KR101269306B1 - 팽창된 크랙커 제조 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팽창된 크랙커의 제조 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가열가능한 상부 다이부재(die element), 링 다이 또는 원형 다이부재와 가열가능한 하부 다이부재의 조합으로 형성된 가열가능한 몰드를 포함하고, 여기서 다이부재들은 상호작용하는 가압-굽기 몰드와 팽창 체임버의 경계를 정하기 위해 연결되고, 개선된 점 중에 상부 다이부재는 링다이부재를 위한 압력 지지 또는 리시빙-가이딩(receiving-guiding) 수단을 형성하기 위한 고정된 구성요소(element)이고, 상부 다이와 링 다이 모두 아래 방향으로 개방 종결되는 몰드 캐비티의 경계를 정하고, 상기 링 다이 또는 고리 모양의 부재는 고정된 상부 다이로부터 수직으로 이동가능한 윗방향과 아랫방향으로 분리되어 있고, 그 중에 하부다이 부재는 가열가능한 가동 하부 다이판에 의해 직접 지지되어 있고 상기 가동 가동 하부 다이판과 정렬하여 수직으로 탑재된 유압실린더에 의해 구동되고, 그 중에 상기 유압실린더는 적어도 하나의 실린더 피스톤 부재와 아래방향으로 이동함에 따라 윗방향으로 이동할 때 생기는 적어도 하나의 상기 피스톤 부재의 미세한 치환을 제어할 수 있도록 하는 수단을 포함한다.

크랙커, 식품, 실린더, 팽창, 녹말

Description

팽창된 크랙커 제조 장치 및 이의 제조방법{PRODUCTION OF EXPANDED FOOD CRACKERS}

원하는 모양과 차원의 팽창된 크랙커의 제조와 관련된 본 발명은 곡류의 원재료, 곡류의 혼합물 및 팽창 가능한 녹말을 적당한 양만큼 포함한 다른 원재료를 가압하여 제조하는 것에 관한 것이다.

원재료는 완전한 곡식의 낟알일 수도 있고, 으깨진 낟알 혹은 부숴진 낟알이거나, 증기나 젤처리된 낟알은 물론 가루로 처리하거나 원하는 녹말이나 옥수수, 밀, 쌀, 보리, 콩, 감자 등으로부터 선택된 젤 형태로 구성된 작은 알로 뭉친 이들을 혼합물과 같이 선처리된 재료일 수도 있다.

대개는 닫을수 있는 몰드의 가열된 다이(거푸집) 사이에서 실행되는 녹말을 함유한 원재료를 가압하여 굽고 팽창시켜 부풀린 크랙커, 케이크, 미니케이크 등 이와 유사한 음식물을 제조하는 방법은, 오늘날 저지방과 적당량의 단백질과 탄수화물을 함유한 건강증진 음식물을 생산하는 분야에서는 표준기술이 되었다.

부풀린 크랙커를 생산하는 방법과 장치는 US-A-4328741, US-A-4667588, US-A-4734289, US-A-4888180, US-A-5102677, US-A-5376359, US-A-5467693, US-A-5562021, US-A-5755152, EP-A-0367031, WO-A-88/00797, EP-A-0499301, EP-A- 1025764 등의 수많은 특허공보에 개시되어 있다.

상기 언급된 각각의 공보에서는 부풀린 크랙커 제조의 특별한 면들을 개선시키기 위한 장치 디자인 및/또는 과정 변수들을 개시하고 있다.

게다가 크랙커의 맛, 조직, 모양을 좀더 소비자의 기호에 맞추기 위해 다양한 제안들이 있어왔다. 그러나, 전통적인 기술방식은 종종 경제적으로 조화된 크랙커 등을 생산하는 데는 실패하곤 했고 이미 알려진 기계들은 대개 다양한 팽창정도와 기본 모양 또는 많은 다른 조직을 가진 크랙커를 생산할 수 없다.

크랙커 제조의 선행기술을 다른 방법으로 시험해 본 발명가들은 상업적으로 중요한 현존하는 장치와 방법은 w.r.t 제어와 굽고 팽창하는 사이클의 효율, 특히 그의 조정과 원하는 형태에 따른 정교한 튜닝에 있어서 여전히 개선의 여지가 있다고 결론 내리게 되었다. 향상된 팽창제어의 목적은 크랙커의 질, 생산량과 기계의 생산성의 관점에서 보다 신뢰할 수 있는 생산방법의 제공에 있다. 그러나, 더 많은 최근의 특별한 크랙커 제품들은 더욱더 면밀히 통제되고 적응가능한 굽기-팽창 사이클(baking-expansion cycle)을 포함하는 것으로 간주되고 있으나, 그것은 표준적인 기술로는 실행할 수 없거나 최선의 조건이 아니면 실행할 수 없다. 그러므로 모양, 밀도와 곡류 또는 녹말의 혼합의 관점에서 부풀린 크랙커의 많은 다른 필요물을 유연하게 생산할 수 있는 생산방법과 장치를 제공할 필요가 있다. 특별한 소비자의 기호에 맞추기 위해, 크랙커의 특성(바삭함, 맛, 밀도, 모양, 조직 등을 포함함)의 원하는 조합이 개발될 수 있었다.

