JP2913599B2 - 可塑性材料の混練方法および混練装置 - Google Patents

可塑性材料の混練方法および混練装置

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JP2913599B2 JP9052696A JP9052696A JP2913599B2 JP 2913599 B2 JP2913599 B2 JP 2913599B2 JP 9052696 A JP9052696 A JP 9052696A JP 9052696 A JP9052696 A JP 9052696A JP 2913599 B2 JP2913599 B2 JP 2913599B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、それ自体が粘性を
もち、成形したときに一定形状を保つことができる可塑
性のある被混練材料を混練する技術、特に、その被混練
材料を機械的混練手段によって帯状に圧延して混練する
技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、混練を必要とする材料には種々の
ものがある。その例は、食べ物として愛用されている
「うどん」や「そば」などの麺類の材料であり、その
他、練り製品の材料、さらにはモルタルやコンクリート
などを挙げることができる。
【0003】このように混練を必要とする被混練材料
は、混練するほど好ましい性状あるいは良好な性質や物
性をしめすことが多く、したがって、そのような被混練
材料の場合には、予め十分な混練作業を必要とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の混練
方法について着目してみると、その混練方式によって腕
型、カイ型、ロール型等のミキサー(混練装置)があ
り、これらは機械的に行うため、いずれも多量の材料を
混練するのに適している。
【0005】しかし、こうした従来の混練装置では、そ
の混練する材料によっては確かに有効ではあるが、混連
に要するエネルギーや時間の観点から検討した場合、あ
まり効率的でないことが知られている。
【0006】例えば、赤尾洋二、新藤久和、アンヘル・
エルナンの研究報告である「混合システムの合成とその
最適層形成」{粉体工学会誌Vol.19、No.11
(1982)}には、最も早く完全混合状態に到達する
ような供給層(最適層)は、移動混合の基本モデルの折
り重ね操作により得られる層状混合物、すなわち、圧縮
して二分し、半分を上積みするという操作を繰り返して
得られる層状混合物に対応していると記載されている。
【0007】その点、昔から行われている手法、例え
ば、手打ちうどんや手打ちそばなどのように、練り材料
を圧縮して引き延ばし、それを折り返して積み重ね、さ
らに圧縮して引き延ばすという混練方法はきわめて効率
的であることが理解できる。仮に、その折り返しと圧縮
の工程を30回行うとしたら、2の30乗=10億回前
後も混練したことに相当する。ここで、もし、圧縮する
前に3層あるいは4層にした状態で圧縮する混練方法を
行うとしたら、上記の例では2の30乗に対応する数値
が3の30乗あるいは4の30乗となり、さらに効率が
よくなることが想定できる。
【0008】本発明は、こうした原理に着目し、圧延し
て帯状に成形した被混練材料を連続的に折り返して複数
の層状に積み重ね、これをさらに圧延するという方法を
採用することにより、混連のための効率化を大きく図る
ことができる混練方法を提供することを目的とする。さ
らに、本発明では、こうした混練方法を機械的に実現で
き、しかも混連に際して全体がより効率的な動きとな
り、かつ、必要に応じて小型化することにより汎用性に
も優れ、コスト的にも有利な構造とすることができる混
練装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、それ自体が粘性をもち、成形したとき
に一定形状を保つことができる可塑性のある被混練材料
を混練するための方法において、以下のA、B、Cおよ
びDの各工程を含む方法を採用した。 A 被混練材料を予め板状に成形しておく第1工程。 B 第1工程で得た板状の被混練材料を、互いに並行配
置した一対の圧延ローラを1組とする複数組みからなる
圧延ローラ群の間を通すことによって帯状に成形する第
