JP2018503400A - チョコレート加工システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0028] 図1に示すように、自動食品加工のためのシステム100は、駆動機構110と、駆動機構110に回転可能に結合されたチャンバ130と、チャンバ内部(チャンバルーメン138)内に配置されたレデューサ141と、チャンバルーメン138に流体的に結合された抽出機構150と、を含んでいる。システム100はさらに、チャンバ130に熱的に結合可能な温度制御システム170と、チャンバ130の入口に結合された前駆物ディスペンサ120と、駆動機構110に回転可能に結合されてチャンバ130内に配置されたシャフト113(加工シャフト113)と、複数のモードでシステム100を作動させるように構成されたプロセッサ195と、を含んでいる。システム100は、チャンバに流体的に結合された(又は流体的に結合可能な)成形システム(例えば、型180)をさらに含むことができる。システム100は、チョコレート前駆物(例えば、原料及び香料、チョコレートニブス、ココアバター等)をチョコレートに自動的に加工するように機能する。
[0035] このシステムの変形例は、従来のチョコレート加工システムを凌ぐいくつかの利点を提供することができる。第1に、システム100は、単一のチャンバに加工ステップを閉じ込めることによって小さな設置面積を実現するとともに洗浄ステップの数を減らすことができる。第2に、システム100は、各加工ステップに必要とされる様々な力を同一の駆動機構110によって生成することによって小さな設置面積を実現することができる。第3に、システム100の変形例は、(例えば、テンパリング、コンチング等のために)チャンバルーメン138内の温度を能動的に制御することによってチョコレート加工システムのサイズをさらに最小化することができる。チョコレートバッチは、比較的小さく(例えば、おおよそ250g、300g、500g、1000g、25ポンド未満等)、かつ、連続的に撹拌されるので、チャンバルーメン138の温度は、伝導(例えば、壁を通じた)、対流(例えば、周囲の、冷却された、加熱された、乾燥した、又は他の方法で処理された流体にルーメンを流通させることによる)、若しくは、任意の他の適切な方法で冷却及び/又は加熱されることによって、制御可能である。第4に、システム100の変形例は、駆動機構110からの廃熱を用いることにより又は撹拌機構142及びレデューサ141によって生成された摩擦によりチョコレート原料を加熱することによって、かつ、システムから結果とした生じた振動を活用して液体チョコレートを振動させ、粘度を減少させる及び/又は押し出し型に気泡除去力(例えば、遠心力)を作用させてガス気泡を最小化することによって、チョコレート加工システムのサイズをさらに最小化することができる。第5に、システム100は、一連の既定の作動パラメータ(例えば、RPM、撹拌時間、待ち時間、温度、原料導入順等)を自動的に決定して当該作動パラメータに基づいてシステム100を自動的に制御することによって、ヒューマンエラーを低減し、チョコレート生産プロセスを容易にし、かつ、最終製品に対してカスタマイズを追加する。作動パラメータは、受け取った原料に基づいて、原料パッケージ(例えば、バーコード、パッケージサイズ、パッケージ形状、パッケージカラー、パッケージ重量等)から、受信したユーザ選択から、自動的に決定されてもよく(例えば、読み込まれる、遠隔システムから取得される等)、又は、任意の他の適切な方法で自動的に決定されてもよい。代替的に、作動パラメータは、ユーザ(例えば、ユーザデバイス、ソーシャルネットワーキングシステム等)から受信されてもよく、又は、任意の他の適切なソースから受信されてもよい。第6に、システム100は、半径方向抽出プロセスに成形を統合することによって生産プロセスを簡素化して、包装及び販売に適したチョコレートを生産する追加のステップを不要にすることができる。
