JP5228163B2 - 電子器機による機能的油脂注入食肉加工装置及び該加工装置で加工された食肉加工製品。 - Google Patents

Description

本発明は、油脂の足りない食肉に、油脂、エキス液、乳化剤、調味料、アミノ酸，増粘剤の群の中から組み合わせた注入液をサーボ・モーターにより、注入速度を検知し、フォト・センサーで表面形状を勘案して、油の少ない食肉に油脂をインジェクトし、食感をトロに近づける事の出来る食肉加工装置を提供する。

食肉の加工において、マグロなどの水産物は、築地等の卸売り市場から仲買、加工業者、大量販売店、小売店、消費者と経路をたどるほどラウンド、フイレー、ドレス、ロイン、チャンク、ブロック、ステーキ、柵、刺身と細かくなり、消費者に渡るころはトレイなどに入った刺身、切り身に加工される販売されている。

マグロの各部位肉については、油の多いトロ部位、油脂含有量３０％以上に反し３−０，４％といわれる油の少ない赤身部位などもあり、赤身部位などに油脂を注入して品質を改良する提案がなされているが、魚の肉などは畜肉に比べ柔らかいため、バースト（破壊）してしまい巧くいかなかった。又、油があるかないかは、価格に多いに影響する。

焼肉にしても、切り身にするとサシ、霜降りの状態などで、脂のノリ、含有量がよく解るが油のあるものが望ましい。また白蓮などの川魚には、脂肪の少ないものもあり，うまくない。鮭は、沖で１５％程度の油含有量であるが、遡上すると７％程度に落ち、やはり味も落ちる。

一方、電動アクチュエーターなどの電子機器、ロードセル、タイマー制御機、位置・センサー、コントローラー、サーボモーターなどの発達は、目覚しい物がある。電動アクチュエーターのスライド・ブロックにロードセルで油脂の注入時の加重、速度を測定することができる。

一方、マグロの柵、鮭の切り身などは、表面形状は不均一であり、特にマグロの尾の部分に近い柵は、四角形より台形に近いので、上底と下底の長さの違いを反映させなければならない。表面形状の台形のみならず、立体的に柵のみならずブロック、チャンクの状態の食肉に注入し又、特に柔らかい水産物の油脂注入をする工程で、バースト（破壊）させないで、台形のような表面形状も勘案して、経済的コストで、スムーズに、立体的な食肉の注入加工装置、方法を提供することができる。

特開２００６−３４５８５９公報 特表平６−１８９７１６公報 特開２０１０−４８８２公報 特開２００６−１６６７８０公報

特許文献１では、魚貝類を皿に置くようして、魚加工品、例えばマグロ柵に注入針を入れ、動植物油脂、エキス液、乳化剤、アミノ酸などのたんぱく質、調味液、などの群から選び、組み合わせた注入液を、魚の水平に近い方向から注入し、油脂含有量を増すことができ、特許文献２では、食肉柵の上から、注射針による油脂類注入方法が提案され、特許文献３では、ハンドプレスを利用した油脂注入装置について、特許文献４は、マグロ赤身肉に食肉改良剤を塗布、漬け込み方法によって、食感を良くする提案がなされている。

従来の油脂注入装置は、特許文献２のように、欧米型のピクルス液を注入加工する装置を日本型に改良した、ものであり、構造的には、畜肉の上から、ほぼ垂直に下げ、粘度の少ないピクルス液の代わりに、粘度の高い植物油脂、乳化剤を注入していた。水産物の肉が柔らかいため、加圧しても、注入液で肉がバースト（破壊）してしまうからである。

加圧による油脂注入工程は、シリンジの移動速度、注入速度、荷重のデーターがなく
つまり、最適注入圧の関連性が不明のまま、油脂注入工程が行われてきた。又マグロ柵の形状の不揃いは、特に尾に近い部位は、四角形より台形に近いために一律に注射針を挿入するわけにはいかない。さらに大型の肉塊（チャンク）に対しても注入したい。

問題を解決するための手段

上記課題を解決するために、本発明の態様は、電動アクチュエーター機に、サーボ・モーターを装備し、ロード・セルで注入荷重をデジタル化し、注入用のシリンジを分散配備し、内筒（吸い子、押し子）はスライド・ブロックに、外筒は、電動アクチュエーター機外側部（カバー、ハウジング）などに、また、サーボ・モーターを電動アクチュエーターのモーター・ブラケットに配備し、又、ロード・セルをスライド・ブロックに装備することにより、今までわからなかった柔らかい魚介類の肉に、油脂、エキス液を注入するための、魚種毎の肉の硬さ、柔らかさ、漏れの始まる荷重を測定し、それ以下に注入速度を遅くし、最適荷重を見出すことが出来る。そして、最適注入量をスムースにかつ経済的にインジェクションをする工程を見出すことが出来る。

