WO1985005250A1

WO1985005250A1 - Die for extruders

Info

Publication number: WO1985005250A1
Application number: PCT/JP1985/000287
Authority: WO
Inventors: Sukeyoshi Wakamiya; Yukio Fujioka
Original assignee: Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1985-12-05
Also published as: EP0213204A4; EP0213204A1

Description

明細書押出機のダイ

5 技術分野

本発明は食品加工用の押出機のダイに係り、特に脱脂大豆粉や高水分率の畜肉等の蛋白系食品原料を使用して、肉状の連続した組織化成形製品を得ることを可能にした押出機のダイに関する。

背景技術

1 0 押出機による食品加工の歴史は古く、 1800年後半には文献にも現われている。当初は脱水，搾汁の目的に使用されたが、次第に加工，成形の目的にも使用されるようになってきた。すなわち供給口から材料をスクリュへ投入し、材料を混練，加熱しつゝ前方へ送り、ダイから押出してその製品に特有の形状を与えるのであ

1 5

押出機は、機構的に 1本のスクリュから成る一軸型押出機と、 2本のスクリュから成る二軸型押出機とに大別される。また、二軸型押出機は、 2本のスクリュの嚙合の程度および回転方向により種々に分類される。

z o . 従来は押出機を単なる圧縮，混練，膨脹，膨化機能を有する機械としてとらえてきたが、最近は押出機の内部で発生するあらゆる現象、すなわち圧縮，混合混練，剪断, 溶融，殺菌，化学反応, 膨化，成形等を積極的に利用することが注目されている。

従来の押出機を第 21図乃至第 28図に示した。第 21図は、最も単 5 純な押出機を示しており、 1 が原料 20をスクリュ 3 に供袷するホッパであり、同スクリュ 3 は、駆動装置（図示せず）により回転され、原料 20はバレル 2中をスクリュ 3によりダイ 4の孔の方向へ混繚，溶融されて搬送される。原料 20の溶融は、スクリュ 3が原料 20を混練，剪断したときの自己発熱またはバレル加装置 ( 図示せず）による加熱により起り、ダイ 4に達した原料はダイ 4の孔から押出物（製品） 21として押出される。なお、スクリュ先端 3 ' は円錐形状をなす。

また第 22図は、バレル 7 の外阆に、流体流路 9を有した温調ジャケット 8を設けた押出機である。同温調ジャケツト 8 に温度制御された流体を流すことにより、バレル 7 の温度を制御することができる。なお第 22図において 10はスクリュ、 12はダイに設けた複数個の孔、 11はスクリュ 10先端部で、同先端部 11が半球形に形成されている。

また第 23図および第 24図は、原料を強餅的に供給するためのホッパ 14を有した二軸型押出機で、互いに嚙合うスクリュ 15 , 15' を有している。また 16， 16 ' がスクリュ 15， 15 ' の先端部であり同先端部 16 , 16 ' が円錐状に形成されている。なお第 23図において Πはダイの孔である。

また第 25図および第 26図は、 2倔のダイ孔 39 , 39 ' を有する 2 軸型押出機であり、 35 , 35 ' が互いに嚙合うスクリュ、 36がバレル、 3"?がダイで、同ダイ 37が 2個の円形のダイ孔 39 , 39 ' を有している。

なお、第 28図に示すようなスリトダイ 4 ' の場合には、長方形のダイ孔 5 ' を有することになる。なお、第 27図に示す Άを「ダィ孔の長さ」、第 26図に示す dを「ダイ孔の直 ί圣」、第 28図に示す Tを「ダイ孔の厚さ」ということとする。

従来用いられているダイ 4 (あるいは 4 ' など）では、ダイ孔の長さが、ダイ孔の直径 dあるいはダイ孔の厚さ Τ (以下簡単のためダイ孔の直径 dで総称する）の 10倍を越えることはない。その理由は、従来押出機で加工されてきた食品が殺粉を主原料とするスナック類のように成形性がよいものであったため、ダイ孔の長さが短かくても簡単に成形されて、連続した製品がダィから出てくるか、あるいはダイ出口で粒状の製品とするためにもともと連繞成形化が不要であつたからである。

