(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塊状のフレーク原料からフレークを製造するフレーク製造装置であって、筒状ハウジング内に、表面が平面の薄板に孔を穿設して格子状にした有孔スクリーンと、該有孔スクリーンの表面上で回転して前記有孔スクリーンの孔にフレーク原料を押し込んでせん断する回転羽根とを備え、かつ、前記筒状ハウジングに、前記回転羽根より上方で回転羽根の軸部方向に延びた第２ピン部材を備えたことを特徴とするフレーク製造装置。
【請求項２】
前記有孔スクリーンの孔の水平断面が、角部を有しない形状であることを特徴とする請求項１に記載のフレーク製造装置。
【請求項３】
前記有孔スクリーンの孔の垂直断面が、下方に末広がりであることを特徴とする請求項１又は３に記載のフレーク製造装置。
【請求項４】
前記有孔スクリーンの表面における孔の開口率が、５０ないし７５％であることをことを特徴とする請求項１ないし３のうちの１項に記載のフレーク製造装置。
【請求項５】
前記回転羽根の軸部が、回転羽根より上方で該軸部を中心として放射方向に延びた第１ピン部材を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のうちの１項に記載のフレーク製造装置。
【請求項６】
前記第２ピン部材が１本又は２本備えられていることを特徴とする請求項１に記載のフレーク製造装置。
【請求項７】
前記第２ピン部材が複数本で、互いに異なった高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は６に記載のフレーク製造装置。
【請求項８】
前記第２ピン部材が円柱状のもので、先端が半球状としたものであることを特徴とする請求項１、６又は７に記載のフレーク製造装置。
【請求項９】
前記筒状ハウジングが内径３５０ないし５００ｍｍのもので、かつ前記第２ピン部材が径８ないし１４ｍｍ、長さ１００ないし１８０ｍｍのものであることを特徴とする請求項１、６、７又は８に記載のフレーク製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレーク製造装置、さらに詳しくは、常温で固化するカレー、シチュー、チョコレート等の食品原料、薬品原料、化学工業原料、肥料原料、電子部品等の塊を砕いてフレークを製造するフレーク製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平２−３５９４２号公報において開示されている整粒機は、医薬品、食品、電子部品等における紛粒体を篩分け、整粒するためのものである。該整粒機は、円筒形上部と円錐形下部からなるスクリーンと、このスクリーンの内部でこのスクリーンに極めて近接した位置を回転走査する整粒羽根とを有する。
【０００３】
特開平６−２８５８５３号公報に開示された底面排出型粉砕機は、プラスチック片等を、被粉砕物の形状等に係わりなく所定の大きさの粒状体に粉砕することができ、粉砕漏れのままに排出されることがなく、粉砕物が目詰まりすることもないことを特徴とするものである。該底面排出型粉砕機は、有底円筒形粉砕室を有する。該有底円筒形粉砕室では、粉砕処理部の円筒形側面の内面に、複数の垂直な固定カッタを配置し、プレカッタ及び回転カッタを回転させて該固定カッタに係合させ、さらにエンドカッタを回転させて落下口付き底板である粒度調整板に係合させることによって粉砕を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平２−３５９４２号公報において開示されている整粒機においては、円筒形上部と円錐形下部からなるスクリーンの製造が困難である。すなわち、円筒形上部と円錐形下部からなる形状は、成形やスクリーン孔の工作が困難であり、一方スクリーンの肉厚を薄くして製造を容易にすると剛性が低下し、整粒時にスクリーンが変形してしまい、所定粒度の整粒を行うことが困難になる。
また、スクリーンの製造を容易にするために複数のスクリーン部品を溶接等によって結合すると、剛性を高くすることができないだけでなく、洗浄が困難となり、また溶接部に洗浄残りが発生する恐れがある。
【０００５】
