JPS60202199A - 脂肪質を冷却し、可塑化する方法および装置 - 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】 本発明は、脂肪質、特に豚脂、ショートニングおよびマ
ーガリンを冷却し、可塑化するための改善された方法お
よび装置に関する。

市場で凝固した豚脂、ショートニングおよびマーガリン
は、液体沖を閉鎖する小さい結晶の塊からなる。これら
の脂肪を凝固する場合、微細な結晶構造は、製品を外観
の点で滑らかにしかつ稠度の点で硬くするために望まれ
る。従って、結晶は、脂肪を著しく迅速に冷却すること
によって形成される。空気または不活性ガスを脂肪それ
自体の容積の約５％〜２５チ脂肪中へ入れて高速攪拌す
ることも通例である。その除虫じる気泡は、可塑性脂肪
によって不変に保留され、この可塑性脂肪を透明よりも
むしろ白色および不透明にさせる。

豚脂およびショートニン２を凝固するための最も古典的
な装置は、冷却ロールである。このロールは、アンモニ
アまたは他の冷媒の直接の膨張によって内部冷却される
。このロールは、軸線および水平軸の方向で徐々に回転
させると、その表面上で溶融脂肪の薄膜をロールに対し
て支持する、ロールの全長を走るトラフから巻上げる。

ロールに供給される脂肪の温度は変化するが、決して脂
肪の凝固点を遥かに越えることはない。突出、可能なプ
レーｒは、凝固した脂肪を薄い透明なプラスチックシー
トの形で掻取るために使用される。更に、凝固した脂肪
は、スフ＋）　ニーｆ　：Ｉンペヤーを支持するトラフ
からなるピツカーゼツクス（ｐｉｃｋｅｒ　ｂｏｘ　）
中へ落下する。

コンベヤーのねじ山には、部分的に充填したトラフ中で
回転する、空気を脂肪中へたたくプレードが散在してい
る。脂肪は、ビッヵーヂツクスから高圧ポンプ中へ供給
され、この高圧１ンプは、脂肪を高圧下で押しやって例
えばオリフィス、スロット、スクリーン、ノ２ルブ等の
ヨウな種々の装置に通し、強力な剪断力を惹起し、した
がって物質の全ての凝集体を破壊する。

上記した凝固のロール系は、一般に不満足なものであり
、米国特許第３５６８４６３号明細書の主題であるゼー
テータ系と共通に呼ばれるものによって代用された。ゼ
ーテータ系の方法は、米国特許第３４５５７００号明細
書中に開示され、特許保護がなされている。この系およ
び方法を完全に記載するためにこれらの特許に言及する
ことができる。しかし、一般に開示されているように、
溶融脂肪は、圧力下で供給ポンプおよび導管により標準
ＮＡ〃ユニット中へ装入され、この標準ゝゝＡ〃ユニッ
ト中で脂肪は、部分的に結晶化され、別の導管によりゞ
ＶＢ“ユニット中へ移される。１Ｂ〃ユニツト中での攪
拌後、脂肪は、導管を介してゝ１Ｃ“ユニットへ搬送す
ることができ、このゝゝＣ“ユニット中で脂肪は、後処
理され、冷却され、その後に押出・々ルブを介して充填
管路へ供給され、この場合必要な圧力または力は、ブー
スターポンプによって提供される。

ボーテータ系の場合の好ましい温度範囲は、２Ａ“ユニ
ットの場合に約１６′℃〜約２７℃（＝６０”Ｆ〜８０
下）であり；１ゝＢ“ユニットの場合に約り４℃〜約２
９℃（−７５Ｔ〜８５Ｔ）であり；かつゝゝＣ〃ユニッ
トの場合に約り３℃〜約２４℃（−５５”Ｆ〜７５下）
である。処理することができやショートニングは、動物
脂肪または植物脂肪、その混合物から得られた、配合し
た型と全部の水素添加した型の双方、ならびに乳化した
、標準の万能家庭用ショートニングおよびマーガリンを
含む。

