JP6386381B2 - 食用塊コンチング用の機器および方法 - Google Patents

Description

本発明は、食用塊のコンチング用システムに関し、殊に、当該食用塊は、チョコレート、ココア液またはコンパウンドの如きココア含有塊であり、せん断機器、殊に所謂風味変換機を備え、順繰りに、筐体、筐体に回転可能に取り付けられた軸、食用塊に高いせん断応力を掛けるための手段、高いせん断力を掛けた後に食用塊を広げる手段、および気体、典型的には熱風を食用塊から有機酸の如き揮発分を除去するために広げた食用塊へ供給するための入口を備える。本発明は、さらに、食用塊をコンチングするための方法に関する。

米国特許２，３４８，４７３号に説明されるように、長期に渡って、半プラスチック状、半液状のチョコレートは、一般的に許容される目的、取り分けその風味を向上し、湿気分を減らすためのコンチング処理として知られるものを与えて来た。米国特許２，３４８，４７３号によれば、“コンチングという用語は・・・（省略）・・・まず、各端部で湾曲され、重いローラー、通常は石が、大樽の床上に前後に押された樽型機で、チョコレートが処理に付されたことに関連して使用されるようになった。ローラーは、はね返り平手打ちでチョコレートの本体の表面に各端部で垂れかかる材料の波を形成する。この波しぶきは、通気及び紛体化作用を与え、大樽の底部にあるローラーの作用は紛体化または粉砕作用を作り出した。”
その他のタイプのコンチング機械は、その後開発された。

欧州特許２９４８７６号は、チョコレートのマス（塊）を精練（精製）するための機器に関し、筐体（同公報の図では番号１が付されている）、チョコレートマスを膜状に広げるための手段（２，３）、および広げられたチョコレートのマスに空気を供給するための手段（１０，１１）を備える。加えて、同機械は、チョコレートマス、それが広げられる前に、高いせん断応力に曝すための手段（２，８，９）を備え、その手段（２，８，９）は、前記ディスクおよびリング（８）の駆動軸（２）上の回転方向に向いたピン（９）によって形成され、そのリングは、前記駆動軸（２）の回転方向に向き、前記駆動軸（２）に同心円状に配置された筐体（１）に配置される。

欧州特許２９４８７６号による機械は、Ｔａｓｔｅ−Ｃｈａｎｇｅｒ（登録商標）の名称で入手可能である。前記テイストチェンジャ（登録商標）は、従来のコンチング機を代替し、すなわち、揮発性の有機酸を除去するエアレーション、脱水、加工された塊（マス）の撹拌を行なう。述べたように、せん断応力を発生する手段を組み合わせ、それは垂直回転軸上の放射状のピンおよび蒸発皿を備える。熱い、乾燥した空気およびチョコレート、またはチョコレートの液体は、互いに意識的に接触させて、湿気、揮発性有機酸および混合物から抽出される異臭を発生させる。せん断応力機器は、混合物の粘度を低減し、それによって、蒸発皿の効率を増大させる。

欧州特許０７９９５７４号は、カカオマスが連続的に精製される処理方法に関する。
当該マスは、薄膜反応器内で熱、および脱気処理の両方を受ける。特徴は、外部供給熱を介して独占的に殺菌温度まで上げ、殺菌ユニットの壁を通って移送される。マスは、ゆっくり動く掻き取り器（スクレーパ）を用いて、連続的に加熱壁の内面を掻き落とす。ケーシングの長軸に関して反対方向にゆっくりブレンドされる。排出および減圧に続いて、カカオマスは薄膜精製に移される。

チョコレートをコンチングする別のよく知られる方法は、ローラー精製器、および（下流方向の）従来型コンチェである。この方法は、良い感知プロファイルを有するチョコレートを産出し、そのプロファイルは、溶融挙動、甘味、酸度、苦み、クリーミーさ、ココア味、およびそのバランスによって定義される。しかし、この方法は、長時間の滞在時間（ダークチョコレートの場合、４８時間迄）、および高いエネルギー入力を要する。

本発明の目的は、食用塊（マス）処理用システム及び方法を提供し、特に、食用塊は、チョコレート、カカオ液、またはコンパウンドの如きカカオ含有マス（塊）であり、比較的短期の滞留時間、低いエネルギー消費において、チョコレートの如き製品を産出し、その製品は１つまたは複数の改良された感知パラメータ、例えば、改善されたクリーム状の滑らかさ、および／または比較的低い粘度、および／または比較的良好な収率を有する。

