JP2000321253A - クリーム類のホイップ状態モニタリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホイップを一時停止させることなく、簡単な
操作で、クリーム類のホイップ状態の変化を容易にモニ
タリングする方法、及び該方法に用いる装置の提供。 【解決手段】 クリーム類のホイップによる体積変動に
応じて得られるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を含み、
かつ該共鳴周波数の±２５％の周波数の範囲内の、任意
の範囲の当該全周波数の音波をクリーム類に発振し、そ
れによって得られる音圧を測定することを特徴とするク
リーム類のホイップ状態モニタリング方法；及び両端が
開放された音響管が接続され、該音響管以外に外部と連
通していない、ヘルムホルツ共鳴器を構成するクリーム
類ホイップ用容器と、音源と、該クリーム類ホイップ用
容器に音響的に結合されたマイクロホンと、該ヘルムホ
ルツ共鳴器の共鳴周波数を含み、かつ該共鳴周波数の±
２５％の周波数の範囲内の、任意の範囲の当該全周波数
の音波の音圧を検出する手段と、を備えた装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘルムホルツ共鳴
を用いたクリーム類のホイップ状態のモニタリング方法
及び該モニタリング方法に用いる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホイップクリームは、洋菓子の製造にお
ける仕上げ時のトッピング、デコレーションや、ムース
等の気泡含有菓子等に用いられる。

【０００３】クリームのホイップは、通常以下のように
進行する。（１）ホイップ初期は、気泡を取り込んで
も、クリームの粘度が低いため、気泡は容易に合一、破
壊されてしまい、不安定である。（２）ホイップの進行
に伴い、脂肪球の乳化膜が一部破壊され、裸出した遊離
脂肪やタンパク質が気泡を取り囲んで次第に体積が増加
し、それに伴い粘度も増加していく。（３）やがて非常
に微細な気泡を取り込んで、体積が最大となる。（４）
さらにホイップを続けると、体積はやや減少するが、粘
度が増大して硬度が最大となる。（５）その後体積、硬
度（粘度）ともに減少し、クリームはいわゆる肌荒れを
起こして終了する。

【０００４】クリームをホイップする場合、目的に応じ
た最適状態でホイップを終了しなければならない。例え
ばムースに用いる場合、クリームの体積が大きく、粘度
が低い状態で終了させることが好ましく（上記（３）の
状態）、トッピングやデコレーションとして用いる場
合、粘度（硬度）が高い状態で終了させることが好まし
い（上記（４）の状態）。いずれの場合も、肌荒れを起
こした状態では商品価値が著しく損なわれるため、肌荒
れが生じるまでホイップしないことが必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クリー
ムのホイップは通常４〜１０分程度で終了し、その間の
物性変化は非常に激しい。かかる物性変化を目視で確認
しながら、ホイップの最適状態を見出すことは非常に難
しく、職人的熟練が必要である。また、体積、粘度、硬
度等を測定することにより最適状態を検索する方法で
は、測定が煩雑であること、また測定の毎にホイップを
一時停止せねばならないため、物性の経時変化が連続ホ
イップした場合とは異なってしまうという問題がある。

【０００６】したがって本発明は、ホイップを一時停止
させることなく、簡単な操作で、クリーム類のホイップ
状態の変化を容易にモニタリングする方法、及びかかる
モニタリング方法に用いる装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、まずヘルム
ホルツ共鳴に着目した。ヘルムホルツ共鳴による共鳴周
波数は、共鳴器の体積と特定の関係を有することから、
該共鳴周波数を測定すれば、クリームの体積が測定でき
ると考えた。しかし、ホイップされたクリームは、内部
に気泡を有しているため、音波がクリームに吸収され、
音圧が小さくなり、共鳴周波数のピークが存在しなくな
る結果、共鳴周波数を検出できなくなるという問題があ
った。また、ホイップ状態は、体積のみならず、粘度
（硬度）とも密接な関係を有するが、共鳴周波数と粘度
（硬度）との間に相関性はないことから、共鳴周波数に
よりホイップ状態をモニターすることは困難であった。

【０００８】そこで本発明者は、さらに研究した結果、
共鳴周波数を中心とした任意の範囲の全周波数の音波を
ホイップクリームに発振し、その音圧を測定すれば、全
く意外にも、該音圧によりクリームのホイップ状態がモ
ニタリングできることを見出し、本発明を完成した。

