JP4443001B2 - 食品を堆積させる方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は食品の堆積、特に、チョコレート、キャラメル、トフィー、ファッジ、高ボイル菓子等の菓子食品の堆積に関する。
【０００２】
形成食品（ｓｈａｐｅｄ ｆｏｏｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ）特に菓子の製造は一般に、所望の形状を食品に設定するためモールド（即ち、型）内に堆積させる段階を有する。本方法は、計量された食品材料（ｆｏｏｄ ｍａｓｓ）をピストンを用いてノズルを通してモールド内に射出する段階を有する。次に、最終食品の設定が適切になされるまで、堆積された材料が冷却または乾燥される。
【０００３】
【背景技術】
菓子の堆積技術は種々の特許文献に開示されている。例えば、米国特許４，００４，７１６と米国特許４，０８９，４３８とは共に菓子材料のモールド内への堆積器に関する。他の文献、例えば、米国特許２，８３７，０４１、ＧＢ２０２６３７８またはＦＲ１１３２８２１等も同じ技術分野に属する。
【０００４】
しかしながら、特に高粘性の菓子に対し従来使用されて来た上記堆積プロセスは、現在なお未解決の重大な欠点を有している。主な不利点の一つは、堆積された部分の材料を、堆積ノズル内に残留する材料から分離する困難さに関連している。材料はテイル（後引き、ｔａｉｌ）をなして伸びる傾向があり、自身の重量及び重力によっては容易に破断しない。この現象は“テイル”問題として知られている。この欠点は、結局、最終モールド成形食品の投与量、重量、形状の正確度に影響を与える。堆積後、衛生的でなく清掃により除去しなければならぬ多くの紐がモールドを横切って形成される。テイリング（ｔａｉｌｉｎｇ）は美観上も容認し難く、重大な品質欠陥になり兼ねない。これら欠点は食品の包装を困難にすることもある。例えば、キャラメルがシェルモールド（ｓｈｅｌｌ−ｍｏｌｄｅｄ）されたチョコレート食品内に堆積される場合は、テイルがチョコレート被覆を通る溝を生じさせ、包装に付着する。テイリングはまた、ノズルを詰まらせ、または、堆積装置の可動部をブロックする。
【０００５】
テイリングを減少させようとする過去の企てはテイルを物理的に切断することであった。例えば、ＧＢ２０２６３７８は、菓子材料を分離するとき、蒸気または圧縮空気のパルスをノズルを通して放射することを提案している。しかし、これら解決法は有効でないことが判明しており、また、複雑で費用がかかる。
【０００６】
本発明は食品材料、特に菓子食品をモールド内に堆積させるプロセスにおいてテイルが形成されることに関する問題を克服し、機械的またはガス式のパルス装置を追加する必要を軽減している。結局、本発明は堆積の頂面に規則的な平坦な表面を与えることを可能にし、食品の重量制御、仕上がり外観、口当たり等を良好にし、包装を容易にしている。
【０００７】
従って、本発明は
一行程において菓子材料をモールド内へと送り出すピストン部材を有する圧力手段と、
菓子の排出を停止させるため、弁手段と、出口部の直径が小さいノズルとを備えた行程遮断手段とを有し、
上記ピストンが一行程に沿って速度が増大する操作行程プロファイルを有し、
上記弁手段が遮断時にノズルに対して相対的に動き、少なくとも４００ｍｍ／秒の速度で遮断運動を開始することを特徴とする菓子をモールド内に堆積させる装置に関する。
【０００８】
上記特徴に必ずしも拘束されず、食品の排出速度を“増速（ｂｏｏｓｔｅｄ）”させると共に、小さい直径のノズルを通して高速遮断することにより、弾性的テイルを破断し得るであろうことが推定されよう。
好適には、操作行程プロファイルにおける速度は、２：１から４：１までの比で増大する。
【０００９】
第１代替案においては、操作行程プロファイルは少なくとも２個の連続する違った速度期間を有する。第１期間は所定の速度を有し、第２期間は第１期間より速い速度を有する。第１期間は初期堆積走行に対応し、第２期間は最終ブースト走行に対応している。
【００１０】
好適実施例においては、第２期間は一行程の１５％以下であり、より好適には一行程時間の５〜１０％であり、機械的衝撃／磨耗を最小にし、水力駆動流体の仕事を最小にしている。
他の代替案においては、操作行程プロファイルにおける速度が、所定の終期ブースト速度に達するまで連続増加している。
【００１１】
