JP2015002685A

JP2015002685A - 定量供給装置及び定量供給方法

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Publication number: JP2015002685A
Application number: JP2013128591A
Authority: JP
Inventors: 知典橋立; Tomonori Hashidate; 弘美伊藤; Hiromi Ito; 雄二高山; Yuji Takayama; 明信桝田; Akinobu Masuda
Original assignee: Nippon Suisan Kaisha Ltd
Current assignee: Nissui Corp
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2015-01-08

Abstract

【課題】本発明は、流動性を有する高粘度の食品原料であっても、定量性に優れ、省スペースでメンテナンスも容易な定量供給装置及び定量供給方法を提供する。
【解決手段】
本発明に係る定量供給装置１０は、流動性を有する高粘度の食品原料Ｇを、歯車ポンプ３を間欠回転させて吐出口５４ａ，５４ｂへ所定量ずつ送り出すことを特徴とする。吐出口５４ａ，５４ｂで食品原料Ｇに圧縮エアを吹き付けて食品原料を切断する切断器６をさらに有する。歯車ポンプ３へ食品原料Ｇを供給する供給経路に、所定量以上の食品原料Ｇを収容可能な容積を有する蓄圧器２をさらに有する。食品原料Ｇは、竹輪の原料であることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、流動性を有するが高粘度の素材、特に食品原料の定量供給装置及び定量供給方法に関する。

流動性を有する高粘度の食品原料としては、例えば、練り製品の原料である魚肉類や畜肉類などの練り肉、パン、クッキーなど小麦粉練り製品の生地などがあり、これら原料を用いた製品は機械式で量産が行われている。

このような流動性を有するが高粘度の食品原料を用いて所定形状の食品に加工する場合には、所定量に精度よく分配する定量供給装置が必要とされている。

例えば、魚肉の練り製品である竹輪の製造装置として、１組の押込みローラを用いて素材充填部に充填して所定量ずつ竹輪成形ドラムに供給する供給装置（例えば特許文献１参照。）や、連続的に押し出し穴から押し出される原料を切断ワイヤによって所定間隔で切断する定寸切断装置（例えば特許文献２参照。）などが提案されている。

特許文献１の供給装置は、製品の量に合わせて設定された所定量ずつ素材充填部に充填する方式であるが、生産性を考慮して素材充填部を多数設けると装置が複雑化し、装置の清掃やメンテナスも容易ではない。

特許文献２の定寸切断装置は、常時連続して原料を押し出す構造のため、柔らかい原料になると一定の形状及び一定の量で押し出すことができず、切断する前に原料がのびる、あるいは切れて落下するなどの不具合があり、実用的ではなかった。

実開平０６−０２３４９０号公報実開昭６３−１１６０８８号公報

本発明は、流動性を有する高粘度の食品原料の定量供給装置を提供することを課題とする。特に流動性を有する高粘度の食品原料であっても、定量性に優れ、省スペースでメンテナンスも容易な定量供給装置及び定量供給方法を提供することを課題とする。

本発明は、以下の（１）〜（５）の定量供給装置及び（６）〜（１０）の定量供給方法を要旨とする。

（１）流動性を有する高粘度の食品原料を、歯車ポンプを間欠回転させて吐出口へ所定量ずつ送り出すことを特徴とする、定量供給装置。

（２）前記（１）において、
前記吐出口で食品原料に圧縮エアを吹き付けて食品原料を切断する切断器をさらに有することを特徴とする、定量供給装置。

（３）前記（１）または前記（２）において、
前記歯車ポンプへ食品原料を供給する供給経路に、前記所定量以上の食品原料を収容可能な容積を有する蓄圧器をさらに有することを特徴とする、定量供給装置。

