JPH03295442A - チーズ製造工程における切断時機制御方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チーズの製造工程において、凝乳タンク内で
のチーズカードの最適形成時にこれを切断し攪拌する切
断装置の制御を行うチーズ製造工程における切断時機制
御方法と装置に関するものである。

（従来の技術） チーズ製造はまず凝乳タンクに殺菌処理した牛乳を入れ
、高速攪拌しながらこれに乳酸菌スターター及び凝乳酵
素（例レンネット）を添加し、攪拌を制御しながら牛乳
の凝固物であるカードを形成させる。次いでこのカード
を一定の粒子となるまで低速で切断し、緩慢な攪拌や加
温処理等によってカードから水分を遊離させ（シネリシ
ス変化）所定水分量となったカード粒を形成させる。

さらに上記遊離水（ホエー）とカード粒の混合物から分
離回収したカード粒を圧搾処理等によって最終水分に調
整するとともに、一定の形状に成形し、最後に加塩処理
を経て熟成させ、最終チーズ製品を得る。

チーズ製造においてチーズの品質や歩留りに最も大きく
影響する単位操作は凝固処理工程であり、特にカード切
断時機の具体的判定方法は製造上のノウハウとして伝承
されており、従来はこれを人間の五感と経験に顧るもの
であった。

しかし、工業規模でチーズを生産する場合は、大型かつ
密閉式の凝乳タンクを用いて製造する場合が多く、この
場合人間の五感による計測が困難となり、歩留り及び製
品品質上最適な凝乳処理工程の管理が実現できなかった
。

これを解決するため特公昭４７−６６１号では牛乳とホ
エーとの混合物を用いて迅速に操作が可能な方法と装置
を提供しており、ホエーの酸性化を酸性化電解透析器を
もちいて把握し、小粒のカード状態でカード回収を行っ
ているが、機器の洗浄が困難であること、透析時間によ
ってカードの回収率が変化すること、カードの水分管理
が困難で品質に影響を与えることなどから実用的方法と
しては製造現場に広く普及するには至らなかった。その
ため、実質的な製造工程上の進歩はバッチ処理を基本と
するチーズパット方式がタンク方式に変化した程度であ
る。

しかし、カード管理が機器制御によって可能になればバ
ッチ処理でも充分にチーズ製造における自動化が可能と
なる。

このため本出願人は特開昭６１−１６９７４２号でチー
ズカードの凝固状態を測定する装置について提案してい
る。

この提案は試料を取り出して振動式測定機器に投入し凝
固状態を測定するものであるが、測定においてカード破
壊されるという問題があり、連続計測を前提とするイン
ライン計測には不向きであった。

そこで本出願人は特公昭６３−４１５３５号にて乳と熱
的に接触する線状発熱体の加熱時の平衡温度を測定し、
同発熱体表面における熱伝達率と一対一の対応関係にあ
る線状発熱体の加熱時平衡温度の変化から乳凝固開始時
機をインラインで直接計測し、カード切断時機を判定す
るカードメーキング工程の自動計測管理方法について提
案した。

しかし、当該発明では測定方法に関するもので、製造に
おける制御システムについて具体的に開示されていない
。

（発明が解決しようとする課題） 以上のごと〈従来技術はチーズ製造工程を人間の五感と
経験を用いて管理するものであり、乳凝固変化をインラ
インで計測できるセンサーを用いたチーズ製造工程全体
の自動化システムに関する提案はなかった。本願発明は
本出願人が先に提案した特公昭６３−４１５３５号の方
法６二関して、凝乳タンクに取付けた粘度測定センサー
の信号を利用して、凝乳タンクの攪拌及び切断装置の制
御を最適かつ自動的に実現せしめるチーズ製造工程にお
けるカードの切断時機制御方法と装置を提供するもので
ある。

