JP4837869B2 - 計量装置付きドウ・ミキサ - Google Patents
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Description
1台または2台のスクリュ・コンベヤの機能、垂直軸または斜軸を持つ固定した、または回転するコンテナ内を回転するミキシング・アームの機能、あるいは水平軸を持つ閉鎖したハウジング内を回転する混練要素の機能を利用して、食品の加工に使用されるドウを製造するためのドウ・ミキサが公知である。
【0002】
特定の技術レベルはこの最後のタイプのドウ・ミキサ、従って水平軸上の閉鎖したケーシング内を回転する混合要素の機能を使用するドウ・ミキサに基づいている。
【0003】
米国特許第5486049号(液体物質を混合する装置)は、粘度が変化する液体物質を混合する装置に言及している。本装置の攪拌要素は、互いにおよび回転軸に対して等距離にある2つの同軸ディスク間に配置された複数の横木を備えている。
【0004】
米国特許第4630930号(高速バッチ・ミキサ)は、1個分のドウを製造するための方法及び装置を公開している。本装置は、別個の異なる混合要素または混練要素により行われる別個の作業段階が内部にある、2つの同軸チャンバを備えている。ドウを加工するための材料が上方から第1のチャンバに導入され、そこで完全に混合された後、第2のチャンバに移送される。第2のチャンバでは、同じ角度で延び共通の軸を中心に回転する対応する半径アームに両端が取り付けられた平行な横木を備えた混練要素により、材料が混練される。第2の装置の技術的な特徴は、混練チャンバから分離した混合チャンバ内で予め完全に混合することを必要とし、混合チャンバと混練チャンバの内部ケーシング面のケーシング・ラインが、混練要素の回転軸と同軸の回転軸を有する点である。
【0005】
米国特許第5322388号(ドウ・ミキサ)は、ドウの加工に使用される材料を自由落下により充填するための開口を上部領域に有し、加工されたドウを排出するための閉鎖可能な開口を下部領域に有する、平行軸を持つ円筒形チャンバを備えた、ドウを加工するための装置を公開している。チャンバ内の動作は、ずれているがチャンバ軸に平行な回転軸と同じ駆動シャフト上の複数の等距離のアジテータ・ブレードを使用して、チャンバの下部領域で行われる。本装置の混練チャンバは開口することができるが、これはディスク型垂直壁が、アジテータ・ブレードとケーシング面の壁と共に、スクレーパが対応する駆動モータと共に配置される第2のディスク型垂直壁に対して軸方向に移動することができるためである。
【0006】
家庭でドウを加工するための、より小さい他の機械装置があり、一般にこれらは、内部で1つまたは複数のアジテータ・ブレードが、コンテナ軸に同軸に取り付けられた単一の駆動シャフト上で動作する、垂直軸を持つ円筒形コンテナを備えている。
【0007】
これらの公知の装置の全てが、比較的短い時間内での作業サイクルごとに、1個分ずつ材料を充填することにより、1個分ずつのドウを加工するように設計されているわけではなく、さらにこれらは、球状にまとめて、形成し焼く用意のできた混合したドウを1個分ずつ、装置内に材料やドウ残渣を残さずに排出することができるようにするものではない。また、公知の装置は、混練チャンバおよびその混練要素を周期的に、完全に自動的に滅菌するようには設計されていない。
【0008】
幾分吸湿性の粉、粉状または微粉状材料の比較的正確な体積計量分を混練装置に充填するという問題も知られている。計量機構上の物質の体積を変化させることが計量プロセスに大きく影響し、計量チャンバへの均一な充填および/または排出を達成することが困難であるというこのような問題は、粉状の物質がコンテナ内に堆積または凝集するという傾向に基づいている。
【0009】
本発明の目的は簡単かつ小型な設計を有し、自動的に滅菌することができ、作業サイクルごとに予め計量された材料をチャンバに直接充填することによって、混練要素が水平な回転軸と共に動作する、水平軸を持つ本質的に円筒形のチャンバを有する前記したドウ・ミキサを作ることにより、短時間で1個分のドウを生成し、次いでこのドウが球状の混合した1個分として最終的に排出され、それに続く形成、装飾、ベーキング、または急速冷凍に対してすぐに使えるものとなるようにすることである。
