JP3948673B2 - 食品材料の供給方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば饅頭の生地やあんのごとき粘弾性を有する食品材料を供給するためのベーンポンプと、前記ベーンポンプの駆動を制御する制御部を備えた供給手段に係り、さらに詳細には、前記ベーンポンプの回転速度を定期的に変動制御することにより、ベーンポンプに連接する出口側流路内の食品材料にかかる圧力の変動を抑制することのできる食品材料の供給方法および装置に関する。

従来、食品材料の供給装置には、食品材料としての外皮材や内包材を押出ノズルとしての重合ノズルへ供給するためのベーンポンプと、前記ベーンポンプの駆動を制御する制御部を備え、さらに、棒状食品生地を包被食品に分割する包被切断装置を備えた包あん機がある（例えば、特許文献１）。

各々のホッパー内に収容された各食品材料は、移送スクリュー装置によりベーンポンプに移送される。移送された食品材料は、供給装置内の二枚のベーンとローターおよびポンプケーシングにより形成された計量室内に一時充填され、ローターの回転と共に重合ノズルと連通するポンプケーシングの出口側流路に向かって移送される。その後、回転方向の前方に位置する先行ベーンがハウジング内の外カムの軌跡に沿ってローター内に没入し、計量室と該出口側流路が連通する。さらに、食品材料は、ローターの回転に伴ない回転方向の後方に位置するもう一方の後行ベーンの推力により、出口側流路を通じて重合ノズル内へ供給される。そして、重合ノズルの押出口を形成する内ノズル及び外ノズルより内包材が外皮材で被覆された棒状食品生地として連続的に押し出され、重合ノズルの下方に設けられた包被切断装置によりほぼ一定重量の包被食品に分割される。

しかしながら、供給装置の各ベーンより重合ノズルに送り出される粘弾性を有する食品材料は、食品材料の性状や重合ノズルの押出口までの流路内での抵抗などにより、ベーンポンプの計量室内に比較して高い圧力の状態になっている。このことにより、計量室を形成していた先行ベーンがローター内側に没入し、計量室と送給装置の出口側流路が連通すると、出口側流路内の食品材料にかかる圧力は、比較的に低い圧力がかかっていた計量室内の食品材料に移行して平準化する。この為、出口側流路内および重合ノズル内の食品材料にかかる圧力も一時的に低下し、その結果として押出量（押出速度と同義）が減少する。したがって、出口側流路内および重合ノズル内の食品材料にかかる圧力が繰り返し変動することにより、棒状食品生地は重合ノズルから脈動して押し出されることになる。特に、気泡を多く含んだ食品材料を用いる場合や流動性の低い食品材料を用いる場合、また、狭い押出口から食品材料を押し出す場合などその脈動が顕著に現れる。そして、脈動して押し出された棒状食品生地を一定の周期で駆動する包被切断装置で分割すると、包被食品の重量にばらつきが生じ、大きさや形状などが不均一な製品ができるという場合があった。

また、先行ベーンがローター内に没入することにより、出口側流路内に占める先行ベーンの突出量が徐々に減少する。その減少により、重合ノズルへの食品材料の供給が減少し、食品材料にかかる圧力が低下する。そして、先行ベーンの没入の度合いが一定でない場合には、出口側流路内での食品材料にかかる圧力が変動するため、棒状食品生地は、重合ノズルから脈動して押し出されることになる。

また、ベーンポンプに食品材料を移送する装置として、前述したスクリュー装置や、後述する本実施例に示されるローラー装置等がある。これら移送装置を用いて食品材料をベーンポンプに移送する際、計量室内に充填される食品材料が計量室の容積に満たない場合があった。このような場合、移送装置の回転速度を増速して食品材料の移送量を増加させ、計量室内への充填率を向上させることは可能であるが、食品材料が攪拌されて食品材料の物性が損なわれてしまうなどの問題があり、移送装置の回転速度には制限があった。このように、計量室内に充填される食品材料が計量室の容積に満たない場合には、計量室内の圧力は、出口側流路内の圧力より低くなるため上記特許文献１の説明と同様の問題があった。
特開２００１−３５２９６０号公報

