JP2005506848A - 穀物の予備調理方法および穀物の予備調理装置 - Google Patents
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Abstract
穀物を予備調理する方法であって：ａ）穀物を反応釜（４）に制御された様式で装填し；ｂ）反応釜（４）に第一の負圧を適用し；ｃ）反応釜（４）の中に含まれる穀物を加熱し；ｄ）反応釜（４）に第二の負圧を適用し；そしてｅ）上記穀物を冷却する工程を含む上記の方法が記載される。負圧を適用する手段（９）と結合されている少なくとも１つの反応釜（４）を含む、穀物を予備調理する装置も記載される。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀物の予備調理方法、特に、大豆を、菌類によって形成されるマイコトキシンまたはトキシンの存在を減少させ／除去するほかに、この食物の消化性を高めるために予備調理するに当たって使用される予備調理方法に、そしてまた、特にこの方法と共に使用される穀物の予備調理装置に関する。
【０００２】
この出願は、言及することによって本明細書に組み入れられるブラジル優先権出願ＰＩ第０１０４８８９−９号に相当する。
【背景技術】
【０００３】
大豆および他の穀物を、抗栄養性酵素（antinutritional enzymes）を除去し、そしてそれら穀物の消化性を改善するために加熱する方法は無数に存在する。これらの方法において、大豆は、ブレード、パレットおよびヘリコイドのような色々なタイプの攪拌機を備える、固定式か回転式のいずれかの開放または密閉容器中で、蒸気を用いて、電気抵抗で、ガス、可燃性油、薪、その他の材料によって生成せしめられた火炎で間接および／または直接加熱することによって加工処理される。
【０００４】
１つの装置系または方法ともう１つの装置系または方法との間の最終品質に関する相違は、専ら、その方法および生成物の両者の適切な取扱いに依存する。
【０００５】
本発明者が引用できる既知の装置および方法は下記の通りである：
【０００６】
ａ）大豆を失活するための乾式押出機。この装置は軸およびエンドレススクリューを有するもので、製品を粉砕および圧縮してその製品を熱し、それによって大豆の望ましくない酵素を失活させる。その欠点は、高動力消費、高水分損失、高い脂肪の酸化および蛋白質の共役酸化（co-oxidation）に関連する。加えて、この装置には多大な摩耗があり、しかも最終製品は高温と共に抜き出され、そしてさらにマイコトキシン（菌類毒素）および農薬をさらに含んでいる。
【０００７】
ｂ）ネジ山を有する軸およびエンドレススクリューも含み、そして全粒穀物か粉砕穀物のどちらも収容することができる装置である蒸気押出機。その方法は製品を圧縮し、それを蒸気で加熱し、かくしてその大豆の酵素を失活させ、そしてその消化性を改善することに存する。乾式押出機と比較して、蒸気の動力消費はそれより低い。しかし、予備粉砕、冷却および乾燥の各工程を考えると、動力消費は非常に高くなる。脂肪および蛋白質の酸化は前の方法におけるよりも少ない；しかし、この方法における製品の高水分率のために、サルモネラ菌のような有害な微生物がしばしば生ずる。加えて、この方法はマイコトキシンおよび農薬を除去しない。
【０００８】
ｃ）多段垂直ロースターは、モーターで駆動される中央軸および減速機を備える幾つかの垂直円筒チャンバー、攪拌パレット、並びにレベル調整を伴う１つの段階から他の段階までの通路を有する装置である。それらの段階はその底部および壁に蒸気スリーブを有し、また生蒸気注入装置系も有する。この装置は全粒または粉砕穀物のいずれも処理することができる。
【０００９】
粉砕穀物に関する欠点は、穀物が、加工処理後に、脂肪の高酸化速度を高い値の脂肪アルコール、過酸化物および蛋白質の共役酸化と共に与えるということにある。最終製品がそのプロセスから抜き出された直後に、アニシジンの形成が始まって、そのトトックス指数（index of totox）を上昇させる。
【００１０】
全粒穀物を処理するときはその酸化速度は３〜５倍低いが、そのより小さい砕けた穀物は過度に加熱され、またより大きい穀物はより速やかに通り抜けて加熱が不十分になり、これが酵素を十分に除去させない原因となる。
【００１１】
さらに、その製品は熱く、湿りのある状態で出てくるために、液体が流出し、そして硬皮がコンベヤー上および冷却器上にでき、これがサルモネラ菌のような微生物による高度汚染の集中点となる。この方法はマイコトキシンおよび農薬を減少させない。
【００１２】
ｄ）管状の水平蒸気トースターは、蒸気用スリーブ、製品を一方の端から他方の端まで運ぶパレットまたは螺旋板を持つ中央軸を有する水平の円筒体によって構成されるもので、それは生蒸気を向流で受け取ってもよいし、受け取らなくてもよい。この蒸気は製品を加熱して、大豆の望ましくない酵素を失活させる。しかし、生蒸気が注入されないときは、製品は強い焙焼効果を受けて、その燃焼に起因して栄養分を失う。他の欠点は、製品の４〜６％の脱水に加えて、脂肪の高レベルの酸化および蛋白質の共役酸化にある。他方、このプロセス中に生蒸気が注入されるときは、強い水和が起こり、それが製品の水分率を３−４％増加させる。この仕方ではトースティング効果は低下されて、燃焼および酸化に因る損失が７０％以下減少する。しかし、その高水分率のためにその製品は乾燥工程を必要とする。加えて、その湿りのある製品は運搬、乾燥および冷却装置の上に硬皮を形成させ、それがサルモネラ菌タイプの微生物の集中点となる。
【００１３】
ｅ）直火を用いる水平トースターは管状の水平蒸気トースターと同じように機能するが、それらは、普通は回転式の水平円筒体中で直火を利用し、この場合穀物はその火炎と反対の方向に循環する。このタイプの装置およびそれに対応する方法の欠点は、栄養分の部分的燃焼および高い酸化を引き起こす燃焼ガスによって生み出される、製品が被る強い熱ショックに関連する。この処理製品は、そのより小さい粒子が過度に焼かれ、またより大きいものは十分に焼かれないために均質にならない。そのより小さい粒子はそのプロセスにおいてより長く保持され、これに対してより大きい穀物はより速く通過する。また、幾つかの種類の燃料、中でも、例えばガス、燃焼性油または薪のような燃料が使用される。これら燃料は各々凝集して製品に対して残渣となり、そして燃焼の質が変われば最終製品の質も変わる。
【００１４】
前に引用した従来の装置と同様に、その製品は高温で冷却器に進み、その結果として微生物による汚染問題が持ち上がる。
【００１５】
ｆ）オートクレーブダイジェスターは内部攪拌機を備える水平円筒体であって、そのスリーブを通る間接蒸気によって、および軸経由での注入による直接蒸気によって加熱される。この装置の主な操作上の欠点は、製品が、連続式である他の方法とは違ってバッチ式で処理されなければならないということにある。これは生産能力を低下させる；処理されるべき製品が前もって計量または体積測定されなければならず、また幾つかの弁が頻繁に開閉されなければならない（開閉回数は制御されるべきであり、またある１つのバッチを他のバッチと取り替える時点に、製品の残渣が装置の内側に残るのを防ぐ注意が払われるべきである）からである。この装置は基本的には加圧下で作動し、そして熱くかつ湿りのある製品を排出し、そのため後続の乾燥および冷却が必要とされ、このことが他の大抵の装置と同じ問題、即ち微生物による汚染を必然的に伴わせる。脂肪の酸化および蛋白質の共役酸化の問題は、他の方法と比較すると平均的である。
