KR20110030369A - 도넛 형상 식품 성형 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 간단한 구성으로 식품 재료를 링 형상으로 성형할 수 있는 도넛 형상 식품 성형 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
식품 성형 장치(1)는 식품 재료를 공급하는 공급부(2), 공급된 식품 재료를 노즐 부재로부터 연속 토출하는 토출부(3), 연속 토출된 식품 재료를 도넛 형상으로 분할 성형하는 성형부(4), 도넛 형상으로 성형된 성형품을 반송하는 벨트 컨베이어(5) 및 성형품을 지지하는 지지부(6)를 구비하고 있다. 공급부(2)는 외피재(F) 및 내재(G)를 토출부(3)로 압송한다. 토출부(3)는 내측 성형 부재(33)를 구비하여, 그 주위에 환형상 토출구(34)로부터 내재(G)를 간헐 토출하고 그 양측에 외피재를 연속 토출하여 통 형상 성형체를 형성한다. 성형부(4)는 토출부(3)의 주위에 배열된 복수의 셔터편(40)을 구비하고 있고, 노즐 부재로부터 연속 토출되는 통 형상 성형체를 복수의 셔터편(40)을 동작시켜 도넛 형상으로 분할 성형한다.

Description

도넛 형상 식품 성형 장치 및 방법{MOULDING DEVICE OF DOUGHNUT SHAPED FOOD AND MOULDING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 연속 토출되는 식품 재료를 링 형상으로 분할 성형하는 도넛 형상 식품 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래부터 도넛 과자와 같이 링 형상으로 성형된 도넛 형상 식품이 제조 판매되고 있다. 이러한 도넛 형상 식품을 양산화하기 위해 다양한 성형 방법이 제안되어 있다.
예를 들어, 일본 특허 공고 소47-40390호 공보(특허 문헌 1)에서는, 반죽 도출관과 그 내부에 배치된 필링 도출관을 설치하여, 반죽 도출관으로부터 반죽을 링 형상의 분할 용기 내에 유출시키면서 반죽의 내부 필링을 유출시켜 커터 슬리브에 의해 분할 용기의 내측으로부터 절단함으로써 링 형상으로 성형하는 점이 기재되어 있다. 또한, 일본 특허 출원 공개 평10-99024호 공보(특허 문헌 2)에서는, 환형상으로 배치한 필링의 상하 양면에 원형으로 성형한 빵 반죽을 각각 배치하는 동시에, 그 주위를 서로 폐쇄하여 상기 필링을 전체적으로 피복하고, 계속해서 상기 필링의 내곽 형상에 맞추어 상면측 빵 반죽과 하면측 빵 반죽이 후방으로부터 서로 폐쇄되도록 그 중심부를 도려 내어 구멍부를 개방하여 환 형상으로 성형하는 점이 기재되어 있다.
상술한 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 성형 장치에서는, 많은 부품을 조합한 복잡한 기구로 이루어져 있어, 양산화의 점에서 과제가 있다. 또한, 크기가 다른 식품의 경우에는 기구 자체를 변경해야만 해, 다품종의 생산이 어렵고, 식품 재료의 점성 등의 특성이 다르면, 깔끔하게 성형할 수 없게 될 우려가 있다. 또한, 특허 문헌 2와 같이, 반죽을 겹쳐서 성형하는 경우에는, 기계화가 어려워 양산화의 점에서 과제가 있다.
따라서, 본 발명은 간단한 구성으로 식품 재료를 링 형상으로 성형할 수 있는 도넛 형상 식품 성형 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 도넛 형상 식품 성형 장치는 식품 재료를 공급하는 공급부와, 공급된 상기 식품 재료를 하방을 향해 토출하는 노즐 부재 및 당해 노즐 부재의 내측에 배치되어 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재를 갖는 동시에 당해 노즐 부재 및 당해 내측 성형 부재 사이에 형성된 토출구로부터 상기 식품 재료를 통 형상으로 성형하여 토출하는 토출부와, 상기 토출부의 하방에 배치되어 상기 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 갖는 동시에 상기 토출부로부터 토출되는 통 형상 성형체에 대해 상기 절단 부재를 상기 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 링 형상으로 분할 성형하는 성형부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 다른 도넛 형상 식품 성형 장치는 내재(inner material) 및 외피재를 공급하는 공급부와, 복수의 노즐을 다중으로 배치하여 공급된 상기 내재 및 상기 외피재를 하방을 향해 토출하는 노즐 부재 및 당해 노즐 부재의 내측에 배치되어 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재를 갖는 동시에 내측 성형 부재 및 각 노즐의 각각의 사이에 형성된 복수의 환형상 토출구로부터 상기 내재를 내측 및 외측으로부터 상기 외피재로 끼워 넣도록 하여 통 형상으로 성형하여 토출하는 토출부와, 상기 내재를 토출하는 상기 환형상 토출구를 개폐하여 상기 내재를 간격을 두고 링 형상으로 간헐 토출시키는 개폐부와, 상기 토출부의 하방에 배치되어 상기 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 갖는 동시에 상기 토출부로부터 토출되는 통 형상 성형체에 있어서의 링 형상의 상기 내재 사이에 대해 상기 절단 부재를 상기 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 상기 외피재를 절단하여 링 형상으로 분할 성형하는 성형부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 도넛 형상 식품 성형 방법은, 노즐 부재의 내측에 배치되어 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재와 당해 노즐 부재 사이에 형성된 토출구로부터 식품 재료를 통 형상으로 토출하고, 상기 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 상기 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 토출된 상기 식품 재료를 링 형상으로 분할 성형하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 다른 도넛 형상 식품 성형 방법은, 복수의 노즐을 다중으로 배치한 노즐 부재의 내측에 배치되어 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재 및 당해 각 노즐의 각각의 사이에 복수의 환형상 토출구를 형성하고, 내재를 토출하는 상기 환형상 토출구를 개폐하여 내재를 간격을 두고 링 형상으로 간헐 토출하는 동시에 당해 내재를 내측 및 외측으로부터 끼워 넣도록 외피재를 상기 환형상 토출구로부터 연속 토출하여 통 형상으로 성형하고, 상기 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 상기 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 토출되는 통 형상 성형체에 있어서의 링 형상의 상기 내재 사이에서 상기 외피재를 절단하여 링 형상으로 분할 성형하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가짐으로써, 노즐 부재의 내측에 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재를 설치하여 식품 재료를 통 형상으로 안정적으로 연속 토출할 수 있고, 연속 토출된 통 형상의 식품 재료에 대해 절단 부재를 내측 성형 부재의 외주면에 접촉시켜 식품 재료를 링 형상으로 분할 성형할 수 있다. 그로 인해, 간단한 구성으로 도넛 형상 식품을 신속 정확하게 성형하는 것이 가능해져, 도넛 형상 식품의 양산화에 크게 공헌할 수 있다.
또한, 복수의 노즐을 다중으로 배치한 노즐 부재의 내측에 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재를 설치하여 내측 성형 부재 및 각 노즐의 각각의 사이에 환형상 토출구를 형성하고, 내재를 토출하는 환형상 토출구를 개폐하여 내재를 간격을 두고 링 형상으로 간헐 토출하는 동시에 내재를 내측 및 외측으로부터 끼워 넣도록 외피재를 환형상 토출구로부터 연속 토출하여 통 형상으로 성형하고, 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 토출되는 통 형상 성형체에 있어서의 링 형상의 내재 사이에서 외피재를 절단하여 링 형상으로 분할 성형하면, 링 형상의 내재 전체를 외피재로 둘러싼 내재를 내장한 도넛 형상 식품을 신속 정확하게 성형할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시 형태에 관한 정면도.
도 2는 도 1의 공급관로, 토출부 및 성형부에 관한 정면으로부터 본 개략 단면도.
도 3은 도 1의 공급관로, 토출부 및 성형부에 관한 측면으로부터 본 개략 단면도.
도 4는 토출부에 관한 분해 사시도.
도 5a 내지 도 5d는 성형부에 있어서의 셔터편의 동작 및 그 구동 기구에 관한 평면도.
도 6a 및 도 6b는 토출부로부터 연속 토출된 식품 재료를 분할 성형하는 과정을 도시하는 설명도.
