JP6071652B2 - チーズ製造装置 - Google Patents
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Description
しかしながら欧州等と比べて湿度が高い日本国内においては、空気中に存在する雑菌の種類が多い等の問題により、独自の醗酵時間、温度等の条件設定が必要であり、このためチーズ製造者は試行錯誤を繰り返し、各種条件を見出して何とか装置を使いこなしているというのが実情である。そしてこのような作業には多大な時間を要するものであり、元より輸入される装置は非常に高価なものであり、且つ大型機、大型装置であるため、チーズの製造工場を立ち上げる際の大きな障害となっていた。
そこで本出願人は、原料乳の性状、最終製品の形態に応じて、好適な乳酸醗酵条件及び凝固条件を容易に実現することができ、特に日本国内での使用に好適である新規なチーズの製造方法並びにその装置を開発し、既に特許出願に及んでいる(特許文献1参照)。
この装置は、原料乳の性状、最終製品の形態に応じて、好適な乳酸醗酵条件及び凝固条件を容易に実現することができるとともに、原料乳の加熱、醗酵及び攪拌並びにカードの裁断を合理的に行うことのできるものである。具体的には、原料乳または殺菌乳の温度は、低温殺菌時には63〜65℃、乳酸発酵時には33.5℃、ミキシング時には38℃と変化させる必要があり、このため、特許文献2に記載された装置においては、循環水タンク内において温度調節された水を、保温ジャケット内に熱媒体として循環させることにより、原料乳及び中間製品の温度を所望の値に設定する機能が具えられている。
そしてこの発明により、バット本体に投入された原料乳または殺菌乳を、殺菌処理するために好適な温度にまで迅速に昇温したり、醗酵に好適な温度にまで迅速に降温することにより、原料乳からチーズ原製品を得るまでの一連の処理を短時間で行うことが可能となっている。
そこで本出願人は、小中規模のチーズ製造装置の構成を見直し、バット本体内に原料乳を位置させるとともに、バット本体と保温ジャケットとの間に熱媒体を位置させるといった基本構成を採りながも、温度調整機構について見直すことにより、大幅なコストダウンを実現することのできる新規なチーズ製造装置の開発に着手した。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
具体的には図1に示すように、バット本体1に投入された原料乳M0を温度調節機構5によって昇温して殺菌乳M1とし、次いで温度調節機構5によって殺菌乳M1の温度を低下させて適温に保ち、ミキサ4により攪拌しながら乳酸醗酵させて醗酵乳M2とし、更に乳凝固剤を用いて凝固乳M3とする、チーズ原製品M4を得る一連の処理の一部を行うために供される装置である。なおこの凝固乳M3からホエイHを除去することにより、チーズ原製品M4が得られるものである。
まず前記架台3は、鋼材を適宜組み合わせるとともに天板30が設けられて構成され、この天板30にジャケット体2の底面よりも若干小径とされた直火孔31が形成されるとともに、この直火孔31の外側を囲むように固定枠32が立設されて成るものである。
そして前記直火孔31を覆うようにして、バット本体1を内在させたジャケット体2が載置されるものであり、続いてこれらバット本体1及びジャケット体2について説明する。
またバット本体1の上部開口部を塞ぐための蓋体13が別途用意されるものであり、この実施例では一例として、半円形状の二片を組み合わせることにより円形に成るものとした。なおこの蓋体13には、バット本体1に被せられた状態で、後述するミキサ4の回転軸45がバット本体1内に進入することができるように、中央に挿入口13aが形成されている。
また蓋体13には、バット本体1に収容される原料乳M0等の性状を検知するための温度センサ61、pHセンサ63等を保持するためのセンサホルダ13bが具えられている。
なお温度センサ61及び後述する温度センサ62としては、タイマーが内臓されたタイプのものを採用することにより、バット本体1に収容された原料乳M0またはジャケット体2とバット本体1との間の空間に注入される主熱媒体W1の温度が所定の値となった時点から所定の時間が経過したことを鳴音によってオペレータに知らせることが可能となるものである。
