JPH06506109A - 液状及び／または流動性の材料を食品ベース材に連続混入する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液状及び／または流動性の材料を食品ベース材に連続混入する方法及び装置 本発明は連続的に混入する、特に泡状物やねり粉のような食品ベース材に液状、 固形または流動性物質を連続的に混入する方法に係わる。本発明はこの方法に適 した装置にも係わる。泡状またはねり粉状のベース材に流動性または固形の物質 を塊りを生じないように均一に混入すること“メリーレン（ブレンドする）”と 称する。

液体及び流動性材料の混合装置はドイツ特許第２１１３９６０号から公知である 。この装置ではシャフトが単一の中空シャフトとして構成され、分配管を有し、 中空シャフトの中空チェンバ内に供給された液体がこの分配管を介して装置のミ キサーチェンバ内の固形材料に混入される。ドイツ特許第９６３６８８号もこの 種の装置を開示している。この装置の場合、シャフトが複数の混合セクションに 区分され、セクションごとに混合素子の配列密度が異なる。混合シャフトの入口 付近に装置の混合タンクがあり、混合すべき材料が充填口からこの混合タンクに 充填される。混合効果を高めるため、この装置では混合タンク内壁に混合素子と 協働するステーターとして構成された対向素子が補助的に固設されている。

これらの公知装置には液状及び固形の材料から均質な材料混合物を短時間で形成 できるという利点がある。しかし混合される材料の強い機械的応力を覚悟しなけ ればならない。従って、混合時に混合タンク内に発生する高い圧力とこれに起因 する剪断応力のため固形材料が粉砕され、液体の構造が破壊される。しかも混合 中に使用される高エネルギーによって材料が加熱され、その結果混合物に望まし くない変性が起こるおそれもある。さらに、これら公知装置で種々の材料を混合 する場合、個々の材料が異なる混合度を維持するように混合することは不可能で ある。

キャリア液にセルロースまたはバルブ粒子を懸濁させるための混合装置は米国特 許３０６４９０８号から公知である。この装置では互いに逆方向に回転するスク リュウコンベアを設け、これによって懸濁液をチェンバ壁に圧接させるから、発 生する圧縮圧の作用下に、スクリュウコンベアの下方に設けた取出しフラップか ら液体を取出すことができる。

従って、以上に述べた公知装置は各材料の本来の構造及び形状をそのまま維持し た材料混合物の製造には不適当である。このことは例えば泡立ち卵のような液状 泡立ち材料をメリケン粉またはでんぷんと混合し、さらに果物やココアなどのよ うな添加物と混合するねり粉製造の場合に特に重要である。公知の装置で混合す ると強い圧力が作用して泡立ち材料が濃縮され、固形の添加物が粉砕されるから 粘性の高過ぎるねり粉となる。しかも熱供給のため泡立ち卵が凝固するおそれが あり、その場合でき上がったねり粉が使いものにならなくなる。

本発明の目的は簡単な構造的手段で、しかも小さいエネルギー需要で液状及び固 形材料をそれぞれの構造及び形状を充分に維持しながら混合することを可能にす る方法及び装置を提供することにある。

方法に関しては、食品ベース材料が収容されている混合タンクへ材料を導入し、 直径が一部オーバーラップしている少なくとも２つの互いに反対方向に回転する スクリュウコンベアに混合物を軸方向に水平に混合セクションに沿って圧力なし で搬送することによって上記目的を達成する。

圧力が増大しない混合タンク内で材料を混合するから添加材料または食品ベース 材料の望ましくない濃縮が確実に回避される。少なくとも２つの互いに反対方向 に回転するスクリュウコンベアを使用することにより、経費のかかる搬送手段を 使用しなくても小さいエネルギー使用で混合時の高い体積流量を達成することも 可能である。

これと同時に“スクリュウコンベア″を利用することにより緊密に、しかし破壊 を伴なうことなく混和することができる。即ち、添加材料自体が破壊されたり変 性させられたりすることなく食品ベース材料中に見かけ上“保護される”からで ある。さらにまた、本発明の方法によれば、混合物中に育害な高い圧力が発生す るのを確実に防止するようにスクリュウコンベアの間隔を簡単に選択することが できる。