이러한 목적을 달성하기 위해 명백히 더 개선시킨 장치와 적당한 제조과정의 혁신이 요구되는데, 이는 지금까지 선행기술로서 접근되지 않았고 제시된 적이 없었다.

이와 관련된 특허 US-A-5102677은 토글(toggle)의 옆에 거의 수평위치에 정렬된 구동된 샤프트를 가진 수압잭에 의해 동작하는 토글구조를 포함하는 향상된 구동 시스템을 개시하였다. 또한 상기 문헌은 고정된 상부 다이와 이동 링다이를 갖는 3부분 몰드(3-part mould)를 묘사하고 있다.

특허공보 US-A-5376395는 맞은편의 몰드 엔트리에서 이동 가능한 상부 다이와 이동 가능한 하부 다이를 받고, 거기서 팽창 전 단계로서 몰드 캐비티의 압력 하강이 따르는 고정된 몰드링을 사용한 굽기-팽창 시스템을 보여 주고 있다.

특허공보 EP-A-1025764는 표준적인 가압-굽기(pressure-baking) 기술을 이용하여 저밀도의 크랙커를 제조하는 과정을 설명하고 있다. 상기 문헌은 각각의 상부와 하부 다이들을 위한 지지축과 구동된 샤프트의 수직적인 배열을 보여 주고 있는데, 그것은 고정된 중심 몰드와 공기의 작용에 의해 구동된 상부와 하부다이들을 가지는 장치에 흔하다.

그러나, 상기 문헌들에 개시된 바와 같이 선행기술은 장치들을 위한 유압구동에 대해선 언급이 없다. 실제로, 직접 유압 구동은 두 가지 중요한 이유로 부적당하다고 여겨졌다. 첫째, 음식산업에서는 전적으로 받아들일 수 없는 기름오염이라는 본질적인 위험이 있고, 둘째, 유압 실린더는 곡류를 부풀릴 때 발생하는 매우 높은 팽창속도를 수용하기에는 너무 느리다는 사실이다.

본 발명은 몰드 캐비티를 포함한 과립형 음식물 아래에 오로지 하나의 유압 실린더를 구동하고 정렬하여 발생가능한 기름에 의한 오염을 피하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 팽창된 크랙커의 생산시에 발생하는 선행기술의 장치와 제조과정의 단점을 피하기 위한 것이다. 더 나아가 현존하는 크랙커 제조기술의 생산성과 유연성을 향상시키고 기계가 덜 방해받도록 하고 더 신뢰할 수 있도록 하기 위함이다.

이들과 또 다른 목적들은, 현재의 발명가들에 의해 이미 개발된 부분인, 3부분 몰드(3part-mould)와 직접 구동 작동과 빠른 팽창 응답을 제공할 수 있도록 하는 새로운 구동장치와 제조과정 제어 개념의 조합을 제공함으로서 달성될 수 있다.

이러한 개념은 개인의 기호에 맞춘 부풀린 음식물을 보다 넓은 범위의 경제적인 생산이 가능하게 하는 반면에 원하는 특별한 특징과 함께 모양과 품질에 있어서 각 생산물에 필요한 일관성을 유지할 수 있다.

더 나아가 기계 작동은 여전히 단순하면서도 간결한 장치는 유연하고 다른 종류의 팽창된 생산물의 집단생산이 가능하도록 하고, 높은 기술적인 신뢰성과 경제적인 경쟁력을 제공한다.

본 발명에 따른 부풀림 제조 장치는, 가열가능한 상부 다이 헤드(die head), 링 다이 또는 원형 다이부재와 가열가능한 하부 다이부재의 조합으로 형성된 가열가능한 몰드를 포함하고, 여기서 다이부재들은 상호작용하는 가압-굽기 몰드와 팽창 체임버의 경계를 정하기 위해 연결되고, 개선된 점 중에 상부 다이부재는 링다이부재를 위한 압력 지지 및/또는 리시빙-가이딩(receiving-guiding) 수단을 형성하기 위한 고정된 구성요소(element)이고, 상부 다이와 링 다이 모두 아래 방향으로 개방 종결되는 몰드 캐비티의 경계를 정하고, 상기 링 다이 또는 고리 모양의 부재는 고정된 상부 다이로부터 수직으로 이동가능한 윗방향과 아랫방향으로 분리되어 있고, 그 중에 하부다이 부재는 가열가능한 펀치에 의해 직접 지지되어 있고 상기 가동 펀치와 정렬하여 수직으로 탑재된 유압잭에 의해 구동되고, 그 중에 상기 유압잭은 적어도 하나의 실린더 피스톤 부재와 아래방향으로 이동함에 따라 윗방향으로 이동할 때 생기는 적어도 하나의 상기 피스톤 부재의 미세한 치환을 제어할 수 있도록 하는 수단을 포함한다.