そしてその側周部には、底部近くに、バルブが具えられた排水管20が接続されており、同じく底部近くに出水管22が接続されており、更に上部開口部近くに、給水管21が接続されるとともに、把手23及びチャック29が取り付けられている。更にジャケット体2内側の給水管21の上方には、主熱媒体W1の飛散を防止するための飛散防止板56が設けられている。
なおジャケット体2の内周面には、温度調節機構5としての副熱媒体通過管53が設置されるが、これについては後程詳しく説明する。
またジャケット体2の上部開口部には、平面視で円周状の固定枠25が装着されるものであり、固定枠25の側周部にはフック28が具えられている。そしてこのフック28に対して、チャック29のロック金具が引っ掛けられてロックされることにより、固定枠25とジャケット体2とが着脱自在に一体化される。
そして固定枠25の開口部にバット本体1が挿入され、開口部に沿って立設された縁部26に形成されたバヨネット溝27に、前記バット本体1における突起12が係合されることにより、バット本体1と固定枠25とが着脱自在に一体化されるものであり、バット本体1は、固定枠25を介在させてジャケット体2に対して着脱自在に一体化されることとなる。
更に固定枠25の上面には、覗き窓25bが形成されており、外部からジャケット体2とバット本体1との間の空間を目視することができるとともに、蓋25cによって塞ぐことができるように構成されている。
このようにして構成されたミキサ4は、一例として前記回転軸45が300±5r.p.m程度の回転数となるように諸条件が設定されたものとする。
まず前記加熱機構50は、一例として直径250mm程度の二重バーナ(ガスバーナ)が適用されるものであって、架台3における直火孔31の下方に設置される。なおこの実施例では加熱機構50として、ガスバーナを採用したが、電気エネルギーによる加熱が可能であるIHヒータ、電気ヒータ、ペルチェ素子等を適用してもよい。因みにペルチェ素子が用いられた場合には、過熱機構50を加熱に加えて冷却にも供することが可能となる。
更に前記副熱媒体通過管52は、バット本体1とジャケット体2との間の空間に設けられるものであり、この実施例では一例として、側周面に凸部52a及び凹部52bが形成されたフレキシブルチューブが適用され、その内部に副熱媒体W2(水、油等)を通過させるためのものである。
そしてこの実施例では、出水管53付近の副熱媒体通過管52は、ジャケット体2の底部に近接した状態で、平面視において底部を略一周するように引き廻されており、その後、ジャケット体2の内周面に近接した状態でスパイラル状に引き廻され、やがて入水管54に至るような形態が採られている。
なお副熱媒体通過管52は、上下の間隔が一定となるとともにスパイラル状態を維持することができるように、一例として、所定の間隔で保持部55aが具えられた管固定具55によってジャケット体2の内周部に組み付けられるものとする。
因みにこのような記録は、例えば殺菌の際の温度、時間の管理が適切に行われたことを証明する資料として供される他、原料乳M0の性状、中間製品及び最終製品の形態、更には気温・湿度等の周辺環境を併せて記録しておくことにより、加工対象となる原料乳M0の成分や製造するチーズの種類に適したものを選択して呼び出し、同様の条件下での加工を容易に行うことが可能となるものである。
また前記制御盤に、原料乳M0の性状、最終製品の形態、更には気温・湿度等の周辺環境に応じた、好適な乳酸醗酵条件及び凝固条件を実現するための設定温度及び工程所要時間をプリセットしてもよい。
この実施例では一例としてエンドレスハウザージャパン社製「半導体pH電極CPS471D」を採用した。因みにこのCPS471Dは、欧米食品規格EHDEGのテスト証明を取得済みのものであり、日本国内においては法制上、食品工場においてその使用が認められているものである。
なお原料乳M0は、チーズ製造装置Dによる処理の段階に応じて、その性状が変化するものであるため、ここで各段階毎の呼称について定義しておく。
まず、搾乳後、異物を除去するための濾過処理が行われた状態のものを原料乳M0と称す。
次いで原料乳M0に対して、醗酵や熟成を順調に進めるために殺菌処理を施したものを殺菌乳M1と称す。
次いで殺菌乳M1に対して、スタータSあるいはクエン酸を注入して乳酸醗酵させたものを醗酵乳M2と称す。
