JP4567339B2 - 可塑性油脂の供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、バターやマーガリン等の可塑性油脂、特に冷蔵されたブロック状の固体油脂を細かく均一にして輸送する供給手段に関するものであり、さらには、パン生地やペストリー生地等のシート上に前記油脂を帯状に連続的に供給する手段に関する。
ペストリーやクロワッサンなどはバターやマーガリン等の油脂層を含む多層生地から切断・成形される。これら多層生地を工業的に大量生産する際には、連続的に搬送される帯状のパン生地上に前記油脂を帯状に連続的に供給する装置が用いられている。
例えば、スクリューシリンダーの入口に凍結した可塑性油脂を切断する格子状に組んだカッターを設け、スクリューシリンダーの出口を長方形に形成した供給装置がある。この供給装置より供給された前記油脂は、固体から可塑性体となり細長いスリット状の出口から均一な状態で吐出される(特許文献1参照)。
しかしながら、この供給装置では、スクリューが油脂を攪拌する作用とシリンダー内を輸送し出口から吐出する作用を担っているため、例えば、油脂の供給量を変化せずに攪拌状態のみを変化させることができないという問題があった。また、油脂をカッターに押し込むための押圧装置が必要であり、装置が大型で複雑になるという問題があった。
本発明においては、後述するように油脂を輸送する配管内において油脂を攪拌する手段を採用した。配管内で油脂を攪拌する従来の手段としては、シリンダー内に2軸のローターを納設し、そのローターの断面形状が4条であり、互いの外周軌跡を全く重なり合わせず、かつ搬送能力のないストレート形状に形成されたバターの品質回復装置がある(特許文献2参照)。
しかしながら、この品質回復装置では、油脂の搬送能力がなく油脂に対する剪断作用が発生しないので、装置内に30〜120秒もの長い時間滞留させなければ攪拌・均質化されず、さらには、内部発熱による油脂の昇温や溶解を防ぐためにシリンダーの冷却装置が必要になり、装置全体が複雑になるという問題があった。
特許第2648795号公報 特開2000−300100号公報
解決しようとする問題点は、可塑性油脂を輸送・吐出する供給装置において、油脂の攪拌状態を調節できないため、油脂を均一に定量供給することが難しい点であり、さらには、装置全体が複雑化するという点である。
本発明は、配管内を輸送される油脂の攪拌状態を調節可能とするため、さらには、装置全体を簡単な構造とするため、配管内に回転攪拌体を回転可能に設け、その回転攪拌体に1つまたは複数の攪拌部材を設けたことを最も主要な特徴とする。
本発明は、攪拌部材が固体を含む油脂を配管内で複数回切断しながら攪拌して細粒化し、さらに、その攪拌状態を調節可能としたため、油脂を均一な可塑性体に軟化させることができる。そして、細長いスリット状の吐出口からでも吐出の偏りの無い、一定形状の油脂の帯状吐出が可能となる。
また、油脂が軟化されることにより輸送される油脂の配管内での抵抗が低減され、押出し圧力の上昇を抑えることができるため、水分の分離の無い高品質の油脂を供給することが可能となる。
さらに、本発明に係る装置は、従来の供給装置に用いられていた押圧装置や冷却装置等を使用しないため、簡単な機構で小型化することができる。
以下、本発明の実施の形態に係る可塑性油脂の供給装置1の実施例について図面を用いて説明する。本発明によれば、配管内を輸送される油脂を均一な可塑性体に軟化するよう攪拌状態が調節可能であり、さらには、装置全体を簡単な構造とすることができた。
図1は、供給装置1の概略を示す正面説明図である。図2は、図1におけるS−S断面矢視による側面説明図である。図3は、図2におけるT−T断面矢視による上面説明図である。図4は、供給装置1に投入された固体の油脂塊11が配管内を輸送されながら攪拌・軟化されていく状態を模式的に示したS−S断面矢視による側面説明図である。
図1および図2を参照するに、供給装置1は、油脂送り部2、攪拌部7、ノズル部9および制御部19から構成される。さらに、油脂送り部2は、油脂の押込み部3、スクリューコンベア部4および定量送り部5で構成される。