2工程。 C 第2工程で得られる帯状の被混練材料を順次折り返
して複数の層状に重ね合わせる第3工程。 D 第3工程で得た層状の被混練材料を、圧延ローラ群
の間を再度通すことによって混練する第4工程。 ここで、第4工程を繰り返し行うようにすることによっ
て、被混練材料をより十分に混練することができる。ま
た、第3工程においては、第2工程で得られる帯状の被
混練材料を自重によって落下させつつ、その帯状の被混
練材料を受けるために下方に配置した平坦な表面をもつ
受け部材を水平方向に往復移動させることによって層状
に重ね合わせるようにすることもできる。一方、本発明
の混練装置では、それ自体が粘性をもち、成形したとき
に一定形状を保つことができる可塑性のある被混練材料
を混練するための装置において、予め板状に成形した被
混練材料を圧延して帯状に成形するための第1の成形手
段と、その第1の成形手段によって得られる帯状の被混
練材料を順次折り返して複数の層状に重ね合わせる第2
の成形手段とを備え、第1の成形手段は、互いに並行配
置した一対の圧延ローラを1組とする複数組みの圧延ロ
ーラ群を含み、第2の成形手段は、第1の成形手段で得
られる帯状の被混練材料が自重によって落下してくる下
方位置に配置され、その被混練材料を受け止める平坦な
表面をもつ受け部材を含み、その受け部材は水平方向に
往復移動可能であり、しかも圧延ローラの回転と同期し
て往復移動する構成とした。ここで、圧延ローラ群とし
ては、被混練材料を通す方向が鉛直方向になるように配
置することができる。また、一対の圧延ローラを1組と
する圧延ローラ群のうち、被混練材料の入口側になる一
対の圧延ローラ間の間隔を、出口側になる一対の圧延ロ
ーラの間隔よりも大きく設定した構成とすることもでき
る。また、圧延ローラ群を支持する支持枠を備え、その
支持枠には、ローラ群を回転操作するためのハンドルが
設けられ、そのハンドルとローラ群との間には、ハンド
ルの回転に基づく動力を前記圧延ローラ群に伝達するた
めの伝達機構が設けられている構成とすることもでき
る。さらに、支持枠には、被混練材料を製造すべき原料
を入れて攪拌するためのミキサーが着脱可能に取り付け
られ、そのミキサーは原料攪拌のための攪拌翼を備え、
その攪拌翼とハンドルとの間には、ハンドルの回転に基
づく動力を攪拌翼に伝達する伝達手段が設けられている
構成とすることもできる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付の図1〜図6を参照して説明する。図1
は、本発明に係る混練装置を示す正面図であり、図2〜
図5はその混練装置を用いた混練方法を示す工程図であ
る。なお、ここでは、本発明を麺類の生地を造る混練技
術に適用した例を示している。
【0011】まず、図1に示す混練装置Sについて説明
すると、予め板状に成形した被混練材料(生地)を圧延
して帯状に成形するための第1の成形手段10と、その
第1の成形手段10によって得られる帯状の被混練材料
を順次折り返して複数の層状に重ね合わせるための第2
の成形手段20とを備えている。
【0012】第1の成形手段10は、互いに並行配置し
た一対の圧延ローラ11、12を1組とする複数組み
(4組)の圧延ローラ群を有している。各対の圧延ロー
ラ11、12は、図1に明示するように、互いに若干の
間隔をおいて左右に位置し、かつ、上から下へ縦方向に
並べられている。上から順に、便宜上、1次圧延ロー
ラ、2次圧延ローラ、3次圧延ローラおよび4次圧延ロ
ーラと称する。
【0013】これらの圧延ローラ11、12は、混練装
置Sのケースを兼ねた箱形の支持枠30内に収まるよう
な形態で、その支持枠30に対し回転可能に支持されて
いる。支持枠30は若干縦長に構成され、その側面部分
には、支持枠30を鉛直にしかも安定に保持するための
脚40が設けられている。これにより、各圧延ローラ1
1、12の回転軸gも互いに並行する水平配置となるよ
うに考慮されている。
【0014】1次圧延ローラから4次圧延ローラまでの
各対の圧延ローラ11、12間の間隔α1、α2、α3
およびα4については、下段になるほど順次小さく設定
されている。したがって、これらの圧延ローラ群のう
ち、最上段にある1次圧延ローラ11、12間が被混練
材料の入口となり、最下段にある4次圧延ローラ11、
12間が出口となる。
