JP2014212721A - 食品成形方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、連続する食品生地から所要の大きさの分割食品生地を分割する際に、分割食品生地の切断面を平滑に成形するための食品成形方法及び装置を提供する。【解決手段】上方より供給される連続する食品生地をシャッタ装置で切断し分割食品生地を成形する食品成形するにあたり、前記シャッタ装置の下方に一定の間隔を開けて備えられた保持装置により、分割される前の分割食品生地を径方向から挟持して前記分割食品を保持する。【選択図】図１

Description

本発明は、連続する食品生地から所要の大きさの分割食品生地を分割する際に、分割食品生地の切断面を平滑に成形するための食品成形方法及び装置に関する。

食品生地の成形装置は、例えば、連続する食品生地をその長手方向に搬送する搬送コンベヤと、該搬送コンベヤの下流端の下方に配置されるシャッタ装置と、該シャッタ装置の下方に配置された搬出コンベヤを備えている。シャッタ装置は、例えば、複数のシャッタ片に囲まれて形成されるシャッタ開口を開閉することにより、搬送コンベヤの下流端から垂下してシャッタ開口に供給される連続した食品生地から所要の大きさの分割食品を切断する装置である。また、シャッタ装置は、食品生地を切断する際に垂下する食品生地の流下状態に合わせ、そして、切断動作を繰り返すために垂下方向に往復上下動可能に備えられている。搬出コンベヤは、シャッタ開口の下方に対応する位置にてコンベヤベルトの搬送面をシャッタ装置の上下動作と同期して上下動する上下動プレートをコンベヤベルトの内側に備えている（例えば、特許文献１、２）。

また、別の食品成形装置は、いわゆる包あん機と称される装置であり、連続した食品生地を吐出するノズル装置の下方に、シャッタ装置および搬出ベルトコンベアを備えている（例えば、特許文献３）。これらの食品成形装置は、食品生地から所要の大きさの分割生地を切断することが可能であり、分割生地は、略球状のものから細長い棒状のものまで成形される。また、シャッタ装置に備えた複数のシャッタ片が閉動作してシャッタ開口を閉じることにより棒状食品を周方向から押圧して食品生地の表層を徐々に中央に寄せ集め、食品生地を細く変形させるとともにシャッタ片の上下方向に食品生地を絞り出すことにより分割食品を成形するものである。

特開平５−３３６８７１号公報 特開平８−９８７３号公報 特開平１１−２８５３７１号公報

特許文献２に記載された食品成形装置のごとく、略球状の分割食品生地を成形する際には、搬出コンベアの搬送を一次的に停止し、シャッタ装置が食品生地から分割食品生地に切断するまで、分割食品生地の底面を搬出コンベアで支持されている。そのため分割食品生地の頭部はシャッタ装置に適度に係合して略半球状に平滑に成形される。しかしながら、棒状の分割生地を成形する際には、シャッタ片の底面と搬出コンベヤの搬送面との間隔を大きく設ける、あるいは、特許文献１に記載された食品成形装置のごとく、分割される分割食品生地の一部を搬出コンベア上に載置し、該食品生地を搬送しながら分割食品生地を切断する。

図６は、従来の食品成形装置による食品生地３の分割工程を概略的に示している。図６（ａ）は、複数のシャッタ片１３が形成するシャッタ開口１７に食品生地３が流下して供給される状態を示す。図６（ｂ）は、流下する食品生地３の底面３Ｌが搬出コンベア１１の搬送面１１Ｕ（コンベアベルトの上面）に到達した状態を示す。その後も食品生地３の供給は続けられ、食品生地３の一部は搬出コンベア１１により搬送される。そして、シャッタ片１３が閉動作を開始してシャッタ開口１７を閉じることにより食品生地３を切断して分割食品生地１９を成形する。図６（ｃ）は、シャッタ開口１７が閉鎖したときを示している。棒状の分割食品生地１９の頭部には針状の突起部２０が形成される。この突起部２０は、シャッタ片１３の下方において、シャッタ片１３の閉動作により徐々に細く変形するとともにシャッタ開口１７から絞り出された食品生地３が分割食品生地１９の自重による落下や搬出コンベア１１の搬送により引き延ばされ形成されるものである。