油脂送り部2は公知の装置であるので詳細な説明は省略し、その概略のみ説明する。油脂の押込み部3は、ホッパー37内に投入された油脂を一対の押込み板31で破砕しながら下方に設けられたスクリューコンベア部4に押込む装置である。押込み板31は、シャフト32の長孔32A内を移動可能に嵌入されている。また、図2に示されるように一対のガイド部材33がホッパー37の左右の内壁に固定されている。押込み板31は、シャフト32が矢印Aの方向に回転するのに伴いガイド部材33に形成された曲面状のガイド部33Aを摺動しながら移動する。
スクリューコンベア部4は、投入された油脂を定量送り部5に輸送する装置である。一対のスクリュー41は、シリンダー42の内部に回転可能に納設されている。一対のスクリュー41は、各々反対方向に巻かれた螺旋翼が形成されている(図示省略)。
定量送り部5は、いわゆるベーンポンプ機構を用いた送り装置である。ローター52は、ハウジング51内に回転可能に設けられており、前記スクリュー41の端部と着脱可能に連結されている。また、ローター52には、放射状に等間隔で6本の溝52Aが設けられている。3枚のベーン53A,53B,53Cは、ローター52の溝52Aに移動可能に嵌入されており、ローター52が矢印Bの方向に回転するのに伴いハウジング51内に形成された曲面状のカム51Aに摺動しながら移動する。また、ハウジング51の下方には、ベーンポンプ機構により押出された油脂を輸送する配管としてのL形のパイプ部材56が着脱可能に2本設けられている。なお、パイプ部材56は、2本に限定されず、任意に変更可能である。
押込み部3のシャフト32およびスクリューコンベア部4のスクリュー41は、ギヤボックス22内の図示されない動力伝達機構(例えば歯車機構)を介して各々制御モータM1およびM2と制御可能に連動連結されている。また、スクリューコンベア部4および定量送り部5は、ベース21の上面に着脱可能に固定されている。そして、ベース21は架台17の上面に固定されている。
さらに、図3および図4を参照して配管を形成する攪拌部7およびノズル部9について説明を続ける。攪拌部7は、定量送り部5から輸送される油脂を切断・攪拌する装置である。攪拌部7のシリンダー71には、2本のパイプ部材56と連通する円形の入口71Aとそのほぼ反対側に略長方形の出口71Bが設けられている。また、シリンダー71の一方の端部(図3における上側)にはフランジ71Cが形成され、後述するベアリングケース80に着脱可能に固定されている。さらに、シリンダー71のもう一方の端部には、軸受77が嵌入固定されている。
また、シリンダー71の内側には、回転攪拌体72が回転可能に設けられている。回転攪拌体72は、その回転軸Rを油脂が輸送される方向Fに対して直交する方向に設けている。回転攪拌体72の両端側にはフランジ75およびフランジ76が配設されている。フランジ75の中央部分には、長孔75Aが設けられている。また、フランジ76のシャフト部76Aは、前記軸受77に回転可能に支持されている。さらに、フランジ75およびフランジ76間には、前記回転軸Rの回りに6本の攪拌部材73が固定されている。攪拌部材73は、丸棒であり、回転軸Rを中心とするある円周上に等間隔に配設されている。
回転攪拌体72は、制御モータM3の駆動により回転するよう連動連結されている。制御モータM3は、架台17の側面に設けられたモータベース79の一方の側面(図3における上側)に固定されている。そして、ドライブシャフト78が制御モータM3に連結されている。また、モータベース79の他方の側面には、ベアリングケース80が立設されている。前記ドライブシャフト78は、ベアリングケース80内に圧入されたベアリング84に回転可能に支持されている。また、ドライブシャフト78の一方の軸端(図3における下側)には、凸部78Aが形成されている。この凸部78Aは、前記フランジ75の長孔75Aに嵌合し、回転攪拌体72と動力伝達可能に設けられている。
ノズル部9は、攪拌部7で攪拌された油脂を連続した帯状に成形して吐出する装置である。ノズル部9は、シリンダー71の出口71Bに一体的に連通して設けられている。ノズル部9は、ノズル部材91およびプレート94により構成されている。ノズル部材91には、前記シリンダー71の出口71Bと連通する長方形の入口92とその反対側に出口93が設けられている。出口93は、入口92と比較して、その高さが低く、そして、その幅が広くなるよう形成されている。
