JP4430111B2 - 安定的な積み重ねスナック食品構成形成方法 - Google Patents

安定的な積み重ねスナック食品構成形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、安定的な積み重ねスナック食品構成の形成方法に関し、特に、スナック食品がその重心上で静止している時に、平坦な静止面と略平行な頂点を含む、安定的積み重ね食品構成の形成方法に関する。
積み重ねられたトルティーヤチップは、当該技術分野において周知である。例えば、本発明の譲受人と同じ譲受人に譲渡された特許文献1は、二重成形型油揚器を使用して、積み重ね可能なトルティーヤチップを製造する方法及び装置を開示している。
図1aは、連続する上側及び下側コンベアを備えた二重成形型油揚器の概略断面図である。油揚器アセンブリ10は、プリフォームを通過移動させるコンベアを含む油揚器ハウジング12を有する。上側ベルト20は油揚器ハウジング12の上側部分に載置されると共に、2個のローラ22,24によって支持及び回転させられる。下側ベルト30は上側ベルト20の下に載置される。下側ベルト30は連続環状ベルトであると共に、2個のローラ32,34によって支持及び回転させられる。油体52を含有する油揚器鍋50は、少なくとも上側及び下側ベルト20,30の一部が、互いに隣接する時に、油52を通過させられるように、油揚器ハウジング12内に載置される。
調理のために、プリフォームは、下側ベルト30によって、入力側ローラ32の付近で始まり、油揚器へ向けて案内される。次にプリフォームは、上側ベルと20によって上方から続くと共に、下側ベルト30が上側ベルト20と接近する油52内の地点へ向けて案内される。少なくともこの地点のそばで、プリフォームは少なくとも1個の成形面と接触している。図示されていないが、型は一般的に少なくとも上側ベルト20の外面上に載置されるが、下側ベルト30の外面上に載置されてもよい。プリフォームは、互いに略平行な状態で油52を通る上側及び下側ベルト20,30の間に固定されると、油入口点53において、高温の調理油52へ導入される。その後にプリフォームは、油出口点55において油52から出てくるまで、油鍋50の中の高温の油52に完全に沈められた様態で、油52を通り移動する。一般的な型油揚器は、約116から204°C(240から400°F)の間の油揚げ温度で作動してよい。
二重成形型油揚器に加えて、本発明の譲受人と同じに譲渡された特許文献2に開示されるもののような単一成形型油揚器が使用され得る。図1Bは、連続する上側ベルトを備えた単一成形型油揚器の概略断面図である。油揚器アセンブリ100は入口域102において、油で揚げられるスナック食品(プリフォーム)を受け取る。調理後に、スナック食品は出口域104において、出口コンベア140上で油揚器アセンブリ100を出る。入口域102及び出口域104の間は、調理中のスナック食品上方の油揚器環境を制御するためのポート114を有する油揚器ハウジング112である。単一成形型油揚器の上側コンベア120は、油揚器内において長手方向に載置されると共に、油揚器油鍋150の上方に位置決めされる。次にプリフォームは、下側入口コンベア130によって、調理のために、油揚器油鍋150内の油151へ搬送される。適切な浮力を備えたプリフォームは次に、油の中で上昇すると共に、上側コンベア120上の成形面に載る。同様に本発明の譲受人と同じ譲受人に譲渡された特許文献3は、単一成形型油揚器でトルティーヤチップを作るために使用され得る適切な浮力を有するマーサベース生地を開示している。
図2aは、従来技術の型キャビティコンベアアセンブリの斜視図である。図2bは、図2aに示す型キャビティコンベアアセンブリの概略断面図である。
図2aに図示するように、型キャビティ225は連続長手方向延出(矢印246によって示されるベルトアセンブリの走行方向に関して)凸状くぼみとして形成される。型キャビティ225は長手方向延出軸244の周りで湾曲させられるが、局所的には、相対的に長手方向に真直或いは非湾曲状である。換言すれば、長手方向の湾曲のみがベルトの可撓性に起因すると共に、その湾曲は本質的に、油鍋内に載置されたベルト部分の全長にない。