（課題を解決するための羊膜） そこで、凝乳タンクに供給される乳の粘性変化を測定セ
ンサーで測定し、演算処理装置において該測定センサー
の測定信号から凝固した乳の最適切断時機を判定して、
凝乳タンクの攪拌・切断装置を駆動する制御信号を出力
し、凝乳タンク内の攪拌・切断装置を駆動させることを
特徴とするチーズ製造工程における切断時機制御方法を
構成した。

そして、以上のような方法に好適に使用されるものとし
て、凝乳タンクに供給される乳の粘性変化の測定センサ
ーと、該センサーの測定信号から凝固した乳の切断時機
を判定し、凝乳タンクの攪拌・切断装置を駆動する制御
信号を出力する演算処理装置と、該演算処理装置の出力
信号により凝乳タンク内で駆動する攪拌・切断装置とで
構成されるチーズ製造工程における切断時機制御装置な
るものを構成した。

（発明の効果） 本発明によれば、チーズ製造において凝乳タンク内の乳
の粘性変化を乳の構造を破壊することはなくインライン
で連続計測し、かつ最適時機におけるカードの切断処理
を人間の五感や経験による判断を要することなく自動的
に行うことができ、チーズの品質、及び歩留り向上に大
きく貢献し得るものである。

さらに本発明により人間の判断ミスや、個人差を無くし
た自動化が可能で、バッチ製造におけるバッチごとの品
質の差を無くし、また複数の凝乳タンクを配置し、各凝
乳タンクの粘性測定センサーの信号をタイムシェアリン
グに演算処理する一台の演算処理装置で複数の凝乳管理
を行うことによって、自動化された大規模工程を構成す
ることが可能である。

（実施例） 本発明を具体的に実施する例を図面に基づいて説明する
。

第３図は本発明に利用される凝乳タンク（１）の−例を
示すものであって、タンク（１）の左方の側壁には牛乳
の供給・排出口（２）が下部にあり、タンク上部には２
つの攪拌・切断機（３）をもつ攪拌・切断装置の駆動部
（４）を構成するモーター及び減速機と、それらを移動
自在に懸吊支持するレール（５）が配置されている。

実施例のタンク上部は開放型のものを記載しているが、
現在では密閉型のものもある。

第４図に示すように攪拌・切断機（３）には、多数の攪
拌・切断羽根（６）が設けられていて、これら攪拌・切
断羽根（６）の前面は鋭角を有する切断刃（７）、背面
は平坦な攪拌面（８）になっている（第５図参照）。し
かして、撹拌・切断機（３）は、逆転時は攪拌装置とな
り正転時は切断装置となるもので、その回転駆動部（４
）であるモーターと減速器が上部レール（５）に沿って
、タンク（１）の片端から一方端まで往復移動すること
により、攪拌・切断機（３）も−緒に移動して、タンク
内全体で攪拌・切断を行うようになっている。

なお、該撹拌・切断機は一方が切断刃を構成し、一方が
攪拌機を構成するものを２つ−組みで構成したものでも
かまわない。

タンク（１）の前方側壁の適当な箇所には凝乳状態を粘
性変化で検知する測定センサー（Ｓ）、もしくは該セン
サー（Ｓ）と裏部測定用センサー（Ｓ“）が取付けられ
ている。

ジャケット（９）は加温冷却のための温水、冷水、蒸気
などを供給する場所である。

以上のような凝乳タンク（１）において、牛乳を供給し
たのち混合攪拌しながら塩化カルシウム、スタータ乳酸
菌及び凝乳酸素キモシンを含有するレンネット等を添加
する。次いで、攪拌を停止して酵素反応に引き続いて起
こる凝固変化をインラインで計測し、最適凝固状態に至
った時点で切断装置を駆動させてカードを切断する。

さらに、加温しながら攪拌を継続しカード粒からの水分
（ホエー）分離を促進させ、カード粒中の水分が所定の
値に達した時点でカード粒とホエーの混合物からなる内
容物を排出し、カードをホエーと分離したのち、成形機
によって一定の形状とし、その後加塩処理及び熟成変化
を経て、最終チーズ製品を得る。

