JPH04501814A - 温度制御される食品加工装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 温度制御される食品加工装置およびその方法技術分野 本発明は、一般に、食品片を加工するための装置およびその方法に関する。更に 詳細には、本発明はドラムタイプの食品加工装置に利用される温度制御システム からなる。

従来技術 食品加工には、しばしばマツサージ工程とタンブリング工程を必要とする。これ らの工程は、特に、肉、たとえば、塩漬されたハム、ハム製品、腹内のベーコン 、胸部のコーンビーフ、牛のもも肉、ロースト、七面鳥の胸肉や他の家禽類の製 品にとって、特に有効である。塩漬は用ブラインが注入され、あるいは別の方法 で塩漬は用ブラインに浸けられた肉製品に適用すると、タンプリングとマツサー ジは塩漬は工程を促進する一方、肉全体に塩漬は成分を行きわたらせることを促 進する。また、塩に溶ける“結合”プロティン　ミオシンが、ブライン内でのタ ンプリング中に抽出される。肉製品からミオシンが抽出されると、肉の表面は粘 着性を帯び、肉の湿気吸収性と保存性が増加し、製品の密着性が高まる。

通常、タンプリングは、たとえば、回転している加ニドラムの上部から肉製品を 落としたり、あるいは、肉製品をパドルやバッフルでたたくことによってなされ 、それによって衝撃エネルギーを肉の筋肉組織に及ぼす。マツサージは、摩擦エ ネルギーを生じさせるために、互いにあるいは回転ドラムの平滑な表面に肉の表 面をこすりつけることを必要とする少し物理的に強力な働きである。堅い肉、た とえば、牛肉、マトンや七面鳥の肉は、通常、タンプリングされるが、豚肉、鶏 肉や他の家禽肉のように柔らかい肉においてはマツサージされる。

肉や他の食品をタンプリングしたり、マツサージするための装置が種々考案され ている。これら公知の装置は、加工される肉製品が収容される回転ドラムがよく 使用される。本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４．６５７．７７１号には 、そのような回転ドラム加工装置が開示されている。ドラムの回転軸線は種々の 角度に傾斜できるようになっており、タンブリング工程が行なわれるときに供給 されるパドルあるいは羽根構造を有し、また、よりやさしいマツ・サージが必要 とされるときに使用される平滑な内部ドラム面を有している。塩漬は用流体、た とえば、ブラインがドラムに加えられ、ドラムがシールされて、機械的なタンプ リングあるいはマツサージが大気圧下あるいは選択的に真空中で開始される。

食品加工の工程中の温度制御は、重要な他の環境ファクターである。たとえば、 ３２°Ｆと３４°Ｆ間の低温にさらされている肉はミオシンが大きく除去される ことが知られている。それ故、低昌でマツサージされる肉や家禽製品は、水分子 の内部結合が改良されるようになる。後に続く料理工程で得られる肉の品質が高 くなり、料理後の清浄化が減少する。また、加工温度を低（すれば、内向での細 菌の成長を阻止し、品質管理率を改善し、加工製品の貯蔵寿命を延ばすことにな る。

反対に、あるタイプの肉にとって、マツサージ工程とタンブリング工程中に温度 を上げると、料理の準備において肉から水分を除く助けになり、あるいは現実に 肉製品を料理する機能を果す。

食品のタンプリング、マツサージング工程中、温度制御を行うことは望ましいに も拘わらず、従来のタンプリング、７１サージングを行う食品加工装置は、適当 な温度制御能力を有していない。ある加工食料品の蒸発冷却分野において、同様 の操作が過去になされていたと信じられている。しかしながら、蒸発冷却は、加 工中の食料品から大量の水分を取り除き、多くの肉製品に好ましくない結果を与 え、加工段階や調理段階に悪影響を与える。温度制御のための他のアプローチ、 特に、炭酸ガスを加ニドラム内に入れて食料品を冷却することや、冷蔵室内にド ラム全体を置くことが試みられたが、等しく不満足な結果であった。要するに、 塩漬は用流体と食品用ニドラム内の食品の両方を、正確に制御された温度に、急 速にかつ効率よく冷却するシステムは従来技術としてはない。