本節の終わりに、本発明のデバイス（装置）は、食品にせん断応力を掛けてさらに処理する薄膜蒸発器によって特徴づけられる。

せん断装置の組合せ、殊に、風味変換器、および薄膜蒸発器は、比較的短い滞留時間、比較的低いエネルギー消費を可能にし、および製品、殊に改善されたクリーム状の滑らかさ、および／または比較的低い粘度を有するチョコレートを産出す。

一態様において、せん断装置及び薄膜蒸発器は、同じ装置に統合されており、好ましくは、薄膜蒸発器の好ましくは頂部に配置される。これは、コンパクトなデザインと、風味変換機の出口と薄膜蒸発器の入口間の流体直接流通を可能にする。

別の態様において、当該システムは、せん断装置のガス入口から上流方向の加湿器を備える。ガスの加湿器は、せん断装置の食用塊の低粘度をもたらし、さらに食用塊を広げること、および揮発性化合物の蒸発を促進する。

特に効果的なせん断装置において、食用塊を高いせん断応力に付するための手段は、少なくとも１つのローター、好ましくはそれがローター軸の上に載置されるか、ローター軸の一部を形成し、および少なくとも１つの相当するステーター（固定子）を備える。少なくとも１つのステーターは、軸方向に前記ローターの上および／または下に伸び、ローターとステーターの間のクリアランスは、好ましくは、６ｍｍ未満、より好ましくは４ｍｍ未満、さらに好ましくは３ｍｍ未満である。１つの態様において、前記ローターの外部環境速度、例えばローターを形成するピンの端部は、ステーターに対して少なくとも８ｍ／ｓ、好ましくは少なくとも１２ｍ／ｓである。

別の態様において、薄膜蒸発器は、実質的に円筒状または円錐状の回転対称な食用塊膜を運搬するための内壁、内壁加熱用の手段、およびこのようにして得た薄膜、（さらなる）ガス、一般的には加熱空気を内壁へ誘導するため、およびこの壁の領域内に好ましくは回転可能に搭載された複数のノズルを備える。

さらに別の態様において、蒸発器は、内壁の領域内に回転可能に搭載され、ノズルを形成する孔またはスリットの並びまたは螺旋の開口部を有するドラムを備える。そのような配置は、食用塊の比較的簡単な製造及び比較的効果的な揮発成分および湿気分の効果的な抽出を促進する。

別の態様において、薄膜蒸発器は、垂直に配置される。

コンパクトなデザイン、および風味変換器にあり、薄膜蒸発器に入る食用塊の均一な分布をさらに促進するために、１つの態様において、風味変換器の中心駆動軸および薄膜蒸発器は共軸である。

別の態様において、当該システムは、風味変換器から上流にボールミルを備える。

本発明は、また以下のステップからなる食用塊をコンチングするための方法に関する：
食用塊に高せん断応力を掛け、
食用塊を広げて、膜および／またはミストを形成し、
ガス、一般的には熱風を広げられた食用塊に供給し、および
続いて当該食用塊を薄膜蒸発器へフィードする。

一つの態様において、ガスは、広げられた食用塊に供給する前に、好ましくは２０℃において少なくとも８０％の相対湿度に湿らされる。

さらに別の態様において、食用塊は薄膜蒸発器を通して実質的に垂直に流れる。

別の態様において、ガスは薄膜蒸発器に供給され、食用塊及びガスは反対方向に流れる（向流）。
本発明の枠組み内において、“薄膜蒸発器”の用語は、拭き取り膜およびロール巻蒸発器と同様に落下膜蒸発器を含む。
本発明による装置は、例えば粘度低下、および／または揮発成分を抽出するために、その他の流動性物質を加工するために用いられる。実施例は、植物油、およびペースト、例えば胡麻ペーストを含む。