도 7a 및 도 7b는 토출부로부터 연속 토출된 식품 재료를 분할 성형하는 과정을 도시하는 설명도.
도 8a 및 도 8b는 토출부로부터 연속 토출된 식품 재료를 분할 성형하는 과정을 도시하는 설명도.
도 9a 및 도 9b는 토출부로부터 연속 토출된 식품 재료를 분할 성형하는 과정을 도시하는 설명도.
도 10a 내지 도 10c는 성형품(H)에 관한 사시도, 횡단면도 및 종단면도.
도 11a 내지 도 11c는 내측 성형 부재의 변형예에 관한 정면도 및 평면도 및 셔터편이 접촉한 상태를 도시하는 평면도.
도 12a 내지 도 12c는 육각 기둥 형상의 내측 성형 부재에 의해 성형한 성형품에 관한 사시도, 횡단면도 및 종단면도.
도 13은 셔터 기구에 관한 변형예를 도시하는 개략 평면도.
도 14a 및 도 14b는 셔터 기구에 관한 다른 변형예를 도시하는 개략 평면도.
도 15는 본 발명에 관한 제2 실시 형태에 관한 정면도.
도 16은 도 15의 공급관로, 토출부 및 성형부에 관한 정면으로부터 본 개략 단면도.
도 17은 내측의 제1 교반 부재에 관한 외관 사시도.
도 18은 내측의 제1 교반 부재에 관한 정면도.
도 19는 도 16의 A-A 단면도.
도 20은 기어 어댑터에 관한 외관 사시도.
도 21은 도 16의 B-B 단면도.
도 22a 내지 도 22c는 외측 노즐용 캡 부재의 구경 형상에 관한 외관도.
도 23a 내지 도 23c는 도넛 형상 성형품에 관한 외관 사시도.
도 24는 제2 실시 형태의 변형예에 관한 개략 단면도.
도 25는 기어 어댑터에 관한 외관 사시도.
도 26은 제2 실시 형태의 다른 변형예에 관한 개략 단면도.
도 27은 본 발명에 관한 제3 실시 형태에 관한 개략 단면도.
도 28은 교반 부재에 관한 외관 사시도.
도 29는 기어 어댑터에 관한 외관 사시도.
도 30은 제3 실시 형태의 변형예에 관한 개략 단면도.
이하, 본 발명에 관한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는 본 발명을 실시하는 데 있어서 바람직한 구체예이므로, 기술적으로 다양한 한정이 이루어져 있지만, 본 발명은 이하의 설명에 있어서 특별히 발명을 한정하는 취지가 명기되어 있지 않는 한, 이들 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시 형태에 관한 정면도이다. 식품 성형 장치(1)는 식품 재료를 공급하는 공급부(2), 공급된 식품 재료를 노즐로부터 연속 토출하는 토출부(3), 연속 토출된 식품 재료를 도넛 형상으로 분할 성형하는 성형부(4), 도넛 형상으로 성형된 성형품을 반송하는 벨트 컨베이어(5) 및 성형품을 지지하는 지지부(6)를 구비하고 있다.
공급부(2)는 2종류의 식품 재료(F 및 G)를 공급하여, 한쪽의 식품 재료(F)를 외피재로 하고, 다른 쪽의 식품 재료(G)를 내재로 하여 토출부(3)로 압송한다. 호퍼(20)로부터 송입된 내재인 식품 재료(G)는 베인 펌프(21)에 의해 공급관로(26)로 압송되고, 호퍼(22)로부터 송입된 외피재인 식품 재료(F)는 베인 펌프(23)에 의해 공급관로(26)로 압송된다. 식품 재료(F)는 호퍼(24)로부터도 송입되어, 펌프(25)에 의해 공급관로(26)로 압송된다.
토출부(3)는 공급관로(26)의 하방에 접속되어 있고, 공급관로(26)로부터 압송된 외피재(F) 및 내재(G)가 노즐로부터 하방을 향해 토출된다.
성형부(4)는 절단 부재로서 토출부(3)의 주위에 배열된 복수의 셔터편(40)을 구비하고 있고, 노즐로부터 연속 토출되는 식품 재료를 복수의 셔터편(40)을 동작시켜 도넛 형상으로 분할 성형한다.
벨트 컨베이어(5)는 성형부(4)의 하방에 설치되어 있어, 반송 벨트(50)가 구동 롤러(51)에 의해 반송 구동된다. 반송 벨트(50) 상에는 분할 성형된 도넛 형상 식품이 적재되어 좌측 방향으로 반송되어, 다음의 공정으로 반출된다.
지지부(6)는 반송 벨트(50)의 하면에 밀착하여 배치된 지지 부재(60), 지지 부재(60)를 유지하는 지지 로드(61) 및 지지 로드(61)를 상하 이동하는 구동 바(62)를 구비하고 있고, 구동 모터(도시하지 않음)에 의해 구동 바(62)를 회전시킴으로써 지지 부재(60)가 상하 이동한다. 지지 부재(60)의 상하 이동에 의해 반송 벨트(50)가 들어 올려져 성형부(4)의 하면에 근접한 위치까지 상승하게 된다.
노즐 개폐부(7)는 후술하는 환형상 토출구를 개폐하기 위한 것으로, 내측 노즐용 캡 부재가 설치된 내통 부재를 지지하는 지지 아암(70), 지지 아암(70)을 상하 이동시키기 위한 구동 기구(71) 및 설치통 부재를 지지하는 지지 로드(72)를 구비하고 있다. 지지 로드(72)의 상단부는 구동 기구(71)가 적재되는 적재대에 고정되어 있고, 지지 로드(72)의 하단부에 후술하는 설치통 부재가 지지되어 있다. 또한, 구동 기구(71)로부터 하방으로 연장 설치된 구동 로드(73)의 하단부에 지지 아암(70)의 상부가 설치되어 있고, 구동 로드(73)를 상하 이동시킴으로써 지지 아암(70)이 상하 이동하도록 되어 있다.
구동 기구(71)로서는, 에어 실린더, 편심 캠을 사용한 회전 구동 기구 등의 상하 이동시키는 구동 기구를 들 수 있지만, 상하 이동시킬 수 있으면 좋고 특별히 한정되지 않는다.
도 2는 공급관로(26), 토출부(3) 및 성형부(4)에 관한 도 1의 종이면을 따르는 방향의 개략 단면도이고, 도 3은 도 1의 종이면에 직교하는 방향의 개략 단면도이다. 공급관로(26)는, 내재(G)를 하방을 향해 공급하는 내재 공급관로(261) 및 외피재(F)를 하방을 향해 공급하는 외피재 공급관로(262)를 구비하고 있다. 내재 공급관로(261) 및 외피재 공급관로(262)는 하방을 향해 만곡되도록 형성되고, 하방을 향하는 관로 부분에 있어서 내재 공급관로(261)를 외피재 공급관로(262)에 의해 둘러싸도록 이중 구조의 관로로 구성되어 있다.
내재 공급관로(261)의 내측에는 내통 부재(263) 및 설치통 부재(264)가 동축에 배열되어 3중 구조로 구성되어 있고, 설치통 부재(264)와 내통 부재(263) 사이 및 내통 부재(263)와 내재 공급관로(261) 사이가 소정 간격을 두고 설정되어 있다.
설치통 부재(264)와 내통 부재(263) 사이의 환형상 공간은 외피재를 공급하는 내측 공급관로(265)로 되어 있다. 본 예에서는, 외피재 공급관로(262)가 외피재를 공급하는 외측 공급관로로 된다. 내통 부재(263)의 상단부는 연결관(266)의 하부에 미끄럼 이동 가능하게 설치되어 있고, 연결관(266)의 주위면으로 개방된 연결구에는 공급관(267)이 접속되어 있다. 그리고, 공급관(267)은 펌프(25)에 접속되어 있고, 호퍼(24) 내의 식품 재료(F)가 공급관(267) 및 연결관(266)을 통해 내측 공급관로(265)로 송급되도록 되어 있다.
설치통 부재(264)는 연결관(266) 내를 통과하여 그 상단부에 고정 부재(268)가 설치되어 있다. 고정 부재(268)는 지지 로드(72)의 하단부에 고정되어 있고, 그로 인해 설치통 부재(264)는 지지 로드(72)에 지지되어 고정된 상태로 설정된다. 또한, 고정 부재(268)의 하면에는 연결관(266)의 상부가 설치되어 고정되어 있다.