それ故、本発明は食品加工装置のための温度制御システムを提供することを目的 とする。

本発明の他の目的は、回転ドラム形式の食品加工装置内の温度を正確に調整する ことのできる制御システムを提供することである。

本発明の更に他の目的は、ドラムの内部温度を調節するために、回転ドラム形式 の食品加工装置の内周面に温度制御流体を循環するシステムを提供することであ る。

本発明の更に他の目的は、回転ドラム形式の食品加工装置の内部に冷却流体ある いは加熱流体を供給でき、それによって、ドラム内の塩漬は用流体と食品の温度 を、好ましい温度に急速に、効果的に昇温あるいは降温することのできるシステ ムを提供することである。

図面の簡単な説明 本発明の各種の目的、特徴と有利性は、下記する本発明の実施例と添付の図面か らより理解される。

図１は、本発明の食品用ニドラムとそれに関係する装置の部分断面側面図である 。

図２は、本発明による温度制御流体を循環するための中空フィン構造を説明する 図１の２−２線で切断した断面図である。

図３は、図２の３−３線で切断した中空ドラムフィンの側面断面図で、フィン内 部の温度制御流体の戻り流路を形成するバッフルの配置を示す。

図４は、図１の４−４線で切断した中空ドラムフィンの詳細断面図で、ドラムフ ィンへの温度−制御流体の供給導管と流体戻り流路との間の連結関係を示す。

図５は、ドラムの駆動端における部分断面図で、湯度−制御流体供給ダクトと、 ロークリユニオンを介して流体貯蔵タンクと供給タンクに至る戻りダクトとの接 続を示す。

図６は、ドラムの駆動端における中空駆動シャフトと変換リングの横断面図で、 シャフトとシャフトの戻りダクトへ導く変換リングの戻り口を示す。

本発明の最良の実施例 本発明にしたがって温度制御された状態下で加工される食品片は、米国特許第４ ．６５７，７７１号で述べられたタイプの回転食品加工機に入れられる。この特 許の開示事項は参照することによりここに含まれている。そうして、食品加工装 置は、フレーム１６に取り付けられた軸受台１２．１４上に支持された回転ドラ ムｌＯを含む。

ドラムｌＯの長手方向の軸線は、好ましくは、水平に対し約１０゜と約１５°間 の範囲の角度で傾斜している。

ドラムｌＯはガラスピーズてブラスト仕ヒげされたステンレス鋼のドラム壁１８ から構成されている。ドラム壁１８は四つのセグメント１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 、１８ｄとからなる。セグメント１８ａはドラムの閉鎖端２０から比較的同一径 である、より大径の中央セグメント１８ｂに向って外方にテーパが付けられてい る。セグメント１８ｃと１８ｄはセグメント１８ｂからドラムの開口端２２での 比較的小径部に向かって漸次傾斜している。ドラムの閉鎖端２０はその内面に内 部円錐壁２４を有する。内部室２６が円錐壁と閉鎖端２０との間に形成されてい る。下記により詳述する一つの円筒状変換リング２８すなわちフィ・ツティング が円錐壁２４の中央に取り付けられている。変換リング２８は軸受台１４上の軸 受アッセンブリ３２により支持されたシャフト３０を受け入れている。直結駆動 モータ３４は、米国特許第４．６５７．７７１号で開示されているように、静水 力学的タイプのものであってもよく、シャフト３０を回転する。

ドラム１０の他端には、ドラム壁セグメント１８ｄの外面の周辺に環状に配設さ れた軌道３６が、米国特許第４，６５７．７７１号に開示されているように、軸 受台１２の頂部に位置されたローラ３８上に載置している。シールド４０が軌道 ３６を被覆して保持している。駆動モータ３４が駆動されると、シャフト３０が 軸受アッセンブリ３２内で回転する一方、軌道３６がローラ３８に沿って走行し 、ドラム１０は回転して要望する食品加工工程を行う。

