JP3751119B2

JP3751119B2 - Manufacturing method and manufacturing apparatus for puffed product

Info

Publication number: JP3751119B2
Application number: JP16500997A
Authority: JP
Inventors: 恵三鶴田
Original assignee: 有限会社ウイポップ
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: JPH10337162A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小麦粉を初めとしたでん粉系の粉体状素材を、所定の条件下で加熱圧縮した後、これらを瞬間的に減圧状態下に置くことによって膨張させ、これによって所定の形態に成形するようにした、いわゆる膨化食品を含む膨化製品の製造方法、及びそれに用いられる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の膨化製品、特に膨化食品に関する、その製造装置としては、例えば特公昭５８−８５４号公報に記載の如く、上型及び下型等にて形成される焼成室内に穀類等を投入するとともに、当該穀類等を所定の温度及び所定の圧力下にて加熱及び圧縮し、その後、急激に減圧することによって上記穀類等を膨張させ、これによって、いわゆる膨化食品を製造するようにしているものがある。そして、この場合、上記加圧状態から減圧状態への圧力差を大きく採ることが、質の良い膨化食品を得ることのできる条件であるところから、上記従来のものにおいては、加圧時の圧力を大きくするために、各型間の嵌合精度を上げる等の工夫が成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これら従来のものは、その素材が穀類等の、いわゆる粒状体からなるものである。しかしながら、最近においては、これら粒状体のものに代わって、小麦粉等のでん粉系の粉状体からなる素材を基に、膨化食品（製品）を、大量に機械にて生産させようとする動きがある。このような要求に応えるために、小麦粉を主とした粉体状素材を基礎に、膨化製品を効率良く形成（製造）させるようにした膨化製品の製造方法及びそれに用いられる製造装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、小麦粉等からなるでん粉質を主成分とする粉体状の素材を基に、当該粉体状素材を膨化させることによって形成される膨化製品の製造方法に関して、リング状の側型、及び下型にて形成されるキャビティ内へ、でん粉質を主成分とするものであって所定の水分を有する粉体状の素材を投入する工程（投入工程）と、当該キャビティ内に投入された粉体状の素材を、上記下型及び上型にて所定の温度及び所定の圧力にて所定時間加熱圧縮する工程（加熱圧縮工程）と、このように加熱圧縮された素材の存在する上記キャビティ内を徐々に減圧することによって、当該キャビティ内に存在する上記素材を、水分とともに沸騰及び流動化させる工程（沸騰・流動化工程）と、このようにキャビティ内の素材が沸騰及び流動化された状態において、当該キャビティの一部を形成する上記上型を瞬間的に所定量上方にストロークさせることによって、本キャビティ内を瞬間的に減圧し、これによって上記流動化した素材を上記上型の上昇方向に膨化させる工程（膨化工程）と、このような膨化の行なわれた上記キャビティ内を、更に徐々に減圧することによって、上記膨化の成された半製品状のものを所定の形態に成形する工程（成形工程）と、からなるようにした。
【０００５】
このような工程を採ることにより、本発明においては、小麦粉を初めとしたでん粉質を主体とする粉体状の素材が効率良く膨化され、形状の優れた膨化製品（食品）が形成（製造）されることとなる。すなわち、まず、所定の水分を有する粉体状の素材が所定時間、加熱圧縮工程にて加熱圧縮されるとともに、このような状態において、上記キャビティ内を徐々に減圧して、内部に充満した水蒸気を少しづつ排出させる。これによって、キャビティ内の素材は上記沸騰した水分と良く混じり合って煮えた状態となるとともに、全体が流動化して、上記キャビティ内に均一に存在するようになる。このような状態において、ほんの一瞬間だけ、上記キャビティ内を急減圧する。これによって、流動状態に熱せられたでん粉質からなる各素材は、上型の上昇方向である上方に針状に膨化することとなる。
【０００６】
次に、このように素材の各粒子がそれぞれ膨化した状態において、上記キャビティ内の急激な減圧を停止させて、徐々に減圧を進める。すなわち、キャビティ内に残留している水蒸気等を上型と側型との間に形成されるわずかな隙間から、徐々に排出させる。これによって、上記膨化した各素材どうしは、水蒸気（水分）と熱とによって相互に融着し合い、その全体が上記キャビティ内の容積及び形態に応じて、所定の形態に成形されることとなる。そして、このように成形されたものは、上記上型を型開きするとともに、下型をも上昇させることによって、上記キャビティ内から取り出され、膨化製品の形成（製造）が完了することとなる。このように、本発明においては、小麦粉等のでん粉質を主成分とする粉体状の素材をベースに膨化製品の製造が、効率良く、かつ、安定的に行なわれることとなる。
【０００７】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は、上記請求項１記載のものと同じであり、上記請求項１記載の膨化製品の製造方法に用いられる製造装置に関するものである。すなわち、本発明においては、リング状の側型と、当該側型に嵌合するとともに当該側型の中心線方向に上下動をする上型と、同じく上記側型に嵌合するとともに当該側型内にて上下動をする下型と、からなるものであって、これら各型にて形成されるキャビティ内にて、でん粉質を主成分とする粉体状素材を加熱圧縮し、更には膨張させることによって加工物を形成（製造）する膨化製品の製造装置に関して、上記上型を作動させるエアシリンダ及び上記下型を作動させるエアシリンダを設けるとともに、これら各エアシリンダの上下各シリンダ室へ高圧エアを導入するように切換作動をする切換バルブを設け、これら各切換バルブの切換作動を制御する制御手段を設け、更に、このような構成からなるものにおいて、上記上型の作動を制御するエアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）の上型降下用シリンダ室側に、当該上型降下用シリンダ室内の高圧エアを適宜排出するものであって、その排出状態を変えることのできるようにした可変排出バルブを設けるとともに、本上型降下用シリンダ室内の圧力を検出する圧力センサを設け、また、一方、上記可変排出バルブの作動により、上記上型降下用シリンダ室内の圧力が所定値に達したと上記圧力センサが感知したときに、上記上型作動用エアシリンダの、その上型上昇用シリンダ室側へ、所定の圧力を有するエアを瞬間的に導入するように作動をする切換バルブ（バランサバルブ）を設けるようにした構成を採ることとした。
【０００８】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記請求項１記載のものと同様、小麦粉を初めとしたでん粉質系の紛体状素材を効率良く膨化させるとともに、当該膨化製品を一定の品質を保った状態で連続的に形成（製造）することができるようになる。すなわち、側型及び下型等にて形成されるキャビティ内に投入された素材は、所定の温度及び所定の圧力状態にて所定の時間、加熱及び圧縮を受けることとなる。このような状態において、上記素材が水分とともに沸騰及び流動化し、全体が均一化された状態において、上記上型を、瞬間的に、所定のストローク量だけ、上方に急上昇させる。これによって、上記キャビティ内の圧力が急激に減圧され、上記キャビティ内にて加熱・圧縮されていた素材は急激に上方に針状膨化をする。すなわち、膨化現象が生ずることとなる。そして、このように、上記素材は膨張するとともに、当該素材内に含まれていた水分が抽出されることによって、上記膨化した素材は軟化をする。その結果、相隣る素材どうしが融着することとなる。
【０００９】
特に、本発明においては、上記上型の上方への瞬間的なストロークの後においても、上記上型降下用シリンダ室側に設けられた可変排出バルブ側から、高圧エアを徐々に排出させることによって、上記キャビティ内の圧力を徐々に減圧し、これによってキャビティ内に生じた水蒸気を徐々に排出させるようにしている。その結果、本発明における膨化素材どうしは、上記水蒸気の排出により円滑に融着し合うこととなる。これによって、上記キャビティ内にて形成される膨化加工物（膨化製品）は、上記上型の上方への所定量ストローク運動と相まって、所定の形態に成形されることとなる。また、このような成形工程において、その表面部には水蒸気等の気泡が存在しないようになるので、成形後の膨化製品は凹凸の無い円滑な外表面部を有するようになる。すなわち、外観形態に優れた膨化製品が形成されることとなる。
【００１０】