【００１６】
米国特許第４，４１３，０１８号明細書は、酵素を失活させて製品の保存期間を延ばすための全粒オート麦穀物の製造方法に関する。この方法では、製品は、沸騰水および蒸気によって、酵素をその穀物の酸化を引き起こさないように失活させることが可能な温度まで加熱される。この調理（cooking）方法において、水は製品と直接接触しているが、これは、過剰な水分、水中における栄養分の損失、および汚染流出液の問題のために重大な問題をなす。
【００１７】
他方、ＥＰ第０２２２９６５号明細書は、コメ、その他の穀物を予備調理（precooking）する方法について記載する。この予備調理方法は、加圧蒸気を加え、そして製品をオートクレーブ中で加圧する工程を含む。しかし、コメは水に漬けられることが必要であり、従って利用される装置および方法は共に大豆、トウモロコシ、その他の穀物には適合不可である。
【００１８】
ＰＩ第９００５７３４−１号明細書は、大豆中に存在する、生きている生物体によって吸収されるとカルシウムの生成を阻害する酵素を除去するために、大豆を自然に失活させる方法および装置に関する。
【００１９】
このＰＩ特許明細書に記載される装置は、蒸気を製品中に注入する攪拌ブレードを利用する。しかし、これらのブレードによって蒸気を注入することには問題が含まれることが知られている；なぜならば、ブレード中の孔が製品により詰められると、それらブレードを掃除することがほとんど不可能であり、これが製品の品質を損なわせるに至る製品の不規則加熱を引き起こすからである。さらに、ブレードは回転し、そして製品を保有する容器は、通常完全には満たされないから、この蒸気の一部は製品の表面上に噴射され、これが製品を過熱し、その品質を損なわせ、そして蒸気の過度の消費をもたらす。
【００２０】
ＰＩ第９００５７３４−１号明細書に記載される方法に関し、それは、大豆中に存在するマイコトキシンおよび農薬の低下を実現できないことのほかに、高レベルの脂肪酸化および共役蛋白質酸化を呈する。
【００２１】
上記の方法にマイコトキシンおよび／または農薬を除去し、または相当に低下させるものは１つもなく、またそれらに真空により働いて、製品を空気の酸素による酸化に曝すものは１つもない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の目的は、加工処理済みの穀物の消化性を高め、同時に穀物中に含まれるマイコトキシンおよび農薬を、製品に他の化学薬品を加えることなく除去することが可能である、穀物を予備調理する方法を提供することである。
【００２３】
この発明のもう１つの目的は、低圧を使用することを可能にし、そして穀物を予備調理し、脂肪の酸化を防ぎ、そして存在する酸化を有意に低下させる方法と共に使用することができる、穀物を予備調理する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の目的は、穀物を予備調理する方法であって：
ａ）穀物を反応釜に制御された様式で装填し；
ｂ）上記反応釜に第一の負圧（negative pressure）を適用し；
ｃ）上記反応釜中に含まれる穀物を加熱し；
ｄ）上記反応釜に第二の負圧を適用し；そして
ｅ）上記穀物を冷却する
工程を含む上記の方法によって達成される。
【００２５】
本発明は、また、負圧を適用する手段と結合されている少なくとも１つの反応釜を含む穀物の予備調理装置を提供する目的も有する。
【００２６】
本発明は、次に、図面に描写される態様を参照してさらに詳細に説明される。
実施例１
【００２７】
１つの好ましい態様によれば、そして図１に見ることができるように、穀物を予備調理する装置は、第一垂直搬送要素１、供給装置２、投与（dosing）手段３、１つまたは２つの反応釜４、水平コンベヤー５、第二垂直コンベヤー６、冷却器７、気圧凝縮器（barometric condenser）８、負圧適用手段９、遠心ポンプ１０、気圧タンク（barometric tank）１１および冷却塔１２を含む。
【００２８】
第一垂直コンベヤー１は垂直のバケットエレベーター等であることができる。後者の垂直バケットエレベーターは、穀物を投与手段３と結合されている供給装置２に供給する働きをする。供給装置２と投与手段３との間における穀物の流れは自動式弁によって制御される。
【００２９】
反応釜４は投与手段３と結合され、そして計算、モニターされた量の穀物をその投与手段から受け取る。この穀物流れの制御も自動式弁によって果たされる。
【００３０】
反応釜４の内側部分には、図４、５および６に図解されるように、傾斜したフラップ２１を含む幾つかのアーム２０がある。このフラップ集成体の機能は作物（product）が反応釜４の内側にある間にその作物を均質化し、そしてまたその作物が調理された後にその作物の完全排出を容易にすることである。フラップ２１は右でも左でもよく、そして回転運動で作動する。
【００３１】
反応釜４中に含まれる穀物は、スリーブを通過し、そして熱を穀物に移動させる乾燥飽和蒸気によって間接的に加熱される。この加熱の仕方は穀物をほぼ１％の変動率で湿らせることができる。
【００３２】
穀物は、また、乾燥飽和蒸気によっても、直接的な仕方で加熱される。この蒸気は、製品を浸漬することによって、生（live）蒸気を接線（tangential）方式で注入する注入装置系で分配される。この仕方では、この蒸気はまず作物の底と接触し、その後にその容積の表面に達する。
【００３３】
この直接蒸気注入装置系は、反応釜４の内側に存在する傾斜フラップ２１とは無関係である。
【００３４】
反応釜４はさらに負圧または真空の適用を受け、そのためその内部環境には空気がない。この目的のために、装置には気圧凝縮器８と、また気圧タンク１１と結合されている負圧適用手段９が装備される。
【００３５】
第一の好ましい態様では、気圧凝縮器８と、そして反応釜４と結合されている真空ポンプが使用される。図３に見ることができるように、第三の態様では、真空ポンプ９は２つのエジェクターで置き換えられている；ここで、第一エジェクターは気圧タンク１１と気圧凝縮器８との間に配置されている“Ｚ”９’タイプのものであり、また第二エジェクターは気圧凝縮器８と反応釜４との間に配置されている、蒸気ブースター（熱圧縮器）とも呼ばれる“Ｙ”７’タイプのものである。絶対圧で４５ｍｍＨｇまでの負圧、即ち真空を適用することが必要であるときには、反応釜４の内部に負圧を適用する機能において、真空ポンプの代わりにエジェクター９’を用いてもよい。このエジェクターは気圧凝縮器８中の水の沸点以上で真空をもたらす。
【００３６】
さらに、真空を絶対圧６ｍｍＨｇまで取り扱おうとするとき、製品の最終温度が１５℃以下に達する場合には上記装置にブースター７’が補充され、この場合図１および２の冷却器７の必要はない。ブースター７’は気圧凝縮器８の水の沸点未満で真空をもたらす。
【００３７】
