JP2016523530A - 可溶性飲料塊 - Google Patents

Abstract

本発明は、可溶性飲料塊を製造する方法に関し、この方法は、粉末形態の１種類以上の可溶性飲料成分を準備することと、型穴を有する、予熱した型を準備することと、型穴に１種類以上の可溶性飲料成分を詰め込むことと、型穴内の１種類以上の可溶性飲料成分を圧縮して、可溶性飲料塊を形成することと、を含み、（ｉ）この方法は、ＲＦ照射を適用して、型穴内の可溶性飲料成分を加熱することを更に含み、及び／又は（ｉｉ）１種類以上の可溶性飲料成分は、型穴内に少なくとも１５秒間保持され、及び／又は（ｉｉ）型穴への詰め込み前に、粉末形態の１種類以上の可溶性飲料成分が予熱されている。

Description

本開示は、可溶性飲料塊及びこれらの製造方法に関する。具体的には、本開示は、インスタントコーヒー又はホットチョコレートなどの飲料を生成するための可溶性飲料塊に関する。

自宅で飲料を調製して、カフェ及びレストランで入手できる飲料を再現したいと考える消費者向けに大きな市場が発達している。これらの飲物を提供する多数の方法は、カートリッジ又はパッドを使用するシステムなど飲料調製マシンを使用しなくてはいけないが、消費者にとっては、冷結乾燥したコーヒー顆粒などインスタント又は可溶性飲料成分を使用する方が便利である。

可溶性コーヒー顆粒などの成分は、飲料の濃さを微調整できるなど多数の利点を有するが、最終飲料の品質を著しく変化させる機会ももたらす。この問題に対処するために、タブレット形態で可溶性飲料成分を提供することが提案されている。これにより、生成される各飲料は同一であり、飲料成分の製造業者が意図する高い品質となる。

しかしながら、タブレット形態での成分の提供は、まだ完成されていない。具体的には、成分の溶解という一般的な問題が存在する。飲料の底部における粘液性の不溶解残留物の存在は、消費者にとって魅力的ではない。タブレットは、乾燥の問題を回避し、成型を容易にできるため、通常、粉末状の成分を使用して形成される。例えばコーヒーのタブレットを製造するためには、概して、相当に圧縮するか、結合剤を使用するかのいずれかによって可溶性コーヒー粉末を１つにまとめることが必要である。しかしながら、高圧縮はタブレットの溶解を妨げ得る。結合剤の存在は、同様の問題を生じさせ得る、又は最終飲料の風味に影響を及ぼし得る。

低圧縮で、及び／又は好適な結合剤を使用せずに調製されたタブレットでは、タブレットが損傷する、又は破砕するという更なる危険性が存在する。これは、鋭角縁部を有するペレットに特に該当し、元の形状の喪失をもたらす破砕の危険性が増加する。消費者がタブレットの管を開き、これらが欠けているか、破断していることを見出した場合、品質に対する印象は著しく悪化する。

国際公開第２０１３００１０５２号は、外側表面を湿らせて、厚い保護皮を形成することによってこれらの問題に対処しようとする。

米国特許第３２９３０４１号は、高可溶性の自立タブレットの製造方法を説明する。これらのタブレットは、可溶性コーヒー又は紅茶の１ｇの小型ペレットであり、ペレット製造機の熱加工領域における圧縮によって調製される。ペレットは、高温（１１８〜１５０℃）及び低圧（１３ｋＰａ〜２８ｋＰａ）を使用して短時間（２〜３秒）で製造され、最終生成物は、２〜６秒で完全に溶解する。製造プロセスの結果として、ペレットは低密度であり、保護外皮を備える。この方法の一実施形態は、必ず短期間かつ強力に熱及び圧力を適用する回転式成形型に依存して、ペレットを形成する同様に、管腔を使用する本明細書の第１の実施形態は、高速の処理時間に依存して、十分に速い生産速度を達成できるようにする。

更に、可溶性コーヒー生成物、特に噴霧乾燥したコーヒーは、カフェで生成されたコーヒー又は飲料マシンで生成されたコーヒーに劣ると見なす消費者の間に偏見が存在する。したがって、これらのすべての理由のために、飲料成分の配布形態としてタブレットを使用することは、消費者の間で一般的ではない。

国際公開第２０１３／００１０５２号 米国特許第３２９３０４１号明細書

したがって、飲料成分の新しい形態及びこれらの製造方法を提供すること、並びに／又は従来技術に伴う少なくともいくつかの問題に取り組むこと、若しくは少なくとも、商業的に有用な代替物を提供することが望ましい。

したがって、第１の態様では、本開示は可溶性飲料塊を製造する方法を提供し、
粉末形態の１種類以上の可溶性飲料成分を準備することと、
型穴を有する、予熱した型を準備することと、
型穴に１種類以上の可溶性飲料成分を詰め込むことと、
型穴内の１種類以上の可溶性飲料成分を圧縮して、可溶性飲料塊を形成することと、を含み、
（ｉ）この方法は、ＲＦ照射を適用して、型穴内の可溶性飲料成分を加熱することを含み、及び／又は
（ｉｉ）１種類以上の可溶性飲料成分は、型穴内に少なくとも１５秒間保持され、及び／又は
（ｉｉ）型穴への詰め込み前に、粉末形態の１種類以上の可溶性飲料成分が予熱されている。

本発明は、以下で更に詳しく記載される。以下の節では、本発明の異なる態様がより詳しく定義されている。そのように定義された各態様は、それとは異なる定義が明示されていない限り、他の１つ又は複数の態様と結合させることができる。具体的には、好ましい、又は有利なものとして示されている特徴は、好ましい、又は有利なものとして示されている他の１つ若しくは複数の特徴と結合させることができる。

本発明者らは、飲料の形成に好適な成分の別体である可溶性飲料塊を製造する新たな方法を見出した。用語「可溶性飲料塊」は、飲料媒体中で完全に溶解でき、該媒体に所望の飲料の風味及び安定性をもたらすように作用する成分から形成された別体を意味する。当然のことながら、可溶性飲料塊は、例えば、具体的に定められた形状及びサイズを有するタブレット、菱形、及びボールを含むことを意図する。例えば、冷結乾燥したコーヒー又は粉ミルクなど飲料成分のルースパウダーを含むことは意図しない。明らかに、可溶性飲料塊は、溶解に好適な、実質的に乾燥している、未溶解形態である。好ましくは、この塊は、封止された密閉防湿容器に入れて提供される。

これもまた当然のことながら、可溶性飲料塊は、少量の不溶性物質を含んでよい。例えば、細挽きの焙煎コーヒーが含まれて、最終飲料に独特の口当たり及び風味をもたらしてよい。好ましくは、沈殿又は他の問題を回避するために、この塊は、３０重量％未満、より好ましくは２０重量％未満、より好ましくは１０重量％未満の不溶性物質を含む。ホットチョコレート飲料などいくつかの実施形態では、滑らかな口当たりをもたらすために、実質的に不溶性物質が含まれていないことが好ましい場合がある。

本開示は、主としてコーヒー飲料に関して提供されるが、当然のことながら、方法及び利点は、本明細書に記載の他の好適な飲料成分も同様に該当する。

本発明者らは、可溶性生成物の様々な欠点及びこれらに対する偏見を回避しつつ、かかる生成物のあらゆる利便性を備える、高品質の飲料生成物、具体的には、コーヒー生成物を提供しようとしている。具体的には、本発明者らは、分注機を必要とせず、容易な保管、輸送、及び使用が行われる、安定した最終飲料をもたらす飲料成分を提供しようとしている。

タブレットがこれらの問題のいくつかに対処することは認められているが、十分に消費者に受け入れられて、通常は挽いた焙煎コーヒー飲料の新鮮さを好む消費者を引き付けるタブレットを製造することは不可能であった。

挽いた焙煎コーヒーからの最終飲料の調製には、ある程度の儀式及びそれに伴う準備が存在すると考えられる。かかる飲料の消費者は、調製におけるこれらの取り組みを最終飲料の有益な特性と関連付ける。対照的に、可溶性コーヒー飲料は、熱湯を加えると直ちに調製される。本発明者らは、可溶性コーヒーの即時的な本質が、かかる製品に対する偏見の一因となり得ることを認識した。したがって、本発明者らは、当然のことながら最終飲料内の残留物及び沈殿物の回避に努めつつ、溶解時間をある程度制御することが望ましいことに気が付いた。

