JP2019509903A - 製品のスライス装置および方法 - Google Patents

Abstract

食品を含む製品をスライスする装置および方法が提供される。該装置(10)は、周囲に複数のナイフアセンブリと、前記ナイフアセンブリの１つに対して、切断ヘッド(50,150)の周方向にそれぞれ配置される複数の内面とを備え、該内面は、前記ナイフアセンブリの１つの前側で、かつ、前記ナイフアセンブリの別の１つの後側に配置されている、切断ヘッド(50,150)を備える。前記ナイフアセンブリのそれぞれは、径方向内側に伸長し、ゲート開口部(78)を形成する刃部(52)を備える。前記内面のそれぞれは、該内面に形成され、該内面の前縁から後縁までの内面のうちの大半を横断し、該内面と後続する刃部(52)との間のゲート開口部(78)の１つに流体的に接続する、複数の連続的な流路(72,74,172,274,374,474,574,674,774)を有する。

Description

本発明は、製品のスライス装置および方法に関する。具体的には、製品をスライス状にスライスするのに適した少なくとも１つの刃部を備え、スライス中に製品の安定性を向上させるよう構成された、切断ヘッドに関する。

野菜、果実、乳製品、肉製品などの食品をスライスし、細断し、粉砕するためのさまざまな装置が知られている。このような目的に広く使用されている装置は、アーシェル・ラボラトリーズ・インク．（Urschel Laboratories, Inc.）から、「アーシェル・モデル・ＣＣ（Urschel Model CC）（登録商標）」のブランド名で市販されている。図１は、そのシリーズの製品の１つを示している。モデル・ＣＣ・シリーズには、遠心タイプのスライサを備えたバージョンがあり、このバージョンでは、さまざまな食品のスライス、皮むき、細断、および粉砕を均一に、高い生産能力で行うことができる。ポテトチップス用にジャガイモのスライスを生産する際には、モデル・ＣＣ・シリーズの装置は、略球形のジャガイモを使用して、所望の円形状のチップを、スクラップ量を最小限にしつつ、生産することが可能である。

図１に概略的に示したモデル・ＣＣ・シリーズの装置１０は、ギアボックス１６上にあるサポートリング１５に取り付けられた切断ヘッド１２を有する。ハウジング１８には、ギアボックス１６に連結されたシャフトが備えられており、このシャフトによって、インペラ１４が切断ヘッド１２内で切断ヘッド１２の軸１７を中心に回転する。製品は、切断ヘッド１２上に設けられた供給ホッパ１１を通して切断ヘッド１２およびインペラ１４に運ばれる。作動時に、インペラ１４は、切断ヘッド１２内に、切断ヘッド１２と同軸に取り付けられる。切断ヘッド１２は、略環状（円筒状）であり、その周囲には、切断刃部（図示せず）が取り付けられている。切断ヘッド１２が静止した状態で、インペラ１４が切断ヘッド１２内で回転する。製品はホッパ１１によりインペラ１４の中間に運ばれ、遠心力により製品は外方に移動し、切断ヘッド１２の刃部との係合部へと運ばれる。モデル・ＣＣシリーズの構成および操作のさらに詳細な説明は、その改良された実施形態も含め、米国特許第５，６９４，８２４号公報および第６，９６８，７６５号公報に記載されており、これらの内容は、すべて参照により本明細書に組み込まれるものとする。

図２は切断ヘッド１２の斜視図であり、図３および図４は、それぞれ図１に示したモデル・ＣＣ・シリーズに適用できるインペラ１４の斜視図および断面図である。図２に示すように、切断ヘッド１２のそれぞれの刃部１３は、切断ヘッド１２内のインペラ１４の回転方向とは実質的に逆方向に、切断ヘッド１２の内部に向けて径方向内側に突出する。刃部１３の径方向で最も内側に刃先が形成される。図３および図４に示すように、インペラ１４には、実質的に径方向を向いたパドル２８が底面３０と上部リング３２との間に備えられている。上部リング３２は、図４においては、インペラ１４の内部およびパドル２８の向きが明らかになるように省略されている。円錐台状のフランジ３４は、上部リング３２から実質的に軸方向に伸長し、食品がインペラ１４に進入する際に通過する開口部３６を形成する。パドル２８は、インペラ１４の回転にしたがって、製品４０（たとえば、ジャガイモ）に係合して、切断ヘッド１２の刃部１３の方向に導く面３８を有する。