ブースター７’は一端において蒸気を高圧下で受け取る。ベンチュリー装置系によって、ガスおよび蒸気は蒸気入口側で吸引され、そして反対側で圧縮され、このことが、真空が組み込まれる上記ベンチュリー装置系中のその真空を大きくする。この装置系により、絶対圧（真空）を、水の液相が消失し、水の固相（氷）および蒸気だけが残るまで下げることができる。ブースター７’は蒸気および冷却水の消費を増加させるけれども、それが６ｍｍＨｇまでの範囲の圧力に達することの可能性および必要を考えると、そのブースター７’は予備調理製品が人間による消費に予定されるときは必ず使用されるべきである
【００３８】
冷却搭１２は、気圧凝縮器８の内側で起こる熱交換のための冷却水を供給するために凝縮器８と結合されている。この水は遠心ポンプ１０によって与えられる圧力に因り循環される。
【００３９】
気圧凝縮器８は反応釜４から蒸気の形で吸引される水蒸気を凝縮させ、そしてそれらを水の形で気圧タンク１１に排出する。
【００４０】
冷却搭１２からの水は約３０℃の温度にある。この水は反応釜４からくる蒸気を気圧凝縮器８の中で凝縮させ、その水の温度を３５℃まで上昇させる。各１キロの吸引された蒸気は６５０Kcalを有する。従って、１キロの蒸気を凝縮させるのに１３０リットルの水が必要とされ、この水は３０℃から３５℃に加熱される。その水は凝縮器８から落下して気圧タンク１１に入り、そしてポンプで冷却搭１２に汲み上げられる；冷却搭１２においてはその機能が逆になって、再び１リットルの水を蒸発させ、その水を冷却して３５℃から３０℃に下げる。この水は再びポンプで上記凝縮器に給送される。この水−蒸気およびその逆の相変化は５５０Kcalを吸収するが、それは１℃の水５５０リットルを加熱することに等価である。
【００４１】
水平コンベヤー５は、反応釜４から抜き取られた製品を第二垂直コンベヤー６まで運ぶ。穀物が一旦第二コンベヤー６の中に入ると、それらは図１および２に図解されるように冷却器７の中に置かれる。
実施例２および３
【００４２】
図２および３に図解される第二および第三態様によれば、穀物を予備調理する装置には自動給湿装置１４を備え付けることができる。これらの給湿装置は、加工処理穀物の水分率が１１％より低いときに使用される；そのとき、給湿装置は水分率を理想範囲―それは１２〜１２．５％の水分率である―に補正する。
【００４３】
穀物を予備調理する方法は：
ａ）穀物を反応釜（４）に制御された様式で装填し；
ｂ）反応釜（４）に第一の負圧を適用し；
ｃ）反応釜（４）の中に含まれる穀物を加熱し；
ｄ）反応釜（４）に第二の負圧を適用し；そして
ｅ）上記穀物を冷却する
工程を含む。
【００４４】
第一垂直コンベヤー１は、まだ調理されていない穀物を供給装置２まで運ぶ。穀物は供給装置２から投与手段３の中に装填され、次いでそれらは制御およびモニター方式で反応釜である容器４の中に運び込まれる。
【００４５】
調理されるべき穀物を含む反応釜４は気密密閉されている。次いで、第一の負圧、即ち真空が反応釜４の内側に適用される；その負圧は反応釜４の内圧を約４ｋｇ／ｃｍ２の相対圧までずっとほぼ６ｍｍＨｇの絶対圧にさせておく。この負圧は真空ポンプ９で、そしてまたそれぞれタイプ“Ｚ”および“Ｙ”９’および７’のエジェクターで適用される。
【００４６】
真空の適用により、反応釜４の内側に存在する空気は全て抜き取られる。この工程は基本的に重要なものである；空気は低熱伝導体であって、製品を不規則加熱させることになるポケットを形成するので、空気の存在は穀物の均一加熱を妨げるからである。さらに、空気は、脂肪を酸化してペルオキシド、ヒドロペルオキシド、脂肪アルコール、遊離脂肪酸を形成する可能性があり、また蛋白質の共役酸化が起きて遊離ラジカルを形成させることがある２０％の酸素を含む。脂肪の酸化は、酸素が利用できるのであれば温度が高ければ高いほど酸化がますます高度でかつ速くなる曲線を描く。
【００４７】
この仕方では、第一真空の適用後は、製品はもはや酸素と接触せず、このことがペルオキシドの酸化を４０〜８０％低下させるのを実現し、また蛋白質およびアニジジンの共役酸化をさらに妨げる。
【００４８】
第一負圧を適用する工程の後で、作物に小さい温度降下があるが、これは反応釜４中に含まれる穀物を加熱する工程において補償される。この加熱は２つの仕方：即ち、（ｉ）穀物上への蒸気の直接および接線方向注入により、および（ｉｉ）蒸気が熱を穀物に移動させるスリーブを通過する間接加熱により行われる。
【００４９】
加熱が完了すると、穀物は約１００〜１２５℃の温度に達するだろう。
【００５０】
加熱後に穀物は調理される。この工程は、穀物を調理温度、即ち１００−１２５℃に１分から２５分まで変わり得る所定の時間維持することにある。時間、温度および圧力に依存するが、その調理は多少強力であろう。
【００５１】
調理が完了したとき、反応釜４の内圧は正であって、それは０．５〜１．５ｋｇ／ｃｍ２の範囲である。この圧力は、第二負圧が負のおよそ０．９ｋｇ／ｃｍ２であるとき、即ち１．４〜２．５ｋｇ／ｃｍ２の差があるとき、その第二負圧、即ち真空の適用に因り再び低下せしめられる。この調理の大きな効果と、その結果生じる製品の消化性の増加は、０．５−１．５ｋｇ／ｃｍ２の正圧が０．９ｋｇ／ｃｍ２の負圧か、さもなければ６ｍｍＨｇの絶対圧に変化せしめられるときに、主に第二負圧のこの適用で圧力の変動直後に起こる。これらの条件において、１ｋｇの蒸気に相当する１リットルの水は１．２ｍ３の蒸気に変わって（１：１．２００の増加）、穀物内で爆発し、細胞膜を破り、そして栄養分を露出させ、そのためその穀物は動物または人間の消化力でさらに容易に吸収され得る。
【００５２】
さらに、この工程においては、製品の温度は真空の強さに依存して約１００−１２５℃から約６０−１５℃まで下がり、また製品の水分率―それは２０〜２１％であったが―は１２〜１２．５％の範囲まで低下する。
【００５３】
この方法における水分率のこの低下は、直接蒸気（direct vapor）を使用する既知の方法で生ずる低下と比較するならば、非常に激しい。その結果、従来技術のこれらの方法は強力かつ損傷性の補充乾燥工程を必要とする。
【００５４】
他方、押出装置系で間接蒸気（indirect vapor）または火炎または熱空気だけを使用する既知の方法では、最終製品の水分率はこの方法の始めにおける製品の水分率よりも低い。しかし、最終温度は１００℃より高く、従って製品を強力に冷却する必要があるが、これは物理的損失および高度の酸化をもたらす。
【００５５】
かくして、第二負圧を適用するこの工程中に、穀物から水を真空中で蒸発させること、即ち穀物から熱を消費してそれらの温度および水分率を下げることに存する凍結乾燥プロセスが起こる。この仕方で、真空中で蒸発された各１リットルの水は５５０Kcalを消費し、その製品を冷却する。かくして、例として大豆を取ると、それは０．６Kcal／ｋｇの比熱を有することが知られているが、これは１℃の大豆１ｋｇを冷却するのに０．６Kcalが必要とされるか、さもなければ、製品中の水の温度も下げることに加えて、９．６ｋｇの大豆を冷却して１１０℃から１５℃まで下げ、または２３ｋｇの大豆を冷却して１１０℃から７０℃まで下げるのに１リットルの水が真空中で蒸発されることを意味する。