解決しようとする問題点は、食品材料の供給手段としてのベーンポンプが食品材料を出口側流路に連続的に供給する際、前記出口側流路内の食品材料にかかる圧力が繰り返し変動する点である。前記圧力の変動により、例えば、前記出口側流路に連通する重合ノズル等の押出ノズルから押し出される棒状食品生地に脈動が生じ、さらには、前記棒状食品生地を分割して成形された分割食品に重量や大きさのばらつきが生じてしまっていた。したがって、前記圧力の変動を抑制するための供給手段が強く望まれていた。

本発明は前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、ホッパー内に収容された食品材料をベーンポンプにより出口側流路に連続して供給する方法において、前記ベーンポンプのローターに等間隔に備えられた複数のベーンの各々が、食品材料を出口側流路に供給する供給区間を移動する際に、前記ローターの回転速度を基準回転速度と、該基準回転速度に対し高速域とで変速回転し、該変速回転を複数のベーンの各々に対して繰り返し行なう食品材料の供給方法である。

請求項２に係る発明は、食品材料を出口側流路へ供給するベーンポンプと、該ベーンポンプの駆動を制御する制御部とを備えた供給装置において、前記制御部には、前記ベーンポンプに備えられたローターの回転角度を検出する検出装置を備え、さらに、前記ベーンポンプのローターに等間隔に備えられた複数のベーンの各々が食品材料を出口側流路に供給する供給区間において、前記ローターの回転速度を基準回転速度と、該基準回転速度に対し高速域とで変速するよう制御し、該変速制御を複数のベーンの各々に対し繰り返し制御可能に備えた構成である。

本発明の食品材料の供給方法および装置によれば、ベーンポンプにより連続して食品材料を出口側流路に供給する際、出口側流路内の食品材料にかかる圧力の低下を補うことが可能となり、さらには、前記圧力の変動を抑制することが可能となる。さらには、前記出口側流路に連通する押出ノズルから連続的に押し出される棒状食品生地の脈動が抑制され、切断装置によって前記棒状食品生地から切断された分割食品の重量のばらつきを抑制することができる。

以下、本発明の第一の実施の形態に係る外皮材供給装置１０について図面を用いて説明する。図１は、外皮材供給装置１０を備えた押出装置１の正面説明図である。図２は、図１に示される押出装置１の一部詳細説明図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面矢視説明図である。図４は、図２における外皮材供給装置１０の詳細説明図である。図５は、外皮材供給装置１０のローター１５の回転動作を概略的に示した説明図である。図６は、外皮材ＷＡの分割重量を示した折れ線グラフである。

図１乃至図４を参照するに、押出装置１は、基台３の上部に食品材料としての外皮材ＷＡを供給する外皮材供給装置１０と、食品材料としての内包材ＷＢを供給する内包材供給装置２０とが設けてある。そして、外皮材供給装置１０と内包材供給装置２０との間には、内包材ＷＢが外皮材ＷＡで被覆された棒状食品生地ＷＣを連続的に押し出す押出ノズルとしての重合ノズル３０が設けられている。

重合ノズル３０の下方には、重合ノズル３０から押しだされた棒状食品生地ＷＣを包被切断する包被切断装置４０が設けてある。さらに、この包被切断装置４０の下方には、上記包被切断装置４０によって包被切断された包被食品ＷＤを次工程へ搬送するコンベア装置５０が設けられている。また、前記各装置を駆動制御する制御部６０を備えている。

外皮材供給装置１０は、外皮材ＷＡを収容する外皮材用ホッパー１１と該外皮材用ホッパー１１の底部内側に移送ローラー１２と外皮材用ポンプ１３を備えており、該移送ローラー１２および外皮材用ポンプ１３を外皮材用ホッパー１１内に収納した状態で基台３に着脱可能に固定されている。より詳細には、外皮材用ホッパー１１は、上部に外皮材ＷＡの入口１１Ａを備え、底部には前記移送ローラー１２および外皮材用ポンプ１３の外周面に沿った円弧状のローラー側凹部１１Ｂおよびポンプ側凹部１１Ｃが形成されている。さらに、重合ノズル３０と連通する出口側流路１１Ｄがポンプ側凹部１１Ｃに連接して設けられている。