次に、請求項３記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項２記載のものと同じである。その特徴とするところは、上記キャビティの周りに、上記素材をキャビティ内へ、常に一定量の割り合で供給することのできるようにした素材投入装置及び定容量供給装置を設けるようにしたことである。すなわち、膨化製品製造装置において、上記リング状の側型、及び下型にて形成されるキャビティの周りに、当該キャビティ内へ、小麦粉等のでん粉質を主成分とする粉体状の素材を投入するためのものであって、所定の厚さを有するとともに、その一部に所定の大きさの貫通穴からなるポケット部を有するスライドプレートと、当該スライドプレートの下側に設けられるものであって上記ポケット部の下方部を適宜開閉させる役目を果すシャッタプレートと、上記スライドプレートのスライド運動を駆動するものであってエアシリンダからなるパワーシリンダと、当該パワーシリンダの作動によって上記スライドプレートと一体的に駆動されるものであって、上記シャッタプレートの開閉運動を駆動するエアシリンダ（サブシリンダ）と、からなる素材投入装置を設けるとともに、当該素材投入装置の上記ポケット部のところへ、ホッパに収納された上記粉体状の素材を供給するものであって、当該供給量が常に一定値になるように計量をするセンサ及び当該センサからの信号に基づき作動するものであって上記ホッパの下方部を適宜揺するように作動する加振装置からなる定容量供給装置を設けるようにした構成を採ることとした。
【００１１】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記キャビティ内へ、粉体状の素材を効率良く、かつ、常に一定容量供給することができるようになる。すなわち、まず、図１に示す如く、ホッパ内に収納された粉体状の素材であって所定の水分を含んだ状態のものを、上記ホッパの下面部に取り付けられた加振装置を作動させることによってホッパ全体を振動させた状態にて下方へ落下させる。そして、このように下方へ落とされた粉体状の素材は、上記素材投入装置のポケット部のところへと集められ、山積み状に集積される。ところで、このとき、本発明のものにおいては、この素材の集積場所のところに、静電容量型レベルセンサ等からなるセンサが設けられるようになっており、このセンサによって、上記集積された素材の山が所定の高さになった場合には、上記加振装置へ、当該加振装置の作動を停止させるような信号を発するようになっている。従って、上記山積み状の集積素材は、常に一定の高さ以下に抑えられるようになり、水分を含む粉体状の素材が固まってしまうと言うようなことが無くなる。
【００１２】
このような状態の集積素材の下方部の部分を、上記素材投入装置のスライドプレートに設けられたポケット部のところに収納させて、本スライドプレート及びシャッタプレートと共に、上記キャビティの上方部へと運搬する。そして、上記ポケット部がキャビティ上に到達したときに、上記シャッタプレートを開かせて、上記ポケット部に収納されていた粉体状の素材を上記キャビティ内へ投入する。このような一連の作動によって、所定の水分を含んだ粉体状の素材を、常に一定量、上記キャビティ内へと投入することができるようになる。また、上記素材投入装置の上方部には、センサ及び加振装置等からなる定容量供給装置が設置されるようになっているので、上記素材の山積みされる集積場所において、山積みの高さが異常に高くなり、集積素材が固化し、これによって、当該山積みされた素材の内部に空洞等の生ずると言うような不都合の生ずることが無くなる。その結果、上記ポケット部へは常に一定量の素材を供給することができるようになり、延いてはキャビティ内へ常に一定量の素材を投入することができるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１及び図２を基に説明する。本発明の実施の形態についての、その構成は、図１に示す如く、リング状の側型１５、並びに当該側型１５と嵌合するとともに当該側型１５の中心線方向に上下動をする上型１１及び下型１２からなるものであって、これら各型にて形成されるキャビティ１９等を有する成形部１と、当該成形部１を形成する上記上型１１及び下型１２等を上下方向に作動させるエアシリンダ２１、２２等からなる作動部２と、当該作動部２の制御及び上記キャビティ１９内への粉体状素材９９の供給を行なう定容量供給装置４及び素材投入装置６の作動制御等行なう制御手段３と、からなることを基本とするものである。
【００１４】
このような基本構成において、上記成形部１は、図１に示す如く、リング状の形態からなるものであって、小麦粉を初めとした粉体状の素材９９の投入されるキャビティ１９を形成する、その基礎となる側型１５と、当該側型１５に嵌合するとともに、当該側型の中心線方向に上下動をし、これによって上記キャビティ１９内に投入された素材９９を加熱及び圧縮する上型１１と、上記側型１５内にて上下動をするとともに上記上型１１と共同して上記キャビティ１９内の素材９９を加熱及び圧縮する下型１２と、からなることを基本とするものである。そして更に、このような構成からなるものにおいて、上記側型１５は、当該側型１５を下方部から支えるアタッチメント１５１を介して、更には、当該アタッチメント１５１を支持するステー等（図示せず）を介してテーブル８上に支持（固定）されるようになっているものである。
【００１５】
次に、上記上型１１は、その内部にヒータ５を有するようになっており、これによって、上記キャビティ１９内の小麦粉等からなるものであって所定の水分を有する粉体状の素材９９を所定の温度にて加熱することができるようになっているものである。なお、このヒータ５の加熱温度及び加熱時間等は、後記制御手段３の制御作用によって行なわれるようになっているものである。このような構成からなる上型１１は、図１に示す如く、アタッチメント１１１を介して上部プレート１１２に固定されるとともに、当該上部プレート１１２は昇降ロッド１１３を介して、更には下部プレート２１２を介して作動部２のエアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）２１のピストンロッド２１１に連結されるようになっているものである。そして、当該上型作動用エアシリンダ２１のピストンロッド２１１の作動に応じて下部プレート２１２、昇降ロッド１１３、及び上部プレート１１２等が上下動をし、最終的に上型１１が上下動をするようになっているものである。
【００１６】
また、このような構成からなる上型１１の側壁部であって上記側型１５と嵌合するところには、上記上型１１の外周部と、当該上型１１と嵌合する側型１５の内周部との間に、円周状に隙間が形成されるようになっているものである。そして、上記上型作動用エアシリンダ２１の上型降下用シリンダ室２１９側のエア圧が徐々に減圧されると、上記円周状の隙間のところからは、キャビティ１９内にて発生した水蒸気が徐々に排出されるようになっているものである。
【００１７】
次に、上記側型１５内にて上下動をする下型１２は、上記上型１１と同様、その内部にヒータ５を有する構成からなるものであり、このヒータ５の作動制御は、上記上型１１に設けられたものと同様、制御手段３の制御作用に基づいて行なわれるようになっているものである。また、このような構成からなる本下型１２は、その下方部において、下型１２を作動させるためのエアシリンダ（下型作動用エアシリンダ）２２の、そのピストンロッド２２１に連結されるようになっているものである。従って、当該下型１２作動用のエアシリンダ２２の作動に応じて、具体的には上記ピストンロッド２２１の作動に応じて、上記下型１２が上下動をするようになっているものである。そして、この下型作動用エアシリンダ２２の作動は、後記制御手段３の制御作用に基づいて制御されるようになっているものである。また、このような構成からなる下型作動用エアシリンダ２２は、図１に示す如く、テーブル８に取り付けられるようになっているものである。
【００１８】
このような構成からなる各型１１、１２、１５にてキャビティ１９が形成されるようになっているものである。そして、このキャビティ１９内に所定の水分を含む小麦粉等からなる素材９９が素材投入装置６を介して投入されるとともに、上記上型１１及び下型１２による加熱及び圧縮作用を受けることによって、上記素材９９のボイリングあるいは膨化等の諸加工が成されるようになっているものである。
【００１９】
次に、上記構成からなる成形部１の上下各型１１、１２等を作動させる（上下動させる）作動部２は、図１に示す如く、上型１１の上下動を担う上型作動用エアシリンダ２１と、下型１２の上下動を担う下型作動用エアシリンダ２２と、からなることを基本とするものである。このような両エアシリンダ２１、２２が上記成形部１の設置されるテーブル８の下方部にコンパクトに設けられるようになっているものである。なお、このように、本実施の形態においては、後に述べる素材投入装置６等をも含めて、すべての作動装置が高圧エアにて作動されるようになっているものである。従って、高圧エアを生成するためのポンプ２５もエアポンプが採用されている。このようにして生成された高圧エアが切換バルブ３１、３２等を介して上記両エアシリンダ２１、２２に供給されるようになっているものである。
【００２０】
このような構成からなる上型作動用のエアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）２１は、その内部に、上記ポンプ（エアポンプ）２５からの高圧エアを受けて作動するパワーピストン２１３を有するとともに、当該パワーピストン２１３にて仕切られる上型降下用のシリンダ室（上型降下用シリンダ室）２１９及び上型上昇用のシリンダ室（上型上昇用シリンダ室）２１８を有するようになっているものである。そして、これら各シリンダ室２１８、２１９には、後に述べる切換バルブ３１を介してエアポンプ２５からの高圧エアが導入されるようになっているものである。また、このような構成からなる上記上型降下用シリンダ室２１９側には、当該上型降下用シリンダ室２１９内のエアを徐々に排出させるためのものであって、その排出速度を調整することのできる可変絞り３９１の設けられた可変排出バルブ３９が設けられるようになっている。また、上記上型降下用シリンダ室２１９側には、上記可変排出バルブ３９の作動によって上記上型降下用シリンダ室２１９内の圧力が降下した場合に、その圧力を検出する圧力センサ３８が設けられるようになっている。
【００２１】