さらに、この整粒機は全体的に構造が複雑であり、分解洗浄が困難であって、特に食品原料、薬品原料の整粒には好ましくない。また、円筒形上部と円錐形下部からなるスクリーンによって製造される粉砕処理部においては、下部に蓄積された被整粒原料が高速回転の整粒羽根によってスクリーンの円錐形下部に大きな力で押しつけられるために被整粒体に摩擦熱が発生し、熱によって変性する恐れのある食品原料等の整粒には使用することはできない。また、カレーフレーク等の製造に用いると、整粒羽根とスクリーンとの間のクリアランスに原料が膜状に固着して溜まり、粉砕できない。
【０００６】
前記特開平６−２８５８５３号公報に開示された底面排出型粉砕機においては、第一に、全体的に構造が複雑であって、分解洗浄が困難であって、特に食品原料、薬品原料の整粒には好ましくない。また、粉砕はプレカッタ、回転カッタ及びエンドカッタによって行われるため、比較的大きな塊から粉体まで粒子寸法のバラツキが大きくなり、本発明の目的のように、一定範囲の粒度を得ることは困難である。また、高速回転のカッターでの粉砕によるフレーク原料の摩擦熱の発生の恐れもある。
【０００７】
これらの２種類の粉砕機は何れも比較的小さい孔を有するスクリーンに対して、高速回転のカッターで原料を通過せしめるものであるが、以上の問題を生ずることから、食品原料の整粒には好ましくない。
【０００８】
従来技術の筒状ハウジング内に、格子状の有孔スクリーンと、有孔スクリーンの表面上で回転して有孔スクリーンの孔に原料を押し込む回転羽根とを備えているイモ等を潰す粉砕機をフレークの整粒に用いる場合には、原料がスクリーン上でブロック状になって滞留するという問題を生じた。すなわち、有孔スクリーンの表面上に供給された原料が、回転羽根と供廻りし、回転羽根で有孔スクリーンの孔に押し込まれず滞留し、更に供給された原料が滞留した原料の上に積もって更に滞留して粉砕ができない。特に、固体脂を含んで常温で固化するカレー、シチュー、チョコレート等の原料の塊を砕いてフレークを製造する場合には、上記の滞留が繰り返される間に、原料が溶融して有孔スクリーンの孔に目詰まり、原料が処理できなくなるという問題を生じた。
【０００９】
本発明者らは、食品原料等のフレークの整粒に用いる目的で、この粉砕機に種々設計変更を行った結果、特に有孔スクリーンを平面の薄板（厚みの薄い平板）に格子状に孔を穿設したものとすることによって、上記原料滞留の問題を解決できることを知見した。また、上記の有孔スクリーン上に原料をさばくピンを存在させることで、更に効率的に原料の滞留を回避できることを見出した。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みてなされたものであって、フレークを良好に製造することができ、また、大きな機械的負荷をかけることなく、フレーク原料の摩擦熱の発生を極めて小さくして、フレーク原料の温度変化による変質を起こさないフレーク製造装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明はまた、製造コストが低く、構造が簡単で丈夫であり、容易に分解でき洗浄が容易であり、また、フレーク処理室の滞りがなく原料スクリーンの目詰まりもなく、さらに耐久性があり長期間同一状態で使用できるフレーク製造装置を提供することを目的とする。
本発明はさらに、比較的狭い範囲の粒度寸法すなわち粒度寸法の揃ったフレークを製造することができるフレーク製造装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決する手段】
本発明は、塊状のフレーク原料からフレークを製造するフレーク製造装置であって、筒状ハウジング内に、表面が平面の薄板に孔を穿設して格子状にした有孔スクリーンと、該有孔スクリーンの表面上で回転して前記有孔スクリーンの孔にフレーク原料を押し込んでせん断する回転羽根とを備え、かつ、前記筒状ハウジングに、前記回転羽根より上方で回転羽根の軸部方向に延びた第２ピン部材を備えたことを特徴とするフレーク製造装置である。
【００１３】
【実施態様】
本発明の実施態様は以下のとおりである。前記本発明において、有孔スクリーンは、表面が平面の薄板に格子状に孔を穿設したもの、すなわち、角柱状や円柱状の孔を穿設したものである。
上記孔は薄板に均一に設けるとよい。前記有孔スクリーンは、１０ｍｍ以下の厚さであることを特徴とする。前記有孔スクリーンが１０ｍｍより厚い場合には、孔を開けるコストが大きくなり、また孔のフレーク原料の目詰まりが発生しやすい問題があり、上記の厚さにより、所望の整粒性能が達成される。
