KR20180113508A - 시드 현탁액을 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
시드 현탁액 (SSP)을 제조하는 방법이 개시되고, 상기 방법은:
- 용융되는 식용 지방 (EDF)을 제공하는 단계, - 상기 식용 지방 (EDF)을 가공 영역 (PZ)을 통해 공급하는 단계, 및 - 상기 가공 영역 (PZ)에서 결정화 단계는, - 상기 식용 지방 (EDF)을 30 ℃ 이하의 냉각 온도 (CT)로 상기 가공 영역 (PZ)에서 처리하고, 및 - 상기 식용 지방 (EDF)을 전단 응력으로 상기 가공 영역 (PZ)에서 처리함으로써 수행되어, 상기 시드 현탁액 (SSP)을 수득하는 단계를 포함하고, 상기 식용 지방 (EDF)은 SatOSat-트리글리세리드를 20-99 중량%로 포함한다. 또한, 열 안정한 초콜릿을 제조하는 방법, 시드 현탁액, 과자 제품, 및 시드 현탁액 장치가 개시된다.
- 용융되는 식용 지방 (EDF)을 제공하는 단계, - 상기 식용 지방 (EDF)을 가공 영역 (PZ)을 통해 공급하는 단계, 및 - 상기 가공 영역 (PZ)에서 결정화 단계는, - 상기 식용 지방 (EDF)을 30 ℃ 이하의 냉각 온도 (CT)로 상기 가공 영역 (PZ)에서 처리하고, 및 - 상기 식용 지방 (EDF)을 전단 응력으로 상기 가공 영역 (PZ)에서 처리함으로써 수행되어, 상기 시드 현탁액 (SSP)을 수득하는 단계를 포함하고, 상기 식용 지방 (EDF)은 SatOSat-트리글리세리드를 20-99 중량%로 포함한다. 또한, 열 안정한 초콜릿을 제조하는 방법, 시드 현탁액, 과자 제품, 및 시드 현탁액 장치가 개시된다.
Description
본 발명은 과자 제품 (confectionary products)의 분야, 예컨대 초콜릿 (chocolates) 및 초콜릿-유사 제품 (chocolate-like products), 및 구체적으로 초콜릿을 시딩 (seeding)하기 위한 시드 현탁액 (seed suspension)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 시드 현탁액 및 초콜릿을 시딩하기 위한 시드 현탁액의 용도에 관한 것이다.
초콜릿 조성물로부터 제조되는 과자 제품, 예컨대 초콜릿은 불리한 가공, 예컨대 블룸 형성 (bloom formation)에 취약할 수 있다고 알려져 있다. 상기 문제를 해결하기 위해 사용된 하나의 매우 일반적으로 사용되어온 공정은 상기 초콜릿 조성물에 템퍼링 (tempering)을 가하여, 이에 의해 블룸 형성에 대한 적어도 약간의 저항성이 얻어진다. 템퍼링 공정의 단점은 복잡하고, 시간이 많이 걸리고, 에너지가 많이 소비되는 공정이며; 또한 수득된 제품은, 예컨대 블룸 형성에 대한 바람직하게 충분히 낮은 취약성 (susceptibility)을 갖지 않을 수 있다.
본 발명은 제1 양상에서 시드 현탁액을 제조하는 방법에 관한 것으로서:
- 용융되는 식용 지방 (edible fat)을 제공하는 단계,
- 상기 식용 지방을 가공 영역 (processing zone)을 통해 공급하는 단계, 및
- 상기 가공 영역에서 결정화 단계 (crystallization step)는,
- 상기 식용 지방을 30 ℃ 이하의 냉각 온도로 상기 가공 영역에서 처리하고, 및
- 상기 식용 지방을 전단 응력으로 상기 가공 영역에서 처리함으로써 수행되어, 상기 시드 현탁액을 수득하는 단계를 포함하고,
상기 식용 지방은 SatOSat-트리글리세리드를 20 - 99 중량% (% by weight)의 양으로 포함하고, 상기 Sat는 포화 지방산 (saturated fatty acid)을 나타내고 및 O는 올레산 (oleic acid)을 나타내고, 및
상기 식용 지방은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비 (weight-ratio)를 가지며,
상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이다.
본 발명은 부가의 양상에서 시드 현탁액을 제조하는 방법에 관한 것으로서,
- 용융되는 식용 지방을 제공하는 단계,
- 상기 식용 지방을 가공 영역을 통해 공급하는 단계, 및
- 상기 가공 영역에서 결정화 단계는
- 상기 식용 지방을 30 ℃ 이하의 냉각 온도로 상기 가공 영역에서 처리하고, 및
- 상기 식용 지방을 전단 응력으로 상기 가공 영역에서 처리함으로써 수행되어, 상기 시드 현탁액을 수득하는 단계, 및
- 상기 시드 현탁액을 상기 가공 영역에서 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도로 처리함으로써, 상기 가공 영역에서 변환 단계 (transformation step)를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 식용 지방은 SatOSat-트리글리세리드를 20 - 99 중량%의 양으로 포함하고, 상기 Sat는 포화 지방산을 나타내고 및 O는 올레산을 나타내고, 및
상기 식용 지방은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며,
상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이다.
본 발명은 부가의 양상에서 열 안정한 초콜릿 (heat stable chocolate)을 제조하는 방법에 관한 것으로서,
- 용융되는 식용 지방을 제공하는 단계,
- 상기 식용 지방을 가공 영역을 통해 공급하는 단계, 및
- 상기 가공 영역에서 결정화 단계는
- 상기 식용 지방을 30 ℃ 이하의 냉각 온도로 상기 가공 영역에서 처리하고, 및
- 상기 식용 지방을 전단 응력으로 상기 가공 영역에서 처리함으로써 수행되어, 시드 현탁액을 수득하는 단계,
- 상기 시드 현탁액을 초콜릿 조성물과 30 ℃ 이상, 예컨대 32 ℃ 이상, 예컨대 34 ℃ 이상, 예컨대 35 ℃ 이상의 온도에서 혼합하여 시딩된 (seeded) 초콜릿 조성물을 수득하는 단계, 및
- 상기 초콜릿 조성물을, 상기 시드 현탁액과의 혼합 단계 이전, 동안 및/또는 이후에, 템퍼링하는 단계,
- 상기 시딩된 초콜릿 조성물을 냉각하여 상기 열 안정한 초콜릿을 수득하는 단계를 포함하고,
상기 식용 지방은 SatOSat-트리글리세리드를 20 - 99 중량%의 양으로 포함하고, 상기 Sat는 포화 지방산을 나타내고 및 O는 올레산을 나타내고, 및
상기 식용 지방은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며,
상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이다.
본 발명은 추가의 양상에서 20-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드를 포함하는 시드 현탁액에 관한 것으로서,
상기 시드 현탁액은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며,
상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이고, 및
상기 시드 현탁액은 약 40 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 41 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 42 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치 (endotherm melt peak position)를 나타낸다.