しかし、最近は脱脂大豆粉を原料として肉状の連続した製品を得ようとしたり _、二軸型押出機の材料搬送性が極めてよいことを利用して、高水分系食品原料の押出加工が試みられるようになつてきた。

このような場合、従来のようにダイ孔の長さがダイ孔の直径の 10倍以下のダイを用いると、脱脂大豆粉からの加工の場合は.、製品は連続化せず、粉状もしくは粒状のいわゆるソボ口状でダイから噴出する。

また高水分系原料の場合、加工温度が水の沸点を越えることもあるが、その場合は原料が蒸気圧により噴出し、製品は連続しないばかりか、製品の組織構造の破壊にともない、製品の組織構造内にトラップした水分が逸散してしまうことになる。

また、従来の押出機は、原料をスクリュにより混練，溶融して、ダイから押出すものであり、この間に食品原料は様々な反応を起こしてゆく。このとき、同押出機では、スクリュ回転数，バレル温度，供給量等を変え、混練，反応の程度を制御してダイから押出すので、スクリュ通過後の流れに大きな変化は発生しない。しかし、ある種の押出機ではダイの出口通過速度をバレルおょぴダィ内通過速度に比べて栢当速くする場合がある。

このようにダイの出口通過速度をバレルおよびダイ内通過速度よりも速くするのは、押出機内で加工されてきた食品が毂粉を主原料とするスナック類のようにダイ出口での膨化を意図しているか、蛋白質を原料とする食品のようにフレーク祅組織化物の作成を意図しているからである。 - しかし、このような構成では次の場合、すなわち、脱脂大豆粉，

1 o おから等の植物性蛋白質やマリンビーフ，屑肉等の動物性蛋白質を原料として繊維性を有する連繞した肉状製品を製造する場合、充分な織維性を得られず、組織锆合の強度も小さいという問題があった。

本発明の第 1 の目的は、ダイ孔を通過する脱脂大豆粉や、高水分率の畜肉等の原料に十分な組織変化を起させることにより連続した肉状の組織化蛋白を得ることができる押出機のダイを提供すと D o

また本発明の第 2の目的は、ダイ孔内の原料に流れ方向の配向を起させることにより、強じんな織維性を有し、しかも組織結合

Z 0 強度の高い連続した肉状製品を押出成形できる押出機のダイを提供することにある。

発明の開示

本発明は、筒状をなすシリンダーバレルと、同バレル内で回転するスクリュと、上記バレルの先端に取り付けられるダイ孔とを有する押出機のダイにおいて、ダイ孔の長さを、ダイ孔の直径あるいはダイ孔の厚さの 15倍ないし 40倍にしてある。これにより、脱脂大豆粉等の原料が長いダイ孔を通過する間に、スクリュにより混練，溶融，熱変性を受けて組織変化を起こし、連続して肉状製品を形成することができる。

また本発明はダイ孔の入口部に、厚さ方向に多数の小孔があけられた多孔板を、スクリュの蝕と直交して配設してある。これにより、原料に高剪断力を与えて流れ方向に配向を起させることができ、脱脂大豆粉，おから，マリンビーフ等を主原料として織維性を有する肉状連続製品を押岀し成形することができる。

図面の簡単な説明

第 1図は第 1 の発明の一実施例を示すダイの概略縦断面図、第 2図は第 2 の発明の第 1実施例を示すダイの概略縦断面図、第 3 図は第 2図の多孔板の正面図、第 4図は第 2図の多孔板の小孔部分の拡大断面図、第 5図は第 2 の発明の第 2実施例を示すダイの概略縦断面図、第 6図は多孔板の他の実施例の正面図、第 7図は第 2の発明の第 3実施例を示すダイの概略縦断面図、第 8図は第 7図の多孔板の拡大半断面図、第 9図は第 8図の正面図、第 10図 f , g , h , j はそれぞれ第 7図の断面 F — F， G— G , H - H , J - Jにおける原料の流速分布、第 11図は第 2 の発明の第 4実施例を示すダイの概略縦断面図、第 12図は多孔板の他の実施例の正面図、第 13図は第 2の発明の第 5実施例を示すダイの概略縦断面図、第 14図は第 13図の X IV - X IV線に沿う多孔板の正面図、第 15 図は第 13図の多孔板の小孔の拡大断面図、第 16図および第 17図はそれぞれ多孔板の他の実施例を示す縦断側面図、第 18図 0 , p , q , r はそれぞれ第 13図の断面 0— 0 , P — P , Q - Q , R - R における原料の流速分布、第 19図は第 2の発明の第 5実施例を示すダイの概略縦断面図、第 20図は多孔板のさらに他の実施例を示す正面図である。

