JPH0740863B2

JPH0740863B2 - 食品素材の加圧下溶融装置

Info

Publication number: JPH0740863B2
Application number: JP2243988A
Authority: JP
Inventors: 神田　　剛; 慎治橋爪; 勝美小川; 一男北川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH01196251A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、食品素材、特には魚肉等から成る動物性蛋白
を主成分とする食品素材を、加圧下で溶融するための装
置に関する。

（従来の技術）従来魚肉等は、その加工製品としては周知のように蒲
鉾、竹輪等の練り製品として供用されるか、あるいは魚
粉として知られるように、粉体状の熱変性魚肉として、
飼料等に供用されることがほとんどであり、これらの加
工に際して用いられる物理的状態変数としては、温度を
中心としてその技術展開が行なわれてきたものである。
しかるに最近では、高圧下における蛋白変性等を利用す
る食品加工技術が開発され、新技術として注目を浴びる
とともに、各種の応用が試みられつつある処で、このよ
うな食品加工への圧力利用に関しては、例えば相連通す
る双円筒断面のシリンダ内に一対のスクリュ軸乃至ブレ
ード軸を可回動に並設する型式の二軸エクストルーダが
１例として認められるが、同装置の場合、あくまで温度
と撹拌、混練、剪断等の機械的作用効果により、当該食
品素材の変性、組織化を行なおうとするものであり、そ
の圧力は意図的にコントロールされるものでなく、その
素材物性によって変化する不安定なものであり、また例
えば1000kgf/cm²のような高圧力を作用させる訳にはゆ
かないものである。

一方、圧力の存在が食品加工、とりわけ魚肉等から成る
動物性蛋白を主成分とする食品素材の加工に有効である
ことは、特開昭62-40255号公報あるいは特開昭62-40267
号公報に開示される通りである。即ち魚肉すり身あるい
は熱変性魚肉に対し、100〜200℃で加熱処理を施すとと
もに、30kgf/cm²以上の加圧処理を施すことを１〜５分
間持続することにより、溶融体が得られることが開示さ
れており、特に圧力の存在下において従来になかった効
果が引出されることは注目に値する点である。

（発明が解決しようとする課題）上記した従来技術の内、魚肉等から成る動物性蛋白を主
成分とする食品素材に対し、加熱、加圧処理を施すこと
により溶融状態の製品を得る方法において、本発明は、
これを工業的量産規模のもとに実現する具体的装置とし
て、加圧下で安定的に溶融させることが可能であるとと
もに、その圧力条件を従来の数10kgf/cm²のレベルに止
まることなく、数1000kgf/cm²のレベルまで引上げて
も、尚安定的に動作させることのできる加圧下溶融装置
を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明においては、魚肉等か
ら成る動物性蛋白を主成分とする食品素材（以下単に被
処理素材と指称する）に対し、加圧シリンダと直結され
ることにより、圧力付加および押出可能とした加圧容器
と背圧容器とを各別に設け、両容器を連通遮断可能とす
る開閉弁を具備した配管系によって連結し、同配管系に
被処理素材の加熱処理を行なう加熱器および被処理素材
の冷却処理を行なう冷却器を直列に介入することによっ
て、加圧容器側の加圧シリンダの前進動作および背圧容
器側の加圧シリンダの後退動作を介し、配管系内の圧力
を所要圧力に保持しつつ、加圧容器に供給された被処理
素材を、背圧容器における背圧下に移送する間に、加熱
器における加熱および冷却器における冷却処理を経て溶
融化を行なうようにしたものである。

また加熱器内に被処理素材に対して均質撹拌機能を有す
るスタティックミキサ、同じく剪断機能を有する絞りお
よび／または狭小隙間領域、同じく撹拌および／または
剪断機能を有する回転ロータを設けることにより、被処
理素材の熱変性、再組織化における均質化を促進するこ
とができるようにしたものである。

また加熱器における加熱源を複数個に分割し、かつ個別
に温度制御可能とした加熱装置を設けることにより、被
処理素材に対する加熱がより効果的に得られるようにし
たものである。

また加圧シリンダを直結した加圧容器および背圧容器の
ペアが、少なくとも２組以上設けられることによって、
各組において被処理素材に対する加圧、加熱処理および
処理済み素材の取出しが交互に行なわれ、半連続的な処
理操業を可能としたものである。