【００５６】
要するに、加熱中に製品に注入される蒸気のその容量が凝縮し、湿り、熱くなり、そして反応釜４の内側の圧力を上昇させるのである。この凍結乾燥プロセス中に状況は反転され、即ち圧力（真空）は下がり、凝縮した蒸気は再び蒸発し、そして加熱の際に加えられた熱および水が除去され、そして気圧凝縮器に進む。これは諸々の値の逆転である。
【００５７】
この工程の結果、中でもマイコトキシンＢ１、Ｂ２、Ｇ１、並びに色々な農薬が引き出される。
【００５８】
マイコトキシンおよび農薬は、第二負圧（真空）を適用する工程中に水（蒸気）の再蒸発によって引き出される。大部分の農薬は、真空中で高められ、そして水の再蒸発によって助長される蒸発点、即ち気化点を有する。マイコトキシンは、菌類が穀物の殻とパルプとの間および胚の周りに通常作るマイクロチャンネル中に堆積した菌類の残渣である。穀物中で凝縮した水が１：１．２００またはそれ以上の体積を超えて膨張し、そして気圧凝縮器から４０〜５０ｍ／秒（１４４−１８０ｋｇ／時）の速度で出ていくとき、それは菌類によって残されたダクト（チャンネル）を利用するのが好ましく、かくしてこれらチャンネル中に堆積したマイコトキシンを引き出す。ここで指摘されるべきことは、破壊された菌類によって残されたダクトを有する破砕または粉砕穀物は、もはやトキシンの除去を可能にしないということである。
【００５９】
この工程において、１リットルの水は反応釜内の製品中で膨張して１，２００リットルの蒸気になり、そして気圧凝縮器中で再び１リットルの水になる。凝縮しにくい要素、即ち空気、上記凝縮器中で凝縮しない蒸気、および放出されるガスは、真空ポンプ９またはエジェクター９’によってその装置系から抜き取られる。
【００６０】
上記凍結乾燥プロセスは、マイコトキシンを９９％まで、また農薬を７５〜９９％減少させる。
【００６１】
この次の工程は最終冷却工程であって、これには酸化および汚染が起こらないよう特別な注意が求められる。
【００６２】
それは、熱い製品と空気酸素との接触に因って酸化が再び起こることのある、熱い、湿ったまたは乾燥した製品を反応釜４から排出するその瞬間である。
【００６３】
かくして、この酸化を避けるために、製品は反応釜４内で真空冷却されて、酸化が事実上起こらないか、または最小限に抑えられる温度範囲まで降温される；ここで、この温度範囲には最高温度７０℃および最低温度１５℃が包含される。
【００６４】
この冷却は、図１および２に従って、一部は反応釜４内の真空中で、そして一部は冷却器７中で起こり、また、その冷却は、この装置および方法の構成上の変動範囲内で、図３に従って、反応釜４内の真空中で完全に起こり得る。
【００６５】
この冷却工程中は、反応釜４の内圧は負で、約０．９ｋｇ／ｃｍ２である。製品がこの工程の終わりに反応釜４から出ていくときのその製品の温度に関し、それは適用される負圧、即ち真空度に依存する。この仕方において、絶対圧で４５ｍｍＨｇまでの真空度の場合、反応釜４の製品は６５〜７０℃の範囲の温度で排出される。冷却がこの温度差により開始されるとき、この冷却工程において酸化はその８０％が避けられる。真空がエジェクター９’およびブースター７’によって適用されるとき、その絶対圧は６ｍｍＨｇ絶対圧まで下がり、製品は１０〜１５℃の範囲の温度で排出され、従って冷却器７中でさらに冷却することは必要でない。この場合、酸化はその９９％が避けられる。
【００６６】
これらの温度範囲によれば、例えばコンベヤー、乾燥機および冷却器のような後続装置における蒸気の発散、液体の流出、酸化、および硬皮の形成がない。この仕方で製品の微生物による汚染が防がれる。
【００６７】
マイコトキシンおよび農薬を除去することに加えて、本発明の方法はその加工処理製品の消化性を約８−２２％またはそれ以上高める。
【００６８】
本発明の方法および装置は大豆を予備調理する際に特に使用できる。しかし、それらは色々な他の種類の穀物、例えば、中でも落花生、トウモロコシのような穀物を予備調理する際に使用できることが分かる。
【００６９】
この方法を通じて、その諸工程中における滞留時間、必要な圧力および加工処理製品の容量は、例えばPLCまたはCLPのような自動化装置によって、およびコンピュータを用いることによって自動的に制御され、これがもっと均一性の高い生産を成し遂げる。
【００７０】
以上好ましい態様を説明したが、本発明の範囲は他の可能な変形態様も包含し、そしてそれは可能な均等物を含む添付特許請求の範囲の内容によってのみ限定されることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の基本的方法の、穀物を予備調理する装置の第一態様の模式図である。
【図２】大量の水分を必要とする極度に乾いた穀物を予備調理する装置の第二態様の模式図である。
【図３】２つの先行態様の基本的特徴を有する、穀物を予備調理する装置の、乾燥、および終点で１５℃に達することができるか、またはいかなる空気冷却もなしで１５℃未満に達することができる深冷却（deep cooling）が補充された第三態様の模式図である。
【図４】本発明の装置を構成する反応釜の内側に存在する均質化用フラップの上面図である。
【図５】本発明の装置を構成する反応釜の内側に存在する均質化用フラップを含むアームの正面図である。
【図６】本発明の装置を構成する反応釜の内側に存在する均質化用フラップを含むアームの右側面図である。
【０００１】
本発明は、穀物の予備調理方法、特に、大豆を、菌類によって形成されるマイコトキシンまたはトキシンの存在を減少させ／除去するほかに、この食物の消化性を高めるために予備調理するに当たって使用される予備調理方法に、そしてまた、特にこの方法と共に使用される穀物の予備調理装置に関する。
【０００２】
この出願は、言及することによって本明細書に組み入れられるブラジル優先権出願ＰＩ第０１０４８８９−９号に相当する。
【背景技術】
【０００３】
大豆および他の穀物を、抗栄養性酵素（antinutritional enzymes）を除去し、そしてそれら穀物の消化性を改善するために加熱する方法は無数に存在する。これらの方法において、大豆は、ブレード、パレットおよびヘリコイドのような色々なタイプの攪拌機を備える、固定式か回転式のいずれかの開放または密閉容器中で、蒸気を用いて、電気抵抗で、ガス、可燃性油、薪、その他の材料によって生成せしめられた火炎で間接および／または直接加熱することによって加工処理される。
【０００４】
１つの装置系または方法ともう１つの装置系または方法との間の最終品質に関する相違は、専ら、その方法および生成物の両者の適切な取扱いに依存する。
【０００５】
本発明者が引用できる既知の装置および方法は下記の通りである：
【０００６】
ａ）大豆を失活するための乾式押出機。この装置は軸およびエンドレススクリューを有するもので、製品を粉砕および圧縮してその製品を熱し、それによって大豆の望ましくない酵素を失活させる。その欠点は、高動力消費、高水分損失、高い脂肪の酸化および蛋白質の共役酸化（co-oxidation）に関連する。加えて、この装置には多大な摩耗があり、しかも最終製品は高温と共に抜き出され、そしてさらにマイコトキシン（菌類毒素）および農薬をさらに含んでいる。