移送ローラー１２は、外皮材用ホッパー１１に収容された外皮材ＷＡを外皮材用ポンプ１３に移送する回転ローラーである。移送ローラー１２は、水平にかつ回転自在に外皮材用ホッパー１１に支持されている回転シャフト１４と嵌合しており、それらは一体的に矢印Ｒ１の方向に回転する。また、移送ローラー１２の外周面には、複数の溝１２Ａが等間隔に刻設されてあり、外皮材ＷＡを効率よく移送する効果がある。

外皮材用ポンプ１３は、計量ポンプとしてのベーンポンプであり、ローター１５と３組６枚のベーン１６を備えている。ローター１５は、水平にかつ回転自在に外皮材用ホッパー１１に支持されており、前記移送ローラー１２の回転シャフト１４と平行に設けられている。また、ローター１５には、放射状のスリット１５Ａが等間隔に形成されており、該スリット１５Ａ内を移動自在の６枚のベーン１６を支承している。そして、前記外皮材用ホッパー１１には、ローター１５の回転に従って各ベーン１６を放射方向へ移動させるカム曲面が形成された一対のカム部材１７が設けられている。

前記カム曲面について、ローター１５が矢印Ｒ２の方向へ回転する動作に従って説明する。図４を参照するに、カム曲面１７Ａは、ベーン１６がローター１５の外周面より没入していくよう形成された区間である。カム曲面１７Ｂは、ベーン１６の先端部がローター１５の外周面と同一となるよう形成された区間である。カム１７Ｃは、カム曲面１７Ａと対称的に形成された曲線であり、ベーン１６が徐々にローター１５の外周面より進出していく区間である。そして、カム曲面１７Ｄは、ベーン１６がローター１５の外周面から最大に突出した状態を維持する円弧状の一定区間である。

外皮材用ポンプ１３は、上記カム曲面１７Ｄの区間内において、ローター１５の外周面、隣合う２枚のベーン（例えば、図４における１６Ａ，１６Ｂ）、およびカム曲面１７Ｄに沿って円弧状に形成されたポンプケーシングとしてのポンプ側凹部１１Ｃの内周面に囲まれ区画された１つの計量室１３Ａを形成する。そして、ローター１５の回転に伴って、回転方向の前方に位置するベーン１６Ａは、外皮材用ホッパー１１に設けられたカム部材１７のカム曲面１７Ａに摺接し、そのカム曲面１７Ａの軌跡に沿って前記スリット１５Ａ内を移動してローター１５の外周面から徐々に没入していく。また、計量室１３Ａを形成したもう一方の後方に位置するベーン１６Ｂは、前記ポンプ側凹部１１Ｃの内周面に沿った状態を維持したまま回転を継続し、外皮材ＷＡを外皮材用ホッパー１１の出口側流路１１Ｄを通じて重合ノズル３０に供給する。図４に示すように、ベーン１６Ｂの位置からベーン１６Ａの位置までの区間を外皮材ＷＡの供給区間１３Ｂとし、この供給区間１３Ｂを各ベーン１６が移動することにより、計量室１３Ａ内に充填された外皮材ＷＡが、順次重合ノズル３０に供給される。本実施例においては、ローター１５が1回転することにより６つの計量室１３Ａが形成される。なお、カム部材１７は、外皮材用ホッパー１１に一体的に形成してもよい。

移送ローラー１２に嵌合された回転シャフト１４および回転ポンプ１３のローター１５は、基台３内に設けられたローラー駆動シャフト１８およびポンプ駆動シャフト１９とおのおの連結部１８Ａ，１９Ａを介して連動するよう連結されている。また、ローラー駆動シャフト１８およびポンプ駆動シャフト１９は、歯車列の回転伝達機構により制御モーターＭ１と連結されており、互いにそれらの内側方向に回転する。なお、移送ローラー１２および回転ポンプ１３を回転駆動する制御モータは、別々のモータを使用し、各々調節可能に設けてもよい。

図１乃至図３を参照するに、前記内包材供給装置２０は、内包材ＷＢを収容する内包材用内包材用ホッパー２１と該内包材用ホッパー２１の下方内部に一対のスクリュー２２Ｒ，２２Ｌを水平にかつ回転自在に備えた構成である。スクリュー２２Ｒ，２２Ｌにおける螺旋羽根の螺旋方向は互に逆方向であり同ピッチに形成してある。