図２に示すように、切断ヘッド１２は、下部サポートリング１８、上部サポートリング２０、および、周方向に間隔をあけて配置された複数のサポートセグメント（シュー）２２を備える。切断ヘッド１２の刃部１３は、クランプ留めアセンブリ２６によって、シュー２２にそれぞれ固定される。それぞれのクランプ留めアセンブリ２６は、シュー２２の径方向内面側に取り付けられたナイフホルダ２６Ａと、シュー２２の径方向外面側に取り付けられ、刃部１３をナイフホルダ２６Ａに固定するためのクランプ２６Ｂとを備える。図示の例では、シュー２２は、下部サポートリング１８と上部サポートリング２０にボルト２５により固定されている。シュー２２には、下部サポートリング１８と上部サポートリング２０にそれぞれ形成された孔に係合する、図示しない同軸のピボットピンが備えられている。シュー２２のピンを軸として旋回させて、シュー２２の向きを調節することにより、切断ヘッド１２の軸に対する刃部１３の刃先の径方向位置を変化させて、切断される食品のスライス厚さを調節することが可能となっている。一例では、ピボットピンの周方向後側に配置された、調節スクリュおよび／またはピン２４によって、このような調節がなされる。図２に示すように、それぞれのシュー２２には、ゲートインサート２３が任意的に取り付けられる。切断される食品は、次に来るシュー２２に取り付けられた刃部１３に接触する前に、ゲートインサート２３と交差する。それぞれのゲートインサート２３とこれに対応する刃部１３は、ゲート開口部を形成する。このゲート開口部の幅は、ナイフケージング４０の刃先に向かうように、あるいは、この刃先から離れるように、シュー２２を旋回させることにより、調整することができる。すなわち、刃部１３により生産されるそれぞれのスライスの厚さは、ゲート開口部により決定される。具体的には、刃部１３の刃先と隣接するゲートインサート２３の後縁との間の径方向距離により決定される。ここで、「後側」は、切断ヘッドとともに組み立てられたインペラの回転方向において、他の位置の次に来る、あるいは後に来る、切断ヘッド上の位置を意味する。「前側」は、インペラの回転とは反対方向において、他の位置よりも前側にある、あるいは先行する、切断ヘッド上の位置を意味する。

図２では、刃部１３は、食品がフラットにスライスされるように直線状の刃先を備えるが、食品をスライス、皮むき、細断、および粉砕したりするための他の形状の刃先をモデル・ＣＣ・シリーズに適用することもできる。非限定的な例として、たとえば、刃部が、刃に対して垂直方向から見て、ピークと谷が周期的に連続するパターンを形成する形状の刃先を備えることもできる。より具体的には、鋭角なピークと谷が連続する周期的パターンや、より丸いピークと谷が連続する波形あるいは正弦波からなる周期的パターンが採用可能である。それぞれの刃部のピークと谷を、先行する直近の刃部のピークと谷とに整合させることにより、一方の表面のピークと他方の表面の谷が一致するスライス形状となり、厚さが実質的に同じであり、断面が鋭角なピークと谷から構成される形状（Ｖスライス）あるいは波形あるいは正弦波から構成される形状（波状スライス）などの周期パターン形状の食品が得られる。あるいは、それぞれの刃部のピークを、先行する直近の刃部の谷と整合させることにより、製品を細断することができる。また、周期的パターン形状の刃部の配置を意図的にずらして、たとえば、９０度などの交差角度で製品を交差カットすることによって、製品を格子切りすることもできる。さらに、細断された製品や粒子状の製品は、刃部の下流に設けた追加的な刃部および／または切断ホイールを用いることにより生産することができる。その製品の用途によって、スライス、細断、格子切りなどから適切な切断形状が選択される。

平形ゲートインサートは、さまざまなスライス用途に一般的に用いられているが、図２に示したゲートインサート２３は、起立縁を備えた複数のリブを有し、このリブによりそれぞれの刃部１３よりも前に配置される開口部の列が形成され、これらの開口部を通じて、石、砂、その他の破片が、刃部およびナイフホルダ２６Ａを損傷することなく切断ヘッド１２から排出される。米国特許出願公開第２０１４／０００７７５１号公報において教示されているように、振幅が大きい波形を有するポテトチップスの位相合わせを促進するために、スライスしている間、製品の位置合わせを維持する目的で、振幅が大きい波形のシューとゲートインサートとともに、振幅が大きい波形を有する刃部が用いられる。