したがって、飲料が、温かい水性媒体の成分への添加に続いて、調製するために少なくとも１０秒かつ１００秒以下、好ましくは６０秒以下かかり得るのであれば理想的と考えられる。好ましくは、この調製では、混合した媒体及び成分を穏やかに攪拌して、完全に溶解させるのに２０〜４０秒かかる。

本発明者らは、従来技術において既知のタブレットを分析し、従来の加熱法で形成されたタブレットは、本開示の塊と比較して非常に異なる内部構造を有することを見出した。具体的には、高圧縮タブレットは均質だが、砕けやすい、非融合内部構造を有する。これらは、通常、非常に遅い溶解時間を有する。添加した結合剤に依存するタブレットは、不要な塊を有する傾向にあり、最終飲料の風味は、任意の結合剤残留物の影響を受けることがある。

本発明者らは、本開示の方法は、良好な凝集性を有する堅固な塊を提供することを見出した。これにより、この塊は、良好な溶解速度もたらしつつ、製造（コンベヤーベルト上での輸送）、輸送、及び取り扱いを行うのに十分に堅固である。

本開示の方法は、多数の工程を含む。第１の工程では、１種類以上の可溶性飲料成分を粉末形態で準備する。粉末形態では、微粉化した乾燥粒子状物質、並びに噴霧乾燥した粒子、冷結乾燥した粒子、及びこれらの凝集物など顆粒を含むことを意味する。通常、粒子状物質は、３ｍｍ、より好ましくは２．５ｍｍ〜１０マイクロメートル、より好ましくは１ｍｍ〜３００マイクロメートル、より好ましくは約５００〜約７００マイクロメートルの粒径を有する。これらの粒子は、当該技術分野において周知である。好適な物質の例は、以下で更に詳述される。驚くべきことに、本明細書に記載の方法のために、塊の溶解特性は、出発物質の溶解特性を反映する。これは、出発粉末の構造が著しく変化するわけではないためである。成分を粉末形態で使用することは、型穴の迅速、かつ再現可能な充填に役立つ。

本方法の実行に使用される装置もまた非常に重要である。この装置は、型穴を有する型を含む。この型は、使用時に可溶性飲料成分と接触する型穴の接触面が昇温状態にあるように予熱する。昇温状態にある、予熱した接触面と接触するように、型穴に１種類以上の可溶性飲料成分を詰め込む。本発明者らは、これが、型を予熱しなかった場合よりも弾力的な可溶性飲料塊をもたらすのに役立つことを見出した。つまり、予熱した型を使用することによって、製造後の輸送及び取り扱い時に塊が破断しにくくなる。

型には裏張りが備わっていて、形成後の可溶性飲料塊の取り外しに役立ってよい。型、蓋、及び任意の型の裏張りといった様々な構成要素は、好ましくは、それぞれ誘電材料で形成される。誘電材料は、ＲＦ照射によって容易に予熱及び／又は加熱できるため、これは有利である。このことは、型穴の表面が単一ＲＦ熱源で加熱できることを意味し、製造方法を簡略化する。好適な誘電材料としては、ＰＶＤＦ又はカーボンブラックの粒子を含有する、シリコンなどポリマーが挙げられる。

可溶性飲料成分を予熱した型に詰め込む。次いで、通常、蓋又は閉鎖部を適用する。これは、成分に圧力を印加するために使用され得る。好ましくは、蓋又は閉鎖部は、型穴と同温度に予熱する。

圧縮工程は、型穴内の１種類以上の可溶性飲料成分を圧縮して、可溶性飲料塊を形成することに役立つ。圧縮工程は、成分の融合を促進する。

本発明者らは、容易に溶解する堅固な生成物を可能にする、凝集性の内部構造を塊全体に確実に存在させることによって、上記の所望の溶解特性を有する、向上した生成物を提供できることを見出した。本発明者らは、これは、塊全体に広がる、一貫した加熱を確実に行うことによって実現でき、いくつかの方法のうちの１つで実現できることを見出した。

ＲＦ加熱
第１に、この方法は、ＲＦ照射を適用して、型穴内の可溶性飲料成分を加熱することを更に含んでよい。ＲＦ加熱の使用は、可溶性飲料粉末の塊全体に浸透し、特に均質の内部構造をもたらす。この加熱法は高速であり、すべての飲料成分での使用に好適である。これは、飲料塊全体の温度を上昇させ得る。

この態様では、型穴に可溶性飲料成分を詰め込むと、高周波（ＲＦ）を印加して、型穴内の可溶性飲料成分を加熱する。ＲＦ加熱の使用は、成分全体を均一に加熱することが見出されている。これは、容易に溶解する、軽量の均質構造を確保しつつ、凝集を生じさせずに成分の融合を促進する。可溶性飲料成分を加熱すると、これらは型穴内で圧縮されて、可溶性飲料塊を形成する。圧縮工程は、加熱成分の融合を促進する。

ＲＦ加熱法は周知である。ＲＦ（誘電加熱としても知られる）は、高周波数の交流電界、又は電波、つまりマイクロ波が誘電材料を加熱するプロセスである。より高い周波数においては、この加熱は、誘電体内の分子双極子の回転によって生じる。本明細書に記載のＲＦ加熱は、マイクロ波加熱（最大約２．５ＧＨｚ）を包含し、通常、１０〜１００ＭＨｚ、より好ましくは１０〜４５ＭＨｚ、最も好ましくは２５〜３０ＭＨｚの範囲の周波数において実行され得る。最も好ましい周波数は、１３．５６、２７．１２、及び４０．６８ＭＨｚである。

好ましくは、この方法は、ＲＦ照射を適用して、型穴内の１種類以上の可溶性飲料成分を加熱する工程の前に、型穴内の１種類以上の可溶性飲料成分を圧縮する工程を更に含む。つまり、成分は、型内に（型の予熱した接触面上に）詰め込み、ＲＦ照射で加熱し、次いで再び圧縮する。この初期圧縮工程は、型穴に詰め込んだ材料を均等に分布させるのに役立つ。

型、蓋、及び任意の型の裏張りといった様々な構成要素は、好ましくは、それぞれ誘電材料で形成される。誘電材料はＲＦ照射によって容易に加熱できるため、これは有利である。このことは、型穴の表面が単一ＲＦ熱源で加熱できることを意味し、製造方法を簡略化する。同時に、誘電材料を使用することにより予熱が可能になり、型の中心部で達成される温度を超える温度に型壁を維持できる。好適な誘電材料としては、ＰＶＤＦ又はカーボンブラックの粒子を含有する、シリコンなどポリマーが挙げられる。

好ましくは、ＲＦ照射を適用して１種類以上の可溶性飲料成分を加熱する工程では、１種類以上の可溶性飲料成分をガラス転移温度（Ｔｇ）付近まで加熱する。成分は、融点を超える温度に加熱するべきではない。これは、高密度の不溶性生成物をもたらすためである。好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）から１０℃以内、好ましくは５℃以内低い温度に加熱する。これによって、最終飲料の風味を分解させ得る、又は台無しにし得る、成分の過剰加熱を行わずに、粒子が融合するために十分な温度をもたらす。

Ｔｇは、非晶質材料における（半結晶材料内の非晶質領域における）、硬く、比較的砕けやすい状態から、融解状態、つまりゴム状状態への可逆的変化である。これは、物質の融点とは異なり、物質への粘着性の付与に役立つ。Ｔｇは、含水量に大きく依存し、当該技術分野において周知である。Ｔｇ付近まで粉末を加熱することによって、粉末を結合できる。結晶質である砂糖など特定の物質は、Ｔｇを有さないことに留意されたい。好ましくは、本明細書に記載の可溶性飲料成分は、少なくとも混合物の主成分のＴｇに関連する温度に達するように加熱される、又は、成分は、塊を製造する前に同様のＴｇ値を有するように選択されてよい。主成分では、混合物において最大重量で存在する成分を意味する。経験則では、Ｔｇ値は、物質の融点の約２／３である傾向にある。