【０００７】
ｂ）ネジ山を有する軸およびエンドレススクリューも含み、そして全粒穀物か粉砕穀物のどちらも収容することができる装置である蒸気押出機。その方法は製品を圧縮し、それを蒸気で加熱し、かくしてその大豆の酵素を失活させ、そしてその消化性を改善することに存する。乾式押出機と比較して、蒸気の動力消費はそれより低い。しかし、予備粉砕、冷却および乾燥の各工程を考えると、動力消費は非常に高くなる。脂肪および蛋白質の酸化は前の方法におけるよりも少ない；しかし、この方法における製品の高水分率のために、サルモネラ菌のような有害な微生物がしばしば生ずる。加えて、この方法はマイコトキシンおよび農薬を除去しない。
【０００８】
ｃ）多段垂直ロースターは、モーターで駆動される中央軸および減速機を備える幾つかの垂直円筒チャンバー、攪拌パレット、並びにレベル調整を伴う１つの段階から他の段階までの通路を有する装置である。それらの段階はその底部および壁に蒸気スリーブを有し、また生蒸気注入装置系も有する。この装置は全粒または粉砕穀物のいずれも処理することができる。
【０００９】
粉砕穀物に関する欠点は、穀物が、加工処理後に、脂肪の高酸化速度を高い値の脂肪アルコール、過酸化物および蛋白質の共役酸化と共に与えるということにある。最終製品がそのプロセスから抜き出された直後に、アニシジンの形成が始まって、そのトトックス指数（index of totox）を上昇させる。
【００１０】
全粒穀物を処理するときはその酸化速度は３〜５倍低いが、そのより小さい砕けた穀物は過度に加熱され、またより大きい穀物はより速やかに通り抜けて加熱が不十分になり、これが酵素を十分に除去させない原因となる。
【００１１】
さらに、その製品は熱く、湿りのある状態で出てくるために、液体が流出し、そして硬皮がコンベヤー上および冷却器上にでき、これがサルモネラ菌のような微生物による高度汚染の集中点となる。この方法はマイコトキシンおよび農薬を減少させない。
【００１２】
ｄ）管状の水平蒸気トースターは、蒸気用スリーブ、製品を一方の端から他方の端まで運ぶパレットまたは螺旋板を持つ中央軸を有する水平の円筒体によって構成されるもので、それは生蒸気を向流で受け取ってもよいし、受け取らなくてもよい。この蒸気は製品を加熱して、大豆の望ましくない酵素を失活させる。しかし、生蒸気が注入されないときは、製品は強い焙焼効果を受けて、その燃焼に起因して栄養分を失う。他の欠点は、製品の４〜６％の脱水に加えて、脂肪の高レベルの酸化および蛋白質の共役酸化にある。他方、このプロセス中に生蒸気が注入されるときは、強い水和が起こり、それが製品の水分率を３−４％増加させる。この仕方ではトースティング効果は低下されて、燃焼および酸化に因る損失が７０％以下減少する。しかし、その高水分率のためにその製品は乾燥工程を必要とする。加えて、その湿りのある製品は運搬、乾燥および冷却装置の上に硬皮を形成させ、それがサルモネラ菌タイプの微生物の集中点となる。
【００１３】
ｅ）直火を用いる水平トースターは管状の水平蒸気トースターと同じように機能するが、それらは、普通は回転式の水平円筒体中で直火を利用し、この場合穀物はその火炎と反対の方向に循環する。このタイプの装置およびそれに対応する方法の欠点は、栄養分の部分的燃焼および高い酸化を引き起こす燃焼ガスによって生み出される、製品が被る強い熱ショックに関連する。この処理製品は、そのより小さい粒子が過度に焼かれ、またより大きいものは十分に焼かれないために均質にならない。そのより小さい粒子はそのプロセスにおいてより長く保持され、これに対してより大きい穀物はより速く通過する。また、幾つかの種類の燃料、中でも、例えばガス、燃焼性油または薪のような燃料が使用される。これら燃料は各々凝集して製品に対して残渣となり、そして燃焼の質が変われば最終製品の質も変わる。
【００１４】
前に引用した従来の装置と同様に、その製品は高温で冷却器に進み、その結果として微生物による汚染問題が持ち上がる。
【００１５】
ｆ）オートクレーブダイジェスターは内部攪拌機を備える水平円筒体であって、そのスリーブを通る間接蒸気によって、および軸経由での注入による直接蒸気によって加熱される。この装置の主な操作上の欠点は、製品が、連続式である他の方法とは違ってバッチ式で処理されなければならないということにある。これは生産能力を低下させる；処理されるべき製品が前もって計量または体積測定されなければならず、また幾つかの弁が頻繁に開閉されなければならない（開閉回数は制御されるべきであり、またある１つのバッチを他のバッチと取り替える時点に、製品の残渣が装置の内側に残るのを防ぐ注意が払われるべきである）からである。この装置は基本的には加圧下で作動し、そして熱くかつ湿りのある製品を排出し、そのため後続の乾燥および冷却が必要とされ、このことが他の大抵の装置と同じ問題、即ち微生物による汚染を必然的に伴わせる。脂肪の酸化および蛋白質の共役酸化の問題は、他の方法と比較すると平均的である。
【００１６】
米国特許第４，４１３，０１８号明細書は、酵素を失活させて製品の保存期間を延ばすための全粒オート麦穀物の製造方法に関する。この方法では、製品は、沸騰水および蒸気によって、酵素をその穀物の酸化を引き起こさないように失活させることが可能な温度まで加熱される。この調理（cooking）方法において、水は製品と直接接触しているが、これは、過剰な水分、水中における栄養分の損失、および汚染流出液の問題のために重大な問題をなす。
【００１７】
他方、ＥＰ第０２２２９６５号明細書は、コメ、その他の穀物を予備調理（precooking）する方法について記載する。この予備調理方法は、加圧蒸気を加え、そして製品をオートクレーブ中で加圧する工程を含む。しかし、コメは水に漬けられることが必要であり、従って利用される装置および方法は共に大豆、トウモロコシ、その他の穀物には適合不可である。
【００１８】
ＰＩ第９００５７３４−１号明細書は、大豆中に存在する、生きている生物体によって吸収されるとカルシウムの生成を阻害する酵素を除去するために、大豆を自然に失活させる方法および装置に関する。
【００１９】
このＰＩ特許明細書に記載される装置は、蒸気を製品中に注入する攪拌ブレードを利用する。しかし、これらのブレードによって蒸気を注入することには問題が含まれることが知られている；なぜならば、ブレード中の孔が製品により詰められると、それらブレードを掃除することがほとんど不可能であり、これが製品の品質を損なわせるに至る製品の不規則加熱を引き起こすからである。さらに、ブレードは回転し、そして製品を保有する容器は、通常完全には満たされないから、この蒸気の一部は製品の表面上に噴射され、これが製品を過熱し、その品質を損なわせ、そして蒸気の過度の消費をもたらす。
【００２０】
ＰＩ第９００５７３４−１号明細書に記載される方法に関し、それは、大豆中に存在するマイコトキシンおよび農薬の低下を実現できないことのほかに、高レベルの脂肪酸化および共役蛋白質酸化を呈する。
【００２１】