ドラム１０の開口端２２は皿形プレートからなるドア４２でシールされる。ドア ４２の縁部の周りの環状の補強フランジ４４はドラムの開口端２２に溶接された （図示しない）環状補強フランジ上の（図示しない）テーパーが付いたエツジに 接する。ドアの中央部に設けた（図示しない）ポートから突出するパイプ４６は 、アーム５０が連結されている導入部４８を含む。アーム５０はドア４２の表面 を越え、フランジ４４の周りに、ドラム壁セグメント１８ｄの側にある（図示し ない）取付構造物上のヒンジの周りに旋回するように延びている。かくして、ド ア４２は、アーム５０を使用してドラム１０の内部に近づくために開くことがで き、また、ドラムを閉じて密封することができる。受は渡しホッパー５２は、丁 度、ドアの下方に置かれている。望むならば、ドアアーム取付構造物上に空圧式 駆動ピストンとシリンダを、アーム５０のアクチユエータとして使用してもよい 。ドア上の補強フランジ４４の配列、ドラムの開口端２２の周りの補強フランジ 、ドアアームの構造と、ドアアーム取付構造物を含むドア４２の構造的、機能的 詳細は、前述の米国特許第４，６５７，７７１号に開示されている。

ドアＩＯ下方のフレーム１６に装着されている真空ポンプ５４はフレキシブル真 空配管５６を通してドラム内を真空にするのに使用される。フレキシブル真空配 管５６は、その一端がポンプ５４の取入口に接続され、他端はエルボ５８を通し てパイプ４６の端部にあるロータリユニオン６０に接続されている。ユニオン６ ０の存在により、ドラム１０は真空配管５６に相対的に回転する。もし、望むな らば、ドラム内が真空になるにつれてパイプを介しての吸引量を制御するためと 、真空ポンプからドラム内部を遮断するために、パイプ４６にバルブ（図示しな い）を装着することもできる。

一対の螺旋状のフィン６２．６４が、米国特許第４，６５７．７７１号によって 意図された方法にてドラム壁１８の内面に取り付けられており、このフィンはド ラムの閉鎖端２０からドラム壁セグメント１８ａ−１８ｄを横切ってドラムの開 口端２２ヘトラムの内部長手方向にわたっている。ドラムＩＯが作動すると、食 品６６の個々の食品片、たとえば、肉の塊が、ブラインのような適当量の塩漬は 剤６８とともにドラムに供給される。そして、ドラムｌＯが回転すると、フィン ６２．６４は好ましい食品加工作用をもたらすように移動する。フィンは互いに １８０°位相がずれて向けられており、ドラム壁セグメント１８ａ−１８ｄに関 してリード角をもって構成されている。そのため、ドラムが第１の方向に回転す ると、ドラム内の食品６６の食品片をドラムの閉鎖端２０の方へ押しやり、一方 、ドラムが逆方向に回転すると、食品をドラムの開口端２２の方へ移動させる。

ドラムの開口端２２でドア４２が開口されると、食品を開口端へ移動させる方向 のドラムの回転により、食品は開口端を通して排出され、受は渡し７ホツパー５ ２へ入れられ、ここで、食品が適宜除去手段に供給される。

前述の本発明の中心的特徴は、食品加工中、ドラム１０の内部温度を制御するた めの手段を提供することである。この目的のために、フィン６２と６４は温度− 制御流体を導くのにふされしい内部中空の二重壁構造を用いている。流体とドラ ム内部との間のいかなる温度差によっても、フィンを介して熱伝達が起こるので 、その流体の温度で食品加工の操作温度が制御される。

フィン６２の二重壁構造は、図１の２−２線で切断したフィンの断面図である図 ２により詳細に開示されている。フィン６２は所定間隔離れた平行な構造でドラ ム壁１８に溶接された２本のプレート７０．７２からなる。１本の管部材７４が 両プレート７０．７２の頂部に取り付けられ、２枚のプレート間に室を形成して いる。管部材７４は、温度−制御流体をドラム１０（図１）の駆動端にあるタン ク７６からドラムの開口端２２へ導くための供給導管として作用し、温度−制御 流体はプレート７０と７２間の室を通ってタンク７６へ戻る。

