JPH0622424B2 - 生地制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、製菓・製パンの製造の際の生地の圧延・伸展
工程において一対のローラーの通過時に、前記生地がロ
ーラーに与える圧力の変化を検出して、その信号を増巾
し、これをＣＰＵ（中央演算装置）に入力して生地の状
態変化を把握するための演算処理を行い、生地の物性を
記憶または必要に応じて表示させると共に、その処理結
果に基づいて製菓・製パンラインを構成する各機械・装
置を自動調整して、前記ライン上の生地・製品の品質を
一定に保つよう制御を行うようにした生地品質の一定化
制御システムに関する。

［従来の技術］ 製菓・製パン工程における生地の圧延・伸展工程とは、
たとえば製パン工程を例にとると次のようなものであ
る。

パン生地の分割・丸め工程を経て、通常、プルファーに
より一定のベンチタイムを与えられたパン生地がコンベ
アー等によりモルダーの生地投入口から投入され、モル
ダーの第一ローラーにより予備圧延された後、第二ロー
ラーにより、そのパン生地に適した圧延・伸展が行なわ
れ後工程に移る、その間の一連の工程を指す。

ところで、その際における、特に上記第二ローラーの間
隔調整は極めて微妙である。

従来から、パン生地の重量、種類の相違はもとより、ミ
キサーからの一バッチの前半と後半とでは生地の状態が
異なることは業者間ではよく知られている。

たとえば、一バッチ740kgの生地の分割を行うと、これ
に要する時間は約20分であり、一バッチの分割開始時と
終了時では、その間に生地中の微生物の発酵により生地
物性に変化が生ずる。

そのため、上記の変化に対応した製パンライン上の各機
械の調整を行わないと良好で均一なパンが仕上がらず、
最終製品の価値を著しく損なうといった問題点があっ
た。

しかし、現在では、この種の作業はオペレーターの経験
と勘に頼つているので手間がかかり、また必ずしも、そ
の生地特性に対し、ライン上の各機械の適正な調整が行
われるとは限らなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、従来行われている上述のような問題点や誤操
作の解消を目的とするものであり、バッチや発酵時間等
による生地物性の差異、変化、つまり硬さ、伸展性、粘
着性または生地重量の相違等を検知手段により客観的に
検知して、その生地の物性をＣＰＵ等の処理により把握
した上で前記生地の状態に適するように前述の製造ライ
ン上の機械・装置の調整を行い、加工された生地の状態
を一定にし、最終製品の品質の安定化を計ることを目的
とする。

すなわち、本発明では回転する固定軸ローラーに対抗し
て逆転する可動軸ローラーを設け、前記ローラー間を
（一定量の）生地が通過する際に生地がローラーに対し
て与える変位量を、可動軸ローラー側または固定軸ロー
ラー側に取付けた変位負荷変換器によって取出し、その
電気信号をＣＰＵにより演算処理し、その結果を必要に
応じて表示および記録し、また、そのデータに基づきラ
インを構成する各機械・装置を制御するシステムを提供
しようとするものである。

上述のシステムにより、一バッチ中の生地の前半と後半
の生地状態の変化や、バッチ毎の生地の品質差異等の、
製造ライン上を流れている生地の状態を適正、かつ客観
的に把握することができ、その結果に基づいて、前後す
るライン上の各機械に対し自動的に調整を行い、加工す
る生地および最終製品の品質を均一、かつ安定化する装
置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上述の目的を達成するための手段として、以
下に記載したとおりの各構成要件を具備したシステムを
提供するものである。

１）製菓・製パン工程において、生地が一対のローラー
間を通過する際、前記生地がローラーに与える圧力変化
を電気信号として検出する手段、前記検出信号に基づ
き、その電圧発生時間の長さ、最大電圧及び電圧発生時
間長に対する最大電圧発生時を検知して、これを予め設
定した標準値と比較・解析する手段、前記解析結果の一
つ又はそれ以上のデータが前記標準値から何れかの方向
に外れたときは、その偏差量に関係して製菓・製パンラ
インを構成する機械類のうちの各対応した機能を備えた
部材を標準位置から変位するよう制御する手段を含み、
製造する生地を均一化および安定化し、最終製品の品質
の安定化を行うことを特徴とする製菓・製パン工程にお
ける生地制御システム。

［作 用］ 一対の互いに逆転するローラー間に、被測定物である生
地を通過させ圧延・伸展すると、可動軸ローラーは生地
圧延の反力に押されて、揺動変位し、これをロードセル
に伝達して、その圧力変動を前記セルを介して電気信号
に変換・検出し、生地の物性を電気信号としてとらえる
ことができる。