【0015】前記支持枠30には、前記圧延ローラ群を
回転操作するためのハンドル50が設けられ、そのハン
ドル50と圧延ローラ群との間には、ハンドル50の回
転に基づく動力を圧延ローラ群に伝達するための伝達機
構Kが設けられている。
【0016】すなわち、各圧延ローラ11、12には、
スプロケット11a、12aがそれぞぞれ同軸に固定さ
れ、それらにリンクチエーン13が巻回されている。こ
れにより各圧延ローラ11、12は全て連動して回転す
ることができる。各圧延ローラ11、12を回転させる
ための動力源としては、簡易な電動モータなどを用いる
ことができるが、経済性や軽量化、小型化などを図る意
味から、この例ではグリップ51付きの前記手動ハンド
ル50を用いた設計としている。特に図示していない
が、ハンドル50の回転力は別に設けたギヤやスプロケ
ット並びにチエーンなどを介して圧延ローラに伝達され
る。
【0017】こうした構成の第1の成形手段10の入口
側から被混練材料が供給されると、その被混練材料は、
各対の圧延ローラ11、12からなる圧延ローラ群によ
って薄い帯状に圧延されて下方へ順次落下する。したが
って、その下方位置に前記第2の成形手段20が配置さ
れている。
【0018】この第2の成形手段20は、第1の成形手
段10で得られる帯状の被混練材料をあるい一定の長さ
で交互に折り返して複数の層状に重ね合わせるために設
けられたもので、水平に配置された板状の受け部材21
と、この受け部材21を水平方向に往復移動可能に吊り
下げる一対の支持リンク22、22を備えている。
【0019】すなわち、この一対の支持リンク22、2
2の下端部は受け部材21の長手方向両端部に対してピ
ン24、24を介してそれぞれヒンジ結合され、上端部
はピン25、25を介して支持枠30にそれぞれヒンジ
結合されている。これにより、受け部材30は水平状態
を保持しながら往復移動可能である。この受け部材30
の表面は平坦に形成されている。
【0020】受け部材30を往復移動させるための動力
源としては、この例では最下段の圧延ローラ11の回転
力を利用している。その機構については、圧延ローラ1
1の端面に設けた軸ピン11bに対し一端部をヒンジ結
合し、他端部を支持リンク22に設けた軸ピン22bに
ヒンジ結合したクランク棒26を含む構成である。
【0021】これにより、第2の成形手段20の主要部
を構成する受け部材21は、圧延ローラ11の回転に同
期して往復移動する。受け部材21の移動距離は図1に
おいてLの2倍に相当する。これは帯状に圧延されて落
下してくる被混練材料Mを受け部材21の表面上で交互
に折り返す距離にも相当している。また、往復移動する
方向としては、圧延ローラの回転軸に直交する水平方向
である。この方向は、例えば図4で示すように、帯状に
圧延される被混練材料Mの面に直交する方向に対応する
ことになる。
【0022】支持枠30の上部側面側には、被混練材料
を製造すべき原料(生地の原料)を入れて攪拌するため
の小型のミキサー60が着脱可能に取り付けられてい
る。このミキサー60は、容器本体61と、その容器本
体61内に位置して原料を攪拌するための攪拌翼62と
を備える。容器本体61の底部側は、攪拌翼62の回転
軌跡に合わせて断面円弧状に形成されている。容器本体
61は、それ自体が支持枠30に対し着脱可能に構成さ
れ、攪拌した原料を容器本体62ごと取り出すことがで
きる。
【0023】攪拌翼62とハンドル50との間には、ハ
ンドル50の回転に基づく動力を攪拌翼62に伝達する
伝達手段が設けられている。この伝達手段は、この例で
は、攪拌翼62の回転軸62aに固定した従動ギヤ71
と、最上段の圧延ローラ11の回転軸gに固定された駆
動ギヤ(図示せず)と、それら従動ギヤと駆動ギヤとの
間に配置した連動ギヤ72を含む構成としている。
【0024】このような構成の混練装置Sを用いた混練
方法について、その工程図を示す図2〜図5等を参照し
ながら以下に説明する。なお、ここでは、被混練材料と
なる麺類の原料の処理量および得られた生地の混練方式
として、便宜上、例えば図6に示すように設定した例に
基づいて説明することにする。
【0025】まず、生地の原料である小麦粉140g、
水55g、塩5g(合計200g)をミキサー60の容
器本体61内に投入する。しかる後、ハンドル50を回
転させて攪拌翼62を回転させ、これにより麺類の生地
