專利名稱：擊打和輥壓食品生面團帶的設備和方法
技術領域：
本發明涉及成型發酵生面團如面包生面團的各種預處理方法，特別是涉及輥壓(搟壓)發酵生面團帶并從中釋放出多余氣體，從而使面團內部結構均勻，并且將搟薄的生面團帶送到下一工序的設備和方法。
背景技術：
釋放面包生面團中氣體的目的是除去面包生面團中的二氧化碳，使面包生面團的溫度和濕度一致，均衡面包生面團的密度，促進面筋的形成，并改進生面團在新活性下吸水功能的持續性(參見DaijiroKarishe著《面包制法》第53頁)。
解決這類問題的傳統方法是，在成型機中相互面對的輾壓輥之間輥壓面包生面團帶(參見JP 44-6607 B)。
當具有粘彈性的食品生面團如面包生面團進行機械加工成型時，要求食品生面團沒有彈性。一般在粘彈性食品生面團進行機械成型時，必須產生一個超出食品生面團彈性屈服點的應力。但是，經過這樣的機械成型，要自然恢復損失的彈性幾乎是不可能的。由于食品生面團的彈性對保持發酵食品產品如面包的質量非常關鍵，因此，在食品生面團成型過程中總是需要技術熟練的技工手工操作。
為了解決上述問題，本發明的申請人已經提出了各種傳統的輥壓設備，例如一種由串聯設置的傳送帶構成的輥壓設備，其下游傳送帶的速度比上游傳送帶快，而且在傳送帶上方設置了多個輾壓輥(參見JP 44-6607 B，JP 60-52769 B，JP 2917002 C)專利文獻1JP-S44-6607 B，專利文獻2JP-S60-52769 B(參見第2、第3頁和圖4)，專利文獻3JP 2917002 C(參見第2、第3頁和圖1-5)，以及專利文獻4JP-S51-15107 B。
按照現有技術，例如在安裝于固定軸上的輾壓輥之間拉伸或輥壓面包生面團帶時，可以排出其中的發酵氣體，但同時面包生面團帶的面筋結構也可能被破壞。
另外，一般當各種面包生面團從厚帶被拉伸或輥壓成薄帶時，會因生面團的性質或機械條件等使其表面起皺；而且當面包生面團帶被拉伸或輥壓時，雖然空氣泡保留在表面層，但面包生面團帶的面筋結構已被破壞。

發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了釋放發酵食品生面團如面包生面團中氣體、而不損害其面筋結構的輥壓裝置。
面包生面團的凝膠結構使之具有通過拍打、撞擊、振動等容易產生流動的性質。利用這一性質可以控制面包生面團的流動性。
按照本發明，可以通過預處理更好地控制面包的品質(口感、香味等)。
按照本發明，多個輾壓輥順序地從下游向上游移動并擊打和輥壓被傳送的發酵生面團帶。因此，該生面團帶中多余的氣體從輾壓輥上游釋放出來。
解決上述問題的第一種手段是一種在輥壓部件之間擊打和輥壓發酵生面團帶并從發酵生面團帶中釋放出多余或不需要的氣體的裝置，包括第一輥壓部件和第二輥壓部件，其中，第一輥壓部件具有多個輾壓輥，每一個輾壓輥順序地從下游向上游移動，擊打和輥壓傳送中的生面團帶；第二輥壓部件傳送和輥壓在第一和第二輥壓部件之間的生面團帶。
解決上述問題的第二種手段是一種在輥壓部件之間擊打和輥壓發酵生面團帶并從中釋放出多余或不需要的氣體的方法，該方法包括通過多個輾壓輥順序地從生面團帶下游向上游移動，在傳送輾壓輥上擊打和輥壓傳送中的生面團帶。
因此，順序地從下游向上游移動的多個輾壓輥會反推氣泡，氣泡中包含生面團帶表面層中的發酵氣體，輾壓輥瞬間輥壓發酵的生面團帶，然后多余氣體從輾壓輥上游的生面團帶中釋放出來。


圖1表示本發明一個實施方案的縱剖面簡圖。
圖2表示本發明另一個實施方案的縱剖面簡圖。
圖3表示圖2所示實施方案的側視簡圖。