本発明の好ましい実施態様では添加物の種類によって充填部の位置が異なるから 、添加物の種類に応じて混合度を簡単に変えることができる。

最初の混合セクションにおいて原料を予備混合し、これに続く少なくとも１つの 混合セクションにおいて別の材料をこれに混和することによって極めておだやか な、構造破壊を伴なわない混合を達成することができる。原料はすでに別の材料 と混合されているから、あとで添加される材料によって負担が加わることなく短 時間で均質な混合物が得られる。複数の混合セクションに区分したから、最終混 合セクションにおいて混合タンクに作用する圧力を発生させながら材料を捏和（ こねあわせ）できるという利点がある。このことは例えばパンねり粉のような粘 性の高い混合物を形成したい場合に特に好都合である。

装置に関しては、直径が接触し合うことなく一部オーバーラップし、それぞれの 螺条が混合物の搬送方向に傾斜している少なくとも２つの水平な、互いに反対方 向に回転するスクリューコンベアを内部に配置し、充填部と放出部の間に混合セ クションを構成し、この混合セクションに沿って材料を食品ベース材料に圧力を 加えることなく混合できるようにした細長い混合タンクによって上記目的を達成 する。

これにより極めておだやかに材料を混合することができる。しかもスクリュウコ ンベアは他の混合素子を補足する必要がないから簡単に、かつ低コストで製造で きる。スクリュウコンベアの搬送作用は隣接するそれぞれのスクリュウコンベア の螺条を搬送方向に傾斜させ、従って正反対の勾配を持たせることによって強め られる。スクリュウコンベアの搬送能率は螺条の勾配を選択することで設定する ことができる。

混合タンク内に混入する空気や過剰の混合物は混合タンクから逃げることができ るから、混合タンクの構造によって内部の圧力発生は確実に回避される。

シャフトの搬送方向が同一であるから、補足的な搬送装置を設けなくても充填部 から放出部へ混合物が搬送される。互いに反対方向に回転するスクリュウコンベ アによって材料を均質に混和することができる。

本発明の好ましい構成条件として、スクリュウコンベア直径のオーバーラツプ度 を少なくとも２０％とし、スクリュウコンベアの直径とピッチの比を１．０ない し２．０、好ましくは１．４３とし、スクリュウコンベアの直径を混合タンクの 内径との比を０．１ないし０．８、好ましくは０．５５とし、スクリュウコンベ アの断面形状を円形または楕円形とする。

種類の異なる材料を混合する場合、混合タンク内のシャフトのほぼ全長に沿って 任意に選択できる異なる位置で混合タンクへ材料を充填することによって混合度 を制御することができる。この制御は混合セフシコンに沿って充填部を軸方向に 移動自在とすることによって可能になる。

それぞれのスクリュウコンベアを被駆動シャフトによって支持し、隣接するスク リュウコンベアのシャフトを互いに軸心が平行となるように配置することによっ て極めて均質な混合結果が得られる。このようにすれば、スクリュウコンベアを 軸心が平行となるように配置することで均一なコンベア速度が設定されるから種 類の異なる個々の材料の混合度を極めて容易に制御できる。この場合、スクリュ ウコンベアまたはシャフトの軸心に対して半径方向に一定の角度間隔で設けた部 材を介してスクリュウコンベアの螺条をスクリュウコンベアの軸と接続すること によってスクリュウコンベアの混合効率を一段と高めることができる。

剛度及び安定性または構造の異なる材料を混合したければ、スクリュウコンベア をそれぞれが別々の混合セクションを構成する部分に区分することが好ましい。

このように区分すれば、エネルギー供給下に緊密な結合状態となる材料を、強い 機械的負荷に対して敏感な別の材料を混合することができる。

固形材料を混和したければ最初の混合セクションにおいて固形材料を混合するた めスクリュウコンベアの軸心に対して垂直な向きの扁平な混合素子をスクリュウ コンベアに取付けるのが有効である。