また、第 21図および第 22図はそれぞれ従来の一軸型押出機の一例を示す縦断側面図、第 23図は従来の二軸型押出機の一例を示す縦断側面図、第 24図ば第 23図の矢視 X X W - X X IV線に沿う縦断正面図、第 25図は従来のニ輸型押出機のダイの他の例を示す縦断側面図、第 26図は第 25図の矢印 X X VI方向からみた正面図、第 27 図は第 25図のダイの拡大断面図、第 28図はスリトダイの正面図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説明するために、以下添付図面に従ってこれを説明する。

第 1図ば第 1 の発明の一実施例に係るダイを示したものであつて、このダイは同図に示す如く 3つの部分からなり、シリンダバレル 41へダイホルダ 46により固定されたダイ 47と、ダイ 47へ夫々接続されたダイ 48 , 49とからなる。ダイ 47は、シリンダバレル 41 のスクリュ 42が揷入される穴から連続して次第に小さくなるテーバ穴と、それに繞く円筒状のダイ孔 47Β とが穿けられている , ダイ 48と 49は、ダイ孔 47Β と同一径 dで直線状に穿けられたダイ孔 48B , 49Bを有している。

また、夫々のダイ 47 , 48 , 49には、ジャケット 47C , 48C , 49C が設けられており、一定に温度設定された液体が流れるようになつている。なお、ダイ孔 47B , 48B , 49B の距離をダイ孔の長さ £ と呼ぶ。さて、図示しない供給部からバレル 41へ供給された原料は、スクリュ 42とバレル 41とにより圧縮，混合，溶融，熱変性を受けながらダイ 47方向へ送られる。各ダイのダイ孔 47B , 48B , 49B を通過する間に反応、いわゆる組織化が起り、連続した肉状製品が形成される。さらにダイ 49の先端部へ送られ、冷却整形されて押出物となり、ダイ 49から押出される。

この時の反応にはや ^長い時間を必要とすること、および反応がはじまつてからダイの断面形状を変えると形成された組織が破壊される；と等から、反応開始点からダイ出口まではほ等しい断面形状寸法が必要となる。

すなわち、ダイ孔 47B 等の中を通る間に上記反応，冷却，整形が行われるものであり、必然的にダイ孔の長さはダイ孔の径 d に比べ大きなものとなる。

本発明者は種々のダイを試作し実験を行ったが、脱脂大豆粉を原料として肉状組織化蛋白の押出加工をする場合、径 dの 20倍以上にして良好な製品を得ることが出来、最も良好なものは 35倍の場合であった。また、この時のダイ出口付近の温度は 70 'cが適していた。

もちろん、用いる食品原料の水分率等の組成により、その長さは変わるものであるから、ダイは実施例の如く複数のものを組合わせた組立式として、様々長さを調整できることが望ましい。 · 以上、第 1 の発明につき説明したが、次に第 2 の発明につき説明する。第 2図〜第 4図は第 2の発明の第 1実施例を示したものであって、同図において 50はスクリュ、 51はトービード、 52はバレル、 53はバレル加熱用ヒータ、 55は配向のための小孔、 56は小孔 55を有した多孔板、 57はダイ、 58はダイ温調媒体のためのジャケット、 60はスクリュ通過直後の原料、 61は小孔 55通過直後の原料、 62はダイ成形部（長さで表示）通過中の原料、 63は押出製品（成形品）である。