本発明による方法および装置は、ゼーテータ系によって
得られた製品と等しく比較可能であると同時にその製品
を越えた多数の利点を有する製品を得ることが判明した
。付加的に、この装置は、著しく簡易化されており、運
転のためのエネルギーを殆んど必要とせず、据付面積も
少なく、費用も少なくて済む。

特に、本発明によれば、約５４℃〜６’Ｏ℃（＝１３０
〜１４０下）で添加した空気５（容量）チ〜２５（容量
−）係を有する製品は、ゲロニン−ディビジョン（Ｇｒ
ｏｅｎ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　）、ドーパ−社（Ｄｏｖｅ
ｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　１Ｅｌｋ　Ｇｒｏｖｅ　
Ｖｉｌｌ　−ａｇｅ　（ｌ１ｌｉｎｏｉｓ　）在）、に
よって製造されたディー・アール・シー（ＤＲＣ）掻取
り表面熱交換器中へ送入され、このＤＲＣ掻取り表面熱
交換器中で製品は、約２１℃〜３０℃（＝７０〜８６Ｔ
）に冷却される。製品は、ＤＲＣ掻取り表面熱交換器か
ら直接に結晶化装置へ移され、この結晶化装置中で製品
は、十分な剪断力を受け、微細な結晶構造を形成する。

結晶化装置からの製品は、直接に充填機へ行（。

本発明による前記の系の場合には、２，８〜４゜２　Ｋ
ｇ／ｃＪ　（＝　４０−６０　ｐｓｉ、）の範囲内の製
品圧力が利用され、これに反してボーテータ系の場合に
は、２１　Ｋｒ／ｃＪ　（−３００ｐｓｉ、）の過剰の
高い製品圧力が必要とされる。付加的に、ゼーテータ系
の冷却装置は、１つの伝熱面のみを有し、通常多管配置
で装備されている。ＤＲＣ掻取り表面熱交換器は、多種
多様のサイズで製造されており、１つのユニットは、１
時間当り約１５８７６Ｋｆ（＝３５０００ポンド）の容
量を有することができる。１時間当り約９０７２Ｋｐ（
＝２００００ポンド）の容量のゼーテータは、運転のた
めに１００馬力を必要とし、これとは異なり本発明によ
り形成された、１時間当り約１１３４０Ｋｆ（＝２５０
００＆ンＦ）Ｏ容量を有する系は、１５〜％馬力を必要
とするにすぎない。従って、本発明による系を運転する
ために必要とされるエネルギーは、ゼーテ〜り系によっ
て必要とされるエネルギーよりも実質的に少ない。

ヂーテータ系は、１つまたはそれ以上の機械的に駆動す
る仕事ユニット（ｖ′Ｂ″ユニット）および２つの押出
・ζルブを必要とし、ならびに可塑性に必要とされる製
品の結晶構造を得るために１つの特別な結晶用ポンプを
も必要とする。

同じ結果は、本発明によれば、ＤＲＣ掻取り表面熱交換
器ならびに全く可動部分および付加的ポンプを有しない
少なくとも１つの結晶化装置で達成される。従ｐて、著
しく複雑な高圧機械系の必要はなくなる。

前記改善の１つの結果として、本発明にょる系は、常用
のゼーテータ系によって必要とされる据付面積の半分又
はそれ以下を必要とするにすぎない。

従って、本発明の目的は、脂肪質、特に肝脂、ショート
ニング及びマーガリンを冷却し、可塑化するための改善
された方法および装置を得ることである。

もう１つの目的は、現存する系よりも遥かに複雑でな（
かつ運転のために遥かに少ないエネルギーおよび製品圧
力を必要とする前記した型の改善された系を得ることで
ある。