（４）前記（１）乃至前記（３）のいずれか１項において
前記吐出口は、第１吐出口と第２吐出口とを有し、
前記歯車ポンプから食品原料が送られてくる第１流路と、前記第１吐出口へ食品原料を送り出す第２流路と、前記第２吐出口へ食品原料を送り出す第３流路と、該第１流路から送られてくる食品原料を該第２流路と該第３流路に分配する弁と、を有する分流器をさらに有し、
前記分流器は、前記弁の位置を変更することで前記第２流路に送る食品原料と前記第３流路とに送る食品原料とに分配することを特徴とする、定量供給装置。

（５）前記（１）乃至前記（４）のいずれか１項において、
前記食品原料は、練り製品の原料であることを特徴とする、定量供給装置。

（６）流動性を有する高粘度の食品原料を、歯車ポンプを間欠回転させて吐出口へ所定量ずつ送り出すことを特徴とする、定量供給方法。

（７）前記（６）において、
前記吐出口で食品原料に圧縮エアを吹き付けて食品原料を切断する切断器をさらに有することを特徴とする、定量供給方法。

（８）前記（６）または前記（７）において、
前記歯車ポンプへ食品原料を供給する供給経路に、前記所定量以上の食品原料を収容可能な容積を有する蓄圧器をさらに有することを特徴とする、定量供給方法。

（９）前記（６）乃至前記（８）のいずれか１項において
前記吐出口は、第１吐出口と第２吐出口とを有し、
前記歯車ポンプから食品原料が送られてくる第１流路と、前記第１吐出口へ食品原料を送り出す第２流路と、前記第２吐出口へ食品原料を送り出す第３流路と、該第１流路から送られてくる食品原料を該第２流路と該第３流路に分配する弁と、を有する分流器をさらに有し、
前記分流器は、前記弁の位置を変更することで前記第２流路に送る食品原料と前記第３流路とに送る食品原料とに分配することを特徴とする、定量供給方法。

（１０）前記（６）乃至前記（９）のいずれか１項において、
前記食品原料は、練り製品の原料であることを特徴とする、定量供給方法。

本発明によれば、流動性を有する高粘度の食品原料を所定量ずつ、また、一定の定型性をもって供給することができ、省スペースでメンテナンスも容易な定量供給装置及び定量供給方法を提供することができる。

定量供給装置を用いた竹輪成形装置の側面図である。定量供給装置を斜め上から見た斜視図である。定量供給装置のブロック図である。定量供給装置の正面から見た縦断面図である。定量供給装置のノズル及び切断器の斜視図である。定量供給装置のノズル及び切断器の縦断面図である。定量供給装置のノズル及び切断器の正面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の一実施の形態に係る定量供給装置及び定量供給方法は、流動性を有する高粘度の食品原料を、歯車ポンプを間欠回転させて吐出口へ所定量ずつ送り出すことを特徴とする。

本発明の流動性を有する高粘度の食品原料としては、例えば、練り製品の原料である魚肉類や畜肉類などの練り肉、パンやクッキー、麺類などの小麦粉練り製品の生地などを挙げることができる。特に定量性だけでなく、一定の形状のノズルから押出して、一定の形状であることが必要な食品に適する。ノズルの出口の形状は細長く板状の形状で押出すものに適している。

魚肉類の練り製品としては、例えば、竹輪、さつま揚げ、ごぼう巻、カニかまぼこ、魚肉ハム、魚肉ソーセージ、はんぺん、かまぼこなどを挙げることができる。

畜肉類の練り製品としては、例えば、畜肉ソーセージ、畜肉ハム、ミートボール、ハンバーグ、ミートローフなどを挙げることができる。

本発明の定量供給装置の一態様について、竹輪成形装置１の図面を用いて詳細に説明する。

図１は、定量供給装置１０を用いた竹輪成形装置１の側面図である。図２は、定量供給装置１０を斜め上から見た斜視図である。図３は、定量供給装置１０のブロック図である。図４は、定量供給装置１０の正面から見た縦断図である。