また、ジャムなどの内包材３Ｂをパン生地などの外皮材３Ａで被覆した菓子パンなどの分割食品生地１９を成形する場合には、分割食品生地１９の頭部１９Ｕの外皮材３Ａが突起部２０側へ引き延ばされることとなり、頭部１９Ｕを形成する外皮材３Ａの厚みＴＵ２は、外皮材３Ａが形成する外筒部分（分割食品生地１９の胴部分を形成する外皮材３Ａの部分）に比べ薄く形成され、さらには、突起部２０側ほど薄く形成される。

分割食品生地１９の頭部１９Ｕにこのような突起部２０が形成されると最終的な製品、例えば、ジャムパンやバケットなどの商品価値が低下するという問題がある。また、突起部２０を消滅させるために分割食品生地１９本体に対し突起部２０を押し潰すなど別の工程をとる場合には、人手が必要となり生産効率が低下するという問題や、搬出コンベア１１などの上方に別途修正装置を取り付ける場合には食品成形装置が複雑な構成になるという問題がある。

さらに、上述したような菓子パンなどの分割食品生地１９を醗酵して焼成した場合、薄く形成された頭部１９Ｕの外皮材３Ａが破れ、内包材３Ｂが菓子パンから漏出する場合があり、不良品が成形されるという問題がある。

本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、上方より供給される連続する食品生地をシャッタ装置で切断し分割食品生地を成形する食品成形方法であって、前記シャッタ装置の下方に一定の間隔を開けて備えられた保持装置により、分割される前の分割食品生地を径方向から挟持して前記分割食品生地を保持することを特徴とする。

また、前記保持装置は、前記シャッタ装置が前記食品生地に接して切断動作を開始した後に、分割される前の前記分割食品生地の保持を開始し、前記シャッタ装置が前記食品生地を切断して前記分割食品生地を分割する前に、分割される前の前記分割食品生地を開放することを特徴とする。

また、連続する食品生地を下方に供給する食品生地供給装置と、供給される前記食品生地を切断し分割食品生地を分割するシャッタ装置とを備えた食品成形装置であって、分割される前の分割食品生地を径方向から挟持して前記分割食品生地を保持する保持装置を前記シャッタ装置の下方に一定の間隔を開けて備えたことを特徴とする。

また、前記保持装置は、前記シャッタ装置による前記食品生地の切断動作に対応して、分割される前の前記分割食品生地の保持開始時期と開放時期とを調節可能に備えられたことを特徴とする。

また、前記保持開始時期を前記シャッタ装置が前記食品生地に接して切断動作を開始した後とし、前記開放時期を前記シャッタ装置が前記食品生地を切断して前記分割食品生地を分割する前に設定したことを特徴とする。

本発明によれば、分割食品生地の頭部に生地の突起部が形成されることが防止でき、該頭部を平滑な略半球状に成形できる。また、該頭部の成形をシャッタ装置による食品生地の切断とともに行えるため生産効率の低下を防止できる。さらに、食品生地の保持装置をシャッタ装置の下方に配置できるため食品成形装置の構成が簡略化できる。また、分割食品生地が包被食品の場合には、分割食品生地の頭部を形成する外皮材が薄く引き延ばされることが防止でき、内材が漏出するという従来の問題を解決することができる。

本発明の第１の実施形態に係る食品成形装置の要部の構成を示す正面説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る食品成形装置の要部の構成を示す平面説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る食品成形装置の要部の動作を時系列で表した動作説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る食品成形装置の構成を示す正面説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る食品成形装置に備えた保持装置の構成を示す平面説明図である。 従来の食品成形装置による食品生地の成形工程を概略的に示した説明図である。