好ましくは、ＲＦ照射を適用して１種類以上の可溶性飲料成分を加熱する工程では、ＲＦ加熱は、２７．１２ＭＨｚの周波数で、及び／又は１０秒〜１分の間、好ましくは２０〜３０秒の間適用される。ＲＦ加熱の使用によって、従来の電気抵抗加熱法と比較して、加熱時間を大幅に短縮できる。

好ましくは、ＲＦを印加して１種類以上の可溶性飲料成分を加熱する工程の前の１種類以上の可溶性成分を圧縮する任意の工程は、可溶性飲料成分の体積を予熱した体積の６０〜９０％、好ましくは７０〜９０％に減らす。つまり、最終飲料塊の体積は、型穴に詰め込んだ可溶性飲料成分の非圧縮初期体積の少なくとも６０％、かつ最大９０％であるべきである。この圧縮の程度は、より均質な最終生成物形状をもたらすことが見出された。

好ましくは、ＲＦを印加して１種類以上の可溶性飲料成分を加熱する工程の後の１種類以上の可溶性成分を圧縮する工程は、可溶性飲料成分の体積を予熱した体積の２０〜８０％に減らす。つまり、最終飲料塊の体積は、型穴に詰め込んだ可溶性飲料成分の非圧縮初期体積の少なくとも２０％、かつ最大８０％であるべきである。この圧縮の程度は、好適な溶解時間を有する、一貫した生成物をもたらすことが見出された。好ましくは、圧縮は３５〜５５％である。

熱処理時間
第２に、１種類以上の可溶性飲料成分は、予熱した型穴内に少なくとも１５秒間保持されてよい。かかる飲料成分の大量生産にとってこの比較的遅い処理時間により、型の温かさが塊の構造に浸透し、凝集性最終生成物をもたらす。

好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分は、型穴内に少なくとも１５秒間保持される。より好ましくは、可溶性飲料成分は、型内に１５〜１２０秒間、より好ましくは３０〜１００秒間、より好ましくは４０〜８０秒間保持される。理論に束縛されるものではないが、この期間により、予熱した型からの熱が塊全体に浸透し、より一貫した内部構造をもたらすと考えられる。より短時間では、特により大きい塊の場合、多孔質構造及び元の粉末の溶解特性を実質的に維持しつつ、好適に堅固な最終生成物をもたらすことができない。同様に、期間が長すぎる（１２０秒超など）と、粉末が固体又はガラス状本体へと完全に凝集する。

成分の予熱
第３に、粉末形態の１種類以上の可溶性飲料成分は、型穴への詰め込み前に予熱してよい。これにより、結果として得られる飲料塊全体で一貫した内部構造を実現できる。更に、圧縮下においては、これによって、粉末を堅固かつ凝集性の塊に結合させるのに十分な温度を確保できる。

好ましくは、粉末形態の１種類以上の可溶性飲料成分は、型穴への詰め込み前に予熱する。好ましくは、少なくとも３０℃、より好ましくは３０℃〜８０℃、より好ましくは４０℃〜６０℃に予熱する。好ましくは、粉末の可溶性飲料成分は、好ましくは１種類以上の可溶性飲料成分のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも最大１０℃低い、好ましくは最大５℃低い温度に予熱する。予熱は、好ましくは少なくとも主成分のＴｇよりも低い、好ましくは全成分（当然ながら、砂糖などＴｇを有さない成分は除く）のＴｇよりも低い。

図５は、圧縮するコーヒーの相対密度と比較した、圧縮工程に必要な圧力（ＭＰａ）のグラフを示している。これは、２５℃及び６０℃のコーヒー粉末について提供される。この図は、周囲温度（２５℃）における所与の粉末の詰め込みプロファイルが、Ｔ＝６０℃のものとは著しく異なることを示す。粉末を室温で圧縮したときと比較して、粉末を加熱したときのピーク応力は、８０％近く減少する。コーヒーのヤングの弾性率（表１）は、５２１２ＭＰａから２７６９ＭＰａへと著しく減少し、対応する温度が増加する。同様に、クリーマーの場合には、３９８９ＭＰａから２８４０ＭＰａへの減少が見られ、温度は増加する。ヤングの弾性率は、物質の剛性の測定値であり、バルク構造だけではなく、粒子構造にも応じる。したがって、加熱による飲料粒子表面の粘着性の増加は別として、本開示の発明者らは、熱を使用して、軸方向応力を減少させる。これによって、低圧縮圧力を使用した、塊内の可溶性飲料粒子の圧密化に成功する可能性を増加させる。

したがって、本明細書に記載の方法は、低圧縮圧力を使用して飲料塊を形成し得るように、ピーク応力を減少させるのに役立つ。本開示はまた、図６に示されるように、最終高密度化段階に必要な応力の急上昇を回避するためには、粉末の加熱が重要であることも明らかにしている。図５からは、同一のパンチ変位に到達するためには、６０℃と比較して、２５℃ではより高いパンチ圧力が必要であることがわかる。本開示の発明者らは、ピークパンチ圧力比は、周囲温度のコーヒー粉末及び加熱したコーヒー粉末に対して、それぞれ最大５：１であり得ると考える。

本発明者らは、驚くべきことに、予熱した粉末を使用することにより、成分の圧縮及び飲料塊の形成に必要な圧力が著しく低減することを見出した。更に、出発物質の多孔性又は溶解速度を損なうことなく、より均質かつ堅固な構造を形成できる。

これらの上記の３つの方法のそれぞれを単独で、又は任意の組み合わせで使用して、最終生成物の最適な構造を確保できる。

少量のペレット製造に依存する米国特許第３２９３０４１号の方法とは対照的に、本方法では、加熱効果が塊全体に浸透できるようにする。これらの方法は、それでもなお迅速かつ容易に溶解する、凝集性の弾力的な生成物を確保する。対照的に、米国特許第３２９３０４１号がより大きいペレットを処理するように拡大されるとしたら、短い処理時間でペレットを十分に堅固にするには温度／圧力を著しく増加させる必要があり、このことは、溶解性に乏しい生成物をもたらす。更に、高温での過剰に長い処理時間は、焦げた外側表面又は異臭をもたらし得る。

好ましくは、可溶性飲料塊は、２〜２０ｇの重量を有する。好ましくは、飲料塊は、単一の塊から飲料を提供するのに好適なサイズである。つまり、好ましくは、塊は、コーヒー飲料では１．７〜２．３ｇ、ココア飲料では１２〜１７ｇである。クリーマー入りコーヒーの飲料塊では、重量は、通常、砂糖込みで１２〜１３ｇであり、クリーマー対コーヒーの比率は、３０：７０である。ココアの飲料塊は、通常、ココア、砂糖、及びクリーマー又は粉ミルクを含み、少なくとも５０重量％は砂糖である。これらの種類の風味豊かな飲料を提供するために必要な所要固形物には、標準値が存在する。

好ましくは、型及び／又は閉鎖部は、１種類以上の可溶性飲料成分（少なくとも主成分）のＴｇよりも高い表面温度に予熱する。これにより、凝集性塊を調製できるように、飲料成分を軟化できる。好ましくは、型及び／又は閉鎖部は、６０〜１２０℃、より好ましくは８０〜１１５℃、より好ましくは１００〜１１０℃の温度に加熱される。この温度の範囲は、大部分の飲料成分、特に可溶性コーヒーに好適であると見出されており、成分を台無しにする、又は任意の異味をもたらすことなく、凝集性塊を提供できる。過剰に加熱すると、生じ得るメイラード反応のために、焦げ又は異臭の原因となり得ると考えられる。

好ましくは、塊は、室温以下に冷却し、次いで、型から取り外す。これは、製造プロセス後の生成物の損傷防止に役立つ。一般論では、塊は、型から外す前に、少なくともそのガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低い温度に冷却する必要がある。

本発明者らは、特にＲＦ加熱に依存しない場合、必要な圧縮量は、出発物質の密度に応じて異なることを見出した。好ましくは、１種類以上の可溶性成分が０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３の嵩密度を有する場合、可溶性飲料成分の体積は、圧縮工程によって初期体積の３０〜６０％、好ましくは４０〜５０％減少する。つまり、１０ｍＬの体積は、７〜４ｍＬに減少する。好ましくは、１種類以上の可溶性成分が０．５ｇ／ｃｍ^３超〜１ｇ／ｃｍ^３の嵩密度を有する場合、可溶性飲料成分の体積は、圧縮工程によって初期体積の１０〜５０％、好ましくは２５〜３５％減少する。