図１に示すように、竹輪成形装置１は、図の右側から圧送装置１５、串収容装置１６、定量供給装置１０、串供給装置１８、成型ドラム１１、串回転用ベルト装置１３、及び串送り装置１２を備えている。

竹輪の原料Ｇは、流動性を有する高粘度の食品原料である。原料Ｇは、圧送装置１５に投入すると、圧送装置１５内のポンプによってパイプ１７内を所定の圧力（例えば、０．１ＭＰａ程度）で移送される。パイプ１７は定量供給装置１０に接続され、原料Ｇはパイプ１７から定量供給装置１０に供給される。定量供給装置１０のノズル部５から押し出された原料Ｇは、回転する金属製の串１４に巻き付き、串１４と共に成型ドラム１１上を転がりながら所定の形状に成形される。

串１４は、串収容装置１６から串供給装置１８に送られ、串供給装置１８から成型ドラム１１の周囲を移動する串移送用係止爪に移し替えられて成型ドラム１１の外周に沿って回転しながら移動する。串移動係止爪は、串送り装置１２によって成型ドラム１１の周速よりも少し遅い周速で移動する。また、串１４は、成型ドラム１１の外周を移動する際に、串回転用ベルト装置１３によって成型ドラム１１の回転方向とは逆方向に回転する。

図２に示すように、定量供給装置１０は、蓄圧器２、歯車ポンプ３、分流器４、ノズル部５、及び切断器６を備える。定量供給装置１０を動作させることによって、本実施の形態の定量供給方法を実施することができる。なお、図２において、成型ドラム１１はその一部を簡略化して示し、串１４、串回転用ベルト装置１３、定量供給装置１０の架台など
は省略している。

図３に示すように、制御部７は、串供給装置１８から原料Ｇが串１４に巻き付くまでの間の所定位置に設けられた串位置センサ７０から串１４が所定位置に移動したことを検知する信号を受けて、操作部７１であらかじめ設定されたタイミングでモータ３０が所定量回転する指令を出力し、モータ３０の回転終了の信号を受けて切断器５から圧縮エアを吹出す指令を出力する。

図４に示すように、蓄圧器２は、パイプ１７から送られる原料Ｇを収容可能な密閉容器である。蓄圧器２は、供給口２０（図１、図２参照）、圧力計２１（図１、図２参照）、及び本体２２を有する。供給口２０にはパイプ１７が接続され、原料Ｇが本体２２内に供給される。圧力計２１は、本体２２内の圧力を計測している。従来と異なり、原料Ｇは歯車ポンプ３で間欠的に、しかも素早く送り出されるため、圧送装置１５の圧力だけでは原料Ｇの歯車ポンプ３への供給が一定の圧力にならず脈打つような供給になるおそれがあるが、蓄圧器２を設けることによって歯車ポンプ３へ原料Ｇを安定に供給することができる。圧送装置１５の流量が十分に大きい場合は、必ずしも蓄圧器２は必要ではないが、蓄圧器２を備えることにより、歯車ポンプ３による原料Ｇの送り出し速度をいろいろに変化させても常に安定供給することができる。

蓄圧器２の本体２２の内容量は、少なくとも歯車ポンプ３が原料Ｇを送り出す１回分（本実施の形態では竹輪２本分）の量よりも多く収容することができる容量が好ましい。原料Ｇの量が変動しても、蓄圧器２内部の空気を閉じ込めておくことができる状態にしておくことが必要である。原料Ｇはパイプ１７から本体２２内に送り込まれると本体２２内の空気を押し上げて圧縮し、歯車ポンプ３が回転すると本体２２内で圧縮されていた空気圧によって押圧しながらパイプ２３へと原料Ｇを確実に送り出すことができる。したがって、蓄圧器２は、歯車ポンプ３の間欠回転によって生じる原料Ｇを送る圧力の脈動を抑えることができる。