본 발명은 또 다른 양상에서 열 안정한 초콜릿을 포함하는 과자 제품에 관한 것으로서, 상기 열 안정한 초콜릿은
- 20-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드, 및
- 시드 결정 (seed crystals)을 포함하는 지방 상 (fat phase)을 가지며,
상기 시드 결정은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며,
상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이고,
상기 열 안정한 초콜릿은 약 35 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 36 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 37 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 38 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타낸다.
본 발명은 또 다른 양상에서 시드 현탁액의 제조를 위한 시드 현탁액 장치에 관한 것으로서,
상기 시드 현탁액 장치는 식용 지방을 수용하기에 적합하고,
상기 시드 현탁액 장치는
- 상기 식용 지방에 전단 응력, 냉각 온도 및 변환 온도를 가하기에 적합한 가공 영역, 및
- 제어 회로 (control circuit)로서,
- 상기 냉각 온도를 30 ℃ 이하, 예컨대 5 내지 30 ℃에 있도록 제어하고, 및
- 상기 변환 온도를 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상, 예컨대 15 내지 41 ℃, 예컨대 30 내지 41 ℃, 예컨대 35 내지 39 ℃에 있도록 제어하기에 적합한 것인 제어 회로를 포함한다.
본 발명은 또 다른 양상에서 초콜릿 또는 초콜릿-유사 제품을 시딩하기 위한 그의 구체예들 중 어느 것에 따른 방법에 의해 수득가능한 시드 현탁액의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 도면들을 참조하여 이하에서 개시될 것이다.
도 1a, 1b 및 1c는 본 발명의 일 구체예에 따른 시드 현탁액의 제조 방법을 나타내었고,
도 2a 및 2b는 본 발명의 구체예에 따른 2개의 상이한 적용가능한 가공 영역을 나타내었고,
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 적용가능한 가공 영역을 나타내었고,
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 적용가능한 가공 영역의 단면도를 나타내었고,
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 적용가능한 가공 영역을 나타내었고,
도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 식용 지방의 온도 전개 (temperature development)의 대표도를 나타내었고,
도 7a 및 7b 각각은 본 발명의 일 구체예에 따른 재순환 과정 (recirculation process)의 원리를 나타내었고,
도 8a 및 8b 각각은 본 발명의 일 구체예에 따른 시드 현탁액 장치를 나타내었고, 및
도 9는 본 발명의 일 구체예에 따라 수득된 시드 현탁액에 대한 DSC 곡선을 나타내었다.
도 1a, 1b 및 1c는 본 발명의 일 구체예에 따른 시드 현탁액의 제조 방법을 나타내었고,
도 2a 및 2b는 본 발명의 구체예에 따른 2개의 상이한 적용가능한 가공 영역을 나타내었고,
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 적용가능한 가공 영역을 나타내었고,
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 적용가능한 가공 영역의 단면도를 나타내었고,
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 적용가능한 가공 영역을 나타내었고,
도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 식용 지방의 온도 전개 (temperature development)의 대표도를 나타내었고,
도 7a 및 7b 각각은 본 발명의 일 구체예에 따른 재순환 과정 (recirculation process)의 원리를 나타내었고,
도 8a 및 8b 각각은 본 발명의 일 구체예에 따른 시드 현탁액 장치를 나타내었고, 및
도 9는 본 발명의 일 구체예에 따라 수득된 시드 현탁액에 대한 DSC 곡선을 나타내었다.
정의
본원에서 사용되는, 용어 "지방산 (fatty acid)"은 유리 지방산 및 트리글리세리드의 지방산 잔기를 포함한다.
본원에서 사용되는, "식용 (edible)"은 유제품 또는 과자 제품과 같은 음식 또는 식품의 일부로서 사용되기 적합한 것이다. 식용 지방은 따라서 음식 또는 식품에서 지방으로 사용되기 적합한 것이고, 식용 조성물은 유제품 또는 과자 제품과 같은 음식 또는 식품에 사용되기 적합한 조성물이다.
본원에서 사용되는, "%" 또는 "백분율 (percentage)"은, 다르게 표시되지 않는 한 모두 중량 백분율, 즉 wt.% 또는 wt.-%이다.
본원에서 사용되는, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다.
본원에서 사용되는, "적어도 하나 (at least one)"는 하나 또는 그 초과, 즉, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 등을 의미하는 것으로 의도한다.
본원에서 사용되는, "식물성 오일 (vegetable oil)" 및 "식물성 지방 (vegetable fat)"은 다른 명시가 없으면 상호 교환적으로 사용된다.
본원에서 사용되는, 용어 "장치 (apparatus)"는 특정 용도로 설계된 재료 또는 설비의 세트를 지칭한다. 결과적으로, 청구된 장치는 단일 장치로서 구축될 수 있거나, 또는 요구되는 공정을 함께 수행하는 다수의 협동 장치들로서 정의될 수 있다. 상기 공정은 바람직하게는, 라인을 따라 사람과의 상호작용이 전혀 없는, 거의 없는, 또는 상당히 있는 상태에서, 자동화되는 것으로 정의될 수 있다.
본원에서 사용되는, 용어 "흡열 용융 피크 위치 (endotherm melt peak position)"는 용융 피크의 위치를 의미할 수 있고, 이는 주요 (main) 흡열 용융 피크일 수 있거나 또는 더 작은 (smaller) 용융 피크일 수 있다.
본원에서 사용되는, 용어 "식물성 (vegetable)"은 본래의 화학적 구조/조성을 유지하는 식물로부터 기원한 것으로서 이해되어야 한다. 따라서, 식물성 지방 또는 식물성 트리글리세리드는 분획화 (fractionation) 등의 이후에도 지방 성분 또는 트리글리세리드의 화학 구조가 변하지 않는 한 여전히 식물성 지방 또는 식물성 트리글리세리드로서 이해된다. 예를 들어 식물성 트리글리세리드가 에스테르교환 (transesterified)되는 경우, 본 맥락에서 이들은 더이상 식물성 트리글리세리드로서 이해되지 않는다.
유사하게, "비-식물성 트리글리세리드 (non-vegetable triglyceride)" 또는 "비-식물성 지방 (non-vegetable fat)"의 문맥에서 용어 "비-식물성 (non-vegetable)"이 본원에서 사용될 때, 이는 천연 식물성 오일 또는 그의 분획보다는 다른 출처로부터 얻은 것이거나, 또는 에스테르교환 후 얻은 것을 의미하는 것으로 의도된다.
본원에서 사용되는, "에스테르교환 (transesterification)"은 트리글리세리드의 하나 이상의 지방산 모이어티를 다른 지방산 모이어티로 치환하는 것이거나, 또는 하나의 트리글리세리드 분자로부터의 하나 이상의 지방산 모이어티가 다른 것으로 교환되는 것으로 이해되어야 한다. 지방산 모이어티는 유리 지방산, 지방산 에스테르, 지방산 무수물 (anhydride), 활성화된 (activated) 지방산 및/또는 지방산의 지방 아실 부분 (fatty acyl part)으로서 이해될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 '에스테르교환'은 '에스테르간교환 (interesterification)'과 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 상기 에스테르교환 공정은 효소적 에스테르교환 또는 화학적 에스테르교환일 수 있다. 화학적 에스테르교환 및 효소적 에스테르교환 모두 당분야에 잘 개시되어 있다. 화학적 에스테르교환 및 효소적 에스테르교환 모두는 표준 절차에 의해 수행될 수 있다.