第９図は、仮りに本制御システムを作動させることなし
のロードセルより出力する信号パターンを示す。

ｘ軸方向には時間軸を、ｙ軸方向には生地の変形がロー
ラーに対して与える圧力変化力軸をとったとして、同図
中、は一バッチ中の始めの生地を、は同バッチの終
りの生地の信号パターンを示すもので、図において明白
なように、バッチの始めと終りでは、生地の物性が変化
し、製品は均一な物ができ難い。

ここで、本制御システムを作動させた結果、検出・出力
した信号パターンを第10図に示す。

同図中、はバッチの始めの生地を、はバッチの終わ
りの生地からの電気信号パターンを示すもので、図から
も判る通り、生地の物性は本制御システムにより均一化
される。

また、モルダーによりカーリングされ展圧された生地
も、第11図のＡに示すように、従来は、一バッチの始め
と終りとでは生地の長さが揃わず、パンニング等の後工
程でのトラブルが製品の品質の不均一さを生ずる原因と
なっていたが、本制御システムによれば第11図のＢに示
すように、モルダーから次工程に移る際の展圧生地の均
一性が増し、ライン上のトラブルの減少、品質の均一さ
の向上がなされ、効果的な生産管理を容易にすることが
できた。

第12図は、本制御システムを利用したドウシーターにお
けるデニッシュ生地の圧延・伸展の場合を示したもので
あるが、生地に伸展性があるときは、に示すグラフパ
ターンのように、あまり大きなパターン変化は見られな
いのに対し、生地に伸展性が無い場合は、に示すよう
にグラフパターンのレベルが高く、生地切れを生ずる寸
前で異常に高いピークを示した後、レベルが減少する。

本制御システムをドウシーターに装着することにより、
いままで状態が判別しにくかったデニッシュ生地の物性
を把握することが可能となり、これに対応して圧延ロー
ラーの間隔、粉ふるいの粉落下量、生地搬送ベルトスピ
ード等の自動的に変化させて、生地および製品の均一化
と品質の向上とが可能となった。

上記したような製菓・製パンラインを構成する各機械に
対する生地の制御システムを施すことにより、製造され
る製品の品質は安定化される。

［実施例］ 本発明の実施例を図面に沿って説明するが、その要部構
成以外の構造・システムについては、各種の変形、応用
例があり得るので図示実施例のみに基づいて本発明の要
旨を限定的に解釈すべきでない。

第１図は、製菓・製パン工程における本発明制御システ
ムの実施例の基本的機構である生地の物性を測定・検知
して、これを解析・処理する装置についての概略説明図
である。

図中、１は固定軸ローラー、２は可動軸ローラー、３は
被測定パン生地塊、５は可動軸ローラーの変化に対応す
る変位−負荷変換器（以下ロードセルという）、11はロ
ードセルから出力された信号のA／D変換器、12はＣＰＵ
（例えばＰＣ−9801パソコンシステム：商品名）、13は
表示装置、14はプリンターである。しかし、上記表示装
置13およびプリンター14は、本発明システムを構成する
のに必須のものではない。

第２図および第３図は、生地物性の検知機構の詳細、か
つ具体的な構造を示す図面で、第２図は、第３図示の平
面図におけるII−II線に沿う断面図、第３図は、第２図
における矢視III方向からの平面図である。

同図中、一対のローラー１、２が平行して軸支されてお
り、固定軸ローラー１に対し、近接・離反するよう揺動
可能にフレーム10に軸着８された揺動枠７に軸受けされ
た可動軸ローラー２が対向して、互いに逆方向に回転す
るように設けられている。

なお、４は可動軸ローラー２の変位をロードセル５に伝
達するスライド板、６は一対のローラー１、２の間隔調
整ノブで、同ノブにつながるネジはフレーム10に螺合し
ている。ローラー間隔調整ノブに設けたネジを、フレー
ム10側の雌ネジに螺着して回転させることにより、ロー
ドセルを介し可動軸ローラーを前後させ、一対のローラ
ー１、２の間隔を調整することができる。

上述基本構造の場合には、移動軸ローラー２を軸着して
いる揺動枠７が支点軸８を中心にして揺動運動をするた
め、前記ローラー軸も円弧運動するので、スライド板４
を介して移動軸ローラー２の変位を直線方向に変換し、
ロードセル５に伝達しているが、可動軸ローラー２を水
平方向に移動するように構成するときは、必ずしもスラ
イド板４を必要としない。