図１〜図４に示されている、モデル・ＣＣ・シリーズは、さまざまな種類の食品をスライスするのに適している。それでも、特定の操作条件が、厚さの均一なスライスを高い生産性をもって生産する能力に影響を与える。たとえば、図５は、図２に示した切断ヘッドの４つのシュー部と、スライス作業中に生産されたスライス４２の厚さを変化させうる条件を模式的に示す。水は潤滑流体として食品加工装置において一般的に用いられており、スライス作業前および作業中に、製品４０（ジャガイモとして示す）とシュー２２とゲートインサート２３との間において、ハイドロプレーニング現象による効果がある程度生じる。ある程度のハイドロプレーニング現象の発生は、製品４０とシュー２２の内側面とゲートインサート２３との間で水を潤滑剤として機能させるという意図と一致し、好ましい。しかしながら、節水して、廃水量を低減させて、工程の環境性を向上させるために、このような装置で利用される水を再利用する傾向が高まってきている。特に、ジャガイモ、その他のデンプン質食品をスライスする際に利用された水は、結果的に、水の粘度を増加させるデンプンを多量に含むことになるため、水はシュー２２およびゲートインサート２３の表面上で研磨剤として機能する。図５は、製品４０と切断ヘッド１２との間に存在する、比較的厚いウォータフィルム４４を示している。図５の詳細図から明らかなように、ウォータフィルム４４は、特に製品４０とゲートインサート２３のリブ４６との間に存在する。このようなウォータフィルム４４は、製品４０がシュー２２およびインサート２３と接触する際に、製品４０を不安定化させるには十分なハイドロプレーニング現象を生じさせ、スライス４２の厚さを変化させてしまう。スライスにおける厚さの変化は、非常にわずかなものであったとしても、フライドポテトまたはベイクドポテトなどの所定の製品に要求される均一性に重大な影響を与え、たとえば、個別のチップに過調理および／または調理不十分な領域を存在させる可能性がある。

本発明は、製品をスライスするのに好適な装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の製品スライス用装置は、軸方向を定義する軸を備える環状の切断ヘッドと、該切断ヘッドの周囲に配置されたナイフアセンブリと、および、前記ナイフアセンブリの対応する１つに対して該切断ヘッドの第１の周方向にそれぞれに配置された円弧形状の内面を備え、前記内面のそれぞれは、前記ナイフアセンブリの１つの前側に位置し、かつ、前記ナイフアセンブリの異なる１つの後側に位置する。前記ナイフアセンブリのそれぞれは、フラットな刃部と、該刃部を前記切断ヘッドに固定する手段を備える。前記刃部のそれぞれは、径方向内方かつ第１の周方向に伸長してゲート開口部を形成し、平行に切断され均一な厚さを有する製品スライスを製造する。前記内面のそれぞれは、前縁に隣接する位置から後縁までの該内面の少なくとも大半を横断し、かつ、該内面と該内面の後側にある前記刃部との間の前記ゲート開口部の１つに流体接続される、複数の連続的な流路を有する。

本発明の別の態様の装置は、該切断ヘッド内に同軸に取り付けられ、該切断ヘッドの軸回りに、該切断ヘッドの第１の周方向に対して反対方向に回転するインペラをさらに備える。かかる装置の使用方法は、インペラを回転させ、該インペラに潤滑流体を供給し、該インペラに製品を供給して、該製品を前記切断ヘッドに向けて径方向外方に送り出し、前記切断ヘッドの前記刃部により前記製品をスライスして、平行に切断され均一な厚さを有する製品スライスを生産する工程を備える。

本発明の他の態様は、切断ヘッドを通過し、前記製品がジャガイモなどのデンプン質食品であることに起因して、デンプンが存在する、潤滑流体の再利用を含む。

上述した装置および方法の技術的効果は、特に潤滑剤が再利用水を含み、製品がデンプン質食品である場合に、シューおよびゲートインサートの表面における潤滑フィルムの厚さを低減させることにより、スライスの厚さのバラツキを低減させることにある。

本発明の他の態様および利点は、以下の詳細な説明により明らかにされる。

図１は、従来のスライス装置の一例を示す部分断面側面図である。 図２は、図１に示したスライス装置に適用可能な切断ヘッドの一例を示す斜視図である。 図３は、図１に示したスライス装置および図２に示した切断ヘッドとともに使用可能なインペラを示す斜視図である。 図４は、図３に示したインペラを示し、図２に示した切断ヘッドに向かって径方向外方に製品が移動する回転を示す切断図である。 図５は、図１〜図４に示した装置、切断ヘッド、およびインペラに生じる動作状態を模式的に示した図である。 図６は、本発明の非限定的な実施形態による切断ヘッドであって、図１に示すスライス装置と、図３および図４に示すインペラに使用可能な切断ヘッドを示す図である。 図７は、図６に示した切断ヘッドのより詳細なシューおよびゲートインサートを示す部分図である。 図８は、図６および図７に示した切断ヘッドのシューの１つを取り出して示す図である。 図９は、図６および図７に類似するが、代替構造のゲートインサートを備える切断ヘッドの詳細な部分図である。 図１０は、図６〜図９に示したシューと、図９に示したゲートインサートを備える切断ヘッドの動作状態を模式的に示す図である。 図１１Ａ〜Ｄは、図６の切断ヘッドおよび図６〜図９のゲートインサートに適用可能な、代替構造のシューを示す図である。 図１２ＡおよびＢは、図６の切断ヘッドおよび図６〜図９のゲートインサートに適用可能な、代替構造のシューを示す図である。