본원에서 사용되는, 용어 "슬러리 (slurry)"는 부분적으로 용융된 조성물이고, 적어도 약간의 시드 결정이 존재한다. 따라서 "슬러리"는 부분적으로 용융된 현탁액, 부분적으로 용해된 현탁액 또는 페이스트 (paste)로 이해될 수 있다. 따라서, 용어 "시드 슬러리"는 시드 슬러리 중에 존재하는 적어도 약간의 시드 결정을 포함하는 슬러리를 지칭한다.
본원에서 사용되는, "시드 현탁액 (seed suspension)"은 식용 지방으로 만들어진 현탁액이다. 상기 시드 현탁액은 과자 제품, 예컨대 초콜릿 및 초콜릿-유사 제품의 제조에 사용가능하다. 상기 시드 현탁액은 시드 결정을 포함하고, 및 초콜릿을 시딩 및/또는 열 안정화하여 열 안정한 초콜릿을 수득하는데 적합할 수 있다. 상기 시드 현탁액은 슬러리의 형태, 즉 시드 슬러리로서 존재할 수 있다.
본원에서 사용되는, 용어 "분획 (fraction)"은 이와 관련하여 지방의 자연적 출처의 성분의 물리적 분리 후 남은 산물로서 이해되어야 한다. 이러한 산물은 이후 에스테르교환을 거칠 수 있다.
본원에서 사용되는, "초콜릿 (chocolate)"은 초콜릿 및/또는 초콜릿-유사 제품으로서 이해된다. 일부 초콜릿은 코코아 버터를, 통상적으로 상당한 양으로, 포함하고, 여기서 일부 초콜릿-유사 제품은, 예컨대 상기 코코아 버터의 일부 또는 전부를 코코아 버터 등가물 (equivalent), 코코아 버터 대체물 (substitute) 등으로 대체시킴으로써, 코코아 버터가 적거나 또는 심지어 코코아 버터 없이 생산될 수 있다. 또한, 많은 초콜릿 제품은 코코아 파우더 또는 코코아 매스 (mass)를 포함하고, 비록 일반적인 화이트 초콜릿과 같은 일부 초콜릿 제품은 코코아 파우더 없이 생산될 수 있으나, 예를 들어, 코코아 버터로부터 그의 초콜릿 맛을 끌어낼 수 있다. 나라 및/또는 지역에 따라, 초콜릿으로 판매되는 제품에 대한 여러 제한이 있을 수 있다. 초콜릿 제품이란 적어도 소비자가 초콜릿으로서, 또는 용융 프로파일, 맛 등의 초콜릿과 공통된 감각적 속성을 갖는 과자 제품으로서 경험하는 제품을 의미한다.
본원에서 사용되는, "열 안정한 초콜릿 (heat stable chocolate)"은 열, 및 열-관련된 효과, 구체적으로 블룸에 대해 상대적으로 높은 저항을 갖는 초콜릿이다. 상기 열 안정한 초콜릿은 특정 구체예에서 기존의 초콜릿 제품에 대해 그러한 안정성이 보통 상실되는 온도 이상에서, 이러한 열 안정성, 구체적으로 블룸 저항을 보유할 것이다.
본원에서 사용되는, 용어 "블룸 저항 (bloom resistance)"은 블룸 형성 (bloom formation)에 저항하는 초콜릿의 특성을 지칭한다. 따라서, 본 발명의 맥락에서, 초콜릿에서 블룸 저항이 증가되거나 또는 개선된다는 것은, 초콜릿이 표면 블루밍 (surface blooming)에 대해 더 높은 저항을 갖는다는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 "전단 응력 (shear stress)"은 단순한 교반 또는 휘저음으로 발생하는 전단 응력과는 다른 것으로 이해한다. 통상적으로 전단 응력은, 2개의 표면 사이에 관련 물질, 여기서는 식용 지방을 제공하고 그 다음에 상기 2개의 표면에 대해 대체로 평행한 방향으로 상기 2개의 표면을 서로에 대해 이동시키는 것과 관련이 있다. 상기 2개의 표면은 용기, 예컨대 실린더로서 다른 용기, 예컨대 다른 실린더 내부에 제공될 수 있고, 상기 식용 지방은 상기 2개의 용기 사이에 제공되고, 및 상기 2개의 용기는 서로에 대해 회전한다. 통상적으로, 상기 2개의 표면들의 상대적 이동은 상대적으로 높은 RPM 회전에 상응하여 상대적으로 빠를 수 있고, 상기 2개의 표면은 서로 상대적으로 가깝다.
본원에서 사용되는 "스크레이프된 표면 열 교환기 (scraped surface heat exchanger)"는 유동성 조성물을 가열 및/또는 냉각할 수 있고, 상기 스크레이프된 표면 열 교환기의 내부면으로부터 임의의 형성된 결정 층 또는 결정을 포함하는 층을 스크레이핑할 수 있는 스크레이핑 요소 (scraping element)가 설치되어 있고 및 상기 유동성 조성물에 전단 응력을 가할 수 있는 회전 배열체 (rotation arrangement)가 설치된 장치를 의미한다.
본원에서 사용되는 "열 교환기 (heat exchanger)"는 유동성 물질을 가열 및/또는 냉각할 수 있고, 상기 유동성 조성물에 전단 응력을 가할 수 있는 회전 배열체가 설치된 장치를 의미한다.
본원에서 사용되는 "템퍼링 (tempering)"은 예컨대 초콜릿 매스에서 의도된 결정화 특성을 수득하기 위해, 구체적으로 원하는 다형성 결정화 특성을 수득하기위해 사용되는 공정을 의미한다. 지방을 템퍼링하는데에는 많은 방법이 있다. 예를 들어, 종래의 템퍼링은 통상적으로 템퍼링 머신을 사용하였고, 이는 상기 지방이 일련의 냉각 및 가열 공정을 거치는 것이다. 대안으로서, 용융된 지방에 저온-분사하고 (cold-spraying) 그 후 다단계 열 처리 공정이 사용되어 안정한 다형성 형태 (polymorphic form)의 템퍼 지방 (temper fat)을 생성할 수 있다. 예컨대 미국특허 제6,894,178호를 참조한다. 고 전단을 사용하고 후속하여 상기 템퍼 지방을 특정 온도에서 연장된 시간 동안 유지시킴으로써 또한 매우 안정하고 및 고융점 다형성 형태를 유도한다. 또한 "시드 템퍼링 (seed tempering)", 즉 시드 결정의 첨가에 의한 템퍼링으로, 예컨대 시드 현탁액 또는 분말 중에 포함된 시드 결정이 포함된다. 때로, 템퍼링은 종래의 템퍼링과 시드 템퍼링의 조합도 포함할 수 있고, 예컨대 시드 템퍼링은 종래의 템퍼링 전 및/또는 후에 수행되거나, 또는 종래의 템퍼링과 시드 템퍼링 사이에, 예컨대 종래의 템퍼링 중에 시드 현탁액을 첨가함으로써, 일시적으로 겹쳐질 수 있다. 마지막으로, 상기-언급된 템퍼링 방법의 임의의 변형 및/또는 조합이 사용되어 템퍼 지방의 안정한 다형체 (polymorph)를 형성할 수 있다.