내통 부재(263)는 내재 공급관로(261) 내를 상하 이동 가능해지도록 설치되어 있고, 그 상단부가 연결관(266)에 미끄럼 이동 가능하게 설치되는 동시에 상단부의 주위에 형성된 플랜지부(263a)가 지지 아암(70)에 고정되어 있다. 그로 인해, 지지 아암(70)이 상하 이동함으로써, 내통 부재(263)는 내재 공급관로(261) 내를 축 방향을 따라서 상하 이동하게 된다.
토출부(3)는 외측 노즐용 캡 부재(30), 중간 노즐용 캡 부재(31) 및 내측 노즐용 캡 부재(32)를 다중으로 배치한 노즐 부재를 구비하고 있고, 노즐 부재의 내측[내측 노즐용 캡 부재(32)의 내측]에는 내측 성형 부재(33)를 구비하고 있다.
외측 노즐용 캡 부재(30)는 외피재 공급관로(262)의 하단부 개구에 설치되어 있고, 중간 노즐용 캡 부재(31)는 내재 공급관로(261)의 하단부 개구에 설치되어 있고, 내측 노즐용 캡 부재(32)는 내통 부재(263)의 하단부 개구에 설치되어 있다. 또한, 내측 성형 부재(33)는 설치통 부재(264)의 하단부가 동축에 고정된 막대 형상의 성형체로 이루어지고, 그 하단부는 환형상 토출구(34)의 내측을 지나 하방으로 돌출되어 지지 부재(60)의 상방에 대향 배치되어 있다.
그리고, 외측 노즐용 캡 부재(30), 중간 노즐용 캡 부재(31), 내측 노즐용캡 부재(32) 및 내측 성형 부재(33)는 동축에 배치되어 있고, 도 4에 도시하는 분해 사시도와 같이, 각 캡 부재는 하단부측이 원형의 개구로 형성되어 동심원 형상으로 배치되고, 그 내측에 원기둥 형상의 내측 성형 부재(33)가 동심원 형상으로 배치되어 있다. 그로 인해, 내측 성형 부재(33) 및 각 캡 부재의 각각의 사이에 환형상 토출구가 동심원 형상으로 형성되어 있다.
중간 노즐용 캡 부재(31)와 내측 노즐용 캡 부재(32) 사이에 형성된 환형상 토출구(34)는 내재 공급관로(261)에 연통하여 내재(G)가 토출되도록 되어 있다. 또한, 외측 노즐용 캡 부재(30)와 중간 노즐용 캡 부재(31) 사이에 형성된 환형상 토출구(35)는 외피재 공급관로(262)에 연통하여 외피재(F)가 토출되도록 되어 있고, 내측 노즐용 캡 부재(32)와 내측 성형 부재(33) 사이에 형성된 환형상 토출구(36)는 내측 공급관로(265)에 연통하여 외피재(F)가 토출되도록 되어 있다.
내측 노즐용 캡 부재(32)는 내통 부재(263)의 상하 이동에 연동하여 상하 이동하도록 되어 있고, 내통 부재(263)가 상승한 경우에는, 도 2에 도시한 바와 같이 중간 노즐용 캡 부재(31)와의 사이가 개방되어 환형상 토출구(34)가 개방된 상태로 된다. 내통 부재(263)가 하강한 경우에는, 내측 노즐용 캡 부재(32)의 하단부가 중간 노즐용 캡 부재(31)의 하단부에 접촉하여 환형상 토출구(34)는 폐쇄된 상태로 된다. 따라서, 내통 부재(263)를 소정 시간 하강시키고 소정 시간 상승시키는 상하 동작을 반복함으로써, 환형상 토출구(34)를 간헐적으로 개폐 동작시킬 수 있다. 그리고, 환형상 토출구(34)가 개방되는 타이밍에 맞추어 펌프(21)를 구동하여 내재(G)를 내재 공급관로(261)로 압송하도록 간헐 구동함으로써, 내재(G)를 환형상 토출구(34)로부터 간헐적으로 토출시킬 수 있다.
환형상 토출구(34)로부터 내재(G)를 간헐 토출함으로써, 링 형상의 내재가 토출되게 된다. 이 경우, 환형상 토출구(34)의 개폐에 의해 링 형상의 내재가 실질적으로 형성되면 좋고, 링 형상의 내재 사이에 내재(G)가 일부 누출되어 있어도 성형 동작에 문제가 없는 정도이면 상관없다. 또한, 식품 재료에 따라서는, 환형상 토출구(34)를 완전히 폐쇄하는 일 없이 개구 면적을 좁히도록 내측 노즐용 캡 부재(32)를 동작시키도록 해도 좋다.
내측 노즐용 캡 부재(32)와 내측 성형 부재(33) 사이로부터 연속 토출된 외피재(F)는 내측 노즐용 캡 부재(32)의 내측 성형 부재(33)에 대향하는 내주면이 내측을 향해 약간 경사져 있으므로, 내측 성형 부재(33)의 외주면을 향해 토출되어 외주면을 따르도록 밀착하여 층상의 내측 외피층(f1)이 형성되어 간다.
환형상 토출구(34)로부터는 간헐적으로 내재(G)가 토출되어 링 형상의 내재(R)가 소정 간격을 두고 내측 외피층(f1)의 주위에 밀착하도록 토출되어 간다. 환형상 토출구(34)를 구성하는 중간 노즐용 캡 부재(31)의 내주면이 내측을 향해 경사져 있으므로, 환형상 토출구(34)로부터 토출되는 내재(G)는 내측 외피층(f1)을 향해 토출되게 된다. 또한, 내측 노즐용 캡 부재(32)의 하단부 개구는 외측을 향해 약간 만곡되도록 형성되어 있어, 내측 노즐용 캡 부재(32)의 하단부가 중간 노즐용 캡 부재(31)에 접촉했을 때에 확실하게 환형상 토출구(34)를 폐쇄할 수 있다. 또한, 내측 노즐용 캡 부재(32)의 형상은 중간 노즐용 캡 부재(31)와의 사이에서 확실하게 환형상 토출구(34)를 개폐할 수 있는 형상이면 특별히 한정되지 않는다.
외측 노즐용 캡 부재(30)와 중간 노즐용 캡 부재(31) 사이로부터 연속 토출된 외피재(F)는 링 형상의 내재(R)를 덮도록 층상으로 형성되어 외측 외피층(f2)으로서 토출되어 간다. 외측 노즐용 캡 부재(30)는 중간 노즐용 캡 부재(31)와 마찬가지로 내주면이 내측을 향해 경사지도록 형성되어 있고, 그로 인해 토출되는 외피재(F)는 내측 외피층(f1) 및 링 형상의 내재(R)를 향해 토출되게 된다.
이렇게 하여, 내측 성형 부재(33)의 주위에, 링 형상의 내재(R)가 내측 외피층(f1) 및 외측 외피층(f2) 사이에 끼워 넣어지도록 통 형상으로 형성되어 식품 재료가 연속 토출되어 가게 된다.
또한, 각 캡 부재는 외피재나 내재의 종류나 양에 따라서 적절하게 형상을 변경하면 좋고, 외측 또는 내측으로 만곡하여 개구의 형상을 확대 또는 축소하거나, 만곡하지 않고 원통 형상으로 형성해도 좋다. 그리고, 각 캡 부재 사이에 형성되는 환형상 공간의 폭을 조정함으로써 토출량을 조정할 수 있다.
도 5는 성형부(4)에 있어서의 셔터편(40)의 동작 및 그 구동 기구에 관한 평면도이다. 도 5a 및 도 5b는 6개의 셔터편(40)이 회전하여 개방된 상태를 도시하고 있고, 도 5c 및 도 5d는 셔터편(40)이 내측 성형 부재(33)에 접촉한 상태를 도시하고 있다. 각 셔터편(40)이 설치된 각 구동축(41)의 상단부는 프레임(45)의 상면에 회전 가능하게 축지지되어 있고, 프레임(45) 내에는 각 구동축(41)의 상부에 원형의 플랜지(42)가 각각 고정되어 있다. 그리고, 각 플랜지(42)끼리는 링크(43)가 피봇 부착되어 연결되어 있고, 1개의 링크(43)가 연장 설치되어 구동 모터(도시하지 않음)의 회전축(44)에 피봇 부착되어 있다.