電動アクチュエーター機につけたロードセルは、注入データ取得後は必要なくなる場合もある。サーボ・モーターは、必要である。スライド・ブロックの先端に取り付けられたロードセルは、直接外筒に接続される物ではなく、電動アクチュエーター機のスライド・ブロックとロードセルを迂回して、バネ板で離間位置させるようにして三角板など隣接させて、固定される。したがってバネ板は、三角板とスライド・ブロックに荷重がかかれば、その荷重をロードセルに伝え、離なれないようにする。三角板は、シリンジ内筒を固定し、ロードセルに隣接したスライド・ブロックと連動する。今まで利用されなかった電動アクチュエーター機の注入機に、シリンジ外筒を固定し、内筒をスライド・ブロックに連結固定して外筒に挿入する事で、スライド・ブロックの先端のロードセルにより注入時荷重を計測することが出来る

したがって、スライド・ブロックの加重をコントロールし、最大注入荷重を弱め、スライド・ブロックのスピード、荷重を調整し、シリンジの内筒、外筒に押圧力を与え、注入工程を単純に出来る。一方、ブロック、チャンクなどの塊状部分肉に対して縦型のベルト・コンベアーを使用することにより、塊状部分肉の両側から固定、回転させたり、電動アクチュエーターを複数にしたり、注入の対象を拡大し、工程を容易ならしめることが出来る。

一方、フォト・センサーにより食肉の表面形状を把握させ、その情報を、挿入する針の長さに反映させることができる。さらに食肉に射し込む角度に俯角を持たせ、注射針を上方角部付近より、底面の対角線角部方向に向けて、挿入することにより、針穴から注入液が漏れ出すのを防ぐことができる。

注入時には一時的に電動アクチュエーターの反対側を上げて注入を斜め下に向けて行う。盛り付けの際、ほぼ水平に置かれた皿、トレイに盛り付けた場合、食肉の上部から斜め下に向かい注入することになり、針穴が食肉の上方にあるので、注入液が漏れ出しにくく、外観の劣化を防ぐ。

電動アクチュエーターを配置、駆動し、前後、左右、上下方向に移動するように出来る。ベルトコンベアーもしくは、電動アクチュエーターのいづれか一つ以上を動かし、位置センサーにより、水平方向でも垂直方向にも、注入位置を変えることが出来る。この工程により、５本のシリンジでも、水平方向に１度移動すれば１０本の注入が出来、垂直方向に移動して複数段にすることも出来る。変位、測長、形状記憶などのセンサーは、オムロンを使用して正確さを期した。

栓用肉、油脂、エキス液などの注入液は、タンクもしくは、ホッパーから注入管で、電動アクチュエーターのカバーなどに固定された外筒に運び、スライド・ブロックに連動する内筒で注入液を吸い込み、食肉に押し出し注入するように配置される。内筒は、スライド・ブロックに連結し、配置されたサーボ・モーターでピストン運動を繰り返す。

内筒を押し出し、それとともに、注入液を押し出すのではなく、位相を逆にして、反転ギアなどで、内筒を引き出しながら、注入液が外筒から食肉に注入される様にしても良い。

注入物としては、動植物油脂、使用された食肉エキス液，グリセリン脂肪酸エステルなどの乳化剤、ビタミン剤、栄養剤、カルシウム、調味料、増粘剤、ゼラチン類、調味料、ピックル液、カルシウム、などの群のなかのひとつ以上を組み合わせて選んでも良い。

油脂類、エキス液類、同肉などを乳化剤を用いて、乳化しエマルジョンとして、食肉側に近い外筒に、微細化した栓用肉と増粘剤をゲル、ゾル状にしても、エマルジョンとし外筒のスライド・ブロック側に注入して、注入液、注入栓としても良い。

本発明の注入液としては、動植物油脂、エキス液、乳化剤、アミノ酸、炭水化物、増粘剤、一つ以上からなり、栓用肉としては、ホモジナイザー、フードプロセッサー、で加工したミンチ、エクスクルーダーに掛けた同肉、煉り状の肉、油脂又は、アミノ酸のいずれか一つ以上の組み合わせの注入物を主体とするものである。

