したときの蓄積室の圧力は、85MPaであった。上記
の条件で得られた玄米の発泡物は、玄米が連続で発泡し
たものであり、軽量で、サクサク感の極めて優れたもの
であった。
【0017】実施例4:(1)食品材料:市販されてい
る大麦を用いた。 (2)製造装置:実施例1と同じ装置を使用した。 (3)製造条件:シリンダバレルのホッパ近傍の温度は
90℃、先端部近傍の温度は180℃、押出ノズル温度
は165℃に設定した。スクリュの回転速度は150r
pmで、計量ストロークは60mm、押出速度は150
mm/秒に設定した。 (4)上記押出速度で押し出したときの蓄積室の圧力
は、120MPaであった。 上記の条件で得られた大麦の発泡物は、大麦が一粒毎に
発泡したものが互いに引付いた状態の連続発泡物であ
り、軽量で、サクサク感のあるものであった。
【0018】実施例5:計量ストロークを60mmと
し、58mmまでスクリュをサックバックさせた後、ス
クリュの回転速度は120rpm、押出速度は150m
m/秒に設定した。他は実施例4と同じ条件でテストし
た。上記押出速度で押し出したときの蓄積室の圧力は、
120MPaであった。上記の条件で得られた大麦の発
泡物は、大麦が一粒毎に発泡したものが部分的に引付い
たものであり、軽量で、粒々感のある食感であった。
【0019】上記実施例から、計量時の圧力が7MPa
以上になると、澱粉粒が破壊されるので、サックバック
した方が望ましいことが判明した。また、押出時の圧力
は10MPa以上であれば問題ないことこも判明した。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、穀類原
料を所要温度に加熱されたシリンダバレルの後端部に供
給しながらスクリュを回転駆動して、先端部の方へ移送
しながら加熱して蓄積し、次いで前記スクリュを軸方向
に駆動して蓄積された穀類原料を高温・高圧状態で前記
シリンダバレルの先端部に取り付けられた押出ノズルか
ら押出すことにより発泡させるので、澱粉粒の破壊を抑
えた、発泡食品独特の発泡物を得ることができる。ま
た、計量するときにはスクリュを回転駆動するので、穀
類原料は回転されながら均一に加熱される。したがっ
て、部位による発泡ムラがなく、均一な発泡物を得るこ
とができる。さらには、スクリュを回転駆動して計量
し、軸方向に駆動して押し出すので、発泡物を多量生産
することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を一部断面にして示す側面
図である。
【符号の説明】
1 発泡装置 11 シリンダバ
レル 12 スクリュ 13 加熱ヒー
タ 14 蓄積室 15 押出ノズ
ル 20 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4B023 LG01 LG06 LG10 LP20 LQ01 LT60 4B025 LB10 LG02 LG03 LP01 LP04 LP05 LT02 4B048 PE16 PM02 PM12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】穀類からなる原料を、所要温度に加熱され
    たシリンダバレルの後端部に供給しながらスクリュを回
    転駆動して、先端部の方へ移送しながら加熱して前記シ
    リンダバレルの先端部に蓄積し、次いで前記スクリュを
    軸方向に駆動することにより穀類原料に、10MPa以
    上の圧力を掛けて蓄積された穀類原料を前記シリンダバ
    レルの先端部に取付けられた押出ノズルから大気中に押
    出すことにより発泡させて穀類の発泡物を得ることを特
    徴とする穀類の発泡方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の穀類からなる原料は、屑
    玄米、玄米、α化玄米、自米、α化白米、発芽玄米、α
    化発芽玄米、小麦、大麦、蕎麦及びこれらの粉から造粒
    もしくはペレット化された原料の中の何れか1種あるい
    は2種以上から構成されていることを特徴とする穀類の
    発泡方法。
  3. 【請求項3】 その外周部には発熱温度が調整可能な発
    熱体が取り付けられ、後端部には穀類原料供給部が設け
    られているシリンダバレルと、該シリンダバレル内に回
    転方向と軸方向に駆動可能に設けられているスクリュ
    と、該スクリュを回転方向と軸方向に駆動する駆動装置
    とからなり、前記スクリュを回転駆動すると共に前記穀
    類原料供給部から穀類原料を供給すると、穀類原料が先
    端部の方へ移送されながら加熱されて前記シリンダバレ
    ルの先端に蓄積され、前記スクリュを軸方向に駆動する
    と、蓄積されている穀類原料が前記押出ノズルから大気
    中に押し出されて発泡するようになっている発泡装置で
    あって、 前記スクリュを軸方向に駆動する速度と前記押出ノズル
    の孔径との関係は、押し出される穀類原料の圧力が10
    MPa以上になるように選定可能になっていることを特
    徴とする穀類の発泡装置。
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