本発明は、以下に図を参照してより詳細に説明され、本発明による態様を図式的に示される。

図１は、チョコレート工場のフローシートである。 図２は、本発明による組み合わされた風味変換器および薄膜蒸発器の断面図を表す。

図１は、チョコレートの種々の内容物からレシピを調製するための計量機２、ミキサー３、２基のボールミル４，５、第２の下流側のミル５よりも大きな直径の粉砕要素を有する第１の上流側ミル４、コンチングユニット６、および任意に撹拌貯蔵タンク７、一般的に知られた配管８、ポンプ９、および弁１０を備え、動作可能にこれらの機器類２−７を接続する。ボールミル４および５は、下流方向にバッファータンク、任意に篩を備える。

コンチングユニット６は、図２に詳細が示され、薄膜蒸発器１５の上に載置された風味変換器１４を備える。

風味変換器は、同様に、ハウジング１６、ハウジング１６に回転可能に据え付けられた中心軸１７、および当該軸１７を駆動するためのハウジング１６の頂部に据え付けられた電動モーター１８を含んでなる。複数の、例えば５個のローター１９（図２に挿入して描写）が、軸１７に載置、例えば鍵留めされ、複数の、例えば４個のステーター２０がローター１９と交互に挿入され、ハウジング１６にボルト止めされる。ローターは、例えば４本のスポークを含み、一方でステーターはローターのスポークに数および形において相当する開口を含む。好ましくは、ローターとステーターの間の空隙は、０．５〜６ｍｍの例えば２ｍｍである。チョコレートマスを広げて、促進するための羽を有するディスク２１は、軸１７の低端部へ固定される。

ローターおよびステーターは、それぞれ軸およびハウジング内側に移動可能に取り付けられ、こうして組立て易くし、風味変換器のメンテナンスを促進し、および求められれば異なるレシピに適用されることを可能にする。

風味変換器１５は、さらにチョコレートマスをローター５へ供給用の第１の入口（せん断領域）、第２の入口２４、環状配分溝２５およびガス、一般的には熱風をディスク上のチョコレートマスへ供給するためのノズル２６を備える。ハウジング１６の下側は開放され、巾の広い出口２７を形成し、風味変換器１が例えば薄膜蒸発器１５の上に載置され、例えばボルト止めされる。

電動モーター、軸、入口、ディスク、出口、およびフランジの追加の適当な態様は、既存の風味変換器および欧州特許２９４８７６および英国特許１２５１０４４号に記載される風味変換器から既知である。

薄膜蒸発器１５は、縦型円筒状、および二重壁容器３０を備え、チョコレートマスを運搬するための加熱可能の内壁、および内壁の領域内に中空の中心軸３３上に取り付けられたドラム３２を備える。ドラム３２は、ドラムの高さの上を超えて伸びる１つまたは複数の細長い片（ストリップ）（図示せず）を備え、容器の内壁上にチョコレートの、例えば０．５〜１．５ｍｍの範囲の厚みを有する薄膜を形成するための拭き取り機として働く。さらに、ドラムはノズルを形成する、列状または螺旋状の孔３４およびスリットを備える。代替の態様において（図示せず）、ノズルは、拭き取り機の外端部から好ましくは短い距離、例えば１〜１０ｍｍの範囲で拭き取り機内に嵌め込まれ、または取り付けられる。そのような態様において、小ドラムまたはダクトで十分である。

一般的に、ノズルがドラムの半径に対して傾斜して延びることが好ましく、その結果ガスは、半径方向および接線方向の両方の成分を有する方向へノズルから噴射される。この配置は、薄膜蒸発器の内壁上のチョコレートマスの均一な分布を容易にし、薄膜からの揮発成分や水分の抽出を改善する。

中心軸３３が容器３５に回転自在に取り付けられ、蒸発器１５の上部に取り付けられた電動モーターに接続される。蒸発器は、さらに、チョコレートマスのための出口３７とを備えるボトムファンネル３６を備え、同様に風味交換器１４を運搬する頂部漏斗（ファンネル）３８が設けられ、以下でより詳細に説明するように、（ストリッピング）ガス用の出口３９が設けられている。円錐形のバッフル（邪魔板）４０は、バッフルと頂部漏斗が一緒に円筒状容器３０のための環状入口を形成するように、軸（シャフト）３３に固定されている。

一般的に、二重壁は、ドラムの頂部からドラムの底部まで完全に対応する軸方向位置（高さ）から、少なくとも伸びていることが好ましい。この例では、二重壁は、チョコレートマス用漏斗および出口の上にも伸びている。二重壁は、熱媒体、例えば、水または油を循環させるための注入口および吐出口４１、４２を含む。