本発明は、ポテトチップスを含むさまざまなスライス食品を製造するためのスライス装置およびスライス方法を提供する。

なお、本発明は、スライス用の食品を中心に説明されるが、スライス装置およびスライス方法は、その他の食品や食品でない材料をスライスする用途にも適用可能であるため、本発明の範囲は特定の製品への適用に限定されるものではない。本発明のスライス装置は、食品を切断して、通常、均一な厚さで平行なスライスとする場合に好適に適用される。

図６および図７は、本発明の非限定的な実施形態による切断ヘッド５０を示す。切断ヘッド５０は、これに限定されないが、図１に示した遠心タイプのスライス装置１０のようなスライス装置に適用可能に構成され、また、これに限定されないが、図１、図３および図４に示した、切断ヘッド５０内に取り付けられ、切断ヘッド５０の軸を中心に回転する、インペラ１４と組み合わせ可能に構成される。しかしながら、図１〜図４について説明したように、切断ヘッド５０は、環状の切断ヘッド５０内に設置されて回転するよう構成された、その他のインペラにも適用可能である。したがって、切断ヘッド５０について、図１、図３および図４に示したインペラ１４に関連づけて説明するが、切断ヘッド５０は、図示したインペラ以外のインペラにも適用可能である。

図６および図７に示した切断ヘッド５０は環状であり、切断ヘッド５０の周囲に間隔をあけて配置された複数のナイフアセンブリを有する。それぞれのナイフアセンブリは、刃部５２と、刃部５２を切断ヘッド５０に固定する手段を備える。図５および図６に示した非限定的な実施形態においては、この固定手段はクランプ留めアセンブリ６６により構成される。それぞれのクランプ留めアセンブリ６６は、周方向に間隔をあけて配置された複数のシュー６２（サポートセグメント）のうち１つの径方向内面側に取り付けられたナイフホルダ６６Ａと、同じシュー６２の径方向外面側に取り付けられ、刃部５２をナイフホルダ６６Ａに固定するためのクランプ６６Ｂとを備える。それぞれの刃部５２は、切断ヘッド５０の径方向内側に伸長するよう取り付けられ、図１に示したインペラのように、切断ヘッド５０内に取り付けられて回転するインペラに向けて突出する。それぞれの刃部５２は、刃部の先端縁まで伸長する刃先を有する。図６および図７に示した刃部５２はフラットな刃部である。ここで、刃部がフラットであることは、刃部５２の刃先が直線状であって、フラットなスライスが生成されることを意味する。

それぞれのシュー６２は、下部サポートリング５８と上部サポートリング６０との間に旋回可能に取り付けられる。シュー６２の方向は、切断ヘッド５０の軸に対する刃部５２の刃先の径方向位置を変化させて、刃部５２によりスライスされる製品のスライス厚さを調節することが可能となっている。一例では、シュー６２の旋回軸の周方向後側に配置された、調節スクリュおよび／またはピン５４によって、このような調節がなされる。図６および図７は、それぞれのシュー６２の後縁８２の周方向後側に取り付けられたゲートインサート６８をさらに示す。それぞれのゲートインサート６８は、たとえば、シュー６２の後端フランジ６３に備えられた孔６４Ｂ（図８Ａ）内に組み込まれるファスナ６４Ａなどにより、それぞれ対応するシュー６２に固定されることが好ましい。切断ヘッド５０が環状であることに応じて、それぞれのシュー６２およびインサート６８の内面は円弧形状である。使用時に静止する切断ヘッド５０内で回転するよう取り付けられたインペラにより、たとえば、図１に示したホッパ１１を通じてインペラに供給された製品は、遠心力により外方に移動し、切断ヘッド１２の刃部５２と係合する。この際、製品は、シュー６２のすぐ後側に配置された刃部５２の１つに接する前に、シュー６２の内面６５およびゲートインサート６８の内面と接触し、これらの内面上を移動する。ゲートインサート６８は、製品が刃部５２と係合する前に接触する最終面であり、それぞれのゲートインサート６８の後縁８４と、そのすぐ後側にある刃部５２により、スライスされる製品のスライス厚さを決定するゲート開口部７８が形成される。ゲート開口部７８の幅は、前側にあるシュー６２を、刃部５２の刃先に対して、近づける方向あるいは離れる方向に旋回させて、刃部５２の刃先と、この刃先に隣接する、ゲートインサート６８の後縁８４との間の径方向距離を変化させることにより調整される。