【０００９】すなわち本発明は、クリーム類のホイップ
による体積変動に応じて得られるヘルムホルツ共鳴の共
鳴周波数を含み、かつ該共鳴周波数の±２５％の周波数
の範囲内の、任意の範囲の当該全周波数の音波をクリー
ム類に発振し、それによって得られる音圧を測定するこ
とを特徴とするクリーム類のホイップ状態モニタリング
方法を提供するものである。本発明はまた、両端が開放
された音響管が接続され、該音響管以外に外部と連通し
ていない、ヘルムホルツ共鳴器を構成するクリーム類ホ
イップ用容器と、音源と、該クリーム類ホイップ用容器
に音響的に結合されたマイクロホンと、該ヘルムホルツ
共鳴器の共鳴周波数を含み、かつ該共鳴周波数の±２５
％の周波数の範囲内の、任意の範囲の当該全周波数の音
波の音圧を検出する手段と、を備えたクリーム類のホイ
ップ状態モニタリング装置を提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に本発明のモニタリング方法
を実施するための装置の一例を示す。ヘルムホルツ共鳴
器を構成するクリーム類ホイップ用容器２は、ホイップ
用容器本体２１と容器カバー２２とからなる。ホイップ
用容器本体２１と容器カバー２２との接合部分は、空気
の出入りが遮断されている。両端が開放された音響管３
は、内側開口部３１で容器カバー２２と接続している。
クリーム類ホイップ用容器２の内部は、音響管３の外側
開口部３２以外は外部と連通していない。４は音源であ
る。音源４から、音響管３の外側開口部３２を介して音
波が発振される。５はマイクロホンであり、該音波の音
圧を検出する。６はホイッパーである。ホイッパー６
は、それ自身の中心軸を中心軸として回転する（以下該
回転を「自転」という）とともに、ホイップ用容器本体
２１の中心軸を中心軸として、ホイップ用容器本体２１
の内壁に沿って周回動する（以下該回転を「公転」とい
う）。

【００１１】クリーム類をホイップすると、気泡を取り
込みながら、体積が次第に増加する。ヘルムホルツ共鳴
器であるクリーム類ホイップ用容器の体積をＷ、気泡を
取り込んだクリーム類の体積をＶ、音響管の管長をＬ
ｌ、その開口端補正量をＬｃ、音響管の断面積をＳ、音
速をｃとすると、共鳴周波数ｆは、次式で表される。

【００１２】

【数１】 ｆ＝（ｃ／２π）√Ｓ／｛（Ｌｌ＋Ｌｃ）（Ｗ−Ｖ）｝

【００１３】数１式から明らかなように、共鳴周波数ｆ
は、クリーム類の体積Ｖの増加にしたがって増加する。
本発明においては、任意の時点のホイップ状態をモニタ
ーするために、その時点の共鳴周波数を含み、かつ該共
鳴周波数の±２５％の周波数の範囲内の、任意の範囲の
全周波数の音波をクリームに発振する。発振する周波数
範囲（該任意の範囲）は、共鳴周波数を含めば、例えば
共鳴周波数の±２５％の範囲、共鳴周波数の±１％の範
囲、共鳴周波数−１７％〜共鳴周波数＋２５％の範囲等
どのような範囲でもよい。ホイップの進行に伴って共鳴
周波数は変化するから、上記のように発振周波数の範囲
を共鳴周波数に対する割合（％）で規定する場合、発振
周波数の範囲はホイップの進行に応じて変動することに
なる。また発振周波数の範囲を全ホイップ時間中固定し
てもよい。すなわち、ホイップの進行に伴う共鳴周波数
の変化は小さいから、発振周波数を、全ホイップ時間中
例えば未ホイップ状態の共鳴周波数を含む特定範囲に固
定してもよい。かかる音波として、例えばスイープ波等
が挙げられる。

【００１４】次いで発振した音波の音圧を、マイクロホ
ンで検出する。マイクロホンに特に制限はなく、発振周
波数の音圧を検出できればどのようなものでもよい。検
出された音圧は、適当な手段を用いて数値化することが
できる。

【００１５】本発明においては、音圧測定を、周波数解
析により行ってもよい。かかる方法によれば、音圧を約
１００倍の感度で測定することができる。

【００１６】本発明の方法は、前記（１）〜（５）のい
ずれの状態であってもモニターすることが可能である
が、（３）及び（４）の状態が、体積、粘度（硬度）と
音圧との相関性が非常に高く、特に有効である。本発明
の方法は、音圧が瞬時に算出、表示されるので、その時
点のホイップ状態を知ることができる。予めクリーム類
をホイップし、その音圧変化を測定しておけば、同一ク
リームを再度ホイップする場合に、特に高精度でそのホ
イップ状態を知ることができる。また最適状態の音圧を
予め測定しておけば、該音圧値とモードをパラメーター
としてホイップ完了条件を設定することができるため、
自動的にホイップを終了させることができる。