を造る。この生地は、通常の生地と同様に、それ自体粘
性をもち、成形したときに一定形状を保つことができる
可塑性を有するように調整される。
【0026】次に、この生地を、手や木型によってある
いは平面矩形の薄い皿状の容器等(図示せず)に移し代
えて、図3に示すように矩形の板状に成形し、これを混
練装置Sの第1の成形手段10に投入する板状の被混練
材料Mとする。寸法的には、たとえば図示のように、長
さ100〜130mm、幅70mm、厚さ20〜25m
m程度である。
【0027】次に、この被混連材料Mを、図4に示すよ
うに、1次圧延ローラ11、12間に投入する。この
際、ハンドル50を操作して圧延ローラ群をほぼ一定の
速度で回転させながら投入する。すると、被混練材料M
は、それら圧延ローラ群からなる第1の成形手段10に
よって順次圧延されて帯状に成形されながら、出口側か
らその自重により下方へ落下していく。
【0028】このとき、第2の成形手段20の受け部材
21は、図中矢印で示すように往復移動しているので、
落下してくる被混練材料Mは、図4で明示するように、
受け部材21の表面上で交互に折り返されて複数の層状
に重ね合わされる。この第2の成形手段20による重ね
合わせ工程が終えた状態では、その厚さは、最初に投入
した板状の被混練材料Mとほぼ同程度の厚さに形成され
る。たとえば、板状の被混練材料Mが25mm前後であ
る場合、層状に重ね合わせた被混練材料Mも25mm前
後となる。
【0029】次に、この複数の層状に重ね合わせた被混
練材料Mを取り出し、これを再度上から投入する。する
と、その被混練材料Mは、同じく図4で示すように、圧
延ローラ群によって順次圧延されて帯状に成形されなが
ら、受け部材30上に折り返されて重ね合わされる。複
数の層状となっている被混練材料Mが、圧延ローラ群に
よってこうして帯状に圧延成形されるときに極めて効率
的に混練されることになる。したがって、この再度の投
入作業を繰り返すことにより短期間に十分に混練するこ
とができる。
【0030】すなわち、この層状の被混練材料Mが、た
とえば8層になっている場合、再度の投入回数を5回と
したら、原理的には8の5乗に対応する混練を行ったこ
とに相当することが理解できる。その場合、1次圧延ロ
ーラから4次圧延ローラまでの各対の圧延ローラ11、
12間の間隔α1、α2、α3、α4を上から順に小さ
く設定しているので、被混練材料Mを徐々に圧延して層
を乱さないようにすることができ、しかも、徐々に薄く
圧延していくので、手動作業であっても小さな力で済ま
すことができる。
【0031】こうして必要な回数だけ混練したら、最後
の混練工程においては、例えば図5に示すように、受け
部材30の一端部を持ち上げて傾斜(そこへ位置決め)
させておき、その状態で生地を順次取り出して所定の長
さに切断することにより、十分に混練されて仕上げられ
た麺類の生地M1を得ることができる。その場合、ハン
ドル50の回転操作を調整しながら行えば良い。
【0032】図6は、ミキサー60に投入する生地の原
料を、例えば200gとしたときの、生地の寸法変化と
圧延ローラの周速との関係を示すものである。その場
合、1次圧延ローラから4次圧延ローラまでの各対の圧
延ローラ11、12間の間隔α1、α2、α3、α4
を、それぞれ15mm、8mm、5mm、3mmとした
ときの態様である。
【0033】この例に示す態様から明らかなように、1
次圧延ローラから4次圧延ローラまでの周速は段階的に
相違させている。これは、各対の圧延ローラ11、12
間の間隔α1、α2、α3、α4を相違させているた
め、すなわち、圧延のための厚さを相違させていること
に関係する。また、当然のことながら、4次圧延ローラ
11、12の周速に基づいて圧延された被混練材料が落
下してくる速さと、受け部材30が往復移動する速さ
は、互いに同期する関係に設定される。
【0034】なお、この実施形態においては、手動ハン
ドルを動力源とする構成の混練装置を示しているが、モ
ータなどを利用しても良い。また、各対の圧延ローラ1
1、12間の間隔についても、これを必要に応じて任意
に変更できる構成としても良い。また、板状に成形した
被混練材料Mを投入する際のガイドなども必要に応じて
設けても良い。さらに、原料を攪拌するミキサー60
を、混練装置自体とは別構成としても良い。