混合素子としてはいわゆる“櫂”が好適である。

例えばパンねり粉のような粘性の高い混合物を調製する際には混合セクションを 捏和セクションとして構成するのが好ましい。このようにすれば、粘性が高くて も個々の材料を破砕しないでおだやかに、緊密かつ均質な混合を行うことができ る。この場合、捏和セクションとして最終スクリュウコンベアセクションを外被 で囲むことによって捏和効果が得られる。この混和セフシコンに沿って搬送され ろ過程でこの外被の内面に作用する圧力を発生させることかできる。

混合タンクの上側を開放すれば極めて簡単な装置となる。例えば混合タンク上側 に沿って移動させることにより充填部の位置を極めて容易に変えることができる 。同様に、スクリュウコンベアに沿って混合タンク上側に複数の充填部を並置す ることもできる。上側が開放しているから、混合タンク内の圧力発生は確実に回 避される。

ただし、例えば窒素のような不活性ガスを充填された筐体で混合タンクを囲んで もよい。この場合、周囲圧との間に著しい差圧か生じないように圧力を充分低く （例えば、０．０５バール）に設定する。

この方式は衛生上の観点から食品ベース材料の調製に有意義である。

混合タンクを槽状に形成することによって過剰な混合物があふれ出るのを防止で きる。シャフト側壁と槽状混合タンクの底との間の面に丸みを施せば混合物の回 転運動か一段と円滑になる。その上、混合タンク内側の側壁と底とが交差する角 部に丸みを施すことが特に好ましい。丸みを施すことで混合物中で極めて均質な 混合運動が発生する。スクリュウコンベアのオーバーラツプゾーンに対応する混 合タンク底の中央部にスクリュウコンベアと同軸に画定された突条を設け、その 自由縁がスクリュウコンベアの外周形状と対応するように構成することにより、 前記均質な混合運動をさらに容易にすることができる。丸みを施した角部の曲率 半径と突条の曲率半径をスクリュウコンベアの半径と等しくすれば特にすぐれた 混合動作が得られる。以上のように構成することで混合物の安定した均質な運動 を維持することができる。

放出部を混合タンク底の開口部として構成すれば混合物の重力と搬送動作を取込 み容器への放出に利用することができるから、装置をさらに単純化することがで きる。その場合、放出部における間隔の狭い側壁を混合物摺動面として傾斜させ ることによって取込み容器への放出がさらに容易になる。同様に、充填部と対応 する混合タンクの間隔の狭い側壁を材料摺動面と傾斜させることが好ましい。

スクリューコンベアを共通の駆動手段で駆動すれば構造の簡単な、しかも製造コ ストの点でも有利な装置が得られる。この場合、本発明の装置はメリケン粉、で んぷん、あるいはサクランボのような固形物が添加されるパンねり粉や泡立ち卵 を調製するためのミキサーとして特に好適である。

本発明の他の実施態様として、液状、流動性または固形材料だけでなく食品ベー ス材料の配量を容積／重量複合配量システムによって行う。

実施例を示す添付図面に沿って本発明の詳細を以下に説明する。

添付図面において： 図１は装置の縦断面図； 図２は図１のＩ−Ｉ線における断面図；図３は図１の装置の平面図である。

ねり粉製造装置は槽状の混合タンクｌを含み、その上側１ａには混合タンク１の ほぼ全長に亘る充填口２が形成されている。混合タンク１の底１ｂには充填口２ とはずれた位置に放出部３として開口を設けである。タンク後壁１ｃが放出部３ と境を接している。この後壁１ｃは放出部３の側では薄く、混合タンクｌの上側 １ａにむかって次第に厚くなっている。タンクの上側１ａで後壁１ｃは充填口２ と境を接するカバープレート１ｄと隣接している。カバープレー）１ｄと底１ｂ の間に捏和通路が画定されている。後壁１ｃと対向する前壁１ｆが充填口２の前 端と隣接する。

混合タンク１内には底１ｂと平行に、かつ互いに軸心が平行なスクリュウコンベ ア４ａ、４ｂを設け、混合タンク１前後壁１ｆ。

ｌｃに設けた軸受５で軸支しである。側壁１ｇは混合タンクｌの内側においてス クリュウコンベア４ａ、４ｂの直径りの１／２に等しい半径γで弯曲面を画きな がら底１ｂに移行する。スクリュウコンベア４ａ、４ｂの中間位置と対向する底 １ｂの位置に、左右の自由縁がこれも半径γで弯曲を画く突条１ｈを形成する。