また、上記上型降下用シリンダ室２１９の反対側に設けられる上型上昇用シリンダ室２１８側には、上記上型降下用シリンダ室２１９内の圧力が所定値になったときに、瞬間的に上記上型１１を上昇させてキャビティ１９内の素材９９を膨化させるよう、上記パワーピストン２１３を上昇させるためのバランスエア導入用切換バルブ（バランサバルブ）３７が設けられるようになっている。なお、当該バランサバルブ３７にて導入されるバランスエアは低圧のもので良いところから、本バランサバルブ３７と上記エアポンプ２５との間には、圧力調整装置３７１が設けられるようになっている。そして、このような構成からなるものにおいて、上記パワーピストン２１３には最終的に上型１１を作動させるためのピストンロッド２１１が連結されるようになっている。なお、このような構成からなる上型作動用のエアシリンダ２１は、図１に示す如く、剛体からなるテーブル８の下方部に、タイロッド２８を介して、更には、当該タイロッド２８に連結されているタイロッドプレート２６を介して取り付けられるようになっている。すなわち、本エアシリンダ２１は、剛性の高いテーブル８を基礎にして、その下方部に、上記成形部１と対向するようにコンパクトに設けられるようになっているものである。これらによって、本装置全体のスリム化が図られるようになっている。
【００２２】
次に、上記成形部１を形成する下型１２の作動を規制する下型作動用のエアシリンダ２２は、上記テーブル８の下方部であって上記上型作動用エアシリンダ２１の上方部に設けられるようになっている。そして、当該エアシリンダ２２内には、上記下型１２に連結されるピストンロッド２２１と、当該ピストンロッド２２１を作動させるパワーピストン２２３とが設けられるようになっている。また、上記エアシリンダ２２の内部には、上記パワーピストン２２３によって仕切られるシリンダ室２２８、２２９が設けられ、これらのシリンダ室のうち、上方側に設けられるもの（２２９）は上記下型１２を降下させる際に作動するものであり、下方側に設けられるもの（２２８）は上記下型１２を上昇させる際に作動するようになっているものである。そして更に、これらシリンダ室２２８、２２９には、上記エアポンプ２５にて生成された高圧エアが、制御手段３からの信号に基づいて作動する切換バルブ３２を介して、適宜導入されるようになっているものである。
【００２３】
そして、このような構成からなる上記ピストンロッド２２１の中間部であって、上記テーブル８と接するところには、図１に示すようなストッパ７が設けられるようになっている。このストッパ７は、具体的には、パワーピストン２２３につながるピストンロッド２２１の中間部に設けられるものであって、上記パワーピストン２２３の下方への移動を規制するダウンストッパの役目を果たすようになっているものである。すなわち、図１に示す如く、ピストンロッド２２１の軸心に対して直角の面上に張り出すように設けられたフランジからなるものであって、上記パワーピストン２２３がある程度下方に移動した場合に上記テーブル８と接触して上記ピストンロッド２２１の下方への降下をストップさせるようになっているものである。
【００２４】
このような構成からなるストッパ７を介して、その上下方向位置が規制される下型１２には、上記上型１１の作動により大きな圧力（負荷）が加わることとなるが、その圧力（負荷）は上記ピストンロッド２２１から上記ストッパ７へと伝達されるとともに、このストッパ７に伝達された力（負荷）はテーブル８へと伝播されることとなる。従って、上記力（負荷）は圧縮性流体の封入されているエアシリンダ２２へは伝播されず、剛性の高いテーブル８へと伝播されることとなる。このように、本装置においては、キャビティ１９に圧力をかけるために上型作動用のエアシリンダー２１を作動させた場合に、これらの力（負荷）及び下型１２を介して伝播される力（負荷）等は、すべて上記テーブル８のところへ作用するようになっている。従って、本装置においては、これらエアシリンダ２１、２２が取り付けられるものであって、上記ストッパ７等の作用するテーブル８の強度・剛性のみを確保すれば良く、他の部材、例えば当該テーブル８を支持するステー８９及び当該ステー８９の取り付けられるベース８８等は、それ程強度・剛性を高くする必要が無い。その結果、これら部材８８、８９の軽量化を図ることができるようになり、延いては本装置全体の軽量化を図ることができるようになる。
【００２５】
次に、このような構成からなる上記成形部１のキャビティ１９内へ、ホッパ９８内に収納されている小麦粉等からなる粉体状の素材９９を供給する供給装置は、図１に示す如く、上記キャビティ１９内への素材９９の投入を行なう素材投入装置６と、当該素材投入装置６へ、上記ホッパ９８から常に一定量の素材９９を供給するように作動する定容量供給装置４と、からなることを基本とするものである。このような基本構成からなるものにおいて、上記素材投入装置６は、上記側型１５及び下型１２にて形成されるキャビティ１９内へ、小麦粉を初めとした粉体状の素材９９を投入するためのものであって、所定の厚さを有するとともに、その一部に所定の大きさの貫通穴からなるポケット部６２の設けられたスライドプレート６１と、当該スライドプレート６１の下側に設けられるものであって上記ポケット部６２の下方部を適宜開閉する役目を果すシャッタプレート６５と、上記スライドプレート６１のスライド運動を駆動するものであってエアシリンダからなるパワーシリンダ６６と、当該パワーシリンダ６６のピストンロッド６６６の先端部のところに、上記スライドプレート６１と一緒に取付けられ、当該スライドプレート６１と一体的に駆動されるエアシリンダ（サブシリンダ）６４と、からなることを基本とするものである。そして、このようなエアシリンダ（サブシリンダ）６４のピストンロッド６４４の先端部のところには上記シャッタプレート６５が連結され、当該シャッタプレート６５は上記スライドプレート６１とは別個に駆動され得るようになっているものである。
【００２６】
また、このような構成からなる本素材投入装置６を形成するものであって、上記スライドプレート６１の駆動を規制するエアシリンダ（パワーシリンダ）６６には、後に述べる制御手段３にて、その作動が制御されるものであって上記エアポンプ２５からの高圧エアを上記パワーシリンダ６６の各シリンダ室に適宜切換えて導入するように切換作動をする切換バルブ３６が連結されるようになっている。また、上記スライドプレート６１のポケット部６２の下方部を適宜開閉させる役目を果たすシャッタプレート６５の作動を規制するサブシリンダ６４には、制御手段３にて、その作動が制御されるものであって上記エアポンプ２５からの高圧エアを上記サブシリンダ６４の各シリンダ室に適宜切換えた状態にて導入するように作動をする切換バルブ３４が連結されるようになっている。
【００２７】
また、このような構成からなる素材投入装置６の、そのポケット部６２のところに、ホッパ９８等に収納された小麦粉等の粉体状の素材９９を常に一定の状態で供給するように作動する定容量供給装置４は、図１に示す如く、上記ホッパ９８の下方部に形成されるものであって、上記素材投入装置６のポケット部６２のところに、上記粉体状の素材９９を送り出すように作動するフィーダ９８１と、当該フィーダ９８１の下面部のところに設けられるものであって、当該フィーダ９８１及び上記ホッパ９８の下方部のところを適宜揺するように作動する加振装置４４と、上記フィーダ９８１を介して上記小麦粉等の素材９９が上記ポケット部６２のところに山積み状に集積された状態において、その山積みされた素材９９の、その山の高さを検出するものであって、静電容量型レベルセンサ等からなるセンサ４１と、からなることを基本とするものである。そして、このセンサ４１にて上記山積みされた素材９９の高さが所定の値になったと判断されたときには、上記加振装置４４の振動を停止させるようになっているものである。従って、上記ポケット部６２のところには異常に大きな山積み状の素材９９が存在するようなことが無くなる。その結果、ポケット部６２による素材９９のキャビティ１９側への搬送が行なわれた際に、上記山積み状集積部の内部に空洞が生ずると言うような不都合が無くなる。
【００２８】
次に、これら構成からなる作動部２の作動等を制御する制御手段３は、図１に示す如く、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）等からなる演算手段を主体とするマイクロコンピュータを基礎として形成されるものであり、作動部２の各種エアシリンダ２１、２２及び素材投入装置６等を作動させるための切換バルブ３１、３２、３４、３６、３７の切換操作を制御するようになっているもである。そして更に、この外に、上記上型作動用エアシリンダ２１を作動させて上記上型１１が所定のストローク量だけ降下したときに、上記上型作動用エアシリンダ２１内のパワーピストン２１３の一部に設けられたリング状のマグネット（マグネットリング）２１５と相互作用をして、その位置を検出するセンサ３５、及びこの状態から所定時間経過後に、上記キャビティ１９内の水蒸気等が徐々に排出された状態において上記上型１１を瞬間的に急上昇させる、その範囲（ストローク量）を検出するセンサ３３が設けられるようになっているものである。なお、このようなセンサ３３、３５はリードスイッチ機構等からなるものである。また、上記制御手段３を形成するマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）には、ヒータ５にて加熱されるキャビティ１９内の温度を制御する機能、上記センサ３５が作動した後、所定時間、上記キャビティ１９内を所定の状態に保持するタイマ機能、更には上記素材投入装置６及び定容量供給装置４の作動を制御する機能等が組み込まれるようになっている。また、この外に、本制御手段３は、上記上型降下用シリンダ室２１９内の圧力を検出する圧力センサ３８からのデータを入力して、上記上型上昇用シリンダ室２１８に所定のバランスエアを導入させるように作動をする上記バランサバルブ３７の作動を制御するようになっているものである。すなわち、このバランサバルブ３７の作動によって、上記上型１１が一瞬間急上昇をし、上記素材９９の膨化が促進されるようになっているものである。