本発明の好適な態様においては、ノズル出口の寸法は、食品の十分な速度を維持し、遮断時テイリングを起こさぬために十分な食品速度を維持するように寸法づけられている。出口部の直径は５ｍｍ以下、好適には２ｍｍ以下である。出口部の長さは、ノズル内の材料残留を減少させることにより飛行中における誤差を減少させるため、１．５ｍｍ以下、好適には約１ｍｍである。
【００１２】
本発明は広い範囲の堆積食品に特に適している。特に、１〜２５００ポァズの剪断粘性をもつ菓子食品に対し本発明の装置が有利であることが知られている。これら粘性はニュートン粘性でも非ニュートン粘性でもよい。降伏、粘性の上記値は、堆積におけるテイリング問題の主な原因である強力な粘弾性特性を材料に与えるものである。従って、粘性計測は単なる流動性を示すに過ぎず、食品材料の特定の粘弾性特性を全体的に反映するものではない。
【００１３】
本発明の好適な態様においては、圧力手段は堆積段階の後、ピストン部材がその上昇位置に達するまで、菓子材料を圧力手段内に吸引するのに十分な圧力を加えることにより再充填される。好適には、圧力は少なくとも４バールである。加圧充填システムはモールド成形食品の再現性と重量制御とを保証するために重要であることが分かっている。
【００１４】
堆積される材料の容積は、製造されるモールド成形食品の所望の寸法に依存して変化する。０．８〜５０グラムを堆積させることが本発明の装置により好成績を挙げている。本装置は２〜１０グラムの食品をモールドする場合特に非常に高い効率を示している。±０．０３グラムの再現精度が、モールド成形食品の平坦な上面を伴って実現されている。
【００１５】
製造サイクルは、１０〜３６行程／分の非常に高い速度レベルに達し得ることが知られている。このことは、ピストンと遮断との性能に影響を与えることなく可能である。
【００１６】
本発明はまた、粘性食品材料をモールド内に堆積させる方法において、
圧力手段の一行程の間に速度を増加させつつ、圧力手段により菓子材料に圧力を加える段階と、
菓子材料を、小直径のノズル出口部分を通過させる段階と、
少なくとも４００ｍｍ／秒の速度をもって弁手段を遮断運動させることにより食品材料の排出を停止させる段階と、
を有する方法にも関する。
【００１７】
【実施例】
以下、付図を参照して本発明を実施例につき詳しく説明する。
本発明の装置は図面において全体的に参照数字１０で示されている。完全な堆積システムは、全体的にコンベヤ手段（図示せず）に取り付けられた少なくとも一連のモールド（型）を有する。コンベヤ手段は、各堆積サイクルが終了した後、空のモールドを堆積装置１０の下の所定位置に配置するように間欠的に移動される。堆積の後、食品はコンベヤ手段により運び去られ、例えば冷却トンネルまたは類似の冷却手段（図示せず）の下で少なくとも部分的に固体化するのを許容される。ついで、モールド成形された食品がモールドを反転させることによりモールドから除去される。要すれば、食品の除去を容易にするために射出手段が使用される。
【００１８】
本発明の装置は、多量の食品材料を粘性または液体状態において貯蔵するホッパーに連結された一般にピストン／室組立体である圧力手段４を有する。流体のための通路５０を備えた回転弁５が、室の出口をノズル６に連結させるために圧力手段に連結されている。堆積サイクルの間、回転弁５は図１に示す開放形態にある。ピストンが下向きに室内へと移動すると、室内に収容されていた粘性食品がノズル６に向かって押される。本発明の実施形態（ａｓｐｅｃｔ）の１つによれば、その間にピストン速度ｖ₁を有する第１行程長さｌ₁と、その間に第２速度ｖ₂を有する第２行程長さｌ₂とを含む操作行程プロファイルに従って駆動される。速度ｖ₂は速度ｖ₁よりも大きい。好適には、速度ｖ₂は速度ｖ₁の少なくとも２倍である。しかし、ｌ₂は好適にはｌ₁よりも短いから、速度ｖ₂はピストン行程の比較的低い水準において出発する。行程プロファイルは、コンピュータにフィードバッツク（即ち、負帰還）情報を提供するピストン手段に連結されたエンコーダーを有する電子制御装置により制御されている。
【００１９】