上述した作用効果をよりよく得るために、有孔スクリーンを５ｍｍ以下の厚みとすることが好ましい。また、強度の面から厚みを４ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１４】
他の実施態様において、前記有孔スクリーンが、ステンレス製であることを特徴とする。
ステンレスは、整粒性能が高く、機械加工コスト、機械的強度及び化学的耐久性を総合的に考慮すると他の金属より格段に優れている。
【００１５】
他の実施態様において、前記有孔スクリーンの孔の水平断面が、角部を有しない形状であることを特徴とする。
即ち、孔の水平断面が四角状のものでは、水平断面の角部にアールをつければよく、水平断面を円形にすることもできる。
【００１６】
他の実施態様において、前記有孔スクリーンの孔の垂直断面が、下方に末広がりであることを特徴とする。
即ち、孔の垂直断面が四角状のものでは、垂直断面の角部にアールをつければよく、垂直断面を円形にすることもできる。このように構成することによって、フレーク原料の有孔スクリーンでの目詰まりを防止して、所望の整粒性能を達成することができる。
【００１７】
他の実施態様において、前記有孔スクリーンの孔の垂直断面が、上縁端部を尖らせていることを特徴とする。
このように構成することによって、フレーク原料を小さな駆動力によってせん断力による切断をして破砕することになり、フレーク原料に不要な摩擦熱を発生させることはなく、融点の低い油を含む食品等を変質させることなくフレークを製造することができる。
【００１８】
他の実施態様において、前記有孔スクリーンの孔の寸法及び形状が、すべて等しいことをことを特徴とする。
仮に、有孔スクリーンに寸法または形状の異なる孔が存在すると、すなわち平均的寸法より小さい寸法の孔が存在すると、そこにフレーク原料が溜まる不具合が発生し、平均的寸法より大きい寸法の孔が存在すると、そこで寸法の大きいフレークが製造されるおそれがある。
【００１９】
他の実施態様において、前記有孔スクリーンの表面における孔の開口率が、５０ないし７５％であることをことを特徴とする。
開口率がこの範囲に満たず小さいと、フレーク原料に大きな摩擦熱が発生して、フレーク原料を変質させる恐れがある。開口率がこの範囲を越えて大きいと、所定量のフレーク原料を十分に粉砕できない場合がある。
【００２０】
他の実施態様において、前記回転羽根の軸部が、回転羽根より上方で該軸部を中心として放射方向に延びた複数のピン部材を備えていることをことを特徴とする。
また、前記筒状ハウジングに、前記回転羽根より上方で回転羽根の軸部方向に延びた複数のピン部材を備えていることをことを特徴とする。これらのピン部材は、互いに異なった高さ位置に配置される。このように構成することによって、大きい塊のフレーク原料を予備的に適当の大きさに砕き、また有孔スクリーン上に滞留しているフレーク原料を攪拌して適当の大きさに砕き、有孔スクリーンの孔に適量のフレーク原料を供給することができる。
【００２１】
【実施形態】
本発明の実施の形態のフレーク製造装置を図に基づいて説明する。図１は、フレーク製造装置の垂直断面図である。図２は、有孔スクリーンの平面図である。図３は、図２に示す線III−IIIに沿って見た、有孔スクリーンの部分拡大垂直断面図である。図４は、フレーク製造装置のフレーク原料投入部の平面図である。
【００２２】
本発明の実施形態のフレーク製造装置１０は、図１に示すように、排出ハウジング５０と、破砕ハウジング５２と、破砕ハウジング５２の上側に取り付けられてフレーク原料を受け入れるホッパ５４からなる。排出ハウジング５０は、製造されたフレークの飛散を防止して該フレークを下流側の包装装置（図示せず）やストック装置（図示せず）等に導く。ホッパ５４は、連続的にフレーク原料を冷却して剥離することによって塊状のフレーク原料を製造するベルト式冷却機の排出部（図示せず）等に連結される。
【００２３】
フレーク製造装置１０には、さらに、製造されたフレークの落下を阻止しない適当に支持された軸受装置６０、軸受装置６０によって軸受けされ排出ハウジング５０の下部まで延びた軸部材６２、軸部材６２を回転させるための適当な駆動源（図示せず）を有する。
【００２４】
破砕ハウジング５２内には、有孔スクリーン１００が配置され、破砕ハウジング５２に取り外し可能に取り付けられている。有孔スクリーン１００は、ステンレス等で形成され、図２に示すように、円盤状の薄板である。有孔スクリーン１００は中央に軸部材６２が通過する開口１０２を有し、その他の領域には複数の略正方形の孔Ａを並べて設けてなる。従って、有孔スクリーン１００は、全体的に格子状であり、その厚さは約４mmである。
