การตัดและการปิดปาก: ชัตเตอร์ตัดแท่งห่อไส้ให้เป็นทีละลูกได้อย่างไร
ขั้นตอนสุดท้ายจากแท่งยาวสู่ลูกกลม
สิ่งที่ การอัดรีดร่วม สร้างขึ้นคือแท่งยาวต่อเนื่องที่ “ไส้อยู่ตรงกลาง แป้งหุ้มอยู่ด้านนอก” การจะให้กลายเป็นซาลาเปา (包子) ไดฟุกุ (大福) หรือโคร็อกเกะ (可樂餅) ทีละลูก ต้องอาศัยกลไกตัดที่อยู่ใต้หัวฉีดโดยตรง ซึ่งในวงการมักเรียกว่า “ชัตเตอร์” (shutter) เพราะลักษณะการหุบเข้าคล้ายม่านรับแสงของกล้องถ่ายรูป (iris)
โครงสร้างของชัตเตอร์
สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา US6709256B2 ของ RHEON (雷恩) (ยื่นสิทธิ์ก่อนที่ญี่ปุ่นในปี 2000 ผู้ประดิษฐ์รวมถึง Torahiko Hayashi (林虎彥)) และ US8359973B2 (สิทธิ์ก่อนปี 2007) ต่างอธิบายโครงสร้างพื้นฐานแบบเดียวกัน:
- ตัวเรือนรูปวงแหวน ภายในมีจุดหมุนหลายจุดเรียงห่างเท่ากันตามแนวเส้นรอบวง
- จุดหมุนแต่ละจุดเชื่อมกับใบมีดชัตเตอร์หนึ่งใบ จำนวนใบมีดในสิทธิบัตรเขียนว่า “หลายใบ” ขึ้นอยู่กับรุ่น
- เมื่อจุดหมุนหมุนไปทางหนึ่ง ใบมีดจะกางออก เหลือรูกลมตรงกลางให้แท่งยาวผ่าน เมื่อหมุนกลับทาง ใบมีดจะหุบเข้าหาศูนย์กลางพร้อมกัน รูกลมหดเล็กลงจนปิดสนิท
- ใบมีดเชื่อมโยงกันด้วยเฟืองหรือก้านต่อ ใบมีดทุกใบจึงเปิดปิดพร้อมกัน
ใบมีดที่สิทธิบัตรอธิบายมีส่วนที่ยื่นเข้าด้านในบริเวณกลางใบซึ่งเป็นส่วนที่หนาที่สุด เมื่อปิด ขอบล่างของใบมีดจะมาบรรจบกันที่จุดศูนย์กลาง ทำให้ก้นของผลิตภัณฑ์เรียบ
ขณะตัด สายพานลำเลียงด้านล่างทำอะไร
หากอาศัยเพียงการหุบของชัตเตอร์ แท่งยาวจะถูก “รัดขาด” แต่ก้นผลิตภัณฑ์ไม่มีสิ่งรองรับ จึงเสียรูปได้ง่าย สายพานลำเลียงใต้ชัตเตอร์จึงมีช่วงหนึ่งที่ยกขึ้นลงได้:
- ขณะแท่งยาวถูกอัดลงมา สายพานยกขึ้นรับก้นของแท่ง
- ขณะชัตเตอร์หุบ สายพานรองก้นไว้ ชัตเตอร์และสายพานเลื่อนลงพร้อมกัน
- ชัตเตอร์ปิด แท่งยาวขาดออก ผลิตภัณฑ์อยู่บนสายพานและถูกส่งออกไป
- ชัตเตอร์เปิดและกลับขึ้นด้านบน สายพานก็ยกกลับตำแหน่งเดิม รอชิ้นถัดไป
US8359973B2 ระบุว่า การผสาน “รองรับจากด้านล่าง + ชัตเตอร์ตัด” นี้เองที่ทำให้ผลิตภัณฑ์มีรูปลักษณ์ใกล้เคียงทรงกลม สิทธิบัตรนี้ยังเปลี่ยนให้การเปิดปิดและการเคลื่อนขึ้นลงของชัตเตอร์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ตัวเดียวและเพลาเดียวกัน หมุนหนึ่งรอบครบหนึ่งรอบการทำงาน ทำให้โครงสร้างและการควบคุมง่ายขึ้น
ทำไมชัตเตอร์ตัดแล้วไส้ไม่ทะลัก?