【0010】
本発明の目的を達成するため、本発明は本質的に円筒形で、粉状あるいは液体材料の充填領域に対応する上部と、排出領域に対応する下部とに、チャンバ軸に平行に延びチャンバ・ケーシング面に変わる表面積を有する。このチャンバ内で、チャンバ軸に同軸または平行に延びる軸により回転混練要素が動作し、この要素は、一端が駆動シャフトの端部に半径方向に取り付けられ、他端には少なくとも1本の固定軸受ピンが、駆動シャフトの回転軸に平行に延びる軸に片持ちに取り付けられて形成された少なくとも1本のアームを備え、両側に丸みのある末端を持つこの軸受ピンの上部の凹み孔を使用して、自由回転スリーブが配置される。有利な特徴として、同一の駆動シャフトから半径方向に延びる2本のアームは、長手方向に互いに向かい合って同一レベルにあるが、互いに対して一定の角度を持ち、これらのアームの各々は、回転スリーブを回転軸に平行に頂部に配置して、好ましくは駆動シャフトの回転軸までの距離を異ならせて軸受ピンを担持する。回転スリーブを備えたこれらの軸受ピンが動いている間、ドウは圧縮され、特に湾曲したケーシング面に変わる水平面部を使用して、チャンバの下部領域で繰返し薄く延ばされる。これらの複数のスリーブを操作する場合、スリーブは、製造されるドウの一貫性および/または材料の特性および/または液体材料の百分率に応じて変化する外径、横断面、および形状を有することができる。本発明はさらに、材料の特性および/または加工するドウに応じて、互換性および/または前記スリーブの数の変化に対する備えがなされている。
【0011】
チャンバに乾燥した粉状材料を充填することにより、混練要素は、このように導入された材料のより完全な混合を達成するために比較的高い速度で回転することによって、乾燥した材料を均質化および空気混入する目的で作業段階を実行し、これに続いて粉状材料が確実に均一に吸収されるようにする液体材料の導入の準備を行い、その後ドウの凝集物が著しく遅い回転速度で生成され、さらに速度を遅くすることにより、ドウの塊の混合および均質化が達成され、次いでさらに回転速度を遅くすると、このドウの塊は圧縮されて球状にまとめられ、チャンバの下部水平面部に対応する領域の排出開口を開くことにより、それ自体重力によって一部が排出される。
【0012】
本発明によれば、ドウ・ミキサ・チャンバの個々の内面および内面領域が、混練要素の回転アームまたはスリーブを含む最大可能半径を持つ丸みのある領域を伴う表面転移を有し、すべてが丸みのある形状であり、従って、ドウが混練され球状にまとめられるプロセスにより、チャンバ空間には、1個分と共に排出されないドウ残渣が付着できる縁部または凹部がなくなる。これによって、球状にまとめて排出した後、チャンバと混練要素とにはドウおよび材料からの残渣がなくなる。さらに、この形状により、これらを熱空気を使用して滅菌することが可能となり、それを通して空気流中の少量の粘着性のドウ残渣が、乾燥プロセスおよび圧力印加により除去される。
【0013】
チャンバの前面は、混練要素のための駆動シャフトがそこから突出する第2の前面から広がっており、駆動シャフトに対して突出し、好ましくはチャンバの上面で駆動シャフトの回転軸に対して同軸または平行に延びる軸を持つ、水平な、円錐形の、幾分丸みのある形状を有する。特有の円錐形またはノーズ・コーン型を使用して、混練要素の回転スリーブはドウをこの形状により薄く均一に延ばすことができる。さらに本発明によれば、前側円形面間の距離を変えることによってチャンバ容量を変化させるために、幾分特有の形を持つこの前側内面に対応するハウジング壁を別のハウジング壁に交換することができ、本件では、混練要素のスリーブを適宜の長手方向に延びるスリーブとも交換する。
【0014】
ドウを加工するための液体材料が、駆動シャフトを持つ壁から広がる前壁の中央領域内の1つまたは複数の開口を通して導入されることは有利である。