上記の方法にマイコトキシンおよび／または農薬を除去し、または相当に低下させるものは１つもなく、またそれらに真空により働いて、製品を空気の酸素による酸化に曝すものは１つもない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の目的は、加工処理済みの穀物の消化性を高め、同時に穀物中に含まれるマイコトキシンおよび農薬を、製品に他の化学薬品を加えることなく除去することが可能である、穀物を予備調理する方法を提供することである。
【００２３】
この発明のもう１つの目的は、低圧を使用することを可能にし、そして穀物を予備調理し、脂肪の酸化を防ぎ、そして存在する酸化を有意に低下させる方法と共に使用することができる、穀物を予備調理する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の目的は、穀物を予備調理する方法であって：
ａ）穀物を反応釜に制御された様式で装填し；
ｂ）上記反応釜に第一の負圧（negative pressure）を適用し；
ｃ）上記反応釜中に含まれる穀物を加熱し；
ｄ）上記反応釜に第二の負圧を適用し；そして
ｅ）上記穀物を冷却する
工程を含む上記の方法によって達成される。
【００２５】
本発明は、また、負圧を適用する手段と結合されている少なくとも１つの反応釜を含む穀物の予備調理装置を提供する目的も有する。
【００２６】
本発明は、次に、図面に描写される態様を参照してさらに詳細に説明される。
実施例１
【００２７】
１つの好ましい態様によれば、そして図１に見ることができるように、穀物を予備調理する装置は、第一垂直搬送要素１、供給装置２、投与（dosing）手段３、１つまたは２つの反応釜４、水平コンベヤー５、第二垂直コンベヤー６、冷却器７、気圧凝縮器（barometric condenser）８、負圧適用手段９、遠心ポンプ１０、気圧タンク（barometric tank）１１および冷却塔１２を含む。
【００２８】
第一垂直コンベヤー１は垂直のバケットエレベーター等であることができる。後者の垂直バケットエレベーターは、穀物を投与手段３と結合されている供給装置２に供給する働きをする。供給装置２と投与手段３との間における穀物の流れは自動式弁によって制御される。
【００２９】
反応釜４は投与手段３と結合され、そして計算、モニターされた量の穀物をその投与手段から受け取る。この穀物流れの制御も自動式弁によって果たされる。
【００３０】
反応釜４の内側部分には、図４、５および６に図解されるように、傾斜したフラップ２１を含む幾つかのアーム２０がある。このフラップ集成体の機能は作物（product）が反応釜４の内側にある間にその作物を均質化し、そしてまたその作物が調理された後にその作物の完全排出を容易にすることである。フラップ２１は右でも左でもよく、そして回転運動で作動する。
【００３１】
反応釜４中に含まれる穀物は、スリーブを通過し、そして熱を穀物に移動させる乾燥飽和蒸気によって間接的に加熱される。この加熱の仕方は穀物をほぼ１％の変動率で湿らせることができる。
【００３２】
穀物は、また、乾燥飽和蒸気によっても、直接的な仕方で加熱される。この蒸気は、製品を浸漬することによって、生（live）蒸気を接線（tangential）方式で注入する注入装置系で分配される。この仕方では、この蒸気はまず作物の底と接触し、その後にその容積の表面に達する。
【００３３】
この直接蒸気注入装置系は、反応釜４の内側に存在する傾斜フラップ２１とは無関係である。
【００３４】
反応釜４はさらに負圧または真空の適用を受け、そのためその内部環境には空気がない。この目的のために、装置には気圧凝縮器８と、また気圧タンク１１と結合されている負圧適用手段９が装備される。
【００３５】
第一の好ましい態様では、気圧凝縮器８と、そして反応釜４と結合されている真空ポンプが使用される。図３に見ることができるように、第三の態様では、真空ポンプ９は２つのエジェクターで置き換えられている；ここで、第一エジェクターは気圧タンク１１と気圧凝縮器８との間に配置されている“Ｚ”９’タイプのものであり、また第二エジェクターは気圧凝縮器８と反応釜４との間に配置されている、蒸気ブースター（熱圧縮器）とも呼ばれる“Ｙ”７’タイプのものである。絶対圧で４５ｍｍＨｇまでの負圧、即ち真空を適用することが必要であるときには、反応釜４の内部に負圧を適用する機能において、真空ポンプの代わりにエジェクター９’を用いてもよい。このエジェクターは気圧凝縮器８中の水の沸点以上で真空をもたらす。
【００３６】
さらに、真空を絶対圧６ｍｍＨｇまで取り扱おうとするとき、製品の最終温度が１５℃以下に達する場合には上記装置にブースター７’が補充され、この場合図１および２の冷却器７の必要はない。ブースター７’は気圧凝縮器８の水の沸点未満で真空をもたらす。
【００３７】
ブースター７’は一端において蒸気を高圧下で受け取る。ベンチュリー装置系によって、ガスおよび蒸気は蒸気入口側で吸引され、そして反対側で圧縮され、このことが、真空が組み込まれる上記ベンチュリー装置系中のその真空を大きくする。この装置系により、絶対圧（真空）を、水の液相が消失し、水の固相（氷）および蒸気だけが残るまで下げることができる。ブースター７’は蒸気および冷却水の消費を増加させるけれども、それが６ｍｍＨｇまでの範囲の圧力に達することの可能性および必要を考えると、そのブースター７’は予備調理製品が人間による消費に予定されるときは必ず使用されるべきである
【００３８】
冷却搭１２は、気圧凝縮器８の内側で起こる熱交換のための冷却水を供給するために凝縮器８と結合されている。この水は遠心ポンプ１０によって与えられる圧力に因り循環される。
【００３９】
気圧凝縮器８は反応釜４から蒸気の形で吸引される水蒸気を凝縮させ、そしてそれらを水の形で気圧タンク１１に排出する。
【００４０】
冷却搭１２からの水は約３０℃の温度にある。この水は反応釜４からくる蒸気を気圧凝縮器８の中で凝縮させ、その水の温度を３５℃まで上昇させる。各１キロの吸引された蒸気は６５０Kcalを有する。従って、１キロの蒸気を凝縮させるのに１３０リットルの水が必要とされ、この水は３０℃から３５℃に加熱される。その水は凝縮器８から落下して気圧タンク１１に入り、そしてポンプで冷却搭１２に汲み上げられる；冷却搭１２においてはその機能が逆になって、再び１リットルの水を蒸発させ、その水を冷却して３５℃から３０℃に下げる。この水は再びポンプで上記凝縮器に給送される。この水−蒸気およびその逆の相変化は５５０Kcalを吸収するが、それは１℃の水５５０リットルを加熱することに等価である。
【００４１】
水平コンベヤー５は、反応釜４から抜き取られた製品を第二垂直コンベヤー６まで運ぶ。穀物が一旦第二コンベヤー６の中に入ると、それらは図１および２に図解されるように冷却器７の中に置かれる。
実施例２および３
【００４２】
図２および３に図解される第二および第三態様によれば、穀物を予備調理する装置には自動給湿装置１４を備え付けることができる。これらの給湿装置は、加工処理穀物の水分率が１１％より低いときに使用される；そのとき、給湿装置は水分率を理想範囲―それは１２〜１２．５％の水分率である―に補正する。
【００４３】
穀物を予備調理する方法は：
ａ）穀物を反応釜（４）に制御された様式で装填し；
ｂ）反応釜（４）に第一の負圧を適用し；
ｃ）反応釜（４）の中に含まれる穀物を加熱し；
ｄ）反応釜（４）に第二の負圧を適用し；そして
