JPS6255067A - 二軸型エクストル−ダを利用した可食性生地の製造方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粗砕した米粉を含むｎＨの粉を、二軸型エクス
トルーダを利用することによって極めて短時間の間に団
子や餅と同様の生地に製造するための可食性生地の製造
に利用するためのものである。

〔従来の技術〕

従来より、米粉などの穀粉を用いて団子或いは餅状の生
地を得ることは一般に行われている、しかしながらそれ
らの手段は、例えば団子生地製造の場合には、原料穀粉
に適宜の吸水を加えたものを混合したのち蒸練機を数回
通したのちに捻り出し機から押し出しをするという方法
であり前記蒸練機を通すごとに副原料を添加するという
煩雑な手段を必要としていたし、また、餅状生地を製造
する場合には、所謂バッチ式のものであり、水洗、浸漬
された原料米を粉砕機によって粉砕したのち蒸練機によ
って蒸煮し、次いでエクストルーダによって練り出しを
行いながら蒸練生地を得、さらに、これを容器に収容し
て７０数時間安定させたのち所望形状に切断乾燥すると
いう方法によっていたものであり原料投入から製品生地
を得るまでに３日以上を要するというものであった。こ
れらバッチ式の有する時間的な欠点を解決するものとし
て一軸型エクストルーダを利用した餅生地の加工方法が
開発されたが幾つかの欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記した従来の一軸型エクストルーダが有する゛欠点と
して以下のような点が指摘されている、即ち、■−軸型
エクストルーダの加工原理が、送入された加工原料がバ
レル壁面と原料との摩擦によりスクリューとの共回りが
妨げられながら前方へ押し出されていくというものであ
るために、原料中の水分が多くなるとバレル壁面でスリ
ップすることになり前方への押し出しが不安定となる。

従って、原料中の許容水分は３０〜４０％程度が限界と
なっている。■摩擦によるエネルギーロスが多く、動力
の電力消費が多い。■一般に一軸型のエクストルーダの
バレル壁面は滑面ではなく溝が切ってあり、スクリュー
フライトとバレル壁面とのクリアランスが大きいために
原料中の水分等が多い場合に、原料がスクリューフライ
トを乗り越えて逆流することがあり、高い圧力は望めな
い。

などの問題点がそれである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、二軸型エクストルーダを利用することによっ
て、原料の水和、混合、加熱及び冷却を特別の１−ラブ
ルを伴うことなく行えることに着目し、特に、エクスト
ルーダを構成する各バレル中に組み込むスクリューパタ
ーンを巧みに組合わせることによって米粉その他、粗砕
した米粉を含む穀類の粉を余剰の水分を添加することな
く、短時間の間に、望ましくは「瞬間的」に近い、極め
て短時間の間に加熱蒸煮による原料の糊化、及びそれら
糊化された原料を速やかに冷却することができるように
構成し、従来の製造方法及び装置が有していた多くの問
題を解決しようとするものである。

また、本発明の方法及び装置によればそれらの製品は極
めて品質の優れたものとすることができるはずであり、
またそのような手段により製造された製品はその製造コ
ストにおいても著しい低廉化をもたらすことが可能なは
ずである。本発明者等は二軸型エクストルーダを利用す
ること、特に二軸型エクストルーダに内装する数種のス
クリューエレメントのパターンをその機能に応じて巧み
に組合わせることにより前記した従来技術が有する欠点
を除去し本発明が目的とする効果を達成させようとする
ものである。