乾燥した粉状材料の体積計量の点で、本発明は、例えば摺動ブレードを備えた充填開口の領域に、計量装置を配置することを提案しており、この計量装置は粉用の垂直軸を持つ円筒形コンテナを本質的に備え、このコンテナは底部に体積計量機構を備えている。本発明によれば、コンテナは下部領域の内部に環状かつ漏斗状の仕切りを有し、分配円錐の先端が仕切りの中央の円形開口を通って延びるため、環状の通路には粉がなくなる。コンテナは底部に、モータにより垂直中央軸を使用して駆動される分配円錐の回転中にビータがその上を移動する計量ふるいを有するが、これは計量ふるいを通して、およびその下に配置された計量ディスク上の回転軸に対して等距離に位置する孔を通して粉を移送するためである。計量ディスクは底部ディスクに配置され、この底部ディスクはコンテナの円筒壁に接続されてその下に取り付けられたドウ・ミキサの充填開口領域に孔を有し、その孔を介して粉が回転計量ディスクの計量孔から、充填開口を通してドウ・ミキサのチャンバ内へ落下する。
【0015】
本発明は、本発明によるドウ・ミキサが、本発明により提案された特徴以外の特徴を有する計量装置から、または予め計量した分を充填する装置から供給される可能性を除外するものではない。
【0016】
以下で、本発明によるドウ・ミキサの添付図面に概略的に示す好適な例示の実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明するが、このドウ・ミキサは10〜15秒以内で130〜260gの1個分を加工する本発明によって充填され、特に平たいパンやピッツァを加工するのに適している。
【0017】
本発明によれば、1個分ずつ加工するためのドウ・ミキサは、内部チャンバを持つハウジング1と、対応するブレード2、3を持つ充填開口2aおよび排出開口3a、1dを含む混練要素4、4c、4dとを備えている。水平軸を持つ本質的に円筒形のチャンバは、シャフト12aがそこから同軸に延びる円形面1eと、前記円形面に対応するが、チャンバ内にわずかに突出する円錐形状を持つ円形面1fと、チャンバ軸から等距離のケーシング・ラインを持つ2つの曲面1aと、充填開口2aの領域に本質的に対応する上部水平面部1cと、上部水平面部よりも大きく、排出開口1d、3aの領域に対応する下部水平面部1bとにより画定される。
【0018】
混練要素は、チャンバ内に延びる駆動シャフト12a端部にその前面を固定されたアーム4を備えており、アーム4の各端部には、駆動シャフト12aの回転軸に平行に延びる軸を有するピン4cが固定され、丸みのある、半球状の、またはノーズ・コーン型の末端領域を持ち、矢印4bのように自由回転するスリーブ4dが、凹み孔を使用して各ピン4c上に配置される。混練要素のアーム4は、横方向に延びるアームの中心線に対して中心をずらして駆動シャフト12aに固定されるので、スリーブ4dが取り付けられた2本のピン4cが、変化する回転速度および変化する回転方向で電気モータ12により駆動される駆動シャフト12aの回転軸を中心にして、半径を変化させながら回転する。
【0019】
上部領域内の、粉状材料を矢印14bのように導入するための充填開口2aと、下部領域内の、1個分ずつドウ・ボールを排出するための排出開口3a、1dとには、例えば空気圧シリンダ2c、3cによりそれぞれ矢印2b、3bのように移動する摺動ブレード2,3が、回転ブレードや他のドライブの使用を除外することなく設けられている。
【0020】
液体材料は、単一の孔13を介して、または円錐形の孔にして、シャフト12aを中心にしてより小さい半径で回転するスリーブ4dのトラック内の領域でディスク型壁上にすべて配置されることが好ましい、各液体材料のための特定の孔を介して充填される。同一の孔13を熱空気の吹込みに使用して、チャンバおよび回転する混練要素4、4c、4dを洗浄および/または滅菌することができる。本発明によるドウ・ミキサでドウを加工する方法は、本質的に以下の段階を有する。
【0021】
粉状または微粉状材料の充填(矢印14b)