다이부재와 유압잭의 이러한 독특한 동작조합은 선행기술에서는 지시되지도 제안되지도 않았다. 혁신적인 구동과 제어 개념의 주요 이점은 동시 및/또는 분리하여 치환길이과 치환속도라는 두 팽창-경계한정 척도(expansion-defining parameter)에 작용함으로서 부피변화의 양과 비율로서 체임버의 부피를 제어할 수 있는 것이다. 이러한 제어는 다이펀치와 되도록이면 그림 4에 도시된 내부구조를 갖는, 적절한 실린더 피스톤 배치를 갖는 유압잭에 의해 직접적이고 정확히 발생한다. 이와 더불어 본 발명장치는 위쪽 벽과 굽기-팽창 체임버의 경계를 한정하는 몰드 캐비티의 주위의 벽을 구성하기 위한 고정된 상부 다이와 가동 링부재의 이용과 관련된 본질적인 구조와 동작상의 이점을 제공하는데, 현재의 응용으로서 같은 발명가에게 부여되었던 이와 관련된 미국특허 US-A-5102677과 US-A-5467693을 보면, 여기에 있는 참고문헌, 적어도 3부분 몰드(3-part-mould) 고안과 그들의 관련된 장치 부품에 의해 기술적인 내용이 혼합되어 있다.

본 발명의 새로운 제조과정과 제조물의 특징은 적당한 팽창과 조직 성질을 가진 부풀린 스낵류를 제공하는 것에 관한 것으로, 사용된 음식물 원재료의 곡류의 형태, 녹말 함유량, 낟알의 크기, 수분 함유량 등에 좌우되는 원래의 팽창력을 고려하면, 그 팽창력은 크랙커 부풀리기, 예를 들면 적시기(wetting), 증기처리(steaming), 반숙과 같은 낟알 선처리보다 기본 재료의 주어진 공식적인 혼합과 원재료에 대한 어떤 선처리에 의해 더 영향받거나 조절될지도 모른다.

비록 부풀려진 크랙커의 큰-형태(macro-form)와 차원은 대개 다이 체임버의 모양에 의해 결정되지만, 본 발명은 보다 효과적이고 일관된 방식으로 원하는 모양과 성질을 제어/조절 가능하게 하는 것이 특별한 이점이다. 게다가 압력, 길이치환(팽창부피)과 요구되는 만큼의 수축속도(팽창속도)와 같은 수 개의 조절척도에 영향을 줌으로써 원하는 개조, 예를 들면 조직, 밀도 그리고 완성된 크랙커의 외부 표면의 형태(편편함, 상대적인 굴곡, 구멍, 거침, 보조개 모양 등등)를 즉시 얻을 수 있는데, 그것은 유압잭 척도의 미리 정해진 값을 바꿈으로서 쉽게 실행할 수 있다.

예를 들면, 팽창부피(링 다이의 높이와 대비한 하부다이의 수축위치)와 굽기 위한 몰드(baking mould) 안으로 채워진 음식물 원재료의 주어진 또는 다양한 양의 응답과 공동하여 실린더 피스톤 아랫방향으로의 구동 속도(실제의 팽창속도와 대비한 펀치의 수축속도)를 조절하기 위해 기계의 세팅을 바꿈으로서 크랙커의 불규칙적인 표면을 발생시키는, 제한 없는 혹은 이에 준하는 아랫 방향으로의 팽창은 어떤 경우에는 증강되거나 혹은 다른 경우에는 저하될지도 혹은 부분적으로 제한된 팽창을 되돌릴지도 모른다.

본 발명의 또 다른 큰 장점과 혁신적인 면은 몰드 캐비티 안에서 가압하여 구워진 물질들에게 하나 이상의 정밀하게 제어 가능한 중간 팽창들 및/또는 제어가능한 재압축들을 줄 수 있다는 가능성이 있는데, 그것에 의해서 중간 팽창들과 재압축이 없이 만들 때와 비교하여 다른 제품을 만들 수 있다. 따라서 중간 팽창과 재압축에 의해 생산된 제품은 대부분의 경우에 있어서 보다 얇고, 보다 바삭하며 훨씬 더 꽈배기된 불규칙적인 모양의 크랙커나 스낵류를 제공할 수 있다.

상기의 그리고 다른 목적들은, 본 발명의 독특한 특징과 이점들을 몇 개의 실시예를 설명함으로서 보다 명백해 진다. 설명은 다음 그림을 참조한다:

도 1은 본 발명에 따른 부풀린 크랙커를 생산하는 기본 과정을 도시한 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 제조 장치의 정면도이다.