ピストンの堆積ストロークの終点直前に、回転弁が回転され、非常に速い速度で通路５０を閉鎖する。適切な速度は少なくとも４００ｍｍ／秒、好適には５００〜１０００ｍｍ／秒である。回転弁の速度は、単位時間に弁が走行する円周距離として計測されている。タイミングは電子制御装置により制御され、数ミリ秒のオーダーの正確な弁遮断を可能にしている。電子装置はまた、弁に取り付けられコンピュータへの環状回路を逆向きのエンコーダーを有している。弁遮断の制御は、堆積される食品の特定の特性に依存する最適のテイル（ｔａｉｌ）減少効果を見い出すように、ピストンの行程プロファイルに正確に対応されている。弁遮断を所与の高速度状態で開始させ、ついで、僅かに減速させて図２の吸引位置へ移動を終結させることが可能である。この段階において、充填材料の堆積は完全に中断される。弁速度が食品の粘性に左右されないことに注意を要する。
【００２０】
本発明の他の重要な面の一つはノズル６の特定寸法の出口部分であり、該部分がピストン運動と弁の高速度遮断とを組み合わせた、テイルの消滅と容積供給の正確さとに貢献している。ノズルの大きい区画の直径は５ｍｍ以下、好適には１．５ｍｍ程である。この直径は、充分高い遮断速度を維持するために、堆積される食品材料の粘性に依存して変化し得ることに注意を要する。ノズルの長さｌは図２に示すように、弁遮断後のノズル内の食品材料の残留を減少するように十分に短くなければならない。ノズル長さｌは、弁の通路がノズルと同心な関係にある場合の、ノズル６の出口と弁５の出口との間の距離である。
【００２１】
図２に示すように、圧力手段１０は、堆積サイクル完了後、材料を再充填される室を有している。本発明の他の重要な特徴によれば、圧力手段は液体食品を室内に吸引するのに十分な圧力を加えられる。圧力を加えることは、圧力手段への正確な容量充填を保証するために重要である。そのため、回転弁はさらに加圧された食品源、好適にはガスまたはポンプにより加圧された食品源と連通する周辺凹所５１を有する。ピストンが降下され弁が遮断された図２の位置において、凹所５１が圧力手段４の室出口を、少なくとも４バール、好適には約６バールの圧力をもつ貯蔵器（蓄積器）に連結させ、該圧力が、ピストンが充填開始位置から上昇するとき、高い容積精度で加圧充填を生じせしめる。堆積時の重量の極端な精度と再現性とは、正確な容積供給が完全になされる加圧充填操作に非常に依存していることが分かっている。ここで、装置はつぎの堆積サイクルの準備が出来たことになる。
【００２２】
堆積装置は、既に他のタイプの菓子材料を部分的に充填されたモールド内に、他のタイプの菓子材料を充填堆積させるためにも働くことが出来ることに留意されたい。典型的な適用としては、キャラメルのような粘性充填材料を用いてシェルモールド（ｓｈｅｌｌ−ｍｏｕｌｄｅｄ）チョコレート食品を製造することである。この方法においては、通常の堆積装置を用いて溶解チョコレートを充填し、次に、モールドを反転させ、過剰なチョコレートを除去するため揺さぶりをかけてチョコレートのＵ字形カップを作る。ついで、キャラメルの充填材料を本発明の方法と装置とに従って堆積させる。最後に、チョコレートの層がキャラメルの上面にスプレーされ、モールド成形完了後の菓子の底を形成する。
【００２３】
例えば、３グラムの典型的標準砂糖菓子が本発明の方法、装置を用いて成功裏に堆積されている。操作行程プロファイルは、約１７ｍｍの行程部分ｌ₁に対応する初期行程期間に対して約０．００６４グラム／ミリ秒の排出速度に設定され、約３ｍｍの行程部分ｌ₂の対応する終期増速期間に対して約０．０２３グラム／ミリ秒の排出速度に設定されている。初期期間は４００ミリ秒以上続き、終期増速期間は２０ミリ秒以上続く。
【００２４】
以上、特殊な実施例に関して本発明を説明したが、本発明の趣旨から逸脱することなく種々の変形が可能であることに留意されたい。例えば、弁手段はニードル弁またはスリッパー（ｓｌｉｐｐｅｒ）弁であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実行するための装置の好適実施例の堆積サイクル状態にある概要図である。
【図２】本発明の方法を実行するための装置の好適実施例の、次の堆積サイクルを準備するための吸引充填状態にある概要図である。
【符号の説明】
３ 空のモールド
５ 回転弁
６ ノズル
１０ 堆積装置
２１ モールド
５０ 通路
５１ 凹所

Claims (22)

1. 菓子材料をモールド内に堆積させる装置において、
   一行程において菓子材料を前記モールド内に排出させるためのピストン部材を有する圧力手段と、
   弁手段と小直径の出口部分を備えたノズルとを有する、前記一工程を遮断し、菓子の排出を停止させる手段と、を有し
   前記ピストン部材が、前記一行程中に速度が増加する操作行程プロファイルを有し、