회전축(44)이 회전함으로써, 링크(43)가 연관 동작하여 플랜지(42)가 동기하여 회전하게 된다. 도 5a에 도시한 바와 같이 각 셔터편(40)이 개방된 상태로부터, 도 5c에 도시한 바와 같이 회전축(44)을 시계 방향으로 소정 각도 회전시킴으로써, 각 셔터편(40)이 폐쇄되는 방향으로 회전하여 내측 성형 부재(33)의 주위면에 접촉한 상태로 된다. 따라서, 회전축(44)을 소정 각도 왕복 회전시킴으로써, 각 셔터편(40)이 왕복 요동하여 식품 재료의 분할 성형 동작을 행하게 된다.
도 6 내지 도 9는 토출부(3)로부터 연속 토출된 식품 재료를 분할 성형하는 과정을 도시하는 설명도이다. 도 6a 내지 도 9a는 각 과정에 있어서의 셔터편의 동작 상태를 도시하는 평면도이고, 도 6b 내지 도 9b는 각 과정에 있어서의 토출부(3) 및 성형부(4)의 단면도이다.
도 6에서는, 성형부(4)의 셔터편(40)은 개방된 상태로 설정되어 있고, 토출부(3)로부터는 간헐 토출된 링 형상의 내재(R)를 양측으로부터 끼우도록 연속 토출된 내측 외피층(f1) 및 외측 외피층(f2)에 의해 피복한 3층 구조의 통 형상 성형체가 내측 성형 부재(33)를 따라서 하방으로 압출되어 온다. 통 형상 성형체의 하단부는 전회의 셔터편(40)에 의해 링 형상의 내재(R) 사이의 내측 외피층(f1) 및 외측 외피층(f2)이 밀착한 부분을 절단함으로써, 링 형상의 내재(R)가 노출되는 일 없이 외피재(F)로 피복되어 있다.
내통 부재(263)는 상방으로 이동함으로써 내측 노즐용 캡 부재(32)가 상승하여 환형상 토출구(34)가 개방되고, 내재(G)가 링 형상의 내재(R)로서 간헐 토출되는 동시에 내측 외피층(f1) 및 외측 외피층(f2)이 연속 토출되어 링 형상의 내재(R)가 등간격으로 배열되어 하방으로 연장되어 간다.
또한, 지지 부재(60)가 상승하여 반송 벨트(50)를 들어올려 낙하하는 성형품을 수취하도록 준비한다.
도 7에서는 통 형상 성형체의 하단부가 내측 성형 부재(33)의 소정 위치까지 늘어진 타이밍에 셔터편(40)을 폐쇄하는 방향으로 동작시켜 내측 성형 부재(33)의 주위면에 접촉시킨다. 그때, 성형부(4) 전체가 하강하면서 셔터편(40)이 폐쇄되는 방향으로 이동하여, 최하단부의 링 형상의 내재(R)와 그 상방의 링 형상의 내재(R) 사이의 내측 외피층(f1) 및 외측 외피층(f2)이 밀착한 부분을 압박하여 절단하도록 작용한다. 따라서, 링 형상의 내재(R)가 분할면으로 노출되는 경우는 없고, 분할된 통 형상 성형체는 외피재(F)에 의해 내재(G) 전체가 확실하게 피복되도록 절단된다. 또한, 분할 후의 통 형상 성형체의 분할면에서도 링 형상의 내재(R)가 외피재(F)에 피복되게 된다.
또한, 내통 부재(263)가 하방으로 이동하여 내측 노즐용 캡 부재(32)가 하강하여, 환형상 토출구(34)를 폐쇄함으로써 내재(G)가 간헐 토출되어 링 형상의 내재(R)가 내측 외피층(f1)의 주위에 밀착한 상태로 된다. 그리고, 링 형상의 내재(R)의 외주면에는 외측 외피층(f2)이 덮이도록 밀착한 상태로 되고, 링 형상의 내재(R)가 2개의 외피층 사이에 간격을 두고 안정된 상태로 유지되게 된다.
도 8에서는 셔터편(40)을 내측 성형 부재(33)에 접촉한 상태로 성형부(4)를 그대로 하강시킨다. 셔터편(40)이 내측 성형 부재(33)의 외주면을 미끄럼 접촉하도록 하방으로 이동하게 되고, 분할된 통 형상 성형체를 내측 성형 부재(33)로부터 긁어 떨어뜨리도록 낙하시킨다.
도 9에서는, 성형부(4)는 셔터편(40)을 내측 성형 부재(33)의 하단부보다 하방으로 이동시킨 후 개방하고, 도 6에 도시하는 위치로 상승하여 다음 성형 동작에 준비한다. 그리고, 셔터편(40)의 하방 이동에 의해 내측 성형 부재(33)로부터 낙하하여 분리된 성형품(H)은 반송 벨트(50) 상에 수취된 후 지지 부재(60)가 하강하여, 반송 벨트(50)에 적재된 상태로 반송되게 된다.
이 경우, 셔터편(40)이 내측 성형 부재(33)에 접촉한 상태로 미끄럼 이동하므로, 성형품(H)이 부서지는 일 없이 내측 성형 부재(33)로부터 분리될 수 있다. 또한, 하방으로부터 반송 벨트(50)에 의해 성형품(H)을 지지하면서 이동하므로, 부서지는 일없이 성형품(H)을 반송 벨트(50)에 적재하는 것이 가능해진다.
도 10은 성형품(H)에 관한 사시도(도 10a), 횡단면도(도 10b) 및 종단면도(도 10c)이다. 성형품(H)은 도넛 형상으로 성형되어, 내부에는 링 형상의 내재(G)가 내장되어 있고, 내재(G)의 전체 둘레에 걸쳐서 외피재(F)가 피복되어 있다.
성형품으로서는, 내재 및 외피재의 다양한 조합에 의해 다양한 도넛 형상 식품이 성형 가능하다. 예를 들어, 링 형상의 팥소 들이 도넛, 링 형상의 크림 들이 스위트 포테이토, 링 형상의 팥소 들이 경단, 링 형상의 팥소 들이 찹쌀떡, 링 형상의 치즈 들이 크로켓, 링 형상의 팥소나 야채 들이 중화 만두를 들 수 있다. 또한, 견과류나 야채 등의 입상의 식품 재료를 내재로서 사용해도 좋다. 페이스트상의 식품 재료에 대해서도 내재로서 사용할 수 있다.
또한, 외피재 및 내재로서 단일의 식품 재료를 사용하면, 단일 식품 재료의 도넛 형상 식품을 간단하게 성형할 수 있다. 그리고, 단일의 식품 재료라도 복수의 다른 식품 재료라도 동일하게 도넛 형상 식품으로 성형하는 것이 가능해진다.
도 11은 내측 성형 부재(33)의 변형예에 관한 정면도(도 11a) 및 평면도(도 11b) 및 셔터편(40)이 접촉한 상태를 도시하는 평면도(도 11c)이다. 본 예에서는, 내측 성형 부재(33')는 셔터편(40)의 매수에 대응하여 성형면부(331')가 육각 기둥 형상으로 형성되어 있다. 성형면부(321')를 6각 기둥으로 형성함으로써, 도 11c에 도시한 바와 같이, 셔터편(40)이 성형면부(331')에 접촉한 경우에, 셔터편(40)이 보다 밀착한 상태로 접촉하게 된다. 그로 인해, 식품 재료의 분할 성형 동작을 확실하게 행할 수 있다. 특히, 셔터편(40)이 접촉한 상태에서 성형면부(331')를 미끄럼 이동할 때에 식품 재료를 성형면부(331')로부터 깔끔하게 분리시키는 것이 가능해진다. 특히, 외피재가 단단한 반죽인 경우에 식품 재료를 성형면부(331')로부터 용이하게 분리시킬 수 있다. 또한, 외피재가 탄성이 있는 반죽인 경우에는 육각 형상이라도, 둥근 형상이라도 깔끔하게 분리할 수 있다.