【００２５】
有孔スクリーン１００の孔Ａは、図２に示すように、水平断面において、四角状の角部が丸められていて、すなわち四角部が孔Ａの正方形の一辺の長さの約１／１０の曲率半径を有するように製造されている。上記曲率半径は、孔Ａの正方形の一辺の長さの約１／５ないし１／１５にすることができる。これらの構成により、フレーク原料を孔Ａに目詰まりさせずに、効率的に粉砕整粒できる。
【００２６】
有孔スクリーン１００の孔Ａは、例えばウオータジェット加工によって製造される。孔Ａの垂直断面は、図３に示すように、開き角度約３度の下方に末広がりであり、上端端部は刃状となるように尖らせている。孔Ａはすべて同一形状で同一寸法に製造され、同一形状で同一寸法の孔Ａが製造できない狭い領域は平面のままである。有孔スクリーン１００のすべての孔Ａの表面における開口率は、５０ないし７５％であることが好ましく、本実施態様においては６１．６％である。また、孔Ａの一辺の長さは１０ないし２５ｍｍであることが好ましく、実施態様においては１９ｍｍである。これらの構成により、フレーク原料を有孔スクリーン１００上に滞留させず、また孔Ａに目詰まりさせずに、良好に粉砕整粒できる。
【００２７】
有孔スクリーン１００の上方には、図１及び図４に示すように、軸部材６４に４枚の攪拌羽根１１０が軸部材６４を中心として等角度間隔をおいて放射方向に延びるように取り付けられている。攪拌羽根１１０は、幅約３０ｍｍの平板棒状のものであって、一方の長手方向の端縁を有孔スクリーン１００の上面に近接し、この部分より他方の長手方向の端縁を４５度傾斜して持ち上げて、回転したとき有孔スクリーン１００にフレーク原料を押しつける方向に傾斜してつまり、傾斜面がフレーク原料を押さえつけるようにして取り付けられている。
【００２８】
軸部材６４の上部には、軸部材６４を中心として放射方向に延びた複数の第１ピン部材１２０が互いに異なった高さ位置に異なった角度方向を向いて設けられている。軸部材６４の上端部は、上方が先細形の円錐形である。第１ピン部材１２０は、単数で設けられてもよく、複数設けられる場合は、同じ高さ位置に設けることもできる。複数の第１ピン部材１２０が互いに異なった高さ位置に異なった角度方向を向いて設けられると、有孔スクリーン１００上でフレーク原料をさばいて滞留させることなく、効率的に良好に粉砕整粒できるので好ましい。
【００２９】
図１及び図４に示すように、破砕ハウジング５２の内壁の異なった高さ位置に、複数の第２ピン部材１４０が軸部材６４に向けて固定して取り付けられている。第２ピン部材１４０についても、単数であるいは複数同じ高さ位置に設けることがきるが、互いに異なった高さ位置に複数取り付けることが、前記第１ピン部材１２０の場合と同様の理由から好ましい。
【００３０】
次に、上述した構成のフレーク製造装置１０の作用について説明する。駆動源を起動し、軸部材６４は、回転速度２５．５回／分で回転させられる。
ベルト式冷却器（図示せず）等から剥離された塊状のフレーク原料は、ホッパ５４に導入される。フレーク原料は、軸部材６４の円錐型上端部、回動している第１ピン部材１２０、固定の第２ピン部材１４０によって破壊されながら有孔スクリーン１００上に落下滞留する。有孔スクリーン１００上のフレーク原料は、回動している攪拌羽根１１０によって破壊され、有孔スクリーン１００の孔Ａに押し込まれる。このときフレーク原料は、孔Ａの上端部の尖った先端によってせん断される。孔Ａを通過した所定範囲の粒径のフレークは、排出ハウジング５０へ落下する。
【００３１】
このような構成のフレーク製造装置１０においては、塊状のフレーク原料がホッパー５４に大量に導入されても、回転する攪拌羽根１１０、攪拌羽根１１０と同一方向に回転する第１ピン部材１２０及びこれらと相対的に逆方向に回転することになる第２ピン部材１４０が相互に作用することで、破砕ハウジング５２内の有孔スクリーン１００上でフレーク原料をさばいて滞留させることなく、良好に粉砕整粒することが可能となる。
【００３２】
上述した実施の形態の好適態様は以下の通りである。
破砕ハウジング５２は、内径３５０ないし５００ｍｍのものがよい。
有孔スクリーン１００は、径３５０ないし５００ｍｍ、厚さ４ないし５ｍｍの孔Ａの正方形の一辺の長さ１０ないし２５ｍｍのものがよい。