本発明者らは、ルースパウダーから飲料塊への転換時における飲料粉末成分の挙動に対する熱及び圧力の影響を詳しく調査した。０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３の嵩密度を有する可溶性飲料の粉末成分では、最終生成物を損なうことなく、体積を３０〜６０％減少させることができる。これは、少なくとも０．３ｇ／ｃｍ^３の所望の最終密度（３０％の体積減少）及び１．２５ｇ／ｃｍ^３の最大密度（６０％の体積減少）を有する可溶性飲料塊をもたらす。しかしながら、６０％の体積減少は、約０．５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成分には該当しない。好ましくは、約０．５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成分に適用できる体積の最大減少は５０％であり、１．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する可溶性飲料塊をもたらす。結果として、最終生成物の密度範囲は、０．３〜１．０ｇ／ｃｍ^３であり、可溶性飲料の粉末成分の初期密度は、０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３である。

０．５〜１．０ｇ／ｃｍ^３の嵩密度を有する可溶性飲料の粉末成分では、１０％〜最大５０％の体積減少を適用できる。この場合の完成した可溶性飲料塊の密度は、最小で０．７１ｇ／ｃｍ^３及び最大で２ｇ／ｃｍ^３である。しかしながら、１．０ｇ／ｃｍ^３近くの密度を有する成分は、その初期体積の５０％に圧縮できない。したがって、約１．０ｇ／ｃｍ^３の密度を有する成分に適用できる体積の最大減少は４０％である。かかる圧縮は、１．６７ｇ／ｃｍ^３の密度を有する可溶性飲料塊をもたらす。結果として、最終生成物の密度範囲は、０．７１〜１．７ｇ／ｃｍ^３であり、可溶性飲料の粉末成分の初期密度は、０．５〜１．０５ｇ／ｃｍ^３である。

好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分を型穴に詰め込んだ後で、この方法は、更なる接触面を有する蓋で型穴を密閉する工程を更に含む。この蓋は、好ましくは、必要な型内圧縮を提供できる一方で、型の内容物の周囲を均一に加熱するという２つの目的を有する。好ましくは、蓋の更なる接触面は誘電材料で形成される、及び／又は蓋は誘電材料を含み、裏張り又はコーティングが備わっていて、接触面を形成する。これにより、ＲＦ加熱で蓋を予熱することができる（ただし、他の加熱法も好適である）。

好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分は、可溶性コーヒー、クリーマー、ミルク固形物、砂糖、風味剤、着色料、ココア若しくはチョコレート、又はこれらの２つ以上の混合物を含む。好ましくは、塊は、単一の飲料成分又は成分のブレンドで形成される。

例えば、１種類以上の可溶性飲料成分は、可溶性コーヒーからなってよく、好ましくは、０．５〜５ｇ、より好ましくは１〜３ｇ、より好ましくは更に約１．８ｇの総重量を有する。可溶性コーヒーは、噴霧乾燥した、又は冷結乾燥したコーヒーであってよい。可溶性コーヒーは、孔内に閉じ込められたガスを有する孔を含んでいて、最終飲料にクレマをもたらしてよい。

別の実施形態では、可溶性飲料塊は、不溶性飲料成分、つまり「含有物」（ゼリー、マシュマロなど）を含んでよい。これらは、有利には、物理的な口当たり及び心地良いテクスチャを最終飲料にもたらしてよい。

好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分は、細挽きのコーヒー豆の粒子（好ましくは、３００マイクロメートル未満のＤ９０を有する）と共に型穴に詰め込まれる。可溶性コーヒーと細挽きの挽いた焙煎コーヒーとの混合物は、Ｍｉｌｌｉｃａｎｏ（商標）など飲料市場において周知である。あるいは、可溶性コーヒーは、単純に細挽きの挽いた焙煎コーヒー粉末と予混合されてよい。このように挽いた焙煎コーヒーを添加することによって、飲料塊の溶解性の予期しない増加及び塊の強度の増加の両方をもたらすことが見出されている。理論に束縛されるものではないが、不溶性粒子は、塊に構造を提供し、また、水性媒体が塊に浸透するための脆弱点をもたらすと思われる。好ましくは、可溶性コーヒーは、細挽きのコーヒー豆の粒子を含み、この挽いた豆は、好ましくは、３００マイクロメートル未満のＤ９０及び５〜６０マイクロメートルのＤ５０を有する。

好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分は２種類以上の成分を含み、可溶性飲料成分は、塊内で独立層又は独立部分を形成する。これは、最終生成物に魅力的な外観をもたらし、異なる成分の溶解の一時的なプロファイリングを可能にする（すなわち、外側のミルクフォームが最初に形成されてよく、続いて中央コーヒー層が形成されて、飲料上の泡が白色になるようにする）。好ましくは、成分は混合されないが、その代わりに、目で識別可能な層を形成して、飲料成分の印象を消費者にもたらす。

次いで、塊は独立層から形成される。連続的に各層を型に充填し、圧縮することが可能である。この場合、最高Ｔｇを有する成分を最初に充填し、型の温度を下げて、前の層がそのＴｇに近づく時間を最小化することができる。この段階的加熱法は、層が独立して、かつ互いに一貫しており、凝集性であるようにする。

別の実施形態では、成分は、まず、可溶性飲料塊の形成前に共に凝集してよい。あるいは、成分は、混合して、噴霧乾燥するか、冷結乾燥してよい。

好ましくは、可溶性飲料塊は、可溶性コーヒー、クリーマー、ココアのうちの２つ以上を含み、それぞれが少なくとも１つの別個の分離層又は塊部分に含まれる。

飲料成分は粉末形態で提供され、好ましくは、８００マイクロメートル以下のＤ９９、及び／又は３００マイクロメートル以下のＤ５０を有する粒子を含む。これらのパラメータの測定法は、当該技術分野において周知である。Ｍａｌｖｅｒｎ乾燥レーザー回析法を使用することが好ましい。

一実施形態では、１種類以上の可溶性飲料成分は、可溶性コーヒーを含み、加えて、０．０１〜０．１ｇのコーヒー油が１種類以上の可溶性飲料成分と共に型に添加される。Ｃｏｌｏｍａ油などコーヒー油は、通常、コーヒーの強い香りをもたらすためにインスタントコーヒーに添加される。成分と共に型に油を含めることによって、塊に香りが保持され、飲料の調製時に放出されてよい。

好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分は、閉じ込められた加圧ガスを含む、発泡性の可溶性飲料成分を含む。かかる成分の好適な製造法は欧州特許第１６２７５６８号に開示されており、その内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。好ましい実施形態は、発泡性の可溶性コーヒー、発泡性の可溶性クリーマー、及び発泡性の可溶性粉ミルクを含む。これにより、最終飲料の表面にクレマを形成できる。あるいは、十分なガスを閉じ込められる場合、飲料自体が部分的に発泡してよい。

一実施形態によると、型穴内の可溶性飲料成分は、ＲＦ加熱を施されない。

好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分は、結合剤を含まない。つまり、可溶性塊を製造するために、最終飲料では不要の接着剤又は他の成分が含まれる必要はない。これは、本発明の方法が結合剤を使用せずに塊を形成することに好適だからである。

好ましくは、１種類以上の可溶性飲料成分は、０．１〜６重量％、好ましくは、２〜５重量％の含水量を有する。この水準の含水量のおかげで、そこから製造される塊は、型穴内で容易に融合でき、また、これが十分に低いために、最終生成物の長期保存が可能になる。生成物は、少なくとも６か月、好ましくは、少なくとも１２か月の期間にわたって２０℃で常温保存可能であるべきである。

可溶性飲料塊は、好ましくは、製造し、次いで、実質的に空気不透過性かつ非透湿性である販売用パッケージに封入する。このようにして、使用前の生成物の劣化を防止することが可能である。