粉状および/または微粉状材料の均質化および空気混入
液体材料の充填(矢印13a)
ドウの加工
ドウを薄く延ばす
ドウを固めて球状にまとめる
1個分のドウを排出する
予め設定した個数分のドウの製造に続いて、および製造間隔に基づいて、ドウ・ミキサのチャンバを熱空気で洗浄し滅菌する。
【0022】
粉状および/または微粉状材料を矢印14bのように充填することは、空気圧シリンダ2cにより矢印2bのように駆動される摺動ブレード2を備えた充填開口2aを通して自由落下により行われれる。接続されるドウ・ミキサの充填開口2aに対応する排出開口5eを持つ、本発明による計量装置の構造および操作については後述する。
【0023】
粉状および微粉状材料は、チャンバおよび混練要素の特別な形状によって材料を好適に分散させる比較的高い速度(約2500〜3500rpm)で混練要素4、4c、4dを回転させることにより、均質化および空気混入され、ここでは乾燥材料の粒子は、流体材料の充填に続いて液体材料を均一に吸収する準備が整っている。
【0024】
ドウの混合物は、より低い回転速度(約950〜1400rpm)で混練要素4、4c、4dを回転4aさせることにより加工され、この段階に続いて、まず小さいドウの塊を形成し、次にスリーブ4dを繰返し矢印4bのように回転させる動作により共にまとめられる。
【0025】
ドウは、その後さらに低い回転速度(約850〜920rpm)で混練要素4、4c、4dを回転させることにより加工され、特にこの段階では、ドウは繰返し激しく延ばされ、特に下部水平面部1bでスリーブ4dを回転4bすることにより薄く延ばされる。固く球状にまとめられたドウの塊の形成は、さらに低い回転速度(約700〜820rpm)で続けられ、それによってこの段階の最終で「ドウ・ボール」の形となる。
【0026】
「ドウ・ボール」は回転する混練要素を介して遠心力により、および、空気圧シリンダ3cを使用して矢印36のようにブレード3を作動させることによって開く排出開口3aを通して重力により排出される。
【0027】
種々の作業段階中、特にドウを固めたり、延ばしたり、球状にまとめたりする際に、混練要素4、4c、4dの回転方向4aに1つまたは複数の変更を行うことが有利となり得る。液体材料は略段階的に、および混練要素4、4c、4dの回転中に矢印13aのように充填することができる。熱空気の噴射によるチャンバの洗浄および/または滅菌については、混練要素を駆動するモータ12の冷空気、または空気圧システムから分流した空気を使用することができ、空気はチャンバ内噴射される前に加熱される。
【0028】
本発明による乾燥した粉状材料の体積計量装置は、垂直軸を持つ円筒形コンテナ5、5a、5bと、コンテナ軸と同軸に回転8aするビータ7a、7bを持つ分配円錐7と、1個分のドウを生成するためにドウ・ミキサに矢印14bのように充填すべき粉14の総量分を生成するための体積ユニットを形成する縁上の計量孔9aを持つ計量ディスク9とを備えている。
【0029】
円筒形の垂直壁5は底板5bで密封されており、この底板5bは、カバー板5aの中央に着座5dした垂直方向に回転8aするシャフト8の下端部に台座5cを提供している。カバー板5aを超えて延びるシャフト8の上端部には、コンテナに取り付けられたモータ11のベルト8bにより駆動されるプーリ8aが備えられている。シャフト8を他の方法で、および他の動力源により駆動することができることは勿論である。下部領域の内部では、コンテナ軸の方向に粉14を方向付けするための環状かつ漏斗状の仕切り6がコンテナに備えられている。駆動シャフト8に接続された分配円錐7の上部領域は、環状ダクト6cにより粉がもたらされるように仕切り6の中央開口を通って延び、円錐7から下方へ延びて仕切り6のすぐ上方を移動するビータ7bにより粉14が矢印14のように通過する。仕切り6と円錐7とは、粉14の充填レベルの変化、および従って仕切り6上方の重量の変化が、下に配置された計量機構に影響を与えるのを防止する。この機構は、分配円錐7および駆動シャフト8を共に回転させる縁上の孔9aを持つ計量ディスク9を備え、ディスクの回転軸に対して等距離にある個々の孔9aは、その容積により、充填量を生成するための計量ユニットとなる。