圖4(a)表示某些現有技術的示意圖。
圖4(b)表示本發明一個實施方案的示意圖。
圖5表示本發明一個實施方案的平面簡圖。
圖6表示本發明另一個實施方案的縱剖面簡圖。
圖7表示圖6所示實施方案的側視和部分截面簡圖。
圖8表示圖6所示實施方案的放大側視和部分截面簡圖。
圖9表示本發明一個實施方案的行星式齒輪機構示意圖。
圖10表示本發明另一個實施方案的前視和部分截面簡圖。
圖11表示本發明一個實施方案的行星式軋輥機構示意圖。
圖12表示本發明另一個實施方案的行星式軋輥機構示意圖。
具體實施例方式
圖1表示本發明一個實施方案的縱剖面簡圖。輥壓裝置1包括輥壓部件10，如行星式(軌道)軋輥機構，該部件10上安裝著輾壓輥11；輥壓裝置1還包括面對輥壓部件10的輥壓部件20，如大直徑的傳送輾壓輥。安裝有輾壓輥11的行星式軋輥機構10與輾壓輥20之間設置有間隙。通過供料傳送帶30向間隙中送入生面團帶，經擊打輾壓輥10和傳送輾壓輥20的輾壓而輥壓到預定的厚度。卸料傳送帶40則安裝在傳送輾壓輥20的下游位置。
行星式軋輥機構10由多個在循環軌道(例如圖1所示的環形軌道)上運動的行星式軋輥11構成。行星式軋輥11繞著各自的軸13自轉，每個都以相同間隔固定在輪12的圓周上。
每一個行星式軋輥11沿著進料傳送帶30的傳送表面安裝，而輾壓輥20則與行星式軋輥11相對。
行星式軋輥11繞著輪12的軸按圖1箭頭A所示的方向旋轉(公轉)，其與輪12的自轉相配合。同時，每個行星式軋輥11，又通過與行星式軋輥機構10下部的摩擦帶14接觸，而繞著自己的軸沿圖1所示箭頭B的方向自轉，其也與輪12的自轉相配合。這樣，行星式軋輥11在繞著自己的軸進行自轉的同時，也繞著自己的軸以外的軸如輪12的軸進行公轉。
行星式軋輥11公轉的速度由輪12的自轉速度所決定，如有必要，行星式軋輥11公轉的速度也可以變化。
如圖1所示，行星式軋輥11是被緊固的摩擦帶14的摩擦而強制自轉的，但行星式軋輥11也可以采用緊固摩擦帶14以外的方式進行自轉。例如，可以通過速度不等的閉合循環摩擦帶進行自轉(參見JP A)。采用這一方式，通過改變循環摩擦帶的速度就能改變行星式軋輥11的自轉速度。因此，就可以調節行星式軋輥11公轉速度與自轉速度的關系，實現調節和計算與生面團帶50的轉動接觸。
在另一實施例中，在每個行星式軋輥各自的軸上安裝相同直徑的齒輪。一個與行星式軋輥上齒輪嚙合、并且可以調速的齒輪，安裝在行星式軋輥公轉中心的位置。因此，可以根據其公轉速度改變行星式軋輥的自轉速度。
作為輥壓部件的一個輾壓輥20，與另一個輥壓部件即行星式軋輥11一起，輥壓在它們之間傳送的生面團帶50。輾壓輥20的直徑大于行星式軋輥11。驅動馬達使輾壓輥20在生面團帶50傳送方向上自轉。
如上所示，通過行星式軋輥11和面對它的輾壓輥20之間的間隙C輥壓面包生面團50。此期間，行星式軋輥11相對于被傳送的面包生面團是從下游向上游移動，而輥壓面包生面團50的位置也從下游向上游移動。多個行星式軋輥11順序重復這樣的移動。結果，面包生面團50中包裹發酵氣體的氣泡被輸送到面包生面團50的上游側，從行星式軋輥11的上游側排出。
在現有技術中，行星式軋輥機構已被普遍采納，但行星式軋輥是在生面團帶傳送方向上移動。
圖4(a)表示某些現有技術的示意圖；圖4(b)表示本發明一個實施方案的示意圖。
根據這種現有技術，當行星式軋輥11逆時針方向自轉，并從上游向下游移動與生面團帶50輥壓接觸時，生面團帶50被搟薄。但是，在生面團帶外層保留著發酵氣體的氣泡，而且氣泡向下游推移。因此，氣泡50-1在面包生面團表層被分散。