好ましくは、型穴の閉鎖により、実質的に平坦な表面、又は塊を安定して載置できる周辺部と、塊内の空洞を画定する中央凹部と、を有する表面が設けられる。可溶性飲料塊は、表面に安定して載置できることが望ましい。これにより、例えば、可溶性飲料塊が転がってなくなる危険性なしにコンベヤーベルト上で運搬することができる。したがって、好ましくは、可溶性飲料塊には、蓋によって形成された実質的に平坦な表面が設けられる。あるいは、可溶性飲料塊には、塊を安定して載置できる周辺部と、塊内の空洞を画定する中央凹部と、を有する、蓋によって形成された表面が設けられる。例えば、蓋によって形成された表面は、塊に縁部及び凹状空洞部を設けてよく、塊が平坦な表面に置かれるときには、縁部上に載置されてよい。当然のことながら、載置面は、蓋自体ではなく、型穴によって設けられてよい。しかしながら、型穴内での成形機構の使用は、型から塊を取り出すときに問題を引き起こすことがある。

好ましくは、可溶性飲料塊は、蓋によって形成された該表面上での製造後に輸送する。一実施形態では、蓋は、印又は空洞部を含み、圧縮中に塊上にマークを形成できる。これは、風味の焼印又は識別子を提供するために有用である。

第２の態様によると、本明細書に開示の方法によって得られる可溶性飲料塊が提供される。

第３の態様によると、１種類以上の可溶性飲料成分を含み、２〜２０ｇの重量を有する、可溶性飲料塊が提供され、この可溶性飲料塊は、０．２５ｇ／ｃｍ^３〜１．７ｇ／ｃｍ^３の密度及び少なくとも８Ｎの表面硬度破断荷重を有する。この可溶性飲料塊は、好ましくは０．５ｇ／ｃｍ^３〜１．３ｇ／ｃｍ^３の密度及び好ましくは８Ｎ〜１００Ｎ、好ましくは２０〜１００Ｎの表面硬度破断荷重を有する。

好ましくは、８０〜９５℃の２５０ｍＬの水に浸し、緩やかに攪拌すると、塊は１０〜１２０秒以内で、より好ましくは２５〜９０秒以内で完全に溶解する。

好ましくは、塊は、５〜６０％、より好ましくは１０〜５０％の有孔率を有する。これは、ヘリウム比重瓶法又は断層撮影など当該技術分野において周知の技法によって測定できる。好ましくは塊は、塊の断面全体における有孔率のばらつきが、＋／−２０％超、より好ましくは＋／−１０％未満変動しないように、均質性を有する。ＲＦ加熱工程を使用するとき、製品は、＋／−５％未満の更に均質な有孔率を有する。対照的に、ＲＦ加熱なしの場合、有孔率は＋／−５％以上である。同様に、ＲＦ加熱で達成可能な破断応力は２５Ｎ未満であってよく、ＲＦ加熱なしの場合には、圧縮が使用されたことを考慮して、通常、２５〜１００Ｎである。

好ましくは、塊は、７．５〜１５重量％の細挽きの焙煎コーヒーを更に含む。

可溶性飲料塊には、任意の好適な形状及び表面テクスチャが備わっていてよい。好ましくは、表面は、実質的に平滑である。様々な実施例では、可溶性飲料塊は、半球、細長い半球、及び／又は扁長の半球として成形されてよい。これらの円形形状は、良質のココアの形状を連想させ、これは、最終生成物の品質の印象を示す。あるいは、塊は、チョコレートバーに似た、多数の飲料を形成するのに好適であってよく、これらの片をちぎって飲料の形成に使用してよい。

第４の態様によると、飲料を調製する方法が提供され、この方法は、本明細書に記載の可溶性飲料塊を水性媒体と接触させることを含む。通常、水性媒体は水であるが、代わりにミルクを含むか、ミルクからなってよい。水性媒体は、任意の好適な飲料温度であってよいが、好ましくは、７５〜９５℃の温度を有する。

第５の態様によると、コーヒー飲料を調製する飲料調製システムが提供され、このシステムは、本明細書に開示の可溶性飲料塊に水性飲料媒体を提供して、システムから飲料を分注する手段を含む。

本発明は以下の非限定的な図に関連して記載される。
本明細書に記載のプロセスで使用される装置の概略図である。 本明細書に開示の方法に従って製造された飲料塊の断面図である。 本明細書に記載の飲料塊を大量生産する装置の好適な設計の図を示す。 粉ミルクの層を挟む２つの可溶性コーヒー層を有する飲料塊の拡大写真である。 ２５℃及び６０℃におけるコーヒー圧縮プロファイルのグラフを示す。 ２５℃及び６０℃におけるコーヒー粉末のパンチ圧力を示す。 経時的な、型内の飲料成分の体積の例示的プロットであり、ＲＦ加熱の適用を示す。 本明細書に記載の方法の実施形態のフローチャートである。このフローチャートにおいて、方法工程は以下の通りである。 工程Ａでは、噴霧乾燥したコーヒー粉末を準備する。工程Ｂでは、細挽きの焙煎コーヒー粉末を準備する。工程Ｃでは、粉ミルクを準備する。 工程Ｄでは、噴霧乾燥したコーヒー粉末及び細挽きの焙煎コーヒー粉末を高剪断ミキサで混合する。 工程Ｅでは、（９０〜１２０℃など）予熱した型穴に、コーヒー混合物の層及び粉ミルクの層を連続して充填する。これらの粉末は、任意追加的に予熱する。 工程Ｆでは、型穴内で滑動する圧縮工具を使用して、元の体積の６０％に粉末を減らすように、任意追加的に成分を圧縮する。 工程Ｇでは、成分のＴｇ（約６０〜８０℃）に達するまでＲＦ炉内においてＲＦ加熱（RF heat）で成分を任意追加的に加熱する。ＲＦ加熱は、２７．１２ＭＨｚにおいて４００Ｗを１０秒〜１分間であってよい。 工程Ｈでは、元の体積の６０％に成分を圧縮し、型内にとどめる（好ましくは１分間）。 工程Ｉでは、形成した塊を型から取り外し、工程Ｊでは、流通及び販売用に塊を梱包する。 可溶性飲料塊を形成するために使用するのに好適なコーヒー粉末（噴霧乾燥したコーヒー）の走査型電子顕微鏡画像を示す。 図９Ａのコーヒー粉末から形成された可溶性飲料塊の走査型電子顕微鏡画像を示す。明確に示されるように、この方法は、粉末の構造を分断しない。このことは、塊の溶解特性が成分粉末の溶解特性に似ているという研究結果を裏付ける。 ガスが注入されていない供給粉末から本明細書に開示の方法に従って形成した可溶性飲料塊の断層撮影写真を示す。

図１に示されるように、可溶性飲料塊１は、以下の通りに製造されてよい。型５には、型穴１５の外側の輪郭を描く、ＰＶＤＦの裏張り１０が備わっている。

裏張り１０は、ＲＦ源（図示なし）を使用して、約１００℃の温度に加熱する。あるいは、予熱は、従来の熱源を使用して達成できる。可溶性コーヒー２０を型穴１５に充填し、プランジャ２５を使用して圧縮する。プランジャ２５はＰＶＤＦから形成され、予熱し、封入した型５の蓋を形成するために使用する。

塊１は、圧縮状態で６０秒間保持する。次いで、可撓性裏張り１０から塊１を容易に取り出すことができる。

あるいは、可溶性飲料塊１は、以下の通りに製造されてよい。型５には、型穴１５の外側の輪郭を描く、ＰＶＤＦの裏張り１０が備わっている。

裏張り１０は、ＲＦ源（図示なし）を使用して、約１００℃の温度に加熱する。あるいは、予熱は、従来の熱源を使用して達成できる。可溶性コーヒー２０を型穴１５に充填し、プランジャ２５を使用して圧縮する。プランジャ２５はＰＶＤＦから形成され、封入した型５の蓋を形成するために使用する。

次いで、ＲＦ源によって型５の内容物を加熱する。コーヒー２０をそのＴｇを超えるまで均一に加熱したら、プランジャ２５を使用して、加熱したコーヒー２０を更に圧縮する。コーヒーを冷却して、可溶性飲料塊１を形成できる。可撓性裏張り１０から塊１を容易に取り出すことができる。