หัวใจอยู่ที่การ “รวบ” ไม่ใช่การ “ตัดเฉือน” การตัดแบบกรรไกรจะทิ้งหน้าตัดที่ไส้โผล่ออกมา แต่ชัตเตอร์หุบเข้าหาศูนย์กลางจากทุกทิศพร้อมกัน ระหว่างหุบจะดันแป้งหุ้มให้รวมเข้าหาศูนย์กลาง แป้งหุ้มจะปิดรอยตัดก่อน แล้วจึงประกบกันที่จุดศูนย์กลางในท้ายที่สุด สิทธิบัตรระบุว่าขณะตัดต้อง “ให้ไส้ยังคงอยู่ในสภาพถูกห่อหุ้ม”
แน่นอนว่าไส้จะทะลักหรือไม่ยังขึ้นกับเงื่อนไขอื่นด้วย:
- ความยืดของแป้งหุ้ม: แป้งหุ้มแห้งหรือเปราะเกินไปจะแตกเมื่อถูกรวบ
- อัตราส่วนแป้งหุ้มต่อไส้: ถ้าแป้งหุ้มบางเกินไป ที่ปากจะไม่มีแป้งหุ้มเพียงพอให้ประกบกัน ดูที่ อัตราส่วนไส้
- ติดใบมีดหรือไม่: แป้งหุ้มที่ติดใบมีดจะถูกดึงจนขาด จึงมีการออกแบบที่โรยแป้งหรือใช้ชัตเตอร์แบบไม่ติด ดูที่ การโรยแป้งและกันติด
ความเร็วการตัดมีผลต่อรูปทรงอย่างไร
US6709256B2 แบ่งหนึ่งรอบการทำงานของชัตเตอร์เป็นสี่ช่วง: ปิด คงสภาพปิด เปิด และคงสภาพเปิด และสามารถปรับความเร็วเฉพาะช่วงปิดได้โดยไม่เปลี่ยนรอบเวลารวม หมายความว่าผู้ผลิตถือว่า “ปิดเร็วแค่ไหน” เป็นเงื่อนไขที่ปรับได้
เมื่อมองจากกลไก ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วการปิดกับรูปทรงโดยประมาณเป็นดังนี้:
- ชัตเตอร์ปิดช้า แท่งยาวยังถูกอัดออกมาต่อเนื่องขณะปิดปาก ผลิตภัณฑ์จึงถูกดึงให้ยาวได้ง่าย และแป้งหุ้มที่ปากก็หนากว่า
- ปิดเร็วเกินไป แป้งหุ้มถูกพาเข้าหาศูนย์กลางไม่ทัน ที่ปากอาจบางหรือเกิดรอยแยก
- ระยะและจังหวะการเลื่อนลงของสายพานรองรับ มีผลว่าผลิตภัณฑ์จะเป็นลูกกลม แบนลงเล็กน้อย หรือสูงขึ้นเล็กน้อย
นอกจากนี้ “ช่วงห่าง” ของการทำงานของชัตเตอร์ยังกำหนดความยาวของแท่งแต่ละช่วง การปรับความยาวของ KASEIJIN (火星人) CN700 ของ RHEON ระบุเวลาหยุดเป็นช่วงของชัตเตอร์ไว้ที่ 1～99 วินาที ยิ่งช่วงห่างนาน ภายใต้ความเร็วการจ่ายเท่าเดิม แต่ละช่วงก็ยิ่งยาว จึงเปลี่ยนจากลูกกลมเป็นทรงกระบอกสั้นหรือทรงแท่งได้ ดูที่ รูปทรงสามแบบ
วิธีตัดอื่นนอกจากชัตเตอร์
ไม่ใช่ทุกผลิตภัณฑ์ที่ใช้ชัตเตอร์ แท่งยาวที่อัดออกมาต่อเนื่องสามารถตัดด้วยลวดเหล็กหมุน (เหมาะกับแป้งคุกกี้) มีดอัลตราโซนิก (หน้าตัดเรียบ เหมาะกับแป้งที่มีถั่วหรือผลไม้แห้ง) หรือใบมีดกิโยติน (guillotine) ตัดเป็นท่อน เครื่องหลายแถวขนาดใหญ่ยังมี “ชัตเตอร์แบบหมุน” ซึ่ง Mega Former ของ RHEON ใช้การออกแบบนี้
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: แท่งที่ห่อไส้แล้วกลายเป็นลูกกลมได้อย่างไร?
ตอบ: ชัตเตอร์หุบเข้าจากรอบด้าน รัดแท่งให้ขาดและรวบแป้งหุ้ม ขณะที่สายพานด้านล่างรองก้นและเลื่อนลงพร้อมกัน ผลิตภัณฑ์จึงเป็นลูกที่ใกล้เคียงทรงกลม
ถาม: ทำไมชัตเตอร์ตัดแล้วไส้ไม่ทะลัก?
ตอบ: ชัตเตอร์หุบจากรอบด้านเข้าหาศูนย์กลาง ขณะหุบจะดันแป้งหุ้มให้รวบปิดรอยตัด ตราบใดที่แป้งหุ้มยืดได้และหนาพอ รอยตัดก็จะถูกแป้งหุ้มปิดไว้
ถาม: ความเร็วการตัดมีผลต่อรูปทรงไหม?
ตอบ: มีผล ความเร็วในการปิด และจังหวะการขึ้นลงของสายพานรองรับ ล้วนมีผลต่อความกลมของผลิตภัณฑ์และความหนาบางของปาก ส่วนช่วงห่างของชัตเตอร์กำหนดความยาวของแต่ละชิ้น
ถาม: ใบมีดชัตเตอร์สึกหรอไหม?
ตอบ: ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทุกชิ้นย่อมสึกหรอ หากเปิดปิดไม่คล่องหรือปิดปากไม่เรียบร้อย ต้องหยุดเครื่องและตัดไฟก่อนตรวจสอบ สำหรับอะไหล่ของรุ่นเฉพาะ สอบถามได้ที่โทร 06-257-4644