本発明の上記した目的は、原料穀粉及び所要量の水の混
合物を二軸型エクストルーダを利用して加熱処理並びに
冷却処理をすることによって達成することができる。

本発明で用いる二軸型エクストルーダは、原料供給用の
フィーダ、数個のバレル、前記数個のバレルにそれぞれ
内装する二輪のスクリューエレメント、バレル先端に装
着したダイからなっているものである。前記した数個の
バレルは、原料投入ゾーンと、高熱処理ゾーンと、冷却
処理ゾーンとして組合わされて構成されている。原料投
入ゾーンは原料投入口と水の供給口を有する、高熱処理
ゾーンは、原料投入ゾーンから移送された原料と水とを
混合しながら加熱攪拌を行う予備加熱ゾーン、予備加熱
ゾーンにより十分に水和した原料を加圧、粉砕しバレル
から供給される熱によって原料中の澱粉を糊化させるク
ツキングゾーンから構成される、また、冷却処理ゾーン
は、前記高熱処理ゾーンによって加熱処理された原料を
徐々に冷却しなから後端部に取り付けた押し出し用のダ
イに連続するように構成されている。前記した二軸型エ
クストルーダは、バレルの内側に回転を自在とするよう
に取り付けた二本のスクリュ軸に目的に応じた機能を有
するスクリューエレメントが組み合わされ嵌装されてな
り、互いに噛み合いながら同方向に回転駆動されるもの
で、混合、粉砕、混練、圧縮、剪断、加熱、殺菌などの
総ての工程が一つの機構の中で順次連続的に行えるよう
な装置として構成されている、二軸型エクストルーダの
具体的な構成体の一例としては東芝機械株式会社の製造
に係る同方向回転二軸押出機ＴＥＭ５０Ｂが好適であっ
た。

〔作用〕

以下に、本発明の作用を、その製造に用いる二軸型エク
ストルーダの図面を参照しながら説明する。なお、本発
明の作用を示すための二軸型エクストルーダは東芝機械
株式会社製の二軸型押出機ＴＥＭ５０Ｂである。第１図
は二軸型エクストルーダを示す一部を断面にした正面図
であり、第２図はバレル内部のスクリューエレメントの
配置状態を示すための縦断正面図である。

本発明は、供給された原料穀粉及び水を混合、混練する
工程と、この混合された原料を１００℃程度に加熱され
たバレル内においてニーディングディスクにより均一に
水和混合しながら加熱する予備加熱工程と、前記予備加
熱された原料を加圧下において約１５０℃程度の熱によ
り加熱しながら混練し且つその混練移送の途中において
はリバーススクリューエレメントを組合わせ高圧条件下
での強い剪断応力をうけながら原料の糊化及び生地中の
一般生菌及び耐熱性菌の滅菌を図る工程とからなるクツ
キング工程の連続からなる高熱処理工程と、前記クツキ
ング工程によって得られた生地を、冷却水の供給をうけ
、内部には二輪の移送用スクリューエレメントを具えた
幾つかのバレルを通過させることによって生地の冷却を
図る冷却工程と、所定温度に冷却された生地をバレル先
端に取り付けたダイによって連続的に押し出し成形する
押し出し工程の組合せによって構成されている。なお、
本発明に使用する原料穀粉の種類は特に限定するもので
はなく米の粗砕粒、胴搗粉、胴搗粗粒粉、ロール粉など
のばか各種の穀粉を単独或いは適宜の比率で混合して使
用することが可能である。

以下、本発明に係る製造方法の一実施例をその製造装置
と対応させて具体的に説明する。

高熱処理工程は、原料及び水を投入するフィード用バレ
ルＢ、と、この投入された原料及び水を１００℃程度の
比較的低温で予備的に半生状態となるまで加熱混練する
予備加熱用バレルＢ２と、前記予備的に加熱、混練され
た原料を、加圧下に約１５０°Ｃの温度で加熱、混練し
ながら水和原料の完全な糊化を図るクツキング用バレル
Ｂ３とによって構成され、これらの各バレルは機械的に
連続せしめられて原料が順次自由に移動できるようにし
ている。冷却処理工程は数個の冷却用バレルＢ４〜Ｂ６
の連続によって構成されており、最後部の冷却用バレル
Ｂ、には製造された生地原料を送り出すためのダイＤを
取り付けている。前記した冷却処理用バレル８４〜Ｂ６
は高熱処理ゾーンに機械的に連続している。フィート用
バレルＢ１は原料の投入口を有するものであり、前記投
入口にはシュータ１を取り付け、また適宜の位置に吸水
を供給するだめの加水用パイプ１）を取り付けている、
フィート用バレルＢ、の内側には、投入された原料を移
送するための互いに噛み合った二組の移送用スクリュー
エレメント１２．１２が回転するように嵌合されている
。予備加熱用バレルＢ２は、移送された原料をニーディ
ングディスクにより水和混合しながら加熱するものであ
リバレルの内側には多段のニーディングディスク２１゜
２１が互いに噛み合って回転するように取り付けられて
いる、予備加熱用バレルＢ２には、原料の加熱及び冷却
を目的として、バレルに加熱ヒータ３と冷水ジャケット
（図示しない）が設けられており、同じ（図示していな
い温度センサ及び自動温度調節計で一定の温度に制御さ
れるようになったバレルを用いている。クツキング用バ
レルＢ。