【００２９】
このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作動態様、特に、膨化製品の製造方法について、図１及び図２を基に説明する。まず、図１に示す如く、キャビティ１９を形成するために、制御手段３からの信号に基づき上記切換バルブ３２を作動させ、上記下型１２を下方へ移動させる。これによって、キャビティ１９が形成されることとなるので、次に、このキャビティ１９内へ小麦粉等からなる粉体状の素材９９を投入する。この投入作動は、制御手段３からの信号に基づいて作動する素材投入装置６のパワーシリンダ６６及びサブシリンダ６４等の作動によって行なわれる（図２の（Ａ））。このようにしてキャビティ１９内に投入（供給）された素材９９は、所定の温度及び所定の圧力状態にて所定の時間、加熱及び圧縮を受けることとなる。具体的には、まず、制御手段３からの信号に基づき作動する切換バルブ３１を作動させて、上型作動用エアシリンダ２１の上型降下用シリンダ室２１９に高圧エアを導入する。これによって、上記上型１１は降下し、キャビティ１９内の水分を含んだ素材９９が加熱圧縮される。ところで、この上型１１の下方への所定量ストローク作動によって、上記上型作動用エアシリンダ２１内のパワーピストン２１３に設けられたマグネットリング２１５の磁力が上記センサ３５を作動させる。これによって、制御手段３に組み込まれたタイマ機能が作動し、所定の時間、上記エアシリンダ２１を所定の状態、すなわち、上型１１を降下させた状態に維持する。これによって、上記キャビティ１９内に供給された素材９９は、気密状態にて、所定の温度及び所定の圧力下で加熱及び圧縮を受けることとなる（図２の（Ｂ））。
【００３０】
このような状態において、所定の時間が経過すると、制御手段３からの信号に基づき、上記可変排出バルブ３９が開かれ、エアシリンダ２１の上型降下用シリンダ室２１９内の高圧エアが徐々に排出される。これによって、上記上型１１は微小量上昇し、当該上型１１の外周部とリング状側型１５の内周部との間にて形成される隙間から水蒸気が徐々に排出される。それと同時に、キャビティ１９内は、抽出された水分が沸騰してボイリング状態となる（図２の（Ｃ））。その結果、内部の素材９９は煮立てられ、流動化して、上記キャビティ１９内に万遍なく均一な状態に存在するようになる。このような状態において、上記圧力センサ３８からの信号を基に、制御手段３は、バランサバルブ３７を作動させて、上型降下用シリンダ室２１９とは対向する側に形成される上型上昇用シリンダ室２１８に、一瞬間バランスエアを導入させるようにする。これによって、パワーピストン２１３、当該パワーピストン２１３につながるピストンロッド２１１が上方に急上昇し、最終的に上型１１が一瞬間上方に所定量ストロークをする。この上型１１の上昇によって、上記キャビティ１９内は瞬間的に急減圧され、上記煮立てられた状態の素材９９は、その各々の粒子が上方に膨張（膨化）をする。すなわち、各素材９９は一斉に針状の膨化をする（図２の（Ｄ））。
【００３１】
このような状態において、上記上型上昇用シリンダ室２１８へのバランスエアの導入を停止させ、一方、上型降下用シリンダ室２１９からのエア排出を続行させる。これらによって、上記上型１１は非常に遅い速度で徐々に上昇し、キャビティ１９内からの水蒸気の排出が続行される。その結果、上記膨化した各素材９９のうちの相隣るものどうしはキャビティ１９内に存在する水蒸気（水分）によって融着（溶着）し合い、かつ、全体的に、キャビティ１９の内部形態に沿って成形されることとなる（図２の（Ｅ））。
【００３２】
これら一連の工程を経ることによって、上記キャビティ１９内にて形成される膨化素材は、所定の形態に成形されることとなる。特に、上記成形工程（図２の（Ｅ））において、膨化素材等の表面部には、気泡等が存在しないようになり、膨化加工物（膨化製品）９の外表面部は凹凸等の除去された、円滑な状態となる。すなわち、外観形態に優れた膨化製品９が形成されることとなる。このようにして所定の形態に成形された膨化加工物（膨化製品）９は、上型１１の上昇によって型開きが成され、図２の（Ｆ）に示す如く、キャビティ１９内から取り出される。具体的には、図１に示す如く、制御手段３からの信号に基づき作動する切換バルブ３２の作動により下型１２が上方に持ち上げられることによって、キャビティ１９の上方へと取り出される。このような状態において、制御手段３からの信号に基づきスライドプレート６２が作動をし、これによって、膨化製品９としての完成品が、図１の矢印図示の如く、キャビティ１９の外へと自動的に取り出されることとなる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、リング状の側型と、当該側型に嵌合するとともに当該側型の中心線方向に上下動をする上型と、同じく上記側型に嵌合するとともに当該側型内にて上下動をする下型とからなるものであって、これら各型にて形成されるキャビティ内にて小麦粉等からなる粉体状の素材を膨化させることによって加工物を製造するようにした膨化製品の製造方法及び製造装置に関して、上記キャビティ内を所定の圧力及び温度にて所定時間加熱圧縮した後に、当該キャビティ内をわずかに減圧して水蒸気の排出を図るとともに、このような状態において、上記上型を一瞬間所定量上方へ急上昇させることによってキャビティ内の素材を膨化させ、その後、一定時間、上記キャビティ内から水蒸気を徐々に排出させるようにしたので、上記上型の急上昇によって上記キャビティ内を急減圧させることができるようになり、これによって粉体状の素材を効率良く膨張させることができるようになった。
【００３４】
また、このような急膨張工程の前後において、上記上型の上記キャビティ側への押圧力を徐々に減少させるようにし、これによって、上記キャビティ内の水蒸気を全工程にわたって徐々に排出させるようにしたので、キャビティ内に充満するようになった水蒸気が上記上型と側型との間の隙間から万遍なく排出されるようになり、上記キャビティ内における半製品状の膨化素材の周りに水蒸気等を存在させないようにすることができるようになった。その結果、上記キャビティ内にて形成される膨化加工物（膨化製品）は、その外表面部からは、気泡等が除かれた状態となり、その外表面部は凹凸の無い滑らかな面を有するようになった。すなわち、外観形態に優れた膨化製品を得ることができるようになった。
【００３５】
また、本発明においては、上記キャビティの周りに、当該キャビティ内へ粉体状の素材を投入するものであってエアシリンダにて駆動される素材投入装置を設けるとともに、当該素材投入装置のポケット部のところにセンサ及び加振装置からなるものであって粉体状の素材を常に一定の状態で供給するように作動する定容量供給装置を設けるようにしたので、上記ポケット部のところには、水分を含んだ粉体状の素材が、異常な固まり等を生ぜず、常に一定の状態で供給されるようになった。従って、このような一定容量の素材が、常時キャビティ内へ投入されるようになり、キャビティ内における膨化成形は、常に安定した状態で行なわれるようになった。その結果、膨化製品の形成（製造）が効率良く、かつ、安定的に行なわれるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる膨化製品製造装置の全体構成を示すスケルトン図である。
【図２】本発明にかかる膨化製品製造方法の全体構成を示す工程図である。
【符号の説明】
１成形部
１１上型
１１１アタッチメント
１１２上部プレート
１１３昇降ロッド
１２下型
１５側型
１５１アタッチメント
１９キャビティ
２作動部
２１エアシリンダ（上型作動用エアシリンダ）
２１１ピストンロッド
２１２下部プレート
２１３パワーピストン
２１５マグネット（マグネットリング）
２１８上型上昇用シリンダ室
２１９上型降下用シリンダ室
２２エアシリンダ（下型作動用エアシリンダ）
２２１ピストンロッド
２２３パワーピストン
２２８下型上昇用シリンダ室
２２９下型降下用シリンダ室
２５ポンプ（エアポンプ）
２６タイロッドプレート
２８タイロッド
３制御手段
３１切換バルブ
３２切換バルブ
３３センサ
３４切換バルブ
３５センサ
３６切換バルブ
３７切換バルブ（バランサバルブ）
３７１圧力調整装置
３８圧力センサ
３９可変排出バルブ
３９１可変絞り
４定容量供給装置
４１センサ
４４加振装置
５ヒータ
６素材投入装置
６１スライドプレート
６２ポケット部
６４エアシリンダ（サブシリンダ）
６４４ピストンロッド
６５シャッタプレート
６６エアシリンダ（パワーシリンダ）
６６６ピストンロッド
７ストッパ
８テーブル
８８ベース
８９ステー
９膨化製品（膨化加工物）
９８ホッパ
９８１フィーダ
９９素材（粉体状素材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, starch-based powder materials such as wheat flour are heated and compressed under predetermined conditions, and then expanded by placing them under reduced pressure instantaneously, thereby forming a predetermined shape. The present invention relates to a method for producing a puffed product including puffed food and a device used therefor.