動作中、このようなカカオマス（また液とも呼ばれる）、カカオバター、砂糖、ミルクパウダー、レシチン及び／またはバニリンのような成分は、一般的には、例えば、少なくとも２６重量％の総脂肪含有量を有し、一般的には少なくとも３０重量％を秤量し、ミキサーに供給される。成分が適切に混合されたとき、混合物を第１ボールミルに、続いて第ボールミルに圧送され、所望の粒径分布に塊を粉砕する。

ある態様において、混合物は、その後、少なくとも風味変換器のサイズ、特にローターの直径に応じて、一般的には１０００〜１６０００回転の範囲の回転速度で運転される、風味変換器に供給される。別の実施形態では、ディスクの周速度は、３０〜９０メートル／秒の範囲、好ましくは５０〜７０メートル／秒の範囲である。

さらに、例えば２０oＣの温度を有する空気は周囲から取り出され、濾過され、１００％の相対湿度まで加湿され、１００oＣまで、例えば、６０〜８０oＣに加熱され、そして風味変換器の入口を経由して風味変換器に供給される。

風味変換機から出た混合物は、薄膜蒸発器へ、そして蒸発器の内壁へ頂部漏斗を介して直接流れ、混合物は拭き取り機によって内壁に均一に分配される。

１つの態様において、蒸発器の内壁が温度６０℃〜８０℃の範囲の温度を有する水によって加熱される。また、２０℃の温度及び６０％の相対湿度を有する空気が周囲から取り出され、濾過され、６０℃〜１２５℃、好ましくは６０℃〜８０℃の範囲の温度に加熱され、中空シャフトを介してドラムに供給され、内壁のチョコレートマスの膜に向けてノズルから噴射される。このように、揮発性成分、特に酸、および湿気が蒸発し、その上部出口から蒸発器を出る。

１つの実施形態においては、蒸発器に供給される水および空気の温度および流量は、６５℃まで、例えば、ミルクチョコレート用には５５oＣまで、または８５℃までの温度、例えばダークチョコレート用に８５℃まで内壁のチョコレートマスの温度を制御するように選択される。ドラムは、一般的には３０〜４００ｒｐｍ、好ましくは５０〜３５０ｒｐｍの範囲、さらに好ましくは１００〜３００ｒｐｍ、例えば２５０ｒｐｍの回転速度で運転される。ある実施形態では、周速は、１．５〜４．５メートル／秒の範囲、好ましくは２．５〜３メートル／秒の範囲である。

５本のローラー精練機やコンチを備えた伝統的な構成では、滞留時間は、通常ミルクチョコレート用の４時間からダークチョコレート用の４８時間の範囲である。比較として、ボールミル、風味変換器、薄膜蒸発器の組み合わせでの滞留時間は、例えば、１から２時間の範囲で、エネルギー消費とその他の操業費用が大幅な節約をもたらすである。さらに、クリーミーさとチョコレートの粘度は、従来の構成で得られたチョコレートと同様である。

本発明は、特許請求の範囲の範囲内で多くの方法で変更することができる、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、薄膜蒸発器は、例えば（局所的に）マスの温度を１５０oＣまで上昇させることにより、カカオ液を滅菌するために使用することができる。

本発明は、食用塊、特にチョコレートのコンチング用システム（装置）、その製造方法に用いられる。

１：食用塊コンチング用システム
２：計量機
３：ミキサー
４，５：ボールミル
６：コンチングユニット
７：撹拌貯蔵タンク
８：配管
９：ポンプ
１０：弁
１４：風味変換器
１５：薄膜蒸発器
１６：ハウジング
１７：中心軸
１８：電動モーター
１９：ローター
２０：ステーター
２１：ディスク
２４：入口
２５：環状配分溝
２６：ノズル
２７：出口
３０：二重壁容器、円筒状容器
３２：ドラム
３３：中心軸
３４：列状または螺旋状の孔
３５：容器
３６：ボトムファンネル
３７：出口
３８：頂部漏斗（ファンネル）
３９：ガス用の出口
４０：円錐形のバッフル（邪魔板）
４１：注入口
４２：吐出口

Claims (23)