は予備加熱用バレルＢ２と同様の構成からなるバレルを
使用するものでありその内部には移送機能を有するスク
リューニレメン１−３１と、この移送用スクリューエレ
メント３１による生地の送り出しを適当な圧力で妨害す
ることによって高圧を発生しながら原料を所定時間滞留
させるようにしたリバーススクリューエレメント３２と
が組み合わされて配設されている。このクツキング用バ
レルＢ、では、予備加熱用バレルＢ２から送り込まれた
半生状態の原料生地を、二つのスクリューエレメント３
１及び３２の作用により加圧しながら所定の時間滞留さ
せることにより高熱を受は完全に糊化させることが可能
となる。また、このクツキング用バレルＢ３では二つの
スクリューエレメント３１及び３２の剪断作用、特にリ
バーススクリューエレメント３２の剪断応力によりクツ
キングされた生地に対する滅菌効果を完全に発揮させる
ことが可能となる。冷却用バレルＢ、〜Ｂ６のバレルは
前述した予備加熱用バレルＢ２及びクツキング用バレル
Ｂ３と同様の構成からなっており、内部には互いに噛み
合った移送用スクリューエレメント４１・・４１が回転
するようにして配設されている。ダイＤは最後尾の冷却
用バレルＢ、の端部に取り付けるものであり所望大きさ
の生地が成形され押し出されるオリフィス５を穿設して
いる。

〔実施例〕

実施例１　（米菓用生地の製造例） スクリュ回転数・・・１６０〜２００　ｒ　ｐｍ上新粉
・・・・・・・４０〜４２ｋｇ／ｈ加水量（注水量）・
・１０〜ｌ　２１／ｈバレル温度・・バレルＢ２がらＢ
６に向がって１００−１５０−４０−４０−４０℃の順
としている。

ダイ温度・・・・・・４０℃ 原料投入用バレルＢ１のシュータ１にフィーダ２より上
新粉が連続的に供給され、続いて加水用パイプ１）より
水の供給を受は多少の？Ｆ１．練を受けながら予備加熱
用バレルＢ２内に移送する、１００°Ｃに加熱された予
備加熱用バレルＢ２内にて十分な混捏を施すと、原料が
均一に吸水し、原料温度を１００℃近くまで上昇させる
、次いでクツキング用バレルＢ□内に移送されると、予
備加熱用バレルＢ２内において一部糊化された原料は更
に十分な撹拌混練が行われしかも高温加熱によって完全
に糊化されよく練られた生地となる、このクツキング用
バレルＢ３内で得られた生地の温度は高温高圧部分で１
４４〜１４７℃あったが冷却用バレルＢ４〜Ｂ、を通過
するに従って次第に冷却され最終的にダイＤの押し出し
直後の品温は８９〜９４℃であった。なお、原料投入用
バレルＢ、に投入された原料が可食性の生地となってダ
イＤから押し出されるのに要した時間は約１．５分であ
った。

本実施例によって得られた菓子生地は均一な状態で未膨
化で押し出された、この押し出された生地を走査型電子
顕微鏡で観察したところ粉体粒子は完全に粉砕され、澱
粉粒子も殆ど崩壊した状態にあり気泡は細か（分散して
いた。また得られた生地は水分含有量が２５％程度とい
う極めて低いものであり、爾後の乾燥を短時間に容易に
行うことが出来た。