[0002]
[Prior art]
For example, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 58-854, as a manufacturing apparatus for conventional puffed products, particularly puffed foods, grains and the like are put into a baking chamber formed by an upper mold and a lower mold, etc. Some cereals are heated and compressed under a predetermined temperature and a predetermined pressure, and then the cereals and the like are expanded by rapidly reducing the pressure, thereby producing a so-called puffed food. . And in this case, since it is a condition that a high-quality puffed food can be obtained by taking a large pressure difference from the pressurized state to the decompressed state, In order to increase the size, measures are taken such as increasing the fitting accuracy between the molds.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as for these conventional things, the raw material consists of what is called a granular material, such as grains. Recently, however, instead of these granular materials, there has been a movement to produce a large amount of puffed food (product) with a machine based on a material made of starch powder such as wheat flour. is there. In order to meet such demands, an attempt is made to provide a method for producing a puffed product that efficiently forms (manufactures) a puffed product on the basis of a powdery material mainly made of wheat flour, and a production apparatus used therefor It is the object (problem) of the present invention.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the following measures are taken in the present invention. That is, in the invention according to claim 1, the present invention relates to a method for producing a puffed product formed by puffing the powdery material on the basis of a powdery material composed mainly of starch and consisting of wheat flour or the like. , A step of charging a powdery material having starch as a main component and having a predetermined moisture content into the cavity formed by the ring-shaped side mold and the lower mold (input process); A process of heating and compressing the powdery material put into the cavity at a predetermined temperature and a predetermined pressure with the lower mold and the upper mold for a predetermined time (heat compression process), and being heated and compressed in this way A step of boiling and fluidizing the material present in the cavity together with moisture (boiling / fluidizing step) by gradually depressurizing the inside of the cavity in which the material is present; In the state where the liquid is boiled and fluidized, the inside of the cavity is instantaneously depressurized by instantaneously stroking the upper mold forming a part of the cavity upward by a predetermined amount, thereby fluidizing the fluid. A step of expanding the material in the upward direction of the upper mold (expansion step) and a semi-finished product in which the expansion is performed by further gradually depressurizing the inside of the cavity in which such expansion has been performed And a step (molding step) for molding the material into a predetermined form.
[0005]
By adopting such a process, in the present invention, a powdery material mainly composed of starch such as wheat flour is efficiently expanded, and an expanded product (food) having an excellent shape is formed (manufactured). Will be. That is, first, a powdery material having a predetermined moisture is heated and compressed in a heating and compressing process for a predetermined time, and in such a state, the inside of the cavity is gradually depressurized to fill the interior with water vapor. Is discharged little by little. As a result, the material in the cavity is well mixed with the boiled water and boiled, and the whole material is fluidized and uniformly present in the cavity. In such a state, the inside of the cavity is rapidly depressurized only for a moment. As a result, each of the starchy materials heated to a fluid state expands in a needle shape upward in the upward direction of the upper mold.
[0006]
Next, in the state where each particle of the material is expanded as described above, the rapid decompression in the cavity is stopped and the decompression is gradually advanced. That is, water vapor or the like remaining in the cavity is gradually discharged from a slight gap formed between the upper mold and the side mold. As a result, the expanded materials are fused to each other by water vapor (moisture) and heat, and the whole is molded into a predetermined form according to the volume and form in the cavity. . And what was shape | molded in this way will be taken out from the said cavity by raising the lower mold | type while opening the said upper mold | type, and the formation (manufacture) of an expanded product will be completed. As described above, in the present invention, the production of the expanded product is efficiently and stably performed on the basis of the powdery material mainly composed of starch such as wheat flour.
[0007]
Next, the invention described in claim 2 will be described. The basic point of this is also the same as that of the first aspect of the invention, and relates to a manufacturing apparatus used in the method of manufacturing the expanded product of the first aspect of the invention. That is, in the present invention, a ring-shaped side mold, an upper mold that fits to the side mold and moves up and down in the center line direction of the side mold, and also fits to the side mold and the side mold And a lower mold that moves up and down inside, and in the cavity formed by each of these molds, the powdery material mainly composed of starch is heated and compressed, and further expanded. In relation to a device for manufacturing a puffed product that forms (manufactures) a workpiece by providing an air cylinder for operating the upper mold and an air cylinder for operating the lower mold, and high pressure is applied to the upper and lower cylinder chambers of each air cylinder. A switching valve that performs switching operation so as to introduce air is provided, control means for controlling the switching operation of each switching valve is provided, and further, the operation of the upper mold is controlled in such a configuration. The high pressure air in the upper die lowering cylinder chamber is appropriately discharged to the upper die lowering cylinder chamber side of the air cylinder (upper die operating air cylinder), so that the discharge state can be changed. Provided with a variable discharge valve and a pressure sensor for detecting the pressure in the upper die lowering cylinder chamber. On the other hand, the operation of the variable discharge valve causes the pressure in the upper die lowering cylinder chamber to reach a predetermined value. When the pressure sensor senses that it has reached, a switching valve that operates so as to instantaneously introduce air having a predetermined pressure into the upper die raising cylinder chamber side of the upper die actuating air cylinder It was decided to adopt a configuration in which a (balancer valve) was provided.
[0008]
By adopting such a configuration, in the present invention, as in the case of the above-mentioned claim 1, the starchy powdery material such as wheat flour is efficiently expanded and the expanded product is kept constant. Can be continuously formed (manufactured) while maintaining the quality of the material. That is, the material put into the cavity formed by the side mold and the lower mold is subjected to heating and compression for a predetermined time at a predetermined temperature and a predetermined pressure state. In such a state, in a state where the raw material boils and fluidizes together with moisture and is made uniform as a whole, the upper mold is instantaneously raised upward by a predetermined stroke amount. As a result, the pressure in the cavity is rapidly reduced, and the material heated and compressed in the cavity suddenly expands upward in a needle shape. That is, an expansion phenomenon occurs. As described above, the material expands, and the expanded material is softened by extracting the moisture contained in the material. As a result, adjacent materials are fused.
[0009]
In particular, in the present invention, even after a momentary upward stroke of the upper die, high pressure air is gradually discharged from the variable discharge valve side provided on the upper die lowering cylinder chamber side. The pressure in the cavity is gradually reduced so that water vapor generated in the cavity is gradually discharged. As a result, the expanded materials in the present invention are smoothly fused together by the discharge of the water vapor. As a result, the expanded product (expanded product) formed in the cavity is molded into a predetermined form in combination with a predetermined amount of stroke motion upward of the upper mold. Further, in such a molding process, bubbles such as water vapor do not exist on the surface portion, so that the expanded product after molding has a smooth outer surface portion without unevenness. That is, a puffed product having an excellent appearance is formed.
[0010]
Next, an invention according to claim 3 will be described. The basic point of this is the same as that of the second aspect. The feature is that a material input device and a constant capacity supply device that can always supply the material into the cavity at a fixed rate are provided around the cavity. is there. That is, in the puffed product manufacturing apparatus, around the cavity formed by the ring-shaped side mold and the lower mold, a powdery material mainly composed of starch such as flour is introduced into the cavity. A slide plate having a predetermined thickness and having a pocket portion formed of a through hole of a predetermined size in a part thereof, and provided on the lower side of the slide plate, A shutter plate that serves to open and close the lower portion of the pocket portion as appropriate, a power cylinder that drives the sliding movement of the slide plate, and is an air cylinder, and is integrated with the slide plate by the operation of the power cylinder. An air cylinder (sub-cylinder) that drives the opening and closing movement of the shutter plate, And supplying the powdery material stored in the hopper to the pocket portion of the material charging device, so that the supply amount is always a constant value. And a constant capacity supply device comprising a vibration measuring device that operates based on a signal from the sensor and a signal from the sensor and operates to swing the lower part of the hopper as appropriate. did.
