(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体原料をホッパーに投入し、前記ホッパーの下方に配置された搬送ベルトを移動させて、前記ホッパーの下端と前記搬送ベルトとの隙間から前記粉粒体原料を流出させて供給する方法において、前記搬送ベルトを前進させるだけでなく、一時的に反転して後退させながら、前記搬送ベルトの前進動作量に対する後退動作量の割合が、１．５：１から１０：１の範囲となるようにして供給することを特徴とする粉粒体原料の供給方法。
【請求項２】
前記ホッパーの下端と前記搬送ベルトとの隙間に、前記ホッパーの下端に隣接し、前記搬送ベルトの幅方向に渡る回転ローラを有する請求項１記載の粉粒体原料の供給方法。
【請求項３】
前記粉粒体原料が、スポンジケーキの粉砕物、きな粉、ココアパウダー、ナッツ類、パフから選ばれた少なくとも１種である請求項１又は２記載の粉粒体原料の供給方法。
【請求項４】
粉粒体原料を投入するためのホッパーと、前記粉粒体原料を搬送するための搬送ベルトとを備え、前記搬送ベルトは、前記ホッパー下端から所定の距離だけ離れて下方に配置されており、前記搬送ベルトは、前進動作だけでなく、一時的に反転して後退する動作も行うように構成されており、前記搬送ベルトの前進動作量に対する後退動作量の割合が、１．５：１から１０：１の範囲とされていることを特徴とする粉粒体原料の供給装置。
【請求項５】
前記ホッパーの下端に隣接して前記搬送ベルトの幅方向に渡る回転ローラが設けられ、この回転ローラと前記搬送ベルトとの間に所定の距離が設けられている請求項４記載の粉粒体原料の供給装置。
【請求項６】
前記所定の距離が５〜２０ｍｍである請求項４又は５記載の粉粒体原料の供給装置。
【請求項７】
前記粉粒体原料が、スポンジケーキの粉砕物、きな粉、ココアパウダー、ナッツ類、パフから選ばれた少なくとも１種である請求項４〜６のいずれかに記載の粉粒体原料の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体原料をホッパーから安定的に、連続定量供給する方法及び装置に関し、更に詳しくは、原料供給の際に、ホッパー内でのブリッジが発生することを防止する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、食品工業等における粉粒体原料の供給方法として、ホッパーに原料を投入し、その下方に搬送ベルトを配置して、ホッパーの下端と搬送ベルトとの隙間から粉粒体原料を一定の厚さで流出させて、搬送ベルトで搬送して供給する方法が広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、原料が粉粒体原料の場合には、ホッパー内で粉粒体どうしが圧縮されて密度が変わったり、粉粒体相互間の摩擦が生じること等により流動性が次第に悪くなり、最終的にはホッパー内にいわゆるブリッジが生成して、これが粉粒体原料の円滑な排出を妨げ、粉粒体原料の安定した連続供給における問題点となっている。
【０００４】
このような現象は、通常の固体や液体にはない粉粒体に特有の問題点であり、特に食品工業においては、原料として種々の粉粒体を用いることから、安定生産を妨げる要因の1つとなっている。
【０００５】
ここで、上記の問題点を解決するための従来技術としては、ホッパー全体に外部から振動を与えてブリッジの形成を防止する手段、あるいはホッパー内部に撹拌子又は振動子を物理的又は機械的に設け、これを回転や振動等させることによりブリッジの形成を抑制する手段、更には、ホッパー内に圧力空気流を所定のタイミングで吹き付け、その勢いでブリッジを崩すことにより防止する手段等が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術においては以下の問題点があり、必ずしも有効なブリッジ防止手段とはなっていなかった。
【０００７】
すなわち、上記従来技術のうち、ホッパーの全体に外部から振動を与えてブリッジを防止する方法においては、ホッパーの中心部には振動が伝わり難くなるので、粉粒体のブリッジ防止効果が場所によって十分でないという問題点があり、また、また振動をかけすぎて逆に粉体が固く締まってしまい、かえって流動性を妨げる場合も生じる。
【０００８】
また、撹拌機構や振動機構を内部に設ける方法においては、上記とは逆に撹拌子や振動子の近辺の粉体のみが振動し、離れた場所では効果が薄くなるという問題点がある。更に、やはり振動をかけすぎて逆に粉体が固く締まってしまい、かえって流動性を妨げる場合も生じる。更にまた、撹拌機構や振動機構をホッパー内部に設ける場合には、設置位置によっては機構自体が粉粒体の流れを妨げることがある。更に供給装置が複雑になるので、装置が高価となり、しかもメンテナンスが必要で扱い難いという問題点もある。