また加圧容器側に、被処理素材の装入用フィーダ並びに
ホッパを持続し、該ホッパに被処理素材からの脱気を行
なうための真空排気装置および／またはガス置換装置を
設け、背圧容器側に処理済み素材の収納容器を接続する
ことにより、被処理素材の変質、汚染を防ぎ、効率的な
取扱いを可能としたものである。

（作用）本発明の上記した技術的手段によれば、第１図に例示す
るように、被処理素材に対して圧力付加および押出可能
とされる加圧シリンダ１と直結された加圧容器２と、同
じく被処理素材に対して圧力付加および押出可能とされ
る加圧シリンダ３と直結される背圧容器４とを、開閉弁
20,21を備えることにより連通遮断可能に連結する配管
系26によりペアとして対置し、同配管系26に被処理素材
の加熱を行なう加熱器５および冷却を行なう冷却器６を
直列に介入配設することにより、開閉弁20,21を閉じた
状態において、一方の加圧容器２内に、その加圧シリン
ダ１のピストンロッド1aを後退させた状態で、被処理素
材をホッパ７、フィーダ８および開閉弁９を有する供給
路27により供給し、容器２内の満杯とともに供給路27の
開閉弁９を閉じ、加圧シリンダ１のピストンロッド1aを
前進させて被処理材料の加圧を行ない、他方の背圧容器
４においても、その加圧シリンダ３のピストンロッド3a
を前進させて、同容器４内の加圧を行ない、加圧容器２
の圧力計22と加熱器５側の圧力計23との各指示値が一致
し、また背圧容器４の圧力計25と冷却器６側の圧力計24
との各指示値が一致した時点において、配管系26におけ
る各開閉弁20,21を開き、加圧容器２における加圧シリ
ンダ１のピストンロッド1aを加圧前進させるとともに、
背圧容器４においてはその加圧シリンダ３のピストンロ
ッド3aを背圧下に後退させることにより、加圧容器２内
の被処理素材を所定圧力の加圧下において加熱器５、冷
却器６を経由して、背圧容器４内に移送するのであり、
この移送間において被処理素材は加熱器５における加熱
源12,12′により所定温度下の加熱処理、また冷却器６
における冷却源28による冷却処理が行なわれることによ
って、前記背圧容器４内には溶融状の被処理素材が収容
されることになる。この背圧容器４内に収容された処理
済み素材は、開閉弁18を具備する排出路29より収納容器
19等に回収されるのである。

また加熱器５において、第１図に例示するように、加熱
源12,12′の他に、被処理素材の均質な加熱撹拌が得ら
れるようにスタティックミキサ14を装設し、また第２図
に例示するように、被処理素材に対して剪断作用を加え
ることのできる絞り15、あるいは第３図に例示するよう
な狭小隙間16による領域を形成し、更には第４図に例示
するように、外部から駆動回転可能な撹拌および／また
は剪断可能な回転ロータ17を装設することによって、被
処理素材の均質化、再組織化が、加圧、加熱下に促進乃
至助長させることが可能である。

また加熱器５において、加圧下に通過する被処理素材の
加熱に当り、加熱器５の全外周に亘り複数個の加熱源1
2,12′を列設し、かつ個々の加熱源12,12′をそれぞれ
個別に温度制御可能とすることにより、被処理素材の物
性に応じた適切な加熱処理が得られるのである。

また第１図において例示されるように、それぞれ加圧シ
リンダ1,3を備えた加圧容器２および背圧容器４のペア
を、少なくともそれぞれ加圧シリンダ１′,3′を備えた
加圧容器２′および背圧容器４′のペアのように、２組
以上設けることにより、後述する実施例において明らか
なように配管系26を共用して、各組において交互に被処
理素材の処理および取出しを行ない、これにより半連続
的に加圧下溶融プロセスを進行させ、効率的な工業的量
産規模の要求に応えることも可能である。

また同じく第１図において例示されるように、加圧容器
１側に被処理素材を自動的に装入するためのフィーダ８
およびホッパ７を、開閉弁９を有する供給路27を介して
連通遮断可能に配設し、前記ホッパ７側に、被処理素材
からの脱気を行なうための真空排気装置10および／また
はガス置換装置11を付設し、更に背圧容器４側には、処
理を完了した溶融状態の被処理素材を回収する収納容器
19を開閉弁18を有する排出路29を介して連結することに
より、被処理素材の取扱いが安全かつ効率的に遂行され
るのである。

