JP5981576B2 - 混練方法および混練装置 - Google Patents
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Description
前記混練の際、純ココア粉末の粒径を、より小さな粒径とすることによって、できあがるココア飲料の舌触りが滑らかになると同時に風味を高めることができるため、混練をより丁寧に時間をかけて行うことが肝要であるとされていた。
しかしながら、忙しい現代人においては、家庭でも店舗でも、このような操作が時に煩雑であるという問題があり、ココア飲料の普及を妨げる一因となっていた。
上記のような問題を解決する方法として、ココア粉末を顆粒状に加工したり、分散性を高めるための乳化剤等を配合したりする等して、ココア粉末の湯や牛乳への分散性を高めることも行われてきた。しかしながら、このような加工品では、ココア本来の風味が少なからず損なわれてしまう、という問題があった。
その結果、粒状物に対し、剪断力や押圧力に加え、衝撃力を作用させることにより、粒状物を細粒化することができるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
ここで、容器の内壁とは、容器の内周面および底面を含むものである。
また、当該混練方法によれば、容器内に粒状物と液体を入れた状態で、容器の内壁を利用して、粒状物に各力を付与することができるので、粒状物の細粒化をしながら、粒状物と液体の混練を行なうことができ、流動体の調製を効率的に行うことができる。
このような構成とすることにより、前記粒状物に付与される衝撃力が大きくなるように外力を変動させることができ、その外力による粒状物の細粒化効率を高めることができる。
また、前記粒状物に押圧力を加えた状態で、回転羽根が回転移動することにより、この回転羽根と前記容器の内壁との間に介在する粒状物が、容器の内壁に押し付けられた状態でこの容器の内壁に沿って移動させられる。これによって、前記粒状物に剪断力が加えられる。
したがって、本発明の混練装置によれば、前記粒状物に衝撃力、押圧力、および、剪断力の複数の力を与えることができ、前述した混練方法を有効に実施することができる。
したがって、前記従動軸および前記回転羽根に伝達される回転力が、前記摩擦リングと前記ローラー間の摩擦力に依存し、流動体の粘性が高い場合、前記摩擦リングと前記ローラー間に滑りが生じ、前記従動軸の回転が低下する可能性がある。
このような構成とすることにより、前記回転羽根による混練回数を増やして、その効率を高めることができる。
これによって、前記流動体に加える力を変動させて、混入されている粒状物の細粒化を促進させることができる。
本発明によれば、特に、純ココア粉末を湯や牛乳に分散させる際に、純ココア粉末を十分に細粒化することができ、滑らかな口当たりのココア飲料を調製することができる。これにより、従来家庭や店舗にて手作業で調製していたココア飲料を、混練装置を用いて滑らかな口当たりに、簡便に調製できるようになる。
図1ないし図6は、本発明の混練装置の第1の実施形態を示す。
図1において、符号1は、本実施形態に係わる混練装置を示し、この混練装置1は、この混練装置1を昇降可能に支持するとともに、この混練装置1の回転羽根が挿入されて混練が行なわれる容器2を支持する基台Bに装着されている。
このベースプレート5は、その中心部に、上下方向の貫通孔5aが形成されており、この貫通孔5aに上方から対峙させられるように、駆動用のモーター6が配置されている。
この従動軸12は、前記リテーナー10に装着されているベアリング13によって回転自在に支持されている。
以下において、粒状物として純ココア粉末を用い、この純ココア粉末と砂糖、および、水とを混練する場合について説明する。
このとき、前記回転羽根15によって、前記容器2の内壁近傍にある粒状物に衝撃力が加えられる。
また、実施形態では、回転羽根を遊星回転伝達機構により、回転羽根に公転と自転を与える構成としたが、回転羽根に自転のみを与える構成としても良い。このように構成しても、混練する流動体(粒状物)に、衝撃力、押圧力、および、剪断力の多種類の外力を与えることができる。
回転羽根に自転のみを与える構成としては、例えば、本実施形態における従動軸12に相当する位置で回転させる駆動軸を配置し、この駆動軸に回転羽根15を設けた構成とすることができる。この場合、遊星回転伝達機構を不要とすることができるので、駆動機構をよりシンプルに構成することができる。