発明の効果

本発明によると、注入液を注入後、栓用肉により食肉の針跡を塞ぐことにより、又マグロ柵又は畜肉のブロックの上方の肩付近よりほぼ斜め下に向かい注入針を入れることにより、斜め下方に向けて針を射し込むので、針跡から漏れるのを防ぎ、したがって、ロスの少ないこの注入方法で、油脂等を注入された食肉などは、同じ原料の加工されていない食肉とは、まるで違った食感を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係わる食肉加工層の動作説明図である。 本発明の第１の実施形態に係わる食肉加工層の動作説明図である。 本発明の第１の実施形態に係わる食肉加工層の動作説明図である。 本発明の第２の実施形態に係わる食肉加工層の動作説明図である。 本発明の第２の実施形態に係わる食肉加工層の動作説明図である。 本発明の第２の実施形態に係わる食肉加工層の動作説明図である。

以下、本発明の第１の実施形態について、図１−図６を参照して説明する。

図１に示す食肉加工装置では、スタート時において食肉１が、間欠的に駆動するベルトコンベアー２により搬送され、所定の位置に到達すると、コンベアーの一部が上がり食肉を斜めにするとともに、その位置を検知したセンサー（図示せず）からの信号により、食肉押さえ部２３が食肉１を上方から、又は、横から押さえ固定する。

電動アクチュエイター８による注入器４は、所定の位置で食肉１に、マグロ柵のような柔らかい食肉１に、俯角を持たせて斜め下に注入するためベルト・コンベアー２の片側又は、注入器４の食肉１と反対片側を上げて、食肉１に斜め下のほぼ対角線に沿って注入液５を注入することができる。したがって、ほぼ水平な皿６、トレイに盛りつけた場合に、注入液５の垂れ流しロスが少なくなり、又、概観も良くなり商品価値を上げる事ができる。

第２の実施形態について図４−６に示す食肉加工装置では、まず、注入器４が作動する。電動アクチュエイター８を有する注入器４は作業台６にほぼ水平に配置され、油脂タンク又は油脂ホッパー１０からシリンジ１６の外筒７に接続された油脂用注入液注入管１１と、微細化された同肉又は練り状の栓用肉エマルジョンのタンク又はホッパー１２から外筒７に接続された栓用注入管１３を備えている。油脂などの注入液注入管１１は、栓用肉注入管１３より、食肉１側に配置される。食肉油脂用タンク又は栓用肉タンクには注入液圧送のポンプ（図示せず）を配置しても良い。注入液５の注入管１１および栓用肉注入管１２の供給系は、スライド・ブロック２５のピストン運動によってもシリンジ１６へ吸引 動作されることが出来る。

電動アクチュエイター８は、コムス株式会社製のＢＧ５５シリーズ、精密級ＡＣサーボ搭 載のものを用いた。

複数のシリンジ１６の外筒７は、電動アクチュエイター８の外側カーバー部に、外筒固定金属板１９により着脱自在に固定されている。複数のシリンジ１６の内筒９は、三角型固定枠２１及びバネ金属板２２を介してスライドブロック２５に接続され、電動アクチュエイター８に搭載されたサーボ・モーター１５によって左右にピストン運動する。

サーボ・モーター１５を駆動すると三角型固定枠２１も、スライドブロック２５と一緒に連動する。スライドブロック２５に接続された内筒９が食肉１側に移動して、外筒７内の注入液５が内筒９に押され、注入液５は、食肉１内に押し出される。そのとき、荷重が加わり、ロード・セル１４の読み取り計器に、荷重がデジタルで表示される。この表示が、スライドブロック２５の移動速度の最適荷重である。食肉１から注入液が漏れないで、な おかつ高い速度が最適荷重、最適速度である。

内筒９、外筒７を併せたシリンジ１６の容量は、とりあえず１ｍｌとし、過分な急激荷重がかからないように、ロードセル１４の付いたスライドブロック２５の速度を調整することが出来る。注射針は内径、１，４ｍｍ、テルモ・シリンジ１６中口を用い、本例では５本で、注入液５を分注する。シリンジ１６が太すぎると、粘度のある注入液５は、シリンジ１６に吸い込みにくい。

注入液５の容量によって、直径、長さ、金属製に換えることが出来る。作業台上に電動アクチュエイター８レール１７や案内台車１８を用いて、内筒部分の荷重を和らげ、正確にし、余計な荷重を軽減しても良い。ロードセル１４には，共和電業のステンレス・ロードセルＬＣＴＳ−Ｂを使用した。容量帯は５−１００ＫＮでアプリケーションは同社の物を使用することが出来た。