ｅ）上記穀物を冷却する
工程を含む。
【００４４】
第一垂直コンベヤー１は、まだ調理されていない穀物を供給装置２まで運ぶ。穀物は供給装置２から投与手段３の中に装填され、次いでそれらは制御およびモニター方式で反応釜である容器４の中に運び込まれる。
【００４５】
調理されるべき穀物を含む反応釜４は気密密閉されている。次いで、第一の負圧、即ち真空が反応釜４の内側に適用される；その負圧は反応釜４の内圧を約４ｋｇ／ｃｍ２の相対圧までずっとほぼ６ｍｍＨｇの絶対圧にさせておく。この負圧は真空ポンプ９で、そしてまたそれぞれタイプ“Ｚ”および“Ｙ”９’および７’のエジェクターで適用される。
【００４６】
真空の適用により、反応釜４の内側に存在する空気は全て抜き取られる。この工程は基本的に重要なものである；空気は低熱伝導体であって、製品を不規則加熱させることになるポケットを形成するので、空気の存在は穀物の均一加熱を妨げるからである。さらに、空気は、脂肪を酸化してペルオキシド、ヒドロペルオキシド、脂肪アルコール、遊離脂肪酸を形成する可能性があり、また蛋白質の共役酸化が起きて遊離ラジカルを形成させることがある２０％の酸素を含む。脂肪の酸化は、酸素が利用できるのであれば温度が高ければ高いほど酸化がますます高度でかつ速くなる曲線を描く。
【００４７】
この仕方では、第一真空の適用後は、製品はもはや酸素と接触せず、このことがペルオキシドの酸化を４０〜８０％低下させるのを実現し、また蛋白質およびアニジジンの共役酸化をさらに妨げる。
【００４８】
第一負圧を適用する工程の後で、作物に小さい温度降下があるが、これは反応釜４中に含まれる穀物を加熱する工程において補償される。この加熱は２つの仕方：即ち、（ｉ）穀物上への蒸気の直接および接線方向注入により、および（ｉｉ）蒸気が熱を穀物に移動させるスリーブを通過する間接加熱により行われる。
【００４９】
加熱が完了すると、穀物は約１００〜１２５℃の温度に達するだろう。
【００５０】
加熱後に穀物は調理される。この工程は、穀物を調理温度、即ち１００−１２５℃に１分から２５分まで変わり得る所定の時間維持することにある。時間、温度および圧力に依存するが、その調理は多少強力であろう。
【００５１】
調理が完了したとき、反応釜４の内圧は正であって、それは０．５〜１．５ｋｇ／ｃｍ２の範囲である。この圧力は、第二負圧が負のおよそ０．９ｋｇ／ｃｍ２であるとき、即ち１．４〜２．５ｋｇ／ｃｍ２の差があるとき、その第二負圧、即ち真空の適用に因り再び低下せしめられる。この調理の大きな効果と、その結果生じる製品の消化性の増加は、０．５−１．５ｋｇ／ｃｍ２の正圧が０．９ｋｇ／ｃｍ２の負圧か、さもなければ６ｍｍＨｇの絶対圧に変化せしめられるときに、主に第二負圧のこの適用で圧力の変動直後に起こる。これらの条件において、１ｋｇの蒸気に相当する１リットルの水は１．２ｍ３の蒸気に変わって（１：１．２００の増加）、穀物内で爆発し、細胞膜を破り、そして栄養分を露出させ、そのためその穀物は動物または人間の消化力でさらに容易に吸収され得る。
【００５２】
さらに、この工程においては、製品の温度は真空の強さに依存して約１００−１２５℃から約６０−１５℃まで下がり、また製品の水分率―それは２０〜２１％であったが―は１２〜１２．５％の範囲まで低下する。
【００５３】
この方法における水分率のこの低下は、直接蒸気（direct vapor）を使用する既知の方法で生ずる低下と比較するならば、非常に激しい。その結果、従来技術のこれらの方法は強力かつ損傷性の補充乾燥工程を必要とする。
【００５４】
他方、押出装置系で間接蒸気（indirect vapor）または火炎または熱空気だけを使用する既知の方法では、最終製品の水分率はこの方法の始めにおける製品の水分率よりも低い。しかし、最終温度は１００℃より高く、従って製品を強力に冷却する必要があるが、これは物理的損失および高度の酸化をもたらす。
【００５５】
かくして、第二負圧を適用するこの工程中に、穀物から水を真空中で蒸発させること、即ち穀物から熱を消費してそれらの温度および水分率を下げることに存する凍結乾燥プロセスが起こる。この仕方で、真空中で蒸発された各１リットルの水は５５０Kcalを消費し、その製品を冷却する。かくして、例として大豆を取ると、それは０．６Kcal／ｋｇの比熱を有することが知られているが、これは１℃の大豆１ｋｇを冷却するのに０．６Kcalが必要とされるか、さもなければ、製品中の水の温度も下げることに加えて、９．６ｋｇの大豆を冷却して１１０℃から１５℃まで下げ、または２３ｋｇの大豆を冷却して１１０℃から７０℃まで下げるのに１リットルの水が真空中で蒸発されることを意味する。
【００５６】
要するに、加熱中に製品に注入される蒸気のその容量が凝縮し、湿り、熱くなり、そして反応釜４の内側の圧力を上昇させるのである。この凍結乾燥プロセス中に状況は反転され、即ち圧力（真空）は下がり、凝縮した蒸気は再び蒸発し、そして加熱の際に加えられた熱および水が除去され、そして気圧凝縮器に進む。これは諸々の値の逆転である。
【００５７】
この工程の結果、中でもマイコトキシンＢ１、Ｂ２、Ｇ１、並びに色々な農薬が引き出される。
【００５８】
マイコトキシンおよび農薬は、第二負圧（真空）を適用する工程中に水（蒸気）の再蒸発によって引き出される。大部分の農薬は、真空中で高められ、そして水の再蒸発によって助長される蒸発点、即ち気化点を有する。マイコトキシンは、菌類が穀物の殻とパルプとの間および胚の周りに通常作るマイクロチャンネル中に堆積した菌類の残渣である。穀物中で凝縮した水が１：１．２００またはそれ以上の体積を超えて膨張し、そして気圧凝縮器から４０〜５０ｍ／秒（１４４−１８０ｋｇ／時）の速度で出ていくとき、それは菌類によって残されたダクト（チャンネル）を利用するのが好ましく、かくしてこれらチャンネル中に堆積したマイコトキシンを引き出す。ここで指摘されるべきことは、破壊された菌類によって残されたダクトを有する破砕または粉砕穀物は、もはやトキシンの除去を可能にしないということである。
【００５９】
この工程において、１リットルの水は反応釜内の製品中で膨張して１，２００リットルの蒸気になり、そして気圧凝縮器中で再び１リットルの水になる。凝縮しにくい要素、即ち空気、上記凝縮器中で凝縮しない蒸気、および放出されるガスは、真空ポンプ９またはエジェクター９’によってその装置系から抜き取られる。
【００６０】
上記凍結乾燥プロセスは、マイコトキシンを９９％まで、また農薬を７５〜９９％減少させる。
【００６１】
この次の工程は最終冷却工程であって、これには酸化および汚染が起こらないよう特別な注意が求められる。
【００６２】
それは、熱い製品と空気酸素との接触に因って酸化が再び起こることのある、熱い、湿ったまたは乾燥した製品を反応釜４から排出するその瞬間である。
【００６３】
かくして、この酸化を避けるために、製品は反応釜４内で真空冷却されて、酸化が事実上起こらないか、または最小限に抑えられる温度範囲まで降温される；ここで、この温度範囲には最高温度７０℃および最低温度１５℃が包含される。
【００６４】
この冷却は、図１および２に従って、一部は反応釜４内の真空中で、そして一部は冷却器７中で起こり、また、その冷却は、この装置および方法の構成上の変動範囲内で、図３に従って、反応釜４内の真空中で完全に起こり得る。