도 3은 주입부, 제품 방출 활강로와 유압 동력 시스템을 가진 본 발명에 따른 제조 장치의 측면도이다.

도 4는 본 발명의 부 다이 또는 펀치를 구동하기 적합한 유압 실린더 잭을 도시한 도이다.

도 5는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 도이다.

도 6은 본 발명에 따른 제 2 실시예를 도시한 도이다.

도 7은 규칙적인 얇은 크랙커를 생산하기 위한 기본 과정을 예시한 도이다.

도 8과 도 9는 본 발명에 따른 불규칙적인 얇은 크랙커를 생산하기 위한 다른 제1실시예와 제2실시예를 도시한 도이다.

도 2와 3에서, 본 발명에 따른 장치의 구조적인 배치를 보여준다. 예시된 장치는 통상의 몰딩 유닛을 위한 하나의 구동을 갖는 크랙커의 대량생산을 위한 멀티-다이 배열을 보여준다.

아랫 방향으로 향하는 다수의 상부 다이 헤드(2)를 가지는 가열된 고정 상부 다이판(1)은 장치 프레임(20)의 윗부분에 탑재된다. 고정 상부 다이판(1)의 아래에 수직방향으로 간격을 둔 다수의 상방향의 하부 펀치 헤드(4)를 갖는 가열된 가동 하부 다이판(3)이 제공되는 데, 그 가동 하부 다이판(3)은 이동가능한 지지대(5) 위에 의해 지지된다. 상부 다이헤드(2)와 이동가능한 하부 펀치 헤드(4)는 정확히 직선으로 배치된다. 가동 링 다이(6)는 고정 상부 다이판(1)과 가동 하부 다이판(3) 사이에 배열되고, 다수의 다이홀(7)을 포함한다. 상기 다이 홀(7)에는 상부 다이 헤드(2)와 하부 펀치 헤드(4)가 수용된다. 도 2에서는 상기 가동 링 다이(6)가 하강 위치에 있는 것을 보여주는 데, 그 하강 위치에서는 하부 펀치 헤드(4)가 다이 홀(7)에 미끄러질 수 있게 침투하도록 가동 하부 다이판(3)에 지지된다. 가동 링 다이(6)의 위아래 움직임은 장치의 상부 프레임에 고정된 유압실린더(8)에 의해 작동된다. 이동가능한 하부 다이판(3)의 지지대(5)는 유압실린더(10)의 샤프트(9), 전형적으로 오일-압력 주입(oil-pressure feed)과 회수라인의 수단들에 의해 유압 동력 시스템(11)과 역동적으로 연결되는 더블 동작 피스톤을 갖는 실린더 유닛에 의해 직접 운반된다. 적당한 밸브들이 유압 동력 시스템의 오일 저장소(17)의 근처에 유닛(16)으로서 모였다. 유압실린더의 작동시에 실린더 피스톤의 구동 샤프트(9)는 원하는 상하운동의 주기를 따르는 수직 방향으로 선택적으로 배치되며, 조종패널(15)에 연결된 장치의 PLC 유닛에 의해 지시받고 제어됨에 따라 일시적으로 멈춘다.

도 3의 숫자 12, 13은 각각 녹말 원재료를 굽기용 몰드에 공급하기 위한 주입관인 원재료 저장용기를 가리킨다. 부풀림이 끝난 스낵들은 방출로(14)를 통해 제품 저장통 또는 콘베이어 벨트(14')로 방출된다.

유압잭 또는 유압실린더(10)는 장치 프레임의 하부 빔(beam) 또는 판 위에 고정되고, 그 실린더 축은 튼튼히 수직으로 다수의 다이판 (1)과 (3)의 중심축과 함께 수직으로 굳건히 배열된다.

장치의 앞쪽 면위에는 제어와 조종패널(15)이 제공되고, 그에 의해 필요한 생산 주기 세팅이 효과적이고 적절하게 된다. 게다가 다이판 (1), (3)의 열이 제어되고 실제로 굽는 온도가 감시된다. 도 1, 5 내지 9에 의하면 조종패널(15)과 연결되는 PLC유닛(미도시)은 미리 정해진 온도, 시간과 수많은 다른 전형적인 제조 과정 주기를 실행하기 위한 유압 시스템 척도들을 가진 표준적인 프로그램들을 포함할 수도 있다.

실제 다이의 움직임에 대한 보다 상세한 작동 과정은 도 1을 참조하면 더 잘 이해될 수 있다.