可是按照本發明，如圖4(b)所示，行星式軋輥11順時針方向自轉，從生面團帶50下游向上游移動。應該注意，在本發明這一實施方案中，行星式軋輥11反推空氣泡，包括面包生面團外層中的發酵氣體，到行星式軋輥11的上游側，而空氣泡從面包生面團外層消散，如圖4(b)所示。生面團帶在行星式軋輥和相互面對的大軋輥之間被輥壓，形成生面團片并在皮帶傳送帶40上傳送。生面團片表面是光滑的(沒有任何皺紋)。由這種面包生面團制成的面包，外觀非常膨松，且整體內部品質優良。
圖2表示本發明第二個實施方案的前視簡圖。圖3表示該實施方案的側視簡圖。在這一實施方案中，行星式軋輥11的軌道不是完全的環形而是沿著軋輥70周緣表面漸遠。下文中省略有關與第一個實施方案相同元件的說明。
行星式軋輥61的軸62置于輪64上等距離分布的凹槽65中，由槽65導向直徑方向。兩個開槽凸輪66固定在輪64外的框架67上。軸62的止推軸頸63A卡在開槽凸輪66的凹槽66A上，行星式軋輥61的移動被控制在直徑方向上。
因此，當輪64自轉時，行星式軋輥61沿著開槽凸輪66的凹槽66A公轉。
行星式軋輥61在行星式軋輥機構60下部從下游向上游移動。其次，行星式軋輥61通過接觸摩擦帶14在圖1或圖2所示箭頭B方向上自轉。通過設置開槽凸輪66制導，每個行星式軋輥61的截面可以沿軋輥70圓周表面移動。從而，每個行星式軋輥61輥壓面包生面團50的距離可以延長。
間隙C和所輥壓的生面團50的厚度可以變化，并通過行星式軋輥機構60或軋輥70的上下移動加以調整。
當面包生面團不僅在行星式軋輥和輾壓輥之間，而且也在行星式軋輥和進料傳送帶之間被輥壓時，通過輥壓從面包生面團中釋放出來的發酵氣體增多。
當在輾壓輥20和進料傳送帶30之間形成另一個空間E時，面包生面團50在空間E中上下振動，而行星式軋輥11、61隨時通過空間E上方。結果，特別是保留在面包生面團50下層的發酵氣體被釋放出來。
然而，如果為了增加生面團帶50下面空間E的數量，在輾壓輥20、70和進料傳送帶30之間放置另一個具有傳送和輥壓功能的輾壓輥，則面包生面團帶50中殘留的任何發酵氣體將很容易地從上下表面釋放出來。
此外，當輾壓輥從上游返回下游時，輾壓輥必須從生面團帶上抬起來。相應地，當輾壓輥沿生面團帶往復運動時，在返回的過程中它可以從生面團帶上抬起來。輾壓輥的軌道不限于行星式軋輥機構。
圖5表示本發明一個實施方案的平面簡圖。輾壓輥11的運動方向不一定與生面團帶的傳送方向一致。換句話說，輾壓輥的自轉軸不一定垂直于生面團帶的傳送方向。例如，如圖5所示，兩組行星式軋輥機構可以與傳送方向交叉排布，也可以交叉方向輥壓生面團帶，并釋放出其中的氣體。
因此，更優選如申請人在JP 2003-61561的日本專利中所述的有振動設施的多個振動輾壓輥20、70來輥壓生面團帶50。
圖6表示本發明一個實施方案的縱剖面簡圖。圖7表示該實施方案的側視簡圖。圖8表示該實施方案的放大側視簡圖。
下側框架5、7分別安裝在基座3的右側和左側，上側框架5′、7′分別安裝在所述框架5、7一側的上方。第一個傳送帶15，下游一個大直徑軋輥13傳送和輥壓食品生面團帶9如面包的生面團帶，再下游是第二個傳送帶17，按順序安裝在5、7、5′、7′側框架之間。面對大直徑軋輥13安裝軋輥機構11。食品生面團帶9的傳送路徑固定在軋輥機構11和大直徑軋輥13之間。
軋輥機構11縱向位置可以通過提升設備(圖中未示出)改變，因此可以控制軋輥機構11和大直徑軋輥13之間的間隙。