上記スクリュー２２Ｒ，２２Ｌは基台３の内部に取り付けられた制御モータＭ２の駆動により歯車などの回転伝達機構を介して連動連結してあり、互いにそれらの内側方向に回転する。内包材ＷＢは、スクリュー２２Ｒ，２２Ｌの回転により内包材用ポンプ２３に移送される。

内包材用ポンプ２３は、前記外皮材用ポンプ１３と同様なベーンポンプであり、放射方向へ移動自在の３枚のベーン２６を備えた構成である。また、内包材用ポンプ２３は、前記内包材用ホッパー２１の端部に接続したポンプケーシング２４を備えており、前記内包材用ホッパー２１側に入口２４Ａが形成してある。そして、この入口２４Ａの奥の部分に、ローター２５が垂直にかつ回転自在に設けられている。上記ローター２５の下端軸部は、制御モータＭ３に歯車などの回転伝達機構を介して連動連結してある。

上記ローター２５には、複数のスリット２５Ａが等間隔に形成されており、３枚のベーン２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃがそれぞれ水平な放射方向へ移動自在に支承されている。そして、ポンプケーシング２４には、ローター２５の回転に伴って上記各ベーン２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを放射方向へ移動させる適宜形状のカム曲面が形成されたカム部材２７が設けられている。

内包材用ポンプ２３は、ローター２５の外周面、隣合う２枚のベーン（例えば、図３における２６Ａ，２６Ｂ）、及び前記カム曲面に沿って形成されたポンプケーシング２４の内周面に囲まれ区画された１つの計量室２３Ａを形成する。そして、回転方向の前方に位置するベーン２６Ａは、ローター２５の回転に伴ってポンプケーシング２４に設けられたカム部材２７のカム曲面２７Ａに摺接し、そのカム曲面２７Ａの軌跡に沿って前記スリット２５Ａ内を移動してローター２５の外周面から徐々に没入していく。また、計量室２３Ａを形成したもう一方の後方に位置するベーン２６Ｂは、ポンプケーシング２４の内周面に沿った状態を維持したまま回転を継続し、ポンプケーシング２４の出口側流路２４Ｂを通じて、内包材ＷＢを重合ノズル３０に供給する。なお、カム部材２７は、ポンプケーシング２４に一体的に形成してもよい。

図２を参照するに、前記重合ノズル３０は、内包材ＷＢを押し出す内包材用ノズル３５と、この内包材用ノズル３５を囲繞した外皮材用ノズル３６とを着脱交換可能に備えた二重構造に構成してあり、かつ内包材用ノズル３５及び外皮材用ノズル３６は、それぞれ外皮材供給装置１０および内包材供給装置２０と接続管３７Ａ，３７Ｂを介して接続している。

上記のように構成された重合ノズル３０を基台３に装着し、外皮材供給装置１０から外皮材ＷＡを、そして、内包材供給装置２０から内包材ＷＢを重合ノズル３０に供給することにより、外皮材ＷＡが内包材ＷＢを被覆した棒状食品生地ＷＣが重合ノズル３０から押し出される。なお、各ノズルの押出口の形状は、円形や角型、あるいは多角形や意匠的な形状など任意に設定することができる。また、複数の食品材料を層状に接合するものでもよい。

重合ノズル３０の下方には、包被切断装置４０が設けられている。包被切断装置４０は、複数のシャッター体４２を構成し、押し出された棒状食品生地ＷＣを包被切断して包被食品ＷＤを形成する。なお、シャッター体４２は公知の構成でよく、例えば、本出願人が出願した特許第２９１６５１５号公報や特許第３０１６２４６号公報に示された手段のものでよい。また、包被切断装置４０は、後述するコンベア装置５０の上下台５１と同期して上下動する。

包被切断装置４０の下方にはコンベア装置５０が設けられている。前記上下台５１は、制御モータＭ４に連結された上下用カム５４およびリンク機構５５により上下動自在に設けられている。駆動ローラ５２は、図示されない歯車列により制御モータＭ５に連動連結されている。上下台５１および駆動ローラ５２などの複数のローラに巻き掛けられたベルト５３は、上下台５１の上下動と共に上下動し、棒状食品生地ＷＣから包被食品ＷＤを包被切断する際に棒状食品生地ＷＣの下面を支持する。そして、制御モータＭ５の間欠的な駆動により駆動ローラ５２が回転し、ベルト５３が周回することにより包被食品ＷＤを次工程に搬送する。