[0036] システム100の駆動機構110は、システムの様々な作動モード中、一緒に又は別々に、駆動シャフト111及びチャンバ130の両方を回転させるように機能する。駆動機構110は、レデューサ141(例えば、粉砕媒体及び/又は精製媒体、減少媒体、粉砕石、プレート、ピン、ローラ)を回転させる及び/又は撹拌するようにさらに機能することができ、撹拌されたレデューサ141は、チョコレート前駆物(例えば、原料、材料)を粉砕及び/又は精製し、また、駆動機構110は、チャンバ130を駆動して(例えば、回転軸回りでチャンバ130を回転させて)チョコレートを抽出するための遠心力を生成し、チョコレート前駆物を加熱するために使用可能な廃熱又は摩擦を生成し、チャンバ130及び/又は内容物を周囲の流体(例えば、空気)に対して移動させてチャンバ130及び/又は内容物を(例えば、対流を通じて)冷却し、又は、任意の他の適切な方法で使用可能であるように機能する。駆動機構110は、回転運動を生成することが好ましいが、代替的に、直線運動(例えば、往復運動)を生成してもよく、又は、任意の他の適切なベクトルに沿った運動を生成してもよい。駆動機構110は、電気モータであることが好ましいが、代替的に、空気圧モータ、水圧モータ又は任意の他の適切な駆動機構であってもよい。駆動機構110の他の特定の例は、回転ドラム、振動混合機、及び、往復撹拌機構(例えば、チャンバ130に転頭運動を付与する)を含む。これらの駆動機構110は、チャンバ130の中心軸に向かって半径方向内側に延在する内部チャンバフィン(例えば、刃142a)、減少機構又は任意の他の適切な混合特徴部に結合されてもよい。しかしながら、駆動機構110は任意の他の適切な方法で構成されてもよい。
[0041] 図1及び図15に示すように、システム100は、チャンバを保持するフレーム160をさらに含んでもよい。フレーム160は、追加的に又は代替的に、駆動機構110と、撹拌機構142と、レデューサ141と、抽出機構と、温度制御システム170と、前駆物ディスペンサ120と、シャフトと、プロセッサ195と、及び/又は、他のシステム部品に関連した任意の他の適切な部品と、を一時的に又は実質的に恒久的に保持することができる。部品は、固定して保持されてもよく、移動可能に保持されてもよく、実質的に恒久的に保持されてもよく、一時的に保持されてもよく、又は、他の方法でフレーム160によって保持されてもよい。フレーム160は、システム100の様々な移動する部品(例えば、チャンバ130、加工シャフト113、駆動機構110等)に対してシステム全体の慣性座標系160を規定するようにさらに機能してもよい。
[0048] 図2に示すように、システム100のチャンバ130は、粉砕、精製、テンパリング及び/又はコンチング工程中にチョコレート前駆物を受け取ってチョコレート前駆物を収容するように機能する。チャンバ130は、粉砕工程及び精製工程のための力要素(例えば、衝撃面)としてさらに機能することができる。チャンバ130はさらに、温度制御システム170として、及び/又は、温度制御システム170に関連した熱伝導媒体として機能することができる。チャンバ130は、加工工程及び抽出工程中にガイドとしてさらに機能することができる(例えば、内部表面が、抽出ポイントに向かって材料が抽出されるように材料を移動させる、例えば、作動中にそれら自体上に落ちるようにレデューサを案内することによって、チャンバ内に所望のレデューサの流れを生成する)。チャンバ130は、レデューサ構の全部又は一部を取り囲むようにさらに機能することができる。チャンバ130は、減少機構の全部又は一部を封入するようにさらに機能する。システムの一変形例では、チャンバ130は、レデューサ141(例えば、減少機構)及び撹拌機構142の能動端(例えば、刃142aを含む撹拌機構の端部)を保持する。しかしながら、減少機構は、チャンバ130の完全に外側に配置されてもよく、又は、他の方法で構成されてもよい。しかしながら、チャンバ130は任意の他の適切な方法で用いられてもよい。ある変形例では、チャンバ130は、追加的に又は代替的に、内部及び/又は外部のチャンバ130のパラメータ(例えば、温度、圧力等)がシステムによって制御可能であるように、フレーム160によって全体が封入されてもよい。
[0066] システム100のサイズ減少機構140は、チョコレート前駆物(例えば、原料、材料、添加物)のサイズを減少させるように機能する。サイズ減少機構140は、チョコレート前駆物のサイズを実質的に均質な粒子サイズ(例えば、0.5〜75ミクロン、15〜25ミクロン等)まで、実質的に均一な粒子サイズ分布まで、既定の粒子サイズ閾値未満まで、減少させることができ、又は、前駆物の粒子サイズを任意の他の適切な方法で減少させることができる。サイズ減少機構140はさらに、チョコレート前駆物を混合して実質的に等方性の混合物を実現するように機能することができるが、代替的に、実質的に異方性の混合物又は任意の他の適切な混合物を形成することができる。