ノズル部材91の出口93側には、プレート94が上下調節可能に取付けられている。このプレート94とノズル部材91によって形成された長方形のスリットが油脂の吐出口95となる。そして、プレート94を上下に移動することにより、吐出口95から吐出される油脂の厚みを調節することができる。
供給装置1の制御部19はインバーターやシーケンサーなどを構成した公知の装置であり、例えば、各部の起動・停止スイッチや各制御モータの回転速度を調節するボリュームなどを有する操作パネルを搭載している。この操作パネルの各ボリュームを調節することにより各制御モータM1、M2、M3の回転速度が増減できる。これらの操作により供給装置1から吐出される油脂量や攪拌部7での油脂の攪拌状態を調節することができる。
この供給装置1に投入された油脂塊11が各部を輸送されながら攪拌されていく工程について説明する。押込み部3のホッパー37に投入された固体の油脂塊11は、押込み板31によりいくつかの固まりに破砕されながらスクリューコンベア部4のスクリュー41に押込まれる。押込まれる油脂11は、スクリュー41の螺旋翼に削りとられるように切断され、さらに、シリンダー42内でスクリュー41の螺旋溝に嵌まって定量送り部5側に輸送される。その間、油脂11は互いに衝突したり、スクリュー41やシリンダー42などに摺動してその一部分が軟化した粘性体となる。
さらに、定量送り部5に輸送された油脂11は、スクリュー41の輸送方向に対し横切るような方向に回転するプレート53によりさらに小さな固まりに切断され、小さな固体と粘性体との混合物の油脂11Aとなってパイプ部材56内に押出され、攪拌部7に圧送される。
シリンダー71の入口71Aから輸送される油脂11Aは、回転する回転攪拌体72の外周側を矢印Wで示すような幅方向にも拡がりながら各攪拌部材73の間に進入していく。そして、油脂11Aは、回転部材74の回転により細かな油脂に切断される。回転攪拌体72は、制御モータM3の回転を調節することにより回転速度を適宜に設定することができる。それにより、シリンダー71内で幾度も切断・攪拌されて全体が均一な粘性体の油脂11Bとなって、ノズル部9に輸送される。そして、全体が軟化した油脂11Bは、ノズル部9内で詰ったり、吐出される帯状の油脂の両端側が波打つなどの問題がなく、容易に細長いスリット状の吐出口95から均一な状態で安定して吐出される。
また、配管内を輸送される油脂11Aが攪拌部7内で均一に軟化されるため、輸送される油脂の配管内での抵抗が低減され、押出し圧力の上昇を抑えることができる。そのため、水分の分離の無い高品質の油脂11Bが吐出口95から吐出される。連続的に吐出された帯状の油脂11Bは、架台17の下方に設けられた搬送装置のコンベアベルトVに載置され連続的に搬送される帯状のパン生地100等の上面に供給される。
実験例
本実施例に用いた攪拌部7およびノズル部9について、各部の寸法などを一例として説明する。攪拌部7のシリダー71の内径は55mm。回転攪拌体72は矢印Cの方向および反対方向に60回転/分の速度で回転した。攪拌部材73の直径は8mm、長さは122mmであり、その周速度は約6.8m/分である。ノズル部9の入口92は、高さ30mm、幅150mm。吐出口95は、プレート94を調節して高さ9mm、幅230mmである。
上記供給装置1にブロック状の油脂塊11を投入し吐出状態を観察した。実験室内の温度は21℃であった。油脂塊11はマーガリン(カネカ油脂社製・パプレコンク5)を使用した。マーガリン塊11の大きさは70×120×150(mm)、その内部温度は10℃であった。また、吐出後のマーガリンの攪拌状態を確認するために、投入するマーガリン塊11の表面に赤色の色素を塗布した。
供給装置1に投入されたマーガリン塊11は、供給装置1の各部を通過して吐出口95より偏りのない一定の帯状に安定して吐出された。吐出されたマーガリン11Bは、前記赤い色素が全体的に分散・攪拌された状態であった。このことにより供給装置1に投入されたマーガリン塊11が攪拌部7を通過することにより全体的に攪拌されたことが確認できた。さらに、このマーガリン11Bを用いて定法により製造したペストリーは、内層が均一で浮きのよい製品となった。
比較例