また、図１を参照するに、押出装置１は、制御部６０に、外皮材ＷＡおよび内包材ＷＢの供給量や外皮材用ポンプ１３のローター１５および内包材用ポンプ２３のローター２５に関する回転速度の加速開始タイミング、加速角度、加速比率、また、包被食品ＷＤの分割速度（単位時間当りの分割回数と同義）やベルト５３の搬送速度などを設定入力するとともに押出装置１の各部を起動停止する駆動スイッチを備えた操作パネル６１と、それら設定入力された数値に基づき各部の駆動モータを制御する制御装置６２を備えている。

また、図３を参照するに、外皮材供給装置１０のポンプ駆動シャフト１９にローター１５の回転角度Ｄを検出する手段としてパルスエンコーダ６５が連動連結されている。その構成を説明すると、駆動歯車６３は、ローター１５と連結されたポンプ駆動シャフト１９に軸着されている。また、パルスエンコーダ６５は、基台３から立設されたブラケット６６に固定されており、さらに、パルスエンコーダ６５の回転軸６５Ａに従動歯車６４が軸着され、前記駆動歯車６３と噛合している。なお、駆動歯車６３と従動歯車６４は、同歯数の歯車である。従って、パルスエンコーダ６５は、ローター１５と同期して回転し、ローター１５の回転角度Ｄを検出することができる。

次に、ローター１５のの回転速度（角速度と同義）の制御手段について説明する。外皮材用ポンプ１３の回転動作を説明するために、図４に示されたベーン１６Ｂの位置をローター１５の回転基準位置とし、０度とする。ベーン１６Ｂの位置は、前述の通り外皮材ＷＡの供給区間１３Ｂの始点である。また、ベーン１６Ａの位置は、前記カム曲面１７Ｄの終点であり、かつカム曲面１７Ａの始点である。また、この位置において、ローター１５と連結しているパルスエンコーダ６５の回転軸６５Ａも基準位置とし、０度とする。

図５は、ローター１５の回転速度Ｖの変化を模式的に示したものである。ローター１５が矢印Ｒ２の方向へ回転する角度Ｄを横軸に、回転速度Ｖを縦軸で示した。ローター１５は、隣合うスリット１５Ａの成す角度（隣り合うベーン１６の成す角度と同義）を１区間として、基準位置から角度Ｄ１の区間を基準回転速度Ｖ１で回転し、その後、角度Ｄ２の区間を基準回転速度Ｖ１より速い高速回転速度Ｖ２で回転する。そして、再び減速して基準位置から６０度回転するまでの間、角度Ｄ３の区間を基準回転速度Ｖ１で回転する。ローター１５は、この工程を１サイクルとして、ローター１５が１回転する間に６回繰り返しながら回転する。

上記基準回転速度Ｖ１，高速回転速度Ｖ２および角度Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、前記操作パネル６１に入力することにより設定可能である。また、角度Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、前述の通りパルスエンコーダ６５により検出され、制御装置６２に検出信号が送信される。

［実施例１〜７］
上記押出装置１を用いて、外皮材ＷＡとして春日饅頭生地（蒸し饅頭生地）の分割を行った。本実施例においては、重合ノズル３０の内包材用ノズル３５は、ノズル口のない中実の栓を取り付け、外皮材用ノズル３６は、ノズル口径が３８ｍｍのものを使用した。また、ローター１５の基準回転速度Ｖ１は、１回転／分とし、高速回転する区間の角度Ｄ２を１５度と一定に設定した。また、包被切断装置４０の切断回数を２０回／分とした。このような設定条件下において、角度Ｄ１を０度，１０度，２０度および３０度に設定し、高速回転速度Ｖ２を１．０５×Ｖ１，１．１×Ｖ１，１．２×Ｖ１に設定して組み合わせた７通りの分割（実施例１〜７）を行った。そして、連続して分割した３０個の分割生地ＷＤを試料とした。

［比較例１］
比較例１は、ローター１５を基準回転速度Ｖ１の一定速度で回転させ、その他は上記実施例と同条件に設定した。つまり、本比較例１は、従来の押出装置による食品生地の分割である。

実施例１〜７と比較例１を比較する。表１は、実施例１〜７および比較例１の各種結果を一覧表にまとめたものであり、各例毎に角度Ｄ１，高速回転速度Ｖ２，最大重量（単位ｇ），最少重量（単位ｇ），平均重量（単位ｇ），標準偏差を列記したものである。そして、標準偏差の値が小さい程、重量のばらつきが少ないと判断できる。