サイズ減少機構140は、駆動機構110に機械的に結合され、駆動機構110によって生成された力を減少力(例えば、破砕力、粉砕力等)に変換することが好ましいが、代替的に、任意の他の適切なソースの力によって駆動されてもよい。サイズ減少機構140は、ボールミル、衝撃式ミル(例えば、衝撃面に対してチョコレート前駆物を駆動する小さなピン又はハンマーを含む)、ディスクミル(例えば、回転するディスクが、その間に乗せられる粒子を剪断する)、バー(burr)粉砕器(例えば、粒子が1以上の粗面の間ですり砕かれる)、ロール精製機(例えば、複数の円筒ローラが、その間に固体の粒子を乗せて圧縮する)、コランダムディスクミル、湿式粉砕機、遊星ボール粉砕機、磁気ミキサー、レデューサ撹拌機構142(例えば、複数のレデューサ141を包含するチャンバ130がレデューサ141を撹拌するように撹拌される)、又は、任意の他の適切なサイズ減少機構140であってもよい。
[0085] システム100は、抽出前、抽出中及び/又は抽出後にチョコレートを保持する、及び/又は、冷却及び凝固中のチョコレートを形作るように機能する1以上の成形システムをさらに含んでもよい。型180は、取り外し可能であってもよく、又は、システムに、より好ましくは、材料出口135に実質的に恒久的に結合されてもよいが、代替的に、システムの任意の他の適切な部分に結合されてもよい。型180は、可撓性を有してもよく、実質的に剛性を有してもよく、又は、任意の他の適切な硬度を有してもよい。型180は、型180を識別するように機能する識別子(例えば、バッチ、バッチサイズ、原料、型に関連した実体等)をさらに含んでもよい。型180は、追加的に又は代替的に、添加物(ナッツ、ベリー等)、審美要素(例えば、金箔)、又は、任意の他の適切な包含物を保持する又はで満たされてもよい。型180及び/又は型180ルーメンパラメータ(例えば、温度、圧力、硬度、サイズ等)は、実質的に静的に能動的に制御されてもよく、受動的に制御されてもよく、又は、他の方法で制御されてもよい。システム100は、異なる形状、サイズ、材料、製造者の1以上の型180を収容することができ、又は、任意の他の適切なタイプの型180を収容することができる。
[0087] システム100は、チャンバルーメン138、チャンバ保持ルーメンの全部又は一部の温度、型180の温度、又は、システムの任意の他の適切な一部の温度を制御するように機能する温度制御システム170をさらに含んでもよい。温度制御システム170は、異なる加工ステップ中にチョコレートマスの温度を制御するために使用されてもよい。例えば、温度制御システム170は、粉砕プロセス及び精製プロセス中に既定の温度範囲内にチョコレートマスの温度を維持し、コンチング中にチョコレートマスを加熱し、テンパリングプロセス中にチョコレートマスの温度を循環させ、又は、任意の他の適切な方法でチョコレートマスの温度を制御することができる。温度制御システム170は、追加的に又は代替的に、チョコレート前駆体の導入に先立ってチャンバ130の温度を制御して、洗浄から残存する過度の水を蒸発させることができる。
[0095] システム100は、システムの作動中に生成された不均衡によって誘引されたシステム100の不必要な運動を相殺するように機能するバランスリング190をさらに含んでもよい。そうした運動は、チャンバ130、レデューサ141及び/又は関連部品の回転から、及び/又は、振動、歳差、震え、章動、又は、様々なシステム部品によって生成又は誘引された任意の運動から生じ得る。バランスリング190は、説明したモードで作動中に(釣り合い重りを除いた)システム100の質量の中心の運動とは反対にリングに沿って平行移動する釣り合い重りを含むことが好ましい。代替的に、バランスリング190は、回転を相殺するように動的に流れる流体成分、流体成分及び固体釣り合い重りの組み合わせ、若しくは、任意の他の適切な釣り合わせ機構又は構成を含んでもよい。バランスリング190は、図3に示すように、連続的な閉鎖された円形経路にチャンバ130及び/又は型180の周の周り全体に延在してもよいが、代替的に、チャンバ130の円周の周りの円の部分円弧まで延在してもよく、異なる円形経路(例えば、チャンバ130の円周周りに延在しない円形経路)の周りに延在してもよく、複数の円弧にわたって断続的に延在してもよく、又は、任意の他の適切な構成に向けられてもよい。バランスリング190は、回転軸に垂直な平面内にあることが好ましいが、代替的に又は追加的に、回転軸に対して垂直な平面に交差してもよく、回転軸に対してある角度に配置されてもよく、回転軸に平行に配置されてもよく、又は、チャンバ130に対して他の方法で配置されてもよい。しかしながら、バランスリング190は、任意の他の適切な方法で構成されてもよく、又は、完全に省略されてもよい。