도 12는 육각 기둥 형상의 내측 성형 부재에 의해 성형한 성형품(H')에 관한 사시도(도 12a), 횡단면도(도 12b) 및 종단면도(도 12c)이다. 성형품(H')은 내부의 구멍이 육각형으로 된 도넛 형상으로 성형되고, 내부에는 링 형상으로 내재(G)가 내장되어 있고, 내재(G)의 전체 둘레에 걸쳐서 외피재(F)에 의해 피복되어 있다.
또한, 내측 성형 부재의 형상은 셔터편의 매수에 따라서 6각 기둥 이외의 형상으로 해도 되고, 셔터편이 간극 없이 접촉한 상태로 되는 형상이면 된다.
이상 설명한 제1 실시 형태에서는, 내재를 외피재로 둘러싼 도넛 형상 식품의 성형 장치에 대해 설명하였지만, 내재로서 외피재와 동일한 식품 재료를 공급하여 환형상 토출구(34)를 개방한 상태로 성형하면, 단일 식품 재료의 도넛 형상 식품을 간단하게 성형할 수 있다. 단일 식품 재료의 도넛 형상 식품 전용의 성형 장치의 경우, 내재를 공급하는 관로를 설치하지 않고 내측 성형 부재의 주위에 외피재만 연속 토출되도록 구성하면 된다.
또한, 상술한 예에서는, 외피재를 내재의 내측 및 외측에 공급하기 위해, 2개의 호퍼 및 펌프에 의해 내측 공급관로 및 외측 공급관로에 각각 외피재를 공급하도록 하고 있지만, 외피재를 외측 공급관로로부터의 공급으로 단일화할 수도 있다. 이 경우에는, 내재 공급관로 및 내측 노즐용 캡 부재 사이에 분기관로를 설치하여 접속하고, 외피재가 외측 공급관로로부터 분기관로 사이를 빠져나가 내측 노즐용 캡 부재와 내측 성형 부재 사이에 유통하도록 설정한다. 그로 인해, 내재는 분기관로 내를 지나 환형상 토출구로부터 간헐 토출되고, 토출된 내재의 내측에는 분기관로를 빠져나간 외피재가 연속 토출되고, 토출된 내재의 외측에는 외측 공급관로로부터 외피재가 연속 토출되어 3중 구조의 통 형상 성형체를 형성할 수 있다.
환형상 토출구를 구성하는 내측 노즐용 캡 부재 및 중간 노즐용 캡 부재에 대해서는, 상술한 예에서는 내측의 캡 부재가 환형상 토출구의 개폐 동작을 행하여 간헐 토출하도록 되어 있지만, 중간 노즐용 캡 부재를 개폐 동작에 사용하도록 해도 좋다. 또한, 내측 노즐용 캡 부재를 내통 부재의 상하 동작에 의해 동작시키고 있지만, 내측 노즐용 캡 부재만을 상하 이동시키도록 해도 좋다. 예를 들어, 캡 부재를 상하 이동시키는 막대 형상의 구동 로드를 내통 부재를 따라서 설치하여 캡 부재만 이동시키도록 할 수도 있다. 또한, 캡 부재에 자석 등의 자성 재료를 설치하여 외부로부터 전자석 등의 자력 작동 장치에 의해 캡 부재를 상하 이동시키도록 해도 좋다. 상술한 바와 같이, 내재 공급에 분기관로를 설치하는 경우에는, 이러한 캡 부재만을 이동시키는 수단을 사용함으로써 환형상 토출구의 개폐 동작을 용이하게 행할 수 있다.
제1 실시 형태의 성형부(4)에서는 절단 부재로서 6매의 셔터편(40)을 사용하고 있지만, 셔터편의 매수는 특별히 한정되는 경우는 없고, 4매 또는 8매의 셔터편을 사용하도록 해도 좋다. 또한, 셔터편의 내측 성형 부재에 접촉하는 면은, 절단하는 식품 재료의 특성에 따라서 둥근 곡면 형상이나 평면 형상으로 형성한 것을 선택하여 사용하면 좋다.
셔터 구동 수단에 대해서는, 구동축을 중심으로 각 셔터편이 왕복 요동함으로써 절단 동작하는 구동 기구를 사용하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 도 13에 도시한 바와 같이 각 셔터편(401)이 서로 화살표 방향으로 슬라이드하여 직선 이동함으로써 절단 동작시키거나, 도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 각 셔터편(402)이 작용 핀(403)의 화살표 방향의 회전 운동에 따라서 직선 운동하면서 요동함으로써 절단 동작하는 구동 기구를 사용할 수 있다.
또한, 이러한 셔터 기구 이외에도 내측 성형 부재의 주위에 형성된 통 형상 성형체를 절단할 수 있는 것이면 채용할 수 있다. 예를 들어, 조리개 기구를 내측 성형 부재의 주위에 설치하여 통 형상으로 연속 토출된 식품 재료를 좁혀서 절단하여 어긋나게 떨어뜨리도록 해도 좋다.
도 15는 본 발명에 관한 제2 실시 형태에 관한 정면도이다. 또한, 이해를 쉽게 하기 위해, 제1 실시 형태와 동일한 개소에는 동일한 번호를 부여하고 있다.
식품 성형 장치(100)는 식품 성형 장치(1)와 마찬가지로, 공급부(2), 토출부(3), 성형부(4), 벨트 컨베이어(5) 및 지지부(6)를 구비하고 있다.
공급부(2)는 2종류의 식품 재료(F 및 G)를 공급하여, 한쪽의 식품 재료(F)를 외피재로 하고, 다른 쪽의 식품 재료(G)를 내재로 하여 토출부(3)로 압송한다. 본 예에서는, 식품 재료(F)로서, 빵 반죽, 이스트 도넛 반죽, 중화 만두 반죽 등의 발효 식품 반죽이 사용된다. 호퍼(20)로부터 송입된 내재인 식품 재료(G)는 베인 펌프(21)에 의해 공급관로(26)로 압송되고, 호퍼(22)로부터 송입된 외피재인 식품 재료(F)는 베인 펌프(23)에 의해 공급관로(26)로 압송된다. 식품 재료(F)는 호퍼(24)로부터도 송입되어, 펌프(25)에 의해 송급관(27)을 통해 공급관로(26)로 압송된다.
공급관로(26) 및 송급관(27)의 내부에는 외피재가 되는 식품 재료(F)의 유통로에 후술하는 교반 부재가 배치되어 있고, 교반 부재를 유통로 내에서 이동시킴으로써 식품 재료를 교반하여 글루텐을 강화하도록 되어 있다.
토출부(3)는 공급관로(26)의 하방에 접속되어 있어, 공급관로(26)로부터 압송된 외피재(F) 및 내재(G)가 노즐 부재로부터 하방을 향해 토출된다.
성형부(4)는 절단 부재로서 토출부(3)의 주위에 배열된 복수의 셔터편(40)을 구비하고 있고, 노즐 부재로부터 연속 토출되는 통 형상 성형체를 복수의 셔터편(40)을 동작시켜 도넛 형상으로 분할 성형한다.
벨트 컨베이어(5)는 성형부(4)의 하방에 설치되어 있고, 반송 벨트(50)가 구동 롤러(51)에 의해 반송 구동된다. 반송 벨트(50) 상에는 분할 성형된 도넛 형상 식품이 적재되어 좌측 방향으로 반송되어, 다음의 공정으로 반출된다.
지지부(6)는 반송 벨트(50)의 하면에 밀착하여 배치된 지지 부재(60), 지지 부재(60)를 유지하는 지지 로드(61) 및 지지 로드(61)를 상하 이동하는 구동 바(62)를 구비하고 있고, 구동 모터(도시하지 않음)에 의해 구동 바(62)를 회전시킴으로써 지지 부재(60)가 상하 이동한다. 지지 부재(60)의 상하 이동에 의해 반송 벨트(50)가 들어 올려져 성형부(4)의 하면에 근접한 위치까지 상승하게 된다.
노즐 개폐부(7')는 후술하는 환형상 토출구를 개폐하기 위한 것으로, 내측 노즐용 캡 부재가 설치된 내통 부재(70')를 상하 이동시켜 환형상 토출구를 개폐한다. 내통 부재(70')를 상하 이동시키는 구동 기구(도시하지 않음)로서는, 에어 실린더, 편심 캠을 사용한 회전 구동 기구 등의 상하 이동시키는 구동 기구가 사용된다.