1단계, 2단계는 크랙커가 방출되고 베이킹 몰드 안에 과립형 물질의 주입이 예시되어 있다. 원재료 물질(30)이 놓여진 미끄럼판(13)이 1단계의 상부 다이 헤드(2)와 하부 펀치 헤드(4) 사이의 간격으로 들어가고, 그 때 후자는 하부 펀치 헤드(4)의 상단 표면은 동등하게 낮아진 가동 링 다이(6)의 상단 테두리보다 위에 연장되는 낮아진 크랙커 밀어내기(push-out) 위치에 놓이게 되고, 부풀린 크랙커는 미끄럼판(13)을 주입함에 따라 밀려난다.(6단계 참조) 2단계에서 가동 하부 다이판은 미끄럼판(13)이 필요한 양의 원재료 물질(30)을 내부에 공급하는 낟알 채우는 컵을 링 다이홀(7) 안에 형성하기 위해 아래로 이동된다. 3단계에서 낮아진 가동 하부 다이와 링 다이 모두 위로 이동되고 원재료 물질은 상부 다이판과 링다이로 닫혀진 다이 캐비티의 경계를 정하는 타워 가동 하부 다이판의 뜨거운 하부 펀치 헤드(4) 사이에서 가열되고 압축된다. 굽는 위치는 녹말을 함유한 곡식 재료나 곡류 혼합물 또는 작은 입상물질 등을 젤라틴화하고 형태가 없는 모양으로 만들기 위해 수 초간 유지한다.

4단계에서 가동 링 다이는 상부 다이 헤드(2)와 대향하여 봉해진 채로 상승된 위치가 유지되나, 가동 하부 다이판은 여전히 링 다이 안에 한정된 낮은 위치를 향해 재빨리 이동되고, 거기서 미리 결정된 팽창 부피의 경계를 정한다. 갑작스런 압력하강의 결과로 젤라틴화되고 열에 의해 부드러워진 물질이 느슨해진 기체(증기)와 함께 스스로 계속하여 부풀려진 크랙커(30')(self-sustaining puffed cracker)를 형성하기 위해 아랫방향으로 폭발적으로 확장될 것이다. 5단계에서 링다이는 6단계의 과정에서 묘사된 바와 같이 펀치 헤드 위에 놓여진 크랙커가 주입 미끄럼판(13)에 의해 방출될 수 있도록 하는 위치인 몰드 개방 위치를 향해 펀치 헤드(4) 보다 더 하강된다.

4단계에서의 팽창부피의 조절과 운반가능한 가동 하부 다이판의 최적의 하강속도가 원하는 크랙커 형태와 질에 결정적이다. 완전하고 자유로운 곡류 팽창은 미리 설정된 팽창 부피가 최대치보다 낮지 않을 때 획득될 수 있다. 뜨겁게 압축된 곡류의 질량의 팽창 잠재력과 후퇴된 펀치 헤드의 하강속도는 앞으로 전파되는 물질의 팽창속도보다 본질적으로 작지 않다. 충분한 그러나 부분적으로는 제한된 팽창은 미리 설정된 팽창부피가 충분할 때 얻을 수 있으나 팽창하는 물질은 가동 하부 다이판의 하강속도보다 훨씬 빠르게 전파한다. 즉, 팽창 전면은 이동하는 가동 하부 다이판을 끊임없이 때리고밀어서 상대적으로 늦은 속도로 하강하게 한다.

모든 잠재적인 팽창 부피를 위해 요구되는 것보다 더 작은 팽창 부피에 대응하는 기계 세팅은 부풀린 크랙커에 상대적으로 큰 밀도가 발생하지만 자유 팽창 크랙커보다 더 큰 독특한 결합력과 더 평탄한 외부 표면이 발생하게 한다.

이어서 전범위의 가능한 팽창정도, “풀앤프리(full and free)"팽창에서 다른 극도의 ”부분적 및/또는 완전히 제한된(partial and/or fully constrained)" 팽창들은 전통적인 구동과 제어를 갖는 기존의 부풀리기 장치로는 가능하지 않다는 것을 이해해야 한다.

본 발명에 따른 제조 장치와 제조방법은 이러한 목적을 가능하게 하는데, 그러한 많은 바람직한 크랙커의 품질을 위해 팽창부피와 필요한 가동 하부 다이판 속도의 견지에서 새로운 구동과 제어 개념을 달성하기 위해 장치의 세팅은 충분히 크고, 정확히 조절가능하고, 간단하다. 상기 두 척도 중 후자는 다음에 의해 쉽게 조절가능하다. 가동 링 다이와 관계있는 후퇴하는 가동 하부 다이판의 마지막 위치를 선택/미리설정(selecting/presetting), 선택적으로는 가동 링다이의 선택된 확장된 높이 차원의 결합 및/또는 상부 다이 헤드(2)와 관계있는 링 다이의 상부 위치 조절의 결합한다. 전자인 팽창척도는 고정된 상부 몰드에 대향하여 눌러진 오로지 하나의 아래로 이동하는 펀치부재 사이의 직접 결합과 구동 작용의 사용에 의해 가능하게 될 수 있고 제어하게 될 수 있는데, 여기서 펀치 후퇴 속도는 실린더 피스톤 유닛의 내부 디자인을 바꿈으로서 더욱 조절가능하다.