更にまた、得られた生地を２〜３璽鳳厚にスライスし４
℃４８時間通風状態で乾燥したものを焼成または油ちょ
う手段により二次加工した製品の所見は、ポツプコーン
様の極めて緻密な構造を有し、しかも比較的軽い食感を
持つ、口溶けのよい膨化物を得ること示でき、従来にな
い新しい食感を得ることができた。更にまた、ダイＤよ
り押し出された生地中に一般生菌の存在は認められず滅
菌効果の強いことが確認でき、原料由来の細菌による各
種の問題を解決することができる優れた可食性生地を得
ることができた。

実施例２（団子生地の製造例） スクリュ回転数・・・１６０〜ｚ４ｏｒｐｍ上新粉・・
・・・・・２４ｋｇ／ｈ 糖（ショ糖７；麦芽糖を３）・・１２ｋｇ／ｈ加水量・
・・・・・・・１８１／ｈ バレル温度・・・バレルＢ２からＢ、に向がって、　　
１００−１５０−４０−４０−４０℃の順としている。

ダイ温度・・・・・・・４０°Ｃ 原料投入用バレルＢ１内に、上新粉、糖がそれぞれ別の
フィーダからシュータｌに安定して供給され、続いて水
の供給パイプ１）から水の供給を受ける。１００℃に加
熱された予備加熱用バレルＢ２内にて上新粉と糖を均一
に混合攪拌すると上新粉が均一に吸水し、併せて糖が溶
解され品温が８０゛Ｃ近くまで上昇した生地に均一に練
り込まれた後次ぎのクツキング用バレルＢ３内に送り込
まれる。予備加熱用バレルＢ２内にて一部糊化されり生
地は、１５０℃に加熱されたクツキング用バレルＢ、内
において再度高温高圧下で混捏されて完全に糊化された
生地が得られる、このクツキング用バレルＢ、内におけ
る生地の温度は１）６℃であった。糊化された生地は４
０℃に温度設定された冷却用バレルＢ４〜Ｂ６内を通過
することによって次第に冷却されダイＤから押し出され
た生地は５７℃であった。なお、本実施例における製造
の所要時間も実施例１と同様に約１．５分であった。本
実施例によって得られた団子生地は米粉粒子が均一に細
かく粉砕された水分含有ｆｆ１３８．６％の「腰」の強
いものであった。また、二次加工した製品は舌触りが滑
らかな極めて食感に優れたものであった。また、実施例
１と同様に生地中の一般生菌は認められず、殺菌効果に
極めて優れており原料由来の細菌による問題を解決する
ことができる優れた効果を有していた。

実施例３（餅生地の製造例） スクリュ回転数・・・１６０〜２４０ｒｐｍ餅粉・・・
・・・・３２〜３８ｋｇ／ｈ加水量（注水量）・・１４
〜２０１／ｈバレル温度・・・バレルＢ２がらＢ、に向
かって１００−１５０−４０−４０−４０”ｃ　ＣＤ順
としている。

ダイ温度・・・・・・４０’Ｃ 原料投入用バレルＢ１のシュータ１にフィーダ２より餅
粉が連続的に供給され、続いて加水用パイプ１）より水
の供給を受は多少の混練を受けながら予備加熱用バレル
Ｂ２に移送する、１００℃に加熱された予備加熱用バレ
ルＢ２内にて十分な混捏を施すと原料が均一に吸水し原
料温度を１００℃近くまで上昇させる、次いでクツキン
グ用バレルＢ３内に移送されると、予備加熱用バレルＢ
２内において一部糊化された原料は更に十分な攪拌混練
が行われしかも高温加熱によって完全に糊化されよく練
られた生地となる、このクツキング用バレルＢ、内で得
られた餅生地の温度は高温高圧部で１４４〜１４７℃あ
ったが冷却用バレルＢ４〜Ｂ６内を通過するに従って次
第に冷却され、最終的にダイＤの押し出し直後の品温は
６１℃であった。なお、原料投入用バレルＢ、に投入さ
れた原料が可食性の生地となってダイＤから押し出され
るのに要した時間は、実施例１及び２と同様に約１．５
分であった。本実施例によって得られた餅生地は市販の
餅生地（切り餅）に比較して生地が均一な状態を呈し滑
らかであった。また、焼成による二次加工では伸びが極
めて良好であった、但し蒸煮による加熱では市販品に比
較して溶は易いという結果が出ている。更にまた、実施
例１と同様に生地中の一般生菌は認められず、殺菌効果
に極めて優れており原料由来の細菌による問題を解決す
ることができる優れた効果を有していた。