スクリュウコンベア４ａ、４ｂは３つの混合セクション４ｃ。

４ｄ、４ｅに区分されている。第１の混合セクション４Ｃは前壁から充填口２の 全長のほぼ中間点まで達している。この混合セクション４ｃの全長に亘ってスク リュウコンベア４ａ、４ｂに、その軸心４ｆに沿って扁平な広がりを有して櫂状 を呈する混合素子６を装着しである。

第２及び第３混合セクション４ｄ、４ｅに亘ってスクリュウコンベア４ａ、４ｂ は間隔を保って軸心４ｆを中心にらせんを画き、それぞれが搬送方向に傾斜した 螺条７を育する。螺条７は軸心４ｆに対して垂直な向きの部材８を介してスクリ ュウコンベア４ａ、４ｂの軸心４ｆと接続している。第３混合セクション４ｅは 上側１ｄと底１ｂの間に画定される通路ｌｃ内に延設されている。

上側１ｄの上方には充填口２の全長に亘って充填部９が延設されている。スクリ ュウコンベア４ａ、４ｂはモータＭによって駆動され、ギヤＧを介して互いに逆 方向の回転を与えられる。

固形添加物は充填部９から混合タンクｌの第１混合セクション４ｃの領域へ導入 され、混合素子によって混合される。混合されながら添加物は第１混合セクショ ン４Ｃから第２混合セクション４ｄへ搬送される。第２混合セクション４ｄの領 域において泡立ち卵のような液状添加物が充填部９から混合タンクへ導入される 。ここで液状添加物がすでに混合されている固形添加物と混合されると同時に捏 和セクションとして構成された第３混合セクション４ｅへ搬送される。第１及び 第２混合セクシコン４ｃ、４ｄにおける混合の過程においては開放状態の充填口 ２が存在するから混合物中にタンク壁に対して作用する圧力は発生しない。混合 物が通路ｌｃ内へ搬送されて初めて混合物中の圧力が増大し、最終的に放出部に 到達し、混合タンクｌの傾斜後壁１ｃに沿って混合タンクから図示しないが取込 み容器へ搬出されるまで均質に捏和される。

本発明の装置を圧力を増大させずに混合する単なるミキサーとして使用したけれ ば、圧力を増大させるためのカバープレートを取外して最終混合セクションにお いても装置の混合タンクｌに対する圧力が増大しないようにすればよい。固形添 加物を混合しない場合には第１混合セクション４ｃの領域においてもスクリュウ コンベア４ａ、４ｂに混合素子６を装着する代りに螺条を形成すればよい。

添加物及び食品ベース材料の配量は容積／重量複合配量システムによって行われ る。このため、各添加物の貯蔵容器が制御回路によって回転数を制御される配量 ポンプと接続している。配量ポンプは充填口２の上側に設けたそれぞれの充填部 ９へ供給する。制御回路はそれぞれの貯蔵容器上に配置された計量器から発生す る信号を入力量（目標値）として受信する。

（重量）計量器によって計量された貯蔵容器からの実際の受取り量に応じて回転 数が変化するから、貯蔵容器から充填部９へ導入される（容積）供給量は一定で ある。

計量器によって貯蔵容器が最小充填状態に達したと判断されると、貯蔵容器が再 び満たされるまで適当なポンプ回転数が維持されることになる。貯蔵容器の充填 は別の配量システムによって行われ、最大充填状態に達したことを計量器が確認 すればこの配量動作が停止される。