この実施形態は、前述した第1の実施形態における、前記カウンター軸18やカウンターウェイト21に代えて、前記従動軸12と回転羽根15とを設けたものである。
この実施形態は、前述した第2の実施形態における一方の従動軸12と回転羽根15に代えて、前記リテーナー10に固定される補助軸31を設け、この補助軸31の下端に、前記容器2の内壁に当接させられる固定羽根32を装着した構成としたものである。
また、前記従動軸12の、前記回転羽根15を止着する部位の形状を簡素化することができる。なお、回転羽根15の従動軸12への取り付けについて、図11では、省略されているが、ボルト止め、接着など公知の技術を適用することができる。
この実施形態は、前記回転羽根15を、前記従動軸12に、その回転軸線を中心として線対称となるように一対設け、前記リテーナー10に固定される補助軸31の下端に、前記容器2の内壁に当接させられる固定羽根32を装着した構成としたものである。
前記補助軸31は、公転移動のみを行ない、この補助軸31に取り付けられている前記固定羽根32は、前記容器2の内壁に湾曲した状態で接触させられ、この状態を維持したまま前記容器2の内壁に沿って移動させられる。
なお、実施形態5、6で説明した回転羽根15の、流動体を上下に対流させる機能を実現する構成は、固定羽根32を有する実施形態においても同様に適用することができる。
本発明の混練装置による純ココア粉末の細粒化効果を確認するために、本発明の第7の実施形態にかかる混練装置1と、本発明の第8の実施形態にかかる混練装置1と、固定羽根の先端を継続して容器の内壁に当接させて公転移動させることにより剪断力のみを継続して与える構造の混練装置とを用いて混練を行なった。
試験条件および得られた純ココア粉末を分散した流動体の粒度分布の測定結果を以下に示す。
ここで、試験例1が第7の実施形態の混練装置を用いた例を示し、試験例2が第8の実施形態の混練装置1を用いた例を示し、比較例(図8において、固定羽根32のみで、回転羽根15が存在しない形態)が剪断力のみを継続して与える構造の混練装置を用いた例を示す。
A:被混練物の配合
a)純ココア粉末15g
b)砂糖21g
c)水240cc
B:混練条件
前記a)、b)、およびc)の40ccを容器に投入し、混練装置を用いて3分間混練し、その後1分間弱い熱量で加熱した。
ついで、容器に、前記c)の残り200ccを加え、弱〜中の熱量で3分間加熱した。
また、コントロールとして、a)をc)に分散させた純ココア粉末についても粒度分布を測定した。
また、表1は、試験例1、2および比較例、並びにコントロールの各流動体における粒状物のメディアン径d50およびd90を示す。
さらに、試験例1、試験例2との比較から明らかなように、容器の内壁に回転羽根を衝突させる構成と、容器の内壁に常時羽根を接触させる構成を組み合わせることによって、さらに粒状物の粒経を細かくすることができることが判った。
すなわち、回転羽根を容器の内壁に衝突させ、粒状物に衝撃力を与えることによって、粒状物を細粒化することができること、及び、粒状物に衝撃力を与えることに加え、流動物に継続的に剪断力を加えることにより、粒状物をさらに細粒化することができることが判った。
第8の実施形態にかかる混練装置1(本発明の混練装置)を用いて、以下の原料の配合、及び方法を用いてココア飲料を調製した。
A:原料の配合
a)純ココア粉末22.5g
b)砂糖31.5g
c)牛乳360cc
B:混練装置を用いた方法
混練装置を用いて、前記a)とb)、および、前記c)の60ccを3分間混練し、次いで1分間を弱い熱量で加熱した。
ついで、前記c)の残り300ccを加え、弱い熱量で3〜4分間加熱し、80℃程度のココア飲料を得た。
C:コントロール
同様の原料を用いて手作りでココア飲料を調製した。
すなわち、前記a)とb)、および、前記c)の60ccを鍋に入れ、ダマがなくなるまで撹拌しながら中の熱量で加熱した。
ついて、前記c)の残り300ccを少しずつ加え、全て溶けるまで撹拌しながら中の熱量で加熱し、煮沸手前(80℃程度)で操作を終了し、ココア飲料を得た。
また、前記各実施形態においては、1つの軸に対して、回転羽根が1〜2枚設けられている例を示したが、当該回転羽根の数は、3枚以上であってもよい。
また、前記各実施形態においては、粒状物として純ココア粉末を例示したが、抹茶やきなこ等の他の粉末飲料の調製に適用できる。
さらに、前記従動軸12の自転を独立したモーター等によって行なうようにしてもよい。
2 容器
3 昇降ロッド