また、図６（Ａ）は、実施例３における分割生地の重量を時系列に沿って示した折れ線グラフであり、図６（Ｂ）は、比較例１における分割生地の重量を時系列に沿って示した折れ線グラフである。

実施例２〜６と比較例１の標準偏差を比較すると、実施例２〜６の値が比較例１の値より小さくなっている。つまり、実施例２〜６の方が比較例１に比べて重量のばらつきが少なくなっている。また、図６（Ａ）および（Ｂ）を比較すると、図６（Ａ）の方がなだらかな折れ線になっており、重合ノズル３０から押し出される外皮材ＷＡの脈動が比較例１に比べ少ないと判断できる。このことから、実施例２〜６においては、出口側流路１１Ｄの外皮材ＷＡにかかる圧力の変動が少なくなっており、比較例１で生じた前記圧力の低下が抑制されたと判断できる。

また、実施例１，７を実施例２〜６と比較すると、最小重量は、ほぼ同じ値を示しているが、最大重量が大きい値を示している。また、標準偏差も大きな値を示している。この結果より、重合ノズル３０から押し出される棒状食品生地ＷＣの脈動が他の実施例２〜６より大きいと判断できる。

実施例１においては、出口側流路１１Ｄ内の外皮材ＷＡにかかる圧力が低下する以前にローター１５の回転が高速に変速したことにより、外皮材ＷＡの供給が増加し、出口側流路１１Ｄ内の圧力をさらに高めたと理解できる。このことにより、ベーン１６Ａがローター１５に没入動作し始め、計量室１３Ａとホッパー１１の出口１１Ｄが連通し始めた直後、つまり、ベーン１６Ｂが外皮材ＷＡの供給区間１３Ｂを移動し始めた直後では、外皮材ＷＡにかかる圧力の移行はほとんど起こらず、圧力の移行には、充分な流路の広さと時間が必要であることが理解できる。

また、実施例７においては、出口側流路１１Ｄ内の外皮材ＷＡにかかる圧力が一時的に低下し、その後、徐々に上昇して比較的に圧力が高い区間においてローター１５の回転が高速に変速したと判断できる。

なお、比較例1に比べ実施例１〜７の平均重量が重い値を示しているが、これは、上記実施例において、ローター１５が高速回転速度Ｖ２で回転する区間を設けたことによりローター１５の単位時間当りの回転数が増加し、外皮材用ポンプ１３から重合ノズル３０へ供給される外皮材ＷＡの供給量が増加したためである。

［実施例８］
次に、前記実施例３と同じ設定条件において、外皮材ＷＡとしてカステラ饅頭生地(焼き物生地)の分割を行なった。そして、連続して分割した３０個の分割生地ＷＤを試料とした。

［比較例２］
比較例２は、ローター１５を基準回転速度Ｖ１の一定速度で回転させ、その他は上記実施例８と同条件に設定した。つまり、本比較例２は、従来の押出装置による棒状食品生地の分割である。

表２は、表１と同様に実施例８および比較例２の各種結果を一覧表にまとめたものである。実施例８と比較例２の標準偏差を比較すると、実施例８の値が比較例２の値より小さくなっている。つまり、実施例８の方が実験例２に比べ重量のばらつきが少なく、外皮材ＷＡの棒状食品生地ＷＣが重合ノズル３０から押し出される際に、脈棒が少ないと判断できる。

［実施例９］
さらに、押出装置１に外皮材ＷＡとしての春日饅頭生地と内包材ＷＢとしてこし餡を投入し、内包材ＷＢを外皮材ＷＡで被覆した棒状食品生地ＷＣを重合ノズル３０から押し出して包被食品ＷＤを分割した。実施例９においては、重合ノズル３０の内包材用ノズル３５および外皮材用ノズル３６は、ノズル口径がおのおの３６ｍｍおよび３８ｍｍのものを使用した。また、ローター１５の基準回転速度Ｖ１は、１回転／分とし、高速回転速度Ｖ２を１．１×Ｖ１とした。ローター１５の回転する角度Ｄは、角度Ｄ１を１０度、高速回転する区間の角度Ｄ２を１５度、角度Ｄ３を３５度とした。さらに、内包材供給装置２０の内包材ポンプ１３に構成されたローター２５は、設定した回転速度で一定に回転した。そして、包被切断装置４０の切断回数を２０回／分とし、連続して分割した３０個の分割生地ＷＤを試料とした。