[0011]
By adopting such a configuration, in the present invention, it is possible to efficiently supply a constant amount of a powdery material into the cavity. That is, first, as shown in FIG. 1, a vibrating material attached to the lower surface of the hopper is operated on a powdery material housed in the hopper and containing a predetermined amount of moisture. As a result, the entire hopper is dropped downward while being vibrated. The powdery material dropped downward in this way is collected at the pocket portion of the material charging device and accumulated in a pile. Incidentally, at this time, in the present invention, a sensor such as a capacitance type level sensor is provided at the place where the material is accumulated. When the mountain reaches a predetermined height, a signal is sent to the vibration exciter to stop the operation of the vibration exciter. Therefore, the piled accumulation material is always kept below a certain height, and the powdery material containing moisture is not solidified.
[0012]
The lower portion of the accumulated material in such a state is stored in a pocket portion provided in the slide plate of the material input device, and is transported to the upper portion of the cavity together with the slide plate and the shutter plate. To do. When the pocket portion reaches the cavity, the shutter plate is opened and the powdery material stored in the pocket portion is put into the cavity. By such a series of operations, a predetermined amount of a powdery material containing predetermined moisture can be always put into the cavity. In addition, since a constant capacity supply device including a sensor and a vibration device is installed in the upper part of the material input device, the height of the pile is high at the accumulation place where the material is piled up. It becomes abnormally high and the accumulated material solidifies, so that there is no inconvenience that a cavity or the like is generated inside the piled material. As a result, a constant amount of material can always be supplied to the pocket portion, and a constant amount of material can always be fed into the cavity.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the configuration of the embodiment of the present invention is that the ring-shaped side mold 15 and the side mold 15 are fitted together and moved up and down in the direction of the center line of the side mold 15. The mold 11 includes a mold 11 and a lower mold 12, and the molding part 1 having the cavities 19 and the like formed by these molds, and the upper mold 11 and the lower mold 12 that form the molding part 1 are vertically moved. Actuator 2 comprising air cylinders 21, 22, etc. to be operated, and operation of constant capacity supply device 4 and material input device 6 for controlling actuator 2 and supplying powdery material 99 into cavity 19. It is basically composed of control means 3 for performing control and the like.
[0014]
In such a basic configuration, as shown in FIG. 1, the molding part 1 has a ring shape and forms a cavity 19 into which a powdery material 99 such as wheat flour is charged. The base mold 15 is fitted to the base mold 15 and moved up and down in the direction of the center line of the side mold 15, thereby heating and compressing the material 99 put in the cavity 19. It is basically composed of an upper die 11 and a lower die 12 that moves up and down in the side die 15 and heats and compresses the material 99 in the cavity 19 in cooperation with the upper die 11. It is. Further, in the structure having such a configuration, the side mold 15 further includes a stay or the like (not shown) for supporting the attachment 151 via the attachment 151 that supports the side mold 15 from below. And is supported (fixed) on the table 8.
[0015]
Next, the upper mold 11 has a heater 5 inside thereof, whereby a powdery material 99 made of flour or the like in the cavity 19 and having a predetermined moisture content is formed. It can be heated at a predetermined temperature. The heating temperature and heating time of the heater 5 are performed by the control action of the control means 3 described later. As shown in FIG. 1, the upper mold 11 having such a configuration is fixed to the upper plate 112 via an attachment 111, and the upper plate 112 is further connected via an elevating rod 113 and further via a lower plate 212. Thus, the piston rod 211 of the air cylinder (upper mold operating air cylinder) 21 of the operating portion 2 is connected. Then, the lower plate 212, the lifting rod 113, the upper plate 112, and the like move up and down in response to the operation of the piston rod 211 of the upper cylinder operating air cylinder 21, and finally the upper mold 11 moves up and down. It is what has become.
[0016]
Further, in the side wall portion of the upper mold 11 having such a configuration and where the side mold 15 is fitted, the outer peripheral portion of the upper mold 11 and the side mold 15 fitted to the upper mold 11 are fitted. A gap is formed circumferentially between the inner peripheral portion. When the air pressure on the upper mold lowering cylinder chamber 219 side of the upper mold operating air cylinder 21 is gradually reduced, water vapor generated in the cavity 19 is generated from the circumferential gap. It is gradually discharged.
[0017]
Next, the lower die 12 that moves up and down in the side die 15 has a structure having a heater 5 in the same manner as the upper die 11. Similar to that provided in the mold 11, this is performed based on the control action of the control means 3. Further, the lower mold 12 having such a configuration is connected to the piston rod 221 of the air cylinder (lower cylinder operating air cylinder) 22 for operating the lower mold 12 at the lower portion thereof. It is what has become. Accordingly, the lower mold 12 moves up and down according to the operation of the air cylinder 22 for operating the lower mold 12, specifically, according to the operation of the piston rod 221. The operation of the lower mold operating air cylinder 22 is controlled based on the control action of the control means 3 described later. Further, the lower mold operating air cylinder 22 having such a structure is adapted to be attached to the table 8 as shown in FIG.
[0018]
A cavity 19 is formed by each of the molds 11, 12, 15 having such a configuration. Then, a material 99 made of flour or the like containing a predetermined amount of moisture is introduced into the cavity 19 through the material charging device 6 and is subjected to the heating and compression action by the upper mold 11 and the lower mold 12. Various processes such as boiling or expansion of the material 99 are performed.
[0019]
Next, as shown in FIG. 1, the operation part 2 for operating the upper and lower molds 11 and 12 of the molding part 1 having the above-described configuration (moving up and down) It is basically composed of a cylinder 21 and a lower mold actuating air cylinder 22 responsible for the vertical movement of the lower mold 12. Both the air cylinders 21 and 22 are compactly provided at the lower part of the table 8 on which the molding part 1 is installed. In this way, in this embodiment, all the operation devices including the material input device 6 described later are operated by high-pressure air. Therefore, an air pump is also used as the pump 25 for generating high-pressure air. The high-pressure air generated in this way is supplied to both the air cylinders 21 and 22 via the switching valves 31 and 32 and the like.
[0020]
An air cylinder 21 for upper mold operation (air cylinder for upper mold operation) 21 having such a configuration has a power piston 213 that operates by receiving high-pressure air from the pump (air pump) 25 therein, and An upper die lowering cylinder chamber (upper die lowering cylinder chamber) 219 and an upper die raising cylinder chamber (upper die raising cylinder chamber) 218 partitioned by the power piston 213 are provided. is there. High pressure air from the air pump 25 is introduced into the cylinder chambers 218 and 219 via a switching valve 31 described later. Further, the upper mold lowering cylinder chamber 219 having such a structure is for gradually discharging the air in the upper mold lowering cylinder chamber 219, and adjusting the discharge speed thereof. A variable discharge valve 39 provided with a variable throttle 391 that can be provided is provided. Further, a pressure sensor 38 is provided on the upper die lowering cylinder chamber 219 side for detecting the pressure when the pressure in the upper die lowering cylinder chamber 219 drops due to the operation of the variable discharge valve 39. It is like that.
[0021]
In addition, the upper mold lifting cylinder chamber 218 provided on the opposite side of the upper mold lowering cylinder chamber 219 is instantaneously moved when the pressure in the upper mold lowering cylinder chamber 219 reaches a predetermined value. A balance air introduction switching valve (balancer valve) 37 for raising the power piston 213 is provided so as to raise the upper mold 11 and expand the material 99 in the cavity 19. Since the balance air introduced by the balancer valve 37 may be low pressure, a pressure adjusting device 371 is provided between the balancer valve 37 and the air pump 25. And what consists of such a structure is connected with the piston rod 211 for operating the upper mold | type 11 finally to the said power piston 213. FIG. As shown in FIG. 1, the upper cylinder air cylinder 21 having such a structure is connected to a lower portion of a table 8 made of a rigid body via a tie rod 28 and further to the tie rod 28. The tie rod plate 26 is attached. That is, the air cylinder 21 is compactly provided on the lower part thereof so as to face the molding part 1 on the basis of the table 8 having high rigidity. As a result, the entire apparatus can be made slim.
[0022]
Next, an air cylinder 22 for lower mold operation that restricts the operation of the lower mold 12 that forms the molding part 1 is provided in a lower part of the table 8 and in an upper part of the air cylinder 21 for upper mold operation. It is supposed to be. In the air cylinder 22, a piston rod 221 connected to the lower mold 12 and a power piston 223 for operating the piston rod 221 are provided. In addition, cylinder chambers 228 and 229 partitioned by the power piston 223 are provided inside the air cylinder 22, and among these cylinder chambers (229) provided on the upper side lowers the lower mold 12. The one provided at the lower side (228) is adapted to operate when the lower mold 12 is raised. Further, high pressure air generated by the air pump 25 is appropriately introduced into the cylinder chambers 228 and 229 via a switching valve 32 that operates based on a signal from the control means 3. It is what.
