食品成形装置
【課題】本発明は、内側の食材に対しても外側の食材と同様に撹拌動作を行うことが可能な食品成形装置を提供することを目的とする。
【解決手段】食品成形装置１は、食材を供給する供給部２、供給された食材をノズル部材より連続吐出する吐出部３、連続吐出された食材をドーナツ状に分割成形する成形部４、ドーナツ状に成形された成形品を搬送するベルトコンベヤ５、及び、成形品を支持する支持部６を備えている。供給部２は、外皮材Ｆ及び内材Ｇを吐出部３に圧送する。送給管２６及び外皮材供給管路２７２を流通する外皮材Ｆの流通路にはそれぞれ撹拌部材８０及び９０が配置されており、発酵食品生地からなる外皮材Ｆを撹拌してグルテンを強化するようにする。
【解決手段】食品成形装置１は、食材を供給する供給部２、供給された食材をノズル部材より連続吐出する吐出部３、連続吐出された食材をドーナツ状に分割成形する成形部４、ドーナツ状に成形された成形品を搬送するベルトコンベヤ５、及び、成形品を支持する支持部６を備えている。供給部２は、外皮材Ｆ及び内材Ｇを吐出部３に圧送する。送給管２６及び外皮材供給管路２７２を流通する外皮材Ｆの流通路にはそれぞれ撹拌部材８０及び９０が配置されており、発酵食品生地からなる外皮材Ｆを撹拌してグルテンを強化するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続吐出される食材を分割成形する食品成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、口径の異なる複数のノズルを同心円状に配置して、内ノズルから内材を連続して吐出し、外ノズルから外皮材を連続して吐出して内材を外皮材で被覆した棒状の食品生地に成形する食品成形装置が用いられている。例えば、特許文献１では、外筒と内筒との間の円環状空間に生地送り羽根を設け、内筒から内包材を吐出するとともに円環状空間から回転する羽根によって輸送されたパン生地を吐出して連続棒状体を成形吐出する装置が記載されている。また、特許文献２では、パン生地、イーストドーナツ生地、中華饅頭生地等の発酵食品生地を外皮材として用いる場合、その供給管路にリング状の回転ノズルギアを回転可能に配置し、その内周面に叩打部材を取り付けて回転させることで、発酵食品生地のグルテンの粘弾性結合組織の強化を図っている。
【０００３】
また、特許文献３では、複数のノズルを同心円状に配置し、ノズルの内側に内側成形部材を設け、ノズルから内側成形部材の周囲に吐出される筒状成形体に対して前記切断部材を前記内側成形部材の外周面に当接するように移動させてリング状に分割成形するドーナツ状食品成形装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−４３６０６号公報
【特許文献２】特開２００１−３３３６８９号公報
【特許文献３】特許第４４３７８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１及び２に記載された成形装置では、パン生地等の外皮材に形成されるグルテンを強化するために、外皮材が通過する円環状空間に生地送り羽根や叩打部材を設けて回転させるようにしている。
【０００６】
こうした外皮材及び内材の二重構造の連続棒状体の場合には、外側の外皮材について叩打部材により撹拌してグルテンの強化を図ることができるが、特許文献３に記載された成形装置のように、成形品の内側にも外皮材を吐出する場合には、内側の外皮材に対して外側の外皮材のようにグルテンの強化を図ることが難しい。
【０００７】
外側の外皮材のみグルテンを強化した成形品は、焼いたり揚げたりして熱処理するとグルテンが強化されない内周部分が硬くなって、品質のよい食品に仕上げることができない。
【０００８】
このように、パン生地、イーストドーナツ生地、中華饅頭生地等の発酵食品生地を内側及び外側に用いて多層食品を成形する場合、従来の食品成形装置では内側の生地を撹拌することが困難であった。また、発酵食品生地以外にも練パイ生地のように生地を撹拌して層状構造することが必要な生地の場合でも内側の生地に対する撹拌が困難であった。
【０００９】
そこで、本発明は、内側の食材に対しても外側の食材と同様に撹拌動作を行うことが可能な食品成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る食品成形装置は、複数の食材を供給する供給部と、複数のノズルを多重に配置して供給された前記食材を各ノズルから下方に向けて吐出するノズル部材を有するとともに内側の前記食材の周囲を外側の前記食材で被覆するように連続成形して吐出する吐出部と、内側の前記食材の流通路に配置された第一撹拌部材を有するとともに当該第一撹拌部材を移動させて流通する前記食材を撹拌する第一撹拌部と、外側の前記食材の流通路に配置された第二撹拌部材を有するとともに当該第二撹拌部材を移動させて流通する前記食材を撹拌する第二撹拌部と、前記吐出部の下方に配置されて前記吐出部から吐出される連続成形体を囲むように配設された切断部材を有するとともに当該切断部材を移動させて連続成形体を切断して分割成形する成形部とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る別の食品成形装置は、内材及び外皮材を供給する供給部と、複数のノズルを多重に配置して供給された前記内材及び前記外皮材を下方に向けて吐出するノズル部材及び当該ノズル部材の内側に配置されて下方に向けて突出する内側成形部材を有するとともに内側成形部材及び各ノズルのそれぞれの間に形成された複数の環状吐出口より前記内材を内側及び外側から前記外皮材で挟み込むようにして筒状に成形して吐出する吐出部と、内側の前記外皮材の流通路に配置された第一撹拌部材を有するとともに当該第一撹拌部材を移動させて流通する前記外皮材を撹拌する第一撹拌部と、外側の前記外皮材の流通路に配置された第二撹拌部材を有するとともに当該第二撹拌部材を移動させて流通する前記外皮材を撹拌する第二撹拌部と、前記内材を吐出する前記環状吐出口を開閉して前記内材を間隔を置いてリング状に間欠吐出させる開閉部と、前記吐出部の下方に配置されて前記内側成形部材を囲むように配設された切断部材を有するとともに前記吐出部から吐出される筒状成形体におけるリング状の前記内材の間に対して前記切断部材を前記内側成形部材の外周面に当接するように移動させ前記外皮材を切断してリング状に分割成形する成形部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記のような構成を有することで、複数の食材により内側の食材の周囲を外側の食材で被覆するように多層構造で連続成形する場合に、内側及び外側の食材をそれぞれ第一撹拌部及び第二撹拌部でそれぞれ同じように撹拌することができるので、内側及び外側の食材が同様の品質を有する食品を成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施形態に関する正面図である。
【図２】図１の供給管路、吐出部及び成形部に関する正面から見た概略断面図である。
【図３】内側の第一撹拌部材に関する外観斜視図である。
【図４】内側の第一撹拌部材に関する正面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】歯車アダプタに関する外観斜視図である。
【図７】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】吐出部に関する分解斜視図である。
【図９】成形部におけるシャッタ片の動作及びその駆動機構に関する平面図である。
【図１０】吐出部から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。
【図１１】吐出部から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。
【図１２】吐出部から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。
【図１３】吐出部から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。
【図１４】成形品Ｈに関する斜視図、横断面図及び縦断面図である。
【図１５】外ノズル用口金部材の口径形状に関する外観図である。
【図１６】ドーナツ状成形品に関する外観斜視図である、
【図１７】別の実施形態に関する概略断面図である。
【図１８】歯車アダプタに関する外観斜視図である。
【図１９】さらに別の実施形態に関する概略断面図である。
【図２０】成形品に関する斜視図及び断面図である。
【図２１】さらに別の実施形態に関する概略断面図である。
【図２２】撹拌部材に関する外観斜視図である。