   前記弁手段が遮断中に前記ノズルに対して相対的に動き、少なくとも４００ｍｍ／秒の速度で遮断運動を開始することを特徴とする装置。
2. 前記操作行程プロファイルが、少なくとも２個の連続した異なる速度期間である第１期間及び第２期間を有し、前記第１期間は所定の第１速度を有し、前記第２期間は前記第１速度より大きい第２速度を有することを特徴とする、請求項１に記載された装置。
3. 前記第２速度は、前記第１速度の２倍以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載された装置。
4. 前記第２期間が前記一行程の１５％以下であることを特徴とする、請求項２又は３に記載された装置。
5. 前記第２期間が前記一行程の５〜１０％であることを特徴とする、請求項４に記載された装置。
6. 前記操作行程プロファイルの速度が所定の増速された終期速度に達するまで増加していることを特徴とする、請求項１に記載された装置。
7. 前記出口部分の直径が５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載された装置。
8. 前記出口部分の長さが１．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載された装置。
9. 前記弁手段の遮断運動が５００〜１０００ｍｍ／秒の速度を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載された装置。
10. 前記弁手段が高速度弁であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載された装置。
11. 前記高速度弁が回転弁、ニードル弁、またはスリッパー弁であることを特徴とする、請求項１０に記載された装置。
12. 前記堆積段階の後、前記ピストン部材がその上昇位置に達するまで、前記菓子材料を前記圧力手段内に吸引するのに十分な圧力を前記圧力手段に対して加えることにより、前記圧力手段が再充填されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載された装置。
13. 前記圧力手段を再充填するための圧力が少なくとも４バールであることを特徴とする、請求項１２に記載された装置。
14. 粘性または液体食品材料をモールド内に堆積させる方法において、
    圧力手段の一行程に伴って増加する速度をもって該圧力手段により食品材料に圧力を加える段階と、
    菓子を、小直径のノズル出口部分を通過させる段階と、
    少なくとも４００ｍｍ／秒の速度の遮断運動を弁手段に作動させて前記食品材料の排出を停止させる段階とを有することを特徴とする方法。
15. 前記一行程の間、初期速度と該初期速度よりも大きい終期速度とを有する前記一工程の間、前記食品材料に圧力が加えられ、前記終期速度は、前記初期速度の２倍以上であることを特徴とする、請求項１４に記載された方法。
16. 前記初期速度が第１期間の間一定に維持され、前記終期速度が前記第１期間よりも短い第２期間の間一定に維持されていることを特徴とする、請求項１５に記載された方法。
17. 短い方の前記第２期間が前記一行程の５〜１０％であることを特徴とする、請求項１６に記載された方法。
18. 前記速度が、前記初期速度と前記終期速度との間で徐々に増加していることを特徴とする、請求項１５に記載された方法。
19. ２ｍｍ以下の直径及び１．５ｍｍ以下の長さを有する前記ノズル出口を通過させる段階を有することを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載された方法。
20. 前記各一行程において、０．８〜５０グラムの容積の前記食品材料が堆積されることを特徴とする、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載された方法。
21. １〜２５００ポァズの粘性を有する前記食品材料が堆積されることを特徴とする、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載された方法。
22. 前記食品材料が砂糖菓子材料であることを特徴とする、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載された方法。

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