【０００９】
一方、ホッパー内に圧力空気を連続的又は断続的に与える方法においては、ブリッジ防止としては優れた効果が得られるものの、圧力空気の噴射位置、噴射量や噴射のタイミングにより効果が微妙に異なるのでその設定が困難であり、しかも粉粒体の種類によって最適条件をその都度選定しなければならないという問題がある。また、前記従来技術と同様に装置が高価になり、メンテナンスが必要となるとともに、過剰な圧力空気により発塵しやすく、作業性が悪くなるという新たな問題も生じる。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、簡単な構造でブリッジの発生を防止し、粉粒体原料をホッパーから安定して供給できる方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の粉粒体原料の供給方法は、粉粒体原料をホッパーに投入し、前記ホッパーの下方に配置された搬送ベルトを移動させて、前記ホッパーの下端と前記搬送ベルトとの隙間から前記粉粒体原料を流出させて供給する方法において、前記搬送ベルトを前進させるだけでなく、一時的に反転して後退させながら、前記搬送ベルトの前進動作量に対する後退動作量の割合が、１．５：１から１０：１の範囲となるようにして供給することを特徴とする。
【００１２】
この供給方法によれば、ホッパーに投入された粉粒体原料は、ホッパーの下端と搬送ベルトとの隙間から所定の厚さで流出し、搬送ベルトに載って送り出され、所定の箇所に供給される。この場合、搬送ベルトは前進するだけでなく、一時的に反転して後退するので、ホッパー内で粉粒体のブリッジが形成されても、あるいはブリッジが形成されやすい状態になっても、搬送ベルトが後退するときに流出方向に逆流して戻されることにより、ブリッジが崩れ、あるいはブリッジの形成が抑制されて、粉粒体原料の供給を安定して行うことができる。
また、前記搬送ベルトの前進動作量に対する後退動作量の割合が、１．５：１から１０：１の範囲とされ、搬送ベルトの前進量と後退量の割合が適切な範囲に規定されるので、ブリッジの発生を有効に防止しつつ、かつ次工程に必要な十分な供給量を確保できる。
【００１３】
本発明の供給方法の好ましい態様によれば、前記ホッパーの下端と前記搬送ベルトとの隙間に、前記ホッパーの下端に隣接し、前記搬送ベルトの幅方向に渡る回転ローラを有する。
これにより、粉粒体原料が搬送ベルトと回転ローラの隙間から流出するので、流出口付近での摩擦が少なくなり、粉粒体原料が流出口付近に詰まって強く圧縮されることが防止されるので、ブリッジの形成をより効果的に防止できる。
【００１５】
本発明の供給方法の更に好ましい態様によれば、前記粉粒体原料が、スポンジケーキの粉砕物、きな粉、ココアパウダー、ナッツ類、パフから選ばれた少なくとも１種である。ナッツ類としては、アーモンド、ピーナッツ、カシューナッツ、マカデミアナッツ、ヘーゼルナッツ、ココナッツ、くり、まつの実、等が挙げられる。
これらの粉粒体原料は、粉体どうしが圧縮されてホッパーの流出口付近で詰まりやすく、本発明の供給方法が特に効果的である。
【００１６】
一方、本発明の粉粒体原料の供給装置は、粉粒体原料を投入するためのホッパーと、前記粉粒体原料を搬送するための搬送ベルトとを備え、前記搬送ベルトは、前記ホッパー下端から所定の距離だけ離れて下方に配置されており、前記搬送ベルトは、前進動作だけでなく、一時的に反転して後退する動作も行うように構成されており、前記搬送ベルトの前進動作量に対する後退動作量の割合が、１．５：１から１０：１の範囲とされていることを特徴とする。
【００１７】
この供給装置によれば、搬送ベルトが、前進動作だけでなく、一時的に反転して後退する動作も行うことにより、ホッパー内で粉粒体のブリッジが形成されても、あるいはブリッジが形成されやすい状態になっても、搬送ベルトが後退するときに、ブリッジが崩れ、あるいはブリッジの形成が抑制されて、粉粒体原料の供給を安定して行うことができる。また、ホッパー本体には複雑な機構を有していないので、清掃、点検等のメンテナンス性にも優れる。
また、前記搬送ベルトの前進動作量に対する後退動作量の割合が、１．５：１から１０：１の範囲とされ、搬送ベルトの前進量と後退量の割合が適切な範囲に規定されるので、ブリッジの発生を有効に防止しつつ、かつ次工程に必要な十分な供給量を確保できる。
【００１８】