本発明の第１の実施形態に係る食品成形装置１について図１乃至図３にて説明する。食品成形装置１は、食品生地３を搬送する搬送コンベヤ５、該搬送コンベヤ５の下流端５Ｅの下方に配置されるシャッタ装置７、該シャッタ装置７の下方に配置された保持装置９、該保持装置９の下方に配置された搬出コンベヤ１１及び各装置の動作を制御する制御装置１２を備えている。

搬送コンベヤ５は、連続体に成形された食品生地３を搬送方向Ｄに沿って連続的に搬送し、搬送コンベヤ５の下流端５Ｅから食品生地５を垂下させてシャッタ装置７に供給する。なお、食品生地３は、例えば、特許文献２に記載されたシート状のパン生地である外皮材３Ａでジャムなどの内包材３Ｂを内包しながら、そのシート側辺端部より巻上げ円柱状に成形された連続体である。ここでは、このような連続体を成形する装置及び搬送コンベア５を食品生地供給装置とする。

シャッタ装置７は、複数のシャッタ片１３を回動自在に備え、該シャッタ片１３の成形面１５に囲まれて形成されるシャッタ開口１７を開閉自在に備えており、特許文献３に記載された構成を例示することができる。シャッタ装置７は、搬送コンベヤ５から供給される連続した食品生地３から所要の大きさの分割食品生地１９を切断する装置である。また、シャッタ装置７は、切断動作、つまり、シャッタ開口１７の開閉動作に同期して昇降自在に備えられている。なお、シャッタ片１３を回動させる駆動機構（図示省略）およびシャッタ装置７を昇降させる駆動機構（図示省略）は、カム機構やリンク機構などの動力伝達機構を用いることができ、さらには、各駆動機構を駆動させる制御モータなどのアクチュエータを共通に備える、あるいは、個別に備えることが可能であり、各駆動機構の駆動パターンを制御するものである。さらに、シャッタ機構は、回動する構成だけでなく、本特許人が出願した特開平４−１２１１３８号などに記載された複数のシャッタ片が互いに摺動してシャッタ開口を開閉する構成のものなど、種々のシャッタ装置を採用することができる。

保持装置９は、シャッタ装置７にて分割される分割食品生地１９を一時的に保持する装置である。保持装置９は、シャッタ装置７に対しブラケット２１を介して着脱自在に備えられている。ブラケット２１の下面には、空気圧シリンダのごときアクチュエータ２３が備えられている。アクチュエータ２３は、互いに接近離反する一対のスライダ２５が備えられている。さらに、各スライダ２５には、分割食品生地１９をその半径方向（図２における上下方向）から押さえる保持部材２７が取り付けられている。保持部材２７は、分割食品生地１９と接する部分には、分割食品生地１９に対し非粘着性の高いポリエチレン系樹脂やフッ素系樹脂などを用いている。なお、ここでは、シャッタ片１３の下方に位置し、実質的に分割が完了していない食品生地３についても分割食品生地１９と称して説明する場合がある。

保持装置９は、上記したようにシャッタ装置７の下方に配置され、シャッタ装置７に対し一体的に取り付けられている。さらに、保持部材２７は、シャッタ片１３の底面１３Ｌから一定の間隔を開けて取り付けられている。したがって、保持装置９はシャッタ装置７とともに上下動し、保持部材２７とシャッタ片１３との間隔は常に一定である。また、一対の保持部材２７の対向する中心線Ｃ１とシャッタ装置７のシャッタ開口１７の中心Ｃ２は、平面視において同一の線上に配置されている（図２参照）。

搬出コンベヤ１１は、分割食品生地１９を次工程に搬出するベルトコンベアである。搬出コンベヤ１１は、シャッタ開口１７及び保持部材２７の下方に対応する位置にてコンベヤベルト１１Ｂの搬送面（上面）１１Ｕとシャッタ片１３の底面１３Ｌとの間隔を調整するよう上下動自在な上下動プレート２９をコンベヤベルト１１Ｂの内側に備えている。この上下動プレート２９は、シャッタ装置７の昇降動作に対応して昇降可能に備えられている。

