JP5064556B2 - 豆腐生地の反転処理装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2については、木綿豆腐生地を180度から約270度回転させるが、豆腐生地を上下から挟む構造だけでは、脆弱な豆腐生地を損傷させないようにするために、挟み込んだ状態で移動させず回転させることは難しかった。特に、上方に向け垂直姿勢になるとき、下方側にずり落ちるおそれがあった。なお、この下方側へのずり落ちを防止するために、単に挟み力を強くすると、豆腐生地の弾力性に悪影響を与え、また大きめの豆腐生地ブロックを素早く反転すると遠心力や反転時の衝撃で豆腐生地を損傷する結果になる。
また、特許文献2では、空中から空中の反転機構であると解され、これを水中から空中や空中から水中のように反転部が水中に漬かる形態では、小型コンベヤの駆動モータの直接取り付けが難しく駆動伝達部を設ける等の形態になり、ベルトや駆動軸等を分解・洗浄しにくく、衛生上好ましい形態ではない。
なお、本願出願人が開発する豆腐の自動製造ラインは、1万丁/時間以上から数万丁/時間の生産能力を目指しているが、従来の装置では高速処理と呼ばれるものでも5千丁/時間が限界であった。すなわち、豆腐の自動製造ラインでは、高速処理による大量生産が求められるが、特許文献2は、高速回転に耐え得る構造の豆腐生地の反転処理装置ではなかった。
本発明における豆腐生地とは、絹ごし豆腐、木綿豆腐、焼き豆腐、絹生揚げ・生揚げ・厚揚げ・薄揚げ・寿司揚げ等の揚げ生地およびフライ製品なども含めるものである。前記所定サイズとは、帯板状、帯状、短冊状、枕状、複数丁分〜1丁分のサイズなど様々な豆腐のサイズが挙げられ、立方体や直方体であれば特に限定されない。前記豆腐の自動製造ラインの搬送コンベヤは、連続成型機からシート状の豆腐生地を搬送する連続コンベヤラインであり、また豆腐生地の成型工程が型枠・型箱を用いたバッチ式で、豆腐生地がブロック単位で搬送される連続コンベヤラインや、その連続コンベヤが断続的に動作する形態であってもよい。
ここで、ケージ奥板は受け入れ姿勢におけるケージ下板側で、かつオフセットプレート(反転軸とケージの連結部材)よりもケージ内側で開口部側に固定されたものであることが好ましい。なぜなら、排出姿勢において、ケージ下板が下降して、ケージ上板とケージ下板が離れて、逆さ状になった該ケージ奥板の下方端に、押し出し板の上方端が接触しないように構成しやすいからである。またケージ奥板はオフセットプレート(反転軸とケージの連結部材)と兼ね合わせた構成でもよいが、ケージ上板とケージ下板の狭持手段を組み込みやすいため、各々分けた構成の方が好ましい。なお、上記受け入れ姿勢時のケージ上板は、排出姿勢時のケージ下板になり、上記受け入れ姿勢時のケージ下板は、排出姿勢時のケージ上板になる。
また、脆弱で壊れ易い豆腐生地においては、前記ケージにより直接狭持しても直ちにその狭持状態を解除しないと、豆腐生地の弾力性が失われ品質劣化になるおそれが考えられる。この点、本願発明では、ケージ反転機構が高速反転した後は直ちに間隔調節手段がケージ上板とケージ下板との間隔を拡げるので、弾力性を失わせることを最小限度に抑制する。
他方、ケージから豆腐生地を排出する操作おいては、豆腐生地のように引っ張り強度に乏しい素材は、ケージから引っ張り出すことができないため、適当な方法によりケージから押し出すことが必要となるが、豆腐生地を押すと、いわゆる押膨れが発生し、一層排出が困難となる。その押し膨れは豆腐生地が水中にあるよりも、空中にある方が顕著である。そこで、ケージが排出姿勢となった時点で、ケージ上板とケージ下板との間隔を拡げ、ケージと豆腐生地との間に十分な間隙を生じさせる。