一方、チャンク等に伴う大型の肉塊に対して、油脂注入用の縦型のベルト・コンベアー２を用いサイドの注入は横から、縦型の頂上からコンベアーに固定して、縦型の油脂注入装置で注入を行うことができる。針は長さの長い物を用い、電動アクチュエイター８は、垂直移動のストロークの長めの物を用いて注入しても良い。この方法によれば大型の肉塊に対しても、対応できる。

さらに従来の欧米型のピクルス液注入装置などにこの電動アクチュエイター８を装備して垂直注入、垂直移動が出来るように出来るだけ軽量化、かつ、重量を錘、錘軽減用吊りリール、スプリングなどで軽減すれば、電動アクチュエイター８を取り付けることが出来、サーボ・モーターを使い注入することが出来、ピクルス液用注入装置を改良することが出来る。又、変位、形状記憶、測長センサーは、オムロン製製品であった。

したがって、注入液の注入量、注入速度をコントロールすることが出来、ロス漏れを極小に押さえ、最適な油脂エキス類の注入環境を作ることができた。又、目ズマリついては前提案でも述べたとおり、ホモジナイザーで油脂分子も細かく微細化し、ゲル、ゾルなどのエマルジョン状にして、ゆっくり、注入液を押し出すことが出来る。

本発明によれば食肉の硬さ、大きさ、油の含有量に合わせて、望む油脂注入量がゆっくり注入され、ロスの少ない経済的な食肉用油脂注入装置を提供できる。

以下、本発明の最良の実施形態を図１−６に基づき説明する。

図１−３に示す食肉加工装置では、食肉１が間欠的に駆動するベルトコンベアー２により搬送され、所定の位置に到達すると、その位置を検知するセンサー（図示せず）からの信号により搬送され、食肉押さえ部２３が食肉１を上から、または、横から軽く押さえる。

実験に用いられた食肉１は、キハダマグロ２００ｇをベルトコンベアに載せ搬送した。
所定の位置でのベルトコンベアーの対応は、マグロ柵などは、柵の横上、直角の角、肩の位置付近から対面の斜め前に向けて対角線のように、突き下ろすように、針の角度が俯角になるように注射針を射し込む。したがって、ベルトコンベア２ーの注入器４の反対側の底部を上げて、ベルトコンベアー２を斜めにして、電動アクチュエイター８を作動しなければならない。

次いで、図４−６で、電動アクチュエイター８のスライドブロック２５に装着されたシリンジ１６の内筒９を固定してある三角型固定枠２１は、電動アクチュエイター８のサーボ・モーター１５を駆動すると、油脂タンク又は、油脂ホッパー１０から注入液注入管１１を介して電動アクチュエイター８の側カバー部に固定されたシリンジ１６の外筒７に注入され、前もって併せておいた外筒７と内筒９を押し締めたり、伸ばしたりのピストン運動を繰り返し、注入液５を食肉に注入する。

最初の荷重データを取るときには、ロードセル１４を、スライドブロック２５に装着し、ロード・セル１４を迂回した金属製のバネ板２２を介して、内筒９を固定した三角固定枠に接続する。電動アクチュエイター８のスライド・ブロック２５を駆動すると、シリンジ１６の内筒９が連動しピストン運動を始める。三角型固定枠はステンレス製で三角でなくとも４角でもよく、金属の板で、力を分散する。バネ板２２は、ステンレス製の板でロードセル１４をまたいでスライドブロック２５に接続される。ロードセルとは隣接し隙間を持つ。スライド・ブロック２５駆動し、内筒９は、連動し往復運動する。

幅２０ｃｍ高さ５ｃｍの三角型枠２１で試着された三角型固定枠２１は、シリンジ１６の内筒９を５本着脱自在に内筒固定板２０で固定し、スライドブロック２５に連結された。内筒９と外筒７はスムーズに移動できるように併せ調整された。

注入液５を押し出し、食肉１に注入できるようにする。シリンジ１６は、注入量１ｍｌ長さ９，５ｃｍ外径５ｍｍのテルモのシリンジ１６を５本使用した。これは試験的に試用したが、ステンレスに取り替えることが出来る。

ロードセル１４は、共和電業のステンレス・ロードセルＬＣＴＳ−Ｂを使用した。容量帯は５−１００ＫＮでアプリケーションは同社のオーダーメイドの物を使用した。

電動アクチュエイター８は、コムス株式会社製のＢＧ５５シリーズ、精密級ＡＣサーボ搭載を試用した。形状記憶、変位、測長センサーなどは、オムロンＦＺＤ，Ｆ１５０Ｖ３，を使用した。