図６および図７に示したゲートインサート６８は、図２に示したゲートインサート２３に類似しており、それぞれのゲートインサート６８は、起立縁を形成するリブ７０を有し、リブ７０の１つにより互いに分離されるチャネル７２の列を形成する。チャネル７２は、すぐ後側にある刃部５２の前側に開口部の列を形成し、これらの開口部を通って、石、砂、その他の残渣が、刃部５２およびナイフホルダ６６Ａを損傷することなく、切断ヘッド５０から排出される。図６および図７において、シュー６２は、チャネル７４の内面６５から凹んだチャネル７４を有する。本発明の一態様では、インサート６８のチャネル７２とシュー６２のチャネル７４とは、互いに整列して配置されている。すなわち、チャネル７２およびチャネル７４は、互いに平行で、かつ、切断ヘッド５０の軸および切断ヘッド５０内に回転可能に取り付けられたインペラの軸に対して垂直である。このため、チャネル７２およびチャネル７４は、製品がシュー６２の内面６５およびインサート６８の内面を横断する方向と整合する。本発明の好ましい一態様によれば、シュー６２のそれぞれのチャネル７４は、その後側にあるゲートインサート６８のチャネル７２の１つと個別に整合し、そのすぐ前側にあるナイフホルダ６６Ａに隣接するシュー６２の前縁８０から、インサート６８の後縁８４とそのすぐ後側にある刃部５２との間に形成されたゲート開口部７８まで連続的な流路を形成する。チャネル７２とチャネル７４との完全かつ正確な整合性は、上述したように、それぞれのインサート６８を対応するシュー６２に直接固定することにより達成され、維持される。

図６および図７に示したように、シュー６２内で整列したチャネル７４は、整列したチャネル７２より狭く浅いため、ゲートインサート６８により形成される整列したチャネル７２より小さな断面領域を有する。図８Ａおよび図８Ｂからより明らかなように、シュー６２の整列したチャネル７４は、半円や円弧状などのＵ字型の断面をしているため、ゲートインサート６８の整列したチャネル７２の長方形状の断面とは異なる断面形状を有する。チャネル７４に適した深さおよび幅は、約０．７５ｍｍ〜約２．５ｍｍの範囲であると考えられ、チャネル７４の幅は、一般的には深さより大きいが、より浅い、より深い、より狭い、あるいは、より幅広いチャネル７４とすることも可能である。整列したチャネル７４の断面領域が十分な大きさとなるように、整列したチャネル７４を形成することで、整列したチャネル７２および整列したチャネル７４は、水（あるいは別の液体）が潤滑流体として使用される場合に、スライス操作前およびスライス操作中に、シュー６２に接触する製品に生ずるハイドロプレーニング現象を低減させることが可能となる。

図８Ａおよび図８Ｂからも明らかであるように、整列したチャネル７４間におけるシュー６２の面７６はフラットであり、シュー６２が円弧形状であるということは、切断ヘッド５０の軸に平行な方向から見た場合に表面７６は円弧形状ではあるが、表面７６は、図８Ｂに示した表面形状（プロファイル）から明らかであるように、切断ヘッド５０の軸に平行な切断面に沿った断面で見ると共線状である。このため、シュー６２の内面６５と係合する製品は、スライス中に製品の並びを維持するために設けられる凹凸面のピークなどの隆起には接触することはない。その代わり、チャネル７２とチャネル７４が整合することにより形成された連続的な流路は、シュー６２の表面７６から凹み、シュー６２の内面に係合する製品は、（切断ホイール５０の軸に平行な断面として見た場合に）「フラット」に形成されている表面７６により支持される。さらに、シュー６２の表面７６は、整列したチャネル７４と比較すると、切断ヘッド５０の軸方向にはるかに幅広である。たとえば、図８Ｂに示すように、これらの幅の比率は、２：１より大きく、４：１に近い。換言すると、図８Ａおよび図８Ｂに示した実施形態の表面７６は、それぞれのシュー６２の表面６５の５０％を超えて約７５％以下を占める。

なお、シュー６２とゲートインサート６８との組み合わせにより、切断ヘッド５０の内面が形成され、それぞれの内面は直後に来るナイフアセンブリの刃部５２より前に配置され、直前のナイフアセンブリの刃部５２に後続する。図６、図７、図８Ａおよび図８Ｂは、シュー６２の整列したチャネル７２および７４とゲートインサート６８とにより形成された連続的な流路は、シュー６２の先端縁８０からゲートインサート６８の後縁８４まで伸長して、後続するゲート開口部７８に流体的に接続される。しかしながら、連続的な流路の前端が、シュー６２の前縁８０に十分近い、あるいは隣接する限り、たとえば、シュー６２の内面６５の大部分に伸長することにより、良好な結果は得られる。いくつかの実施形態においては、ゲートインサート６８を省略することができ、この場合、フランジ６３も省略され、シュー６２の内面６５（図７に示す、それぞれのシュー６２の前縁８０および後縁８の間）が、ナイフアセンブリ間において、切断ヘッド５０の内面の全体を形成する。