また、押し出し機構はケージ反転機構の受け入れ姿勢のケージ上板に連結されケージ上板の上下動作と共に動作するか、ケージ反転機構上の別の駆動機構を介して連結されて、ケージの受け入れ姿勢から中間姿勢の反転前半までは前記ケージ下板側に下降した形で近接し、垂直姿勢を経て、中間姿勢の反転後半から排出姿勢では逆に前記ケージ上板側(反転後半は下方側の板)に上昇(反転後半は下降)した形で近接するように、該押し出し板の高さを調整する形態も、ケージ上板ないしはケージ下板とケージ奥板兼用の該押し出し板と近接して成す角部の隙間を小さくして豆腐の損傷を抑え点で、好ましい形態である。
また、該押し出し機構と該押し出し板が分離して、押し出し板がケージ奥板を形成して、ケージ開口部側と奥側の方向で往復する遊動型ケージ奥板とする機構で、豆腐生地の受け入れ姿勢では、ケージ奥板の役割をして、排出姿勢においては、ケージの狭持を開放した後、別途基台に支持された外部の押し出し駆動機構によって豆腐生地を下流に押し出す機構でも良い。
また、前記ケージ奥板と該押し出し板と併用した形態であってもよい。例えば豆腐生地の高さの1/2の高さの前記ケージ奥板と、同じ高さの該押し出し板であって、ケージ下板に該ケージ奥板を配設し、上板側に近接するような高さで該押し出し板が可動するように配設されて、受け入れ姿勢で送り込まれた豆腐生地が該ケージ奥板に当たって位置決めされ、上板が下降して豆腐生地を狭持した時、該ケージ奥板の上端と該押し出し板先端の下端とが突き合う形になり、その狭持状態で反転した中間姿勢では該ケージ奥板と該押し出し板が協同して豆腐生地を下支えして、排出姿勢において、下方側の板(受け入れ姿勢の上板)が下降すると共に該押し出し板も下降して、次に該押し出し板によって下方側の板(受け入れ姿勢の上板)上に近接しながら豆腐生地を下流側へ押し出すという形態であってもよい。
また、水槽中において帯板状に切断した豆腐生地の上面位置以上に清水で満たした状態で、前記ケージ反転機構における間隔調節手段により、前記ケージ上板をケージ下板に対して間隔を狭めると、清水を介して、豆腐生地を挟み込むことから、挟み込む際の前記ケージ板による損傷を極力少なくすることが出来る。
第1の実施の形態の豆腐生地の反転処理装置Mは、豆腐生地BMを収納するケージ2Kを反転するケージ反転機構20と、豆腐生地BMをケージ2Kに押し込む送り込み機構10と、豆腐生地BMをケージ2Kから排出するための押し出し機構30とからなり、豆腐の自動製造ラインAMの途中に介装され、豆腐の自動製造ラインAM中において豆腐生地BMを反転する役割を分担する(図1)。同図中の矢印Fは、豆腐の自動製造ラインAMの流れ方向を示し、同図の左手方向が上流側F1であり右手方向が下流側F2である。
本実施の形態の豆腐の自動製造ラインAM中では、シート状の木綿豆腐の豆腐生地BMが搬送され、第1の切断工程で搬送コンベヤの幅方向で製品サイズのM丁分の幅の枕状ブロック(横長の直方体)で切断されて反転され、第2の切断工程で、M丁分の長さをM等分して製品サイズの長さでM行に切断され、第3の切断工程で、搬送コンベヤの搬送方向で1個の製品サイズでN列に細断され、M×N丁分、つまり具体的には2行、10列では合計20丁分の豆腐を搬送して、2列、10行分の包装パックに豆腐を同時にパック詰めする。M,Nは正の整数である。なお本発明の反転処理装置は前記各切断工程の後に設けられるが、製品サイズに細断される前のブロック状の豆腐生地に対して適用した方が好ましく、例えば前記第1の切断工程と第2の切断工程との間、ないしは、前記第2の切断工程と第3の切断工程との間に設置する形態が好ましい。
なお、第2次の切断(製品サイズの適当な1辺分の幅で切断)や第3の切断(製品サイズまで細断)は、第1次の切断の後でケージ反転前に切断されてもよいが、上記押し出し機構30により押し出された後に切断されるのが好ましい。前記送り込み機構10の駆動源は例えばエアシリンダや電動シリンダのようなリニアアクチュエータ等であり、送り込み板12を直線駆動させ、位置決め可能な駆動源であれば特に限定しない。上記押し出し機構30の駆動源についても同様である。
以上のような送り込み機構10と後述する押し出し機構30は、ケージ反転機構20とは別にケージ反転機構20の基台(空中に位置する基台)から支持されているので、水中での送り込みや押し出し機構を設計し易く洗浄もし易く衛生的でシンプルな構造に出来る利点がある。