計量ディスク9上方にはダクト10aを備えたふるい10があり、このダクト10aを通して、円錐7から突き出し、駆動シャフト9と共に回転し、ふるい10上方を移動する少なくとも1つのビータ7cを粉が通過する。下面では、計量ディスク9がコンテナの底部ディスク5bの上面に位置している。底部ディスク5bは、計量ディスク9上の孔9aに対応する直径の、またはより大きな直径で、これらの孔の通路の領域にある流出貫通孔5eを有する。本明細書中で記載された構造により、コンテナの充填レベル、湿気レベル、および内容物の他の物理的特性とは無関係に体積計量することが可能となり、この計量は充分に一定のものであって、計量ディスク9上の個々の孔9aによって決まる1つまたは複数の体積ユニットにより変化させることができるという実施が示されている。計量装置のこの特徴は、較正され均質化された材料の充填を要する1個分ずつのドウの均質化を達成するために重要なものであって、これは特に比較的狭い環状ダクト6cを介して供給される混合物が、仕切り板6上方のコンテナ領域と、計量ディスク9における計量孔9aの排出領域とで同時に混合動作を行うことによる影響を受けて、単一のケーシング5、5a、5内の計量機構の重量を増すことはないことを確実にすることにより達成される。環状ダクト6cを通過する粉14の量は、1個分のドウを維持するためにドウ・ミキサに供給される量と少なくとも同じか、好ましくはやや多くすべきであることは勿論である。
【0030】
本発明は、本発明による計量装置を、本発明によるドウ・ミキサに対応しないドウ・ミキサまたは別の装置と関連付ける可能性を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による計量装置に関連付けた、本発明によるドウ・ミキサの充填段階中の横断面図であり、計量装置の駆動シャフトの軸を通って延びる図2の断面1:1の平面による断面図である。
【図2】 本発明によるドウ・ミキサを、図1に示すように、図1に示す断面II−IIの平面による断面図の計量機械と共に示す図である。
Claims (9)
- 焼き製品用のドウを製造するためのドウ・ミキサであって、粉状材料用の計量装置を備え、閉じたチャンバを有するハウジングを備え、前記チャンバの水平中心軸線と同軸または平行な回転軸の回りを混練要素が回転動作する形式の、計量装置付きドウ・ミキサにおいて、
前記ハウジング(1)の前記チャンバが、前記混練要素の駆動シャフト(12a)に垂直な平らな第1の円形面(1e)と、該第1の円形面(1e)に対向して位置し且つ該第1の円形面(1e)に対して凸状の円錐形またはドーム型を形成する第2の円形面(1f)と、前記第1の円形面(1e)および前記第2の円形面(1f)の上部領域を切り欠くようにして前記第1の円形面(1e)と前記第2の円形面(1f)との間に広がる上側水平面部(1c)と、前記第1の円形面(1e)および前記第2の円形面(1f)の下部領域を切り欠くようにして前記第1の円形面(1e)と前記第2の円形面(1f)との間に広がる下側水平面部(1b)と、前記第1の円形面(1e)、前記第2の円形面(1f)、前記上側水平面部(1c)および前記下側水平面部(1b)のそれぞれの側部に接続する一対のケーシング面部(1a、1a)にして互いに凹状となる円弧面を有する一対のケーシング面部(1a、1a)と、により画成されており、
前記第1の円形面(1e)および前記第2の円形面(1f)が前記上側水平面部(1c)、前記下側水平面部(1b)および前記一対のケーシング面部(1a、1a)と接続する部分が、凹状の丸みを付けられた部分(1g)とされており、
前記上側水平面部(1c)および前記下側水平面部(1b)は上側摺動ブレード(2)および下側摺動ブレード(3)の表面の少なくとも一部をそれぞれ形成している、
計量装置付きドウ・ミキサ。 - 前記第2の円形面(1f)が、液体材料を供給するための1つまたは複数の孔(13)を有し、該孔(13)が、前記混練要素(4、4c、4d)の端部の円形軌道の内側にある前記第2の円形面(1f)の中央領域に設けられることを特徴とする、請求項1に記載の計量装置付きドウ・ミキサ。