4 容器保持手段
5 ベースプレート
5a 貫通孔
6 モーター
7 ボルト
8 駆動軸
9 スプライン
10 リテーナー
11 固定ボルト
12 従動軸
13 ベアリング
14 遊星歯車
15 回転羽根
15a 基部
15b 先端部
16 内歯車
17 ボルト
18カウンター軸
19 ベアリング
20 遊星歯車
21 カウンターウェイト
22 カプラー
22a フランジ
23 キー
24 ロックボルト
25 ホルダー
26 アーム
27 アクチュエーター
28 ヒーター
29 サイドカバー
30 トップカバー
31 補助軸
32 固定羽根
33 当て板
B 基台
Claims (12)
- 容器内に投入された粒状物と液体とを混ぜ合わせて得られる流動体中の粒状物を細粒化する混練方法であって、
前記容器内に配置され前記粒状物と液体を混ぜ合わせる回転羽根の先端部分を容器の内壁に衝突させて回転させることを特徴とする、混練方法。 - 前記回転羽根の先端部分を、容器の内壁に間欠的に衝突させることを特徴とする、請求項1に記載の混練方法。
- 容器内に投入された粒状物と液体とを混ぜ合わせて得られる流動体中の粒状物を細粒化する混練装置であって、
前記容器内に配置され前記粒状物と液体を混ぜ合わせる回転羽根と、この回転羽根に、前記容器内において回転を与える駆動機構とを備え、
前記容器の中心線が前記回転羽根の回転の中心線と同一ではなく、
前記回転羽根の回転の中心線から先端までの長さは、その回転の中心線と前記容器の内壁との最小距離よりも長く、かつ前記回転中心線と前記容器の内壁との最大距離よりも短く形成され、
前記回転羽根の少なくとも容器の内壁に接触する部分が可撓性材料により形成されていることを特徴とする混練装置。 - 前記駆動機構は、前記回転羽根に自転と公転を与える遊星回転伝達機構を含むことを特徴とする請求項3に記載の混練装置。
- 前記遊星回転伝達機構は、前記容器の中心線に略沿うように配置される駆動軸と、この駆動軸に、この駆動軸の回転軸線と直交して一体に装着されたリテーナーと、このリテーナーに、前記駆動軸に対して偏倚した位置に回転自在に装着され、かつ、一端部が前記容器内に挿入される従動軸と、前記駆動軸を中心として配置される環状の内歯車と、前記従動軸に一体に装着されて、前記内歯車に歯合させられる遊星歯車とを備え、前記従動軸の一端部に、前記回転羽根が、前記従動軸の半径方向外方へ向けて突出するように装着されていることを特徴とする請求項4に記載の粒状物を含む流動体の混練装置。
- 前記遊星回転伝達機構は、前記容器の中心線に略沿うように配置される駆動軸と、この駆動軸に、この駆動軸の回転軸線と直交して一体に装着されたリテーナーと、このリテーナーに、前記駆動軸に対して偏倚した位置に回転自在に装着され、かつ、一端部が前記容器内に挿入される従動軸と、前記駆動軸を中心として配置される摩擦リングと、前記従動軸に一体に装着されて、前記摩擦リングに接触させられるローラーとを備え、前記従動軸の一端部に、前記回転羽根が、前記従動軸の半径方向外方へ向けて突出するように装着されていることを特徴とする請求項4に記載の粒状物を含む流動体の混練装置。
- 前記回転羽根が装着された前記従動軸が、複数設けられていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の粒状物を含む流動体の混練装置。
- 前記回転羽根が、前記従動軸に、その軸線を中心として対称となるように一対設けられていることを特徴とする請求項5ないし請求項7の何れかに記載の粒状物を含む流動体の混練装置。
- 前記リテーナーに、前記容器内に挿入される補助軸が一体に装着され、この補助軸の、前記容器内に挿入された部位に固定羽根が装着され、この固定羽根が、前記容器内において公転させられるようになされていることを特徴とする請求項5ないし請求項8の何れかに記載の粒状物を含む流動体の混練装置。
- 前記回転羽根を備えた前記駆動機構が、昇降手段によって上下に昇降可能に保持されていることを特徴とする請求項3ないし請求項9の何れかに記載の粒状物を含む流動体の混練装置。
- 前記昇降手段の下方には、前記容器を保持する容器保持手段が設けられていることを特徴とする請求項10に記載の粒状物を含む流動体の混練装置。
- 前記容器保持手段が、前記容器を加熱するヒーターを備えていることを特徴とする請求項11に記載の粒状物を含む流動体の混練装置。
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