약어
Sat = 포화 지방산/아실기 (saturated fatty acid/acyl-group)
U = 불포화 지방산/아실기 (unsaturated fatty acid/acyl-group)
St = 스테아르산/스테아레이트 (stearic acid/stearate)
A = 아라키드산/아라키데이트 (arachidic acid/arachidate)
B = 베헨산/베헤네이트 (behenic acid/behenate)
Lig = 리그노세르산/리그노세레이트 (lignoceric acid/lignocerate)
O = 올레산/올레에이트 (oleic acid/oleate)
DSC = 시차 주사 열량계 (Differential Scanning Calorimetry)
또한, 본 발명은 시드 현탁액 SSP를 제조하는 방법에 관한 것으로서:
- 용융되는 식용 지방 EDF를 제공하는 단계,
- 상기 식용 지방 EDF를 가공 영역 PZ을 통해 공급하는 단계, 및
- 상기 가공 영역 PZ에서 결정화 단계는
- 상기 식용 지방 EDF를 30 ℃ 이하의 냉각 온도 CT로 상기 가공 영역 PZ에서 처리하고, 및
- 상기 식용 지방 EDF를 전단 응력으로 상기 가공 영역 PZ에서 처리함으로써 수행되어, 상기 시드 현탁액 SSP를 수득하는 단계를 포함하고,
상기 식용 지방 EDF는 SatOSat-트리글리세리드를 20 - 99 중량%의 양으로 포함하고, 상기 Sat는 포화 지방산을 나타내고 및 O는 올레산을 나타내고, 및
상기 식용 지방 EDF는
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며,
상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이다.
결정은 상기 결정화 단계에서 형성되는 것으로 이해된다.
놀랍게도 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 트리글리세리드의 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드의 상당한 함량을 갖는 SatOSat-트리글리세리드 중에 풍부한 식물성 지방 또는 그의 분획의 더 높은-융점의 결정 형태가 상기 결정화 단계를 수행함으로써 빠르게 수득될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 맥락에서, 상기 결정화 단계에서 수행된 방법 단계는 반드시 지시된 순서로 수행될 필요는 없으며, 즉 주어진 시점에서 모든 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 일부 사례에서, 상기 공정은 단계적으로 수행될 수 있다. 그러나, 상기 식용 지방을 30 ℃ 이하의 냉각 온도로 상기 가공 영역에서 처리하는 것은 상기 식용 지방을 전단 응력으로 상기 가공 영역에서 처리하는 것과 적어도 일부 겹쳐진다. 바람직하게 상기 전단 응력과 상기 냉각 온도의 적용 사이의 겹칩은 결정화 단계의 대부분 또는 전체에서 상당히 또는 완전히 겹쳐질 수 있다.
많은 실제적인 목적을 위해서, 상기 공정을 연속적으로 수행하는 것이 유익할 수 있고, 즉 매 단일 단계는 연속 방식으로 수행될 수 있고 및/또는 주어진 시점에서 모든 단계들이 연속 공정으로 수행될 수 있다.
본 발명의 구체예의 중요한 장점은 상기 시드 현탁액 중 결정의 조절가능한 양 및 타입이, 상기 가공 영역에서 냉각 온도 및 전단 응력을 제어함으로써, 수득 가능할 수 있다는 것이다.
본 발명의 부가의 장점은 시드 현탁액으로서 유동 형태의 시드 제품을 제공함으로써 개선된 투여 (dosing)가 수득될 수 있다는 것이다.
본 발명의 부가의 장점은 시드 현탁액으로서 유동 형태의 시드 제품을 제공함으로써 개선된 혼합성 (mixability)이 수득될 수 있다는 것이다.
본 발명은 상기 원하는 시드 현탁액이 간단한 조치를 통해 수득되고, 특히 상기 시드 현탁액이 초코릿을 시딩하는데 사용될 때 상기 공정이 상이한 이미 확립된 유형의 공정 라인으로 용이하게 통합될 수 있다는 사실에서 유익하다.
수득된 시드 현탁액은, 그의 시딩 특성을 손실하지 않고, 코코아 버터에 기반한 기존의 시드 또는 시드 현탁액보다 더 높은 온도로 가열될 수 있고, 및 상기 시드 현탁액은 심지어 코코아 버터에 기반한 기존의 시드보다 우수한 특성을 가질 수 있고, 이는 상기 시드 현탁액은 코코아 버터에 기반한 시드에 의해 수득가능하지 않은 열 안정성을 가질 수 있기 때문이고, 즉 상기 시딩 특성은 더 높은 온도, 가령 예를 들어 35 ℃ 이상, 예컨대 37 ℃ 이상, 예컨대 38 ℃ 이상, 예컨대 38 ℃ 이상, 예컨대 39 ℃ 이상, 예컨대 40 ℃ 이상에서 유지된다. 상기 시드 현탁액이 초콜릿을 시딩하는데 사용되는 경우, 상기 시드 현탁액 자체 및/또는 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM 또는 이로부터 수득된 열 안정한 초콜릿은 증가된 열 안정성을 가질 수 있다. 구체적으로, 열 안정한 초콜릿 또는 초콜릿 함유 과자 제품의 열 안정성은 상기 열 안정한 초콜릿 또는 초콜릿 함유 과자 제품이 블루밍, 구체적으로 열 유도된 블루밍에 대한 개선된 안정성을 가질 수 있는 것을 포함할 수 있다. 이는 상대적으로 높은 흡열 용융 피크 위치, 예컨대 약 40 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 갖는 수득된 시드 현탁액에 기인할 수 있고 및/또는 약 35 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타내는 초콜릿에 기인할 수 있다.
흡열 용융 피크 위치는 예를 들어 시차 주사 열량계 (DSC)에 의해 수득된 DSC (Differential Scanning Calorimetry) 용융 서모그램 (melting thermogram)으로부터 확인될 수 있다. 이는 예를 들어 HUBER TC45 침지 냉각 시스템을 구비한 METTLER TOLEDO DSC 823e에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 예컨대 40 ± 4 mg의 시드 현탁액 시료는 100 미크로리터 (microliter)의 알루미늄 팬에 기밀하게 밀봉될 수 있고, 참조로 비어 있는 팬을 구비한다. 그 다음에 시드 현탁액 시료를 예컨대 32.0 ℃에서 예컨대 50.0 ℃까지 예컨대 분당 3 ℃의 속도로 가열하여 DSC 용융 서모그램을 생성할 수 있다. 상기 흡열 용융 피크 위치로부터 확인될 수 있다.