保持装置９は、シャッタ装置７の切断動作に対応して動作するよう制御可能に備えられている。それらの動作に関し図３にて説明する。図３の（ａ）乃至（ｃ）の各グラフは横軸が時間を表している。図３（ａ）はシャッタ片１３の動作、つまり、シャッタ開口１７の開閉動作を示し、図３（ｂ）はシャッタ装置７及び保持装置９の昇降動作を示す。さらに、図３（ｃ）は保持装置９の一対の保持部材２７の接近離反動作を示すものであり、接近した状態を保持、離反した状態を開放として表している。

図３に示されたＡ１位置は、初期状態あるいは初期位置を示すものである。シャッタ片１３が最も開方向に移動した状態、つまりは、シャッタ開口１７が最も開いた状態を示し、これからシャッタ片１３を閉動作させる起点を示している。このとき、シャッタ装置７は上昇端に位置し、保持装置９は一対の保持部材２７を互いに離反した状態であり、食品生地３を保持することなく開放した状態である。

先ず、シャッタ片１３はＡ１位置から閉動作を開始すると同時に下降を開始する。本実施例では、シャッタ片１３の閉速度は、高速、中速、低速の３段階に制御されている。シャッタ片１３はＡ３位置に到達し、高速から中速に閉動作を減速する。このＡ３位置付近では、シャッタ開口１７の開口は半分以下に縮小されており、シャッタ片１３の成形面１５が食品生地３の周面と接触し、食品生地３の表層を中央に押圧する工程が進行している。

また、図３においては、Ａ３位置の少し前のＡ２位置にて保持部材２７が互いに接近するよう閉動作を開始している。そして、一対の保持部材２７はＡ３位置の前後にて閉動作を停止し、分割されようとしている分割食品生地１９の頭部１９Ｕの下側（図１においては略半球状の頭部１９Ｕの下側）を挟持して保持する。保持部材２７は、シャッタ片１３が食品生地３と接した後に分割食品生地１９（実質的にはまだ分割されていないシャッタ片１３の下方に位置する食品生地３）を保持するよう設定されている。なお、保持部材２７の接近動作を開始する時期は、一定ではなく、食品生地３の太さ(径の大きさ)や生地の物性などに応じて、さらには、シャッタ片１３の切断動作に対応して調節するものであり、例えば、シャッタ片１３の閉動作の開始とともに保持部材２７の接近動作を開始するように調節してもよい。

さらに、シャッタ片１３は閉動作を続け、Ａ４位置にて中速から低速に閉動作を減速される。シャッタ片１３の閉動作を低速に切り替えることにより、シャッタ片１３にて切断される食品生地３の底部及び分割食品生地１９の頭部１９Ｕにおける生地の表層を中央へ誘導する効果を高めることができる。このとき、シャッタ片１３の閉動作によりシャッタ片１３の成形面１５に押圧される食品生地３は細く変形し、食品生地３の内部の生地はシャッタ片１３の上下方向に絞り出されている。しかしながら、シャッタ片１３に対し一定の間隔を開けて配置された保持部材２７に保持された分割食品生地１９は、搬出コンベヤ１１の搬送による引き延ばしや自重により落下することがない。また、保持部材２７をシャッタ片１３の底面１３Ｌに対し一定の間隔を開けて備え、これによって食品生地１９が下方に流下するのを防いでいるため、シャッタ開口１７から絞り出される食品生地３が分割食品生地１９の頭部１９Ｕに押し込まれて吸収され、該間隔（空間）が頭部成形領域としての役割を担っている。

Ａ５位置は、保持部材２７が開動作を開始する位置であり、シャッタ装置７が食品生地３の切断を完了するＡ６位置に達する前に設定されている。保持部材２７は、シャッタ装置７と一体的に下降し、シャッタ片１３が分割食品生地１９を分割する直前まで分割食品生地１９を保持する。なお、保持部材２７の離反動作を開始する時期は、一定ではなく、食品生地３の太さ(径の大きさ)や生地の物性などに応じて、さらには、シャッタ片１３の切断動作に対応して調節するものである。