本発明の供給装置の好ましい態様によれば、前記ホッパーの下端に隣接して前記搬送ベルトの幅方向に渡る回転ローラが設けられ、この回転ローラと前記搬送ベルトとの間に所定の距離が設けられている。これにより、前述したように、ブリッジ発生をより効果的に防止できる。
【００１９】
なお、本発明において、ホッパーの下端に回転ローラが設けられた場合のホッパー下端と搬送ベルトとの距離は、回転ローラと搬送ベルトとの距離を意味することにする。
【００２０】
本発明の供給装置の更に好ましい態様によれば、前記所定の距離（ホッパー下端と搬送ベルトとの距離）が５〜２０ｍｍである。これにより、前記粉粒体の供給量、供給厚さを最適な範囲に規定でき、次工程で必要な分を確実に供給することができる。
【００２１】
本発明の供給装置の更に好ましい態様によれば、前記粉粒体原料が、スポンジケーキの粉砕物、きな粉、ココアパウダー、ナッツ類、パフから選ばれた少なくとも１種である。前述したように、これらの粉粒体原料に対して、本発明の供給装置は、特に効果的に用いられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら更に詳しく説明する。
図１には本発明による粉粒体原料の供給装置の一実施形態が示されている。この供給装置１０は、粉粒体原料２０を投入するためのホッパー３０、ホッパー下端に隣接して配置された回転ローラ４０、及び粉粒体原料２０を搬送するための搬送ベルト５０より構成されている。
【００２３】
ホッパー３０は、本実施の形態においては角型で逆テーパー状をなしている。ここで、ホッパー３０の材質はプラスチック、金属等特に限定されず、あらゆる材質が使用可能である。また、形状も特に限定されず、角型のみならず円筒状等でもよく、テーパーを有していてもよく、粉粒体原料２０の種類や供給量、及び搬送ベルト４０の幅等に応じて適宜選択可能であるが、ホッパーの壁面は容積の確保、及び粉粒体原料２０の流動性確保の点から、できるだけ垂直に近いほうが好ましい。
【００２４】
本実施の形態においては、更にホッパー３０の下端に隣接し、搬送ベルト５０の前進方向（図１では左側）に、搬送ベルト５０の幅方向に渡る回転ローラ４０が設けられており、回転ローラ４０は搬送ベルト５０の移動方向に合わせて左右どちらにでも自由に回転するようになっている。
本発明においては、回転ローラ４０は必ずしも必要でなく、直接ホッパーの下端から所定の距離だけ離れて搬送ベルト５０が配置されていてもよい。
【００２５】
搬送ベルト５０は、回転ローラ４０の下端から所定の距離ｈだけ離れて配置されている。ここで、前記の所定の距離ｈは粉粒体原料の種類や供給量に応じて適宜選択可能であり特に限定されないが、５〜２０ｍｍの範囲であることが好ましい。距離ｈが５ｍｍより小さいと粉粒体２０の供給がスムーズでなく、搬送ベルト５０を反転、後退させた際に粉粒体原料２０が圧縮されて比重が変わってしまい、回転ローラ４０の下端付近で詰まり易くなるので好ましくなく、また２０ｍｍより大きいと流出量が一定せず、定量性が悪くなる傾向があるのでやはり好ましくない。
【００２６】
また、本実施の形態においては、搬送ベルトの後退方向のホッパー後部下端３１も上記所定の距離ｈと同程度離れている。ここで、ホッパー後部下端３１と搬送ベルト５０との距離は特に限定されず、必ずしも必要ではないが、搬送ベルト５０が反転して後退する際に粉粒体２０の逃げ部分となるよう、上記所定の距離ｈと同程度離れていることが好ましい。
【００２７】
搬送ベルト５０の搬送表面は平滑でもよく、また、凹凸があってもよく特に限定されない。更に搬送ベルトの搬送面には、例えばその両側に所定の間隔で対置された一対の仕切りガイド等が設けられていてもよい。
【００２８】
搬送ベルト５０の両端にはベルト車５１があり、図示しない駆動機構により駆動及び停止を行うことにより間欠動作が可能となっている。また、所定のタイミングでベルト車５１は反転動作が可能となっている。ここで、移動速度や反転のタイミングは搬送する粉粒体２０に応じて適宜設定可能である。
【００２９】
次に、この供給装置を用いた本発明による粉粒体原料の供給方法について説明する。
まず、粉粒体原料２０を所定量ホッパー３０に投入する。粉粒体原料２０の種類としては特に限定されるものではないが、食品素材等が好適に用いられ、特に菓子素材である、スポンジケーキの粉砕物、きな粉、ココアパウダー、ナッツ類、パフ等の、比重が軽く、空気を含有していてブリッジを起こしやすい原料が好ましく適用できる。また、粉粒体原料２０の２種類以上を混合してホッパー３０に投入することも、もちろん可能である。
そして、投入された粉粒体原料２０は、ホッパー３０の下方に配置された搬送ベルト５０上に到達後、ホッパー３０内に徐々に堆積される。