フィン６２（とフィン６４）の熱交換性を増大するために、プレー　ドア０．７ ２に７９でスポット溶接された一連のパブフル７８が備えられている。バッフル ７８はフィン内を通る温度−制御流体の流れを弱め、迂回した戻り流路を形成す る。この戻り流路はプレートの外面とより均一な熱交換をさせるために、温度− 制御流体をより一様にプレート７０．７２の内面区域を横切るように分配する。

図３は、図２の３−３線に沿ったフィン６２の断面側面図で、パブフル７８の配 置をより詳細に示す。管部材７４はフィン６２の頂部に位置し、ドラム壁１８は フィンの底部に位置している。８０で示す温度−制御流体の戻り流路が迂回させ る性質を有することは容易に理解できる。フィン６４が同方法で構成されること も理解できる。

図４には、管部材７４によって形成された温度−制御流体の供給導管と、プレー ト７０．７２に取り付けられたバッフル７８によって形成された戻り流路８０と の連結点が示されている。供給導管７４はドラム１０の開口端２２でドラム壁１ ８の方に傾斜している。

この傾斜構造は、図１に示される開口端２２の切断部分に示されている。図４で 、導管７４がドラム壁１８を横切る少し手前の地点には、複数の開口８２が、導 管の内部とプレート７０．７２間の中空空間との間に設けられている。バッフル がフィンのこの小部分から除去されて、室８４が形成されている。そして、この 室は供給導管７４からの温度−制御流体を集める。その後、温度−制御流体は迂 回戻り流路８０に入り、フィンを介してタンク７６に戻る。

図５は、ドラム１０の駆動端からフィン６２．６４へ温度−制御流体を供給する ための温度制御システムの要素の配置を説明するものである。駆動端は、ドラム を支持するシャフト３０と、シャフトを支持する軸受台１４上の軸受３２と、シ ャフトを回転させる駆動モータ３４とを含む。シャフト３０の末端は、”ダフー ノートン”ロークリユニオン８８を通してマニホールド８６に連結されている。

ロータリユニオンによって、シャフト３０はマニホールドと同一線上で回転する が、マニホールドは静止している。マニホールド８６の中央部分に空洞部９０が あり、管状の供給ダクト９２がその空洞部を貫通している。供給ダクト９２はマ ニホールドの後方のＬ形通路９４内に挿入されている。通路９４は、入口９６で 終わっており、この人口９６はタンク７６からの入口管９８に接続されている。

同時に、空洞部９０の内面と供給ダクト９２の外面とで、戻りダクトとして機能 する環状通路ｌＯＯが形成されている。戻りダクト１００は吐出口１０２を通し てタンク７６へ戻す吐出管１０４と連通している。

前述したように、マニホールド８６はロータリーユニオン８８を通してシャフト ３０と連結されている。シャフト３０は中央空洞部１０６を有する中空形式で構 成されている。供給ダク）１０８はシャフトの中心に位置し、シャフトの終端に 形成されたｌ又はそれ以上の流出口１１０に連通している。供給ダクト１０８の 外壁とシャフトの中空内部との間に設けられた環状通路１１２は、同様に、一連 の戻り口１１４と交差している。

ロータリーユニオン８８は、シャフトの供給ダクト１０８をマニホールドの供給 ダクト９２に連通するように供している。同様に、シャフト３０内の環状通路１ １２もロータリーユニオンを通してマニホールド８６の環状通路１００と連通し ている。かくして、マニホールドの供給ダクト９２とシャフトの供給ダクト１０ ８との間、そ１．て、マニホールド内の環状通路１００により形成された戻りダ クトとシャフト内の環状通路１１２により形成された戻りダクトとの間の流体の 流通は維持される。

シャフト３０は変換リング２８を利用してドラムＩＯのドラム端２０に固定され ている。変換リングはドラム端２０の円錐壁２４の中央に位置するプレート１１ ８上に溶接された円筒組立体１１６からなる。円筒組立体１１６はフィン６２． ６４の頂部にある温度−制御流体供給導管７４の開口端に接続される一対の流出 口１２０を含む。また、円筒組立体１１６は、内部円錐壁２４で区画された内部 室２６と連通ずる一連の戻り口１２２を含む。戻り口１２２は、円錐壁の開口１ ２３を通ってベーン６２．６４の内部から室２６に流入する温度−制御流体を受 け入れる。組立体１１６の端部のボルトリング１２４は、ドラム端２０に例丸ば １２６で示されるように、溶接によって取り付けられている。ボルトリング１２ ４は、次に述べるように、ドラム端にシャフト３ｏを固定するのに使用される。