【図２３】歯車アダプタに関する外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る実施形態に関する正面図である。食品成形装置１は、食材を供給する供給部２、供給された食材をノズルより連続吐出する吐出部３、連続吐出された食材をドーナツ状に分割成形する成形部４、ドーナツ状に成形された成形品を搬送するベルトコンベヤ５、及び、成形品を支持する支持部６を備えている。
【００１６】
供給部２は、２種類の食材Ｆ及びＧを供給し、一方の食材Ｆを外皮材とし他方の食材Ｇを内材として吐出部３に圧送する。この例では、食材Ｆとして、パン生地、イーストドーナツ生地、中華饅頭生地等の発酵食品生地が用いられる。ホッパ２０から送入された内材である食材Ｇはベーンポンプ２１により供給管路２７に圧送され、ホッパ２２から送入された外皮材である食材Ｆはベーンポンプ２３により供給管路２７に圧送される。食材Ｆは、ホッパ２４からも送入され、ポンプ２５により送給管２６を介して供給管路２７に圧送される。
【００１７】
送給管２６及び供給管路２７の内部には、外皮材となる食材Ｆの流通路に後述する撹拌部材が配置されており、撹拌部材を流通路内で移動させることで食材を撹拌してグルテンを強化するようになっている。
【００１８】
吐出部３は、供給管路２７の下方に接続されており、供給管路２７から圧送された外皮材Ｆ及び内材Ｇがノズル部材から下方に向かって吐出される。
【００１９】
成形部４は、切断部材として吐出部３の周囲に配列された複数のシャッタ片４０を備えており、ノズル部材から連続吐出される筒状成形体を複数のシャッタ片４０を動作させてドーナツ状に分割成形する。
【００２０】
ベルトコンベヤ５は、成形部４の下方に設置されており、搬送ベルト５０が駆動ローラ５１により搬送駆動される。搬送ベルト５０上には分割成形されたドーナツ状食品が載置されて左方向に搬送し、次の工程に搬出する。
【００２１】
支持部６は、搬送ベルト５０の下面に密着して配置された支持部材６０、支持部材６０を保持する支持ロッド６１及び支持ロッド６１を上下動する駆動バー６２を備えており、駆動モータ（図示せず）により駆動バー６２を回動することで支持部材６０が上下動する。支持部材６０の上下動により搬送ベルト５０が持ち上げられて成形部４の下面に近接した位置まで上昇するようになる。
【００２２】
ノズル開閉部７は、後述する環状吐出口を開閉するためもので、内ノズル用口金部材が取り付けられた内筒部材７０を上下動させて環状吐出口を開閉する。内筒部材７０を上下動させる駆動機構（図示せず）としては、エアシリンダ、偏心カムを用いた回転駆動機構等の上下動させる駆動機構が用いられる。
【００２３】
図２は、送給管２６、供給管路２７、吐出部３及び成形部４に関する概略断面図である。供給管路２７は、内材Ｇを下方に向かって供給する内材供給管路２７１及び外皮材Ｆを下方に向かって供給する外皮材供給管路２７２を備えている。内材供給管路２７１及び外皮材供給管路２７２は、下方に向かって食材を案内するように形成され、下方に向かう管路部分において内材供給管路２７１を外皮材供給管路２７２により囲むように二重構造の管路に構成されている。
【００２４】
内材供給管路２７１の内側には、送給管２６が上下方向に沿って同軸状に配設されており、送給管２６の外周には内筒部材７０が密着して摺動可能に取り付けられている。内筒部材７０の上端部は、供給管路２７の上方に突出しており、駆動部材７２に嵌合する係止部７１がフランジ状に形成されている。そして、駆動部材７２が図示せぬ駆動機構により上下動することで、内筒部材７０が送給管２６の外周面を摺動しながら上下動するようになる。
【００２５】
この例では、外皮材供給管路２７２が外側の外皮材を供給する流通路となり、送給管２６が内側の外皮材を供給する流通路となる。そして、外皮材を供給する外側及び内側の流通路には、それぞれ撹拌部材が設けられている。
【００２６】
内側の外皮材の流通路である送給管２６には、第一撹拌部材である棒状の撹拌部材８０を備えた第一撹拌部が設けられている。図３は、撹拌部材８０に関する外観斜視図であり、図４は、撹拌部材８０に関する正面図である。撹拌部材８０は、送給管２６の中心に沿って配設された軸部材８２の下端部に放射状に突設された取付部材８１に固定されている。撹拌部材８０は、図４に示すように、軸部材８２の軸方向に対して螺旋を描くように傾斜した状態に設定されている。
【００２７】
軸部材８２の下端嵌合部８３は、後述する内側成形部材３３の取付部材３４の上面に形成された凹部に回動可能に嵌め込まれて軸支される。また、軸部材８２の上端部には、複数本の連結部材８４を介して歯車アダプタ８５に固定されている。図５は、図２のＡ−Ａ断面図である。歯車アダプタ８５はリング状に形成されており、送給管２６と同心円状に配置されている。また、歯車アダプタ８５の外周に形成された歯車が駆動モータ８７により駆動される駆動歯車８６と噛み合い、駆動モータ８７の回転駆動により回動するようになっている。そして、軸部材８２は、その中心軸が歯車アダプタ８５の回動中心と一致するように固定されており、歯車アダプタ８５の回動により軸部材８２は中心軸を中心に回動するようになる。そのため、撹拌部材８０は、軸部材８２の回動に伴って軸部材８２の周囲を回動するようになる。なお、この例では、撹拌部材８０を固定する軸部材８２、軸部材８２を固定する歯車アダプタ８５及び歯車アダプタ８５を駆動する駆動モータ８７等の駆動機構が第一撹拌部に相当する。
【００２８】
送給管２６内に供給された外皮材Ｆは、流通路となる軸部材８２と送給管２６との間を下方に向かって流通するようになる。その際に、図４に示すように、軸部材８２を回動させることで、下方に向かって流通する外皮材を従来技術と同様に撹拌して外皮材Ｆのグルテンが強化されるようになる。
【００２９】
外側の外皮材の流通路である外皮材供給管路２７２には、第二撹拌部材である棒状の撹拌部材９０を備えた第二撹拌部が設けられている。撹拌部材９０は、リング状の歯車アダプタ９２の内側に取付部材９１を介して固定されている。図６は、歯車アダプタ９２に関する外観斜視図であり、図７は、図２のＢ−Ｂ断面図である。歯車アダプタ９２は、外皮材供給管路２７２と同心円状に配置されており、歯車アダプタ９２の外周に形成された歯車が駆動モータ９４により駆動される駆動歯車９３と噛み合い、駆動モータ９４の回転駆動により回動するようになっている。そして、撹拌部材９０は、歯車アダプタ９２の回転軸に対して傾斜した状態に取り付けられており、歯車アダプタ９２の回動によりその内周側を撹拌部材９０が回動するようになる。そのため、撹拌部材９０は、外皮材供給管路２７２内を下方に向かって流通する外皮材Ｆに対して撹拌部材８０と同様に撹拌動作を行い、外皮材Ｆのグルテンを強化するようになる。
【００３０】
吐出部３は、外ノズル用口金部材３０、中間ノズル用口金部材３１及び内ノズル用口金部材３２を多重に配置したノズル部材を備えており、ノズル部材の内側（内ノズル用口金部材３２の内側）には内側成形部材３３を備えている。
【００３１】
外ノズル用口金部材３０は外皮材供給管路２７２の下端開口に取り付けられており、中間ノズル用口金部材３１は内材供給管路２７１の下端開口に取り付けられており、内ノズル用口金部材３２は内筒部材７０の下端開口に取り付けられている。また、内側成形部材３３は、送給管２６の下端開口に複数本の連結棒３５により連結固定された取付部材３４に同軸に固定された棒状の成形体からなり、その下端部は、内ノズル用口金部材３２の内側を通って下方に突出して支持部材６０の上方に対向配置されている。
【００３２】
そして、外ノズル用口金部材３０、中間ノズル用口金部材３１、内ノズル用口金部材３２及び内側成形部材３３は、同軸に配置されており、図８に示す分解斜視図のように、各口金部材は下端側が円形の開口に形成されて同心円状に配置され、その内側に円柱状の内側成形部材３３が同心円状に配置されている。そのため、内側成形部材３３及び各口金部材のそれぞれの間に環状吐出口が同心円状に形成されている。
【００３３】
中間ノズル用口金部材３１と内ノズル用口金部材３２との間に形成された環状吐出口３６は、内材供給管路２７１に連通して内材Ｇが吐出されるようになっている。また、外ノズル用口金部材３０と中間ノズル用口金部材３１との間に形成された環状吐出口３７は、外皮材供給管路２７２に連通して外皮材Ｆが吐出するようになっており、内ノズル用口金部材３２と内側成形部材３３との間に形成された環状吐出口３８は、送給管２６に連通して外皮材Ｆが吐出するようになっている。
【００３４】
内ノズル用口金部材３２は、内筒部材７０の上下動に連動して上下動するようなっており、内筒部材７０が上昇した場合には、図２に示すように中間ノズル用口金部材３１との間が開いて環状吐出口３６が開口した状態となる。内筒部材７０が下降した場合には、内ノズル用口金部材３２の下端が中間ノズル用口金部材３１の下端に当接して環状吐出口３６は閉じた状態となる。したがって、内筒部材７０を所定時間下降させて所定時間上昇させる上下動作を繰り返すことで、環状吐出口３６を間欠的に開閉動作させることができる。そして、環状吐出口３６が開くタイミングに合わせてベーンポンプ２１を駆動して内材Ｇを内材供給管路２７１に圧送するように間欠駆動することで、内材Ｇを環状吐出口３６から間欠的に吐出させることができる。環状吐出口３６から内材Ｇを間欠吐出することで、リング状の内材が吐出されるようになる。