（実施例）本発明の適切な実施例を第１図乃至第４図に亘って説示
する。第１図に示すようにこの実施例では、加圧シリン
ダ１と直結される加圧容器２および加圧シリンダ３と直
結される背圧容器４のペア、加圧シリンダ１′と直結さ
れる加圧容器２′および加圧シリンダ３′と直結される
背圧容器４′のペアの２組を用いたものを示している。
第１図において、ホッパ７、フィーダ８の配設される材
料供給側に、加圧シリンダ１と直結される加圧容器２お
よび加圧シリンダ１′と直結される加圧容器２′が並設
されるとともに、これと反対側、即ち収納容器19の配設
される他側には、加圧シリンダ３と直結される背圧容器
４および加圧シリンダ３′と直結される背圧容器４′が
並設される。各容器２乃至４′は何れも食品素材を対象
とするため、ステンレス系材料を用いた円筒形態とさ
れ、また各容器２乃至４′の各一端には被処理材料の給
排口が開設され、各他端には各加圧シリンダ１乃至３′
が直結され、各ピストンロッド1a乃至３′ａが各容器２
乃至４′内に進退可能に挿入されている。前記加圧容器
2,2′および背圧容器4,4′を連通遮断可能に連結する配
管系26は、加熱器５および冷却器６を直列に介入設置す
るとともに、一端は分岐路26a,26bに分れて、それぞれ
開閉弁20,20′を介して加圧容器２および加圧容器２′
に連結され、他端は同じく分岐路26c,26dに分れて、そ
れぞれ開閉弁21,21′を介して背圧容器４および背圧容
器４′に連結される。各分岐路6a〜6dの各容器２〜４′
における給排口への連結部分にはそれぞれ圧力計22,2
2′、25,25′が付設されるとともに、加熱器５の入側配
管系26および冷却器６の出側配管系26には、それぞれ圧
力計23,24が付設され、被処理素材にかかる圧力値の測
定表示を行なうようにする。またホッパ７、フィーダ８
よりの供給路27は分岐路27a,27bに分れて、それぞれ開
閉弁9,9′を介し各加圧容器2,2′に連通され、ホッパ７
には、被処理素材の加熱処理に際し、素材に共存する空
気が、酸化作用によって悪影響を及ぼすおそれがあるの
で、これを防ぐため既知の真空排気装置10および／また
はアルゴンガス等の不活性ガスを用いるガス置換装置11
を、図示のように付設することにより、被処理素材の変
質、劣下を防止できるようにする。

被処理素材の加熱処理を行なう加熱器５は、実施例で
は、その外周に加熱源（加熱装置）12,12′……を設置
した円筒状高圧容器13または高圧管体から成り、また加
熱源12,12′……については、全体を一括してその温度
制御を行なっても、また個々の加熱源12,12′……毎に
独立して各自温度制御を行なうの何れでもよく、また加
熱源（加熱装置）としては、バンドヒータを用いる電気
加熱が一般的とされるが、これはスチーム等の熱媒を用
いることもできる。また高圧容器13の構成としては、図
示のような単一体の圧力容器（高圧管）が最も容易では
あるが、これは複数の高圧管を並列に設置し、スチーム
その他の熱媒を用いて熱交換させる熱交換方式による加
熱形態も可能であり、これらは対象とする被処理素材の
物性に基づく熱伝達特性、更には処理量に応じて適宜選
択使用が可能である。

冷却器６は、前後の加熱器５を通過した被処理素材をそ
のまま取出した場合、被処理素材に当然に含まれる水分
が沸騰して、素材として好ましいものでなくなること、
あるいは安定な取出しが困難になる等のトラブルを回避
するために設置するものであり、その構成として用いる
冷却源（冷却装置）28は、例えば単管を螺旋状に巻いて
被処理素材を通過させ（第１図図示例）、ケーシング30
に水等の冷媒31を通過させ、熱交換させる方式、あるい
は複数の高圧管を並列に設置し、冷媒と熱交換させる方
式等、自由に選択可能であり、被処理素材の物性、処理
量に応じて適切な冷却構造を用いることができる。

また背圧容器4,4′側においては、溶融化された被処理
素材の取出しのために、収納容器19に開口する排出路29
を設け、同排出路29の分岐路29a,29bをそれぞれ開閉弁1
8,18′を介して背圧容器4,4′における分岐路26c,26dに
接結し、処理済み素材を容器19に回収するようにしてい
るが、これは排出路29を、次工程側に連通させるように
してもよい。