도 16은 공급관로(26), 송급관(27), 토출부(3) 및 성형부(4)에 관한 개략 단면도이다. 공급관로(26)는 내재(G)를 하방을 향해 공급하는 내재 공급관로(261) 및 외피재(F)를 하방을 향해 공급하는 외피재 공급관로(262)를 구비하고 있다. 내재 공급관로(261) 및 외피재 공급관로(262)는 하방을 향해 식품 재료를 안내하도록 형성되고, 하방을 향하는 관로 부분에 있어서 내재 공급관로(261)를 외피재 공급관로(262)에 의해 둘러싸이도록 이중 구조의 관로로 구성되어 있다.
내재 공급관로(261)의 내측에는 송급관(27)이 상하 방향을 따라서 동축상에 배치되어 있고, 송급관(27)의 외주에는 내통 부재(70')가 밀착하여 미끄럼 이동 가능하게 설치되어 있다. 내통 부재(70')의 상단부는 공급관로(26)의 상방으로 돌출되어 있고, 구동 부재(72')에 끼워 맞추어지는 걸림부(71')가 플랜지 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 구동 부재(72')가 도시하지 않은 구동 기구에 의해 상하 이동함으로써, 내통 부재(70')가 송급관(27)의 외주면을 미끄럼 이동하면서 상하 이동하게 된다.
본 예에서는, 외피재 공급관로(262)가 외측의 외피재를 공급하는 유통로로 되고, 송급관(27)이 내측의 외피재를 공급하는 유통로가 된다. 그리고, 외피재를 공급하는 외측 및 내측의 유통로에는 각각 교반 부재가 설치되어 있다.
내측의 외피재의 유통로인 송급관(27)에는 제1 교반 부재인 막대 형상의 교반 부재(80)를 구비한 제1 교반부가 설치되어 있다. 도 17은 교반 부재(80)에 관한 외관 사시도이고, 도 18은 교반 부재(80)에 관한 정면도이다. 교반 부재(80)는 송급관(27)의 중심을 따라서 배치된 축 부재(82)의 하단부에 방사상으로 돌출 설치된 설치 부재(81)에 고정되어 있다. 교반 부재(80)는, 도 17에 도시한 바와 같이 축 부재(82)의 축 방향에 대해 나선을 그리는 것과 같이 경사진 상태로 설정되어 있다.
축 부재(82)의 하단부 끼워 맞춤부(83)는 후술하는 내측 성형 부재(33)의 설치 부재(37)의 상면에 형성된 오목부에 회전 가능하게 끼워 넣어져 축지지된다. 또한, 축 부재(82)의 상단부에는 복수개의 연결 부재(84)를 통해 기어 어댑터(85)에 고정되어 있다. 도 19는 도 16의 A-A 단면도이다. 기어 어댑터(85)는 링 형상으로 형성되어 있고, 송급관(27)과 동심원 형상으로 배치되어 있다. 또한, 기어 어댑터(85)의 외주에 형성된 기어가 구동 모터(87)에 의해 구동되는 구동 기어(86)와 맞물려, 구동 모터(87)의 회전 구동에 의해 회전하도록 되어 있다. 그리고, 축 부재(82)는 그 중심축이 기어 어댑터(85)의 회전 중심과 일치하도록 고정되어 있고, 기어 어댑터(85)의 회전에 의해 축 부재(82)는 중심축을 중심으로 회전하게 된다. 그로 인해, 교반 부재(80)는 축 부재(82)의 회전에 수반하여 축 부재(82)의 주위를 회전하게 된다. 또한, 본 예에서는, 교반 부재(80)를 고정하는 축 부재(82), 축 부재(82)를 고정하는 기어 어댑터(85) 및 기어 어댑터(85)를 구동하는 구동 모터(87) 등의 구동 기구가 제1 교반부에 상당한다.
송급관(27) 내에 공급된 외피재(F)는 유통로가 되는 축 부재(82)와 송급관(27) 사이를 하방을 향해 유통하게 된다. 그때, 도 18에 도시한 바와 같이 축 부재(82)를 회전시킴으로써, 하방을 향해 유통하는 외피재를 종래 기술과 마찬가지로 교반하여 외피재(F)의 글루텐이 강화되게 된다.
외측의 외피재의 유통로인 외피재 공급관로(262)에는 제2 교반 부재인 막대 형상의 교반 부재(90)를 구비한 제2 교반부가 설치되어 있다. 교반 부재(90)는 링 형상의 기어 어댑터(92)의 내측에 설치 부재(91)를 통해 고정되어 있다. 도 20은 기어 어댑터(92)에 관한 외관 사시도이고, 도 21은 도 16의 B-B 단면도이다. 기어 어댑터(92)는 외피재 공급관로(262)와 동심원 형상으로 배치되어 있고, 기어 어댑터(92)의 외주에 형성된 기어가 구동 모터(94)에 의해 구동되는 구동 기어(93)와 맞물려, 구동 모터(94)의 회전 구동에 의해 회전하도록 되어 있다. 그리고, 교반 부재(90)는 기어 어댑터(92)의 회전축에 대해 경사진 상태로 설치되어 있고, 기어 어댑터(92)의 회전에 의해 그 내주측을 교반 부재(90)가 회전하게 된다. 그로 인해, 교반 부재(90)는 외피재 공급관로(262) 내를 하방을 향해 유통하는 외피재(F)에 대해 교반 부재(80)와 마찬가지로 교반 동작을 행하여, 외피재(F)의 글루텐을 강화하게 된다.
토출부(3)는 외측 노즐용 캡 부재(30), 중간 노즐용 캡 부재(31) 및 내측 노즐용 캡 부재(32)를 다중으로 배치한 노즐 부재를 구비하고 있고, 노즐 부재의 내측[내측 노즐용 캡 부재(32)의 내측]에는 내측 성형 부재(33)를 구비하고 있다.
외측 노즐용 캡 부재(30)는 외피재 공급관로(262)의 하단부 개구에 설치되어 있고, 중간 노즐용 캡 부재(31)는 내재 공급관로(261)의 하단부 개구에 설치되어 있고, 내측 노즐용 캡 부재(32)는 내통 부재(70')의 하단부 개구에 설치되어 있다. 또한, 내측 성형 부재(33)는 송급관(27)의 하단부 개구에 복수개의 연결 막대(38)에 의해 연결 고정된 설치 부재(37)에 동축으로 고정된 막대 형상의 성형체로 이루어지고, 그 하단부는 내측 노즐용 캡 부재(32)의 내측을 지나 하방으로 돌출되어 지지 부재(60)의 상방에 대향 배치되어 있다.
그리고, 외측 노즐용 캡 부재(30), 중간 노즐용 캡 부재(31), 내측 노즐용캡 부재(32) 및 내측 성형 부재(33)는 동축에 배치되어 있고, 각 캡 부재는 하단부측이 원형의 개구로 형성되어 동심원 형상으로 배치되고, 그 내측에 원기둥 형상의 내측 성형 부재(33)가 동심원 형상으로 배치되어 있다. 그로 인해, 내측 성형 부재(33) 및 각 캡 부재의 각각의 사이에 환형상 토출구가 동심원 형상으로 형성되어 있다.
중간 노즐용 캡 부재(31)와 내측 노즐용 캡 부재(32) 사이에 형성된 환형상 토출구(34)는 내재 공급관로(261)에 연통하여 내재(G)가 토출되도록 되어 있다. 또한, 외측 노즐용 캡 부재(30)와 중간 노즐용 캡 부재(31) 사이에 형성된 환형상 토출구(35)는 외피재 공급관로(262)에 연통하여 외피재(F)가 토출되도록 되어 있고, 내측 노즐용 캡 부재(32)와 내측 성형 부재(33) 사이에 형성된 환형상 토출구(36)는 송급관(27)에 연통하여 외피재(F)가 토출되도록 되어 있다.