試験に用いられた食肉１は、キハダマグロ２００ｇ厚さ２ｃｍをベルトコンベアに載せ搬送した。所定の位置でのベルトコンベアー２の俯角は７度であった。

本実施形態に係わる食肉加工装置は、ポンプを装備しなくとも、ピストン８の駆動をゆっくりすると、５本のシリンジ１６から別々に注入された注入液５は、５本中３本が８０％しか注入できなかったため、食肉１に注入できた量は４，４ｍｌであった。さらにこれに限らず、本数を増し２０本程度まで引き上げ、油脂含有量を食肉の１０重量％程度以上にしたい。油脂については、日本油脂（株）のＦＯ−Ｃを試用させていただき味は悪くなかった。

本発明に係わる、食肉加工装置によれば、油脂エキス液を含む注入液５を注入液タンク、又はホッパー１０からの外筒７につなぐ注入液注入管１１は、スライドブロック２５の往復運動で満たすことも出来る。又材質輪ステンレスを使用した。

本発明の食肉加工装置によれば、今回のデータからの最適荷重は、１本のシリンジ１６に対して約１，０ｇ近傍であった。

本発明は以上の実施形態に限定される物でなくロードセル、サーボ・モーター、ウオーム・ギア、タイマー、電磁弁、電子機器ならびに電動アクチュエイター、アクセサリー、円形カム、シーケンス制御、タイマー制御など適宜変更できる物である。

本発明に係る多機能電動アクチュエイター８型油脂エキス類用食肉加工装置は、今まで大手食品会社が挑戦した物で、さらにサーボモーター１５を装着することによって、今までの概念がまるっきり異なり、画期的な食肉加工装置となり、今までの失敗点を見出し、原因の究明し、基礎的なデーターが初めて明らかになった。この食肉加工装置は、今では無くてはならない物であり、魚種別に魚肉の硬さ、注入荷重が解り、世界的にもオーストラリア、アメリカ等では、ピクルス液などを畜肉に経済的にインジェクトする装置として需要がある。

１・・・・食肉
２・・・・ベルト・コンベアー
３・・・・形状記憶、変位、測長センサー
４・・・・注入機枠
５・・・・注入液
６・・・・作業台
７・・・・外筒
８・・・・電動アクチュエイター
９・・・・内筒
１０・・・油脂タンク又は、油脂ホッパー
１１・・・注入液注入管
１２・・・栓用肉タンク又は、ホッパー
１３・・・栓用肉注入管
１４・・・ロードセル
１５・・・サーボ・モーター
１６・・・シリンジ（注射器）
１７・・・注射針
１８・・・案内台車
１９・・・外筒固定板
２０・・・内筒固定板
２１・・・三角型固定枠
２２・・・金属バネ板
２３・・・食肉押さえ部
２４・・・レール
２５・・・スライド・ブロック

Claims (5)

1. 油脂、エキス液、乳化剤、調味料、及び増粘剤のいずれか１つ以上を含む注入液を食肉内に注入し、前記食肉を加工する装置であって、
   前記食肉を保持する手段と、
   間歇的に移動するベルトコンベアーで搬送され、所定の位置で止まり、所定の位置に配備された、電動アクチュエーターの外側に配置されたシリンジ外筒と、
   電動アクチュエーターに取り付けられたスライドブロックに連結したシリンジ内筒とを具 備し、
   前記注入液をポンプ移送された前記外筒内で前記電動アクチュエーターに取り付けられた前記スライドブロックによって、前記内筒を往復運動させ、前記注入液を前記シリンジ外 筒から、前記食肉に押し出し注入するように動作することを特徴とする食肉加工装置。
2. 前記ベルトコンベアーで搬送した前記食肉を所定の位置で止め、前記ベルト・コンベアーの一部を上げて、前記食肉の高い部分近くから対角線方向斜め下に向かい、前記電動ア クチュエーターの前記スライドブロックを駆動させ、連結した前記シリンジの内筒を前記シリンジ外筒内で動かす工程と、
   前記食肉に前期注入液を注入する工程
   を実施するように動作することを特徴とする請求項１に記載の食肉加工装置。
3. 前記シリンジ外筒内で、前記内筒を往復運動させる方法で前記食肉に油脂、エキス液、乳化剤、調味料、ゼラチン、微細化された同食肉、エマルジョン、及び蛋白質ペプチドからなる群の中から一つ以上の注入液を注入することを特徴とする請求項１又は２に記載の食肉加工装置。
4. 前記スライドブロックは、前記食肉に注入する時の荷重を測定可能なロードセルを備え ることを特徴とする請求項１又は２に記載の食肉加工装置。
5. 前記食肉が不定形の場合、変位、測長センサーなどで検知した形状に合わせた長さの注 入針を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の食肉加工装置。

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