【００３５】
また、内ノズル用口金部材３２と内側成形部材３３との間から連続吐出された外皮材Ｆは、内側成形部材３３の外周面に向かって吐出されて外周面に沿うように密着して層状の内側外皮層ｆ１が形成されていく。
【００３６】
環状吐出口３６からは間欠的に内材Ｇが吐出されてリング状の内材Ｒが所定間隔を置いて内側外皮層ｆ１の周囲に密着するように吐出されていく。環状吐出口３６を構成する中間ノズル用口金部材３１の内周面が内方に向かって傾斜しているため、環状吐出口３６から吐出される内材Ｇは内側外皮層ｆ１に向かって吐出されるようになる。また、内ノズル用口金部材３２の下端開口は外方に向かってわずかに湾曲するように形成されており、内ノズル用口金部材３２の下端が中間ノズル用口金部材３１に当接した際に確実に環状吐出口３６を閉じることができる。なお、内ノズル用口金部材３２の形状は、中間ノズル用口金部材３１との間で確実に環状吐出口３６を開閉できる形状であれば特に限定されない。
【００３７】
外ノズル用口金部材３０と中間ノズル用口金部材３１との間から連続吐出された外皮材Ｆは、リング状の内材Ｒを覆うように層状に形成されて外側外皮層ｆ２として吐出されていく。外ノズル用口金部材３０は、中間ノズル用口金部材３１と同様に内周面が内方に向かって傾斜するように形成されており、そのため吐出される外皮材Ｆは内側外皮層ｆ１及びリング状の内材Ｒに向かって吐出されるようになる。
【００３８】
こうして、内側成形部材３３の周囲に、リング状の内材Ｒが内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２の間に挟み込まれるように筒状に形成されて食材が連続吐出されていくようになる。
【００３９】
なお、各口金部材の形状は、成形する食材の量や特性に応じて適宜変更すればよく、例えば各口金部材の間に形成される環状空間の幅を調整することで吐出量を調整することができる。
【００４０】
図９は、成形部４におけるシャッタ片４０の動作及びその駆動機構に関する平面図である。図９（ａ）は、６つのシャッタ片４０が回転して開いた状態を示している。各シャッタ片４０が取り付けられた各駆動軸４１の上端部は、フレーム４５の上面に回動可能に軸支されており、フレーム４５内には、各駆動軸４１の上部に円形のフランジ４２がそれぞれ固定されている。そして、各フランジ４２同士は、リンク４３が枢着されて連結されており、１つのリンク４３が延設されて駆動モータ（図示せず）の回転軸４４に枢着されている。
【００４１】
回転軸４４が回転することで、リンク４３が連関動作してフランジ４２が同期して回動するようになる。図９（ａ）に示すように各シャッタ片４０が開いた状態から、図９（ｂ）に示すように回転軸４４を時計回りに所定角度回転することで、各シャッタ片４０が閉じる方向に回動して内側成形部材３３の周面に当接した状態となる。したがって、回転軸４４を所定角度往復回転させることで、各シャッタ片４０が往復揺動して食材の分割成形動作を行なうようになる。
【００４２】
図１０から図１３は、吐出部３から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。図１０（ａ）から図１３（ａ）は、各過程におけるシャッタ片の動作状態を示す平面図であり、図１０（ｂ）から図１３（ｂ）は、各過程における吐出部３及び成形部４の断面図である。外皮材Ｆは、外皮材供給路２７２及び送給管２６を下方に向かって流通して、それぞれ撹拌部材８０及び９０の回動により撹拌された後吐出部３から吐出される。
【００４３】
図１０では、成形部４のシャッタ片４０は開いた状態に設定されており、吐出部３からは間欠吐出されたリング状の内材Ｒを両側から挟むように連続吐出された内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２により被覆した３層構造の筒状成形体が内側成形部材３３に沿って下方に押し出されてくる。筒状成形体の下端は、前回のシャッタ片４０によりリング状の内材Ｒの間の内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２が密着した部分を切断することで、リング状の内材Ｒが露出することなく外皮材Ｆで被覆されている。
【００４４】
内筒部材７０は上方に移動することで内ノズル用口金部材３２が上昇して環状吐出口３６が開き、内材Ｇがリング状の内材Ｒとして間欠吐出されるとともに内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２が連続吐出されてリング状の内材Ｒが等間隔で配列されて下方に延びていく。
【００４５】
また、支持部材６０が上昇して搬送ベルト５０を持ち上げて落下する成形品を受け取るように準備する。
【００４６】
図１１では、筒状成形体の下端が内側成形部材３３の所定位置まで垂れ下がったタイミングでシャッタ片４０を閉じる方向に動作させて内側成形部材３３の周面に当接させる。その際に、成形部４全体が下降しながらシャッタ片４０が閉じる方向に移動し、最下端のリング状の内材Ｒとその上方のリング状の内材Ｒとの間の内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２が密着した部分を押圧して切断するように作用する。したがって、リング状の内材Ｒが分割面に露出することはなく、分割された筒状成形体は外皮材Ｆにより内材Ｇ全体が確実に被覆されるように切断される。また、分割後の筒状成形体の分割面でもリング状の内材Ｒが外皮材Ｆに被覆されるようになる。
【００４７】
また、内筒部材７０が下方に移動して内ノズル用口金部材３２が下降し、環状吐出口３６を閉じることで内材Ｇが間欠吐出されてリング状の内材Ｒが内側外皮層ｆ１の周囲に密着した状態となる。そして、リング状の内材Ｒの外周面には外側外皮層ｆ２が覆うように密着した状態となり、リング状の内材Ｒが２つの外皮層の間に間隔を置いて安定した状態で保持されるようになる。
【００４８】
図１２では、シャッタ片４０を内側成形部材３３に当接した状態のまま成形部４をそのまま下降させる。シャッタ片４０が内側成形部材３３の外周面を摺接するように下方に移動するようになり、分割された筒状成形体を内側成形部材３３から掻き落とすように落下させる。
【００４９】
図１３では、成形部４は、シャッタ片４０を内側成形部材３３の下端より下方に移動させてから開き、図１０に示す位置に上昇して次の成形動作に備える。そして、シャッタ片４０の下方移動により内側成形部材３３から落下して分離した成形品Ｈは、搬送ベルト５０上に受け取られた後支持部材６０が下降し、搬送ベルト５０に載置された状態で搬送されるようになる。
【００５０】
この場合、シャッタ片４０が内側成形部材３３に当接した状態で摺動するので、成形品Ｈが型崩れすることなく内側成形部材３３から分離することができる。また、下方から搬送ベルト５０により成形品Ｈを支持しながら移動するので、型崩れすることなく成形品Ｈを搬送ベルト５０に載置することが可能となる。
【００５１】
図１４は、成形品Ｈに関する斜視図（図１４（ａ））、横断面図（図１４（ｂ））及び縦断面図（図１４（ｃ））である。成形品Ｈはドーナツ状に成形され、内部にはリング状の内材Ｇが内蔵されており、内材Ｇの全周にわたって外皮材Ｆが被覆している。
【００５２】
成形品としては、パン生地、イーストドーナツ生地、中華饅頭生地等の発酵食品生地で内材を被覆した多種多様なドーナツ状食品が成形可能である。例えば、リング状の餡入りパン、リング状の餡入りドーナツ、リング状の餡や惣菜入り中華まんじゅうが挙げられる。内材としては、チョコクリーム、カスタードクリーム等のクリーム類やナッツ、惣菜等の粒状又は団塊状の食材を使用してもよい。
【００５３】
また、外ノズル用口金部材３０の口径形状を、図１５に示すように、円形以外の形状にすることで様々な形状の成形品を製造することができる。図１５（ａ）に示すように、ハート形の口金部材を用いると、図１６（ａ）に示すように、ドーナツ状成形品の外形形状をハート形に成形することができる。また、図１５（ｂ）及び（ｃ）に示すような花柄形状やギザギザ形状の口金部材を用いることで、図１６（ｂ）及び（ｃ）に示すような外形形状に成形品に成形することができ、様々な外形形状に成形することが可能となる。
【００５４】
図１７は、別の実施形態に関する図２と同様の概略断面図である。この例では、第一撹拌部において、撹拌部材を歯車アダプタに直接取り付けるようにしている。そのため、送給管２６に配置された軸部材が不要となる。なお、第一撹拌部以外の構成については、図２に示す実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