【００３０】
次に、搬送ベルト５０を駆動させると粉粒体原料２０の供給が開始される。粉粒体原料２０ａが、搬送ベルト５０の進行方向（図１（ａ）では左側）に沿って排出供給される。この際、図１（ａ）に示されるようにホッパー３０の下端に配置された回転ローラ４０にならされながら、搬送ベルト５０と回転ローラ４０の間から送り出されて一定の高さｈで供給される。
【００３１】
このとき、特にホッパー３０内部の下端の回転ローラ４０付近では、排出による圧力のため粉粒体の密度が変化し、図１（ａ）に示すようなブリッジ６０が瞬間的に生じやすくなっている。しかしながら、搬送ベルト５０は所定の距離移動後に停止し、反転して所定量後退する（図１（ｂ））。これにより、瞬間的にブリッジ６０が生じたとしても、搬送ベルト５０の後退により粉粒体２０ａの一部がホッパー３０内に戻され、更に粉粒体原料２０の底部が動くので、そのときの圧力によってブリッジ６０は直ちに崩される。この繰返しによって、常にブリッジ６０の発生を防止することができ、安定的に粉粒物２０ａを定量供給できる。
【００３２】
ここで、搬送ベルト５０を反転させるタイミングと反転させる距離は、前進距離よりも後退距離が短ければよく、粉粒体原料２０の種類や供給量に応じて適宜選択可能であり特に限定されないが、前進距離に対する後退距離の比が１．５：１〜１０：１の範囲であることが好ましい。前記の比が１０：１より大きい場合、後退距離が少ないので生成したブリッジを十分に崩せないので好ましくなく、また１．５：１より小さいと供給速度が遅くなり生産性が低下するので好ましくない。
【００３３】
また、個々の前進動作及び後退動作は連続動作に限らず、間欠動作でもよい。すなわち、１回の後退動作が小刻みに間欠で行われてもよく、また、所定回数の前進間欠動作の後、後退動作をさせてもよい。
【００３４】
本発明の供給方法及び供給装置により得られた粉粒体原料２０の使用方法については特に限定されないが、例えば粉粒体原料２０が菓子原料であり、スポンジケーキ破砕物等の場合には、次工程において例えばシェルチョコレートの内部の具材として好適に用いることができる。
【００３５】
なお、搬送ベルト５０を反転させるタイミングは、前記のように所定の距離前進する毎に定期的に行うようにしてもよく、前進距離に関係なく所定時間毎に行うようにしてもよく、ホッパー内又はホッパー近傍に配置したセンサによってブリッジ発生の兆候が検出されたときに行うようにしてもよく、粉粒体原料の供給がストップしたときにこれを検知して行うようにすることもできる。
【００３６】
【実施例】
開口部２００×２３０ｍｍ、高さ２５０ｍｍのホッパーと、ホッパー下端に隣接する直径１０ｍｍの回転ローラと、回転ローラの下端から８ｍｍの位置に幅３００ｍｍの搬送ベルトを配置した、図１に示すような本発明の供給装置を用い、以下の実施例及び比較例の試験を行ない、ブリッジの発生を比較した。
【００３７】
実施例
粉粒体としてスポンジケーキの粉砕物１ｋｇをホッパーに投入し、間欠動作で２０ｃｍ前進させた後に反転させて５ｃｍ後退させながら、計１．５ｍ／分の前進速度でスポンジケーキ粉砕物を１８０分間連続供給した。
【００３８】
比較例
粉粒体としてスポンジケーキの粉砕物１ｋｇをホッパーに投入し、間欠動作で２０ｃｍ毎に前進させ、計２．０ｍ／分の前進速度でスポンジケーキ粉砕物を２０分間連続供給した。
【００３９】
上記の実施例及び比較例の試験の結果、実施例においてはブリッジは全く発生せず、運転１８０分間にわたって連続的に安定してスポンジケーキ粉砕物が供給可能であった。
これに対して比較例においては、運転２分後から断続的にブリッジが発生してしまい安定した定量供給性が得られなかった。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造でブリッジの発生を防止し、粉粒体原料をホッパーから安定的に連続定量供給する方法及び装置を提供できるので、菓子等の製品の安定生産が可能となり、また、ホッパー内のメンテナンス性にも優れるので生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の製造装置の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  供給装置
２０  粉粒体原料
３０  ホッパー
３１  ホッパー後部下端
４０  回転ローラ
５０  搬送ベルト
５１  ベルト車
６０  ブリッジ
ｈ  回転ローラの下端から搬送ベルトまでの距離
【図１】
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