- 前記下側水平面部(1b)により表面の少なくとも一部を形成される前記下側摺動ブレード(3)は、摺動時に前記ハウジング(1)に排出開口を形成可能となされており、前記ハウジング(1)に形成された1つまたは複数の導入孔を介して流入した加熱空気が前記チャンバ内を移動して該チャンバおよび前記混練要素(4、4c、4d)を通過して前記排出開口から流出可能となされており、前記加熱空気は、前記混練要素(4、4c、4d)のための駆動モータ(12)または空気圧システムにより生成され、前記チャンバ内を移動中に該チャンバおよび前記混練要素(4、4c、4d)を滅菌するとともにドウの残滓を除去可能となされている、請求項1または2に記載の計量装置付きドウ・ミキサ。
- 前記混練要素が、前記駆動シャフト(12a)の端部から半径方向に延びるアーム(4)を備え、このアームの自由端には、該アームの回転軸に平行に延びる軸を持つ固定ピン(4c)が取り付けられ、該固定ピン(4c)の上には円筒形スリーブ(4d)が配置され、該スリーブ(4d)の両方の末端領域が丸みを持ち、丸端であり、またはノーズ・コーン型であることを特徴とする、請求項1に記載の計量装置付きドウ・ミキサ。
- 前記混練要素が2本以上のアーム(4)を備えており、これらのアーム(4)は、前記駆動シャフト(12a)の端部から半径方向にある距離のところに配意され且つ互いに対して異なる角度のところにあり、該アームの各端部には、該アーム(4)の回転軸に平行に延びる長手方向軸を持つ固定ピン(4c)が取り付けられており、該固定ピン(4c)の上には、異なる外径および/または異なる形状のスリーブが配置されており、各アーム(4)の個々の前記固定ピン(4c)の軸が、前記アーム(4)の共通の回転軸に対して等距離でないことを特徴とする、請求項1に記載の計量装置付きドウ・ミキサ。
- 前記第2の円形面(1f)を形成する前記ハウジング(1)の壁が、前記第1の円形面(1e)と前記第2の円形面(1f)との間の距離を変化させるために別の壁と交換することができるようになされており、これに伴い前記スリーブも交換することができることを特徴とする、請求項4または5に記載の計量装置付きドウ・ミキサ。
- ドウ・ミキサ上に取り付けられた、垂直軸を持つ計量装置が、上部領域に粉(14)用の微粉領域を含み、下部領域に同一の円筒形コンテナ(5、5a、5b)内の計量機構を含み、粉の微粉領域のための攪拌要素(7b)が、計量機構の攪拌要素(7a)と共に、コンテナ軸と同軸に共有されるシャフト(8)により作動され、さらにこのシャフトが計量領域の粉のための分配円錐(7)と、互いに及び回転軸に対して等距離にある縁上の計量孔(9a)を持つ計量ディスク(9)とに接続されることを特徴とする、請求項1に記載の計量装置付きドウ・ミキサ。
- 計量領域に関する粉(14)用の微粉領域が、粉(14)用の環状ダクト(6c)を形成するために、それを通って分配円錐(7)上部の中央開口が延びる環状かつ漏斗状の仕切り(6)により水平方向に細分され、仕切り(6)の上面近くの分配円錐(7)から半径方向に延びる少なくとも1つの攪拌要素(7b)が動作することを特徴とする、請求項7に記載の計量装置付きドウ・ミキサ。
- 分配円錐(7)と攪拌要素(7a、7b)とを駆動する同一のシャフト(8)により駆動(8a)される、連続した計量孔(9a)を持つ計量ディスク(9)を備えた計量装置の計量機構であって、この回転可能な計量ディスクが、計量装置のコンテナの固定した水平底板(5b)と環状の固定したふるい(10)との間に位置し、底板(5b)が下面を形成し、ふるい(10)が、分配円錐(7)のない計量ディスク(9)の上部リング領域を覆い、底板(5b)が、計量ディスク(9)の計量孔(9a)のトラックの領域に、連続した流出開口(5e)を有することを特徴とする、請求項8に記載の計量装置付きドウ・ミキサ。
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