押し出し機構30は、コ字状のケージ2Kとは別の構成部材であり、その駆動源(駆動シリンダ)もケージ反転機構20の駆動源(駆動シリンダC5)とは別になっていることで、清水に入ることもなく、同期駆動の複雑さからも開放されている。
ケージ奥板28は、ケージ2Kの開口部を上方に向ける中間姿勢において、つまり豆腐生地BMの垂直姿勢ないしは中間姿勢において、豆腐生地BMを下支えする役割を果たす。従ってケージ奥板28の横幅も前記下垂板32Fの縦幅と同様で、豆腐生地BMの高さの1/2以上、できる限り豆腐生地BMの横幅と同じであるか、それ以上であることが好ましい。一般に、特に出来立ての軟らかい豆腐生地BMを押したり、保持したり、支える等の外力が加わる際には、豆腐生地BMに損傷を与えないため、豆腐生地BMに接する前記下垂板32Fやケージ奥板28等の部材はその接触面積が大きいほど効果的である。
ケージ2K全体は、オフセットプレート24を介して駆動軸21と連結され、駆動軸21は、その開口部2Hを上流側F1に向けた受け入れ姿勢におけるケージ2Kの水平位置を基準として変位量D1上方に変位して位置している。このケージ2Kに対する駆動軸21の変位量D1は、前記した水槽5の水平仕切り板51と搬送コンベヤ60のコンベヤベルト61のベルト面との間に設定された所定の高低差H1の1/2をやや上回る値に設定されている。すなわち、上記変位量D1の2倍で上方回転するが、排出側には、排出位置で下方側に位置する調節シリンダC6が下降するために、この調節シリンダC6の分を考慮した間隔が必要になる(図7)。
まず、水槽5の水平仕切り板51上を押し送りされてくる豆腐生地BMの進行先端は、カッタ装置のストッパプレート41によって位置決めされる(図1,図9(A))。ストッパプレート41から一定距離上流側F1に設置されたカッタプレート42が下降して位置決めされた豆腐生地BMを切断する。この時点で切断された豆腐生地BMは、ストッパプレート41とカッタプレート42とによって前後から挟まれた状態となる(図9(B))。なお、ケージ反転機構20は、ケージ2Kを受け入れ姿勢として待機している。すなわち、L字状のケージ下板25とケージ奥板28と、他方側のケージ上板26とが間隔を開けた状態で待機している。
そして、豆腐生地BMの充填後、調節シリンダC6によってケージ上板26が下降動作し、ケージ2K内の不要な空隙が排除され、豆腐生地BMをしっかりと狭持することができる(図5,図10(B))。
本実施の形態では、前記ケージのケージ上板26とケージ下板25との間隔を調節する間隔調節手段C6によりケージ上板26とケージ下板25との間隔、つまりケージ上板26を降下させて、開口部2Hの上下間隔を拡げることにより(図8)、豆腐生地BMの狭持状態を解除するとともに、この豆腐生地BM、つまり弾力性が回復してやや高さの高くなった豆腐生地BMをケージ2Kから排出させ易くする。なお、押し出し機構30の下垂板32Fの先端は、ケージ下板(つまり受け入れ姿勢時のケージ上板)26上のフッ素樹脂板27に近い位置まで下降するが、接触することはない(図8)。
まず、ブロック状に切断された豆腐生地BMは、比重が1.05前後であり、水槽5の清水に沈むが浮力が働いて、浮遊した状態に置かれて、送り込み機構10により、ケージ2K内にケージ奥板28に接触するまで押し込まれるので、豆腐生地BMがケージ下板25と軽く接触するだけで、ケージ2K内に送られ、豆腐生地BMの先端面(正面)がケージ奥板28と接触するまで送り込まれる。