このような装置において、スクリュ 50の供給部（図示せず）へ供給された食品原料は、該スクリュ 50およびバレル 52により圧縮, 混合，混練され、さらにはスクリュ 50の先端部に設けられたトーピード 51により攪拌されてスクひュ先端部へ送り出される。.そのときの原料を記号 60で示す。バレル 52はヒータ 53により、加熱、温度制御されている。もちろん原料によってはヒータ 53の代わりに冷却装置により冷却，温度制御される場合もある。

もしも殺粉系の原料であるならば記号 60の状態ですでに最終製品が溶融した状態になっており、ダイにより簡単に整形されるか- ダイ出口で膨化させるかで製品として押出すことができ、本発明による配向のための多数の小孔を設ける必要はない。

しかし食品原料として脱脂大豆粉、おからまたは動物蛋白としてマリンビーフ，屑肉等を用いて織維性を有する肉状の組織化蛋白を得ようとする場合、 60の状態でダイを通しても強じんな織維性は得られない。すなわち、スクリュ 50 , トービード 51およびバレル 52とにより受けた剪断および送りによつて生じた流れの織維性のみで、非常に弱いものである。また、ダイ通過による配向も全体として発生するが、織維性の点では劣る。

スクリュ 50先端部での原料 60は、スクリュ 50等により混練されることによりある程度の反応基を表面に出した蛋白質分子が、互いに反応はしていない溶融状態にある。この状態で本発明の小孔 55を通過させると蛋白質分子は大きな速度のため、剪断力を受けて流れ方向に並ぶ現象すなわち配向を起す。この配向により、蛋白質分子はその配向した表面にさらに多くの反応基を露出させるこれが 61の状態である。この状態でダイ 57の成形部（長さ）に導き、反応させ、整形すると、押出製品は配向に繊維性を有するとともに、多ぐ露出した反応基による蛋白質分子の組織化結合により強じんな肉状となる。

配向させるための小孔 55の形状，寸法，数は用いる食品原料，目的とする押出製品により異なるが、小孔 55を通過する際の圧力降下が押出成形に許される範囲で直径は小さく、長さは長くして- 数を多くする方がよい。

本発明者の実験によれば、脱脂大豆粉を原料とする場合第 4図に示すように、小孔 45の直径を D «、長さを L «としたとき、長さと直径との比（ L Z D ) は 3 〜20、小孔内での平均流速は 3 〜 lO cm / s ec となるような配向小孔が望ましい。

なお、第 2図には、配向のための小孔 55を有した多孔板 56をダィ 57に組込んだ構造として図示したが、この配向用小孔を押出機側に設けた構造であっても何ら差しつかえない。

また、押出機も第 2図では 1本のスクリュ 50を図示したが、 2 本のスクリュを有する二軸型押出機であってもよい。

また、配向用小孔の形状も円筒形には限定されない。

第 5図に示す第 2 の発明の第 2実施例において、 65 , 66はダイ、 67 , 68は温調ジャケット、 £ , はダイ成形部長さ（ダイ孔 69の直径の 15倍〜 40倍の長さを有する）である。

このような装置において、ダイ成形部長さ，を通過する間に、 61の状態の蛋白質分子は、第 1実施例に比し、さらに時間をかけて、完全に反応および整形され、押出製品 70は配向性が向上した強じんな肉状組織となる。 ·

以上の実施例に於いて小孔 55の形状としては、円形以外でもよく、例えば第 6図に示すように、スリット隙間（以降、厚さと称す。）が Tであるスリット 71等でもよい。

次に第 2 の発明の第 3実施例について説明する。第 7図〜第 9 図はこの第 3実施例を示したものであって、同図において 80はスクリュ、 81はトービード、 82はバレル、 83はバレル加熱用ヒータ、 85a , 85b , 85c は配向のための小孔であり、複数倔で構成され、その直径が異なる。 86は記号 85a , 85 b , 85c の小孔を有した多孔扳、 87はダイ、 88はダイ温調媒体のためのジャケット、 90はスクリュ通過直後の原料、 91は記号 85通過直後の原料、 92はダイ成形部（長さで表示）通過中の原料、 93は押出製品（成形品）である。