새로운 장치 개념은 중력에 의해 지지된다는 부가적인 이점을 가지고 있다. 즉, 가동 하부 다이판과 그것을 떠받히는 지지대의 무게, 그 둘 다 하부 펀치 헤드의 아랫방향 이동을 지지한다.

또한, 오직 하나의 압력-구동 몰드 부재(pressure-driven mould element)를 갖는 본 장치는 직접 연결된 유압실린더 유닛으로서 놀랍고 현저하게 기계작동과 필요한 세팅을 간단하게 하여 디자인된 하나의 구동만을 필요로 한다. 이것은 본 장치를 덜 비싸게 하고 그와 동시에 사용에 있어서 더욱 믿을 만하게 한다.

세팅과 제어는 선택된 유압 구동 척도들의 견지에서 측정한다. 작동결과와 피스톤과 피스톤 스트로크의 타이밍은 변위 탐지기 및/또는 스위치로 제어한다. 이러한 결합에서 선택된 과정 주기(PLC, 피스톤 스트로크 타이밍과 거리)의 가동 하부 다이판의 즉각적인 응답은 실린더 유닛 내부와 실린더로부터 유압 동력 시스템, 되도록이면 실린더에 가까운 또는 실린더 구동 유닛에 직접 탑재된 동력 발생/펌프 유닛에 배치된 적절한 빠른-동작(quick-action) 밸브 수단에 의해 지지되는 유압 동력 시스템까지의 최적의 오일 흐름 정렬(inflow resp. return flow)에 의해 보다 더 향상될 수도 있다. 상기 특징들은 장치의 응답시간을 단축시키고 팽창 제어 정확성을 지지한다.

도 4는 도 2와 도 3의 가동 하부 다이판(3)을 직접 구동하는데 적합한 단일의 피스톤 타입 유압실린더(10)의 더 나은 설계를 보여준다. 피스톤 샤프트(9')는 하부 지지대(5)를 연결/지지하는 부재(9)와 직접 연결되어 있다. 오일 포트 (21)과 (22)는 유압실린더 및/또는 회수 라인으로부터 펌프와 압력 조절기를 포함하는 오일 저장소(17)까지 압력 오일 주입 라인과 연결할 수 있다. 예를 들면 빠른-스위칭 전기기계적인 또는 전자기적인 타입의 4/3 타입 밸브 같은, 적절한 밸브들은 압력 오일을 각각의 실린더 피스토 체임버로 돌리기 위해 그리고 각각의 실린더 피스톤 체임버로부터 오일을 회수하기 위해 도 1의 PLC-조절된(controlled) 싸이클 과정 1에서 6까지의 과정에 따라 원하는 스위치 위치에서 작동된다.

도 4로부터 보여질 수 있는 바와 같이, 실린더-피스톤은 실린더의 상부와 하부 체임버에 배치되는 오일부피 V1과 V2가 아주 다르도록 설계되는 계단식 구조로 되어 있다. 실린더 피스톤이 위쪽 위치(pressure-baking)에 올려졌을 때 그 후 회수 팽창 스트로크는 빠른 피스톤 움직임이 필요하고 따라서 빠른 오일의 방출이 필요하며, 상응하는 스트로크 길이에 관하여 작은 부피V1을 제공함에 의해 후자는 높아지며, 그것에 의하여 피스톤의 상대적인 속도에 대비한 팽창 속도와 부피가 제어된다.

도 5는 도 1에서 계획된 제조과정을 도시하고 있는데, 도 4의 설계에 따른 유압실린더(10)로 실행이 가능하다.

도 5의 좌측에는 유압 동력 시스템(펌프 P와 저장소R이 보여짐)과 직접 유압실린더(10) 사이에 적당한 오일 회로와 밸브 정렬(스위치 위치는 a,b)이 도식적으로 배치되어 있다. 이 제조 실시예는 적당한 척도 세팅을 가지고 높은 속도에서 자유 팽창을 하게 한 것이지만, 이 실시예는 점진적으로 더 제한된 팽창 조건에도 또한 적합하다.

도 6은 같은 제조 과정을 도시한 것이나 이 경우에는 직접 유압실린더가 한 쌍의 피스톤/실린더 유닛으로서 설계된 것이다. 이 직접 구동 실시예는 두개의 실린더 피스톤 중의 하나에 고정된 회수 위치를 줌으로써 완벽하고 정확하게 미리 설정된 팽창부피가 유지될 수 있기 때문에, 팽창된 크랙커의 두께에 대한 정밀한 제어를 할 수 있도록 한다. 따라서, 이 두 번째 실시예는 높은 팽창속도의 이점을 가짐과 동시에 팽창된 제품의 원하는 두께의 정확한 조절이 가능하게 한다.