［比較例３］
比較例３は、ローター１５を基準回転速度Ｖ１の一定速度で回転させ、その他は上記実施例と同条件に設定した。つまり、本比較例２は、従来の押出装置による棒状食品生地の包被切断である。

表３は、表２と同様に実施例９および比較例３の各種結果を一覧表にまとめたものである。実施例９と比較例３の標準偏差を比較すると、実施例９の値が比較例３の値より小さくなり、重量のばらつきが少ないことが示されている。本実施例９で示されるように、複数の供給装置１０，２０を備えた押出装置１において、一方の外皮材供給装置１０に備えられた外皮材用ポンプ１３のローター１５の回転速度Ｖを変速制御することにより、重合ノズル３０から連続的に押し出される棒状食品生地ＷＣの脈動が抑制され、さらには、分割生地ＷＤの重量のばらつきが抑制されることが理解できた。

上記実施例の結果より、ローター１５の回転速度Ｖを適正に変速制御することにより、出口側流路１１Ｄ内の外皮材ＷＡにかかる圧力の一時的な低下を補うように、外皮材ＷＡを安定して供給することが可能となった。なお、ローター１５の回転動作は、カム部材１７に形成されたカム曲面の形状変化やベーンの枚数などに応じ、さらには、食品材料の性状や、重合ノズルへの供給量の変化に応じて、種々の数値に設定が可能である。

図７を用いて本発明の第二の実施の形態に係る外皮材供給装置１０を備えた押出装置１について説明する。図７（Ａ）は、押出装置１を一部断面を用いた上面説明図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＢ−Ｂ断面矢視による正面説明図である。なお、実施例１で説明した押出装置１と同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。

実施例２の押出装置１は、実施例１における制御部６０の駆動歯車６３、従動歯車６４、パルスエンコーダ６５およびブラケット６６を、感知体６７、近接スイッチ６８およびブラケット６９に置換した構成である。感知体６７は、ローター１５に連結するポンプ駆動シャフト１９に取付け位置調節自在に軸着される。また、感知体６７を感知する近接スイッチ６８は、基台３から立設されたブラケット６９に取り付けられている。感知体６７には、放射方向に突出した感知部６７Ａが６等分位置に設けられている。

図７（Ｂ）に示された感知体６７の回転位置は、図４に示されたベーン１６の回転位置に対応している。つまり、図７（Ｂ）に示された感知体６７の回転位置が基準位置である。この基準位置から感知体６７が基準回転速度Ｖ１で角度Ｄ１回転すると、近接スイッチ６８が感知体６７の感知部６７Ａを感知し、近接スイッチ６８からの感知信号が制御部６０に送信される。制御部６０は、あらかじめ設定入力された高速回転速度Ｖ２でローター１５を回転するよう制御モータＭ１を駆動制御する。その後、ローター１５が角度Ｄ２回転すると近接スイッチ６８が感知部６７Ａを感知しなくなり、制御部６０は、ローター１５が基準回転速度Ｖ１で回転するよう制御モータＭ１を駆動制御する。

感知体６７の取り付け回転位置は、感知体６７とポンプ駆動シャフト１９のいずれか一方に回転目盛りを設け、他方に指針を設けるなどして調整可能に設定できる。例えば、感知体６７の感知部６７Ａを１５度（角度Ｄ２に対応）に設け、感知体６７をローター１５の基準位置からの回転角度Ｄ１が１０度となるようポンプ駆動シャフト１９に取り付けることにより、前記実施例３のように押出装置１を設定することができる。

第二の実施の形態に係る押出装置１は、第一の実施の形態に比べ簡単な構成でローター１５の回転制御が可能となり、使用する食品材料が単種であたり、複数の食品材料であっても、それらの性状などが類似している場合などに適している。なお、第二の実施の形態において、感知体６７の回転を検出する検出手段として近接スイッチ６８を用いたが、感知体６７に接触して直接感知するリミットスイッチなどを用いることも可能である。