そして、Ａ６位置にてシャッタ片１３の閉動作は完了し、直後に開動作に転ずる。また、シャッタ装置７は、Ａ１位置からＡ６位置までの降下速度よりその速度を速め、Ａ７位置にて下降端に到達し、直後に上昇動作に転ずる。そして、シャッタ装置７及び保持装置９は初期状態に復帰して、次の分割食品生地１９の切断動作を開始するまで待機する。この切断動作を繰り返すことにより食品生地３から複数の分割食品生地１９を成形する。食品成形装置１により成形される分割食品生地１９には、従来のような突起部２０が形成されることなく、分割食品生地１９の頭部１９Ｕは平滑に成形される。また、頭部１９Ｕを形成する外皮材３Ａの厚さＴＵ１は、従来のように薄く形成されることなく、分割食品生地１９の外筒部を形成する外皮材３Ａとほぼ同様な厚みに形成される（図１参照）。

次に、本発明の第２の実施形態に係る食品成形装置５０について図４及び図５を用いて説明する。なお、第１の実施の形態に係る食品成形装置１と同様な構成に関しては同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

食品成形装置５０は、いわゆる包あん機と称される装置に保持装置５９を備えた構成である。食品成形装置５０は、生地送給装置５３、ノズル装置５５、シャッタ装置７、保持装置５９、搬出コンベヤ１１及び各装置の駆動を制御する制御装置１２を備えている。食品生地３は、生地送給装置５３からパン生地などの外皮材３Ａ及びジャムなどの内包材３Ｂをノズル装置５５に送給し、該ノズル装置５５から内包材３Ｂを外皮材３Ａで覆った連続体として吐出される。ここでは、生地送給装置５３及びノズル装置５５が食品生地供給装置であり、該食品生地供給装置から供給される食品生地３をシャッタ装置７にて切断して分割食品生地１９が分割成形される。この分割食品生地１９は内包材３Ｂを外皮材３Ａで被覆した包被食品生地である。

保持装置５９は、シャッタ装置７の下方に配置され、シャッタ装置７に対し一対のブラケット６１を介して着脱自在に取り付けられている。保持装置５９は、一対の保持部材６３をシャッタ片１３の底面１３Ｌから一定の間隔を開けて備えている。保持部材６３は、全体的には「く」の字状に屈曲した形状であり分割食品生地１９を保持する保持部６２と基端部６５を備えている。さらに、保持部材６３は、保持部６２と基端部６５の連結部分に承軸孔６４を備え、基端部６５には長孔６６を備えている。

基盤６７は、その中央部に透孔６８を備え、該透孔６８と同心の円周上に２個の回動軸６９を等間隔(対称)に取り付けている。この回動軸６９には保持部材６３の承軸孔６４を嵌合する。さらに、基盤６７は、回動軸６９の外側において、透孔６８と同心上に環状の回動部材７１を回動自在に備えている。この回動部材７１には、保持部材６３の長孔６６に遊嵌する摺動ピン７３が２個取り付けられている。

一方のブラケット６１の側面には、空気圧シリンダのごときアクチュエータ７５が備えられている。アクチュエータ７５は、シリンダ７７から進退動作するロッド７９を備えられている。そして、ロッド７９の先端部は、揺動アーム８１を介して回動部材７１に連結されている。

保持部材６３は、アクチュエータ７５が駆動してロッド７９を進退動作されることにより、回動部材７１が基盤６７に対し往復回動し、摺動ピン７３の往復動により回動軸６９を支点として揺動する。そして、保持装置５９は、実施例１の保持装置９と同様に、シャッタ装置７の開閉動作及び昇降動作と連動し、対向する一対の保持部材６３は、互いに接近離反動作を行う。なお、対向する保持部６２の中心Ｃ１は、平面視においてシャッタ開口１７の中心Ｃ２上に位置している。