型キャビティ要素は、穿孔、好適には電解研磨ステンレス鋼から形成される。穿孔は、高温の油が製品を調理するために製品に到達すると共に、蒸気が逃げる程度に大きいべきである。型キャビティ要素225は、隣り合うように合わせて固定されると共に、図1bに示すように上側コンベア120、或いは図1aに示すように上側コンベア20及び下側コンベア30の両方に取り付けられ得る。プリフォーム218は、プリフォームが単一又は二重成形型油揚器において水分が除かれるにつれて、型キャビティ225の形をとる。
型油揚器を使用することにより、スナック食品例えばポテトチップ又はトルティーヤチップは、規格にあった所望の形状に作られることが可能となる。個片の油揚げは、皺形成、折れ曲がり、凝集、調理面への固着等の多くの問題点をもたらす。型油揚器の使用を伴い、他種類の油揚と対照的に、多くのこれらの問題点が解決され得る。
図3aは従来技術のスナック片の斜視図である。図3bは、型油揚器で調理されたスナック片の上面図である。図3cは、図3a及び図3bに示すスナック片の側面図である。図3a〜図3cを参照すると、スナック片300は、湾曲軸と直角な長さYを有する。湾曲軸は矢印348の方向によって示される。スナック片300は、平衡線325に沿って位置する湾曲軸と平行な中心線310を有し、平衡線325は中心線310から離れて位置する。図3cに図示するように、平坦面に載るスナック片は、重心320の周りで自然に平衡を保つ。非対称形状の場合には、重心320は中心線310から離れて位置する。その結果、頂点Aとして名称が付されたスナック片製品端縁が第1高さHに到達すると共に、基部Bとして名称が付されたスナック片製品端縁が第2高さHに到達し、結果的に高さが異なる。しかしながら、この高さの相違は好ましくない。
図4は、スナック食品容器400内における図3a〜図3cに図示するスナック片218の切り取り断面図である。従来技術の非対称スナック片を積み重ねる時に生じる問題の一つには、効率良い積み重ねを進めるために、スナック片が同じ方向に配向される必要がある。例えば、図2aに戻り参照すると、各型上において隣り合うスナックプリフォーム218は、互いに正反対に配向される。それ故、半分のスナックプリフォームは、積み重ねられた時に積み重ねスナック片218間の間隙(例えば空隙容量)を最小化すると共に、図4に示すように、定量容器に載置され得るスナック片の量を最大化するために、油揚器を出る時に180度回転されなければならない。
特許文献4及び5は、同じ方向に配向されたトルティーヤチップを積み重ねるトルティーヤチップ積み重ね方法及び装置を開示する。注目すべきであるが、図4に図示するスナック食品容器400に示されるスナック片218の配向は、各チップの頂点Aが上方及び下方のチップの頂点Aと隣接するように積み重ねられる。同様に、各チップの基部Bは、スナック片218の間の間隙を最小化するために、上方及び下方のチップの基部Bと隣接する。スナック食品容器400におけるスナック片の量を減少させることなく(例えば空隙容量を増加させることなく)、再配向せずに積み重ねられる非対称スナック片を作るならば、より経済的であろう。それ故、再配向工程を有することなく、非対称スナック片を積み重ねる方法に対する必要性が存在する。
図4に示すように、湾曲スナックの外側半径405は、スナック片の厚みに起因して、