このような装置において、スクリュ 80の原料供給部（図示せず）へ供給された食品原料は該スクリュ 80およびバレル 82により圧縮，混合，混練され、さらにはスクリュ 80の先端部に設けられたトービード 81により攪拌されてスクリュ 80先端部へ送り出される。そのときの原料を記号 90で示す。バレル 82はヒータ 83により加熱，温度制御されている。もちろん原料によつてヒータ 83の替りに冷却装置により冷却，温度制御される場合もある。

もしも殺粉系の原料であるならば、記号 90の状態で、すでに最終製品が溶融した状態になっており、ダイ部分で冷却面化させるか、製品によつてはダイ出口で膨化させるかして製品として押出すことができ、本発明に係る配向用小孔 95を設ける必要はない。レかし、食品原料として植物性蛋白質である脱脂大豆粉，ォカラおよび動物性蛋白質であるマリンビーフ，屑肉等を用いて織維性を有する肉状の組織化蛋白を得ようとする場合、 90の扰態でダィを通しても強じんな繊維性は得られない。

しかるに本発明についてみると、スクリュ 80先端部での原料 90 はスクリュ 80等により混練されることによりある程度の反応基を表面に出した蛋白質分子が、互いに反応はしていない溶融状態にある。この状態で本発明の小孔 85a, 85b, 85c を通過させると、

I 0 蛋白質分子は大きな速度のため剪断力を受けて流れ方向に並ぶ現象、すなわち配向を起す。この配向により、蛋白質分子はその配向した表面にさらに多くの反応基を露出させる。これが 91の状態である。この状態でダイ 87の成形部（長さ）に導き、反応させ整形すると、押出製品は配向し、繊維性を有するとともに、多く

1 5 露出した反応基による蛋白質分子の組織化結合により強じんな肉状組織となる。

配向させるための小孔 85a， 85b, 85c の形状，寸法，数は、用いる食品原料. 目的とする押出製品により異なるが、小孔 85a，85b 85c を通過する際の圧力降下が、押出成形に許される範囲で直径

Z 0 は小さく、長さは長くして数を多くする方がよい。

本発明者の実験によれば、脱脂大豆粉を原料とする場合、第 8 図に示すように小孔 85の直径を D «m、長さを L «としたとき、長さと直径との比（ L / D ) は 3 〜20、小孔内での平均流速は 3 〜 lOcm/sec となるような配向小孔が望ましいことがわかった。

なお、第 7図には配向のための小孔 85a, 85b, 85c を有した多孔扳 86をダイ 87に組込んだ構造として図示したが、この配向用小孔を押出機側に設けた構造であっても何ら差しつかえない。

また、押岀機も第 7面では 1本のスクリュ 80を図示したが、 2 本のスクリュを有する二軸型押出機であってもよい。

配向用小孔の形状も円筒形には限定されない。

一方、ダイ内原料の流れ直角断面の流速は、一般的に流れの中央で大きく、壁面近づくにつれて小さくなる。この流速の差は、原料とダイ壁面との流れ抵抗が大きい程大きくなり、従来の押出機のダイにおいては、ダイ内で一旦組織化した蛋白質が、この度差により流れ方向にはく離現象を起こし、組織が破壌され、引裂かれた状態でダイ出口から押出されてしまう。

本発明は、このはく離現象、いわゆる組織の破壌を防止するための手段をも含む。

すなわち、この組織破壊を防止するためには前述の如く、ダイ内断面での原料の流速の差を小さくすることが必要である。

本発明は前記配向用小孔の偭々の断面の大きさを変えることにより流れの速度差を小さくしょうとするものである。

例えば第 8図および第 9図に示すように、多孔板 86に設ける小孔を中心から外周に向って夫々 45c , 45b , 45a のようにその直径 D c , D b , D a の順に大きくして配置する。小孔の長さ Lは同一とする。すなわち、ダイ断面において流れの中心に配置された小孔の直径は小さく、外周すなわち壁面に近くなるに従い小孔の直径は大きくなる。