攪拌羽根１１０は、図示のような長板状のものがよく、特に、縦１２５ないし２００ｍｍ、横２０ないし４０ｍｍ、厚さ４ないし１０ｍｍのものがよい。攪拌羽根１１０は、フレーク原料を押しつける方向に３０ないし６０度傾斜して取り付けるのがよい。
【００３３】
このような攪拌羽根１１０は、軸部材６４に１枚以上取付けられればよいが、等角度間隔をおいて２ないし６枚取付けられることが望ましい。
第１ピン部材１２０は、円柱状のものが好ましく、先端は半球状としてもよく、径６ないし１２ｍｍ、長さ２０ないし８０ｍｍのものがよい。第１ピン部材１２０が複数設けられる場合は、逆方向等異なった方向を向いて設けられるのがよく、各々の高さの差は、０ないし１０ｍｍがよい。第１ピン部材１２０は水平に設けられればよいが、これに限らない。
【００３４】
第２ピン部材１４０は、第１ピン部材１２０と同様の形状で円柱状で、径８ないし１４ｍｍ、長さ１００ないし１８０ｍｍのものがよい。第２ピン部材１４０が複数設けられる場合は、第１ピン部材１２０と対峙して設けられるのがよく、各々の高さの差は、１５ないし３０ｍｍがよい。第２ピン部材１４０は水平に設けられればよいが、これに限らない。
軸部材６４は、回転速度２０ないし４０回／分で回転させるのがよい。
以上によって、破砕ハウジング５２内のフレーク原料の滞留と、フレーク原料の有孔スクリーンでの目詰まりを防止して、所望の整粒性能を達成し、高品質のフレークを製造することが可能となる。
なを、装置をスケールアップ又はスケールダーンする場合には、前記各構成部材の大きさの数値の比率が達成されるように装置を設計する。
【００３５】
なお、本発明のフレーク製造装置は、特に油脂含有フレーク、更に油脂含有食品のフレーク、更にカレー、シチュー、ハヤシ、デミグラスソース等の油脂含有ルウ食品のフレークの製造に好適である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、フレーク原料を有孔スクリーンで目詰まりさせず、良好に粉砕整粒してフレークを製造することが可能となる。特に、粉砕整粒の際にフレーク原料の摩擦熱の発生を小さくして、フレーク原料の温度変化による変質を極力回避することができ、比較的狭い範囲の粒度寸法即ち粒度寸法の揃ったフレークを製造することが可能となる。また、回転羽根の軸部及び／又はハウジングに設けられたピン部材との相互作用によって、ハウジング内のフレーク原料の滞留と、フレーク原料の有孔スクリーンでの目詰まりを防止して、所望の整粒性能を達成し、高品質のフレークを製造することが可能となる。
【００３７】
本発明のフレーク製造装置によればまた、製造コストが低く、構造が簡単で丈夫であり、容易に分解でき洗浄が容易であり、また、フレーク処理室においてフレーク原料の滞りがなく原料スクリーンの目詰まりもなく、さらに耐久性があり長期間同一状態で使用できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施態様のフレーク製造装置の垂直断面図である。
【図２】図２は本発明の実施態様の有孔スクリーンの平面図である。
【図３】図３は、図２に示す線III−IIIに沿って見た、有孔スクリーンの部分拡大垂直断面図である。
【図４】図４は本発明の実施態様のフレーク製造装置のフレーク原料投入部の平面図である。
【符号の説明】
Ａ              孔
１０            フレーク製造装置
１２            基板
１４            駆動モータ部
１６            歯車部
２０            フレーク製造部
１４            駆動モータ部
２６            出力軸
３０            出力歯車
４０            軸受装置
４２            軸部材
４４            歯車
５０            排出ハウジング
５２            破砕ハウジング
５４            ホッパ
６０            軸受装置
６２            軸部材
６４            歯車
７０            歯部
１００          有孔スクリーン
１０２          開口
１１０          攪拌羽根
１２０          第１ピン部材
１４０          第２ピン部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003962262.tif 000005