図１０に、図９に示す切断ヘッド１５０に関する、上述したハイドロプレーニング現象に対する効果について、模式的に示す。図９に示した切断ヘッド１５０は、図６および図７に示した切断ヘッド５０と同様であるが、ゲートインサート１６８は、図６および図７に示したゲートインサートとは異なり、断面形状がＵ字型（たとえば、半円や円弧状の断面）である整列したチャネル１７２を備える内面を有し、シュー６２における整列したチャネル７４のゲートインサートにより類似する。換言すると、整列したチャネル１７２の表面形状は、図８Ｂに示した表面形状と実質的に同一であり、整列したチャネル１７２間のインサート１６８の表面１７０はフラットであり、切断ヘッド１５０の軸に平行な切断面に沿った断面において共線状である。したがって、インサート１６８の内面と係合する製品は、図６および図７に示したリブ７０の起立縁などの隆起には接触しない。その代わり、整列したチャネル７４および１７２は、シュー６２およびゲートインサート１６８の表面７６および１７０から凹み、シュー６２の前縁８０からインサート１６８の後縁１８４まで伸長する連続的な流路を形成し、スライス操作前およびスライス操作中にインサート１６８およびシュー６２に接触する製品のハイドロプレーニング現象を低減させる。それぞれのチャネル１７２の深さおよび幅は、それぞれ整合するチャネル７４の深さおよび幅と少なくとも等しいことが好ましく、特定の実施形態においては、整列したチャネル７４の深さおよび幅よりも大きく、たとえば、約１ｍｍ〜約３ｍｍの範囲であり、シュー６２内の整列したチャネル７４の断面積がゲートインサート１６８の整列したチャネル１７２よりも小さくなる。チャネル１７２の幅は、一般的にはその深さより大きいが、より浅い、より深い、より狭い、あるいは、より幅広いチャネル１７２とすることも可能である。

図１０は、図９に示した切断ヘッド１５０の４つのシューセクションを模式的に示した図である。切断ヘッド１５０内の回転インペラは、明瞭性のために省略してあるが、インペラは存在していると想定した場合、潤滑流体および製品４０はインペラに供給され、製品４０は切断ヘッド１５０に向けて径方向外方に送り出され、刃部５２によるスライスが行われ、均一な厚さを有する製品のスライス１４２が製造される。図１０に示すように、ハイドロプレーニング現象がある程度存在するため、水（あるいは他の流体）は、製品４０とシュー６２およびゲートインサート１６８の内面との間において潤滑剤として機能する。しかしながら、図１０に模式的に示し、かつ、図１０の詳細図から明らかなように、製品４０と切断ヘッド１５０との間には、より薄いウォータフィルム１４４が存在する。図１０では、製品４０とゲートインサート１６８の表面１７０との間に存在するウォータフィルム１４４が最も容易に確認されるが、ウォータフィルム１４４は、製品４０とシュー６２の表面との間にも存在し、ウォータフィルム１４４の厚さは、シュー６２およびゲートインサート１６８の表面形状が類似することから、シュー６２の前縁８０とゲートインサート１６８の後端縁１８４との間で同様となっている。より薄いウォータフィルム１４４は、シュー６２およびゲートインサート１６８の表面７６および１７０から凹む整列したチャネル７４および１７２により形成された連続的な流路が存在するために、得られるものである。整列したチャネル７４および１７２は、表面７６および１７０上のウォータフィルム１４４から水を排出し、ゲートインサート１６８とその直後の刃部５２との間のゲート開口部１７８に向けて水を流動させる。

ウォータフィルム１４４の厚さが低減することで、ハイドロプレーニング現象も低減され、その結果、製品４０がシュー６２およびゲートインサート１６８と接触する際に製品４０の安定性を向上させることができるため、スライス１４２の厚さにおけるバラツキを低減することができる。よって、たとえば、フライドポテトまたはベイクドポテトなど、スライス１４２が十分に均一な厚さでない場合に、個々のチップに過調理および／または調理不十分な領域が生じる可能性がある製品について、スライス１４２による製品の均一性を向上させることができる。整列したチャネル７４および１７２により形成された連続的な流路を設けた効果は、節水と、廃水量を低減させることにより工程の環境配慮を向上させるために水を再利用することで、スライス操作に使用される水が大量のデンプン固形物を含むような場合に、特に有効である。デンプン固形物が含まれること、水の粘度を高め、シュー６２およびゲートインサート１６８の表面を摩耗させるため、ジャガイモ、その他のデンプン質食品をスライスする場合に特有の問題となる。