[0098] 図13に示すように、システムによってチョコレートを生産する方法S200の一実施形態は、システムのチャンバ内に原料のバッチを受け取るステップS210と、チャンバ内でバッチを粉砕して、粉砕した混合物を作り出すステップS215と、チャンバ内で、粉砕した混合物を精製して、精製した混合物を生成するステップS220と、チャンバ内で、精製した混合物をコンチングして、コンチングした混合物を生成するステップS230と、チャンバ内で、コンチングした混合物をテンパリングして、チョコレート製品を生成するステップS240と、チャンバ内からチョコレート製品を抽出するステップS250と、を含む。方法S200は、追加的に又は代替的に、チャンバ内で、原料のバッチ、精製した混合物、コンチングした混合物及び/又はチョコレート製品を加熱するステップS235と、チャンバ内で、原料のバッチ、精製した混合物、コンチングした混合物及び/又はチョコレート製品を冷却するステップS245と、チャンバの外(例えば、前駆物ディスペンサ内、型内)で、原料のバッチ、精製した混合物、コンチングした混合物及び/又はチョコレート製品を冷却及び/又は加熱するステップS255と、チョコレート製品を成形するステップS260と、を含んでもよい。チョコレート生産のためのシステムは、上述したシステム100等のシステムであることが好ましいが、代替的に、任意の適切なシステムであってもよい。特に、チョコレート生産のためのシステムは、すべての様々な加工ステップが、同一セットの部品を用いて実質的に連続的に実行されるように、バッチ生産のために構成されることが好ましい。例えば、精製、コンチング、テンパリング及び抽出は同一のチャンバ内で実行され得る。代替的に、システムは、連続的な生産のために構成されてもよく、及び/又は、様々なステップが、同時に、重複した時間に、又は、任意の他の適切な方法で実行されてもよい。方法は、プロセッサによって制御されることが好ましいが(例えば、プロセッサは、各システム部品に直接的又は間接的に作動可能に接続され得る)、代替的に、一連の接続された受動機構によって、ユーザ(例えば、手動で)、又は、任意の他の適切な制御システムによって制御されてもよい。
Claims (20)
- チョコレート前駆物をチョコレートに加工するシステムであって、
回転軸を規定するチャンバであって、
チャンバルーメンを協働して規定する第1部分及び第2部分であって、前記第1部分及び前記第2部分は継ぎ目で作動可能に分離可能であり、前記継ぎ目は、前記回転軸に垂直に向けられた抽出平面に交差する、第1部分及び第2部分と、
前駆物入口と、を備えるチャンバと、
前記チャンバの前記前駆物入口に結合された作動可能なコンパートメントを備える前駆物ディスペンサと、
前記チャンバルーメン内に配置されたレデューサと、
前記回転軸に同軸に前記チャンバルーメンに交差する加工シャフトであって、前記チャンバルーメンに対して回転方向に作動可能である加工シャフトと、
前記加工シャフトに結合されて前記チャンバルーメン内に延在する撹拌機と、
駆動シャフトを備え、前記加工シャフト及び前記チャンバに結合されたモータであって、作動中、第1角速度で前記加工シャフトを回転させるとともに第2角速度で前記チャンバを回転させるように構成されたモータと、
前記チャンバに熱的に接続可能な伝導面を備える温度制御システムと、
型ルーメンを規定し、前記チャンバの周りに周方向に配置された型であって、前記型ルーメンの一部が前記抽出平面に交差する、型と、を備えるシステム。 - 前記モータの前記駆動シャフトは前記回転軸に平行に配置され、前記モータは前記チャンバに隣接して配置される、請求項1に記載のシステム。
- 複数のレデューサをさらに備え、前記レデューサは複数のうちの1つであり、前記複数のレデューサは前記チャンバルーメン内に移動可能に分配される、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数のレデューサは複数の金属ボールを備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記撹拌機は、前記加工シャフトから外向きに螺旋状に延在する一連の刃を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記温度制御システムはリニアアクチュエータをさらに備え、前記リニアアクチュエータは、