ボルトプレート１２８は１３０に示されるように、シャフト３゜に溶接されてい る。一連のボルト穴が円筒組立体１１６上のボルトリング１２４とボルトプレー ト１２８に設けられている。そして、シャフト３０が円筒組立体に挿入され、ボ ルトプレートがボルトリングにボルト１３２で固定されて、シャフトはドラム端 に連結されている。シャフトが挿入されると、変換リングの流出口１２０は供給 ダクト１０８の端部の流出口１１０と一致する。変換リングの戻り口１２２は、 同様に、環状通路１１２の端部で戻り口１１４と一致する。Ｏリングシール１２ ９がシャフトの供給ダクトと戻りダクトとの間の流体の漏洩を防止するためにシ ャフトの外周に設けられている。

図５の６−６線に沿った図６は、変換リング２８の円筒組立体ｌ１６の断面図で 、変換リングの戻り口１２２とシャフトの戻り口１１４が一致していることを示 す。本発明の実施例においては、各４つの戻り口１２２，１１４が備えられてい るが、戻り口の数は多くても少なくてもよい。シャフトの供給ダクト１０８は、 また、図６に明確に現されている。

図５に、ドラムＩＯへの、またドラムからの温度−制御流体の流路が要約されて いる。温度−制御流体はタンク７６に貯えられる。

ドラム１０内の温度を上げるようにするには、流体は熱水、蒸気あるいは熱を伝 達および／または放熱する流体とすればよい。もし、特殊な食品加工工程でドラ ム内の温度を低くする必要があれば、適当な冷却物質をタンク内に収容すればよ い。いずれにしても、ドラムの温度はポンプ（図示せず）あるいは正圧発生装置 で入口管９８、マニホールド８６の通路９４と供給ダクト９２を通して温度−制 御流体を移動させることにより所望の温度に調整される。その後、温度−制御流 体はシャフト３０の供給ダクト１０８に入り、シャフトの供給ダクトを通り変換 リング２８の端部プレート１１８に達する。

プレートｌ１８で、温度−制御流体はシャフトの流出口１１０と変換リングの流 出口１２０によってフィン６２．６４の頂部にある供給導管７４に向きを変えて 流れる。温度−制御流体は供給導管７４を通ってフィン（図４参照）の末端まで 流れ、供給導管７４の開口８２から室８４に排出する。

各フィン６２．６４の末端の室８４に集められた温度−制御流体はドラムの閉鎖 端２０の方−・、４各フインの壁７０．７２内のバ・ノフル７８によって形成さ れた迂回戻り流路８０を通って戻り、その途中でドラム１０の内部と熱交換を行 う。最終的にフィンは円錐壁２４に達しており、各フィンの内部に導く円ｊ！壁 の開口１２３は、戻り流路８０から内部室２６への流体の流出をもたらす。室２ ６から温度−制御流体は変換リング２６の戻り口１２２及びシャフト３０の戻り 口１１４に戻入し、シャフトの戻りダクト１１２とマニホールド８６の戻りダク トｌＯＯを通り、吐出口）０２と吐出バイブｌＯ４を通ってタンク７６に戻る。

一旦、タンク７６に入ると、温度−制御流体は、事情次第で、ドラム１０内のフ ィン６２．６４を通して循環させる技術の当業者であれば公知の適当な手段によ って、再加熱あるいは再冷却される。