내측 노즐용 캡 부재(32)는 내통 부재(70')의 상하 이동에 연동하여 상하 이동하도록 되어 있고, 내통 부재(70')가 상승한 경우에는, 도 16에 도시한 바와 같이 중간 노즐용 캡 부재(31)와의 사이가 개방되어 환형상 토출구(34)가 개방된 상태로 된다. 내통 부재(70')가 하강한 경우에는, 내측 노즐용 캡 부재(32)의 하단부가 중간 노즐용 캡 부재(31)의 하단부에 접촉하여 환형상 토출구(34)는 폐쇄된 상태로 된다. 따라서, 내통 부재(70')를 소정 시간 하강시키고 소정 시간 상승시키는 상하 동작을 반복함으로써, 환형상 토출구(34)를 간헐적으로 개폐 동작시킬 수 있다. 그리고, 환형상 토출구(34)가 개방되는 타이밍에 맞추어 베인 펌프(21)를 구동하여 내재(G)를 내재 공급관로(261)로 압송하도록 간헐 구동함으로써, 내재(G)를 환형상 토출구(34)로부터 간헐적으로 토출시킬 수 있다. 환형상 토출구(34)로부터 내재(G)를 간헐 토출함으로써, 링 형상의 내재가 토출되게 된다.
또한, 내측 노즐용 캡 부재(32)와 내측 성형 부재(33) 사이로부터 연속 토출된 외피재(F)는 내측 성형 부재(33)의 외주면을 향해 토출되어 외주면을 따르도록 밀착하여 층상의 내측 외피층(f1)이 형성되어 가고, 환형상 토출구(34)로부터 간헐적으로 토출된 링 형상의 내재(R)가 소정 간격을 두고 내측 외피층(f1)의 주위에 밀착하도록 토출되어 간다.
외측 노즐용 캡 부재(30)와 중간 노즐용 캡 부재(31) 사이로부터 연속 토출된 외피재(F)는 링 형상의 내재(R)를 덮도록 층상으로 형성되어 외측 외피층(f2)으로서 토출되어 가고, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 내측 성형 부재(33)의 주위에, 링 형상의 내재(R)가 내측 외피층(f1) 및 외측 외피층(f2) 사이에 끼워 넣어지도록 통 형상으로 형성되어 식품 재료가 연속 토출되어 가게 된다.
그리고, 도 6 내지 도 9에 도시하는 분할 성형 공정을 행함으로써, 빵 반죽, 이스트 도넛 반죽, 중화 만두 반죽 등의 발효 식품 반죽으로 내재를 피복한 다양한 도넛 형상 식품을 성형할 수 있다. 예를 들어, 링 형상의 팥소 들이 빵, 링 형상의 팥소 들이 도넛, 링 형상의 팥소나 야채 들이 중화 만두를 들 수 있다. 내재로서는, 초코 크림, 커스터드 크림 등의 크림류나 견과류, 야채 등의 입상 또는 덩어리 형상의 식품 재료를 사용해도 좋다.
또한, 외측 노즐용 캡 부재(30)의 구경 형상을, 도 22에 도시한 바와 같이, 원형 이외의 형상으로 함으로써 다양한 형상의 성형품을 제조할 수 있다. 도 22a에 도시한 바와 같이, 하트형의 캡 부재를 사용하면, 도 23a에 도시한 바와 같이 도넛 형상 성형품의 외형 형상을 하트형으로 성형할 수 있다. 또한, 도 22b 및 도 22c에 도시한 바와 같은 꽃무늬 형상이나 깔쭉깔쭉한 형상의 캡 부재를 사용함으로써, 도 23b 및 도 23c에 도시한 바와 같은 외형 형상의 성형품으로 성형할 수 있어, 다양한 외형 형상으로 성형하는 것이 가능해진다.
도 24는 도 16에 도시하는 제2 실시 형태의 변형예에 관한 개략 단면도이다. 본 예에서는, 제1 교반부에 있어서, 교반 부재를 기어 어댑터에 직접 설치하도록 하고 있다. 그로 인해, 송급관(27)에 배치된 축 부재가 불필요해진다. 또한, 제1 교반부 이외의 구성에 대해서는, 도 16에 도시하는 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
도 16에서 설명한 기어 어댑터(85)와 동일한 기어 어댑터(85')의 내측에 교반 부재(80)와 동일한 교반 부재(80')가 설치 부재(81')를 통해 고정되어 있다. 또한, 기어 어댑터(85')의 내측에는 상부가 원추 형상으로 뾰족해진 형상의 정류 부재(88)가 관통하도록 배치되어 있고, 정류 부재(88)는 하부에 있어서 설치 부재(89)를 통해 송급관(27) 내에 고정되어 있다. 그리고, 정류 부재(88)의 주위를 교반 부재(80')가 회전하도록 설정되어 있다. 교반 부재(80')는, 도 25에 도시한 바와 같이 기어 어댑터(85')의 대략 회전축 방향을 따라서 설치되어 있고, 기어 어댑터(85')의 회전에 수반하여 그 내주측을 교반 부재(80')가 회전한다. 송급관(27) 내를 유통하는 외피재(F)는 정류 부재(88)의 외형 형상을 따라서 하방으로 유통하여 교반 부재(80')의 회전 영역으로 유입된다. 그때, 교반 부재(80')는 외피재(F)에 대해 교반 부재(80)와 동일한 교반 동작을 행하여 외피재(F)의 글루텐을 강화하게 된다.
또한, 설치 부재(37)의 상부에는 상부가 원추 형상으로 뾰족해진 형상의 정류 부재(39)가 설치되어 있어, 송급관(27) 내를 하방을 향해 유통하는 외피재(F)를 정류 부재(39)의 외형 형상을 따라서 내측 성형 부재(33)의 주위에 유통시키도록 하고 있다.
도 26은 도 16에 도시하는 제2 실시 형태의 다른 변형예에 관한 개략 단면도이다. 본 예에서는, 제1 교반부에 있어서, 도 16에 도시하는 축 부재(82) 대신에, 통 형상 부재(82')를 사용하여, 통 형상 부재(82')에 정류 부재 및 내측 성형 부재를 설치하도록 하고 있다. 그로 인해, 송급관 내에 축 부재를 배치하지 않아도 되게 된다. 또한, 제1 교반부 이외의 구성에 대해서는, 도 16에 도시하는 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
송급관(27')은 기어 어댑터(85)의 내측을 관통하여 펌프(25)에 연결되어 있다. 송급관(27')의 주위에는 통 형상 부재(82')가 회전 가능하게 밀착한 상태로 배치되어 있고, 통 형상 부재(82')의 상단부는 기어 어댑터(85)에 연결 고정되어 있다. 송급관(27')의 하부의 내측에는 복수개의 연결 부재(89')를 통해 정류 부재(39')가 송급관(27')과 동축이 되도록 고정되어 있다. 정류 부재(39')는 상부가 원추 형상으로 뾰족해진 형상으로 형성되어 있고, 하단부에는 내측 성형 부재(33)가 송급관(27')과 동축이 되도록 고정되어 있다.
통 형상 부재(82')의 하단부는 송급관(27')의 하단부보다도 하방으로 연장되어 형성되어 있고, 통 형상 부재(82')의 하단부의 내측에는 교반 부재(80)와 동일한 교반 부재(80")가 설치 부재(81")를 통해 고정되어 있다. 그리고, 정류 부재(39')의 주위를 교반 부재(80")가 회전하도록 설정되어 있다.
송급관(27') 내를 유통하는 외피재(F)는 정류 부재(39')의 외형 형상을 따라서 하방으로 유통하고, 그때 교반 부재(80")의 회전 영역으로 유입된다. 그리고, 교반 부재(80")는 외피재(F)에 대해 교반 부재(80)와 동일한 교반 동작을 행하여 외피재(F)의 글루텐을 강화하게 된다.
본 예에서는, 교반 부재(80"), 정류 부재(39') 및 내측 성형 부재(33)를 송급관(27')의 하방으로 통합하여 배치하고 있으므로, 부품이 적어져, 효율적으로 교반하여 성형 동작을 행할 수 있다. 또한, 정류 부재(39')를 고정하는 연결 부재(89')가 교반 부재(80")의 상방에 배치되어 있으므로, 송급관(27')의 상방으로부터 공급되는 외피재(F)가 연결 부재(89')에 의해 분단되어 유통된 경우라도, 하방으로 교반 부재(80")의 교반 동작에 의해 분단된 외피재(F)가 일체화되어 토출되게 된다.