図３に示されるように、塊１には、平坦であるか、凸凹であるかのいずれかである基部３０が備わっており、周縁部３５によって形成された安定した基部をもたらしてよい。

本発明は以下の非限定的な実施例に関連して記載される。

飲料成分のＲＦ加熱を伴う実施例

実施例１（比較）
１００ｇの噴霧乾燥した発泡性コーヒー粉末を円筒形のポリプロピレン型（内径４０ｍｍ及び内部高さ８０ｍｍ）に入れた。次いで、型をＲＦ炉の内部に入れた。次いで、２００ワットで２２５秒間ＲＦ電力を印加した。コーヒーの温度は、開始温度の２０℃から７５℃に上昇した。この温度は、光ファイバー温度プローブを使用して測定した。

続いて、ＲＦ炉から型を取り出し、空気プレス工具で上からの圧力を追加して、加熱したコーヒー床を元の体積の７０％に圧縮した。次いで、型を冷却して、噴霧乾燥した（spray fried）コーヒー粉末の形成したスラブを取り外した。

このスラブは、スラブの深さを通じて均一の擬集プロファイルを有し、過加熱又は加熱不足の地点は存在しなかった。スラブの表面は、浸食性かつ粉状であった。

実施例２（比較）
１．５ｋｇの噴霧乾燥したコーヒー粉末を円筒形のポリプロピレン型（内径３００ｍｍ及び内部高さ１００ｍｍ）に入れた。次いで、周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦシステムセットの内部に型を配置した。３ｋＷで２０５秒間ＲＦ電力を印加した。２０５秒の期間後、コーヒーの温度は、２０℃から最終温度の８０℃に上昇した。

次いで、ＲＦ炉から型を取り出し、空気プレス工具で上からの圧力を追加して、加熱したコーヒー床を元の体積の７０％に圧縮した。次いで、型を冷却して、噴霧乾燥したコーヒー粉末の形成したスラブを取り外した。このスラブは、スラブの深さを通じて均一の擬集プロファイルを有し、過加熱又は加熱不足の地点は存在しなかった。スラブの表面は、浸食性かつ粉状であった。

（実施例３）
１５％の挽いた焙煎コーヒー（Ｒ＆Ｇ）（Ｄ１００＜６０μｍ）を含む３．１ｇの可溶性コーヒー粉末（密度４０ｇ／１００ｍＬ、色１１Ｌａ、及び含水量（ＭＣ）３．５％）を予熱したＰＶＤＦ型に充填し、軽く叩いて、粒子が互いに接触するように促した。型は、約１００℃〜１１５℃に予熱した。型からコーヒー粉末へと伝導した熱は、形状の表面に「外殻」を作り出した。型と接触しているコーヒーの温度は、約９０℃に達した。

次いで、ＲＦ炉の２つの電極の間にコーヒーを含む型を配置し、４５０Ｗの電力を２０秒間印加した。型内のコーヒー粒子形状の中心部に光ファイバー温度プローブを配置した。３０秒の間に４５℃から６５℃への緩やかな温度の上昇が見られた。これにより、「外殻」内の温度がそのＴｇを超える温度に上昇した。生成物がまだ軟質のガラス状態である間に〜２Ｎの軽度の圧縮を加えて、粒子の融合を更に促進した。２つの圧縮工程後には、塊の体積が２８％減少した。次いで、融合形状を型内に置いたままにして３０〜５０秒間冷却し、取り外した。融合形状は、＞８５℃の熱湯／ミルクで３０秒以内に溶解した。

（実施例４）
３．１ｇの可溶性コーヒー粉末（密度２３ｇ／１００ｍＬ及びＭＣ３％）を予熱したＰＶＤＦ型に充填し、軽く叩いて、粒子が互いに接触するように促した。型は、約１１０℃に予熱した。型からコーヒー粉末へと伝導した熱は、「外殻」を作り出した。次いで、ＲＦ炉の２つの電極の間にコーヒーを含む型を配置し、４５０Ｗの電力を１８秒間印加した。１８〜２０秒の間に４５℃から７０℃への緩やかな温度の上昇が見られた。圧縮は加えなかった。融合形状の中央部における温度は、約７０℃であった。次いで、融合形状を型内に置いたままにして３０秒間冷却し、取り外した。融合形状は、＞８５℃の熱湯／ミルクで３０秒以内に溶解したが、輸送時には他の実施例よりも容易に損傷した。

（実施例５）
湿式混合した、最大１５％の細挽きの挽いた焙煎コーヒー（Ｒ＆Ｇ）を含む１．９ｇの可溶性コーヒー粉末を予熱した型穴に充填し、軽く叩いて、粒子が互いに接触するように促した。型は、約９０〜１２０℃に予熱した。次いで、ＲＦ炉の２つの電極（２７．１２Ｍｈｚ）の間にコーヒーを含む型を配置し、４００Ｗの電力を２０秒間印加した。型の平坦な表面に０．１Ｍｐａの圧力を６０秒間印加した。生成物は、まだ軟質のゴム状態であったが、この工程では、粒子を必要な３次元形状に成型した。圧縮工程後には、塊体積の３５〜５５％の減少を達成した。融合形状は、＞８５℃の熱湯／ミルクで３０秒以内に溶解した。

（実施例６）
１．９ｇの純粋な可溶性コーヒー粉末を予熱した型穴に充填し、軽く叩いて、粒子が互いに接触するように促した。型は、約９０℃〜１２０℃に予熱した。次いで、ＲＦ炉の２つの電極の間に型及びコーヒーを配置し、４００Ｗの電力を３０秒間印加した。型の平坦な表面に０．１Ｍｐａの圧力を６０秒間印加した。生成物は、まだ軟質のゴム状態であったが、この工程では、粒子を必要な３次元形状に成型した。圧縮工程後には、塊体積の３５〜５５％の減少を達成した。融合形状は、＞８５℃の熱湯／ミルクで３０秒以内に溶解した。

（実施例７）
３．１ｇの２ｉｎ１コーヒーミックス（乳成分を含まないクリーマーを含む噴霧乾燥したコーヒー粉末）を８０〜９０℃に予熱した型に充填した。粉末を軽く叩いて、若干圧縮させた。５００ＷのＲＦ電力を印加して、ＲＦ炉内で生成物を１５秒間加熱した。軽度の圧縮（０．２Ｍｐａ）を加え、３０秒間の冷却後に、３次元形状を型から取り出した。該塊は、＞８５℃の熱湯／ミルクで９０秒以内に溶解した。

（実施例８）
３．１ｇの３ｉｎ１コーヒーミックス（噴霧乾燥したコーヒー粉末、砂糖、及び乳成分を含まないクリーマー）を６０〜７８℃に予熱した型に充填し、軽度の圧縮を加え、型及びミックスを電極間に配置した。３００ＷのＲＦ電力を印加し、型及び生成物を５６分間加熱した。型内で生成物を３０秒間冷却してから、取り外した。塊は、＞８５℃の熱湯／ミルクで９０秒以内に溶解した。

（実施例９）
１５％の細挽きのＲ＆Ｇ（Ｄ１００＜６０μｍ）を含む３．１ｇの可溶性コーヒー粉末（密度４０ｇ／１００ｍＬ、色１１Ｌａ、及び含水量（ＭＣ）３．５％）を湿式混合し、予熱した型穴に堆積させた。型は、型の体積の１／３まで充填した。このコーヒー粉末層の上に、「Ｒｅｇｉｌａｉｔ」として知られる、噴霧乾燥した粉ミルクの層を堆積させて、型の体積の２／３まで充填した。次いで、この粉ミルク層の上に第１のコーヒー粉末の別の層を堆積させ、軽く叩いて、粒子が互いに接触するように促した。型からコーヒー及び粉ミルクへと伝導した熱は、形状の表面に「外殻」を作り出した。次いで、ＲＦ炉の２つの電極の間にコーヒー及び粉ミルクを含む型を配置し、４５０Ｗの電力を２０秒間印加した。生成物がまだ軟質のガラス状態である間に０．１Ｍｐａの軽度の圧縮を生成物に加えて、３次元形状を作り出した。融合形状は、＞８５℃の熱湯／ミルクで３０秒以内に溶解した。

（実施例１０）
Ｘ線断層撮影法を使用して有孔率を測定して、実施例４で大量生産したコーヒー塊の構造を判定した。具体的には、（断面に基づいて）塊の中央部及び外縁部付近において有孔率を測定した。有孔率の測定値は、中央部において５８．５％、外縁部付近において５８．１％であった。これは、内側及び外側の有孔率がほぼ同じであり、どちらも高いため、塊が、容易に溶解する、軽量の均質構造を有することを示している。