また加熱器５において加圧下に被処理素材の加熱を行な
うに当り、第１図において例示するように、被処理素材
の均質な撹拌加熱が得られるように、スタティックミキ
サ14を併設することができる。これは同ミキサー14の代
りに、第２図に例示するような絞り15および／または狭
小隙間16によることもでき、絞り15の場合は高圧容器
（高圧管）13内にテーパ口部15a,15aの中央に小口径の
絞り孔15bを一連に形成したブロック15cを内嵌すること
により、容器13内を流動する被処理素材を該絞り15を強
制通過させることにより、剪断作用を加えることができ
るようにしたものである。

また狭小隙間16によるものは、第３図に例示するよう
に、高圧容器13に内嵌させたブロック16aの外周面に複
数個の、かつ軸方向に亘る凹周溝16bを列設することに
より、同凹周溝16bと容器内面との間に狭小隙間16を形
成し、高圧容器13内を加圧下に流動する被処理素材を強
制通過させることにより、同じく剪断作用を加え得るよ
うにしたものである。またこれらに代り、第４図に例示
するように、外部駆動部材17aによって可回動な回転軸1
7bに保持された撹拌および／または剪断可能な回転ロー
タ17をケーシング17c内に設置し、同ケーシング17cの一
端から他端に亘り配管系26を連通させ、被処理素材を強
制通過させることにより、撹拌および／または剪断を加
えるようにすることもでき、かかる構造の併設、付加に
よって、加圧、加熱される被処理素材の均質化、再組織
化が良好に得られることになる。

各加圧容器2,2′並びに背圧容器4,4′に対する加圧力の
調整については、各加圧シリンダ1,1′および3,3′にお
ける供給側圧力（液圧）の制御によって容易に行なうこ
とができ、また背圧容器4,4′における背圧力の調整
は、その加圧シリンダ3,3′における戻り側の圧力（液
圧）制御によって行なうことができるとともに、被処理
素材の移送速度については、加圧シリンダ1,3における
供給または戻り側の液量制御によって容易に可能であ
る。第１図に例示した油圧ユニット32は、加圧容器２お
よび背圧容器４のペアにおける加圧シリンダ1,3を共通
に制御する１例を示しているが、これら加圧シリンダ１
〜３′の制御は個々のシリンダ毎に行なうことも可能で
ある。

以上の構成をもつ実施例において、被処理素材は以下の
手順によって、その加圧下溶融が半連続的に行なわれ
る。即ちホッパ７内において脱気され、あるいはホッパ
７とフィーダ８との間においてガス置換された被処理素
材は、フィーダ８により供給路27、開閉弁９をへて加圧
容器２内に供給される。このさい同容器２において加圧
シリンダ１のピストンロッド1aは後退位置にある。かく
して加圧容器２内が被処理素材により満杯になるととも
に、開閉弁９を閉じ、加圧シリンダ１のピストンロッド
1aを前進させ、被処理素材の加圧を行ない、一方背圧容
器４においてもその加圧シリンダ３のピストンロッド3a
を前進させ、加圧容器２内の加圧を行なう。このさい配
管系26における開閉弁20,21は何れも閉鎖状態である。
かくして加圧容器圧力計22と加熱器圧力計23との各指示
値が一致し、また背圧容器圧力計25と冷却器圧力計24と
の各指示値が一致した時点で、かつもう一組のペアであ
る加圧容器２′および背圧容器４′とを用いての被処理
素材の加圧下溶融処理が完了し、同ペア用の開閉弁2
0′,21′が閉じられるとともに、前記加圧容器２および
背圧容器４側の各開閉弁20,21を開き、加圧容器２の加
圧シリンダ１におけるピストンロッド1aを加圧前進さ
せ、他方の背圧容器４における加圧シリンダ３のピスト
ンロッド3aは背圧下に後退させて、加圧容器２内の被処
理素材は、所定加圧下に加熱器５および冷却器６を経て
背圧容器４内に移送され、かつ加熱器における加圧下の
加熱により、素材は溶融状態となって背圧容器４内に収
容されるのである。この間、既に加圧下溶融が完了した
加熱容器２′および背圧容器４′側においては、空とな
った加圧容器２′内にはホッパ７からの新しい被処理素
材の供給、同素材に対する加圧が行なわれるとともに、
背圧容器４′においては収容した溶融状素材が、その加
圧シリンダ３′におけるピストンロッド３′ａの前進押
出により、排出路29より収納容器19内に回収される操作
が行なわれるのであり、以下各加圧容器２、背圧容器４
組および加圧容器２′、背圧容器４′組において交互に
上記作業を反復することによって、半連続的に被処理素
材の加圧下溶融作業が進行することになるのである。