図２で説明した歯車アダプタ８５と同様の歯車アダプタ８５’の内側に撹拌部材８０と同様の撹拌部材８０’が取付部材８１’を介して固定されている。また、歯車アダプタ８５’の内側には、上部が円錐状に尖った形状の整流部材８８が貫通するように配置されており、整流部材８８は、下部において取付部材８９を介して送給管２６内に固定されている。そして、整流部材８８の周囲を撹拌部材８０’が回動するように設定されている。撹拌部材８０’は、図１８に示すように、歯車アダプタ８５’の回転軸方向にほぼ沿って取り付けられており、歯車アダプタ８５’の回動に伴いその内周側を撹拌部材８０’が回動する。送給管２６内を流通する外皮材Ｆは、整流部材８８の外形形状に沿って下方に流通して撹拌部材８０’の回動領域に流れ込む。その際に、撹拌部材８０’は、外皮材Ｆに対して撹拌部材８０と同様の撹拌動作を行って外皮材Ｆのグルテンを強化するようになる。
【００５６】
また、取付部材３４の上部には、上部が円錐状に尖った形状の整流部材３９が取り付けられており、送給管２６内を下方に向かって流通する外皮材Ｆを整流部材３９の外形形状に沿って内側成形部材３３の周囲に流通させるようにしている。
【００５７】
図１９は、さらに別の実施形態に関する図２と同様の概略断面図である。この例では、図２に示す内側成形部材３３が取り外されて、代わりに整流部材３９’が取り付けられ、内筒部材７０の下端には別の内ノズル用口金部材３２’が取り付けられている。なお、それ以外の構成については、図２に示す実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５８】
そして、内ノズル用口金部材３２’からは食材Ｋが吐出し、内ノズル用口金部材３２’と中間ノズル用口金部材３１との間に形成された環状吐出口からは食材Ｇが吐出し、中間ノズル用口金部材３１と外ノズル用口金部材３０との間に形成された環状吐出口からは食材Ｆが吐出される。そのため、吐出部３から３つの食材が層状に連続吐出されて３層の連続成形体が形成されるようになる。
【００５９】
そして、図２に示す実施形態と同様に、成形部４においてシャッタ片４０を開閉動作させて連続成形体を切断し分割成形することで食材Ｋを食材Ｇで被覆しさらにその外側から食材Ｆで被覆した３重構造の成形品Ｈ’を製造する。
【００６０】
この例では、内側の食材Ｋ及び外側の食材Ｆに発酵食品生地を用いて成形品Ｈ’を製造することができるので、従来の食品とは異なる新規な食品を得ることが可能となる。例えば、食材Ｋ及び食材Ｆとしてパン生地を用いてその間に食材Ｇとして餡を封入した新規な食品を成形することができる。図２０は、成形品Ｈ’に関する外観斜視図（図２０（ａ））及び断面図（図２０（ｂ））である。内部に発酵食品生地を封入しているので、中央部分が盛り上がった食品に仕上げることができ、餡が食品全体に層状に拡がり、これまでの食品では得られなかった食感を味わうことができる。食材の組み合せとしては、多種多様な食材の組み合せが可能で、例えば、パン生地、餡又はクリーム及びクッキー生地の組み合せ、パン生地、餡及び中華饅頭生地の組み合せ、パン生地、餡及びドーナツ生地の組み合せ、ドーナツ生地、餡及びドーナツ生地の組み合せといったバラエティに富んだ新規な食品が得られる。
【００６１】
図２１は、さらに別の実施形態に関する図２と同様の概略断面図である。この例では、第一撹拌部及び第二撹拌部の撹拌部材がスライス刃に形成されている。それ以外の構成は、図２と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
第一撹拌部の撹拌部材８００は、図２２に示すように、細幅の板状に形成されており、軸部材８２の下端部に棒状の撹拌部材８０と同様に傾斜した状態で取り付けられている。また、第二撹拌部の撹拌部材９００は、図２３に示すように、細幅の板状に形成されており、歯車アダプタ９２の内側に棒状の撹拌部材９０と同様に傾斜した状態で取り付けられている。
【００６３】
この例では、層状構造が形成しやすい柔らかい生地の中にマーガリンチップＴが練り込まれた練パイ生地Ｌが外皮材として送給管２６及び外皮材供給管路２７２に供給される。練パイ生地Ｌが撹拌部材８００及び９００の回動領域を通過する際に内部に含まれるマーガリンチップＴが撹拌部材によりスライスされるように切断されていくようになる。そのため、スライスされたマーガリンを含む練パイ生地からなる外皮材により内材Ｇを被覆したドーナツ状食品を成形することができる。
【００６４】
なお、第一撹拌部は、図１７と同様に撹拌部材８００を上方に配置するように構成してもよい。
【００６５】
また、図１９と同様に、内側成形部材３３を取り外して３重構造の成形品を形成することもできる。この場合には、撹拌部材８００を棒状の撹拌部材８０に代えて送給管２６に発酵食品生地を供給すれば、発酵食品生地及び練パイ生地を組み合せたこれまでにない食品を得ることができる。
【００６６】
以上説明した例では、撹拌部材を回転軸に対して傾斜した状態に設定しているが、撹拌する食材によっては回転軸に沿うように設定してもよく、食材に応じて適宜設定すればよい。そして、発酵食品生地以外の撹拌が不要な食材を用いる場合には、撹拌部材の回動動作を停止した状態で成形動作を行えばよく、例えば、ケーキドーナツ、リング状クッキー、リング状コロッケ、リング状ハンバーグといった多様な食材を成形することも可能となる。
【００６７】
また、内側成形部材の形状を円柱状に形成しているが、シャッタ片４０の開閉領域の形状や枚数に応じて多角柱に形成するようにしてもよい。
【００６８】
また、成形部４では、切断部材として６枚のシャッタ片４０を用いているが、シャッタ片の枚数は特に限定されることはなく、４枚のシャッタ片をもちいるようにしてもよい。シャッタ片の内側成形部材に当接する面は、切断する食材の特性に応じて丸みを帯びた曲面状や平面状に形成したものを選択して用いればよい。
【００６９】
シャッタ駆動手段については、駆動軸を中心に各シャッタ片が往復揺動することにより切断動作する駆動機構を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シャッタ片を直線運動しながら揺動又は摺動することにより切断動作する駆動機構を用いることもできる。こうしたシャッタ機構以外にも内側成形部材の周囲に形成された筒状成形体を切断できるものであれば採用することができる。例えば、絞り機構を内側成形部材の周囲に設けて筒状に連続吐出された食材を絞って切断してずり落とすようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１ 成形装置
２ 供給部
３ 吐出部
４ 成形部
５ ベルトコンベヤ
６ 支持部
80 撹拌部材
90 撹拌部材
800 撹拌部材
900 撹拌部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続吐出される食材を分割成形する食品成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、口径の異なる複数のノズルを同心円状に配置して、内ノズルから内材を連続して吐出し、外ノズルから外皮材を連続して吐出して内材を外皮材で被覆した棒状の食品生地に成形する食品成形装置が用いられている。例えば、特許文献１では、外筒と内筒との間の円環状空間に生地送り羽根を設け、内筒から内包材を吐出するとともに円環状空間から回転する羽根によって輸送されたパン生地を吐出して連続棒状体を成形吐出する装置が記載されている。また、特許文献２では、パン生地、イーストドーナツ生地、中華饅頭生地等の発酵食品生地を外皮材として用いる場合、その供給管路にリング状の回転ノズルギアを回転可能に配置し、その内周面に叩打部材を取り付けて回転させることで、発酵食品生地のグルテンの粘弾性結合組織の強化を図っている。
【０００３】
また、特許文献３では、複数のノズルを同心円状に配置し、ノズルの内側に内側成形部材を設け、ノズルから内側成形部材の周囲に吐出される筒状成形体に対して前記切断部材を前記内側成形部材の外周面に当接するように移動させてリング状に分割成形するドーナツ状食品成形装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−４３６０６号公報
【特許文献２】特開２００１−３３３６８９号公報
【特許文献３】特許第４４３７８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１及び２に記載された成形装置では、パン生地等の外皮材に形成されるグルテンを強化するために、外皮材が通過する円環状空間に生地送り羽根や叩打部材を設けて回転させるようにしている。
【０００６】