耐熱細菌に対する滅菌効果の確認 実施例１〜３においていずれも細菌に対する滅菌効果に
優れていることが確認できたがこれらの事実を特に確認
するために、以下の実験をした。

耐熱性菌としてＢａｃｉｌｌｕｓ　５ｕｂｔｉ１ｉｓ（
ＩＦＯ−３１３４）の芽胞を原料と同時に１０”〜１０
’のオーダーで投入し、押し出された生地中での残存の
有無を確認した。

実験区ｌ 上訴′ＦＡ　　３２〜３８ｋｇ／ｈ 加水量　　１４〜２０　ｆｆｉ／ｈ 実験区２ 餅粉　３２ｋｇ／ｈ 加水量　　２０１／ｈ 実験区３ 上新粉　　２２ｋｇ／ｈ 糖　　　１２ｋｇ／ｈ 加水量　　１８　ｆ／ｈ スクリュ回転数　　１６Ｑ〜２４Ｏｒｐｍバレル温度　
　　１００−１５０−４０−４０−４０”ｃ実験方法の
詳細についてはＪ、Ａ、［１ｏｕｖｅｒｅｓｓｅ、０．
ＣｅｒｆＳ、Ｇｕｉｌｂｅｒｔ　ａｎｄ　Ｊ、ＣＣｈｅ
ｆｔｅｌ″ＩｎｆＩｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｅｘｔｒｕｓｉ
ｏｎ　−Ｃｏｏｋｉｎｇ　ｏｎ　Ｌｂｅ　Ｔｈｅｒｍａ
ｌ　Ｄ’ｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆＢａｃｉｌｌｕｓ
　ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｓｐｈｉｌｕｓ　５ｐｏｒ
ｅｓ　ｉｎ　ａ　５ｔａｒｃｈ−Ｐｒｏｔｅｉｎ−Ｓｕ
ｃｒｏｓｅ　Ｍｉｘ’　Ｌｅｂｅｎｓｍ、　−Ｗｉｓｓ
、ｕ、−Ｔｅｃｈｎｏｌ、、　１５．３．１３５．１９
８３に従った。

実験結果 投入したＢ、５ｕｂｔｉｌｉｓ芽胞は、下表に示すよう
に団子生地、餅生地、その他どの条件の生地においても
検出されず、耐熱性を有する芽胞に対してこ軸型エクス
トルーダが極めて有効な滅菌機であることが照明された
。

耐熱性菌に対する滅菌効果 注 ＊・・　生地１ｇ中の菌数を示す。

水の単位・・１／ｈ 大腸菌群、黄色ブドウ球菌はいずれも検出されなかった
。

〔発明の効果〕

本発明の効果を述べれば以下の通りである。

■　穀粉の種類を問わず、或いはこれらを混合したもの
を用いて団子や餅と同様の水分を有する可食性の生地を
連続的に製造するごとができる。

■　従来の製造方法及び装置によれば可食性生地の製造
に２〜３日という極めて長い時間を要していたが、本発
明の方法及び装置によれば原料投入から可食性生地の押
し出しまでを約１．５分という極めて短時間に製造する
ことが可能となる。

■　製造時間が短縮されることに伴い、製造コストの低
廉化を図ることができ、製品価格の低廉化に寄与するこ
とが可能である。

■　原料投入から可食性生地の押し出しまでを一貫して
二軸型エクストルーダが行い、人の手に触れることがな
いので極めて衛生的である。

■　二軸型エクストルーダを用いて製造するので原料中
の水分が多くなった場合にも逆流による前方への押し出
し不良などが生じることがなく、安定した製造を行うこ
とができる。