상기 식용 지방을 30 ℃ 이하의 냉각 온도 및 전단 응력으로 처리하는 한가지 장점은 결정이 단시간내에 형성될 수 있다는 것이다. 상기 식용 지방을 30 ℃ 이하의 냉각 온도 및 전단 응력으로 동시에 처리하는 것은 시너지 효과를 제공할 수 있어서, 결정을 생성하는 시간이, i) 상기 식용 지방을 30 ℃ 이하의 냉각 온도로, 이를 전단 응력으로 동시에 처리하지 않고, 개별로 처리하는 경우와 ii) 상기 식용 지방을 전단 응력으로, 이를 냉각으로 동시에 처리하지 않고, 개별로 처리하는 경우의 시간에서 조합된 감소보다 더 짧았다.
상기 시드 현탁액은 상이한 결정 다형성 형태의 조합을 포함할 수 있고 및 임의의 잠재적인 원하지 않은 결정 다형성 형태는 이후에, 모든 결정들이 용융되는 온도보다 낮은 온도 및 원하지 않은 결정 다형성 형태가 용융되는 온도보다 높은 온도로 상기 시드 현탁액을 가열함으로써 용융될 수 있다.
본 발명의 하나의 부가의 장점은 상기 수득된 시드 현탁액이 과자 제품, 예컨대 초콜릿-함유 제품에 제공되어, 광택 유지 (gloss retention)가 향상되고, 구체적으로 열-유도된 광택 손실에 대한 안정성이 향상될 수 있다는 것이다. 이는 수득된 시드 현탁액이 상대적으로 높은 흡열 용융 피크 위치, 예컨대 약 40 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 갖는데 기인할 수 있고 및/또는 초콜릿이 약 35 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타내는데 기인할 수 있다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 가공 영역 PZ은 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE를 포함하고 및 상기 전단 응력은 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에 의해 제공된다.
스크레이프된 표면 열 교환기의 목적은 연속적으로 이동하는 식용 지방 조성물을 냉각 및/또는 가열하여 상기 식용 지방 및/또는 시드 현탁액의 온도를 제어하고, 열 전달 표면으로부터 임의의 형성된 결정 층 또는 결정을 포함하는 층을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 스크레이프된 표면 열 교환기는 상기 식용 지방에서 전단 응력을 유도할 수 있고 및 튜브 내부에서 교류 (turbulence)를 증가시킴으로써 상기 식용 지방의 혼합물을 균일하게 유지할 수 있다.
상기 스크레이프된 표면 열 교환기는 냉각 및 전단 응력 둘 다를 제공할 수 있고, 및 상기 결정화 단계는 그 다음에 상기 가공 영역의 스크레이프된 표면 열 교환기의 적어도 일부에서 수행될 수 있다. 일부 구체예에서 상기 가공 영역은 추가의 스크레이프된 표면 열 교환기를 포함하는 것이 강조된다. 이러한 구체예에서, 상기 결정화 단계는 상기 스크레이프된 표면 열 교환기들의 적어도 하나 또는 상기 스크레이프된 표면 열 교환기들 중 하나의 일부에서 수행된다.
본 발명의 부가의 유익한 구체예에 따르면, 상기 식용 지방 EDF의 제1 부분은 상기 시드 결정 SC로 상기 결정화 단계 중에 변환되고, 및 상기 결정화 단계는
- 상기 수득된 시드 결정 SC를 상기 식용 지방 EDF의 제2 부분과 혼합하여 상기 시드 현탁액 SSP를 수득하는 단계를 더 포함한다.
그러므로, 형성된 시드 결정 및 식용 지방의 남아있는 부분, 즉 시드 결정으로 변환되지 않은 식용 지방의 일부의 연속 혼합이 수행되어, 상대적으로 균일한 시드 현탁액이 형성되는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어 상기 시드 결정이 낮은 온도를 갖는 벽 (wall)에서 형성될 때, 상기 시드 결정은 상기 식용 지방으로 혼합되어 상대적으로 균일한 시드 현탁액을 수득할 수 있다. 상기 시드 결정 SC 및 상기 식용 지방 EDF의 남아있는 제2 부분의 혼합은 믹서 (mixer), 예컨대 스크레이프된 표면 열 교환기에 의해 용이할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 혼합은 냉각 온도 CT보다 높고 및 상기 용융된 식용 지방 EDF의 개시 온도 (outset temperature: OT) 이하인 시드 혼합 온도 SMT에서 수행된다.
상기 식용 지방이 용융된 식용 지방으로 제공되고, 시드 결정이 형성된다는 사실에 의해, 상기 냉각 온도의 처리에 의해, 형성된 시드 결정을 포함하는, 상기 식용 지방 전체의 평균 온도는 개시 온도로부터 냉각 온도로 점차로 감소될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로, 상기 혼합이 수행되는 경우, 상기 시드 혼합 온도, 즉 상기 혼합된 시드 현탁액의 평균 온도는 상기 용융된 식용 지방의 개시 온도 이하 및 상기 냉각 온도 이상일 것이다.
상기 시드 혼합 온도는 예를 들어 35 ℃ 이상, 예컨대 37 ℃ 이상, 예컨대 38 ℃ 이상, 예컨대 39 ℃ 이상일 수 있다. 상기 시드 혼합 온도는 유익하게 38 내지 40 ℃일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 냉각 온도 CT는 5 내지 30 ℃, 예컨대 10 내지 30 ℃, 예컨대 15 내지 30 ℃, 예컨대 20 내지 30 ℃, 예컨대 25 내지 30 ℃, 예컨대 26 내지 29 ℃이다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면, 상기 결정화 단계는 적어도 100초, 예컨대 적어도 150초, 예컨대 적어도 300초, 예컨대 150 내지 1000초, 예컨대 150 내지 1800초, 예컨대 300 내지 7200초 동안 수행된다. 일 구체예에 따르면, 상기 결정화 단계는 상기 식용 지방을 전단 응력 및 냉각 온도로 상기 결정화 단계의 대부분 또는 전체 기간 동안 처리하는 것을 포함한다.
본 발명의 더 부가의 구체예에 따르면, 상기 냉각 온도 CT는 상기 식용 지방 EDF와 접촉하는 상기 가공 영역 PZ의 벽 온도를 상기 결정화 단계 중에 제어함으로써 제공된다.
상기 구체예와 관련하여, 상기 식용 지방은 상기 벽과 상기 전체 결정화 단계 중에 반드시 접촉하고 있을 필요는 없지만, 충분한 결정화를 유도하기 위해 결과에 효과적인 기간 동안 접촉해야 하는 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 상기 벽이 예를 들어 스크레이프된 표면 열 교환기의 적어도 일부를 형성하는 용기의 내부 벽일 수 있거나, 또는 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 내의 회전 배열체, 예컨대 회전 실린더의 벽일 수 있고, 이는 상기 가공 영역의 적어도 일부를 형성하는 용기와 동심이 될 수 있다. 대안으로서, 편심의 실린더가 일부 구체예에서 사용될 수 있다.
본 발명의 더 부가의 구체예에 따르면, 상기 결정화 단계는 반복되고, 예컨대 2, 3, 4, 또는 5회, 또는 심지어 5회 초과로 수행된다.