こうした外皮材及び内材の二重構造の連続棒状体の場合には、外側の外皮材について叩打部材により撹拌してグルテンの強化を図ることができるが、特許文献３に記載された成形装置のように、成形品の内側にも外皮材を吐出する場合には、内側の外皮材に対して外側の外皮材のようにグルテンの強化を図ることが難しい。
【０００７】
外側の外皮材のみグルテンを強化した成形品は、焼いたり揚げたりして熱処理するとグルテンが強化されない内周部分が硬くなって、品質のよい食品に仕上げることができない。
【０００８】
このように、パン生地、イーストドーナツ生地、中華饅頭生地等の発酵食品生地を内側及び外側に用いて多層食品を成形する場合、従来の食品成形装置では内側の生地を撹拌することが困難であった。また、発酵食品生地以外にも練パイ生地のように生地を撹拌して層状構造することが必要な生地の場合でも内側の生地に対する撹拌が困難であった。
【０００９】
そこで、本発明は、内側の食材に対しても外側の食材と同様に撹拌動作を行うことが可能な食品成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る食品成形装置は、複数の食材を供給する供給部と、複数のノズルを多重に配置して供給された前記食材を各ノズルから下方に向けて吐出するノズル部材を有するとともに内側の前記食材の周囲を外側の前記食材で被覆するように連続成形して吐出する吐出部と、内側の前記食材の流通路に配置された第一撹拌部材を有するとともに当該第一撹拌部材を移動させて流通する前記食材を撹拌する第一撹拌部と、外側の前記食材の流通路に配置された第二撹拌部材を有するとともに当該第二撹拌部材を移動させて流通する前記食材を撹拌する第二撹拌部と、前記吐出部の下方に配置されて前記吐出部から吐出される連続成形体を囲むように配設された切断部材を有するとともに当該切断部材を移動させて連続成形体を切断して分割成形する成形部とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る別の食品成形装置は、内材及び外皮材を供給する供給部と、複数のノズルを多重に配置して供給された前記内材及び前記外皮材を下方に向けて吐出するノズル部材及び当該ノズル部材の内側に配置されて下方に向けて突出する内側成形部材を有するとともに内側成形部材及び各ノズルのそれぞれの間に形成された複数の環状吐出口より前記内材を内側及び外側から前記外皮材で挟み込むようにして筒状に成形して吐出する吐出部と、内側の前記外皮材の流通路に配置された第一撹拌部材を有するとともに当該第一撹拌部材を移動させて流通する前記外皮材を撹拌する第一撹拌部と、外側の前記外皮材の流通路に配置された第二撹拌部材を有するとともに当該第二撹拌部材を移動させて流通する前記外皮材を撹拌する第二撹拌部と、前記内材を吐出する前記環状吐出口を開閉して前記内材を間隔を置いてリング状に間欠吐出させる開閉部と、前記吐出部の下方に配置されて前記内側成形部材を囲むように配設された切断部材を有するとともに前記吐出部から吐出される筒状成形体におけるリング状の前記内材の間に対して前記切断部材を前記内側成形部材の外周面に当接するように移動させ前記外皮材を切断してリング状に分割成形する成形部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記のような構成を有することで、複数の食材により内側の食材の周囲を外側の食材で被覆するように多層構造で連続成形する場合に、内側及び外側の食材をそれぞれ第一撹拌部及び第二撹拌部でそれぞれ同じように撹拌することができるので、内側及び外側の食材が同様の品質を有する食品を成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施形態に関する正面図である。
【図２】図１の供給管路、吐出部及び成形部に関する正面から見た概略断面図である。
【図３】内側の第一撹拌部材に関する外観斜視図である。
【図４】内側の第一撹拌部材に関する正面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】歯車アダプタに関する外観斜視図である。
【図７】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】吐出部に関する分解斜視図である。
【図９】成形部におけるシャッタ片の動作及びその駆動機構に関する平面図である。
【図１０】吐出部から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。
【図１１】吐出部から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。
【図１２】吐出部から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。
【図１３】吐出部から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。
【図１４】成形品Ｈに関する斜視図、横断面図及び縦断面図である。
【図１５】外ノズル用口金部材の口径形状に関する外観図である。
【図１６】ドーナツ状成形品に関する外観斜視図である、
【図１７】別の実施形態に関する概略断面図である。
【図１８】歯車アダプタに関する外観斜視図である。
【図１９】さらに別の実施形態に関する概略断面図である。
【図２０】成形品に関する斜視図及び断面図である。
【図２１】さらに別の実施形態に関する概略断面図である。
【図２２】撹拌部材に関する外観斜視図である。
【図２３】歯車アダプタに関する外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る実施形態に関する正面図である。食品成形装置１は、食材を供給する供給部２、供給された食材をノズルより連続吐出する吐出部３、連続吐出された食材をドーナツ状に分割成形する成形部４、ドーナツ状に成形された成形品を搬送するベルトコンベヤ５、及び、成形品を支持する支持部６を備えている。
【００１６】
供給部２は、２種類の食材Ｆ及びＧを供給し、一方の食材Ｆを外皮材とし他方の食材Ｇを内材として吐出部３に圧送する。この例では、食材Ｆとして、パン生地、イーストドーナツ生地、中華饅頭生地等の発酵食品生地が用いられる。ホッパ２０から送入された内材である食材Ｇはベーンポンプ２１により供給管路２７に圧送され、ホッパ２２から送入された外皮材である食材Ｆはベーンポンプ２３により供給管路２７に圧送される。食材Ｆは、ホッパ２４からも送入され、ポンプ２５により送給管２６を介して供給管路２７に圧送される。
【００１７】
送給管２６及び供給管路２７の内部には、外皮材となる食材Ｆの流通路に後述する撹拌部材が配置されており、撹拌部材を流通路内で移動させることで食材を撹拌してグルテンを強化するようになっている。
【００１８】
吐出部３は、供給管路２７の下方に接続されており、供給管路２７から圧送された外皮材Ｆ及び内材Ｇがノズル部材から下方に向かって吐出される。
【００１９】
成形部４は、切断部材として吐出部３の周囲に配列された複数のシャッタ片４０を備えており、ノズル部材から連続吐出される筒状成形体を複数のシャッタ片４０を動作させてドーナツ状に分割成形する。
【００２０】
ベルトコンベヤ５は、成形部４の下方に設置されており、搬送ベルト５０が駆動ローラ５１により搬送駆動される。搬送ベルト５０上には分割成形されたドーナツ状食品が載置されて左方向に搬送し、次の工程に搬出する。
【００２１】
支持部６は、搬送ベルト５０の下面に密着して配置された支持部材６０、支持部材６０を保持する支持ロッド６１及び支持ロッド６１を上下動する駆動バー６２を備えており、駆動モータ（図示せず）により駆動バー６２を回動することで支持部材６０が上下動する。支持部材６０の上下動により搬送ベルト５０が持ち上げられて成形部４の下面に近接した位置まで上昇するようになる。
【００２２】
ノズル開閉部７は、後述する環状吐出口を開閉するためもので、内ノズル用口金部材が取り付けられた内筒部材７０を上下動させて環状吐出口を開閉する。内筒部材７０を上下動させる駆動機構（図示せず）としては、エアシリンダ、偏心カムを用いた回転駆動機構等の上下動させる駆動機構が用いられる。
【００２３】
図２は、送給管２６、供給管路２７、吐出部３及び成形部４に関する概略断面図である。供給管路２７は、内材Ｇを下方に向かって供給する内材供給管路２７１及び外皮材Ｆを下方に向かって供給する外皮材供給管路２７２を備えている。内材供給管路２７１及び外皮材供給管路２７２は、下方に向かって食材を案内するように形成され、下方に向かう管路部分において内材供給管路２７１を外皮材供給管路２７２により囲むように二重構造の管路に構成されている。
【００２４】