次に、本発明を図面によって詳説する。

第１図について言えば、一般に約５４℃〜６０℃（＝１
３０〜１４０下）である溶融脂肪は、導管１０を介して
供給ポンプ１２に搬送され、この供給ポンプは、溶融脂
肪を導管１３を介して掻取り表面熱交換器１４中に送入
しかつその熱交換器に通過させる。従って、通常ゼーテ
ータ系により必要とされるような溶融脂肪の予備冷却は
、必要ではない。常法のように、空気または不活性ガス
約δ〜２５容量係は、供給ポンプ１２の吸込側で溶融脂
肪中に注入され、透明よりもむしろ白色および不透明で
あるべき可塑化脂肪を生じる。溶融脂肪は、熱交換器１
４中で約５４℃〜６０℃（＝１３０〜１４０下）から約
２１℃〜３０℃（＝７０〜８６下）へ冷却され、部分的
に結晶化される。熱交換器１４からの冷却した、部分的
に結晶化した製品は、導管１６を介して直接に結晶化装
置１８を通過し、この結晶化装置で製品は、十分な剪断
力を受け、微細な結晶構造を形成する。結晶化装置１８
から、冷却した可塑性製品は、直接に充填機２０へ行く
。

前記のように、掻取り表面熱交換器１４は、好ましくは
ゲロニン・ディビジョン（ＧｒｏｅｎＤｉｖｉｓｉｏｎ
　）、ド　−　ノ々　−社　（Ｄｏｖｅｒ　Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎ）、によって製造されたＤＲＣ掻取り表面
熱交換器であり、このような装置は、毎時約１５８７６
に９　（＝　３５０００　、ｔ？ンド）の容量を含めて
種々のサイズまたは容量で市場で入手することができる
。第２図の場合、１つのこのような装置は、略示されて
おり、脂肪は、内側と外側の同心壁２４および２６によ
って定められている環状通路２２を介して上向きに流れ
る冷却された脂肪であることを認めることができる。こ
の通路２２は、半径方向で比較的に狭い。内壁は、ジャ
ケット２８を有し、外壁は、ジャケット３０を有し、こ
のジャケットは、環状通路２２を取り囲む多重薄膜管よ
りなり、この環状通路中へ冷却液は装入されて環状通路
を通過し、内壁２４および外壁２６は冷却され、したが
って製品は、内壁と外壁によって定められた環状通路２
２を貫流する。冷却液は、常用の冷却系の一部（図示し
てない）よりなることかできるが、好ましくは冷却液は
、特に下記した型の現在のポンプ再循環冷却系によって
得られる。

垂直の回転軸３４は、適当な軸受に支持され、電力駆動
装置３６によって回転され、この電力駆動装置は、前記
のように前記系毎時約１５８７６Ｋｒ（＝３５０００７
１？ンド）に対して１０馬力の電動機と同じ小型である
ことができる。回転軸３４の頂部を回転しうるように保
証するのは、スノξイダー３８である。多数のロンド４
０は、このス・ξシダー８８および回転子４２に支持さ
れ、この回転子は、環状通路２２を通って下へ拡がる。

従って、回転子４２は、回転軸３４によって支持され、
回転される。多数の掻取りプレー１４４（その一部のみ
が図示されている）は、回転子４２に対して保証され、
内壁２４および外壁２６の双方を掻取る。

材料通路２２の頂部は、ハウジング４６によって取り囲
まれている。このハウジングは、環状の水平壁または棚
４８を有し、この棚は、環状の垂直壁５０に終わる。材
料は、ハウジング４６から排出口５２を介して導管１６
に排出される。多数のワイノξ−ブレード５４は、ロン
ド４０に支持され、垂直壁５０を掻取りかつ製品をハウ
ジングから排出口５２へ移動させる作用を有する。