【0035】また、被混練材料として、上記のような麺
類の生地に限らず、ほぼ同様の粘性や可塑性をもち、
を必要とする材料であれば、これに適用可能なことは
言うまでもない。
【0036】さらに、装置自体の大きさについても、製
麺工場用などの大型の混練装置として構成し、全体的に
自動化を図る設計としてもよい。
【0037】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る可塑性材料
の混練方法によれば、板状に成形した被混練材料を、互
いに並行配置した一対の圧延ローラを1組とする複数組
みからなる圧延ローラ群の間を通すことによって帯状に
成形し、その帯状の被混練材料を順次折り返して複数の
層状に重ね合わせ、その層状の被混練材料を、圧延ロー
ラ群の間を再度通すことによって混練するものである。
したがって、特に、圧延して帯状に成形した被混練材料
を折り返して複数の層状に積み重ね、これをさらに圧延
するという方法を採用することにより、混練のための効
率化を著しく図ることができる。その場合、層状の被混
練材料を、圧延ローラ群の間を再度通すことによって混
練する工程を繰り返し行うようにすることによって、被
混練材料をより十分に混練することができる。
【0038】また、帯状の被混練材料を自重によって落
下させつつ、その帯状の被混練材料を受けるために下方
に配置した平坦な表面をもつ受け部材を水平方向に往復
移動させて層状に重ね合わせるようにすることによっ
て、その重ね合わせ工程を容易に、しかも確実に行うこ
とができる。
【0039】一方、本発明の混練装置では、予め板状に
成形した被混練材料を圧延して帯状に成形するための第
1の成形手段と、その第1の成形手段によって得られる
帯状の被混練材料を順次折り返して複数の層状に重ね合
わせる第2の成形手段とを備え、第1の成形手段は、互
いに並行配置した一対の圧延ローラを1組とする複数組
みの圧延ローラ群を含み、第2の成形手段は、第1の成
形手段で得られる帯状の被混練材料が自重によって落下
してくる下方位置に配置され、その被混練材料を受け止
める平坦な表面をもつ受け部材を含み、その受け部材は
水平方向に往復移動可能であり、しかも前記圧延ローラ
の回転と同期して往復移動する構成としている。これに
より、効率的な混練方法を機械的に実現でき、しかも混
連に際して全体がより効率的な動きとなり、かつ、必要
に応じて小型化することができるので汎用性にも優れ、
コスト的にも有利な構造とすることができる。
【0040】圧延ローラ群としては、被混練材料を通す
方向が鉛直方向になるように配置することによって、特
に、折り返して層状に重ね合わせる際に被混練材料の自
重を有効利用することができる。
【0041】また、一対の圧延ローラを1組とする圧延
ローラ群のうち、被混練材料の入口側になる一対の圧延
ローラ間の間隔を、出口側になる一対の圧延ローラの間
隔よりも大きく設定した構成とすることによって、被混
練材料を徐々に圧延して層を乱さないようにすることが
でき、しかも、徐々に薄く圧延することで、手動作業で
あっても小さな力で済ますことができる。
【0042】また、支持枠に対し、ローラ群を回転操作
するためのハンドルを設け、そのハンドルと圧延ローラ
群との間に、ハンドルの回転に基づく動力を前記圧延ロ
ーラ群に伝達するための伝達機構を設けた構成とするこ
とによって、ハンドルの回転操作により各圧延ローラを
任意に回転操作することができる。
【0043】さらに、支持枠には、被混練材料を製造す
べき原料を入れて攪拌するためのミキサーを着脱可能に
取り付け、そのミキサーは原料攪拌のための攪拌翼を備
え、その攪拌翼とハンドルとの間に、ハンドルの回転に
基づく動力を攪拌翼に伝達する伝達手段を設けた構成と
することによって、一つのハンドル操作で攪拌翼も回転
させることができ、これにより、機構を簡略化および小
型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る混練装置の正面図である。
【図2】 本発明に係る混練方法を説明するための工程
図である。
【図3】 本発明に係る混練方法を説明するための工程
図である。
【図4】 本発明に係る混練方法を説明するための工程
図である。
【図5】 本発明に係る混練方法を説明するための工程
図である。
【図6】 生地の原料と生地の寸法変化などとの関係を