良好な表面形状と、ゲートインサート６８または１６８のチャネル７２または１７２との適正な位置合わせを達成するためには、図６〜図１０に示すＵ字型の整列したチャネル７４は、シュー６２の内面に機械加工により形成されることが好ましい。ただし、他の加工技術を適用することも可能である。図６〜図１０に示したシュー６２は、１５個のＵ字型チャネル７４を有し、そのうちの１３個は、ゲートインサート６８または１６８の１３個のＵ字型または長方形状のチャネル７２または１７２と整合し、その直前にあるナイフホルダ６６Ａと、その直後にある刃部５２と形成するゲート開口部７８または１７８との間に１３個の連続的な流路を形成する。シュー６２の残り２つの整列したチャネル７４は、それぞれのシュー６２上の上記の平行なチャネル７４列の両側に配置され、対応するインサート６８または１６８の上方または下方に水を送り出す。

本発明の追加的な態様によれば、切断ヘッドに設置されたシューおよびゲートインサートの表面形状は、図６〜図１０に示したものとは異なる。非限定的な例として、図１１Ａが示すシュー２６２の内面２６５上に形成された２２個のＵ字型の整列したチャネル２７４は、シュー２６２の前縁２８０から後縁２８２まで伸長するよう形成されている。整列したチャネル２７４のそれぞれは、インサート（たとえば、インサート６８または１６８）の等しい数の整列したチャネル（たとえば、チャネル７２または１７２）の１つと整合するか、あるいは、２個以上のチャネル２７４が、インサート６８または１６８のチャネル７２または１７２のそれぞれと整合し、シュー２６２の前縁２８０からゲートインサート６８または１６８の後縁８４または１８４に伸長する連続的な流路を形成する。

図１１Ｂ、図１１Ｃ、および図１１Ｄは、本明細書で定義された整列したチャネルを有さないが、整列したチャネルに代替して、ランダムな連続的な流路を形成するチャネルが内面３６５、４６５、５６５にそれぞれ形成された、３つの異なるシュー３６２、４６２、および５６２を示す。具体的には、図１１Ｂは、シュー３６２の前縁３８０から後縁３８２に伸長するランダムに相互接続されたチャネル３７４を形成するように、グリットブラストされたシュー３６２の内面３６５を示す。図１１Ｃは、シュー４６２の前縁４８０から後縁４８２に伸長するランダムに相互接続されたチャネル４７４を形成するよう、比較的粗いグリット（たとえば、ＣＡＭＩ６０）で磨かれたシュー４６２の内面４６５を示す。図１１Ｄは、シュー５６２の前縁５８０から後縁５８２に伸長するランダムに相互接続されたチャネル５７４を形成するように、細かいグリット（たとえば、ＣＡＭＩ８０）で磨かれたシュー５６２の内面５６５を示す。チャネル４７４および５７４を形成するために使用される研磨工程により、チャネル４７４および５７４は、グリットブラストにより形成されたチャネル３７４ほどまでにはランダムではなく、図１１Ｃおよび図１１Ｄに示したように、ある程度相互に整合する。いずれの場合においても、ランダムチャネル３７４、４７４、５７４は、それぞれの表面３６５、４６５、および５６５に連続的な流路を形成するため、十分な深さを有し、相互接続されなければならない。本発明に至るまでの調査においては、整列したチャネル７４および２７４を備えるシュー６２および２６２は、ランダムチャネル３７４、４７４、および５７４を備えるシュー３６２、４６２、および５６２よりも、ハイドロプレーニング現象をより効果的に低減させることが示されている。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、シュー６６２および７６２の前縁６８０または７８０、および、後縁６８２または７８２のそれぞれの間に伸長する、ここで定義される、整列したチャネル６７４および７７４を有する、２つの異なるシュー６６２および７６２を示す。これらは、図６〜図１０に示した表面７６とは異なる表面６７６を、チャネル６７４および７７４の間に有するよう作製される。具体的には、チャネル６７４および７７４は、Ｕ字型の断面形状を有するが、表面６７６および７７６は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示した表面形状（プロファイル）から明らかであるように、切断ヘッド５０の軸に平行な切断面に沿った断面から見ると共線状ではない。図１２Ａおよび図１２Ｂに示した表面形状は、内面６６５および７６５が波形またはＶ字の波形を有するように、シュー６６２および７６２を機械加工することにより形成される。図１２Ａでは、チャネル６７４は、波形または正弦状の内面６６５を有するシュー６６２の谷に機械加工により形成され、端縁から見た場合に半円形であるピークと谷に特徴があり、チャンネル６７４間の表面６７６は、半円形のピークによって構成されている。図１２Ｂでは、チャネル７７４は、鋭利なピークおよび谷により形成された内面７６５を有するシュー７６２の谷に機械加工により形成され、チャネル７７４間の表面７７６は鋭利なピークにより形成される。チャネル６７４および７７４とは関係ないが、このような周期的な波形を有する刃部は、当該技術分野においては、Ｖスライスおよびクリンクルスライスと呼ばれる製品スライスの製造用として知られている。