本発明の実施の形態に係る押出装置１は、概ね上記の通りであるが、これに限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上記実施例においては、外皮材供給装置１０のローター１５の回転速度を制御するように説明したが、内包材供給装置２０のローター２５の回転を制御することにより、出口側流路２４Ｂ内の内包材ＷＢにかかる圧力の変動を抑制し、重合ノズル３０から押し出される内包材ＷＡの脈動を抑制することもできる。さらには、外皮材供給装置１０および内包材供給装置２０をおのおの制御することにより、重合ノズル３０から押し出される棒状食品生地ＷＣの脈動を抑制することが可能である。

また、外皮材供給装置１０のローター１５の回転速度Ｖを図５で示すような1段階の変化で説明したが、回転速度Ｖを多段に設けたり、曲線状に変化させることにより棒状食品生地ＷＣの脈動を抑制することも可能である。同様に、内包材供給装置２０においても制御が可能である。

また、分割食品ＷＤは、包被切断装置４０による包被食品として説明したが、例えば、コンベア装置５０の搬送面の上方に上下動するカッターを備えた切断装置を設け、重合ノズル３０から押し出された棒状食品生地ＷＣを所望の長さに切断して棒状の分割食品ＷＤを得ることも可能である。押出ノズルから押し出される棒状食品生地の脈動が抑制されることにより、各分割食品ＷＤの重量のばらつきが低減され、形状も安定したものが得られる。

さらに、押出装置１の押出ノズル３０は、複数の食品材料を押し出す重合ノズルに限らず、単種の食品材料を押し出す、例えば、細長形状の押出口を備えたフラットノズルであってもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る外皮材供給装置１０を備えた押出装置１の正面説明図である。 図１に示される押出装置１の一部詳細説明図である。 図２のＡ−Ａ断面矢視説明図である。 図２における外皮材供給装置１０の詳細説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る外皮材供給装置１０のローター１５の回転動作を概略的に示した説明図である。 外皮材ＷＡの分割重量を示した折れ線グラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る外皮材供給装置１０を備えた押出装置１の説明図であり、図７（Ａ）は、押出装置１を一部断面を用いた上面説明図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＢ−Ｂ断面矢視による正面説明図である。

符号の説明

１ 押出装置
１０ 外皮材供給装置
１１ 外皮材用ホッパー
１１Ｃ ポンプ側凹部
１１Ｄ 出口側流路
１３ 外皮材用ポンプ（ベーンポンプ）
１３Ａ 計量室
１３Ｂ 供給区間
１５ ローター
１６ ベーン
１７ カム部材
２０ 内包材供給装置
２４Ｂ 出口側流路
２５ ローター
２６ ベーン
３０ 重合ノズル
４０ 包被切断装置
５０ コンベア装置
６０ 制御部
６１ 操作パネル
６２ 制御装置
６３ 駆動歯車
６４ 従動歯車
６５ パルスエンコーダ
６７ 感知体
６８ 近接スイッチ
Ｄ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３） 回転角度
Ｒ１、Ｒ２ 矢印
ＷＡ 外皮材
ＷＢ 内包材
ＷＣ 棒状食品生地
ＷＤ 分割生地（包被食品）
Ｍ１〜Ｍ５ 制御モータ

Claims (2)

1. ホッパー内に収容された食品材料をベーンポンプにより出口側流路に連続して供給する方法において、前記ベーンポンプのローターに等間隔に備えられた複数のベーンの各々が、食品材料を出口側流路に供給する供給区間を移動する際に、前記ローターの回転速度を基準回転速度と、該基準回転速度に対し高速域とで変速回転し、該変速回転を複数のベーンの各々に対して繰り返し行なうことを特徴とする食品材料の供給方法。
2. 食品材料を出口側流路へ供給するベーンポンプと、該ベーンポンプの駆動を制御する制御部とを備えた供給装置において、前記制御部には、前記ベーンポンプに備えられたローターの回転角度を検出する検出装置を備え、さらに、前記ベーンポンプのローターに等間隔に備えられた複数のベーンの各々が食品材料を出口側流路に供給する供給区間において、前記ローターの回転速度を基準回転速度と、該基準回転速度に対し高速域とで変速するよう制御し、該変速制御を複数のベーンの各々に対し繰り返し制御可能に備えたことを特徴とする食品材料の供給装置。

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