以下に２つの凝乳タンク（１ａ）（１ｂ）を用いたチー
ズ製造工程を基にして、本発明による制御の一例を説明
する。

第１図は２つの凝乳タンク（１ａ）（１ｂ）の各測定セ
ンサー（Ｓａ）（Ｓｂ）からインターフェース（１０）
を経て演算処理装置（１１）に信号をマルチタスクで入
力し、演算処理ののち測定センサー（Ｓａ）（Ｓｂ）の
電流制御出力信号及び凝乳タンク（１ａ）（１ｂ）の切
断装置（３）の駆動制御出力信号を駆動部（４）の各機
器に指示するように構成した本発明の実施例を表すフロ
ーチャートである。

なお、本発明は以上のような２つの凝乳タンクを制御す
る場合に限られないことはもちろんであり、凝乳タンク
が１個、もしくは３つ以上あるような場合でも同様に実
施できる。また、第１図における各測定センサーの信号
は熱的に乳と接触する測定センサー（Ｓａ）（Ｓｂ）の
温度と、該測定センサー（Ｓａ）（Ｓｂ）で測定される
かもしくは別個の温度センサー（Ｓ’ａ）（Ｓ’ｂ）で
測定される裏部度である。そして、裏部測定に別個のセ
ンサー（Ｓ’ａ）（Ｓ’ｂ）を用いる時はさらに該温度
をインターフェースを介して演算処理装置に入力するよ
うに構成する。

このフローチャートにおいて演算処理装置（１１）は第
２図のごとく入力されるデーターを熱伝達率等の粘度指
標値に換算する演算処理部（１２）と、該熱伝達率を過
去の熱伝達率と比較し変化状態を把握するとともに、予
め設定される出力条件を記憶装置（１３）内のデーター
から呼び出す比較処理部（１４）と、比較処理部（１４
）の結果から、乳と熱的に接触する測定センサー（Ｓａ
）（Ｓｂ）もしくは（Ｓ’ａ）（Ｓ’ｂ）の発熱量を一
定とするための電流を制御する出力指示を演算し、出力
するセンサー出力演算部（１５）とその出力部（１６）
　、及び攪拌・切断装置（４ａ）（４ｂ）のカード水分
や凝固状況の各状況に沿うような速度で駆動を制御する
出力指示を演算し、出力する攪拌・切断機出力演算部（
１７）とその出力部（１８）で構成されている。

各測定センサー（Ｓａ）（Ｓｂ）もしくは（Ｓ　’ａ）
（ｓ’ｂ）の温度変化もしくは演算処理される熱伝達率
は経時的に記憶装置（１３）へ記憶されるとともにデイ
スプレー（１９）に表示され、凝乳タンク内部の粘性変
化状況が連続的にかつ直接監視できるようになっている
とともに、プリンター（２０）でプリントアウト出力を
指示することによって記録を残せる状態となっている。

該記憶装置（１３）は図示していないがさらにセンサー
出力状況や切断装置駆動制御状況を記憶しており、いつ
でもデーターの推移と各制御装置の駆動状況を確認でき
るようになっている。

また、該状況の確認から検討される熱的に乳と接触する
測定センサー（Ｓ）の制御方法や、攪拌・切断装置の回
転速度、駆動時機等の制御方法を入力装置（２１）を介
して変更指示できるようになっている。

記憶装置（１３）には熱伝達率等の粘度指標値や各セン
サーの温度データーの記憶ばかりでなく、この他にも各
演算プログラムやデーターに対応する出力条件などが記
憶されており、必要に応じて入出力されている。

また、以上で構成される演算処理装置は、複数の粘性測
定センサーの信号をタイムシェアリングに処理できるも
のであるが、粘性測定センサーに対して１台ずつ、若し
くは数個のセンサーに対して１台の対応で複数台設けて
もかまわない。