如上所示，食品生面團帶9的傳送路徑可以按第一個傳送帶15、傳送軋輥13和第二個傳送帶17順序水平安排，但也可以縱向安排。在后一種情況下，食品生面團帶9縱向傳送，而互相面對的軋輥機構11和傳送軋輥可以水平安排。
軋輥機構11通過軸承19、21和側框架5′、7′上的軸承27設置在可旋轉支撐的自轉軸23上。自轉軸23與馬達M1例如伺服馬達(第一個自轉設施)聯結。
軋輥機構11包括多個輾壓輥11R，通過一對相互隔開、固定在軸23上的支撐板11P可旋轉支撐在兩端。輾壓輥11R提供順序擊打和輥壓食品生面團9設施的一例。多個行星式軋輥11R分別等距離安排在同一個圓上，圓的中心是自轉軸23的軸線。換言之，行星式軋輥通過自轉軸23的自轉在閉合環形軌道上公轉。
當馬達M1使自轉軸23在A方向上自轉時，多個行星式軋輥11R在與生面團帶9傳送方向Va相反的V1方向上公轉，并且，在V1方向上順序擊打生面團帶9，在沿傳送方向Va、Vb的V2方向上輥壓生面團帶9。
行星式軋輥11R固定在支撐軸11S上。行星式齒輪11G固定在支撐軸11S的端部。行星式齒輪11G與排布在自轉軸25周邊的齒輪25G嚙合。在自轉軸25中心的凹狀部位設置軸承21。自轉軸25周邊由軸承27支撐在固定于框架7′上的框架部件28上。自轉軸25與馬達M2如伺服馬達聯結。
因此，當馬達M2帶動自轉軸25時，自轉軸25帶動行星式齒輪11G，再帶動行星式軋輥11R圍繞自己的軸自轉。行星式軋輥11R的自轉方向可根據馬達M2的旋轉方向變化。
行星式軋輥11R圍繞自轉軸23軸線環形運動的公轉方向A和速度V1由馬達M1改變。而行星式軋輥11R圍繞自己軸線的自轉方向和速度V2由馬達M1和M2來改變。
例如，簡單說明一下，如果馬達M2停止，而只有馬達M1順時針(或逆時針)旋轉，則與齒輪25G嚙合的行星式齒輪11G圍繞齒輪25G順時針(或逆時針)公轉的同時圍繞自己的軸順時針自轉，這樣，行星式軋輥11R在順時針公轉的同時，也圍繞自己的軸順時針(或逆時針)自轉。
下一步，馬達M2和齒輪25G開始順時針(或逆時針)自轉。當其自轉頻率逐漸增加，并達到與行星式軋輥11R公轉頻率相同時，行星式軋輥11R停止自轉而僅繼續公轉。
因此，行星式軋輥11R圓周表面的合成速度V3就由行星式軋輥11R的公轉速度V1和自轉速度V2構成。
行星式軋輥11R的公轉方向或運動方向取決于馬達M2的旋轉方向。無論行星式軋輥11R相對于生面團帶傳送方向從上游到下游，還是從下游到上游，均由馬達M1的旋轉方向來確定。行星式軋輥11R的自轉方向和自轉速度V2取決于馬達M1、M2的旋轉速度。
行星式軋輥11R周邊表面的自轉速度V3是行星式軋輥11R公轉速度V1和自轉速度V2之和。傳送軋輥13周邊表面的旋轉速度V4控制在等于或幾乎等于速度V3。
在圖6中，行星式軋輥11R在公轉的下部是相對于生面團帶傳送方向向上游移動或公轉。行星式軋輥11R的公轉速度是V1。行星式軋輥11R的自轉速度是V2。行星式軋輥11R的合成速度是V3。傳送輾壓輥13的自轉速度是V4。行星式軋輥11R的公轉方向是A。齒輪25G逆時針自轉使行星式軋輥11R順時針自轉(相對于V2)。V3由V1和V2控制，如下V2-V1＝V3；V3＝V4，V3V4，或V3/V4＝C(常數)。
傳送軋輥13由馬達M3(例如伺服馬達)帶動、以第二個傳送帶17相同的速度自轉，與所說的軋輥機構11配合擊打食品生面團9。編號30表示每一個馬達M1、M2、M3的控制機構。
每一個控制機構30基于對行星式軋輥11R計算的自轉和公轉(或運動)速度控制馬達M1、M2、M3，改變擊打次數和行星式軋輥11R擊打食品生面團帶9的程度。