歯車ポンプ３は、モータ３０（図１、図２参照）、駆動歯車３１、被動歯車３２、吸込口３３、ポンプ吐出口３４、及びケーシング３５を有する。ケーシング３５には蓄圧器２のパイプ２３に接続された原料Ｇの入口である吸込口３３と、吸込口３３に対向する側に原料Ｇの出口であるポンプ吐出口３４と、吸込口３３とポンプ吐出口３４との間に駆動歯車３１及び被動歯車３２が配置されている。駆動歯車３１は、モータ３０によって回転することができる。

制御部７の指令を受けると、モータ３０が駆動すると、駆動歯車３１が回転し、噛み合いによって被動歯車３２も回転し、吸込口３３から原料Ｇをケーシング３５内に引き込み、そしてポンプ吐出口３４から押し出す。モータ３０が駆動している間、歯車ポンプ３は原料Ｇを連続的に押し出す。そして、制御部７の指令による１動作分の所定量の回転が終了するとモータ３０が停止して原料Ｇの押し出しも停止する。モータ３０の１動作、すなわち歯車ポンプ３の１回の動作によって送り出される原料Ｇは、ノズル部５から串１４に巻き付く１回分の量であり、本実施の形態においては成型ドラム１１が２列あり、１回で串１４に２ヶ所で巻き付くため、竹輪２本分が正確に押し出される。

串１４が間隔をあけて成型ドラム１１の周囲を移動するので、歯車ポンプ３は串１４が成型ドラム１１の所定位置に達するたびに間欠的に動作する。したがって、従来のように連続してノズルから押し出す場合に比べて、高速で原料Ｇを吐出するため、例えば原料Ｇが柔らかい場合であっても途中でのびたり、切れたりすることなく、竹輪１本分の原料Ｇを吐出することができる。

モータ３０は、ステッピングモータまたはサーボモータを採用することができ、より正確な原料Ｇの定量制御のためにサーボモータが好ましい。

駆動歯車３１と被動歯車３２は、平行の回転軸を有し、平歯車、はすば歯車、やまば歯車などを用いることができ、特に、高粘度の流体を定量的に輸送するためにはやまば歯車を用いることが好ましい。

分流器４は、本実施の形態のように１回で串１４に対して複数本（例えば２本）の原料Ｇをノズル部５から吐出させる場合に有用である。分流器４は、第１パイプ４０、第２パイプ４１、第３パイプ４２、弁４３、第１流路４４、第２流路４５、第３流路４６、及び分流室４７を有する。

歯車ポンプ３のポンプ吐出口３４に接続された第１パイプ４０は原料Ｇを第１流路４４に導き、第１流路４４に挑んで配置された弁４３は原料Ｇを第２流路４５と第３流路４６に正確に同じ量で分配する。弁４３は、第１流路４４、第２流路４５及び第３流路４６に対して開口する分流室４７内に配置され、第２流路４５側または第３流路４６側に傾けることで各流路に流れる量を適宜調節することができる。

第２流路４５と第３流路４６に分配された原料Ｇは、第２パイプ４１と第３パイプ４２に流れてノズル部５へと導かれる。

ノズル部５は、第１ノズル５０と第２ノズル５１とを有する。第１ノズル５０は、第２パイプ４１に接続し、第１吐出口５４ａから成型ドラム１１の表面に向かって原料Ｇを吐出する。第２ノズル５１は、第３パイプ４２に接続し、第２吐出口５４ｂから成型ドラム１１の表面に向かって原料Ｇを吐出する。

切断器６は、圧縮されたエアを吹出すことで原料Ｇを切断するいわゆるエアカッターであって、第１本体６０ａと第２本体６０ｂとを有する。第１本体６０ａは、第１ノズル５０の先端であって第１吐出口５４ａの上部に固定されている。第２本体６０ｂは、第２ノズル５１の先端であって第２吐出口５４ｂの上部に固定されている。

次に、ノズル部５及び切断器６について、図５〜図７を用いてさらに詳細に説明する。

図５は、定量供給装置１０のノズル部５及び切断器６の斜視図である。図６は、定量供給装置１０のノズル部５及び切断器６の縦断面図である。図７は、定量供給装置１０のノズル部５及び切断器６の正面図である。