以上のように、本発明について、特定の実施形態に関して説明を行ったが、当業者には明らかなとおり、本発明のその他の態様にも適用可能である。たとえば、使用に適したシューおよびゲートインサートは、図示の態様および構造とは異なっていてもよく、切断ヘッドおよびインペラとその部品の機能は、異なる構造を有するが機能が類似する（必ずしも同等でなくてもよい）部品により達成されてもよく、シューおよびゲートインサートを加工するためには、さまざまな材料や工程を採用することができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によってのみ画定される。

Claims (20)

1. 環状の切断ヘッドを備える、製品スライス装置であって、
   該切断ヘッドは、
   軸方向を定義する軸と、
   該切断ヘッドの周囲に配置されたナイフアセンブリと、
   を備え、
   前記ナイフアセンブリのそれぞれは、フラットな刃部と、該刃部を前記切断ヘッドに固定する手段を備え、
   前記刃部のそれぞれは、径方向内方かつ前記切断ヘッドの第１の周方向に伸長して、ゲート開口部を形成し、平行に切断され均一な厚さを有する製品スライスを製造し、
   前記ナイフアセンブリの対応する１つに対して第１の周方向にそれぞれ配置された円弧形状の内面を備え、前記内面のそれぞれは、前記ナイフアセンブリの１つの前側に位置し、かつ、前記ナイフアセンブリの異なる１つの後側に位置し、前記内面のそれぞれは、前縁に隣接する位置から後縁までの該内面の少なくとも大半を横断し、かつ、該内面と該内面の後側にある前記刃部との間の前記ゲート開口部の１つに流体的に接続される、複数の連続的な流路を有する、
   製品スライス装置。
2. 前記複数の連続的な流路は、前記内面の前縁から後縁までの全範囲に伸長する、請求項１に記載の装置。
3. 前記内面のそれぞれの前記複数の連続的な流路は、前記内面から凹む互いに平行な複数のチャネルにより構成される、請求項１に記載の装置。
4. 前記複数のチャネルのそれぞれは、Ｕ字型の断面形状を有する。請求項３に記載の装置。
5. 前記複数のチャネルは、前記切断ヘッドの軸方向において、互いに共線状である、該チャネル間にある表面により区切られている、請求項４に記載の装置。
6. 前記複数のチャネルは、円形のピークにより形成される表面により区切られている、請求項４に記載の装置。
7. 前記チャネルは、鋭利なピークにより形成される表面により区切られている、請求項４に記載の装置。
8. 前記内面のそれぞれは、少なくとも部分的にシューにより構成される、請求項１に記載の装置。
9. 前記内面のそれぞれは少なくとも部分的にシューおよびゲートインサートにより構成され、該ゲートインサートは、前記内面を構成する前記シューの後縁に固定され、前記ゲートインサートは、前記内面の前記後縁を構成し、前記内面に後続する前記刃部との間に前記ゲート開口部を形成する、請求項１に記載の装置。
10. 前記内面のそれぞれの前記連続的な流路は、互いに平行で、前記シューの内面から凹んだ第１チャネルと、互いに平行で、前記ゲートインサートの内面から凹み、かつ、それぞれが第１チャネルと整合する、第２チャネルとにより構成される、請求項９に記載の装置。
11. 前記第１チャネルは、Ｕ字型断面形状を有する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記ゲートインサートの前記内面は、第２チャネルをそれぞれ区切る起立縁を形成するリブを備える、請求項１１に記載の装置。
13. 第２チャネルは、Ｕ字型断面形状を有する、請求項１１に記載の装置。
14. 第１チャネルは、前記切断ヘッドの軸方向に関して互いに共線状である表面により区切られている、請求項１０に記載の装置。
15. 第１チャネルは、円形のピークにより形成される表面により区切られている、請求項１０に記載の装置。
16. 第１チャネルは、鋭利なピークにより形成される表面により区切られている、請求項１０に記載の装置。
17. 前記切断ヘッド内に同軸に取り付けられ、前記切断ヘッドの軸回りに、前記切断ヘッドの第１の周方向に対して反対方向に回転するインペラをさらに備え、
    前記インペラは、前記切断ヘッドに向けて径方向外方に製品を送り出す、周囲に周方向に間隔をあけて配置された１つ以上のパドルを備える、請求項１に記載の装置。
18. 請求項１７に記載の装置の使用方法であって、
    該方法は、
    前記インペラを回転させ、
    前記インペラに潤滑流体を供給し、
    前記インペラに製品を供給し、該インペラにより、該製品を前記切断ヘッドに向けて径方向外方に送り出し、および、
    前記刃部で、製品をスライスして、平行に切断され均一な厚さを有する製品スライスを製造する、
    工程を備える、方法。
19. 前記潤滑流体として、前記切断ヘッドを通過して後に再利用された水を用いる、請求項１８に記載の方法。
20. 前記製品は食品であり、前記水はデンプンを含有する、請求項１９に記載の方法。

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