次に、調節シリンダC6によってケージ上板26が下降動作すると、ケージ上板26とケージ下板25とは、豆腐生地BMを挟み込むが、この挟み込みに際して、豆腐生地BMの上下面とも清水を介して挟み込むために、挟み込む際の加圧を弱めて豆腐生地BMを上下面から挟み込む。なお、ケージ上板26は清水の水面5Sよりも上に位置していても良く(図1等参照)、又、水面5Sよりも下に位置していても良く(図5参照)、いずれにしても清水を介してケージ上板26とケージ下板25との接触を弱めて挟み込む。このため、豆腐生地BMを損傷したり、強く挟み込みすぎたりすることがない。このように挟み込むと、豆腐生地BMの上下面のみならず豆腐生地BMの搬送方向の先端面(先頭側の正面であり、反転させると後方側端面)もケージ奥板28と接触して、水中でも、豆腐生地BMの移動が阻止される。かかる状態で、ケージ反転機構20を高速反転させても、ケージ2K内における豆腐生地BMの角落ち等の損傷が防止される。また、水中での状態は、ケージ2Kの開口部2Hは、清水が豆腐生地BMの移動を阻止している。したがって、挟み込む部材が敢えて存在しなくとも、高速回転(高速反転)に耐え得るようになる。なお、ケージ2Kを構成する部材は、ケージ下板25とケージ上板26とケージ奥板28であり、側面板や開口部2Hの側は塞がれていないことに加え上記スリットが形成されているので、陸上げされる反転動作中において、ケージ2K内の清水は飛び出しし易く、排出位置までの回転動作中においてすべて排出される。ただし、図示しないが、ケージ2Kの端部の側面板や開口部2Hの側に蓋板を構成するように、豆腐生地の5面ないしは6面を狭持する機構を設けた形態であってもよい。反転対象となる豆腐生地BMは、ケージ2Kによって水抵抗からも保護されるのであり、水中においても高速度での反転動作を実現することが可能である。
本実施の形態におけるガイドロッドL1とガイドスリーブG1との組合せからなる送り込み機構10の水平動ガイド(図2、図13)は、1対の水平軌道13,13と、水平軌道に走行自在に組み付けられたトロリー走行車14の組合せとすることができる(図13)。この組合せによる水平動ガイドは、強度設定自由度、走行距離自由度、寸法設定自由度が高く、既製品の水平動ガイドの規格に拘束されないので、特に、大形の豆腐の自動製造ラインAMにも簡単に適合させることができる。具体的には例えば焼き豆腐の両面を焼く工程で活用できる。
本実施の形態の豆腐生地の反転処理装置Mは、水平姿勢のケージに対する駆動軸21の変位量D1(図7)をD1=0に設定することによって、例えば、同一水平レベルにある搬送コンベヤ70と搬送コンベヤ60において豆腐生地BMを反転移載することができる(図12)。変位量D1がゼロである場合、駆動軸21が180度回転駆動されることによって、受け入れ姿勢のケージ2K(図12の実践で示す)と排出姿勢のケージ2K(図12の2点鎖線で示す)とは、駆動軸21の反対側の同一水平レベルに移動するからである。なお、これらの搬送コンベヤ60,70は、同一水平レベルにあれば、双方ともに水中に、又は双方ともに空中に設置されていてもよい。
本実施の形態は、特に空中から空中への反転を説明する実施の形態である。空中でのケージ2K内からの豆腐生地BMの排出に際しては、前記押しし出し機構の押し出し板が下降した後、下垂板と共に下流側に平行移動して豆腐生地を下流側に押し出すので、排出姿勢でのL字状のケージ奥板28とケージ下板(受け入れ姿勢時のケージ上板)26から、豆腐生地BMを損傷させずに排出させる。すなわち、豆腐生地BMがその水分を介してL字状のケージ奥板28とケージ下板(受け入れ姿勢時のケージ上板)26と密着した状態でも、これを開放して排出させる。
なお、ケージに収納された豆腐生地を押し出す方法としては、ケージ内に予め外部操作可能な押し出し部材を収納しておくことで、反転して排出姿勢となったときに、この押し出し部材を押し出すか、引き出すようにして豆腐生地を排出させることも可能である。
図15は、第3の実施の形態のケージ反転機構50が豆腐生地BMを受け入れた状態を示す斜視図であり、図16は、ケージ反転機構50が反転して豆腐生地BMを排出する状態を示す斜視図であり、図17(A)〜(F)は、受け入れ姿勢から排出姿勢までの工程を説明する図である。