ｆ Ｏ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成５年９月２９日

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．食品ベース材料、特に泡立ち材料またはねり粉に液状、流動性または固形の 物質を連続的に混入する方法において、食品ベース材料を収容している混合タン ク（１）へ前記物質を導入し、直径が一部オーバーラップしている少なくとも２ つの互いに反対回転するスクリュウコンベア（４ａ，４ｂ）によでん水平に軸方 向へ混合セクション（４ｄ）に沿って圧力を加えることよりなる混合物を搬送す ることを特徴とする方法。
2. ２．混合セクションの軸方向に沿った異なる位置で種類の異なる物質を導入する ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．最初の混合セクション（４ｃ）において食品ベース材料をあらかじめ混合し 、これに続く少なくとも１つの混合セクション（４ｄ）において前記物質を混入 することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。
4. ４．特に泡立ち卵またはねり粉のような食品ベース材料に液状、流動性または固 形の物質を連続的に混入する装置において、直径が接触し合うことなく一部オー バーラップし、各螺条が混合物搬送方向に傾斜している少なくとも２つの水平な 、互いに逆回転するスクリュウコンベア（４ａ，４ｂ）を内部に配置すると共に 充填部（９）と放出部（３）の間に混合セクション（４ｄ）を構成し、この混合 セクションに沿って前記物資を食品ベース材料に混入できるようにした細長い混 合タンク（１）を備えたことを特徴とする装置。
5. ５．スクリュウコンベア直径のオーバーラップ度が少なくとも２０％であること を特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。
6. ６．スクリュウコンベアの直径とピッチとの比が１．０ないし２．０、好ましく は１．４３であることを特徴とする請求の範囲第４項または５項に記載の装置。
7. ７．スクリュウコンベアの直径と混合タンクの内径との比が０．１ないし０．８ 、好ましくは０．５５であることを特徴とする請求の範囲第４項から第６項まで のいずれかに記載の装置。
8. ８．スクリュウコンベアの断面形状が円形または楕円形であることを特徴とする 請求の範囲第４項から第７項までのいずれかに記載の装置。
9. ９．充填部（９）が混合セクションに沿って軸方向に移動自在であることを特徴 とする請求の範囲第４項から第８項までのいずれかに記載の装置。
10. １０．スクリュウコンベア（４ａ，４ｂ）をそれぞれ被駆動シャフトに取付け、 互いに隣接するスクリュウコンベアのシャフトをその軸心が互いに平行となるよ うに配置したことを特徴とする請求の範囲第４項から第９項までのいずれかに記 載の装置。
11. １１．スクリュウコンベア（４ａ，４ｂ）のそれぞれを軸方向に異なる混合セク ション（４ｃ，４ｄ，４ｅ）を形成する部分に区分したことを特徴とする請求の 範囲第４項から第１０項までのいずれかに記載の装置。
12. １２．放出部（３）と隣接するスクリュウコンペアの最終セクション（４ｅ）を 捏和セクションとして外被で囲んだことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載 の装置。
13. １３．混合タンク（１）の上側が開放されていることを特徴とする請求の範囲第 ４項から第１２項までのいずれかに記載の装置。
14. １４．圧力が０．５バール以下の不活性ガス、特に窒素を充填された筐体によっ て混合タンク（１）を囲んだことを特徴とする請求の範囲第４項から第１３項ま でのいずれかに記載の装置。
15. １５．オーバーラップ・ゾーンに対応する混合タンク底（１ｂ）の中央部にスク リュウコンベアと同軸に画定された突条（１ｈ）を形成し、その自由縁をスクリ ュウコンベア（４ａ，４ｂ）の外周形状と対応させたことを特徴とする請求の範 囲第４項から第１４項までのいずれかに記載の装置。
16. １６．液状、流動性または固形の物質のみならず食品ベース材料の配量をも容積 ／重量複合配量システムによって行うことを特徴とする請求の範囲第４項から第 １５項までのいずれかに記載の装置。
17. １７．泡立ち卵にメリケン粉またはでんぶんを均一に混合することを目的とする 請求の範囲第４項から第１６項までのいずれかに記載した装置を利用する方法。
18. １８．パン種または比較的低粘性のねり粉にメリケン粉を混入することを目的と する請求の範囲第４項から第１６項までに記載した装置を利用する方法。
19. １９．泡立ち卵、ビスケットまたはアイスクリームに例えばサクランボのような 固形物質を導入することを目的とする請求の範囲第４項から第１６項までのいず れかに記載した装置を利用する方法。