複数の種類のチーズを複数の凝乳タンクで同時に製造す
るときは、チーズの種類毎に演算処理装置を構成した方
が良い。

この場合、周辺機器（デイスプレィ・記憶装置等）は対
応するよう各々に設けても良いし、１式の周辺機器と複
数の演算処理装置をパラレルに接続し、周辺機器を共有
してもかまわない。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝乳タンクに供給される乳の粘性変化を測定セン
   サーで測定し、演算処理装置において該測定センサーの
   測定信号から凝固した乳の切断時機を判定して、凝乳タ
   ンクの撹拌・切断装置を駆動する制御信号を出力し、凝
   乳タンク内の撹拌・切断装置を駆動させることを特徴と
   するチーズ製造工程における切断時機制御方法。
2. （２）乳と熱的に接触する測定センサーの温度と、該測
   定センサーもしくは別個の温度検出センサーで測定した
   乳の温度との差に基づいて、凝乳タンクに供給される乳
   の粘性変化を熱伝達率の変化として連続的に検出し、凝
   固した乳の切断時機を判定することを特徴とする請求項
   （１）のチーズ製造工程における切断時機制御方法。
3. （３）演算処理装置においては、演算処理部で測定セン
   サーの信号を乳の熱伝達率に演算し、比較処理部で熱伝
   達率の変化を監視し、かつ予め多くの比較データーを記
   憶した記憶装置から該当する出力結果を導き、センサー
   出力演算部及びその出力部で比較処理部の出力結果によ
   り熱的に乳と接触する測定センサーへの電流供給を制御
   し、攪拌・切断装置出力演算部及びその出力部で比較処
   理部の出力結果から攪拌・切断装置の回転駆動を指令す
   ることを特徴とする請求項（１）または（２）のチーズ
   製造工程における切断時機制御方法。
4. （４）複数の凝乳タンクに設けた粘性変化の各測定セン
   サーからの信号を、一台の演算処理装置に入力して各凝
   乳タンクにおける攪拌・切断装置の制御を行う請求項（
   １）、（２）、（３）の何れかのチーズ製造工程におけ
   る切断時機制御方法。
5. （５）凝乳タンクに供給される乳の粘性変化の測定セン
   サーと、該センサーの測定信号から凝固した乳の切断時
   機を判定し、凝乳タンクの攪拌・切断装置を駆動する制
   御信号を出力する演算処理装置と、該演算処理装置の出
   力信号により凝乳タンク内で駆動する攪拌・切断装置と
   で構成されるチーズ製造工程における切断時機制御装置
   。
6. （６）凝乳タンクに配置される測定センサーを乳と熱的
   に接触する測定センサーとし、乳の粘性変化を乳の熱伝
   達率の変化として連続的に検出して凝固した乳の切断時
   機を判定する請求項（５）記載のチーズ製造工程におけ
   る切断時機制御装置。
7. （７）演算処理装置が、測定センサーの信号を入力信号
   とし、その信号を乳の熱伝達率に演算する演算処理部と
   、該熱伝達率の変化を監視し、かつ予め多くの比較デー
   ターを記憶する記憶装置から該当する出力結果を導く比
   較処理部と、該比較処理部の出力結果により熱的に乳と
   接触する各測定センサーへの電流供給を制御するセンサ
   ー出力演算部及びその出力部と、前記比較処理部の出力
   結果から撹拌・切断装置の回転駆動を指令する撹拌・切
   断装置出力演算部及びその出力部と、周辺機器への入出
   力部とで構成される請求項（５）または（６）記載のチ
   ーズ製造工程における切断時機制御装置。
8. （８）複数の凝乳タンクに粘性変化の測定センサーを設
   け、各測定センサーからの信号を一台の演算処理装置に
   入力して、各凝乳タンクにおける攪拌・切断装置の制御
   を行う請求項（５）、（６）、（７）の何れかに記載の
   チーズ製造工程における切断時機制御装置。