内側半径415よりも大きい。内側半径415は外側半径405の周りに嵌合し得ないので、外側半径を有する上側チップは、内側半径415を有する下側チップの上方に、所定距離をおいて載る。この半径差は、積み重ねられたスナック片218の間に間隙を形成する。上述したように、湾曲軸310のいずれか側に等しい質量を有さないチップは、頂点Aが基部Bよりも高い高さを有することになる。従って、この間隔配向は、更なるスナック片が積み重ねられるにつれて、直線状でなくなるかもしれない。例えば、下側スナック片420はスナック食品容器400の底部と概ね平行であるが、上側スナック片440はスナック食品容器400の底部と略直角であるかもしれない。このせり出し作用は、図3cに図示するように、蓄積的な高さの差(H−H)の結果である。図4に図示する積み重ねスナック片構成は、容器のゆるい充填を導くので好ましくない。せり出し作用は、製品の輸送及び取り扱いの間に生じ得る製品の移動により、大きくなるかもしれない。更に、スナック片の破損がより簡単に生じるかもしれない。それ故、安定的な積み重ねスナック片構成の形成方法に対する必要性が存在する。
積み重ねられ得る三角形状スナック片を提供する従来の解決法の一つが、特許文献6に例証されている。残念ながら、この意匠特許の図2〜図4は、他の2個の頂点よりも大きな高さを有する1個の頂点を例証しており、上述した問題点と類似する。
この問題点の別の解決法が、特許文献7に例証されている。特許文献7は、対称球状曲率半径を有する容器穴12を教示している(特許文献7の図1を参照)。しかしながら、この構成は、非対称的スナック片のための安定的な積み重ねスナック片構成を教示していない。それ故、互いに安定的に積み重ねられ得るスナック片の形成方法に対する必要性が存在する。本方法は、油揚げされたスナック片がその重心上に載っている時に、製品の端縁周りに略等しい高さを有することを可能にするべきである。本方法は、様々な非対称スナック片形状に適用可能であるべきである。
米国特許第6412397号明細書 米国特許出願第10/347993号明細書 米国特許出願第10/848881号明細書 米国特許第6338606号明細書 米国特許第6409461号明細書 米国特許D452360S号明細書 米国特許出願第2002/0122852号明細書
本発明は、入れ子状又は積み上げ状配向で包装され得る積み重ね可能な非対称スナック片の形成方法を提供する。
スナック片は、型と一体的な少なくとも2個の円弧長を有する型から作られる。各円弧長は曲率半径を有する。長さ及び高さを含む所望スナック片形状寸法に基づき、型の円弧長及び曲率半径は、生地片が型と合わされた時に、生地片が型内で調理された後、平坦面上に載っている時に生地片の各頂点が略等しい高さを有するように、計算され得る。生地片は、生地片がスナック片となるように調理されるにつれて、型の形状をとる。結果的に得られたスナック片は次に、効率よく積み重ねられ得る。
一態様において、型は、積み重ねられる前に再配向を必要としない、非対称型による非対称スナック片の形成方法を含む。上記並びに付加的な特徴及び効果は、以下に記載される詳細な説明において明白にされる。
本発明の特色と思われる新規な特徴は、添付の請求の範囲に記載される。しかしながら、本発明自体、並びに好適な使用形態、更なる目的及び効果については、以下の例証実施形態の詳細な説明を、添付の図面と合わせて読み参照することにより、最良に理解される。
本発明は、一実施形態において、スナック片がその重心に載る時に、スナック片の端縁が載置面と平行な面上にあるようにスナック片を形成する方法を提供する。本発明は、少なくとも2個の円弧長を有する型を用いて、本方法を達成する。各円弧長は曲率半径を有する。
図5aは、非対称型及び本発明の一実施形態に係る結果的に得られるスナック片形状を図示する側面図である。所望の結果的に得られるスナック片形状寸法に基づいて、型は設計され得る。型を適切に設計するために、チップの重心が知られなければならない。重心とは、スナック片の質量中心のことであり、スナック片の形状、寸法、及び密度に左右される。例えば、形状全体に亘り均一に密度が高い三角形の重心は、その3個の中線の交点である。中線とは、各頂点が反対側の中点と交わる線である。より複雑な形状の重心は、カリフォルニア州サンラファエル(San Rafael)にあるオートデスク(Autodesk)から市販されているオートキャド(AutoCad)(商標名)等のコンピュータプログラムによって計算され得る。重心位置に基づいて、小距離Wが計算され得る。ここで用いられる小距離Wは、重心から2個のチップ端縁のいずれかまでの、所望の湾曲軸と直角な最小距離として定義される。