次いで醗酵乳M2に対して、レンネットRを注入して凝固させたものを凝固乳M3と称す。
次いで凝固乳M3を、カードナイフ7で裁断することにより得られる小片状の固体物をカードCと呼び、このとき滲出する液体成分をホエイHと称す。
そしてカードCから更にホエイHを滲出させて塊状としたものをチーズ原製品M4と称す。
なお前記殺菌乳M1、醗酵乳M2、凝固乳M3並びにカードC及びホエイHが混在したものを中間製品として総称することもある。
また前記チーズ原製品M4に、適宜、熟成、カビ付等が施されることにより、最終製品の形態(ゴーダ、カマンベール、クリーム、チェダー、ブルー、カテージ等)となるものである。
なお前出の制御盤を用いてチーズ製造装置Dをいわゆるセミオートにより運転する場合には、一部、人手による作業を伴うため、各工程が終了した段階で適宜ブザー音を発する等してオペレータに認知させることが好ましい。
始めに装置のセッティングを行うものであり、この実施例では、入水管54と水道の蛇口とをホースで繋ぐとともに、出水管53にもホースを繋ぎ、その解放端を適宜の排水溝内に位置させる。
次いで排水管20に具えられたバルブを閉め、ジャケット体2とバット本体1との間の空間に主熱媒体W1(一例として水道水)を注入するものであり、ジャケット体2に対する給水管21の接続部位が水没するレベルまで注水を行う(この実施例では20〜25リットル)とともに、センサホルダ25aに装着された温度センサ62の検出部が主熱媒体W1に没した状態とする。そしてスイッチボックス6に具えられたスタートボタンを押して循環ポンプ51Pを起動させ、更に加熱機構50たるガスバーナに着火して主熱媒体W1の昇温を開始する。
なお原料乳M0や中間製品に対して直接触れる部材である、バット本体1、回転軸45(パドル44)等については事前に殺菌を行っておくものとする。
次いでバット本体1内に原料乳M0を投入した後、蓋体13によりバット本体1の上部開口部を塞ぎ、センサホルダ13bに装着された温度センサ61の検出部が原料乳M0に没した状態とする。
次いで原料乳M0は加熱されることにより殺菌(いわゆる低温殺菌)が行われるものであり、原料乳M0を63.5℃〜65℃前後の温度で30分間、加熱することにより殺菌が行われ、殺菌乳M1が得られる。この実施例では、加熱機構50によって主熱媒体W1の温度を63.5℃〜65℃まで昇温するものであり、これにともなってバット本体1内の原料乳M0の温度も上昇して63.5℃〜65℃となる。そして加熱装置50の出力を適宜調節しながら主熱媒体W1の温度を30分に亘って63.5℃〜65℃に保つものである。なおこの実施例で用いる温度センサ61にはタイマーが具えられているため、所望の温度(63.5℃〜65℃)に到達した時点で鳴音を発するとともに、そこから所定の時間(30分)経過した後、再度鳴音を発してオペレータに知らせることができる。
またこの際、主熱媒体W1は、循環ポンプ51Pによって循環させられているため撹拌されて、全体的に均一な温度となる。
更にまた、原料乳M0及び主熱媒体W1のいずれか一方または双方の温度が63.5℃〜65℃に近づいた場合には、加熱機構50の出力を低下させて、不用意な温度上昇を回避するものとする。
更にまたこの際、原料乳M0はミキサ機構4によって撹拌されるものである。なおこの際、バット本体1の上部開口部を蓋体13によって覆った状態で、挿入口13aを通じてパドル44が具えられた回転軸45をバット本体1内に進入した状態とすることができるので、バット本体1の保温性が向上するとともに、原料乳M0と外気とを遮断し、原料乳M0の温度を均等に保つとともに酸化を抑制することができる。更に原料乳M0に異物が混入してしまうのを防止することができる。
次いで殺菌乳M1を乳酸醗酵に適した温度である33.5℃〜35℃まで冷却するものであり、加熱機構50を停止するとともに、入水管54に副熱媒体W2(一例として16℃の水道水)を供給する。
副熱媒体W2は、副熱媒体通過管52内を通過してやがて出水管53から排出されるものであり、この際、フレキシブルチューブに形成された凸部52a及び凹部52bが放熱フィンとして機能するため、副熱媒体通過管52の内外に位置する副熱媒体W2と主熱媒体W1との間の熱交換を高効率で行うことができる。更に、主熱媒体W1は循環ポンプ51Pによって循環させられているため、主熱媒体W1と副熱媒体W2との間の熱交換がよりいっそう促進されることとなる。