■　製造過程において、摩擦によるエネルギーロスがな
いので、動力の電力消費が少なくて済み、コストの低減
化に寄与することができる。

■　二軸型エクストルーダによる押し出し、特に高熱処
理ブロックにおいて剪断応力を与えながら押し出しを行
うので、原料由来の一般細菌は勿論のこと耐熱性菌など
も完全に滅菌をすることが可能となり極めて衛生的な可
食性生地を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明を実施するための装置を示すものであり、第
１図は一部を切欠した正面図、第２図はスクリューエレ
メントの配置を示す縦断正面図である。 Ｂ醒・フィード用バレル、Ｂ２・・予備加熱用バレル、
Ｂ３・・クツキング用バレル、８４〜Ｂ６・・冷却用バ
レル、Ｄ・・グイ、ｌ・・シュータ、１）・・加水用パ
イプ、１２．３１．４１・・移送用スクリューエレメン
ト、２１・・ニーディングディスク、３２・・リバース
スクリ、ニーエレメント、５・・オリフィス、２・・フ
ィーダ、３・・加熱ヒータ 特許出願人　　　食品産業エクストルージョンクツキン
グ技術研究組合 代理人弁理士　　梅　　　村　　　　　　　　明ニ］゛
（〕゛ （ほか２名　１．、Ｊ　’ｍ 第１図 第２図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）二軸型エクストルーダ内において、原料穀粉を、
   加水しながら半生状態となるまで加熱混練する予備加熱
   工程と、前記予備的に加熱、混練された原料を、加圧下
   に比較的高温で加熱、混練しながら水和原料の完全な糊
   化を図るクッキング工程と、前記糊化された原料を徐々
   に冷却する冷却工程と、この冷却工程の後端部分におい
   てダイによって所望の形状に押し出し成形する工程の結
   合からなる二軸型エクストルーダを利用した可食性生地
   の製造方法。
2. （２）予備加熱工程は１００℃程度の温度によって行う
   ものである、特許請求の範囲第１項記載の二軸型エクス
   トルーダを利用した可食性生地の製造方法。
3. （３）クッキング工程は１５０℃程度の温度によって行
   う特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記載
   の二軸型エクストルーダを利用した可食性生地の製造方
   法。
4. （４）クッキング工程は、移送用スクリューエレメント
   と、この移送用スクリューエレメントとは逆方向に移送
   作用を行うリバーススクリューエレメントとによって生
   じる剪断応力によって生地中の細菌を滅菌する作用を伴
   うものである特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
   かに記載の二軸型エクストルーダを利用した可食性生地
   の製造方法。
5. （５）原料供給用のフィーダ及び水の供給機構を具えた
   原料投入ゾーン、投入された原料を比較的低温で加熱混
   練する予備加熱ゾーン、予備加熱され半生状態となった
   原料を加圧下で比較的高温で加熱混練しながら水和原料
   の糊化を図るクッキングゾーン、前記糊化された原料生
   地を徐々に冷却する冷却ゾーン、及び冷却された生地を
   押し出し成形するダイを順次連続せしめた二軸型エクス
   トルーダを利用した可食性生地の製造装置。
6. （６）予備加熱ゾーンは、バレルの内側に剪断、粉砕、
   混練を行う一段ないし多段のニーディングディスクを回
   転自在に組合わせた構成体である特許請求の範囲第５項
   記載の二軸型エクストルーダを利用した可食性生地の製
   造装置。
7. （７）クッキングゾーンは、外部から加熱できるよにし
   たバレルの内側に、移送機能を有するスクリューエレメ
   ントと、このスクリューエレメントによる原料の移送を
   適当な圧力で妨害するリバーススクリューエレメントに
   よって高圧を発生するように構成した構成体を利用して
   いるものである特許請求の範囲第５項または第６項のい
   ずれかに記載の二軸型エクストルーダを利用した可食性
   生地の製造装置。
8. （８）冷却処理ゾーンは、冷却機能を有するバレルの内
   側に、移送用のスクリューエレメントを嵌合した構成体
   を利用したものである特許請求の範囲第５項ないし第７
   項のいずれかに記載された二軸型エクストルーダを利用
   した可食性生地の製造装置。