図５〜図７には、ノズル部５の一方の第１ノズル５０及び切断器６の一方の第１本体６０ａが示されているが、第２ノズル５１及び第２本体６０ｂも基本的な構成は同じであるので第２ノズル５１及び第２本体６０ｂについては説明を省略する。

図６に示すように、第１ノズル５０は、ノズル本体５２、接続口５３、第１吐出口５４ａ、及び流路５５を有する。ノズル本体５２は、第２パイプ４１に接続される接続口５３から第１吐出口５４ａへと貫通する管体である。第１吐出口５４ａは、吹出し口６１よりも前方（図６の右側）に底壁と両側壁が突出し、吹出し口６１から出た圧縮エアは矢印で示すように第１突出口５４ａの底壁及び両側壁に当たって前方へ流れながら原料を切断する。そのため、圧縮エアが当たることによる第１突出口５４ａにおける原料の飛び散りを防止するとともに、第１突出口５４ａに原料が付着することを防止する。

原料Ｇは、まず接続口５３に第２パイプ４１の太さで供給され、ノズル本体５２の前方
へ移動するにしたがって薄く幅広に変形し、第１吐出口５４ａから串１４に巻き付かせる際の幅と高さに整えられた薄板形状で吐出する。第１吐出口５４ａの幅は製品である竹輪の長さと略同じであり、第１吐出口５４ａの高さは竹輪の厚さと略同じである。

切断器６は、第１本体６０ａ、吹出し口６１、エア供給口６２、第１部材６３、第２部材６４、及び溝６５を有する。第１本体６０ａは、２枚の板材である第１部材６３と第２部材６４で構成されている。第１部材６３の背面には２つのエア供給口６２が開口している。第２部材６４の第１部材６３と対向する面には吹出し口６１の幅で溝６５が形成されている。溝６５は、第１部材６３と第２部材６４とが３箇所のネジで接合した状態で、エア供給口６２から吹出し口６１まで連続するエア流路を形成する。吹出し口６１は、第１吐出口５４ａの幅よりもわずかに広い幅を有するスリットである。

図５及び図７に示すように、２箇所のエア供給口６２へ供給された圧縮エアは、溝６５に導かれて吹出し口６１から第１吐出口５４ａの原料Ｇに向かって勢いよく吹出す。２つのエア供給口６２は、第１本体６０ａに幅方向に所定の間隔を隔てて設けられている。２つのエア供給口６２は、例えば、第１吐出口５４ａの両端部付近の上方に配置されることができる。このように所定の間隔を隔てた２つのエア供給口６２を設けることにより、第１吐出口５４ａの両端部付近に原料Ｇを残すことなく確実に切断することができる。

吹出し口６１から圧縮エアを吹出すタイミングは、図３に示した操作部７１で適宜設定することができ、例えば、モータ３０の回転停止と同時にまたはわずかな遅延時間の後に切断器６をＯＮにして圧縮エアを吹出すことができる。図３では単に切断器６として示したが、具体的にはエア供給口６２に接続された圧縮エアのラインの途中に設けられた電磁弁を、制御部７の指令により一定時間開くように指令することで切断器６を動作させることができる。

例えば、吹出し口６１から圧縮エアを吹出すことによって、歯車ポンプ３によって一定量（各ノズル部５に対して竹輪１本分の原料）が第１吐出口５４ａから吐出されると、その一定量の原料の終端がちょうど吹出し口６１にあるため、一定量ずつ切断することができる。したがって、順次運ばれてくる串１４に合わせて、各吹出し口６１から竹輪１本分の原料Ｇを間欠的に吐出・切断することにより、竹輪の原料Ｇを串１４に順次巻き付けることができる。