[0023]
A stopper 7 as shown in FIG. 1 is provided at an intermediate portion of the piston rod 221 having the above-described configuration and in contact with the table 8. Specifically, the stopper 7 is provided at an intermediate portion of the piston rod 221 connected to the power piston 223, and serves as a down stopper for restricting the downward movement of the power piston 223. It is what. That is, as shown in FIG. 1, it is composed of a flange provided so as to project on a plane perpendicular to the axis of the piston rod 221, and when the power piston 223 moves downward to some extent, The downward movement of the piston rod 221 is stopped in contact with the table 8.
[0024]
A large pressure (load) is applied to the lower die 12 whose position in the vertical direction is regulated via the stopper 7 having such a configuration, due to the operation of the upper die 11. Is transmitted from the piston rod 221 to the stopper 7, and the force (load) transmitted to the stopper 7 is transmitted to the table 8. Therefore, the force (load) is not propagated to the air cylinder 22 in which the compressive fluid is sealed, but is propagated to the highly rigid table 8. Thus, in this apparatus, when the air cylinder 21 for operating the upper mold is operated to apply pressure to the cavity 19, these forces (loads) and the forces propagated through the lower mold 12 ( The load) and the like are applied to the table 8 described above. Therefore, in the present apparatus, these air cylinders 21 and 22 are attached, and it is sufficient to ensure only the strength and rigidity of the table 8 on which the stopper 7 and the like act, and other members such as the table 8 are attached. The supporting stay 89 and the base 88 to which the stay 89 is attached do not need to have such high strength and rigidity. As a result, the weights of these members 88 and 89 can be reduced, and as a result, the overall weight of the apparatus can be reduced.
[0025]
Next, as shown in FIG. 1, a supply device for supplying a powdery material 99 made of flour or the like stored in a hopper 98 into the cavity 19 of the molding unit 1 having the above-described configuration, A material loading device 6 for loading the material 99 into the cavity 19, and a constant capacity supply device 4 that operates to constantly feed a certain amount of material 99 from the hopper 98 to the material loading device 6. It is based on becoming. In such a basic configuration, the material charging device 6 is used for charging a powdery material 99 such as flour into the cavity 19 formed by the side mold 15 and the lower mold 12. A slide plate 61 having a predetermined thickness and having a pocket portion 62 made of a through hole of a predetermined size in a part thereof, and provided below the slide plate 61 The shutter plate 65 serves to open and close the lower portion of the pocket portion 62 as appropriate, the power cylinder 66 configured to drive the sliding movement of the slide plate 61, which is an air cylinder, and the power cylinder 66 The piston rod 666 is attached to the tip of the piston rod 666 together with the slide plate 61. An air cylinder (sub cylinder) 64 that is driven, in which a basic that it consists. The shutter plate 65 is connected to the tip of the piston rod 644 of the air cylinder (sub-cylinder) 64, and the shutter plate 65 can be driven separately from the slide plate 61. It is what.
[0026]
Further, the material input device 6 having such a configuration is formed, and an air cylinder (power cylinder) 66 for restricting the driving of the slide plate 61 is operated by the control means 3 described later. The switching valve 36 is connected to perform switching operation so that the high pressure air from the air pump 25 is appropriately switched and introduced into each cylinder chamber of the power cylinder 66. The sub-cylinder 64 that regulates the operation of the shutter plate 65 that serves to appropriately open and close the lower portion of the pocket portion 62 of the slide plate 61 is controlled by the control means 3. A switching valve 34 is connected to operate so as to introduce high-pressure air from the air pump 25 into each cylinder chamber of the sub-cylinder 64 in an appropriately switched state.
[0027]
Further, the material charging device 6 having such a configuration is operated so as to always supply the powdery material 99 such as flour stored in the hopper 98 or the like to the pocket portion 62 in a constant state. As shown in FIG. 1, the constant capacity supply device 4 is formed in a lower portion of the hopper 98, and feeds the powdery material 99 to a pocket portion 62 of the material charging device 6. A feeder 981 that operates as described above, a vibration device 44 that is provided at a lower surface portion of the feeder 981 and operates to swing the feeder 981 and the lower portion of the hopper 98 as appropriate, and In a state where the material 99 such as the flour is stacked in the pocket portion 62 through the feeder 981, the height of the mountain of the stacked material 99 is determined. Been made to exit, it is an sensor 41 composed of a capacitance-type level sensor or the like, and basically in that it consists of. When the sensor 41 determines that the height of the piled material 99 has reached a predetermined value, the vibration of the vibrating device 44 is stopped. Accordingly, there is no case where an abnormally large pile-shaped material 99 exists in the pocket portion 62. As a result, there is no inconvenience that a cavity is generated inside the piled-up stack when the material 99 is conveyed to the cavity 19 by the pocket 62.
[0028]
Next, as shown in FIG. 1, the control means 3 for controlling the operation and the like of the operation unit 2 having these configurations is formed on the basis of a microcomputer mainly composed of arithmetic means comprising a microprocessor unit (MPU) or the like. The switching operation of the switching valves 31, 32, 34, 36, 37 for operating the various air cylinders 21, 22 and the material charging device 6 of the operating unit 2 is controlled. . In addition to this, when the upper mold operating air cylinder 21 is operated and the upper mold 11 is lowered by a predetermined stroke amount, a part of the power piston 213 in the upper mold operating air cylinder 21 is provided. The sensor 35 that interacts with a ring-shaped magnet (magnet ring) 215 provided in the sensor and detects the position thereof, and after a predetermined time has elapsed from this state, water vapor or the like in the cavity 19 is gradually discharged. In this state, a sensor 33 for detecting the range (stroke amount) for rapidly raising the upper die 11 instantaneously is provided. Such sensors 33 and 35 are composed of a reed switch mechanism or the like. Further, the microprocessor unit (MPU) forming the control means 3 has a function of controlling the temperature in the cavity 19 heated by the heater 5, and a predetermined time after the sensor 35 is activated. A timer function for holding the battery in a predetermined state, and a function for controlling the operation of the material input device 6 and the constant capacity supply device 4 are incorporated. In addition to this, the control means 3 inputs data from a pressure sensor 38 for detecting the pressure in the upper die lowering cylinder chamber 219 and supplies a predetermined balance air to the upper die raising cylinder chamber 218. The operation of the balancer valve 37 which operates so as to introduce the air is controlled. That is, the operation of the balancer valve 37 causes the upper mold 11 to rise suddenly for a moment, and the expansion of the material 99 is promoted.
[0029]
The operation mode of the present embodiment having such a configuration, in particular, the method for producing the expanded product will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 1, in order to form the cavity 19, the switching valve 32 is operated based on a signal from the control means 3, and the lower mold 12 is moved downward. As a result, the cavity 19 is formed. Next, a powdery material 99 made of wheat flour or the like is put into the cavity 19. This charging operation is performed by the operation of the power cylinder 66 and the sub cylinder 64 of the material charging device 6 that operates based on a signal from the control means 3 ((A) of FIG. 2). The material 99 charged (supplied) into the cavity 19 in this manner is subjected to heating and compression for a predetermined time at a predetermined temperature and a predetermined pressure. Specifically, first, the switching valve 31 that operates based on a signal from the control means 3 is operated to introduce high-pressure air into the upper mold lowering cylinder chamber 219 of the upper mold operating air cylinder 21. As a result, the upper mold 11 is lowered, and the material 99 containing moisture in the cavity 19 is heated and compressed. By the way, the magnetic force of the magnet ring 215 provided in the power piston 213 in the upper cylinder operating air cylinder 21 operates the sensor 35 by a predetermined amount of stroke operation downward of the upper mold 11. As a result, the timer function incorporated in the control means 3 operates, and the air cylinder 21 is maintained in a predetermined state, that is, in a state where the upper mold 11 is lowered for a predetermined time. Thus, the material 99 supplied into the cavity 19 is heated and compressed under a predetermined temperature and a predetermined pressure in an airtight state ((B) of FIG. 2).