ある流路を流れる流体の速度は流れ抵抗が大きい程小さい。流れ抵抗は流路壁面との摩擦（広義の）によって生ずるので、同一長さ同一形状（例えば円形として述べる）であればその直径が小さい程大きい。換言すれば小孔出口での速度は小孔の直径が小さい程小さいことになる。

第 7図の断面 F — F , G - G , H — Hおよび J — Jにおける原料の流速分布を第 10図の ί , g , hおよび j に示す。

断面 F - Fでほとんど速度差のない状態で小孔 85a , 85 b , 85c に流入した原料は小孔出口、すなわち断面 G— Gでは前述の理由から、中央部に配置された小孔の直径が小さいため、中央部でその流速は小さくなる。このような流速分布にしておくとさらに下流である断面 H — H , G— Gに至るまでに壁面の流れ抵抗により壁面の流速が低下し、速度分布は平坦化し、速度差は小さくなる , 第 10図の j に示す速度分布 nは従来の場合のものであり、 mは本発明の構造によるものである。

小孔の形状は円形には限定されず、矩形の場合は例えば各辺の長さを変える等により、小孔の断面積を変化させることにより流れ抵抗が変るものであればよい。すなわち、ダイ内での流速分布を断面形状寸法の異なる配向用小孔の配置によつて変化させるようにしたことが発明の狙いである。

第 1 1図は第 2 の発明の第 4実施例を示すもので、同図において, 95 , 96はダイ、 97 , 98は温調ジャケット、 £ , はダイ成形部長さ (ダイ孔 99の直径の 15倍〜 40倍の長さを有する。）である。

ダイ成形部長さ £ , を通過する間に、 91の状態の蛋白質分子は、第 1具体例に比し、さらに時間をかけて、完全に反応および整形され、押出製品 100 は配向性が向上した強じんな肉状組織となる。前述のように小孔 85a , 85b , 85c の断面形状としては、円形以外にスット隙間（以降、厚さと称す。）が Tであるスリット 101a _: 101 b , 101 c等でもよい。

次に第 2の発明の第 5実施例につき説明する。第 13図〜第 15図はこの第 5実施例を示したものであって、同図において 110 がスクリュ、 111 がトービード、 112 がバレル、 113 がバレル加熱用ヒータ、 116 が多孔板で、同多孔板 116 ば、その厚さが中央部で厚く、周辺部に向い次第に薄くなつている。また 115 が同多孔扳

116 に設けた小孔で、その長さは多孔板 1 16 の厚さに応じて異なつている。また 117 がダイ、 118 がダイ温調媒体のためのジャケット、 120 がスクリュ通過直後の原料、 121 が小孔 115 通過直後の原料、 122 .がダイ成形部参照）通過中原料、 123 が押出製品（成形品）である。

第 13図および第 14図に示す押出機用ダイにあっては、スクリュ 110 の原料供給部（図示せず）へ供給された食品原料は、同スクリュ 110 およびバレル 112 により圧縮，混合，混練され、さらにはスクリュ 110 の先端部に設けられたトービード 111 により攬拌されて、スクリュ 110 の前方へ送り出される。そのときの原料を 120 により示した。上記バレル 112 は、ヒータ 113 により温度制御された状態で加熱されている。勿論、原料によってはヒータの替りに冷却装置により冷却される場合もある。もしも殺粉系の原料であるならば、スクリュ 110 の前方へ送り出されたときに（120 参照）すでに溶融しており、ダイ 117 の部分で冷却，固化されるか、製品によってはダイ 117 の出口で膨化させるかされて、製品として押出されるので、小孔 115 を設ける必要はない。