상기 두 실시예에 있어서 모두 선택한 크랙커의 크기를 균등하게 하는 과정은 4과정과 5과정 사이에 제공될 수 있다.

도 7 내지 도 9는 도 1, 5, 6에서 보여진 제조과정 싸이클이 확장되었고, 따라서 도 7에 도시된 바와 같이 최종 팽창 과정 6 이전의 중간 재압축 과정 5가 뒤 따르는 중간의 부분적인 팽창 과정 4의 조합에 의해 더 최적화되었다. 도 7의 제조과정 싸이클에 의해 충분히 팽창된 제품이 얻어질 수 있다고 보여진 것처럼 매우 바삭한 불규칙한 칩 모양의 제품이 만들어질 수도 있으며, 한편 도 1에 따른 제조 과정으로부터의 제품은 불규칙한 거친 표면 보조개를 가진 더 규칙적인 크랙커의 형태를 갖는다.

도 8과 9는 도 7의 제조 싸이클을 실행하기 위한 두 개의 작동하는 장치 대안들을 예시하고 있다.

사실 본 발명에 따른 단지 가동 하부 다이판의 직접 유압 구동 수단을 갖는 부풀림 장치는 유압 실린더 설계와 상응하는 조정 프로그램이 다른 두가지 주요 실시예로 구체화될 수 있다. 도 1, 4, 5, 7, 8에 따른 첫 번째 그룹의 실시예에서는 단일의 실린더 유닛이 제안되고, 그것은 다양한 형태를 갖는 자유로이 팽창된 스낵의 생산에 가장 적합하며, 여기서 스낵 두께의 정확한 제어는 필수적이지 않으나 팽창속도는 중요하다. 이 실시예는 프라이드 칩과 유사한 불규칙한 모양의 얇고 바삭한 제품의 생산을 가능하게 하지만, 또한 다양한 두께와 표면조직을 가지는 미니 크랙커의 생산에도 적합하다.

두 번째 그룹의 실시예, 특히 도 6, 9에 의한, 팽창 두께에 대한 정확한 제어를 이용한다. 얻을 수 있는 부풀린 스낵들은 일정한 케이크 또는 일정한 두께의 와퍼 제품들까지 다양하다.

상기의 설명과 그 관련된 그림들에는 본 발명의 실시예로서 선호될 것이라 믿어지는 것들을 서술해 왔다. 그러나, 기술에 능통한 사람들은 본 발명의 혁신적인 기본 사상을 벗어나지 않고서도, 예를 들면, 구조적인 구성요소의 설계에 있어서, 실린더/피스톤 유닛과 밸브 정렬과 제어수단들(PLC 등), 치환과 구성요소의 수정이 만들어질 수 있다고 깨달을 것이다. 첨부된 청구항에서 규정된 발명의 진실한 범위에 드는 모든 장치 변형과 조합들의 보호가 필요하다.

원하는 모양과 차원의 팽창된 크랙커의 제조와 관련된 본 발명은 곡류의 원재료, 곡류의 혼합물 및 팽창 가능한 녹말을 적당한 양만큼 포함한 다른 원재료를 가압하여 제조하는 것에 관한 것이다.

Claims (10)

1. 상부 몰드부와 상기 상부 몰드부와의 사이에 움직일 수 있는 몰드부가 있는 하부몰드부를 포함하는 가열된 몰드안에서 녹말을 함유한 원재료를 가압하여 굽고 팽창시키고 또한 구동수단과 팽창수단을 더 포함하여 구성되는 팽창된 크랙커 제조 장치에 있어서,

   (a) 상기 몰드부들은, 1개 또는 1개 이상의 아래쪽으로 향하는 상부 다이 헤드(2)들을 포함하고 상부 프레임에 분리가능하게 조정되며 고정된, 가열가능한 고정 상부 다이판(1); 상기 상부 다이 헤드(2)들을 수용하게 배치된 1개 또는 1개 이상의 상방향으로 향한 하부 펀치 헤드(4)를 포함하고, 상기 상부 다이판(1)에 대하여 상하방향으로 움직이도록 된 가열가능한 가동 하부 다이판(3); 상기 상부 다이판(1)과 상기 가동 하부 다이판(3) 사이에 배치되고, 상기 상부 다이 헤드(2)와 하부 펀치 헤드(4)를 수용하게 배치된 하나 또는 하나 이상의 다이 홀(7)을 가지며, 상기 상부 다이판(1)과 가동 하부 다이판(3)에 대하여 상하방향으로 이동하여, 상기 상부 다이 헤드(2)와 하부 펀치 헤드(4)중 어느 하나가 캐비티를 형성하기 위하여 상기 다이 홀(7)안으로 슬라이드 가능하게 수용되는, 가열가능한 가동 링 다이(6);를 포함하고,