ガスを注入した出発物質を使用して、この実験を繰り返した。有孔率の測定値は、中央部において７４．１％、外縁部付近において７３．４％であった。これは、内側及び外側の有孔率がほぼ同じであり、どちらもより高いため、塊が、容易に溶解する、軽量の均質構造を有することを示している。

（実施例１１）
この実施例では、閉じ込められたガス及び細挽きの焙煎コーヒーの両方を含む出発物質としてコーヒーを使用することの利点を調査した。

ガスを注入して製造した、噴霧乾燥した粉末（球体構造を有する）を使用することは、ガス注入を行わなかった噴霧乾燥した粉末を使用して製造した塊と比較して、より良好な溶解性を実証した。ガスを注入した粉末は、主として間質空隙によって占められる、ガスを注入しない等価物と比較したとき、塊内のより多くの間隙容積（内部及び間質の両方）に寄与する。

更に、本明細書に記載の微粉砕コーヒーを添加することは、微砕粉を含まない粒子と比較して、球状の噴霧乾燥した粒子に更なる構造的一体性をもたらすことが見出された。

以下の原型について調べた。

粉末を圧縮して塊を形成したとき、Ｐ１は、その増加した構造的一体性のためにより多くの球状構造を保持した。したがって、粒子間により大きい間質空隙容積を有し、水浸透を支援する。Ｐ２を使用して作製した塊は、より多くの崩れた球状構造を示した。したがって、減少した間質空隙容積を有し、したがって、減少した水浸透性及び増加した溶解時間を有する。Ｐ１及びＰ２は、それぞれ図３Ａ及び３Ｂに示されている。

したがって、可溶性飲料塊中の成分の少なくとも１種類は、その孔内の閉じ込められた加圧ガス及び細挽きの焙煎コーヒーを含む可溶性コーヒーであることが特に好ましい。

実施例に示されるように、本明細書で使用される技法に伴う多数の利点が存在する。具体的には、以下の通りである。

誘電加熱法を使用して粒子を融合させると、粉末のＴｇを達成するまでに必要な加熱時間を減少させることができる。従来の加熱と比較して、誘電加熱は、伝導、対流、及び照射の各方法ではなく、容積的方法で粒子を加熱することができるため、利点を有する。従来の方法は、型の外側からコーヒー粉末形状の表面へと熱を浸透させ、次いで、形状の中央部に浸透させる。したがって、形状の表面を焦がして、形状の中央部が必要なガラス転移状態に到達できるようにする。対照的に、容積加熱は、形状内の水分子を加熱する。したがって、均一に形状を加熱する。したがって、生成物に対する熱損傷を最小化でき、生成物内の揮発性風味を保持できる。

ＰＶＤＦなど誘電場で加熱できるＲＦ透過性固形型に粉末を充填すると、生成物を内部に保持するためのブリスター包装が不要になる。製品を成型したら型から取り出すことができ、その形状は自立して保持される。

加熱した型内で誘電加熱を使用して粉末を成形することにより、表面に「外殻」、つまり保護層を作り出す。したがって、型から外したときに硬度及び製造した形状の破砕性を向上させる。この保護層は、その内部の吸湿性粒子に対する保護も提供する。したがって、保護層内の吸湿性粒子が「塊になる」可能性を低減する。

保護層のおかげで、融合形状は、７０〜１００℃の水又はミルクに接触したときに良好な溶解性を示した（３．１ｇの形成した粒子は、６０秒以内に溶解した）。これは、外殻内の粒子がその球状構造をまだ維持しており、したがって、水が浸透できるためである。外殻内の粒子はその有孔率を保持するため、形状の湿潤性が向上した。

具体的には、乳成分粉末を使用するとき、プロセス中にメイラード反応が生じる可能性は、低温及び短い露出時間のために、限定され得る。

飲料成分のＲＦ加熱を伴わない実施例
型−型の材料は、任意の材料及び形状で設計され得る。材料としては、高い熱容量、圧縮力に曝されたときに形状を維持する、高い硬度によって特徴付けられるポリマー及び金属が挙げられるが、これらに限定されず、これらは、形状を著しく膨張させたり変化させたりせずに使用温度に耐えられる必要がある。型穴の質量容量は、０．５〜２０ｇの１人前の任意のインスタント飲料粉末であってよい。

型の予熱−型全体又は生成物と接触する表面領域のみのいずれかの温度を上昇させる任意の加熱法を使用して、型を予熱することができる。従来の炉、誘電加熱、ＩＲ、及び加熱したプランジャを介した伝導加熱が挙げられるが、これらに限定されない。

供給材料−供給材料としては、可溶性及び不溶性成分が挙げられてよい。供給材料は、飲料成分のブレンド又は１種類の粉末として噴霧乾燥した様々な成分であり得る。使用量は、単数又は複数ケースの塊に対して０．５〜２０ｇであってよい。粉末は、粒径２００〜１０００μｍ（Ｘ９９）、密度２００〜１０００ｇ／Ｌ、含水量最大７％、及びＧＴＶＶ １０〜６５％によって特徴付けられる。

粉末の予熱−粉末は、水分を著しく失うことなく予熱されるべきである。例としては、誘電加熱又は閉鎖型システム若しくは調整済みの流動床乾燥機における従来の加熱が挙げられるが、これらに限定されない。

溶解試験−可溶性飲料塊をカップ内に配置し、８５℃に加熱した２００ｍＬの水を加えた。塊は、完全な溶解を観察するまで、ティースプーンを使用して攪拌し続けた。水が塊と接触した瞬間から完全に溶解するまでの時間をストップウォッチを使用して測定した。

硬さ試験−硬さ試験には、ハウンスフィールド装置Ｈ２５ＫＳ−０２３１（荷重範囲２５０Ｎ）を使用した。可溶性飲料塊をプレートの下に配置した。２ｍｍ／分の速度でプレートを下げた。

マイクロＣＴ断層撮影及び３次元画像分析−１１７２ Ｓｋｙｓｃａｎ ＭＣＴ（Ｂｒｕｋｅｒ）を使用して（５０ｋＶ及び２００μＡのＸ線ビーム）断層撮影スキャンを実行した。黄銅の試料ステージ（ＳＰ−１１０４、直径６５ｍｍの基部）上にコーヒー塊を配置し、最適な視野を確保するように各塊について高さを調節する。６．５μｍの画像画素サイズについては、カメラを４０００Ｘ２０９６画素に設定し、近い位置に置いた。使用した露出時間は、１７６７ｍｓであった。スキャンは、１８０°を超えて行った。回転工程は０．３°フレーム平均化は４、ランダム動作は５であった。

実施例１２：コーヒー
基部が１１０℃、その蓋が１２０℃に達するまで、４００ＷのＲＦでＰＶＤＦ型を予熱した。ＲＦ照射の適用は、この時点で中断した。ＭＧが７．５％である、２ｇのＳＤコーヒー（１００％ Ｒｏｂｕｓｔａ）を６個の型穴のそれぞれに充填した。コーヒーは、その元の体積の６７％まで６０秒間圧縮し、続いて離型工程を行った。粉末が型内に存在した総時間は、約７０秒であった。

８５℃の水での溶解には約５４秒かかり、塊は、約５０Ｎの破砕強度（硬度）で特徴付けられた。

実施例１３：コーヒー
基部が１００℃、その蓋が１２０℃に達するまで、４００ＷのＲＦでＰＶＤＦ型を予熱した。ＭＧが７．５％である、ＳＤコーヒー（１００％ Ａｒａｂｉｃａ）を、２００ＷのＲＦで２００秒間、約５５℃まで被覆シリコン型内で加熱した。ＲＦ照射の適用は、この時点で中断した。２ｇの予熱したコーヒーを６個の型穴のそれぞれに充填した。コーヒーは、その元の体積の５０％まで１２０秒間圧縮し、続いて離型工程を行った。粉末が型内に存在した総時間は、約１３０秒であった。