本実施の形態の豆腐生地の反転処理装置50は、前記押し出し機構51がケージ反転機構50に搭載された形態で、ケージ反転機構50とともに軸53を中心にして反転して、反転した状態の豆腐生地BMをその後方から押し出す機構である。すなわち、第1の実施の形態のように、前記押し出し機構51はケージ反転機構50と別の構成部材による別駆動ではなく、ケージK2が反転して排出姿勢に押し出す駆動シリンダC51も前記ケージ反転機構50に搭載されている。前記押し出し機構51は、豆腐生地BMのケージ2Kへの受け入れ姿勢と反転した後の排出姿勢においては、水平方向に駆動する押し出し板52aとその駆動シリンダC51を有しており、連結部材52b,52cを介してL字状を組み合わせたような構成とされ、その先端の押し出し板52aは、反転する前の受け入れ姿勢では、ケージ2Kの後方に位置しており、排出姿勢では反転した豆腐生地BMの後方位置から水平方向に押し出す。押し出し板52aを駆動する駆動シリンダC51も前記ケージ反転機構50に搭載され、そのロッドCrが水平方向に伸長する。
一方、ケージ2Kは、開口部2Hを上流側F1に向けた受け入れ姿勢において、ケージ2Kの底面を形成するケージ下板25と、その上方に配置されるケージ上板26と、開口部2Hに面してケージ奥板28とを断面視及び側面視において三面板としてコ字形に組み合わせてなる(図17(A)〜(F))。第1の実施の形態のように、上記ケージ2Kに前記スリットSは存在せず、押し出し機構51がケージ反転機構50とともに反転して、ケージ2Kの後方に移動したときに、駆動シリンダC50が駆動して豆腐生地BMの後方から押し出す。なお、押し出し板52aは、搬送コンベヤ70,60の幅方向に亘る長さが好ましいが、押し出し機構51の中央の押し出し駆動部に押し出し板52aが取り付けられている構成でも良い。
本実施の形態では、受け入れ側の搬送コンベヤ70から排出側の搬送コンベヤ60に受け渡す場合の例(空中搬送)で説明するが(第2の実施の形態を参照)、図17(A)〜(F)のように、水槽5の水に浸漬した豆腐生地BMを反転する例でも適用でき、又、水槽の中の搬送コンベヤ70から排出側の搬送コンベヤ60に受け渡す場合にも適用可能である。なお、本実施の形態の押し出し機構51は、その駆動シリンダC51を含めて水槽5の水に浸漬しないようにケージ反転機構50に搭載されている。
また、押し出し機構51は、ケージ反転機構50の受け入れ姿勢のケージ上板26に連結されケージ上板26の上下動作と共に動作するか、ケージ反転機構上の別の駆動機構を介して連結されて、ケージ2Kの受け入れ姿勢から中間姿勢の反転前半までは前記ケージ上板25側に下降した形で近接し、垂直姿勢を経て、中間姿勢の反転後半から排出姿勢では逆に前記ケージ上板26側(反転後半は下方側の板)に上昇(反転後半は下降)した形で近接するように、該押し出し板52aの高さを調整する形態も、ケージ上板26ないしはケージ上板25とケージ奥板兼用の該押し出し板と近接して成す角部の隙間を小さくして豆腐の損傷を抑え点で、好ましい形態である。
M 豆腐生地の反転処理装置、
BM 豆腐生地、
F1 上流側、F2 下流側、
C6 間隔調節手段(調節シリンダ)、
C7 水平動シリンダ、 C8 上下動シリンダ、
10 送り込み機構、
20,50 ケージ反転機構、
30,51 押し出し機構、
12 送り込み板、
S スリット、
21 駆動軸、53 軸、
2K ケージ、
25 ケージ下板、
26 ケージ上板、
28 ケージ奥板、
2H 開口部、
32,52a 押し出し板、
32F 下垂板、
C51 駆動シリンダ、
52a,53 ケージ奥板兼用型押し出し板
Claims (6)
- 豆腐の自動製造ラインの所定箇所に設置され所定サイズに切断した豆腐生地を反転させる豆腐生地の反転処理装置において、
ケージの開口部を自動製造ラインの上流側に向ける受け入れ姿勢からケージの開口部を上方に向ける中間姿勢を経てケージの開口部を下流側に向ける排出姿勢に至る範囲で往復反転駆動されるケージ反転機構を備え、