図5bは、本発明の一実施形態に係る湾曲半径Rを計算するために使用される変数を図示する側面図である。図示するように図5bは、既知数の所望のチップ高さH、全体チップ長さY、及び小距離Wを含む。これらの既知数を用いて、例えばニュートンの反復法を使って、角度θ(半径)が計算され得る。計算された角度θから、第1曲率半径が決定され得る。型の曲率半径は、以下のように計算される。
最初に、円弧長Sが以下の方程式から計算される。
S=Y−W 〔1〕
次に、ニュートンの反復法及び幾何学からの方程式の助けを得て、θが計算され得る。例えば、図5bから以下が知られる。
H/S=(1−cos(x))/x 〔2〕
ここで、θ=2x、又はx=θ/2 〔3〕
初期推測では、以下のように想定される。
k=H/S 〔4〕
x(0)=2k 〔5〕
次に、ニュートンの反復法を適用して、所望の収束が達成されるまで、xの値が計算され得る。それ故、
x(n+1)=x(n)−cos(x(n)+k(n)−1)/(−sin(x(n)+k) 〔6−A〕
それ故、第1反復法では、
x(1)=x(0)−cos(x(0)+k(x(0)−1)/(−sin(x(0)+k) 〔6−B〕
xに対する所望の収束が達成されると、θが上記方程式3から計算され得る。上記方程式3は、θ=2xを示す。それ故、型の曲率半径Rは、以下の方程式7から計算され得る。
R=2S/θ 〔7〕
上記数式は、計算を簡易にするために、スプレッドシートアルゴリズムに入力され得る。
上記発明は次に、一例を参照して説明される。以下の例は、2個の曲率半径のみを有する非対称型について、本発明を例証する。注目すべきであるが、より多くの曲率半径はより一様な型を作り出す。

図5cは、第1曲率半径及び第2曲率半径を更に図示する図5aの一部の側面図である。12.7ミリメートル(0.5インチ)の所望チップ高さ、及び25ミリメートル(1インチ)の小距離を有する76ミリメートル(3インチ)の所望チップ長Yを用いて、以下のとおりである。
Y=76ミリメートル(3インチ)
W=25ミリメートル(1インチ)
H=12.7ミリメートル(0.5インチ)
上記方程式〔1〕から、S1=Y−W、即ち第1円弧長S1は51ミリメートル(2インチ)であることがわかる。次に、最初に角度を、次に曲率半径を計算するために用いられるニュートンの反復法での初期推測では、方程式〔4〕は、k=H/S1、即ちk=0.25であることを示す。方程式〔5〕は、x(0)=2k、即ち0.50であることを示す。ニュートンの反復法を上記方程式6に適用すると、以下のようになる。
x(1)=(0.5)−cos(0.5)+0.250.5−1)/(−sin(0.5)+0.25)、これを変形すると、
x(1)=0.511257
同様の方法により、以下の一覧表が計算され得る。
x(2)=0.511025
x(3)=0.511025
x(4)=0.511025
次に、θr1を得るために方程式3を解くと、θr1=2(0.511025)=1.022049であることが明らかになる。次に、型の曲率半径を決定するために、方程式7が解かれると、R=22/1.022049となる。それ故、型の曲率半径は3.913705である。
次の工程は、第2曲率半径を求めることである。第2円弧長S2は小距離Wと等しい。それ故、以下のとおりである。
Y=76ミリメートル(3インチ)
W=25ミリメートル(1インチ)
H=17.4ミリメートル(0.5インチ)
S2=25ミリメートル(1インチ)
次に、最初に角度を、次に曲率半径を計算するために使用されるニュートンの反復法での初期推測では、方程式〔4〕は、k=H/S2、即ちk=0.5/1、即ちk=0.50であることを示す。方程式〔5〕は、x(0)=2k、即ち1.0であることを示す。ニュートンの反復法を上記方程式6に適用すると、以下のとおりである。