そしてこの結果、65℃の主熱媒体W1は、10〜20分程と極めて短時間で33.5℃〜35℃となるものであり、これにともなってバット本体1内の殺菌乳M1の温度も低下して33.5℃〜35℃となる。なお温度センサ61は所望の温度(33.5℃〜35℃)に到達した時点で鳴音を発するため、オペレータはこの時点で入水管54への副熱媒体W2の供給を停止する。
なお上述のように、殺菌乳M1の冷却を行いながら、ミキサ4によって殺菌乳M1を撹拌するものであり、殺菌乳M1を急速に乳酸醗酵に適した温度とすることができるため、製造に要する時間が短縮されるとともに、殺菌乳M1の劣化が抑えられる。
次いで一例として33.5℃とされた殺菌乳M1に対して、2〜4種類の乳酸菌が混合されて成るスタータSを混入するものであり、この際、スタータSを殺菌乳M1中に十分に分散させることが重要であるため、ミキサ4により、約10分間、殺菌乳M1の撹拌が行われる。
また殺菌乳M1を33.5℃に保つため、温度センサ61及び温度センサ62の検出値に応じて加熱装置50の出力および/または副熱媒体W2の流量を適宜調節しながら、主熱媒体W1の温度を35.5℃に保つようにする。
次いで蓋体13により遮光を図りながら、60分間にわたって静止状態を維持する。この際、温度センサ61、62による検出が継続的に行われており、殺菌乳M1を33.5℃に保つように加熱装置50の出力および/または副熱媒体W2の流量を適宜調節する。そしてpHセンサ63を用いてpH値を測定し、pH値が6.5となった時点で所望の醗酵状態の醗酵乳M2が得られたことが認識され、次工程に移行する。なおこの実施例ではセンサホルダ13bに装着された温度センサ61に替えて、適宜pHセンサ63を装着するようにしたが、別途センサホルダ13bを追加して、それぞれのセンサホルダ13bに温度センサ61、pHセンサ63を挿着するようにしてもよい。
次いで醗酵乳M2を豆腐状に凝固させ、水分を除去しやすい状態にする目的で、牛の第四胃から抽出された凝乳成分であるレンネットR添加する。そしてレンネットRを醗酵乳M2中に十分に分散させるため、ミキサ機構4によって醗酵乳M2を約5分間、撹拌する。
また醗酵乳M2を33.5℃に保つため、加熱装置50の出力および/または副熱媒体W2の流量を適宜調節する。
次いで蓋体13により遮光を図りながら、30分間にわたって静止状態を維持する。この際、温度センサ61、62及びpHセンサ63による検出が継続的に行われており、醗酵乳M2を33.5℃に保つように加熱装置50の出力および/または副熱媒体W2の流量を適宜調節する。そしてpH値が6. 3となった時点で所望の凝固状態の凝固乳M3が得られたことが認識され、次工程に移行する。
次いで蓋体13を取り外し、カードナイフ7を用いて凝固乳M3の分断を行うものであり、10mm角程度の小片となったカードCからは、濁りの少ない透明な黄緑色の液体成分であるホエイHが滲出してくる。
次いで蓋体13によりバット本体1の上部開口部を覆うとともに、ミキサ機構4により、カードCとホエイHとが混在した状態のものを、加熱装置50の出力および/または副熱媒体W2の流量を適宜調節することにより33.5℃に保ちながら30分間、撹拌する。
更にその後、ホエイH中にカードCが浮遊した状態となったものを加熱装置50の出力を適宜調節することにより38℃まで昇温し、この温度に保ちながらミキサ機構4によって30分間、撹拌するものであり、。
このようなミキシングを行うことにより、はじめは、ややくっついているカードC同士がほぐれるとともに、カードCとホエイHとの分離が促進される。
次いで把手11を握ってバヨネット溝27から突起12を解除して、バット本体1を抜き出すとともに、中身を適宜の容器に空けるとともに、この際、ホエイHとカードCとの分離を行う。
そしてカードCを集めて一つの塊状にし、更に遮光を図り、約20分間静置し、更なるホエイHの滲出を図る。
なおホエイHはそのまま食材とすることができ、更にたんぱく質が豊富なため各種健康食品の材料や飼料とされるものであるため、適宜回収して有効利用することが好ましい。
次いで塊状のカードCを、カッター8を用いて20cm角ほどの小ブロックに分断する。