結晶化装置１８は、本発明によれば、固定されたインラ
イン無動作ミキサー、すなわち可動部材を有さすかつ外
力を全く必要としないミキサーであり、このミキサーは
、製品を外観および組織の点で滑らかにする微細な結晶
構造を生しる。一定の適用、例えばフライ用脂肪の可塑
化に満足であることが判明した前記型のミキサーレ１、
常用の、市場で入手し５る静的ミキサー、例工ばコマツ
クス・システムス社（Ｋｏｍａｘ　Ｓｙ　−ｓｔｅｍｓ
　、　Ｉｎｃ、　、Ｌｏｎｇ　Ｂｅａｃｈ　（Ｃａ１ｉ
ｆｏｒｎｉａ）在）；チャールズ・ロスづンド・サンズ
社（Ｃ−１ｇｅ　（Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　）在）等によっ
て製造されたもｈａｒｌｅｓ　Ｒｏｓｓ　ａｎｄ　５ｏ
ｎｓ　、　Ｃｏｍｐａｎｙ　、　Ｈａｕｐｐａｕ　−の
である・無動作ミキサーの物理的設計は、特別の適用に
応じて最も満足するかまたは所望される結果を得るよう
にするためにある程度変えることかできる。熱交換器１
４からの冷却した、部分的に結晶化した製品は、十分な
剪断力を受け、それが結晶化装置１８を通過する場合に
微細な結晶構造を形成する。

冷却しかつ可塑化すべき脂肪質は、それに添加した空気
または不活性ガス５〜２５（容量）係を有し、したがっ
て製品は、それがＤＲＣ掻取り表面熱交換器１４に入る
前に透明よりもむしろ白色および不透明である。脂肪質
は、供給ポンプ１２によってこのＤＲＣ掻取り表面熱交
換器中へ送入され、この熱交換器を通過される。

熱交換器１４に入る脂肪質は、環状通路２２を通って上
向きに流れ、こうして約５４℃〜６０℃（＝、　１３０
〜１４０下）から約２１℃〜３０℃（＝７０〜８６下）
に冷却され、かつ部分的に結晶化される。冷却した製品
は、掻取りブレード４４によって内壁２６および外壁２
８から掻取られ、頂部でハウジング４６に入る。ハウジ
ング４６内の製品は、壁５０から掻取られ、ハウジング
４６から排出口５２中へ移動される。

前記したように、熱交換器１４は、毎時的１５８７６　
Ｋｇ（−３５０００４ンド）の容量を有することができ
、１−０馬力のみの電動機がこの熱交換器をこの容量で
運転するために必要とされるにすぎない。

ＤＲＣ掻取り表面熱交換器１４から、冷却した、部分的
に結晶化した製品は、排出口５２から導管１６を介して
結晶化装置１δ中へ流れかつこの結晶化装置を貫流する
。結晶化装置１８中で、製品は、十分な剪断力を受け、
微細な結晶構造を形成し、したがってゼーテータ系から
得られた製品と比較しうる可塑化製品を得る。この製品
は、カートン等を充填するために直接に充填機に搬送す
ることができる。

運転のために必要とされる製品圧力は、約２゜８〜約４
．２　Ｋｇ／ｃＪ　（−４０−６０ｐｓｉ、　）の範囲
内にあり、したがってゼーテータおよび系の他の同様の
型に比して比較的に低い製品圧力が必要とされる。

前記したように、熱交換器１４のための冷却液は、例え
ば流し冷却系（ｆｌｏｏｄｅｄ　ｒｅｆｒｉｇｅｒ　−
ａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　）等のような常用の冷却系
によって得ることができる。しかし、好ましくは、第３
図に示したように特にアンモニアを使用する再循環冷却
系が使用される。それというのも、この系は、熱ガスの
温度および蒸発温度の・ξラメーター内で製品を加熱す
ることができるかまたは冷却することができるからであ
る。この特徴は、差し込んだ回転子の取り外し、熱交換
器からの製品の清掃および冷却効果の即座の停止に極め
て有用であるが、それによって得られた若干の利点を挙
げることができる。流し系（ｆ−１ｏｏｄｅｄ　ｓｙｓ
ｔｅｍ　）の場合には、例えば差し込んだ回転子の取り
外し、または熱交換器から製品を清掃するための熱交換
器の加熱、または冷却効果の停止は、多大な時間と労力
を必要とする。