内材供給管路２７１の内側には、送給管２６が上下方向に沿って同軸状に配設されており、送給管２６の外周には内筒部材７０が密着して摺動可能に取り付けられている。内筒部材７０の上端部は、供給管路２７の上方に突出しており、駆動部材７２に嵌合する係止部７１がフランジ状に形成されている。そして、駆動部材７２が図示せぬ駆動機構により上下動することで、内筒部材７０が送給管２６の外周面を摺動しながら上下動するようになる。
【００２５】
この例では、外皮材供給管路２７２が外側の外皮材を供給する流通路となり、送給管２６が内側の外皮材を供給する流通路となる。そして、外皮材を供給する外側及び内側の流通路には、それぞれ撹拌部材が設けられている。
【００２６】
内側の外皮材の流通路である送給管２６には、第一撹拌部材である棒状の撹拌部材８０を備えた第一撹拌部が設けられている。図３は、撹拌部材８０に関する外観斜視図であり、図４は、撹拌部材８０に関する正面図である。撹拌部材８０は、送給管２６の中心に沿って配設された軸部材８２の下端部に放射状に突設された取付部材８１に固定されている。撹拌部材８０は、図４に示すように、軸部材８２の軸方向に対して螺旋を描くように傾斜した状態に設定されている。
【００２７】
軸部材８２の下端嵌合部８３は、後述する内側成形部材３３の取付部材３４の上面に形成された凹部に回動可能に嵌め込まれて軸支される。また、軸部材８２の上端部には、複数本の連結部材８４を介して歯車アダプタ８５に固定されている。図５は、図２のＡ−Ａ断面図である。歯車アダプタ８５はリング状に形成されており、送給管２６と同心円状に配置されている。また、歯車アダプタ８５の外周に形成された歯車が駆動モータ８７により駆動される駆動歯車８６と噛み合い、駆動モータ８７の回転駆動により回動するようになっている。そして、軸部材８２は、その中心軸が歯車アダプタ８５の回動中心と一致するように固定されており、歯車アダプタ８５の回動により軸部材８２は中心軸を中心に回動するようになる。そのため、撹拌部材８０は、軸部材８２の回動に伴って軸部材８２の周囲を回動するようになる。なお、この例では、撹拌部材８０を固定する軸部材８２、軸部材８２を固定する歯車アダプタ８５及び歯車アダプタ８５を駆動する駆動モータ８７等の駆動機構が第一撹拌部に相当する。
【００２８】
送給管２６内に供給された外皮材Ｆは、流通路となる軸部材８２と送給管２６との間を下方に向かって流通するようになる。その際に、図４に示すように、軸部材８２を回動させることで、下方に向かって流通する外皮材を従来技術と同様に撹拌して外皮材Ｆのグルテンが強化されるようになる。
【００２９】
外側の外皮材の流通路である外皮材供給管路２７２には、第二撹拌部材である棒状の撹拌部材９０を備えた第二撹拌部が設けられている。撹拌部材９０は、リング状の歯車アダプタ９２の内側に取付部材９１を介して固定されている。図６は、歯車アダプタ９２に関する外観斜視図であり、図７は、図２のＢ−Ｂ断面図である。歯車アダプタ９２は、外皮材供給管路２７２と同心円状に配置されており、歯車アダプタ９２の外周に形成された歯車が駆動モータ９４により駆動される駆動歯車９３と噛み合い、駆動モータ９４の回転駆動により回動するようになっている。そして、撹拌部材９０は、歯車アダプタ９２の回転軸に対して傾斜した状態に取り付けられており、歯車アダプタ９２の回動によりその内周側を撹拌部材９０が回動するようになる。そのため、撹拌部材９０は、外皮材供給管路２７２内を下方に向かって流通する外皮材Ｆに対して撹拌部材８０と同様に撹拌動作を行い、外皮材Ｆのグルテンを強化するようになる。
【００３０】
吐出部３は、外ノズル用口金部材３０、中間ノズル用口金部材３１及び内ノズル用口金部材３２を多重に配置したノズル部材を備えており、ノズル部材の内側（内ノズル用口金部材３２の内側）には内側成形部材３３を備えている。
【００３１】
外ノズル用口金部材３０は外皮材供給管路２７２の下端開口に取り付けられており、中間ノズル用口金部材３１は内材供給管路２７１の下端開口に取り付けられており、内ノズル用口金部材３２は内筒部材７０の下端開口に取り付けられている。また、内側成形部材３３は、送給管２６の下端開口に複数本の連結棒３５により連結固定された取付部材３４に同軸に固定された棒状の成形体からなり、その下端部は、内ノズル用口金部材３２の内側を通って下方に突出して支持部材６０の上方に対向配置されている。
【００３２】
そして、外ノズル用口金部材３０、中間ノズル用口金部材３１、内ノズル用口金部材３２及び内側成形部材３３は、同軸に配置されており、図８に示す分解斜視図のように、各口金部材は下端側が円形の開口に形成されて同心円状に配置され、その内側に円柱状の内側成形部材３３が同心円状に配置されている。そのため、内側成形部材３３及び各口金部材のそれぞれの間に環状吐出口が同心円状に形成されている。
【００３３】
中間ノズル用口金部材３１と内ノズル用口金部材３２との間に形成された環状吐出口３６は、内材供給管路２７１に連通して内材Ｇが吐出されるようになっている。また、外ノズル用口金部材３０と中間ノズル用口金部材３１との間に形成された環状吐出口３７は、外皮材供給管路２７２に連通して外皮材Ｆが吐出するようになっており、内ノズル用口金部材３２と内側成形部材３３との間に形成された環状吐出口３８は、送給管２６に連通して外皮材Ｆが吐出するようになっている。
【００３４】
内ノズル用口金部材３２は、内筒部材７０の上下動に連動して上下動するようなっており、内筒部材７０が上昇した場合には、図２に示すように中間ノズル用口金部材３１との間が開いて環状吐出口３６が開口した状態となる。内筒部材７０が下降した場合には、内ノズル用口金部材３２の下端が中間ノズル用口金部材３１の下端に当接して環状吐出口３６は閉じた状態となる。したがって、内筒部材７０を所定時間下降させて所定時間上昇させる上下動作を繰り返すことで、環状吐出口３６を間欠的に開閉動作させることができる。そして、環状吐出口３６が開くタイミングに合わせてベーンポンプ２１を駆動して内材Ｇを内材供給管路２７１に圧送するように間欠駆動することで、内材Ｇを環状吐出口３６から間欠的に吐出させることができる。環状吐出口３６から内材Ｇを間欠吐出することで、リング状の内材が吐出されるようになる。
【００３５】
また、内ノズル用口金部材３２と内側成形部材３３との間から連続吐出された外皮材Ｆは、内側成形部材３３の外周面に向かって吐出されて外周面に沿うように密着して層状の内側外皮層ｆ１が形成されていく。
【００３６】
環状吐出口３６からは間欠的に内材Ｇが吐出されてリング状の内材Ｒが所定間隔を置いて内側外皮層ｆ１の周囲に密着するように吐出されていく。環状吐出口３６を構成する中間ノズル用口金部材３１の内周面が内方に向かって傾斜しているため、環状吐出口３６から吐出される内材Ｇは内側外皮層ｆ１に向かって吐出されるようになる。また、内ノズル用口金部材３２の下端開口は外方に向かってわずかに湾曲するように形成されており、内ノズル用口金部材３２の下端が中間ノズル用口金部材３１に当接した際に確実に環状吐出口３６を閉じることができる。なお、内ノズル用口金部材３２の形状は、中間ノズル用口金部材３１との間で確実に環状吐出口３６を開閉できる形状であれば特に限定されない。
【００３７】
外ノズル用口金部材３０と中間ノズル用口金部材３１との間から連続吐出された外皮材Ｆは、リング状の内材Ｒを覆うように層状に形成されて外側外皮層ｆ２として吐出されていく。外ノズル用口金部材３０は、中間ノズル用口金部材３１と同様に内周面が内方に向かって傾斜するように形成されており、そのため吐出される外皮材Ｆは内側外皮層ｆ１及びリング状の内材Ｒに向かって吐出されるようになる。
【００３８】
こうして、内側成形部材３３の周囲に、リング状の内材Ｒが内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２の間に挟み込まれるように筒状に形成されて食材が連続吐出されていくようになる。
【００３９】
なお、各口金部材の形状は、成形する食材の量や特性に応じて適宜変更すればよく、例えば各口金部材の間に形成される環状空間の幅を調整することで吐出量を調整することができる。
【００４０】
図９は、成形部４におけるシャッタ片４０の動作及びその駆動機構に関する平面図である。図９（ａ）は、６つのシャッタ片４０が回転して開いた状態を示している。各シャッタ片４０が取り付けられた各駆動軸４１の上端部は、フレーム４５の上面に回動可能に軸支されており、フレーム４５内には、各駆動軸４１の上部に円形のフランジ４２がそれぞれ固定されている。そして、各フランジ４２同士は、リンク４３が枢着されて連結されており、１つのリンク４３が延設されて駆動モータ（図示せず）の回転軸４４に枢着されている。
【００４１】
回転軸４４が回転することで、リンク４３が連関動作してフランジ４２が同期して回動するようになる。図９（ａ）に示すように各シャッタ片４０が開いた状態から、図９（ｂ）に示すように回転軸４４を時計回りに所定角度回転することで、各シャッタ片４０が閉じる方向に回動して内側成形部材３３の周面に当接した状態となる。したがって、回転軸４４を所定角度往復回転させることで、各シャッタ片４０が往復揺動して食材の分割成形動作を行なうようになる。