しかし、食品原料が植物性蛋白質である脱脂大豆粉，おから等の植物性蛋白質やマリンビーフ，屑肉等の動物性蛋白質で、織維性を有する連続した肉状製品を製造する場合、上記 120 の状態でダイ 117 を通しても強じんな織維性を有する連繞した肉状製品を得られないが、本発明は、ダイ 117 の入口側に、厚さが変化し且つ厚さの方向に複数の小孔 115 が貫通した多孔板 116 があり、上記製品を得られる。すなわち、スクリュ 110 先端部近傍の原料 120 は、スクリュ 110 等により混練されることにより、ある程度の反応基を表面に出した蛋白質分子が互いに反応していない溶融状態にある。この状態で多孔板 116 の小孔 115 を通過すると、蛋白質分子は大きな速度のため、剪断力を受けて、流れ方向に並ぶ現象、すなわち、配向を起す。この配向により、蛋白質分子はその配向した表面にさらに多くの反応基を露出させる。これが 121 の状態である。この状態で、ダイ 117 の成形部（参照）に導き、反応させて、整形すると、押出される製品は、配向されるとともに、多く露出した反応基により蛋 S質分子の組織化結合が進んで、強じんな繊維性を有し、しかも組織結合強度の高い連続した肉状製ロロに。

また本発明では上記ダイ 117 の成形部で次の作用が行われる。すなわち、ダイ 117 内の原料の流れの流速は、一般的に流れの中央で大きく、壁面に近づくにつれて小さくなる。この流速は、原料がダイ 117 の壁面近くを流れて、流れ抵抗が大きくなる程小さくなり、従来の押出機のダイにおいては、ダイ 117 内で一旦組織化された蛋白質は、この速度差により、流れ方向に剝離現象を起こし、ダイ 117 の出口から組織が破壊された状態（引裂かれた状態）で押出される。この組織破壊を防止するためには、前述のようにダイ 117 内で原料の流速差を小さくする必要がある。この点、本発明では、多孔板 116 の小孔 115 の長さが異つており、流れの速度差が小さくなる。

例えば第 13図の場合、多孔板 116 の厚さを中央部から周辺部に向い次第に小さくして、小孔 115 の長さを、周辺部のものよりも中央部のものの長さを長くしている。流路を流れる流体の速度ば、流れ抵抗が大きい程小さい。この流れ抵抗は流路壁面との摩擦

(広義の）により生ずるので、同一断面積の小孔での流れ抵抗ば、小孔の長さに比例する。換言すれば、小孔出口での速度ば小孔の長さが長い程小さい。第 13図の 0一 O部分で殆んど速度差のない状態で各小孔 115 に流入した原料は、各小孔 115 の出口、すなわち、 P - P部分では、前述の理由から中央部を流れる原料の流速は小さく、壁面に近い部分を流れる原料の流速は大きくなる。

このように、流路壁面側の流速を大きくしておくと、多孔板 116 の下流側、例えば Q - Q部分では、ダイ 1 Π 壁面の流れ抵抗により壁面近くを流れる原料の流速が落ち、速度分布が平坦化して、速度差が小さくなる。第 13図の O— 0 , P — P， Q - Q , R— R 部分の流速を第 18図の 0 , p , q , rに示した。ただし第 18図の r に示す第 13図 R— R部分の速度分布 nは、従来の場合であり、速度分布 mは本発明の場合である。

こうした多孔板 11·6 による配向作用と速度分布の平坦化によつて強じんな繊維性を有し、しかも組織結合の高い連繞した肉状製品が押出成形される。すなわち、多孔板 116 の各小孔 115 を通過して、ダイの成形部に入った溶融状態の原料（蛋白質原料）は、大きな速度のために、剪断力を受けて、流れの方向に並ぶ配向現象を起し、この配向により配向した表面に多くの反応基が露出し、この露出した反応基により組織化結合が進む。また上記ダイの成形部を流れる原料に速度差があると、流れ方向に剝離現象を起して、組織破壊されるが、本発明の押出機用ダイでは、バレルの壁面近傍を流れ、流れ抵抗が大きくて、流体速度の小さい原料が長さの短かい小孔（厚さの小さいダイ部分を貫通した小孔）へ導かれ、バレルの中央部を流れ、流れ抵抗が小さくて、流体速度の大きい原料が長さの長い小孔（厚さの大きいダイ部分を貫通した小孔）へ導かれ、この結果ダイの成形部を流れるときの互いの速度差が殆んどなくなり、前記の点と相俟って強じんな繊維性を有し、しかも組織結合強度の高い肉状製品を押出成形できる効果がある。なお第 13図では、小孔 115 を有した多孔板 116 をダイ 117 に組込んでいるが、押出機側に設けても差支えない。また押出機も、 1本のスクリュ 11ひを具えた一軸型押出機以外の 2本のスクリュを具えた二軸型押出機であってもよい。また多孔板 116 の形状も図示の例に限定されない。例えば第 16図のようにバレル 112 側の中央部に凸にした多孔板 132 でもよく、第 17図のようにバレル 112 側を凹に、ダイ 117 側を凸にして、中央部から周辺部に向い肉厚を次第に小さくした多孔板 133 でもよい。ただしダイ 117 内での流速分布を変えられれば、中央部で長くすることには限定されない。