次いで遮光を図り、約20分間静置し、ホエイHの更なる滲出を図るとともに、カードCの凝固を進行させる。
このようにして得られた塊状物はチーズ原製品M4(いわゆるフレッシュチーズ)と成るものであり、その後、カードミキサD2やモルダD3においてミキシング(ミキシング工程P7)、分割成型(成型工程P8)が行われた後、加塩、混練、カビ付け、熟成等を行うことにより、所望の最終製品(ゴーダ、カマンベール、クリーム、チェダー、ブルー、カテージ等)となる。
本発明のチーズ製造装置Dの最良の形態の一つは上述した基本となる実施例で説明したものであるが、本発明の技術的思想の範囲内において以下のような実施例とすることも可能である。
すなわち上述した基本となる実施例では、図4に示した分離工程P5の次のミキシングまでの作業をチーズ製造装置Dで行うようにしたものであるが、その後の整形工程P6までの作業をチーズ製造装置Dで行うようにすることもできる。
このためには図3(a)中、仮想線で示すように、バット本体1に対して、ホエイHを排出するための排液管15を接続する必要があり、この場合、排液管15はジャケット体2を貫通することとなるため、バット本体1はジャケット体2に対して着脱自在ではなく、固定状態とされる。
この場合も、主熱媒体W1の温度を調節して、バット本体1に収容された被処理物を所望の温度にまで迅速に調温することができ、醗酵、熟成を好適に行うことが可能となるものである。
11 把手
12 突起
13 蓋体
13a 挿入口
13b センサホルダ
15 排水管
2 ジャケット体
20 排水管
21 給水管
22 出水管
23 把手
25 固定枠
25a センサホルダ
25b 覗き窓
25c 蓋
26 縁部
27 バヨネット溝
28 フック
29 チャック
3 架台
30 天板
31 直火孔
32 固定枠
4 ミキサ機構
40 支柱
41 モータ
42 変速機
43 チャック
44 パドル
45 回転軸
5 温度調節機構
50 加熱機構
51 主熱媒体循環機構
51P 循環ポンプ
52 副熱媒体通過管
52a 凸部
52b 凹部
53 出水管
54 入水管
55 管固定具
55a 保持部
56 飛散防止板
6 スイッチボックス
61 温度センサ
62 温度センサ
63 pHセンサ
7 カードナイフ
8 カッター
C カード
D チーズ製造装置
D2 カードミキサ
D3 モルダ
H ホエイ
M0 原料乳
M1 殺菌乳
M2 醗酵乳
M3 凝固乳
M4 チーズ原製品
P0 装置殺菌工程
P1 殺菌工程
P2 冷却工程
P3 醗酵工程
P4 凝固工程
P5 分離工程
P6 整形工程
P7 ミキシング工程
P8 成型工程
R レンネット
S スタータ
W1 主熱媒体
W2 副熱媒体
Claims (5)
- バット本体と、ミキサとを具え、前記バット本体に投入された原料乳を、前記ミキサにより攪拌しながら乳酸醗酵させて醗酵乳とし、更に乳凝固剤を用いて凝固乳とし、この凝固乳からホエイを除去することにより、チーズ原製品を得る一連の処理の一部またはすべてを行う装置において、前記バット本体を囲繞するようにジャケット体が具えられ、このジャケット体とバット本体との間の空間には、主熱媒体が注入されるものであり、且つこの空間には温度調節機構としての副熱媒体通過管が配されて成り、前記副熱媒体通過管内を通過する副熱媒体により、前記バット本体とジャケット体との間に位置する主熱媒体の温度を調節することができるように構成されていることを特徴とするチーズ製造装置。
- 前記副熱媒体通過管としては、側周面に凹部及び凸部が形成されたフレキシブルチューブが適用されていることを特徴とする請求項1記載のチーズ製造装置。
- 前記ジャケット体と、バット本体との間の空間に位置する主熱媒体の循環機構が具えられていることを特徴とする請求項1または2記載のチーズ製造装置。
- 前記ジャケット体は加熱機構によって加熱されるように構成されていることを特徴とする請求項1、2または3記載のチーズ製造装置。
- 前記バット本体は、ジャケット体に対して着脱自在とされていることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のチーズ製造装置。
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