本実施の形態の定量供給装置１０及び定量供給方法によれば、流動性を有する高粘度の食品原料Ｇを所定量ずつ供給することができる。また、本実施の形態の定量供給装置１０及び定量供給方法によれば、従来の素材充填部を用いる供給装置に比べて省スペースであり、メンテナンスも容易である。

なお、上記のように本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。例えば、本実施の形態の定量供給装置は、竹輪成形装置に用いる態様について説明したが、上述した他の原料を用いる製造装置に適用することができる。

１竹輪成形装置、２蓄圧器、３歯車ポンプ、４分流器、５ノズル部、６切断器、７制御部、１０定量供給装置、１１成型ドラム、１２串送り装置、１３串回転用ベルト装置、１４串、１５圧送装置、１６串収容装置、１７パイプ、１８串供給装置、２０供給口、２１圧力計、２２本体、２３パイプ、３０モータ、３１駆動歯車、３２被動歯車、３３吸込口、３４ポンプ吐出口、３５ケーシング、４０第１パイプ、４１第２パイプ、４２第３パイプ、４３弁、４４第
１流路、４５第２流路、４６第３流路、４７分流室、５０第１ノズル、５１第２ノズル、５２ノズル本体、５３接続口、５４ａ第１吐出口、５４ｂ第２吐出口、５５流路、６０ａ，６０ｂ第１本体、第２本体、６１吹出し口、６２エア供給口、６３第１部材、６４第２部材、６５溝、７０串位置センサ、７１操作部、Ｇ原料

Claims

流動性を有する高粘度の食品原料を、歯車ポンプを間欠回転させて吐出口へ所定量ずつ送り出すことを特徴とする、定量供給装置。
請求項１において、
前記吐出口で食品原料に圧縮エアを吹き付けて食品原料を切断する切断器をさらに有することを特徴とする、定量供給装置。
請求項１または２において、
前記歯車ポンプへ食品原料を供給する供給経路に、前記所定量以上の食品原料を収容可能な容積を有する蓄圧器をさらに有することを特徴とする、定量供給装置。
請求項１乃至３のいずれか１項において
前記吐出口は、第１吐出口と第２吐出口とを有し、
前記歯車ポンプから食品原料が送られてくる第１流路と、前記第１吐出口へ食品原料を送り出す第２流路と、前記第２吐出口へ食品原料を送り出す第３流路と、該第１流路から送られてくる食品原料を該第２流路と該第３流路に分配する弁と、を有する分流器をさらに有し、
前記分流器は、前記弁の位置を変更することで前記第２流路に送る食品原料と前記第３流路とに送る食品原料とに分配することを特徴とする、定量供給装置。
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記食品原料は、練り製品の原料であることを特徴とする、定量供給装置。
流動性を有する高粘度の食品原料を、歯車ポンプを間欠回転させて吐出口へ所定量ずつ送り出すことを特徴とする、定量供給方法。
請求項６において、
前記吐出口で食品原料に圧縮エアを吹き付けて食品原料を切断する切断器をさらに有することを特徴とする、定量供給方法。
請求項６または７において、
前記歯車ポンプへ食品原料を供給する供給経路に、前記所定量以上の食品原料を収容可能な容積を有する蓄圧器をさらに有することを特徴とする、定量供給方法。
請求項６乃至８のいずれか１項において
前記吐出口は、第１吐出口と第２吐出口とを有し、
前記歯車ポンプから食品原料が送られてくる第１流路と、前記第１吐出口へ食品原料を送り出す第２流路と、前記第２吐出口へ食品原料を送り出す第３流路と、該第１流路から送られてくる食品原料を該第２流路と該第３流路に分配する弁と、を有する分流器をさらに有し、
前記分流器は、前記弁の位置を変更することで前記第２流路に送る食品原料と前記第３流路とに送る食品原料とに分配することを特徴とする、定量供給方法。
請求項６乃至９のいずれか１項において、
前記食品原料は、練り製品の原料であることを特徴とする、定量供給方法。