   (b) 상기 구동 수단은, 상기 가동 하부 다이판(3) 또는 하부 펀치 헤드(4)에 직접 연결되고, 상기 가동 하부 다이판(3)의 아래에 설치되는 적어도 한 개의 유압 실린더(10)를 포함하되, 상기 유압실린더(10)의 피스톤은 상기 가동 하부 다이판(3)의 지지대(5)와 수직방향으로 정렬되게 배치된 피스톤 샤프트(9')를 가지고,

   (c)상기 유압실린더(10)는 다른 체적의 계단모양의 내부 체임버를 포함하고, 상기 내부 체임버는 오일 배출량에 차이를 두어 상방향보다 빠른 속도로 하방향으로 피스톤을 움직이도록 된 것을 특징으로 하는 팽창된 크랙커 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유압실린더(10)는 2개의 수직방향으로 정렬된 유압실린더의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창된 크랙커 제조 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 가열가능한 가동 하부 다이판(3)의 내부에는, 가압되어 구워진 생산물의 팽창부피를 조절하고 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창된 크랙커 제조 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 하부 펀치 헤드(4)에서 상기 유압실린더(10)의 피스톤의 수축속도를 제어하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창된 크랙커 제조 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 유압실린더(10)는 상부 오일 포트(21)와 하부 오일 포트(22)를 포함하고, 상기 오일 포트에 연결되는 2개 오일 라인은 각각 교대로 고압 오일 소스와 제조 장치의 수력 시스템의 오일 회수 저장소에 연결되고, 상기 2개의 오일라인은 교대로 오일라인들을 고압급유펌프 연결과 오일 회수 저장소 연결을 동시에 스위칭할 수 있는 밸브 유닛을 통과하는 것을 특징으로 하는 팽창된 크랙커 제조 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 유압실린더(10)에 연결된 유압 동력 시스템(11,16,17)과, 상기 가동 링 다이(6)의 작동 수단에 작용하는 제어 및 조정 수단을 더 포함하여, 독립적으로 상부 다이판(1)과 서로 관계있는 하부펀치헤드(4)와 가동 링 다이(6)의 이동과 위치선정, 일시적으로 유지 또는 가압이 가능하게 하며, 그 중에 상기 유압실린더의 피스톤의 어느 한쪽면에 선택적으로 작용하는 압력 하에 있는 오일 흐름에 의해 미리 결정된 스트로크 길이의 시간동안 원하는 방향으로 실린더 피스톤이 배치되며, 상기 압력 오일 흐름은 유압실린더의 피스톤의 상부 체임버로의 첫 번째 오일 주입 라인과 유압실린더 피스톤의 하부 체임버로부터의 두 번째 오일 회수 라인이 통과하는 다수의 위치 밸브의 선택적인 작동과 위치선정에 의해 상기 유압 동력 시스템으로부터 운반되며, 상기 두 오일 라인은 상기 다수의 위치 밸브의 제어 위치에 따라 압력 오일 주입 또는 오일 회수가 선택적으로 스위치되는 것을 특징으로 하는 팽창된 크랙커 제조 장치.
7. 상기 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 제조 장치를 이용하여 팽창된 크랙커를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 제조방법은,

   주어진 양의 녹말을 함유한 원재료를, 가열된 가동 하부 다이판(3)과 하부 펀치 헤드(4)에 의해 형성된 캐비티에 주입하는 단계, 가동 하부 다이판(3)과 하부 펀치 헤드(4)를 가열된 고정 상부 다이판(1)에 대향하여 이동시킴으로서 원재료를 압축하고 굽는 단계, 유압실린더(10)로 압력하에서 가동 하부 다이판(3)를 유지시키는 단계, 적당한 정도로 적당한 시간 동안 가동 하부 다이판(3)을 아래쪽으로 느슨하게 하여 부분적인 팽창을 선택적으로 실행하고 이어서 가동 하부 다이판(3)을 위로 이동함으로서 재압축을 실행하는 단계, 캐비티 내부에서 가동 하부 다이판(3)을 주어진 거리만큼 재빨리 후퇴시킴으로서 적당한 정도로 가압되어 구워진 원재료를 팽창시키고 가동 하부 다이판(3)을 적당히 짧은 시간 동안 그 위치를 유지하도록 하는 단계, 두께 평형을 위해 팽창된 크랙커를 선택적으로 가볍게 재압축하는 단계, 캐비티가 완전히 개방되고 팽창된 크랙커가 가동 하부 다이판(3)의 표면 위에 자유로이 놓일 수 있도록 가동 하부 다이판(3)과 하부 펀치 헤드(4)를 아래로 이동시키는 단계, 및 가동 하부 다이판(3)에서 팽창된 크랙커를 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 팽창된 크랙커를 제조하는 방법.
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