도 27은 제3 실시 형태에 관한 도 16과 동일한 개략 단면도이다. 본 예에서는, 제1 교반부 및 제2 교반부의 교반 부재가 슬라이스 날로 형성되어 있다. 그 이외의 구성은 도 16과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
제1 교반부의 교반 부재(800)는, 도 28에 도시한 바와 같이 가는 폭의 판형상으로 형성되어 있고, 축 부재(82)의 하단부에, 막대 형상의 교반 부재(80)와 마찬가지로 경사진 상태로 설치 부재(801)를 통해 설치되어 있다. 또한, 제2 교반부의 교반 부재(900)는, 도 29에 도시한 바와 같이 가는 폭의 판형상으로 형성되어 있고, 기어 어댑터(92)의 내측에 막대 형상의 교반 부재(90)와 마찬가지로 경사진 상태로 설치 부재(901)를 통해 설치되어 있다.
제3 실시 형태에서는, 층상 구조가 형성되기 쉬운 연한 반죽 중에 마가린 칩(T)이 반죽되어 넣어진 파이 반죽(L)이 외피재로서 송급관(27) 및 외피재 공급관로(262)에 공급된다. 파이 반죽(L)이 교반 부재(800 및 900)의 회전 영역을 통과할 때에 내부에 포함되는 마가린 칩(T)이 교반 부재(800)에 의해 슬라이스되도록 절단되어 가게 된다. 그로 인해, 슬라이스된 마가린을 포함하는 파이 반죽 반죽으로 이루어지는 외피재에 의해 내재(G)를 피복한 도넛 형상 식품을 성형할 수 있다.
또한, 제1 교반부는, 도 24와 마찬가지로 교반 부재(800)를 상방에 배치하도록 구성해도 좋다.
도 30은 도 27에 도시하는 제3 실시 형태의 다른 변형예에 관한 개략 단면도이다. 본 예에서는, 제1 교반부에 있어서, 도 26에 도시하는 변형예와 마찬가지로, 축 부재(82) 대신에, 통 형상 부재(82')를 사용하여, 통 형상 부재(82')에 정류 부재 및 내측 성형 부재를 설치하도록 하고 있다. 그로 인해, 송급관 내에 축 부재를 배치하지 않아도 되게 된다. 또한, 제1 교반부 이외의 구성에 대해서는, 도 16에 도시하는 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
도 26에 도시하는 변형예와 마찬가지로, 정류 부재(39')가 송급관(27')의 하단부의 내측에 연결 부재(89')를 통해 설치되어 있다. 또한, 송급관(27')의 주위에 회전 가능하게 설치된 통 형상 부재(82')의 하단부의 내측에는 교반 부재(800)와 동일한 교반 부재(800')가 설치 부재(801')를 통해 고정되어 있다. 그리고, 정류 부재(39')의 주위를 교반 부재(800')가 회전하도록 설정되어 있다.
송급관(27') 내를 유통하는 파이 반죽(L)은 정류 부재(39')의 외형 형상을 따라서 하방으로 유통하고, 그때 교반 부재(800')의 회전 영역으로 유입된다. 그리고, 교반 부재(800')는 파이 반죽(L)에 대해 교반 부재(800)와 동일한 교반 동작을 행하여 내부에 포함되는 마가린 칩(T)이 교반 부재(800)에 의해 슬라이스되도록 절단되어 가게 된다.
본 예에 있어서도, 도 26에 도시하는 변형예와 마찬가지로, 정류 부재(39')를 고정하는 연결 부재(89')가 교반 부재(800')의 상방에 배치되어 있으므로, 연결 부재(89')에 의해 파이 반죽(L)이 분단되어 유통된 경우라도 하방의 교반 부재(800')의 교반 동작에 의해 파이 반죽(L)은 일체화되어 토출되게 된다.
이상 설명한 제2 및 제3 실시 형태예에서는, 교반 부재를 회전축에 대해 경사진 상태로 설정하고 있지만, 교반하는 식품 재료에 따라서는 회전축을 따르도록 설정해도 좋고, 식품 재료에 따라서 적절하게 설정하면 좋다. 그리고, 발효 식품 반죽 이외의 교반이 불필요한 식품 재료를 사용하는 경우에는, 교반 부재의 회전 동작을 정지한 상태로 성형 동작을 행하면 되며, 예를 들어 케이크 도넛, 링 형상 쿠키, 링 형상 크로켓, 링 형상 햄버거 등의 다양한 식품 재료를 성형하는 것도 가능해진다.
1 : 식품 성형 장치
100 : 식품 성형 장치
2 : 공급부
3 : 토출부
4 : 성형부
5 : 벨트 컨베이어
6 : 지지부
80 : 교반 부재
90 : 교반 부재
800 : 교반 부재
900 : 교반 부재

Claims (6)

  1. 식품 재료를 공급하는 공급부와,
    공급된 상기 식품 재료를 하방을 향해 토출하는 노즐 부재 및 당해 노즐 부재의 내측에 배치되어 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재를 갖는 동시에 당해 노즐 부재 및 당해 내측 성형 부재 사이에 형성된 토출구로부터 상기 식품 재료를 통 형상으로 성형하여 토출하는 토출부와,
    상기 토출부의 하방에 배치되어 상기 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 갖는 동시에 상기 토출부로부터 토출되는 통 형상 성형체에 대해 상기 절단 부재를 상기 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 링 형상으로 분할 성형하는 성형부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 도넛 형상 식품 성형 장치.
  2. 내재 및 외피재를 공급하는 공급부와,
    복수의 노즐을 다중으로 배치하여 공급된 상기 내재 및 상기 외피재를 하방을 향해 토출하는 노즐 부재 및 당해 노즐 부재의 내측에 배치되어 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재를 갖는 동시에 내측 성형 부재 및 각 노즐의 각각의 사이에 형성된 복수의 환형상 토출구로부터 상기 내재를 내측 및 외측으로부터 상기 외피재로 끼워 넣도록 하여 통 형상으로 성형하여 토출하는 토출부와,
    상기 내재를 토출하는 상기 환형상 토출구를 개폐하여 상기 내재를 간격을 두고 링 형상으로 간헐 토출시키는 개폐부와,
    상기 토출부의 하방에 배치되어 상기 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 갖는 동시에 상기 토출부로부터 토출되는 통 형상 성형체에 있어서의 링 형상의 상기 내재 사이에 대해 상기 절단 부재를 상기 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 상기 외피재를 절단하여 링 형상으로 분할 성형하는 성형부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 도넛 형상 식품 성형 장치.
  3. 제2항에 있어서, 내측의 상기 외피재의 유통로에 배치된 제1 교반 부재를 갖는 동시에 당해 제1 교반 부재를 이동시켜 유통하는 상기 외피재를 교반하는 제1 교반부와, 외측의 상기 외피재의 유통로에 배치된 제2 교반 부재를 갖는 동시에 당해 제2 교반 부재를 이동시켜 유통하는 상기 외피재를 교반하는 제2 교반부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 도넛 형상 식품 성형 장치.
  4. 노즐 부재의 내측에 배치되어 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재와 당해 노즐 부재 사이에 형성된 토출구로부터 식품 재료를 통 형상으로 토출하고, 상기 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 상기 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 토출된 상기 식품 재료를 링 형상으로 분할 성형하는 것을 특징으로 하는, 도넛 형상 식품 성형 방법.
  5. 복수의 노즐을 다중으로 배치한 노즐 부재의 내측에 배치되어 하방을 향해 돌출되는 내측 성형 부재 및 당해 각 노즐의 각각의 사이에 복수의 환형상 토출구를 형성하고, 내재를 토출하는 상기 환형상 토출구를 개폐하여 내재를 간격을 두고 링 형상으로 간헐 토출하는 동시에 당해 내재를 내측 및 외측으로부터 끼워 넣도록 외피재를 상기 환형상 토출구로부터 연속 토출하여 통 형상으로 성형하고, 상기 내측 성형 부재를 둘러싸도록 배치된 절단 부재를 상기 내측 성형 부재의 외주면에 접촉하도록 이동시켜 토출되는 통 형상 성형체에 있어서의 링 형상의 상기 내재 사이에서 상기 외피재를 절단하여 링 형상으로 분할 성형하는 것을 특징으로 하는, 도넛 형상 식품 성형 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 외피재는 내측 및 외측으로 연속 토출되기 전에 각각의 유통로에 있어서 교반 부재에 의해 교반되는 것을 특징으로 하는, 도넛 형상 식품 성형 방법.
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