前記ケージ反転機構は、豆腐生地の受け入れ姿勢で下側になるケージ下板と、豆腐生地の受け入れ姿勢で先頭側が接触するケージ奥板と、ケージ下板の上方に対向して配置するケージ上板と、ケージ下板に対してケージ上板の間隔を調節する間隔調節手段を備え、豆腐生地の受け入れ姿勢では、ケージの開口部であるケージ上板とケージ下板との間隔を拡げて豆腐生地を受け入れ、ケージ上板とケージ下板との間隔を縮めて豆腐生地を狭持するようにしてから前記ケージを反転して、前記ケージを排出姿勢とした時点において、ケージ上板とケージ下板との間隔を拡げることを特徴とする豆腐生地の反転処理装置。 - 前記ケージ反転機構は、ケージの開口部を自動製造ラインの上流側に向ける受け入れ姿勢からケージの開口部を上方に向ける中間姿勢を経てケージの開口部を下流側に向ける排出姿勢に至る範囲で往復反転駆動され、受け入れ姿勢において上流側に配置された送り込み機構と連動してケージ内に豆腐生地を受け入れるとともに、反転した後の排出姿勢において下流側に配置された押し出し機構によりケージ内の豆腐生地を排出することを特徴とする請求項1記載の豆腐生地の反転処理装置。
- 前記押し出し機構は、多数の下垂板を所定の相互間隔を保って並列に下垂配置してなる押し出し板を備える一方、前記ケージのケージ奥板とケージ下板には、前記押し出し板に配設した多数の下垂板の動作方向に対応して互いに接触しないように多数のスリットを並列に形成してなることを特徴とする請求項2記載の豆腐生地の反転処理装置。
- 前記押し出し機構は、反転動作し排出姿勢にある前記ケージのケージ下板の上流側上方に位置する押し出し板を下降させ、前記押し出し板に配設した多数の下垂板をケージ奥板とケージ下板とに形成した前記スリットを通して、前記下垂板が前記ケージ奥板やケージ上板に接触しない高さであって前記豆腐生地の上流側側面より上流側に下降させた押し出し板を、次に前記下垂板ないしは前記押し出し板が前記ケージ奥板や前記ケージ下板に接触しないように下流側に水平移動する動作によって、ケージ内の豆腐生地を下流側に押し出すことを特徴とする請求項3記載の豆腐生地の反転処理装置。
- 豆腐の自動製造ラインの所定箇所に設置され所定サイズに切断した豆腐生地を反転させる豆腐生地の反転処理装置において、
ケージの開口部を自動製造ラインの上流側に向ける受け入れ姿勢からケージの開口部を上方に向ける中間姿勢を経てケージの開口部を下流側に向ける排出姿勢に至る範囲で往復反転駆動されるケージ反転機構を備え、
前記ケージ反転機構は、豆腐生地の受け入れ姿勢で下側になるケージ下板と、ケージ下板の上方に対向して配置するケージ上板と、ケージ下板に対してケージ上板の間隔を調節する間隔調節手段を備え、豆腐生地の受け入れ姿勢では、ケージの開口部であるケージ上板とケージ下板との間隔を拡げて豆腐生地を受け入れ、ケージ上板とケージ下板との間隔を縮めて豆腐生地を狭持するようにしてから前記ケージを反転して、前記ケージを排出姿勢とした時点において、ケージ上板とケージ下板との間隔を拡げるとともに、反転した後の排出姿勢においてケージ内の豆腐生地を押し出す押し出し機構を備え、押し出し機構は、前記ケージ反転機構とともに反転するとともに、反転した豆腐生地を押し出す押し出し板としての役割と、ケージの受け入れ姿勢で先頭側が接触するケージ奥板としての役割を果たすことを特徴とする豆腐生地の反転処理装置。 - ケージが豆腐生地を受け入れる受け入れ姿勢又はケージが豆腐生地を排出する排出姿勢の少なくともいずれか一方の姿勢において、豆腐生地の少なくとも一部が水中に浸かる状態であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項記載の豆腐生地の反転処理装置。
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JP2012120522A (ja) | 2012-06-28 |
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