[0030]
In this state, when a predetermined time elapses, the variable discharge valve 39 is opened based on a signal from the control means 3, and the high-pressure air in the upper lowering cylinder chamber 219 of the air cylinder 21 is gradually discharged. Is done. As a result, the upper die 11 rises by a small amount, and water vapor is gradually discharged from the gap formed between the outer peripheral portion of the upper die 11 and the inner peripheral portion of the ring-shaped side die 15. At the same time, the extracted water boils in the cavity 19 and enters a boiling state ((C) in FIG. 2). As a result, the internal material 99 is boiled and fluidized, and it exists uniformly in the cavity 19. In such a state, the control means 3 operates the balancer valve 37 on the basis of the signal from the pressure sensor 38 to raise the upper mold formed on the side facing the upper mold lowering cylinder chamber 219. Balance air is introduced into the cylinder chamber 218 for a moment. As a result, the power piston 213 and the piston rod 211 connected to the power piston 213 rapidly rise upward, and finally the upper mold 11 strokes a predetermined amount upward for a moment. As the upper mold 11 is raised, the inside of the cavity 19 is suddenly depressurized instantaneously, and the boiled material 99 has its respective particles expanded (expanded) upward. That is, each material 99 expands in a needle shape all at once ((D) in FIG. 2).
[0031]
In such a state, the introduction of the balance air into the upper mold lifting cylinder chamber 218 is stopped, while the air discharge from the upper mold lowering cylinder chamber 219 is continued. As a result, the upper mold 11 gradually rises at a very slow speed, and the discharge of water vapor from the cavity 19 is continued. As a result, adjacent ones of the expanded materials 99 are fused with each other by water vapor (moisture) existing in the cavity 19, and generally follow the internal form of the cavity 19. Is molded ((E) of FIG. 2).
[0032]
Through these series of steps, the expanded material formed in the cavity 19 is formed into a predetermined form. In particular, in the molding step (FIG. 2E), there are no bubbles on the surface of the expanded material, and the outer surface of the expanded product (expanded product) 9 is free of irregularities. Smooth state. That is, the expanded product 9 having an excellent appearance is formed. The expanded processed product (expanded product) 9 formed in a predetermined form in this manner is opened as the upper mold 11 is raised, and is taken out from the cavity 19 as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 1, the lower mold 12 is lifted upward by the operation of the switching valve 32 that operates based on a signal from the control means 3, and is taken out above the cavity 19. In such a state, the slide plate 62 is operated based on a signal from the control means 3, whereby the finished product as the expanded product 9 is automatically moved out of the cavity 19 as shown by the arrow in FIG. Will be taken out.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, a ring-shaped side mold, an upper mold that fits in the side mold and moves up and down in the center line direction of the side mold, and also fits in the side mold and in the side mold It is made up of a lower mold that moves up and down in the process, and a workpiece is produced by expanding a powdery material made of flour or the like in a cavity formed by each mold. With regard to the method and apparatus for producing the expanded product, after the inside of the cavity is heated and compressed at a predetermined pressure and temperature for a predetermined time, the inside of the cavity is slightly depressurized to discharge water vapor, and in such a state, The material in the cavity is expanded by abruptly raising the upper mold upward by a predetermined amount, and then the water vapor is gradually discharged from the cavity for a certain period of time. Spike by now it is possible to sharply reduce the pressure in the cavity, thereby became a powdery material to be able to efficiently expanded.
[0034]
In addition, before and after such a rapid expansion process, the pressing force of the upper mold toward the cavity is gradually decreased, and thereby the water vapor in the cavity is gradually discharged over the entire process. Therefore, the water vapor filled in the cavity is uniformly discharged from the gap between the upper mold and the side mold, and the water vapor etc. around the semi-finished expanded material in the cavity. Can be made to not exist. As a result, the expanded product (expanded product) formed in the cavity is in a state in which bubbles and the like are removed from the outer surface portion, and the outer surface portion has a smooth surface without unevenness. Became. That is, an expanded product having an excellent appearance can be obtained.
[0035]
Further, in the present invention, a material charging device for charging a powdery material into the cavity around the cavity is provided, and a pocket portion of the material charging device is provided. Since there is a constant capacity supply device which is composed of a sensor and a vibration device and operates so as to always supply a powdery material in a constant state, at the pocket portion, The powdery material containing water is always supplied in a constant state without causing abnormal mass. Accordingly, such a constant volume of material is always put into the cavity, and expansion molding in the cavity is always performed in a stable state. As a result, the formation (manufacture) of the expanded product has been performed efficiently and stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram showing the overall configuration of an expanded product manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a process diagram showing the overall configuration of the expanded product manufacturing method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Molding part
11 Upper mold
111 attachment
112 Upper plate
113 Lifting rod
12 Lower mold
15 side type
151 attachment
19 cavity
2 Actuator
21 Air cylinder (Air cylinder for upper mold operation)
211 piston rod
212 Lower plate
213 Power piston
215 Magnet (Magnet Ring)
218 Upper die lifting cylinder chamber
219 Upper type lowering cylinder chamber
22 Air cylinder (Air cylinder for lower mold operation)
221 piston rod
223 power piston
228 Lower mold lifting cylinder chamber
229 Lower lowering cylinder chamber
25 Pump (Air pump)
26 Tie rod plate
28 Tie Rod
3 Control means
31 switching valve
32 switching valve
33 sensors
34 Switching valve
35 sensors
36 switching valve
37 Switching valve (balancer valve)
371 Pressure regulator
38 Pressure sensor
39 Variable discharge valve
391 Variable aperture
4 Constant capacity feeder
41 sensors
44 Exciter
5 Heater
6 Material input device
61 Slide plate
62 Pocket
64 Air cylinder (sub cylinder)
644 Piston rod
65 Shutter plate
66 Air cylinder (Power cylinder)
666 piston rod
7 Stopper
8 tables
88 base
89 Stay
9 Puffed products (puffed products)
98 Hopper
981 Feeder
99 material (powder material)

Claims

A step (injection step) of charging a powdery material mainly composed of starch and having a predetermined moisture content into a cavity formed by a ring-shaped side mold and a lower mold, and the cavity A process of heating and compressing the powdery material put into the mold at a predetermined temperature and a predetermined pressure with the lower mold and the upper mold for a predetermined time (heat compression process), and the material thus heated and compressed The process of boiling and fluidizing the material present in the cavity together with the moisture (boiling / fluidizing process) by gradually reducing the pressure in the cavity in which the liquid exists, and thus the material in the cavity is boiled In the fluidized state, the upper mold forming a part of the cavity is instantaneously stroked upward by a predetermined amount to instantaneously depressurize the interior of the cavity. A step of expanding the fluidized material in the upward direction of the upper mold (expansion step), and by further gradually depressurizing the inside of the cavity in which such expansion has been performed, the expanded semi-finished product A method for producing a puffed product, comprising a step of forming a shaped product into a predetermined form (molding step).

A ring-shaped side mold, an upper mold that fits in the side mold and moves up and down in the center line direction of the side mold, and also fits in the side mold and moves up and down in the side mold It consists of lower molds, and in the cavities formed by these molds, a powdered material mainly composed of starch is heated and compressed, and further expanded to form a workpiece ( In a manufacturing apparatus for expanded products to be manufactured, an air cylinder for operating the upper mold and an air cylinder for operating the lower mold are provided, and switching operation is performed so as to introduce high-pressure air into the upper and lower cylinder chambers of each air cylinder. And a control means for controlling the switching operation of each of these switching valves. Further, in such a configuration, an air cylinder for controlling the operation of the upper mold (for upper mold operation) A cylinder) is provided with a variable discharge valve on the upper die lowering cylinder chamber side for appropriately discharging the high-pressure air in the upper die lowering cylinder chamber so that the discharge state can be changed. A pressure sensor for detecting the pressure in the upper mold lowering cylinder chamber is provided. On the other hand, when the pressure sensor detects that the pressure in the upper mold lowering cylinder chamber has reached a predetermined value due to the operation of the variable discharge valve. In addition, a switching valve (balancer valve) that operates so as to instantaneously introduce air having a predetermined pressure to the upper mold raising cylinder chamber side of the upper mold operating air cylinder is provided. Puffed product manufacturing equipment characterized by.

3. The expanded product manufacturing apparatus according to claim 2, wherein a powdery material mainly composed of starch is introduced into the cavity around the cavity formed by the ring-shaped side mold and the lower mold. A slide plate having a predetermined thickness and having a pocket portion formed of a through hole of a predetermined size in a part thereof, and provided on the lower side of the slide plate, A shutter plate that operates to open and close the lower portion of the pocket portion as appropriate, a power cylinder that drives the sliding movement of the slide plate, and is an air cylinder, and is integrated with the slide plate by the operation of the power cylinder. An air cylinder (sub-cylinder) that drives the opening and closing operation of the shutter plate. The material charging device is provided, and the powder material stored in the hopper is supplied to the pocket portion of the material charging device so that the supply amount is always a constant value. Swelling characterized in that a constant-capacity supply device comprising a sensor for weighing and a vibration device that operates based on a signal from the sensor and operates to swing the lower part of the hopper appropriately is provided. Product manufacturing equipment.