（発明の効果）本発明装置によれば、魚肉等から成る動物性蛋白を主成
分とする固液混合相の食品素材の加圧下溶融を、先行技
術である特開昭62-40255号、特開昭62-40267号に開示さ
れた圧力条件に止まることなく、数1000kgf/cm²を越え
る高圧域内においても、きわめて安定にかつ工業的量産
規模下に実施できる点において優れた特徴と利点を持つ
ものである。即ち本発明装置においては、それぞれ加圧
シリンダの直結された加圧容器と背圧容器とを配管系を
介して連通遮断可能に連結し、加圧容器内において加圧
した被処理素材を、背圧容器における背圧下に配管系を
介し移送するようにしたので、被処理素材に対する圧力
付加はきわめて安定に変動、減衰のおそれなく維持で
き、高圧下における加熱処理を可能とすることにより、
食品素材の均質な溶融状態がきわめて確実に得られ、当
該食品素材の物性等に支配されるおそれなく、高度に安
定した処理効果が得られ、これによって魚肉等から成る
動物性蛋白を主成分とする食品素材に、新しい加工食品
分野を開拓可能とするものであり、更には未知の食品加
工製品を加圧下で探索することについての有能な装置と
して役立つものである。また本発明装置を植物性蛋白
等、他の食品素材に対しても適用可能であることはいう
までもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置実施例の正面図、第２、３、４図は
同加熱器併設の均質撹拌、剪断用構造各実施例の断面図
である。 1,3……加圧シリンダ、２……加圧容器、４……背圧容
器、５……加熱器、６……冷却器、７……ホッパ、８…
…フィーダ、10……真空排気装置、11……ガス置換装
置、12,12′……加熱源、13……高圧容器、14……スタ
ティックミキサ、15……絞り、16……狭小隙間、17……
回転ロータ、9,18,20,21……開閉弁、19……収納容器、
26……配管系、27……供給路、28……冷却源、29……排
出路、32……油圧ユニット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧シリンダと直結されることにより、供
給された被処理素材に対し圧力付加および押出可能とさ
れる加圧容器と、該加圧容器と開閉弁を具備する配管系
によって連通遮断可能に連結され、かつ同じく加圧シリ
ンダと直結されることにより、前記加圧容器より押出さ
れる被処理素材を背圧下に受取るとともに、圧力付加お
よび押出可能とされる背圧容器と、前記配管系に直列に
介入され、かつ所定圧力下に配管系を通過する被処理素
材に対し加熱処理を行なう加熱器および冷却処理を行な
う冷却器とから成ることを特徴とする食品素材の加圧下
溶融装置。
【請求項２】加熱器内に均質撹拌機能を有するスタティ
ックミキサを設ける請求項１記載の食品素材の加圧下溶
融装置。
【請求項３】加熱器内に剪断機能を有する絞りおよび／
または狭小隙間の領域を受ける請求項１、２記載の食品
素材の加圧下溶融装置。
【請求項４】加熱器内に撹拌および／または剪断機能を
有する回転ロータを設ける請求項１〜３記載の食品素材
の加圧下溶融装置。
【請求項５】加熱器における加熱源が複数に分割され、
かつ個別に温度制御可能な加熱装置とされる請求項１〜
４記載の食品素材の加圧下溶融装置。
【請求項６】それぞれ加圧シリンダと直結される加圧容
器および背圧容器のペアが少なくとも２組以上設けら
れ、各組において交互に被処理素材に対する処理および
処理後の取出が行なわれ、半連続的な加圧下溶融処理可
能に設けられる請求項１〜５記載の食品素材の加圧下溶
融装置。
【請求項７】加圧容器に被処理素材装入用のフィーダお
よびホッパが接続される請求項１〜６記載の食品素材の
加圧下溶融装置。
【請求項８】ホッパに真空排気装置および／またはガス
置換装置が接続される請求項１〜７記載の食品素材の加
圧下溶融装置。
【請求項９】背圧容器に処理済み素材の収納容器が接続
される請求項１〜８記載の食品素材の加圧下溶融装置。