攪拌部7の効果を確認するために、上記実験例の供給装置1において回転攪拌体72を取り外し、その他の条件を同一にしてマーガリン塊11の吐出状態を確認した。定量送り部5から押出されたマーガリン11Aは、固体がノズル部9内に詰まってしまい、複数本の帯になって吐出口95から吐出されり、あるいは、吐出口95の幅より狭い偏った帯となって吐出された。また、波打つように脈動して吐出が安定しなかった。吐出されたマーガリンの表面は、前記赤い色素の縞模様が目立ち、マーガリン本来のクリーム色の部分が大きく分散していた。さらに、この吐出されたマーガリンを用いて定法により製造したペストリーは、内層が不均一で浮きの悪い部分のある製品となった。これらのことにより、回転攪拌体72を用いない場合にはマーガリンの攪拌が不充分であり、軟化されてないマーガリンが配管内で詰まったり、不均一な抵抗になり安定した吐出を妨げていることが確認できた。
また、図5に本発明の実施の形態に係る第2実施例の攪拌部7を示す。この攪拌部7の回転攪拌体72は、その回転軸Rを中心としたある円周上に6本の攪拌部材73が等間隔に配置され、矢印Cの方向に回転するフランジ75に固定されている。そして、その攪拌部材73の回転する軌道の内側に別の攪拌部材74が3本配設されている。攪拌部材74は、油脂の輸送される方向Fに直交する平面上に等間隔に設けられ、回転しないフランジ85に固定されている。つまり、配管としてのシリンダー71の内面と回転しない攪拌部材74との間に、攪拌部材73が回転するよう構成された装置である。
この攪拌部7内を通過する油脂11Aは、シリンダー71内において回転する攪拌部材73と回転しない攪拌部材74の各々の間を複雑に通過することにより、切断・攪拌が繰り返され効率よく軟化される。この攪拌部7は、回転攪拌体72の回転周速度を速く調節しなければ十分な攪拌効果が得られないような状態において、回転攪拌体72の回転に伴う装置や油脂からの発熱を低減させたい場合などに効果的である。
また、図6および図7は本発明の実施の形態に係る第3実施例の攪拌部7を示す。図6は、断面による上面説明図である。図7は、図6におけるU−U断面矢視による正面説明図である。回転攪拌体72は円環状のシリンダー86Aおよび86Bの間に回転可能に支持され、その回転軸Rを油脂11Aの輸送方向Fに対して平行に配設されている。回転攪拌体72は、円環状の歯車87と6本の攪拌部材73を備えている。攪拌部材73は、図6に示すように略コの字形に形成されており、回転軸Rを中心としてその回りに放射状に等間隔に立設されている。6本の攪拌部材73は、各々溶接より一体的に結合され、歯車87の内周面に固定されている。回転攪拌体72は、歯車87を介して連結された図示されない制御モータにより回転される。
油脂送り部2から押出された油脂11Aは、パイプ部材56と連通するシリンダー86Aに輸送され回転する攪拌部材73により細かな油脂に切断され、攪拌される。そして、攪拌部材73を通過することにより、全体が均一に軟化した油脂11Bとなる。油脂11Bは、シリンダー86Bに一体化されたノズル部材91に輸送され、図示されない吐出口より吐出される。以上の実施例から理解できるように、攪拌部材73回転方向に関係なく、シリンダー71内で攪拌部材73が制御可能に回転することにより、固体の油脂11Aを粘性体の油脂11Bに調節できる。
本発明の実施の形態に係る供給装置1の説明は、概ね上述の通りであるが、これに限らず特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例に示された攪拌部材73は丸棒材であったが、多角形の棒材や平板など適宜選択できる。また、上記実施例に示された攪拌部材73は6本であったが、シリンダー71の大きさなどによりその本数を増減してもよい。また、実施例1および2において攪拌部材73は、その回転軸Rを中心としたある円周上に、つまり、中心から等距離に配設したが、2つのある同心円周上に交互に配設してもよい。さらに、実施例2のごとく外側のある円周上に配設された攪拌部材のみ回転してもよい。これらの変更により、回転攪拌体72の油脂に対する攪拌作用を任意に調節することができる。