x(1)=(1.0)−(cos(1.0)+0.51.0−1)/(−sin(1.0)+0.50)、これを変形すると、x(1)=1.118026
同様の方法により、以下の一覧表が計算され得る。
x(2)=1.109188
x(3)=1.109144
x(4)=1.109144
次に、θr2を得るために方程式3を解くと、θr2=2(1.109144)=2.218288が明らかになる。次に、型の曲率半径を決定するために、方程式7が解かれると、R2=21/2.218288である。それ故、第2曲率半径R2は0.901596である。
第1円弧長及び第2円弧長が合わさる交点は、切形であり得る。それ故、各々曲率半径を有する複数の円弧長を得ることにより、型を平坦化することが望ましい。図5dは、非対称型及び本発明の一実施形態により作られる及び結果的に得られるスナック片を示す側面図である。図5dは、段階的な移行を達成する一方で、所望のチップ長さ及び高さと一致する、幾つかの円弧長502,504,506,508,510,512を有する型を図示する。更に、この実施形態は、広く変化する型の曲率半径を互いに隣り合うように配置することにより形成されるつまみ点を平坦化するのを助ける。例えば、一実施形態において、円弧長502は、隣り合う円弧長504に関連する型の曲率半径よりも小さい型の曲率半径を有する。同様に、円弧長504に関連する曲率半径は、円弧長506と関連する曲率半径よりも小さい。同様に、円弧長512の曲率半径は、円弧長510の曲率半径よりも小さく、円弧長510の曲率半径は、円弧長508の曲率半径よりも小さい。曲率半径を伴うより多くの円弧長が用いられるほど、型内における移行点は急でなくなる。一実施形態において、型は略等しい第1端型曲率半径502及び第2端型曲率半径512を含む。
本発明の別の実施形態において、スナック片の重心及びチップ中心線間の垂直方向移動が最小であるように、スナック片の重心が略中心部の相対的に平坦な部分に対応するように、型は設計され得る。このような構成は、チップ中心線及び製品の重心が同じでなくても、潜在的な累積する高さ差の可能性を少なくする。本発明のこの実施形態では、対称型は、非対称形状を有する生地片を収容するように設計され得る。
図6aは、対称型及び本発明の一実施形態により作られた結果的に得られるスナック片を示す側面図である。図6bは、第1曲率半径及び第2曲率半径を更に図示する、図6aの一部の側面図である。中心部分に示される湾曲は、スナック片の全長及びスナック片中心点への重心の近接に左右される。本発明の本実施形態により得られる効果の一つとして、型のパターンが対称的なので、油で揚げた後に180度再配向することなく、油揚器に送り込まれた同じ送り込みパターンのスナック片が、効率よく収められ得る。それ故、収納効率の改良が達成され得る。
図示するように、図6bは既知数の所望チップ高さH、チップ全長Y、及び小距離Wを含む。これらの既知数を用いて、当該技術分野の熟練者は、反復方法において、適当な型の曲率を計算し得る。注目すべきであるが、上記に示すものと異なる数式が、様々なスナック片形状及び型の所望湾曲数及び位置に基づいて必要とされるかもしれない。一実施形態において、63.5ミリメートル(2.5インチ)の所望チップ長Yは、約102ミリメートル(4インチ)から127ミリメートル(5インチ)の間の中心部分曲率半径を有した。中心部分における型の半径が増加するにつれて、チップ高さHは増加する。それ故、チップ高さHを一定にするために、中心部分の曲率半径が増加するにつれて、いかなる結果的なチップ高さHの増加をも相殺するべく、外側部分における型の曲率半径が増加させられる必要がある。
注目すべきであるが、本発明に基づく様々な形状が用いられ得ると共に、用いられる形状は、当該技術分野の熟練者の構想力によってのみ限定される。例えば、複雑な形状は、テキサス州等の州、又はチータ等の動物、又は他の物体の輪郭を真似てもよい。