８５℃の水での溶解には約２７秒かかり、塊は、約８１Ｎの破砕強度（硬度）で特徴付けられた。

実施例１４：ココア
１１０℃に達するまで、４００ＷのＲＦでＰＶＤＦ型を予熱した。ＲＦ照射の適用は、この時点で中断した。１５ｇのホットチョコレート粉末を予熱した単一穴の型に充填した。ココア粉末に４２０ｋＰａの応力を６０秒間印加し、続いて離型工程を行った。粉末が型内に存在した総時間は、約７０秒であった。

８５℃の水での溶解には約４０秒かかり、塊は、約５２５Ｎの破砕強度（硬度）で特徴付けられた。

実施例１５：ココア
６０℃に達するまで、４００ＷのＲＦでＰＶＤＦ型を予熱した。被覆ＰＰビーカー内で、２００ＷのＲＦによって約６０℃までホットチョコレート粉末を熱処理した。ＲＦ照射の適用は、この時点で中断した。１５ｇの前処理済みココア粉末を予熱した単一穴の型に充填した。ココア粉末に４２０ｋＰａの応力を６０秒間印加し、続いて離型工程を行った。粉末が型内に存在した総時間は、約７０秒であった。

８５℃の水での溶解には約４０秒かかり、塊は、約２９０Ｎの破砕強度（硬度）で特徴付けられた。

国際公開第２０１３００１０５２号の表と比較した、比較試験

均質性は、飲料塊から入手した、横断面の一連の測定値に沿った塊の有効率の変動の測定である。有孔率は、断面全域から得た走査型電子顕微鏡画像の評価など任意の従来の方法を使用して測定できる。

以下の表にまとめたように、更なる試験を実施した。サンプル番号は、上記の実施例を指すものではない。

本発明の好ましい実施形態は本明細書に詳しく記載されているが、本発明又は添付の特許請求の範囲を逸脱することなく変更を行えることが、当業者に理解されよう。

Claims (31)

1. 可溶性飲料塊を製造する方法であって、前記方法が、
   粉末形態の１種類以上の可溶性飲料成分を準備することと、
   型穴を有する、予熱した型を準備することと、
   前記型穴に前記１種類以上の可溶性飲料成分を詰め込むことと、
   前記型穴内の前記１種類以上の可溶性飲料成分を圧縮して、可溶性飲料塊を形成することと、を含み、
   （ｉ）前記方法が、ＲＦ照射を適用して、前記型穴内の前記可溶性飲料成分を加熱することを更に含み、及び／又は
   （ｉｉ）前記１種類以上の可溶性飲料成分が、前記型穴内に少なくとも１５秒間保持され、及び／又は
   （ｉｉ）前記型穴への詰め込み前に、粉末形態の前記１種類以上の可溶性飲料成分が予熱されている、方法。
2. 前記可溶性飲料塊が２〜２０ｇの重量を有する、請求項１に記載の方法。
3. 圧縮が、前記型穴のための予熱した閉鎖部によってもたらされる、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記型及び／又は閉鎖部が、前記１種類以上の可溶性飲料成分のＴｇよりも高い表面温度に予熱される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記型及び／又は閉鎖部が、６０〜１２０℃の温度に加熱される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記１種類以上の可溶性成分が０．２〜０．５ｇ／ｃｍ^３の嵩密度を有し、前記圧縮工程が前記可溶性飲料成分の体積を初期体積の３０〜６０％減少させる、又は、
   前記１種類以上の可溶性成分が０．５ｇ／ｃｍ^３超〜１ｇ／ｃｍ^３の嵩密度を有し、前記圧縮工程が前記可溶性飲料成分の体積を初期体積の１０〜５０％減少させる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. ＲＦを印加して前記１種類以上の可溶性飲料成分を加熱する前記工程後の前記１種類以上の可溶性成分を圧縮する前記工程が、前記可溶性飲料成分の体積を前記予熱した体積の２０〜８０％に減少させる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記１種類以上の可溶性飲料成分が前記型穴内に１５〜１２０秒間、好ましくは、３０〜１００秒間保持される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 粉末形態の前記１種類以上の可溶性飲料成分が、前記１種類以上の可溶性飲料成分のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも最大１０℃、好ましくは最大５℃低い温度に予熱される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記１種類以上の可溶性飲料成分が、可溶性コーヒー、クリーマー、ミルク固形物、砂糖、風味剤、着色剤、発泡剤、ココア若しくはチョコレート、又はこれらの２つ以上の混合物を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記１種類以上の可溶性飲料成分が、閉じ込められた加圧ガスを含有する発泡性の可溶性飲料成分を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記１種類以上の可溶性飲料成分が、好ましくは３００マイクロメートル未満のＤ９０を有する、細挽きのコーヒー豆の粒子と共に前記型穴に詰め込まれる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記１種類以上の可溶性飲料成分が２種類以上の成分を含み、前記可溶性飲料成分が、前記塊内で独立層又は独立部分を形成する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記１種類以上の可溶性飲料成分が結合剤を含まない、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記型穴が、前記１種類以上の可溶性飲料成分と接触する接触面を有し、前記型穴の前記接触面が誘電材料で形成され、及び／又は前記型が誘電材料を含み、裏張り又はコーティングが備わっていて、前記接触面を形成する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記誘電材料が、ＰＶＤＦ又はカーボンブラックの粒子を含有するポリマーを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記型穴内の前記１種類以上の可溶性飲料成分を圧縮する前記工程が、ＲＦ照射を適用して、前記型穴内の前記可溶性飲料成分を加熱した後又はそれと共に実行される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記方法が、ＲＦ照射を適用して、前記型穴内の前記１種類以上の可溶性飲料成分を加熱する前記工程の前に、前記型穴内の前記１種類以上の可溶性飲料成分を圧縮する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
19. ＲＦ照射を適用して、前記１種類以上の可溶性飲料成分を加熱する前記工程において、前記ＲＦ加熱が２７．１２ＭＨｚの周波数で、及び／又は１０秒〜１分間、好ましくは２０〜３０秒間適用される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記１種類以上の可溶性飲料成分を圧縮する前記工程が、０．１〜１０ＭＰａの圧力を前記可溶性飲料成分に印加することを含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記塊が室温以下に冷却され、次いで、前記型から取り外される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記型穴内の前記可溶性飲料成分がＲＦ加熱を施されない、請求項１〜１６、２０、又は２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記１種類以上の可溶性飲料成分が、０．１〜６重量％、好ましくは２〜５重量％の含水量を有する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 前記型穴の閉鎖により、実質的に平坦な表面、又は前記塊を安定して載置できる周辺部と、前記塊内の空洞を画定する中央凹部と、を有する表面を前記可溶性飲料塊に設ける、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法によって得られる可溶性飲料塊。
26. １種類以上の可溶性飲料成分を含み、２〜２０ｇの重量を有する可溶性飲料塊であって、０．２５ｇ／ｃｍ^３〜１．７ｇ／ｃｍ^３の密度及び少なくとも８Ｎの表面硬度破断荷重を有する、可溶性飲料塊。
27. 前記可溶性飲料塊が半球、細長い半球、及び／又は扁長の半球として成形される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 飲料を調製する方法であって、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載されている、又は請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法に従って製造された可溶性飲料塊を水性媒体と接触させることを含む、方法。
29. 前記水性媒体が７５〜９５℃の温度を有し、任意追加的にミルクを含む、請求項２８に記載の方法。
30. 請求項２８又は請求項２９に従ってコーヒー飲料を調製する飲料調製システムであって、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載されている、又は請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法に従って製造された可溶性飲料塊に水性飲料媒体を提供して、前記システムから飲料を分注する手段を含む、システム。
31. 請求項２５〜２７のいずれか一項に記載されている、又は請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法に従って製造された可溶性飲料塊を製造する装置であって、
    取り外し可能な可撓性内腔用裏張りと、取り外し可能な蓋と、を含む予熱可能な型であって、前記蓋が、使用時に前記内腔用裏張り内に保持された材料の圧縮を可能にするサイズであり、そのように配置され、前記型及び／又は前記内腔用裏張りが誘電材料を含み、前記蓋が誘電材料を含む、型と、
    ＲＦ照射を適用して、前記型及び／又は前記腔用裏張り、並びに蓋、及び、使用時には前記内腔用裏張り内に保持された材料を加熱する手段と、を含む、装置。

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