また、回転攪拌体72を矢印Fで示された油脂の輸送方向に沿って2つ並設することも可能である。さらには、その回転方向が互いに反対方向に回転するように設けてもよい。これらの変更により、油脂の切断・攪拌が効率よく均一に行われる。このため、回転攪拌体72の回転速度を低減でき、回転攪拌体72の回転に伴う装置や油脂からの発熱を低減するのに効果的である。また、攪拌部材73の配置される円周の直径を小さくすることができ、攪拌部7の大型化が抑制できる。
また、油脂送り部2のスクリューコンベア部4および定量送り部5は公知の装置でよく、例えば本出願人が出願した特開2001−352960号公報や特許第2887783号公報に記載の機構を用いてもよい。さらに、油脂送り部2は、スクリューコンベア機構やべーンポンプ機構に限らず、スネークポンプ機構、2軸エクストルーダ機構、ギヤやローラー式の回転ポンプ機構など公知の送り機構を1つまたは組合せて用いてもよい。これらの装置においても、ホッパーに投入された固体の油脂塊11を小さな固体の油脂に破砕し、攪拌部7へ定量に押出し輸送することができる。
上記実施例にて説明したように、本発明の実施の形態に係る可塑性油脂の攪拌装置7は、油脂を輸送する配管内に回転攪拌体72を設けることにより、簡単な機構で効率よく油脂を攪拌することができる。また、その回転が調節可能であるため、供給される油脂の物性や状態に応じて攪拌状態を調整できるので油脂を均一に軟化することができる。
さらに、可塑性油脂の攪拌装置7を備えた供給装置1は、均一に軟化した可塑性体の油脂を安定して吐出することができる。
供給装置1に投入する食品材料は、マーガリンやバターなどの油脂に限らずジャムやクリームなどの粘性体にも使用できる。上記実施例に示した攪拌部7にジャムやクリームの粘生体を通過させることにより、ノズル部9内での押出し圧力が均一化され吐出時の脈動などが解消され、安定して吐出することができる。
供給装置1の概略を示す正面説明図である。(実施例1) 図1におけるS−S断面矢視による側面説明図である。(実施例1) 図2におけるT−T断面矢視による上面説明図である。(実施例1) 配管内の油脂の状態を模式的に示したS−S断面矢視による側面説明図である。(実施例1) 供給装置1における攪拌部7を示した断面による側面説明図である。(実施例2) 供給装置1における攪拌部7を示した断面による上面説明図である。(実施例3) 図6におけるU−U断面矢視による正面説明図である。(実施例3)
符号の説明
1 供給装置
2 油脂送り部
3 押込み部
4 スクリューコンベア部
5 定量送り部
7 攪拌部
9 ノズル部
11 油脂
19 制御部
31 押込み板
41 スクリュー
72 回転攪拌体
73 攪拌部材
91 ノズル部材
94 プレート
95 吐出口
M1、M2、M3 制御モータ

Claims (4)

  1. 固体の油脂塊から切断される小さな固体の油脂と、その一部が軟化される粘性体の油脂との混合物を押出す可塑性油脂の送り装置と、前記可塑性油脂の送り装置に連通する撹拌装置と、前記撹拌装置の出口側に連通するノズル装置と、油脂送り装置および攪拌装置を制御する制御装置とを備えた可塑性油脂の供給装置において、
    前記撹拌装置は、可塑性油脂の送り部に連通するシリンダーと、シリンダーの内部に回転攪拌体の回転軸の回りに当該シリンダー内へ輸送された前記小さな固体の油脂をより細かな油脂に切断し撹拌するための1つまたは複数の攪拌部材を備えた回転攪拌体とを備え、
    前記制御装置は、前記撹拌装置のシリンダーを通過する前記混合物である油脂を細かな油脂に切断し、全体が均一に軟化した油脂に撹拌するよう前記回転撹拌体の回転を制御することを特徴とする可塑性油脂の供給装置
  2. 前記回転攪拌体は、攪拌部材が回転攪拌体の回転軸の回りに平行に設けられ、さらに、回転軸は、可塑性油脂の輸送方向に対し直交する方向に配設されたことを特徴とする請求項1に記載の可塑性油脂の供給装置
  3. 前記攪拌部材の回転軌道の内側に回転しない別の攪拌部材を可塑性油脂の輸送方向に対し直交する方向に互いに離れて備えたことを特徴とする請求項2に記載の可塑性油脂の供給装置
  4. 前記ノズル装置は、長方形のスリットが形成された吐出口を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の可塑性油脂の供給装置
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