示す図である。
【符号の説明】
10 第1の成形手段 11、12 圧延ローラ 11a、12a スプロケット 11b 軸ピン 13 リンクチエーン 20 第2の成形手段 21 受け部材 22 支持リンク 22b 軸ピン 24 ピン 25 ピン 26 クランク棒 30 支持枠 40 脚 50 ハンドル 51 グリップ 60 ミキサー 61 容器本体 62 攪拌翼 62a 回転軸 71 従動ギヤ 72 連動ギヤ g 回転軸 M 被混練材料 M1 生地
フロントページの続き (72)発明者 内田 明 東京都千代田区富士見二丁目10番26号 前田建設工業株式会社内 (72)発明者 井川 慎一 東京都千代田区富士見二丁目10番26号 前田建設工業株式会社内 (72)発明者 金子 幸治 長野県長野市篠ノ井御幣川1095 株式会 社前田製作所内 (72)発明者 八代 健一 長野県長野市篠ノ井御幣川1095 株式会 社前田製作所内 (56)参考文献 特開 昭51−148083(JP,A) 特開 昭52−128277(JP,A) 実開 平5−22030(JP,U) 実開 平4−30883(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01F 13/00 A21C 1/08

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それ自体が粘性を持ち、成形したときに
    一定形状を保つことができる可塑性のある被混練材料を
    混練するための装置であって、予め板状に形成した被混
    練材料を圧延して帯状に成形するための第1の成形手段
    と、その第1の成形手段によって得られる帯状の被混練
    材料を順次折り返して複数の層状に重ね合わせる第2の
    成形手段とを備え、前記第1の成形手段は、互いに並行
    配置した一対の圧延ローラを一組とする複数組の圧延ロ
    ーラ群を含み、かつ、圧延ローラ群は被混練材料を通す
    方向が鉛直になるように配置され、前記第2の成形手段
    は、前記第1の成形手段で得られる帯状の被混練材料が
    自重によって落下してくる下方位置に配置され、その被
    混練材料を受け止める平坦な表面をもつ受け部材と、そ
    の受け部材を水平方向に往復移動可能に吊り下げる一対
    の支持リンクと、一端部が前記圧延ローラにヒンジ結合
    され他端部が前記支持リンクにヒンジ結合されて前記圧
    延ローラの回転により前記受け部材を圧延ローラの回転
    と同期して水平方向に往復移動させるクランク棒とを含
    ことを特徴とする混練装置。
  2. 【請求項2】 前記圧延ローラ群を支持する支持枠を備
    え、その支持枠には、前記圧延ローラ群を回転操作する
    ためのハンドルが設けられ、そのハンドルと圧延ローラ
    群との間には、ハンドルの回転に基づく動力を前記圧延
    ローラ群に伝達するための伝達機構が設けられているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の混練装置。
  3. 【請求項3】 前記一対の圧延ローラを1組とする圧延
    ローラ群のうち、被混練材料の入口側になる一対の圧延
    ローラ間の間隔が、出口側になる一対の圧延ローラの間
    隔よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項
    1又は2に記載の混練装置。
  4. 【請求項4】 前記一対の支持リンクの上端部が前記支
    持枠にヒンジ結合され、下端部が受け部材にヒンジ結合
    されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の混
    練装置。
  5. 【請求項5】 前記支持枠には、前記被混練材料を製造
    すべき原料を入れて攪拌するためのミキサーが着脱可能
    に取り付けられ、そのミキサーは原料攪拌のための攪拌
    翼を備え、その攪拌翼と前記ハンドルとの間には、ハン
    ドルの回転に基づく動力を攪拌翼に伝達する伝達手段が
    設けられていることを特徴とする請求項2に記載の混練
    装置。
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