さらに本実施例では、一対のローラーを水平方向に位置
するよう設置してあるが、これをある傾斜角を付け、ま
たは垂直方向に設置することもできる。

この一対のローラー間に、被測定物である一定量の生地
３を通過させ圧延・伸展させると、可動軸ローラー２は
生地に押されて、揺動枠７に軸支されたまま、支点軸８
を中心に揺動・変位し、その円弧移動をフレームのスラ
イドレールに滑動自在に支持されたスライド板４を介し
て、直線変位に変換し、これをロードセル５に伝達す
る。

同セル５により、ローラーの生地圧延の時間的進行に伴
なう負荷を電気信号に変換・検出し、前記生地の物性を
特定することができる。

ここで、生地３がローラー１および２間を通過した際
の、ロードセル５からの出力信号パターンを多数の実験
から選択した代表例で説明すれば第６図のとおりであ
る。

すなわち、同図中、Ａ曲線は適正な工程に基づいて作成
された生地、Ｂ曲線はベンチタイムが短い生地、Ｃ曲線
はベンチタイムが長過ぎた生地の信号パターンを、それ
ぞれ示すものである。

この信号パターンの解析により、つぎの事柄が判明し
た。

（一）ベンチタイムが短か過ぎる生地は、適正な生地に
比べ、最大電圧が高く、電圧入力時間が短く、電圧入力
時間全体に対する最大電圧指示時間が早い事である（第
６図のＢ曲線参照）。

（二）ベンチタイムが適正よりも長い生地は、これと逆
の結果となった（第６図のＣ曲線参照）。

前記した生地物性の変移の検出・解析の基本機構を製パ
ン（整形）工程に適用した制御システムは、第４図に示
す通りである。

その詳細を述べれば、同図で、プルファー16より排出さ
れた生地３がモルダー21のローラー１、２により圧延・
伸展される際のローラーの変位をロードセル５により電
気信号に変換し、A／D変換器11を介してＣＰＵ12に入力
し、解析・処理される。

この解析処理工程の具体例を、第７図のフローチャート
により説明する。

ローラー１、２間を生地３が通過するとロードセル５に
電圧の変化が生じる。そして数個分の通過生地データ、
たとえば５回分の最大電圧、電圧入力時間、最大電圧指
示時間の、それぞれの平均値を求める。

次に、ステップ（イ）に示すように前記の値をプログラ
ムされた所定の電圧と比較し、最大電圧が高いか低いか
を判定し、モルダーのローラー間隔、プルファー温度、
展圧板の間隔を制御する。

一例として、電圧が所定電圧よりも高いと判断されれ
ば、モルダーのローラー１、２の間の間隔を、モーター
15および、それに接続して作動する調整ノブ６のネジに
より一定量拡げる。

また、プルファーの庫内温度をエアコンディショナー20
により、20〜32度の範囲内にて一定量制御させる。

さらに、モルダーの展圧板17をモーター18により一定量
下降させる（フローチャートにおける制御１参照）。

もし、前記電圧がプログラムされた所定電圧より低いと
判断されれば、モルダーのローラー１、２間の間隔がモ
ーター15および、それに接続された調整ノブ６のネジの
作動により一定量狭められ、プルファーの庫内温度を制
御し、モルダー展圧板17は下降する（フローチャートに
おける制御２参照）。

次に、ステップ（ロ）では、一つのピークタイム当りの
経過時間（電圧入力時間）が、あらかじめプログラムさ
れた電圧入力時間と比較し、短時間ならば前記同様、第
７図のフローチャートにおける制御１を行ない、長時間
ならば前記同様、制御２を行なう。

次に、ステップ（ハ）では、最大電圧指示時間が、電圧
入力時間全体に対して、プログラムされた所定の時間と
合致するか否かを判定する。

もし、最大電圧指示時間が所定時間より早ければ、前記
同様第７図示のフローチャートにおける制御１を行な
う。また遅ければ、前記同様、制御２を行なう。

上記したような製パン成形ラインを構成する各機械に対
する制御を行うことにより、生地に対する加工を調整
し、製造される製品の品質を安定化する。

次に、生地シーティング工程に用いた制御システムは、
第５図に示す通りである。

第５図に示す生地シーティング工程においてはローラー
１、２が上下に配置されているが、基本的制御システム
には変化がない。図において生地はコンベア24と25の上
で前後する際に、ローラー１、２により段階的に圧延・
伸展され、その際、生地は可動ローラー２に変位を与
え、同変位はロードセル５により電気信号に変換され
て、A／D変換器11を介してＣＰＵにより解析処理され
る。