行星式軋輥11R的擊打方向取決于行星式軋輥11R的公轉或運動方向。
擊打食品生面團的程度、次數、方向等是根據食品生面團的性質，例如生面團發酵條件、所達到的發酵程度、生面團中氣泡不均勻分散、生面團的硬度和厚度等，由試驗來改變或確定的。
延展或輾壓輥13直徑較大，且有刮刀40除去大直徑軋輥13表面上的積物。因此，被傳送的食品生面團總是接觸大直徑軋輥13的清潔表面，預防粘附軋輥13。因為軋輥13直徑大，其表面易被刮凈。
如圖6所示，可以將經過行星式軋輥機構11中心軸的豎直表面S2從輾壓輥13的豎直表面S1向被傳送的食品生面團9上游方向移動，從而增加傳送軋輥13上被輾薄和延展的生面團帶的接觸表面。在另外一種情況下，如果這兩個表面在同樣位置，可以通過在傳送軋輥13下面設置第二個傳送機使接觸表面增加(參見圖1)。
如圖6所示，在與食品生面團傳送方向垂直的第一和第二塊板S1、S2之間有一個間隔L。符號Da表示送入該裝置的食品生面團帶9的厚度。符號T表示行星式軋輥機構11和傳送軋輥13之間形成的間隙。
根據這樣的安排，即使傳送軋輥13的傳送速度比第一個傳送帶15更快，但由于在大直徑的傳送軋輥13上相互之間接觸表面更大，減少了被抻薄的食品生面團帶9和傳送軋輥13表面之間的任何滑動。結果，延展和輥壓的效果提高了。
本發明申請人在JP-S63-54333-B(JP-S61-100144-A)中表明了軋輥機構11移動到傳送軋輥13上游位置的方法。如JP-S63-54333-B(JP-S61-100144-A)所示，可以在生面團帶9的傳送路徑上相對于傳送軋輥13移動側框架5′、7′。
進而，如本發明申請人在JP-2003-61561所述，為了進一步促進對生面團的擊打效果，可以安排傳送軋輥13向軋輥機構11振動。如圖10所示，傳送軋輥13旋轉支撐于固定在自轉軸14上的偏心元件14′上。傳送軋輥13靠馬達M14自轉，靠偏心元件14′振動。
本發明優選實施例的控制方法說明如下首先，將第一個傳送帶15載入的生面團帶9的性質、厚度Da和進料速度Va等數據輸入控制設施30。然后，將第二個傳送帶17載出的生面團帶9的厚度Db和傳送速度Vb等數據輸入控制設施30。
按照這樣操作，規定軋輥機構11和傳送軋輥13之間的間隙T、公轉速度V1、自轉速度V2、傳送速度V4和合成速度V3等。例如，考慮到面包生面團的回彈性等，有時規定的間隙T較小。如果需要的話，也可以基于實際使用的食品生面團試驗性地調整這些規定值。
擊打食品生面團的次數取決于行星式軋輥11R的個數和公轉速度，以及食品生面團的傳送速度。可以根據食品生面團材料的生產速度和其性質例如彈性、硬度、柔軟性、厚度等等來調節。
按照本發明，對生面團帶9的擊打次數可以通過如上所述保持公轉速度V1在V3/V4＝C(常數)加以改變。因此，各種面包生面團可以順利地進行預處理。
揉制后的面包生面團開始發酵。根據發酵進程，面包生面團中面筋結構的強度是有區別的。食品生面團如面包生面團的均化可以按本發明預處理通過擊打和移動作用來完成。
當輥壓多層生面團像餡餅生面團時，通過使行星式軋輥11R的圓周速度V3慢于傳送軋輥13的速度V4(V3＜V4)，可以控制上表面層不比表面層更快地向下游移動。
另外，如果V3和V4大致相等，則軋輥和生面團帶之間就不會產生使生面團黏附在軋輥上的滑移，即使在食品生面團9被輥壓的瞬間。結果，撒粉量可以保持在必要的最小量。
可以用內齒輪25G(如圖7、8、9所示)取代環形的外齒輪與行星式軋輥11R在內部嚙合。