【００４２】
図１０から図１３は、吐出部３から連続吐出された食材を分割成形する過程を示す説明図である。図１０（ａ）から図１３（ａ）は、各過程におけるシャッタ片の動作状態を示す平面図であり、図１０（ｂ）から図１３（ｂ）は、各過程における吐出部３及び成形部４の断面図である。外皮材Ｆは、外皮材供給路２７２及び送給管２６を下方に向かって流通して、それぞれ撹拌部材８０及び９０の回動により撹拌された後吐出部３から吐出される。
【００４３】
図１０では、成形部４のシャッタ片４０は開いた状態に設定されており、吐出部３からは間欠吐出されたリング状の内材Ｒを両側から挟むように連続吐出された内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２により被覆した３層構造の筒状成形体が内側成形部材３３に沿って下方に押し出されてくる。筒状成形体の下端は、前回のシャッタ片４０によりリング状の内材Ｒの間の内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２が密着した部分を切断することで、リング状の内材Ｒが露出することなく外皮材Ｆで被覆されている。
【００４４】
内筒部材７０は上方に移動することで内ノズル用口金部材３２が上昇して環状吐出口３６が開き、内材Ｇがリング状の内材Ｒとして間欠吐出されるとともに内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２が連続吐出されてリング状の内材Ｒが等間隔で配列されて下方に延びていく。
【００４５】
また、支持部材６０が上昇して搬送ベルト５０を持ち上げて落下する成形品を受け取るように準備する。
【００４６】
図１１では、筒状成形体の下端が内側成形部材３３の所定位置まで垂れ下がったタイミングでシャッタ片４０を閉じる方向に動作させて内側成形部材３３の周面に当接させる。その際に、成形部４全体が下降しながらシャッタ片４０が閉じる方向に移動し、最下端のリング状の内材Ｒとその上方のリング状の内材Ｒとの間の内側外皮層ｆ１及び外側外皮層ｆ２が密着した部分を押圧して切断するように作用する。したがって、リング状の内材Ｒが分割面に露出することはなく、分割された筒状成形体は外皮材Ｆにより内材Ｇ全体が確実に被覆されるように切断される。また、分割後の筒状成形体の分割面でもリング状の内材Ｒが外皮材Ｆに被覆されるようになる。
【００４７】
また、内筒部材７０が下方に移動して内ノズル用口金部材３２が下降し、環状吐出口３６を閉じることで内材Ｇが間欠吐出されてリング状の内材Ｒが内側外皮層ｆ１の周囲に密着した状態となる。そして、リング状の内材Ｒの外周面には外側外皮層ｆ２が覆うように密着した状態となり、リング状の内材Ｒが２つの外皮層の間に間隔を置いて安定した状態で保持されるようになる。
【００４８】
図１２では、シャッタ片４０を内側成形部材３３に当接した状態のまま成形部４をそのまま下降させる。シャッタ片４０が内側成形部材３３の外周面を摺接するように下方に移動するようになり、分割された筒状成形体を内側成形部材３３から掻き落とすように落下させる。
【００４９】
図１３では、成形部４は、シャッタ片４０を内側成形部材３３の下端より下方に移動させてから開き、図１０に示す位置に上昇して次の成形動作に備える。そして、シャッタ片４０の下方移動により内側成形部材３３から落下して分離した成形品Ｈは、搬送ベルト５０上に受け取られた後支持部材６０が下降し、搬送ベルト５０に載置された状態で搬送されるようになる。
【００５０】
この場合、シャッタ片４０が内側成形部材３３に当接した状態で摺動するので、成形品Ｈが型崩れすることなく内側成形部材３３から分離することができる。また、下方から搬送ベルト５０により成形品Ｈを支持しながら移動するので、型崩れすることなく成形品Ｈを搬送ベルト５０に載置することが可能となる。
【００５１】
図１４は、成形品Ｈに関する斜視図（図１４（ａ））、横断面図（図１４（ｂ））及び縦断面図（図１４（ｃ））である。成形品Ｈはドーナツ状に成形され、内部にはリング状の内材Ｇが内蔵されており、内材Ｇの全周にわたって外皮材Ｆが被覆している。
【００５２】
成形品としては、パン生地、イーストドーナツ生地、中華饅頭生地等の発酵食品生地で内材を被覆した多種多様なドーナツ状食品が成形可能である。例えば、リング状の餡入りパン、リング状の餡入りドーナツ、リング状の餡や惣菜入り中華まんじゅうが挙げられる。内材としては、チョコクリーム、カスタードクリーム等のクリーム類やナッツ、惣菜等の粒状又は団塊状の食材を使用してもよい。
【００５３】
また、外ノズル用口金部材３０の口径形状を、図１５に示すように、円形以外の形状にすることで様々な形状の成形品を製造することができる。図１５（ａ）に示すように、ハート形の口金部材を用いると、図１６（ａ）に示すように、ドーナツ状成形品の外形形状をハート形に成形することができる。また、図１５（ｂ）及び（ｃ）に示すような花柄形状やギザギザ形状の口金部材を用いることで、図１６（ｂ）及び（ｃ）に示すような外形形状に成形品に成形することができ、様々な外形形状に成形することが可能となる。
【００５４】
図１７は、別の実施形態に関する図２と同様の概略断面図である。この例では、第一撹拌部において、撹拌部材を歯車アダプタに直接取り付けるようにしている。そのため、送給管２６に配置された軸部材が不要となる。なお、第一撹拌部以外の構成については、図２に示す実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
図２で説明した歯車アダプタ８５と同様の歯車アダプタ８５’の内側に撹拌部材８０と同様の撹拌部材８０’が取付部材８１’を介して固定されている。また、歯車アダプタ８５’の内側には、上部が円錐状に尖った形状の整流部材８８が貫通するように配置されており、整流部材８８は、下部において取付部材８９を介して送給管２６内に固定されている。そして、整流部材８８の周囲を撹拌部材８０’が回動するように設定されている。撹拌部材８０’は、図１８に示すように、歯車アダプタ８５’の回転軸方向にほぼ沿って取り付けられており、歯車アダプタ８５’の回動に伴いその内周側を撹拌部材８０’が回動する。送給管２６内を流通する外皮材Ｆは、整流部材８８の外形形状に沿って下方に流通して撹拌部材８０’の回動領域に流れ込む。その際に、撹拌部材８０’は、外皮材Ｆに対して撹拌部材８０と同様の撹拌動作を行って外皮材Ｆのグルテンを強化するようになる。
【００５６】
また、取付部材３４の上部には、上部が円錐状に尖った形状の整流部材３９が取り付けられており、送給管２６内を下方に向かって流通する外皮材Ｆを整流部材３９の外形形状に沿って内側成形部材３３の周囲に流通させるようにしている。
【００５７】
図１９は、さらに別の実施形態に関する図２と同様の概略断面図である。この例では、図２に示す内側成形部材３３が取り外されて、代わりに整流部材３９’が取り付けられ、内筒部材７０の下端には別の内ノズル用口金部材３２’が取り付けられている。なお、それ以外の構成については、図２に示す実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５８】
そして、内ノズル用口金部材３２’からは食材Ｋが吐出し、内ノズル用口金部材３２’と中間ノズル用口金部材３１との間に形成された環状吐出口からは食材Ｇが吐出し、中間ノズル用口金部材３１と外ノズル用口金部材３０との間に形成された環状吐出口からは食材Ｆが吐出される。そのため、吐出部３から３つの食材が層状に連続吐出されて３層の連続成形体が形成されるようになる。
【００５９】
そして、図２に示す実施形態と同様に、成形部４においてシャッタ片４０を開閉動作させて連続成形体を切断し分割成形することで食材Ｋを食材Ｇで被覆しさらにその外側から食材Ｆで被覆した３重構造の成形品Ｈ’を製造する。
【００６０】
この例では、内側の食材Ｋ及び外側の食材Ｆに発酵食品生地を用いて成形品Ｈ’を製造することができるので、従来の食品とは異なる新規な食品を得ることが可能となる。例えば、食材Ｋ及び食材Ｆとしてパン生地を用いてその間に食材Ｇとして餡を封入した新規な食品を成形することができる。図２０は、成形品Ｈ’に関する外観斜視図（図２０（ａ））及び断面図（図２０（ｂ））である。内部に発酵食品生地を封入しているので、中央部分が盛り上がった食品に仕上げることができ、餡が食品全体に層状に拡がり、これまでの食品では得られなかった食感を味わうことができる。食材の組み合せとしては、多種多様な食材の組み合せが可能で、例えば、パン生地、餡又はクリーム及びクッキー生地の組み合せ、パン生地、餡及び中華饅頭生地の組み合せ、パン生地、餡及びドーナツ生地の組み合せ、ドーナツ生地、餡及びドーナツ生地の組み合せといったバラエティに富んだ新規な食品が得られる。
【００６１】