예를 들어 상기 가공 영역 PZ의 생산물 (output)로부터 수득된 상기 시드 현탁액은 상기 결정화로 적어도 1회, 예컨대 2, 3, 4, 또는 5회, 또는 심지어 5회 초과로 재순환될 수 있다. 상기 결정화 단계는 또한 일련의 수개의 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행될 수 있고, 그러므로 예를 들어 결정화 단계를 수행하는 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기로부터의 시드 현탁액 생산물을 제2 결정화 단계가 수행되는 추가의 스크레이프된 표면 열 교환기로 유도된다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 방법은:
- 상기 시드 현탁액 SSP를 상기 가공 영역 PZ에서 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도 TT로 처리함으로써 상기 가공 영역 PZ에서 변환 단계를 수행하는 단계를 더 포함한다.
놀랍게도 SatOSat-트리글리세리드가 풍부하고 및 트리글리세리드의 sn -1 및 sn-3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 트리글리세리드의 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드의 상당한 함량을 갖는 더 높은-융점의 식물성 지방 또는 그의 분획의 결정 형태가 상기 결정화 단계 그 후 상기 변환 단계를 제어된 온도 및 선택적으로 전단 조건하에 수행함으로써 빠르게 수득될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
상기 방법이 변환 단계를 포함하는 구체예에서, 상기 변환 단계는 상기 가공 영역의 스크레이프된 표면 열 교환기의 적어도 일부에서 수행될 수 있거나, 또는 상기 가공 영역이 하나 초과의 스크레이프된 표면 열 교환기를 포함하는 경우, 상기 가공 영역의 스크레이프된 표면 열 교환기들의 적어도 하나 또는 이들 중 하나의 일부에서 수행될 수 있다.
상기 변환 단계는 더 낮은 융점 결정을 더 높은 융점의 시드 결정으로의 변환을 적어도 포함한다. 구체적으로, 이는 형태 I, II, III, IV 및 V를 형태 VI으로 결정을 변환시킬 수 있다. 변환은 상기 변환 단계에서 적어도 일어나지만; 그러나 일부 변환은 또한 결정화 단계에서 일어날 수 있다. 마찬가지로 결정화는 상기 결정화 단계에서 적어도 일어나지만; 그러나, 일부 결정화는 또한 상기 변환 단계에서 일어날 수 있다.
더 낮은 융점의 시드 결정 즉 예를 들어 형태 III, IV 및 V의 조절가능한 양을 더 높은 융점의 시드 결정 즉 예를 들어 형태 VI 시드 결정으로, 상기 가공 영역에서 변환 온도를 제어 및 조정함으로써 변환할 수 있다.
상기 결정화 단계는 일 구체예에서 적어도 제1 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행될 수 있고 및 상기 변환 단계는 적어도 제2 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 변환 단계는 상기 시드 현탁액을 전단 응력으로 상기 변환 단계에서 처리하는 것을 더 포함한다.
상기 구체예의 하나의 중요한 장점은 상기 변환이 더 효과적일 수 있다는 것이고, 즉 더 높은 융점의 시드 결정, 예컨대 형태 V 또는 VI, 구체적으로 형태 VI의 시드 결정의 충분히 높은 농도가 전단 응력이 가해지지 않은 경우와 비교하여 더 짧은 시간내에 수득될 수 있다는 것이다. 전단 응력이 스크레이프된 표면 열 교환기에 제공될 수 있고 및 상기 변환 단계는 그러므로 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행될 수 있다.
상기 결정화 단계 및 상기 변환 단계는 예컨대 동일한 스크레이프된 표면 열 교환기에서 동일한 공정 설비에 의해 제공될 수 있지만, 그러나 상이한 작동 파라미터 (operational parameters), 예컨대 상이한 벽 온도로 작동할 수 있다. 상기 결정화는 또한 적어도 제1 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행될 수 있고 및 상기 변환은 적어도 제2 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서 상기 결정화 단계에서 수득된 시드 현탁액 SSP는 평균 사후 결정화 온도 (mean post crystallization temperature)를 가지며, 상기 변환 온도 TT는 상기 평균 사후 결정화 온도보다 높다. 상기 구체예의 장점은 더 낮은 융점의 시드 결정에서 더 높은 융점의 시드 결정으로의 변환, 예컨대 형태 II, III, IV 및 V에서 형태 VI으로의 변환은 더 빠른 속도로 진행될 수 있고, 상기 온도가 평균 사후 결정화 온도와 비교하여 및/또는 상기 냉각 온도와 비교하여 상승할 때, 즉 상기 변환 온도 TT는 상기 냉각 온도 CT보다 적어도 2 ℃, 예컨대 적어도 5 ℃, 예컨대 적어도 10 ℃ 더 높을 수 있다. 상기 변환 온도는 한편 너무 높아서 모든 시드 결정이 용융되어서는 안되고, 상기 변환 온도 TT는 그러므로 용융된 식용 지방 EDF의 개시 온도 OT보다 낮아야 하고, 가령 예를 들어 적어도 2 ℃, 예컨대 적어도 5 ℃, 예컨대 적어도 10 ℃ 낮을 수 있다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 변환 온도 TT는 상기 냉각 온도 CT보다, 예컨대 적어도 2 ℃, 예컨대 적어도 4 ℃, 예컨대 적어도 6 ℃ 더 높다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 변환 온도 TT는 15 내지 42 ℃, 예컨대 20 내지 42 ℃, 예컨대 25 내지 42 ℃, 예컨대 30 내지 42 ℃, 예컨대 30 내지 41 ℃, 예컨대 30 내지 40 ℃, 예컨대 33 내지 40 ℃, 예컨대 34 내지 40 ℃, 예컨대 35 내지 40 ℃, 예컨대 35 내지 39 ℃이다.
상기 변환 온도는 용기의 벽의 온도, 즉 상기 벽이 상기 시드 현탁액과 접촉하는 경우, 벽 온도로 제공될 수 있다. 상기 용기, 가령 예를 들어 실린더는 스크레이프된 표면 열 교환기일 수 있거나 또는 스크레이프된 표면 열 교환기에 포함될 수 있다. 상기 변환 온도는 또한, 상기 용기를 냉각 및/또는 가열하는, 온도 조절 유체 (temperature regulating fluid)의 온도로 제공될 수 있다.
상기 변환 온도가 제공되는 방법과 관련 없이, 전체 시드 현탁액의 온도는 상기 최고 융점의 시드 결정이 용융되는 온도를 초과하지 않는 것이 중요하다.
본 발명의 부가의 유익한 구체예에 따르면, 상기 변환 온도 TT는 35 ℃ 이상이다.
35 ℃ 이상의 변환 온도는 더 낮은 융점의 결정을 원하는 고융점의 시드 결정, 예컨대 형태 VI 시드 결정으로의 빠른 변환, 및 상기 시드 현탁액이 유동가능하게 하는 시드 현탁액의 점도의 매력적인 조합을 제공할 수 있고 및 예컨대 초콜릿의 시딩에서, 연속 공정의 일부를 형성한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 변환 온도 TT는 상기 시드 현탁액 SSP의 최고 융점 결정 다형성 형태, 예컨대 형태 VI가 용융되는 온도보다 낮으며, 최고 융점 결정 다형성 형태의 흡열 용융 피크 위치보다 예컨대 적어도 1 ℃, 예컨대 2 ℃, 예컨대 3 ℃, 예컨대 4 ℃, 예컨대 5 ℃ 더 낮다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면, 상기 변환 단계는 5시간 미만, 예컨대 1시간 미만, 및/또는 250초 이상, 예컨대 250초 내지 5시간, 예컨대 250초 내지 1시간, 예컨대 250 내지 1800초 동안 수행된다.