望むならば、温度セン４ｊ１３４をドラム１０に取り付１ｊ、シャフト３０の周 囲に設けたカラー１３６に接続することが可能である。

温度センサ１３４は、流体温度すなわちドラム内温度を調節するために、タンク 内の加熱あるいは冷却装置へその温度読取値を伝光る。

以上で、本発明は一つの好ましい実施例の形で説明された。しかしながら、ここ に開示された食品加工装置の冷却システムは、本発明の範囲及び精神から逸脱し ない限り、当業者により、例えば温度−制御流体が循環するジャケットドラム壁 １８、又はドラム壁の外表面又は内表面に温度制御用の熱交換プレートを設ける という変形が加えられてもよい。さらに、そのような変形は請求の範囲の範囲内 であると考えられる。

国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．内部に加工される食品が収容される容器と、容器をその回転軸回りに回転可 能に支持するフレームと、フレーム内の前記容器をその回転軸回りに回転させる 駆動手段と、前記容器の内部に配置され、所定の表面を有し、前記駆動手段が前 記容器を回転させた時に、回転軸に平行な少なくとも一つの方向に食品を移動さ せるための移動構造と、前記容器の内部の温度を調節して食品加工の操作温度を 制御する温度制御手段とを含み、 前記温度制御手段が、食品と前記温度−制御流体との間で直接接触することなく 熱交換が生じるように、温度−制御流体を前記移動構造の表面の少なくとも一つ の部分と熱交換接触させるための流体供給手段を含むことを特徴とする食品加工 装置。
2. ２．容器がその回転軸の回りに回転された時に、その回転軸に沿った少なくとも 一つの方向に食品片を移動させるように設けられた所定の表面を有するフィン構 造を内部に備えた回転可能な容器に、食品片を供給し、 フィン構造により食品片が互いに接触して容器内部の端から端まで実質的に連続 して移動するように、容器をその回転軸の回りに回転させ、 少なくともフィン構造と接触するように温度−制御流体を導入して、食品片と温 度−制御流体とが直接接触することなくフィン構造の表面と食品との間で熱交換 させ、これにより食品加工の操作温度を制御することを特徴とする多数の食品片 の加工方法。
3. ３．前記容器の内部に配置された移動構造が容器内部に固定されたフィン構造を 含み、 前記流体供給手段が前記フィン構造の内部に中空でバッフルを有する少なくとも 一つの室を含み、 その室を通って前記温度−制御流体が循環してフィン構造を一定温度に維持し、 これにより食品加工の操作温度を制御するために、フィン構造の表面と食品との 間の熱交換が行われるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の食品加工装 置。
4. ４．前記流体供給手段は、 前記温度−制御流体が循環される前にその温度−制御流体の温度を設定して維持 し、また温度−制御流体が循環された後にその温度−制御流体の温度が再循環の ために維持されるように、その温度−制御流体を受け入れる容器として動作する 貯溜手段と、前記容器が回転する時には前記貯溜手段は静止するように、前記貯 溜手段を前記フィン構造の内部に中空でバッフルを有する室に連結するための連 結手段とを含むことを特徴とする請求項３に記載の食品加工装置。
5. ５．前記温度−制御流体の温度管理を容易にするために、温度読取値を前記貯溜 手段に伝達する適当な温度検出手段を利用していることを特徴とする請求項４に 記載の食品加工装置。
6. ６．前記容器がジャケットドラム壁を有するドラムからなり、前記流体供給手段 が温度−制御流体を前記ジャケットドラム壁を通して循環させ、これによりドラ ムを一定温度に維持し、食品加工の操作温度を制御するために、ドラムと食品と の間の熱交換を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の食品加工装置。
7. ７．内部に加工される材料が収容される容器と、容器をその固転軸回りに回転可 能に支持するフレームと、フレーム内の前記容器をその回転軸回りに回転させる 駆動手段と、前記容器の内部に配置され、所定の表面を有し、前記駆動手段が前 部容器を回転させた時に、回転軸に平行な少なくとも一つの方向に材料を移動さ せるための移動構造と、前記容器の内部の温度を調節して材料加工の操作温度を 制御する温度制御手段とを含み、 前記温度制御手段が、材料と前記温度−制御流体との間で直接接触することなく 熱交換が生じるように、温度−制御流体を前記移動構造の表面の少なくとも一つ の部分と熱交換接触させるための流体供給手段を含むことを特徴とする材料加工 装置。