1. 食用塊をコンチングするためのシステム（１）であって、
   せん断装置（１４）と、
   前記せん断装置（１４）から排出された食用塊をさらに処理するための薄膜蒸発器（１５）と、
   を備え、
   前記せん断装置（１４）は、
   ハウジング（１６）と、
   前記ハウジング（１６）内に回転自在に取り付けられたシャフト（１７）と、
   前記食用塊に高せん断応力を掛けるための手段（１９、２０）と、
   前記食用塊に高せん断応力を掛けたのちに食用塊を広げる手段（２１，２２）と、
   広げられた食用塊にガスを供給するための入口（２４、２５）と、
   を含み、
   前記食用塊に高せん断応力を掛けるための手段（１９、２０）は、前記ハウジング（１６）内に配置されると共に、前記シャフト（１７）に取り付けられるものであり、
   前記食用塊に高せん断応力を掛けたのちに食用塊を広げる手段（２１，２２）は、前記シャフト（１７）に取り付けられると共に、前記食用塊に高せん断応力を掛けるための手段（１９、２０）より下方側に配置される、
   食用塊をコンチングするためのシステム（１）。
2. 前記食用塊がチョコレート、カカオ液またはコンパウンドを含むカカオ含有塊である請求項１のシステム（１）。
3. 前記せん断装置（１４）が風味変換機である請求項１のシステム（１）。
4. 前記せん断装置（１４）および前記薄膜蒸発器（１５）は、同じ装置に統合されている、請求項１〜３の何れか一項に記載のシステム（１）。
5. 前記せん断装置（１４）は、薄膜蒸発器（１５）の上に位置することを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のシステム（１）。
6. 前記せん断装置（１４）は、薄膜蒸発器（１５）の頂部に位置することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のシステム（１）。
7. 前記せん断装置（１４）のガス入口（２４）から上流に加湿器を含んでなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム（１）。
8. 前記食用塊に高せん断力を掛ける手段（１９、２０）が、少なくとも１つのローター（１９）、少なくとも１つの対応するステーター（２０）を備え、軸方向に、少なくとも１つのステーター（２０）が、ローター（１９）の上方に、および／または下方に伸びる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム（１）。
9. 前記ローター（１９）およびステーター（２０）との間のクリアランスが６ｍｍ未満である、請求項８のシステム（１）。
10. 前記ローター（１９）およびステーター（２０）との間のクリアランスが４ｍｍ未満である、請求項８のシステム（１）。
11. 前記ローター（１９）およびステーター（２０）との間のクリアランスが、３ｍｍ未満である、請求項８のシステム（１）。
12. 前記薄膜蒸発器（１５）が、食用塊の膜を搬送するための回転対称の内壁（３１）、内壁を加熱するための手段、及びこの壁（３１）の範囲内に取り付けられ、内壁（３１）に向かってガスを向ける、複数のノズル（３４）を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム（１）。
13. 前記内壁（３１）の範囲内に回転可能に取り付けられ、ノズル（３４）を形成する開口部を備えるドラム（３２）を含んでなる、請求項１２に記載のシステム（１）。
14. 薄膜蒸発器（１５）が垂直に配向されている請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム（１）。
15. 前記システム（１）において、前記風味変換機（１４）の中心軸と、前記薄膜蒸発器（１５）の中心駆動軸が同軸である、請求項３〜１４の何れか一項に記載のシステム（１）。
16. 前記風味変換機（１４）から上流にボールミル（４、５）を含む、請求項３〜１５のいずれか一項に記載のシステム（１）。
17. 以下のステップを含む、食用塊をコンチングするための方法：
    高せん断応力を食用塊に施し、
    膜および／または霧を形成するために食用塊を広げ、
    広げられた食用塊にガスを供給し、および
    その後、薄膜蒸発器（１５）に食用塊を供給する。
18. 前記ガスが熱風である、請求項１７の方法。
19. ガスを広げられた食用塊に供給する前に加湿される、請求項１７又は１８に記載の方法。
20. ガスを広げられた食用塊に供給する前に、２０℃で少なくとも８０％の相対湿度に加湿される、請求項１９に記載の方法。
21. 食用塊が、薄膜蒸発器（１５）を介して実質的に垂直に流れる、請求項１７〜２０の何れか一項に記載の方法。
22. ガスが薄膜蒸発器（１５）に、食用塊とガスが反対方向に流れるように供給される、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 少なくとも前記ステップの間、食用塊が液体状態にある、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。

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