本発明に基づくスナック片は、複数の頂点を含み、各頂点は、略等しい平面高さ、即ち高さを有する。例えば、湾曲軸を有すると共に複数の頂点を有する本発明の一実施形態に従い作られるスナック片について考えてみる。スナック片が硬い平坦面に載っている時には、各頂点は、頂点から載置面まで略等しい距離即ち高さを有する。それ故、本発明は安定的な積み重ねスナック片構成の形成方法を提供する。
本発明は、好適な実施形態を参照して、詳細に図示及び説明されてきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明は形状及び細部において様々な変更がなされ得ることは、当該技術分野の熟練者により理解される。
連続上側及び下側コンベアを備えた二重成形型油揚器を示す概略断面図。 連続上側コンベアを備えた単一成形型油揚器を示す概略断面図。 従来技術の型キャビティコンベアアセンブリを示す斜視図。 図2aにおける型キャビティコンベアアセンブリを示す概略断面図。 従来技術のスナック片を示す斜視図。 従来技術のスナック片を示す上面図。 従来技術のスナック片を示す側面図。 図3a〜図3cに図示するスナック片の積み重ねを示す切り取り断面図。 非対称型及び本発明の一実施形態により作られた結果的に得られるスナック片を示す側面図。 角度及び曲率半径を示す図5aの一部の側面図。 第1曲率半径及び第2曲率半径を示す図5aの一部の側面図。 非対称型及び本発明の一実施形態により作られた結果的に得られるスナック片を示す側面図。 対称型及び本発明の一実施形態により作られた結果的に得られるスナック片を示す側面図。 第1曲率半径及び第2曲率半径を示す図6aの一部の側面図。

Claims (10)

  1. 積み重ね可能な非対称スナック片の形成方法であって、
    a) 第1曲率半径を有する第1円弧長と、
    第2曲率半径を有する少なくとも1個の第2円弧長を含む型を供給する工程と、
    b) 工程c)の後で平坦面上に載っている時、各頂点が略等しい高さを有するように、複数の頂点を有する非対称生地片を前記型と合わせる工程と、
    c) 成形スナック片を作るために、前記非対称生地片を調理する工程と、
    d) 前記成形スナック片を積み重ねる工程と
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記型は対称的であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記型は非対称的であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記生地片は略三角形であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記型は第1端及び第2端を含み、該第1端及び第2端は各々、略等しい曲率半径を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 積み重ね可能な非対称スナック片を形成するための型油揚器の型であって、該型は、
    第1曲率半径を有する第1部分と、
    該第1部分と一体的な第2曲率半径を有する少なくとも1個の第2部分を含み、
    該第2曲率半径は、出来上がったスナック片を平坦面上に載せたときにスナック片の複数の頂点が略等しい高さを有するように、該第1曲率半径よりも小さく設定される
    ことを特徴とする型。
  7. 個の第2部分端部分を構成し、前記第1部分は該端部分の間に載置される中心部分を構成することを特徴とする請求項6に記載の型。
  8. 前記型は対称的であることを特徴とする請求項6に記載の型。
  9. 前記型は非対称的であることを特徴とする請求項6に記載の型。
  10. 湾曲軸を有する非対称積み重ねスナック片であって、
    重心と、前記スナック片が平坦面上で該重心に載っている時に、該平坦面は第1面を画定し、
    複数の頂点とを含み、該頂点は第2面を画定し、該第2面は前記第1面と略平行であることを特徴とするスナック片。
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