再循環冷却系の場合、圧縮機６０は、一般に流し系（ｆ
ｌｏｏｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　）における実施の場合の
それぞれの蒸発器でのサージドラムよりもむしろアキュ
ムレータ６２によって保護されている。液体冷媒は、全
負荷で熱交換器１４中で蒸発される場合よりも大きい量
で液体冷媒に近い温度で冷媒ポンプ７２により機械的に
熱交換器１４に送られる。精練されてない液体冷媒は、
それぞれの油を液体冷媒と一緒に運搬してアキュムレー
タ６２に戻し、このアキュムレータで液体冷媒は、普通
に除去され、回収され、かつ自動的に再使用される。こ
の系は、液体冷媒のための原動力を得るために高い凝縮
温度を有してはならない。圧縮機６０からの熱は、その
一部または全部をプラントまたは建物内での使用のため
に回収することができるか、或いは凝縮器Ｃ４を介して
周囲大気に放出することができる。

前記の再循環冷媒系の場合、特に圧縮機６０は、精練ガ
スおよびフラッシュガスをアキュムレータ６２から除去
し、熱交換器１４内および系の低圧側で一定の圧力およ
び温度を維持する。

精練ガスおよびフラッシュガスは、高温高圧ガスに圧縮
され、管路６３および６５を介して凝縮器６４に送られ
る。凝縮器６４は、熱回収の必要が望まれる場合に全部
の潜熱またはその一部を除去するために制御される。凝
縮器６４からの凝縮液は、管路６７を介して重力によっ
て高温高圧液体として液体ドレン弁７６に流れる。

液体ドレン弁７６は、液体を通過させるが、ガスに暴露
された場合に閉じる。高温高圧液体は、それが液体ドレ
ン弁７６を通過する場合に低圧のフラッシュガスに変化
される。この液体ガス混合物は、吸込管７０中へ流入し
、アキュムレータ６２に戻り、冷たい液体は、アキュム
レータの底面に落下し、フラッシュガスは、圧縮機６４
に戻り、作業周期を全てにわたって開始する。

アキュムレータ６２の底面からの冷たい液体は、液体冷
媒ポンプ７２によって管路７４および７５を介して熱交
換器１４に機械的に送られる。製品を熱交換器１４によ
って冷却することができる場合には、液体は、熱交換器
の入口側での調整弁８０、ならびに熱交換器の出口側で
の吸込調整器および止め弁７８を流れ、これら双方の弁
は、開も・て液体冷媒を熱交換器に貫流させることがで
きる。液体冷媒が熱交換器を貫流する場合、吸込調整器
および止め弁７８は、熱交換器１４中で一定温度を維持
するために調節されている。液体流れ調整弁８０は、液
体の一定量（通常、全負荷で熱交換器１４によって精練
される場合の３倍）を熱交換器１４中に供給する。熱交
換器１４は、前記のように両側で薄膜製品通路２２を取
り囲む多重薄膜管よりなる。低温の液体冷媒は熱交換器
１４を通って進行し、熱を引き取り、液体冷媒は、沸騰
を生じる。冷媒が沸騰すると、容量は増大し、薄膜管の
表面で著しい反応の激しさを生じ、ガスの形成気泡は、
それが形成される迅速に除去され、湿った熱交換表面は
維持され、それによって表面の伝熱効率は著しく改善さ
れ、表面で熱伝達に抵抗する被膜は、はげ全体的に拭い
去られる。

更に、精練ガスは、蒸発されない液体冷媒およびそれぞ
れの連行される油と一緒に吸込調整器および止め弁７８
ならびに管路７９を介して吸込管７０中へ入り、アキュ
ムレータ６２に戻る。アキュムレータ６２中で、ガスと
液体は、再び分離され、油は回収されかつ再使用される
。