【００１７】

【実施例】次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。

【００１８】実施例１ 図１に示すクリーム類のホイップ状態モニタリング装置
１を用いて、ホイップ中の音圧の経時変化を測定した。
ホイップ用容器本体２１及び容器カバー２２からなるク
リーム類ホイップ用容器２は、容量５Ｌである。円筒形
の音響管３の断面積は２２ｃｍ² 、管長Ｌｌは５ｃｍで
ある。かかるクリーム類ホイップ用容器２に１Ｌの生ク
リーム（森永乳業株式会社製「ハイホイップエクスト
ラ」：脂肪率４５％）を入れ、１５℃に保持しながら、
ホイッパー６を公転速度８５ｒｐｍ、自転速度７５７．
８ｒｐｍで回転させて、ホイップを開始した。ホイップ
開始と同時に、音源４から１００〜１５０Ｈｚの音波
（スイープ波）を発振し、その音圧をマイクロホン５で
検出した。なお、未ホイップ状態での共鳴周波数は１２
０Ｈｚであった。ホイップ時間と音圧との関係を図２に
示す。なお各音圧は、高速フーリエ級数変換を用い、周
波数解析することにより測定した。また別に、上記クリ
ームを上記と同じ条件でホイップし、経時的な硬度変化
（ミキサートルクから算出）、及びホイップ開始時、６
０秒後、１２０秒後、１８０秒後、２１０秒後、２４０
秒後のオーバーランを測定した。結果を図２に示す。

【００１９】ホイップ開始直後は、生クリームが液状で
あり、音波が生クリームにほとんど吸収されないため、
音圧は大きい。クリームが気泡を取り込むにしたがい、
音波の吸収が多くなり、それにしたがって音圧が低下し
た。ホイップ開始から約２１０秒まで、音圧は概ね低下
を続けた。そしてホイップ開始から約２１０秒で音圧は
最低となった。さらにホイップを続けると、音圧は上昇
した。

【００２０】上記音圧の経時変化と、体積及び硬度とを
対比すると、前記（１）及び（２）の状態における体積
及び硬度の増加と、音圧の低下とは比較的高い相関性を
有していた。前記（３）及び（４）の状態は、音圧と極
めて高い相関性を有していた。前記（３）の終端は、体
積が最大となった状態であり、例えばムース用ホイップ
クリームを製造するときの最適状態である。前記（４）
の終端は、硬度が最大となった状態であり、例えばデコ
レーションクリームを製造するときの最適状態である。
また比較的長時間にわたりホイップしたクリームをデコ
レーションする場合、デコレーションクリーム製造の際
の最適状態の手前の状態でホイップを停止させ、順次手
撹拌で最適状態までホイップする手段がとられるが、前
記（４）の終端手前の状態は、かかる最適状態手前の状
態を表している。

【００２１】上記のように、本発明の方法は、生クリー
ム類のホイップ状態の変化をよくモニタリングしている
が、特にムースやデコレーション等用のクリームのホイ
ップの最適状態を見極める手段として有効である。

【００２２】

【発明の効果】本発明の方法により、簡単な操作で、ク
リーム類のホイップ状態の変化を容易にモニタリングす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーム類のホイップ状態モニタリン
グ装置の一実施形態を示す図である。

【図２】本発明の実施例に係る、ホイップ時間と音圧と
の関係を示す図である。

【符号の説明】

１：クリーム類のホイップ状態モニタリング装置 ２：クリーム類ホイップ用容器 ２１：ホイップ用容器本体 ２２：容器カバー ３：音響管 ３１：内側開口部 ３２：外側開口部 ４：音源 ５：マイクロホン ６：ホイッパー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クリーム類のホイップによる体積変動に
   応じて得られるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を含み、
   かつ該共鳴周波数の±２５％の周波数の範囲内の、任意
   の範囲の当該全周波数の音波をクリーム類に発振し、そ
   れによって得られる音圧を測定することを特徴とするク
   リーム類のホイップ状態モニタリング方法。
2. 【請求項２】 前記音圧測定を、周波数解析することに
   より行うものである請求項１記載のクリーム類のホイッ
   プ状態のモニタリング方法。
3. 【請求項３】 両端が開放された音響管が接続され、該
   音響管以外に外部と連通していない、ヘルムホルツ共鳴
   器を構成するクリーム類ホイップ用容器と、音源と、該
   クリーム類ホイップ用容器に音響的に結合されたマイク
   ロホンと、該ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を含み、
   かつ該共鳴周波数の±２５％の周波数の範囲内の、任意
   の範囲の当該全周波数の音波の音圧を検出する手段と、
   を備えたクリーム類のホイップ状態モニタリング装置。