この解析処理工程の詳細を、第８図のフローチャートに
基づいて説明すると、まず、ローラー１、２間を生地３
が通過すると、ロードセル５に電圧の変化が生じる。

そしてステップ（イ）に示すように、最大電圧がプログ
ラムされた所定電圧と比較して高いか、低いかを判定
し、ローラー間隔、粉ふるいの落下量、ベルトスピード
を制御する。

一例として、電圧が低いと判定されれば、その信号はモ
ーター15に送られ、ドウシーターのローラー１、２の間
隔を狭くする度合を一定量大きくし、生地が傷まないよ
うにする。また、ドウシーター上の生地３に、粉をかけ
る粉ふるい22を作動させるモーター23による粉の量を一
定量少なくし、生地が傷まず、粉が付きすぎない最適量
とする。

さらに、ドーシーターを搬送するコンベア24、25の搬送
速度を一定量速くして、最適条件で生地の圧延・伸展を
行なうようにする（フローチャートにおける制御１参
照）。

もし、電圧が所定電圧よりも高いと判断されれば、その
信号はモーター15に送られ、ドウシーターのローラー
１、２間の間隔を一定量狭くし、生地の傷みを最小限に
抑える。また、ドウシーター上の生地３に粉をかける粉
ふるい22を作動させるモーター23による粉の落下量を一
定量大きくし、生地が傷まないようにする。さらに、ド
ウシーターを搬送するコンベア24、25の作動速度を一定
量遅くして、生地の傷みを最小限に抑える（フローチャ
ートにおける制御２参照）。

次に、ステップ（ロ）では、最大電圧指示時間が電圧入
力時間全体に対し、プログラムされた所定の時間と合致
しているか否かを判定する。

もし、それが所定時間より早ければ、前記同様フローチ
ャートにおける制御１を行なう。

また、遅ければ前記同様、制御２を行なう。

このようにして、上記生地シーティング工程に制御シス
テムを施すことにより、製造される生地・製品の品質は
均一化し、かつ安定化される。

［発明の効果］ 以上のとおりであって、本発明制御システムによれば、
一対の互に逆転するローラーの可動軸側または固定軸側
に取付けたロードセルにより、ローラー間を通過する生
地の変形圧力の変化を時間の経過との関連において検知
し、その信号をＣＰＵに入力して演算処理することによ
って、各生地の物性を客観的に把握し、その結果を製菓
・製パンラインを形成する各種機械・装置の制御に施す
ことにより、自動的に最終製品の品質を均一化、かつ向
上させることができる等、従来、公知の加工方法または
装置には期待することができない格別の作用、効果を奏
するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、製パン工程における本発明装置の実施例の基
本的システムを示す図、第２図および第３図は、パン生
地物性検知手段の詳細構造を示し、第２図は、第３図の
II−II線に沿う側断面図、第３図は、第２図中、矢視II
I方向からみた拡大平面図、第４図は、本発明装置を製
パン（整形）工程に施した制御システムを示す図、第５
図は、同じく、生地シーチング工程に用いた本発明制御
システムの図、第６図はパン生地物性の相違を示す各種
の曲線の具体例を示し、第７図および第８図は、本発明
におけるパン生地物性解析のフローチャートを示す。第
９図ないし第12図は、パン生地物性の相違を示す各種の
曲線の具体例を示す図である。 １、２……一対のローラー、 ３……生地、４……スラスト板、 ５……ロードセル、６……調整ノブ、 ７……揺動枠、８……軸、 10……フレーム、11……Ａ/Ｄ変換器、 12……ＣＰＵ（中央演算処理装置）、 13……表示装置、14……プリンター、 15、18、19、23、26、27……モーター、 16……プルファー、17……展圧板、 20……エアコンディショナー、 21……モルダー、22……粉ふるい、 24、25……搬送コンベアー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製菓・製パン工程において、生地が一対の
   ローラー間を通過する際、前記生地がローラーに与える
   圧力変化を電気信号として検出する手段、前記検出信号
   に基づき、その電圧発生時間の長さ、最大電圧及び電圧
   発生時間長に対する最大電圧発生時を検知して、これを
   予め設定した標準値と比較・解析する手段、前記解析結
   果の一つ又はそれ以上のデータが前記標準値から何れか
   の方向に外れたときは、その偏差量に関係して製菓・製
   パンラインを構成する機械類のうちの各対応した機能を
   備えた部材を標準位置から変位するよう制御する手段を
   含み、製造する生地を均一化および安定化し、最終製品
   の品質の安定化を行うことを特徴とする製菓・製パン工
   程における生地制御システム。