圖11表示本發明另一個實施方案的縱剖面示意圖。可以用定時帶51和多個定時皮帶輪52(如圖7、8、9所示)取代內齒輪25G和多個行星式齒輪11G，使定時皮帶輪52自轉，然后再使行星式軋輥11R自轉。
圖12表示本發明另一個實施方案的縱剖面示意圖。在軋輥機構11的下部，安排一個驅動皮帶機構60，促使行星式軋輥11R公轉。驅動皮帶61由馬達M5例如伺服馬達來運行，并且只有當皮帶輪62公轉到行星式軋輥機構11的下部時，才通過摩擦接觸使固定在行星式軋輥11R上的多個皮帶輪62自轉。然后，行星式軋輥11R自轉并且通過皮帶輪62公轉。
按照本發明，可以不破壞面筋結構，而釋放出包裹在面包生面團帶面層氣泡內的發酵氣體，使面包生面團內部和團粒結構是均質的、細膩的。因此，可以在后工序中制成各種形狀。
按照本發明，即使面包生面團的許多條件改變，都可以將其對面包質量的影響控制在最小，始終生產出優質面包。另外，可以抑制被輥壓面包生面團表面產生皺紋。
進而，食品生面團例如面包生面團、餡餅生面團等中間的多余氣體可以逸出，散布在生面團表面上的氣泡可以排出和釋放。從而使生面團表面光滑。
因此，即使通常要撲撒更多屑粉預防面包生面團和餡餅生面團黏附到軋輥裝置上，但按照本發明，施粉量可以減少。
另外，盡管通常需要繁復的單獨預處理和加工步驟，以恢復面包生面團在機械成型中損失的彈性，但是，按照本發明可以免除這種必要性。
權利要求
1.一種在輥壓部件之間擊打和輥壓發酵生面團帶、以釋放其中多余發酵氣體的裝置，該裝置包括第一輥壓部件和第二輥壓部件，其中，第一輥壓部件具有多個輾壓輥，每個輾壓輥順序地從下游向上游移動，擊打和輥壓被傳送的生面團帶，第二輥壓部件則傳送和輥壓在第一輥壓部件和第二輥壓部件之間的生面團帶。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述的輾壓輥在一循環軌道上回轉。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其中，所述的輾壓輥的圓周速度V3是由其公轉速度V1減去其自轉速度V2計算而得，該圓周速度V3等于或幾乎等于第二輥壓部件的傳送速度V4。
4.如權利要求1所述的裝置，其中，所述的第一輥壓部件是行星式軋輥機構或行星式齒輪機構。
5.如權利要求1所述的裝置，其中，所述的第二輥壓部件包括直徑比行星式軋輥大的傳送輾壓輥。
6.如權利要求1所述的裝置，其中，所述的第二輥壓部件包括傳送輾壓輥和進料傳送帶，且它們之間具有釋放發酵氣體的空間。
7.一種在輥壓部件之間擊打和輥壓發酵生面團帶、以釋放其中多余發酵氣體的方法，該方法包括使多個輾壓輥順序從生面團帶下游向上游移動，從而擊打和輥壓在傳送輾壓輥上傳送的所述的生面團帶。
全文摘要
一般在面包生面團帶的表面會產生皺紋，這取決于面包生面團的性質和機械條件等，而且當面包生面團帶被拉伸或輥壓而氣泡又被保留在面層中時，其面筋結構也可能受到損害。為了解決這類問題，本發明提供了一種擊打和輥壓發酵生面團帶(50)并釋放出其中發酵氣體的方法，即通過多個輾壓輥(11)在生面團帶(50)上順序從下游向上游移動，在傳送輾壓輥(20)上擊打和輥壓被傳送的生面團帶(50)。
文檔編號A21C3/02GK1658760SQ0381340
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月9日 優先權日2002年6月10日
發明者林虎彥, 森川道男, 上野貞男 申請人:雷恩自動機株式會社