【００６５】
この冷却工程中は、反応釜４の内圧は負で、約０．９ｋｇ／ｃｍ２である。製品がこの工程の終わりに反応釜４から出ていくときのその製品の温度に関し、それは適用される負圧、即ち真空度に依存する。この仕方において、絶対圧で４５ｍｍＨｇまでの真空度の場合、反応釜４の製品は６５〜７０℃の範囲の温度で排出される。冷却がこの温度差により開始されるとき、この冷却工程において酸化はその８０％が避けられる。真空がエジェクター９’およびブースター７’によって適用されるとき、その絶対圧は６ｍｍＨｇ絶対圧まで下がり、製品は１０〜１５℃の範囲の温度で排出され、従って冷却器７中でさらに冷却することは必要でない。この場合、酸化はその９９％が避けられる。
【００６６】
これらの温度範囲によれば、例えばコンベヤー、乾燥機および冷却器のような後続装置における蒸気の発散、液体の流出、酸化、および硬皮の形成がない。この仕方で製品の微生物による汚染が防がれる。
【００６７】
マイコトキシンおよび農薬を除去することに加えて、本発明の方法はその加工処理製品の消化性を約８−２２％またはそれ以上高める。
【００６８】
本発明の方法および装置は大豆を予備調理する際に特に使用できる。しかし、それらは色々な他の種類の穀物、例えば、中でも落花生、トウモロコシのような穀物を予備調理する際に使用できることが分かる。
【００６９】
この方法を通じて、その諸工程中における滞留時間、必要な圧力および加工処理製品の容量は、例えばPLCまたはCLPのような自動化装置によって、およびコンピュータを用いることによって自動的に制御され、これがもっと均一性の高い生産を成し遂げる。
【００７０】
以上好ましい態様を説明したが、本発明の範囲は他の可能な変形態様も包含し、そしてそれは可能な均等物を含む添付特許請求の範囲の内容によってのみ限定されることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の基本的方法の、穀物を予備調理する装置の第一態様の模式図である。
【図２】大量の水分を必要とする極度に乾いた穀物を予備調理する装置の第二態様の模式図である。
【図３】２つの先行態様の基本的特徴を有する、穀物を予備調理する装置の、乾燥、および終点で１５℃に達することができるか、またはいかなる空気冷却もなしで１５℃未満に達することができる深冷却（deep cooling）が補充された第三態様の模式図である。
【図４】本発明の装置を構成する反応釜の内側に存在する均質化用フラップの上面図である。
【図５】本発明の装置を構成する反応釜の内側に存在する均質化用フラップを含むアームの正面図である。
【図６】本発明の装置を構成する反応釜の内側に存在する均質化用フラップを含むアームの右側面図である。
Claims (25)
- 穀物を予備調理する方法であって：
ａ）穀物を反応釜（４）に制御された様式で装填し；
ｂ）反応釜（４）に第一の負圧を適用し；
ｃ）反応釜（４）の中に含まれる穀物を加熱し；
ｄ）反応釜（４）に第二の負圧を適用し；そして
ｅ）上記穀物を冷却する
工程を含むことを特徴とする上記の方法。 - 反応釜（４）に第一負圧を適用する工程中に、反応釜（４）の内圧が約６mmHgの絶対圧力から約４ｋｇ／ｃｍ2の相対圧力までの範囲であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
- 第一負圧を適用する工程中に、空気が反応釜（４）の内側から排気されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
- 反応釜（４）の中に含まれる穀物を加熱する工程において、穀物上への蒸気の直接注入および間接加熱が行われ、乾燥飽和蒸気が熱をその穀物に移動させるスリーブを通過することを特徴とする、請求項１記載の方法。
- 穀物を加熱する工程の終点において、温度が１００〜１２５℃の範囲であることを特徴とする、請求項４記載の方法。
- 第二負圧を適用する工程の前に調理工程が起こることを特徴とする、請求項１記載の方法。
- 調理工程中は、温度が約１００〜１２５℃の範囲であり、そして圧力が約０．５〜１．５ｋｇ／ｃｍ2であることを特徴とする、請求項６記載の方法。
- 第二負圧を適用する工程において、容器（４）の内側の圧力が負の約０．９ｋｇ／ｃｍ2であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
- 第二負圧を適用する工程において、温度が６０〜１５℃の範囲であり、そして穀物の水分率が１２〜１２．５％の範囲であることを特徴とする、請求項８記載の方法。
- 第二負圧を適用する工程中に、穀物から水を蒸発させることに存する凍結乾燥プロセスが起こることを特徴とする、請求項９記載の方法。
- 凍結乾燥プロセスが穀物から熱を消費して、マイコトキシンを約９９％、また農薬を約７５−９９％減少させることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
- 冷却工程が一部は反応釜（４）の中で、続いて一部は冷却器（７）の中で起こることを特徴とする、請求項１記載の方法。
- 冷却工程が反応釜（４）中で起こることを特徴とする、請求項１記載の方法。
- 冷却工程中は、反応釜（４）の内圧が負で、約０．９ｋｇ／ｃｍ2であることを特徴とする、請求項１２または１３記載の方法。
- 冷却工程において、温度が最高限度約７０℃と最低限度約１０℃との範囲内にあることを特徴とする、請求項１４記載の方法。
- 少なくとも１つの反応釜（４）を含む穀物を予備調理する装置であって、反応釜（４）が負圧を適用する手段（９）と結合されていることを特徴とする上記の装置。
- 投与手段（３）に結合されている供給装置（２）を含み、その投与手段（３）は反応釜（４）と結合されて、穀物を反応釜（４）に選択的に装填できるようにされていることを特徴とする、請求項１６記載の装置。
- 負圧を適用する手段が真空ポンプ（９）であることを特徴とする、請求項１６記載の装置。
- 負圧を適用する手段が少なくとも１つのエジェクター（９’）および１つの熱圧縮器タイプのエジェクター（７’）に相当することを特徴とする、請求項１６記載の装置。
- 真空ポンプ（９）が気圧タンク（１１）および気圧凝縮器（８）に結合されていることを特徴とする、請求項１８記載の装置。
- エジェクター（９’）が気圧タンク（１１）と、また気圧凝縮器（８）と結合されていることを特徴とする、請求項１９記載の装置。
- 間接加熱装置系、および穀物と一緒に浸漬されている接線方向蒸気注入装置系を含むことを特徴とする、請求項１８または１９記載の装置。
- 反応釜が均質化用の実質的に傾斜したフラップ（２１）を反応釜内部に配置して含むことを特徴とする、請求項１６記載の装置。
- 反応釜（４）と結合されている少なくとも１つの給湿装置（１４）をさらに含むことを特徴とする、請求項１６〜２３記載の装置。
- 自動装置系によって制御およびモニターされることを特徴とする、請求項２４記載の装置。
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