液体は、冷媒ｌンプ７２によって再循環され、がスは、
圧縮機６０に戻る。

薄膜を改善した伝熱面は、独特のものであり、この場合
冷却単位当り液体冷媒は、殆んど必要とされない。熱伝
達率は、表面単位当り著しく増大される。

冷却から加熱へ切り換えるためには、液体流　・れ調整
弁８０を閉じかつ熱ガス弁８２を開くためのスイッチを
操作することが必要とされるにすぎない。更に、通常凝
縮器６４に搬送される高温高圧ガスは、一部が管路６６
および熱ガス弁８２を介して熱交換器１４に搬送される
。熱ガスは、熱交換器１４を加熱し、したがって差し込
んである回転子を取り外すことは、過冷却された製品の
結果として簡単かつ迅速に達成される。この同じ特徴に
より、熱交換器１４を簡単に清掃することができるかま
たは即座に冷凍効果を停止させることができる。

従って、首記した記載から明らかになったものの中で上
述した目的は、有効に達成され、一定の変法は、上記方
法の実施の点および上述した構造の点で可能であること
が判明する。従って、上記の記載に含まれるがまたは添
付図面に示された全ての事柄は、例証となるように説明
されるべきであり、これに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、脂肪質を冷却し、可塑化する本発明方法の過
程を示す略図、第２図は、掻取り表面熱交換器の構造を
示す略示横断面図、かつ第３図は、熱交換器を冷却する
ために使用される再循環冷媒系を示す略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、脂肪質に添加した空気または不活性ガス５〜２５（
   容量）係を有する、透明よりもむしろ白色および不透明
   であるべき脂肪質を冷却し、可塑化する方法において、
   溶融脂肪質を第１の帯域で第１の温度で冷却しかつ部分
   的に結晶化し、この冷却しかつ部分的に結晶化した脂肪
   質を搬送して結晶化装置に通し、この脂肪質に剪断作用
   を与え、十分に分布される、実質的に平衡である微細な
   結晶構造を有する可塑化脂肪質を得ることを特徴とする
   、脂肪質を冷却し、可塑化する方法。 ２、　溶融脂肪質を垂直の環状通路を有する掻取り壁熱
   交換器を用いてこの掻取り壁熱交換器の底面からの投入
   およびその頂部からの排出により冷却しかつ部分的に結
   晶化し、その際この溶融脂肪質は、それが環状通路を通
   って上向きに流れる場合に冷却されかつ部分的に結晶化
   される、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、溶融脂肪質を第１の帯域で約２１℃〜３０℃（＝７
   ０〜８６下）の範囲内に冷却する、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 １、脂肪質に添加した空気または不活性ガス５〜２５（
   容量）係を有する、透明よりもむしろ白色および不透明
   であるべき脂肪質を冷却し、可塑化する装置において、
   脂肪質を約５４℃〜６０℃（−１３０〜１４０’Ｆ）が
   ら約２１℃〜３０℃（−７０〜８６下）の範囲内に冷却
   しかつ部分的に結晶化するための装置；微細な結晶構造
   を有する物質を得るために剪断力を、冷却しかつ部分的
   に結晶化した物質に加えるための少な（とも１つの結晶
   化装置；冷却しかつ部分的に結晶化した物質を結晶化装
   置に搬送するための装置ならびに結晶化装置の排出量を
   充填機に搬送するための装置よりなることを特徴とする
   、脂肪質を冷却し、可塑化する装置。 ５．脂肪質を冷却しかつ部分的に結晶化するだめの装置
   が脂肪質を通す垂直の環状通路を定める内壁と外壁を有
   する掻取り表面熱交換器、環状通路を定める内壁と外壁
   およびこの環状通路内を流れる脂肪質を冷却するための
   装置、冷却した脂肪質を環状通路を定める内壁と外壁か
   ら゛掻取るための装置、排出口をノ・ウジフグ中に有す
   る環状通路の頂部での・・ウジング（この場合、脂肪質
   は環状通路を通ってハウジング中へ上向きに流れる）、
   ならびにハウジング中の脂肪質を排出口中へ移動させる
   ための装置よりなる、特許請求の範囲第４項記載の装置
   。 ６、結晶化装置が固定された、インライン無動作ミキサ
   ーである、特許請求の範囲第４項記載の装置。 ７、　結晶化装置が標準の、市場で入手しうる静的ミキ
   サーであを、特許請求の範囲第４項記載の装置。