상기 변환 단계에서 상기 시드 현탁액 중 시드 결정의 원하는 양과 타입을 제공하는데 필요한 시간은 상기 시드 현탁액에 적용되는 변환 온도 및 전단 응력에 의존한다. 35 ℃ 이상의 변환 온도는 더 낮은 융점 결정의 고융점 시드 결정으로의 원하는 변환의 가속을 유도할 수 있어서, 상기 변환 단계에서 시간이 1시간 미만, 예컨대 15분 미만으로 감소될 수 있다.
본 발명의 더 부가의 구체예에 따르면, 상기 변환 온도 TT는, 상기 변환 단계 중에 상기 식용 지방 EDF와 접촉하는 가공 영역 PZ의 벽 온도를 제어함으로써 제공된다.
상기 구체예와 관련하여, 상기 식용 지방은 상기 가공 영역 벽과 전체 변환 동안 반드시 접촉할 필요는 없지만, 그러나 충분한 변환을 유도하기 위해서 결과에 효과적인 기간 동안 접촉해야 한다는 것을 이해해야 한다. 더욱이, 상기 가공 영역은 변환 영역이거나 또는 이를 포함할 때 변환 영역 벽인, 상기 가공 영역 벽은 예를 들어 상기 가공 영역의 적어도 일부를 형성하는 용기의 내부 벽일 수 있거나, 또는 상기 가공 영역내에 회전 배열체, 가령 회전 실린더의 벽일 수 있고, 이는 상기 가공 영역의 적어도 일부를 형성하는 용기와 동심일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 상기 벽은 스크레이프된 표면 열 교환기의 벽일 수 있다.
본 발명의 더욱 부가의 구체예에 따르면, 상기 변환 단계는 반복되고, 예컨대 2, 3, 4, 또는 5회, 또는 심지어 5회 초과로 수행된다.
예를 들어 상기 변환으로부터 수득된 변환된 시드 현탁액 SSP는 상기 변환으로 적어도 1회, 예컨대 2, 3, 4, 5회 또는 심지어 5회 초과로 재순환될 수 있다. 상기 변환 단계는 또한 수 개의 일련의 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행되어, 예를 들어 변환 단계를 수행하는 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기로부터의 시드 현탁액 생산물은 제2 변환 단계가 수행되는 부가의 스크레이프된 표면 열 교환기로 유도될 수 있다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면, 상기 가공 영역 PZ는, 결정화 영역 CZ 및 변환 영역 TZ이 존재하는 경우, 이들 둘 다를 포함하거나 또는 이들 둘 다이다.
상기 가공 영역은 상기 결정화 단계를 수행하는 적어도 하나의 결정화 영역, 및 선택적으로, 상기 변환 단계가 존재하는 경우 이를 수행하는 적어도 하나의 변환 영역을 포함할 수 있다. 상기 가공 영역은 상기 결정화 및/또는 변환 단계 이외의 다른 단계들을 수행할 수 있는, 추가의 영역을 포함할 수 있다.
그러므로, 상기 가공 영역은 적어도 상기 결정화 중에 결정화 영역이거나 또는 이로서 작용하는 것으로 이해해야 한다. 상기 가공 영역은 많은 사례에서 또한 다른 기능들, 예컨대 변환이 또한 사용되는 구체예에서 변환 영역과 같이 작용할 수 있는 기능을 가질 수 있다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 결정의 평균 크기는 20 미크로미터 미만, 예컨대 15 미크로미터 미만, 예컨대 10 미크로미터 미만, 예컨대 5 미크로미터 미만이다. 예를 들어 X-선 회절 (X-ray diffraction: XRD)을 사용하여 형태 VI 시드 결정의 함량을 입증하였다.
본 발명의 부가의 유익한 구체예에 따르면, 상기 방법은 연속하여 수행된다.
상기 결정화 및 상기 변환 둘 다가 존재하는 경우, 연속하여 수행될 수 있어, 상기 식용 지방 EDF의 흐름이 제공된다.
산업 환경에서 공정들이 연속 방식으로 수행되는 것은, 시간과 비용이 더 효율적일 수 있기 때문에, 큰 장점일 수 있다.
대안의 구체예에 따르면, 상기 결정화는 연속하여 수행되고, 반면에 상기 변환은 회분식 (batch-wise) 또는 반-회분식 (semi-batch-wise)으로 수행된다. 이는 예컨대 상기 시드 현탁액을 탱크 (tank)에서 상기 변환 온도, 예컨대 35 ℃ 이상에서 보관하고, 상기 시드 현탁액을 상기 탱크에서 교반 및/또는 혼합함으로써 상기 결정화로부터 수득된 시드 현탁액을 숙성 (maturing) 처리하는 것을 변환 단계가 포함하는 경우일 수 있다.
일 구체예에 따른 상기 식용 지방에 적용된 전단 응력은 다른 방식으로 수득될 수 있다. 전단 응력은 예를 들어, 상기 식용 지방이 빠르게 회전하는 물체와 접촉하는 경우 수득될 수 있다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면, 상기 가공 영역 PZ은 용기 CON 및 회전 배열체 RA를 포함하고, 상기 회전 배열체 RA는 상기 용기 CON 내에 배열되고 및 상기 회전 배열체 RA는 상기 용기 CON에 대해 회전가능하고 및 상기 결정화 단계 및/또는 변환 단계는 상기 용기 CON의 내부벽과 상기 회전 배열체 RA 사이에서 수행된다.
그러므로, 상기 결정화 및/또는 변환이 수행되는 가공 영역, 예컨대 결정화 영역 및/또는 변환 영역은 상기 용기를 포함하거나 또는 이로 구성되고 및 상기 회전 배열체를 갖거나, 또는 회전 배열체를 구비한 용기를 포함하는 또는 이로 구성된 더 많은 장치들을 포함할 수 있는 것으로 이해해야 한다. 상기 가공 영역은, 결정화 및 변환이 존재하는 경우 이를 수행할 때, 많은 구체예에서 예컨대 개별의 스크레이프된 표면 열 교환기에 구비된, 개별의 결정화 영역 및 변환 영역을 포함할 수 있고, 반면에 다른 구체예에서 다른 공정 파라미터, 예컨대 다른 벽 온도에 의해 가능하게 작동되는, 예컨대 단일의 스크레이프된 표면 열 교환기에 구비된 단일 영역이다. 또한 결정화 영역 및 변환 영역을 형성하는 공정 설비는 상기 설비의 물리적 및 기계적 레이아웃 (layout)과 관련하여 동일할 수 있지만, 그러나 예를 들어 전단 갭 (shearing gap), 즉 상기 용기와 상기 회전 배열체 사이의 거리와 관련하여 약간의 차이를 갖도록 설계될 수 있고, 이는 일부 사례에서 상기 결정화 영역보다 적을 수도 있다.