前記温度制御システムの前記伝導面が前記チャンバに熱的に接続される第1モードと、
前記伝導面が前記チャンバから熱的に切り離される第2モードと、で前記システムを作動させるように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記前駆物ディスペンサ、前記電気モータ及び前記温度制御システムに通信可能に結合されたプロセッサをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記回転軸に垂直な歳差平面において前記チャンバの周りに周方向に配置されたバランスリングをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記バランスリングは、作動中に前記チャンバの質量中心の運動とは反対に前記バランスリングの一部に沿って平行移動するように構成された釣り合い重りを備える、請求項8に記載のシステム。
- 前駆物のバッチをチョコレートに加工するシステムであって、
チャンバルーメン及び回転軸を規定し、前駆物入口及び半径方向抽出開口を備えるチャンバであって、前記チャンバルーメン内に前記前駆物のバッチを受け入れるように構成され、前記回転軸回りに回転可能であるチャンバと、
前記チャンバルーメン内に配置されたサイズ減少システムと、
前記チャンバに熱的に接続可能な熱伝導面を備えるテンパリングシステムと、を備えるシステム。 - 前記サイズ減少システムは、
前記回転軸に沿って前記チャンバ内に向けられたシャフトであって、前記回転軸回りに回転可能なシャフトと、
前記シャフト及び前記チャンバに選択的に結合可能である回転駆動機構であって、第1角速度で前記チャンバを回転させ、かつ、第2角速度で前記シャフトを回転させるように構成され、第1モード及び第2モードで作動可能であり、前記第1角速度は前記第1モードの第2角速度に等しく、前記第1角速度は前記第2モードの前記第2角速度と異なる、回転駆動機構と、を備える、請求項10に記載のシステム。 - 前記チャンバに前記伝導面を熱的に接続するように構成されたリニアアクチュエータをさらに備える、請求項10に記載のシステム。
- 前記チャンバが前記回転駆動機構から回転方向に切り離され、前記リニアアクチュエータが、有限の間隙によって前記伝導面から前記チャンバを離れるように保持し、前記回転駆動機構が前記シャフトを回転させる、粉砕モードと、
前記リニアアクチュエータが前記伝導面に対して前記チャンバを保持し、前記回転駆動機構が前記シャフトを回転させる、テンパリングモードと、
前記チャンバ及び前記シャフトが前記回転駆動機構に回転方向に結合され、前記プロセッサが前記回転駆動機構を作動させる際に前記チャンバ内の製品に遠心力が生成され、前記製品が、前記遠心力によって前記抽出開口を通じて排出される、抽出モードと、で前記システムを作動させるように構成されたプロセッサをさらに備える、請求項12に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、前記チャンバの第1部分及び第2部分の継ぎ目での分離をさらに制御して、前記システムが前記抽出モードで作動する場合に前記抽出開口を規定する、請求項13に記載のシステム。
- 前記テンパリングシステムはペルチェヒートポンプをさらに備え、前記伝導面は前記ペルチェヒートポンプの一部を備える、請求項12に記載のシステム。
- 前記回転駆動機構は、電気モータと、前記電気モータに結合された可変比ギアボックスと、前記シャフト及び前記可変比ギアボックスに結合された駆動ベルトと、を備える、請求項10に記載のシステム。
- 前記シャフトに堅固に結合されて前記シャフトから前記チャンバルーメン内に延在する撹拌機であって、作動中に前記サイズ減少システムに間欠的に接触するように構成された撹拌機をさらに備える、請求項10に記載のシステム。
- 前記レデューサは複数の回転楕円体を備える、請求項17に記載のシステム。
- 前記抽出開口は、前記チャンバルーメンを協働で規定する第1部分及び第2部分に前記チャンバを分割する継ぎ目を備え、前記第1部分及び前記第2部分は前記継ぎ目で分離可能である、請求項10に記載のシステム。
- 前記チャンバの前記前駆物入口に結合された作動可能なコンパートメントを備える前駆物ディスペンサをさらに備える、請求項10に記載のシステム。
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