図２１は、さらに別の実施形態に関する図２と同様の概略断面図である。この例では、第一撹拌部及び第二撹拌部の撹拌部材がスライス刃に形成されている。それ以外の構成は、図２と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
第一撹拌部の撹拌部材８００は、図２２に示すように、細幅の板状に形成されており、軸部材８２の下端部に棒状の撹拌部材８０と同様に傾斜した状態で取り付けられている。また、第二撹拌部の撹拌部材９００は、図２３に示すように、細幅の板状に形成されており、歯車アダプタ９２の内側に棒状の撹拌部材９０と同様に傾斜した状態で取り付けられている。
【００６３】
この例では、層状構造が形成しやすい柔らかい生地の中にマーガリンチップＴが練り込まれた練パイ生地Ｌが外皮材として送給管２６及び外皮材供給管路２７２に供給される。練パイ生地Ｌが撹拌部材８００及び９００の回動領域を通過する際に内部に含まれるマーガリンチップＴが撹拌部材によりスライスされるように切断されていくようになる。そのため、スライスされたマーガリンを含む練パイ生地からなる外皮材により内材Ｇを被覆したドーナツ状食品を成形することができる。
【００６４】
なお、第一撹拌部は、図１７と同様に撹拌部材８００を上方に配置するように構成してもよい。
【００６５】
また、図１９と同様に、内側成形部材３３を取り外して３重構造の成形品を形成することもできる。この場合には、撹拌部材８００を棒状の撹拌部材８０に代えて送給管２６に発酵食品生地を供給すれば、発酵食品生地及び練パイ生地を組み合せたこれまでにない食品を得ることができる。
【００６６】
以上説明した例では、撹拌部材を回転軸に対して傾斜した状態に設定しているが、撹拌する食材によっては回転軸に沿うように設定してもよく、食材に応じて適宜設定すればよい。そして、発酵食品生地以外の撹拌が不要な食材を用いる場合には、撹拌部材の回動動作を停止した状態で成形動作を行えばよく、例えば、ケーキドーナツ、リング状クッキー、リング状コロッケ、リング状ハンバーグといった多様な食材を成形することも可能となる。
【００６７】
また、内側成形部材の形状を円柱状に形成しているが、シャッタ片４０の開閉領域の形状や枚数に応じて多角柱に形成するようにしてもよい。
【００６８】
また、成形部４では、切断部材として６枚のシャッタ片４０を用いているが、シャッタ片の枚数は特に限定されることはなく、４枚のシャッタ片をもちいるようにしてもよい。シャッタ片の内側成形部材に当接する面は、切断する食材の特性に応じて丸みを帯びた曲面状や平面状に形成したものを選択して用いればよい。
【００６９】
シャッタ駆動手段については、駆動軸を中心に各シャッタ片が往復揺動することにより切断動作する駆動機構を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シャッタ片を直線運動しながら揺動又は摺動することにより切断動作する駆動機構を用いることもできる。こうしたシャッタ機構以外にも内側成形部材の周囲に形成された筒状成形体を切断できるものであれば採用することができる。例えば、絞り機構を内側成形部材の周囲に設けて筒状に連続吐出された食材を絞って切断してずり落とすようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１ 成形装置
２ 供給部
３ 吐出部
４ 成形部
５ ベルトコンベヤ
６ 支持部
80 撹拌部材
90 撹拌部材
800 撹拌部材
900 撹拌部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の食材を供給する供給部と、複数のノズルを多重に配置して供給された前記食材を各ノズルから下方に向けて吐出するノズル部材を有するとともに内側の前記食材の周囲を外側の前記食材で被覆するように連続成形して吐出する吐出部と、内側の前記食材の流通路に配置された第一撹拌部材を有するとともに当該第一撹拌部材を移動させて流通する内側前記食材を撹拌する第一撹拌部と、外側の前記食材の流通路に配置された第二撹拌部材を有するとともに当該第二撹拌部材を移動させて流通する外側の前記食材を撹拌する第二撹拌部と、前記吐出部の下方に配置されて前記吐出部から吐出される連続成形体を囲むように配設された切断部材を有するとともに当該切断部材を移動させて連続成形体を切断して分割成形する成形部とを備えていることを特徴とする食品成形装置。
【請求項２】
内材及び外皮材を供給する供給部と、複数のノズルを多重に配置して供給された前記内材及び前記外皮材を下方に向けて吐出するノズル部材及び当該ノズル部材の内側に配置されて下方に向けて突出する内側成形部材を有するとともに内側成形部材及び各ノズルのそれぞれの間に形成された複数の環状吐出口より前記内材を内側及び外側から前記外皮材で挟み込むようにして筒状に成形して吐出する吐出部と、内側の前記外皮材の流通路に配置された第一撹拌部材を有するとともに当該第一撹拌部材を移動させて流通する前記外皮材を撹拌する第一撹拌部と、外側の前記外皮材の流通路に配置された第二撹拌部材を有するとともに当該第二撹拌部材を移動させて流通する前記外皮材を撹拌する第二撹拌部と、前記内材を吐出する前記環状吐出口を開閉して前記内材を間隔を置いてリング状に間欠吐出させる開閉部と、前記吐出部の下方に配置されて前記内側成形部材を囲むように配設された切断部材を有するとともに前記吐出部から吐出される筒状成形体におけるリング状の前記内材の間に対して前記切断部材を前記内側成形部材の外周面に当接するように移動させ前記外皮材を切断してリング状に分割成形する成形部とを備えていることを特徴とする食品成形装置。
【請求項１】
複数の食材を供給する供給部と、複数のノズルを多重に配置して供給された前記食材を各ノズルから下方に向けて吐出するノズル部材を有するとともに内側の前記食材の周囲を外側の前記食材で被覆するように連続成形して吐出する吐出部と、内側の前記食材の流通路に配置された第一撹拌部材を有するとともに当該第一撹拌部材を移動させて流通する内側前記食材を撹拌する第一撹拌部と、外側の前記食材の流通路に配置された第二撹拌部材を有するとともに当該第二撹拌部材を移動させて流通する外側の前記食材を撹拌する第二撹拌部と、前記吐出部の下方に配置されて前記吐出部から吐出される連続成形体を囲むように配設された切断部材を有するとともに当該切断部材を移動させて連続成形体を切断して分割成形する成形部とを備えていることを特徴とする食品成形装置。
【請求項２】
内材及び外皮材を供給する供給部と、複数のノズルを多重に配置して供給された前記内材及び前記外皮材を下方に向けて吐出するノズル部材及び当該ノズル部材の内側に配置されて下方に向けて突出する内側成形部材を有するとともに内側成形部材及び各ノズルのそれぞれの間に形成された複数の環状吐出口より前記内材を内側及び外側から前記外皮材で挟み込むようにして筒状に成形して吐出する吐出部と、内側の前記外皮材の流通路に配置された第一撹拌部材を有するとともに当該第一撹拌部材を移動させて流通する前記外皮材を撹拌する第一撹拌部と、外側の前記外皮材の流通路に配置された第二撹拌部材を有するとともに当該第二撹拌部材を移動させて流通する前記外皮材を撹拌する第二撹拌部と、前記内材を吐出する前記環状吐出口を開閉して前記内材を間隔を置いてリング状に間欠吐出させる開閉部と、前記吐出部の下方に配置されて前記内側成形部材を囲むように配設された切断部材を有するとともに前記吐出部から吐出される筒状成形体におけるリング状の前記内材の間に対して前記切断部材を前記内側成形部材の外周面に当接するように移動させ前記外皮材を切断してリング状に分割成形する成形部とを備えていることを特徴とする食品成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−５３５０（Ｐ２０１２−５３５０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４１１５２（Ｐ２０１０−１４１１５２）
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【特許番号】特許第４６５０９１０号（Ｐ４６５０９１０）
【特許公報発行日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（３９００１３９４１）株式会社コバード (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【特許番号】特許第４６５０９１０号（Ｐ４６５０９１０）
【特許公報発行日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（３９００１３９４１）株式会社コバード (30)
【Ｆターム（参考）】
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