本発明の実施の形態に係る食品成形装置の説明は概ね上記のとおりであるが、これに限らず、特許請求の範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記説明では保持部材２７、６３を互いに接近離反動作する一対の部材としたが、食品生地３を保持できる構成であればよく、３つ以上の保持部材であってもよい。さらには、シャッタ装置７のシャッタ片１３と同様な複数の部材を保持部材とし、該部材にて開口を形成し、該開口を拡縮動作させることにより食品生地３を半径方向から保持することも可能である。また、保持部材を駆動するアクチュエータにおいてスライダやロッドの移動ストロークを制御可能な公知のアクチュエータとすることが可能であり、対向する保持部材の間隔を調節することにより種々の食品生地３に対応することができる。また、食品生地３は、外皮材３Ａにて内包材３Ｂを被覆した多層のものに限らず、単一の生地のみによる連続体であってもよい。

また、保持部材２７をシャッタ片１３の底面１３Ｌに対して開けた、一定の間隔は、分割食品生地１９の頭部１９Ｕを成形調整するため、使用する食品生地３の性状に応じて任意に設定することができる。また、保持部材２７はシャッタ片１３が分割食品生地１９を分割する直前まで分割食品生地１９を保持する例で示したが、保持部材が、シャッタ片１３が分割食品生地１９を分割する直前か同時かまたは、直後まで保持するかどうかの調節を行なうことによっても、上記した分割食品生地１９の頭部１９Ｕの成形調整を行なう事ができる。

また、上記実施例においては、搬出コンベヤ１１の搬送面１１Ｕに分割食品生地１９の一部が載置され、搬送された状態にて成形する場合について説明したが、シャッタ片１３と搬出コンベヤ１１の搬送面１１Ｕの間隔を比較的大きく備え、搬送動作を一時的に停止した状態にて分割食品生地１９を分割成形する場合には、分割食品生地１９の重量は比較的に重くなり、その自重により分割食品生地１９の頭部１９Ｕは引き延ばされ突起部２０が形成される。このような場合においても、シャッタ装置７の下方に保持装置を備えることにより頭部１９Ｕの突起部２０の形成を防止することができる。

１ 食品成形装置
３ 食品生地
５ 搬送コンベヤ
７ シャッタ装置
９ 保持装置
１１ 搬出コンベヤ
１２ 制御装置
１３ シャッタ片
１７ シャッタ開口
１９ 分割食品生地
２３ アクチュエータ
２７ 保持部材
５０ 食品成形装置
５３ 生地供給装置
５５ ノズル装置
５９ 保持装置
６３ 保持部材
７５ アクチュエータ

Claims (5)

1. 上方より供給される連続する食品生地をシャッタ装置で切断し分割食品生地を成形する食品成形方法であって、
   前記シャッタ装置の下方に一定の間隔を開けて備えられた保持装置により、分割される前の分割食品生地を径方向から挟持して前記分割食品生地を保持することを特徴とする該食品成形方法。
2. 請求項１に記載の食品成形方法であって、
   前記保持装置は、前記シャッタ装置が前記食品生地に接して切断動作を開始した後に、分割される前の前記分割食品生地の保持を開始し、前記シャッタ装置が前記食品生地を切断して前記分割食品生地を分割する前に、分割される前の前記分割食品生地を開放することを特徴とする該食品成形方法。
3. 連続する食品生地を下方に供給する食品生地供給装置と、供給される前記食品生地を切断し分割食品生地を分割するシャッタ装置とを備えた食品成形装置であって、
   分割される前の分割食品生地を径方向から挟持して前記分割食品生地を保持する保持装置を前記シャッタ装置の下方に一定の間隔を開けて備えたことを特徴とする該食品成形装置。
4. 請求項３に記載の食品成形装置であって、
   前記保持装置は、前記シャッタ装置による前記食品生地の切断動作に対応して、分割される前の前記分割食品生地の保持開始時期と開放時期とを調節可能に備えられたことを特徴とする該食品成形装置。
5. 請求項４に記載の食品成形装置であって、
   前記保持開始時期を前記シャッタ装置が前記食品生地に接して切断動作を開始した後とし、前記開放時期を前記シャッタ装置が前記食品生地を切断して前記分割食品生地を分割する前に設定したことを特徴とする該食品成形装置。