また小孔 115 の形状，寸法，数は、用いる食品原料，目的とする押出製品により異なるが、小孔 115 を通過する際の圧力降下の許容範囲内で、直径については小さく、長さについては長くし、数は多くする方がよい。実験結果によれば、脱脂大豆粉を原料とする場合、第 15図に示すように小孔 115 の直径を D «、長さを L «としたとき、長さと直径との比（ L Z D ) が 3 〜20、小孔 115 内での平均流速が 3 〜 10 cm /sec になるように小孔 115 を設けるのが望ましい。

また第 19図ば第 2の発明の第 5実施例を示しており、同図において 125 , 126がダイ、 127 , 128が温謌ジャケット、，がダイ孔 129 直径の 15倍〜 40倍の長さを有するダイ成形部の長さで、この部分を通過する間に 121 の状態の蛋白質分子は、第 13図および第 14図の実施例の場合よりも多くの時間をかけて反応および整形が

I 0 行われて、配向性のさらに向上した強じんな肉状組織の押出製品

130 が得られる。なお前記各実施例で、小孔 115 は、断面円形以外の形状、例えば第 20図に示すようにスリット状（131参照）にしてもよい。 Tはスリツト 131 の幅である。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明はこのよ 1 5 うな実施例にだけ局限されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施しうるものである。

産業上の利用分野

以上のように、本発明に係る押出機のダイは、特に蛋白系食品原料を使用して連続した組織化成形製品を押出し加工する押出機 z o に用いて最適である。

Claims

請求の範囲

1. 筒状をなすシリンダーバレルと、上記バレル内で回転するスクリュと、上記バレルの先端に取付けられるダイ孔とを有する押出機のダイにおいて、上記ダイ孔の長さを、ダイ孔の直径あるいはダイ孔の厚さの 15倍ないし 40倍にしたことを特徴とする押出機のダイ。

2. 上記ダイ孔の断面形状を、上記ダイ孔の入口から出口にかけてほぼ一定にしたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の押出機のダイ。

3. 筒状をなすシリンダーバレルと、上記バレル内で回転するスクリュと、上記バレルの先端に取付けられるダイ孔とを有する押出機のダイにおいて、上記ダイ孔の入口部に、厚さ方向に多数の小孔があけられた多孔板を、上記スクリュの軸と直交して配設したことを特徴とする押出機のダイ。

4. 上記多孔板の小孔の長さと、その直径または厚さとの比が 3 ないし 20であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の押出機のダイ。

5. 上記多孔板の小孔の各々の長さを変えることにより、上記ダィ孔内における原料の流速分布を可及的に均一化するようにしたことを特徴とする請求の範囲第 3項記載の押出機のダイ。

6. 上記多孔板の小孔の長さを、上記多孔板の中央部で最も長く . 周辺部で最も短くなるように変化させたことを特徴とする請求の範囲第 5項記載の押出機のダイ。

7. 上記多孔板の小孔の各々の断面形状およびノまたは断面積を変えることにより、上記ダイ孔内における原料の流速分布を可及的に均一化するようにしたことを特徴とする請求の範囲第 3 項記載の押出機のダイ。

8. 上記多孔板の小孔の断面積を、上記多孔板の中央部で最も小さく、周辺部で最も大きくなるように変化させたことを特徴とする請求の範面第 7項記載の押出機のダイ。