본 발명의 일 구체예에서 상기 결정화 단계 및/또는 변환 단계 중에 전단 응력은 상기 가공 영역 PZ의 적어도 일부를 형성하는 용기 CON의 내부 벽과 회전 배열체 RA 사이에서 유도되고, 상기 회전 배열체 RA는 상기 용기 CON에 대해 회전가능하다.
상기 용기 및 상기 회전 배열체는 스크레이프된 표면 열 교환기의 일부를 형성할 수 있고 및 상기 결정화 단계 및/또는 변환 단계가 존재하는 경우, 이들은 그 다음에 스크레이프된 표면 열 교환기의 일부인 용기의 내부 벽과 스크레이프된 표면 열 교환기의 일부인 회전 배열체 사이에서 스크레이프된 표면 열 교환기에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 용기 CON은 외부 실린더 OC를 포함하거나 또는 이로 구성되고 및 상기 회전 배열체 RA는 내부 실린더 IC를 포함하거나 또는 이로 구성된다.
상기 용기는 외부 실린더를 포함하거나 또는 외부 실린더일 수 있고, 및 상기 회전 배열체는 내부 실린더, 예컨대 샤프트 (shaft)를 포함하거나 또는 내부 실린더일 수 있다. 그러므로 상기 회전 배열체는 내부 실린더로 제공될 수 있고 및 상기 용기는 외부 실린더로 제공될 수 있다. 상기 내부 실린더 및/또는 외부 실린더는 동심 (concentric)일 수 있거나 또는 이들은 편심 (eccentric)일 수 있고, 상기는 또한 타원의 단면을 가질 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 전단 응력은 2개의 실린더 사이에서 수득된다. 이는 예를 들면 스크레이프된 표면 열 교환기, 예컨대 보테이터 (votator)로 제공될 수 있다.
그러므로 상기 식용 지방은 일 구체예에서 내부 실린더 및/또는 외부 실린더의 벽 온도로 제공된 30 ℃ 이하의 냉각 온도로 처리될 수 있다.
상기 가공 영역에 포함된 내부 실린더 및 외부 실린더는 일 구체예에서 스크레이프된 표면 열 교환기의 일부일 수 있고 및 그러므로 상기 결정화 단계 및/또는 변환 단계는 적어도 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행될 수 있다.
본 발명의 부가의 유익한 구체예에 따르면, 상기 결정화 단계 및/또는 상기 변환 단계 중 전단 응력이 존재하는 경우 이는 상기 외부 실린더에 대해 상기 내부 실린더를 회전시킴으로써 상기 내부 실린더와 상기 외부 실린더 사이에 제공된다.
본 발명의 더 부가의 구체예에 따르면, 상기 내부 실린더는, 예를 들어 상기 내부 실린더의 코어 (core)를 통해 온도 조절 유체를 공급함으로써 가열된다.
상기 식용 지방에 적용된 전단 응력은 회전, 예컨대 상기 용기에 대한 회전 배열체의 회전 및 예컨대 열 교환기, 예를 들어 스크레이프된 표면 열 교환기에서 샤프트의 회전에 의해 제공될 수 있다.
상기 전단 속도 (shearing rate)는 일 구체예에서, 상기 결정화 및/또는 상기 변환이 존재하는 경우 상기 결정화 및/또는 상기 변환 중에 1 내지 2000 rpm, 예컨대 10 내지 2000 rpm, 예컨대 100 내지 2000 rpm일 수 있다. 상기 전단 속도는 상기 회전 배열체에 의해 제공될 수 있고, 이는 예를 들어 스크레이프된 표면 열 교환기 내에 있을 수 있다.
상기 용기와 상기 회전 배열체 사이의 거리는 상기 전단 응력의 크기에 영향을 줄 수 있다. 대부분 상기 전단 응력은, 거리, 즉 상기 식용 지방이 통과해야 하는 갭 (gap)이 감소될 때, 증가한다. 상기 회전 배열체와 상기 용기 사이의 거리는 50 mm 미만, 예컨대 10 mm 미만, 예컨대 1 내지 5 mm일 수 있다.
상기 회전 배열체는 상기 전단 응력을 증가시키기에 적합한 하나 이상 요소, 예컨대 블레이드 (blades)를 구비할 수 있다.
상기 요소, 가령 예를 들어 블레이드는 또한, 상기 식용 지방을 예컨대 상기 용기 및/또는 상기 회전 배열체의 감소된 벽 온도로 제공되는, 냉각 온도로 처리하여 형성된 시드 결정을 스크레이핑 (scraping)하는데 적합할 수 있다.
그러므로, 예를 들어 상기 냉각 온도가 상기 용기의 감소된 벽 온도로 제공될 때, 상기 요소는 감소된 벽 온도를 갖는 용기의 벽에 형성된 시드 결정을 스크레이핑하는데 적합할 수 있다.
상기 회전 배열체는 상기 식용 지방 및/또는 시드 현탁액에서 비-단일방향 힘 (non-unidirectional force)을 유도하기에 적합한 하나 이상의 요소, 예컨대 블레이드를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 결정화 및/또는 변환은 상기 식용 지방을 연장 처리 (extending treatment)하는 것을 포함한다.
상기 연장 처리는 상기 식용 지방을 비-단일방향 힘으로 처리하는 것을 포함한다. 상기 비-단일방향 힘은 예를 들어 타원형 또는 다른 비-원형 단면을 갖는 용기 및/또는 회전 배열체를 사용하거나, 또는 용기와 편심인 회전 배열체를 사용하여 제공될 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 또는 부가로, 상기 회전 배열체에 고정된 요소, 예컨대 블레이드가 사용될 수 있다. 상기 수단 (measures)은 변화하는 시드 결정을 포함하는 식용 지방에서 예컨대 방사 방향 (radial direction)으로 힘을 제공하고, 이에 의해 최대 힘의 지점에서 시드 결정은 국소 압력 최대 (local pressure maximum)를 나타내고, 상기 국소 압력 최대로부터 멀어지는 방향(들)으로 결과의 (resulting) 힘이 발생되어, 이는 상기 시드 결정을 연장시키는데 용이하고, 이는 결국 상기 시드 결정의 평균 크기를 낮추는 것을 용이하게 한다.
상기 비-단일방향 힘은 제1 방향에서 최대 크기 및 제2 방향에서 최소 크기를 가질 수 있고, 여기서 최대 크기는 상기 최소 크기의 적어도 2배이고, 및 여기서 제1 방향 및 제2 방향은 실질적으로 직각이다. 이는 예컨대 약 150 rpm일 수 있다.
상기 시드 현탁액은 특정 제어된 온도 및/또는 특정 결정 함량을 갖도록 보장하는 것이 유익할 수 있고, 그러므로 생성된 시드 현탁액을 벌크의 식용 지방을 갖는 탱크로 피드백하거나 또는 예를 들어 열 교환기로 피드백시키는 재순환으로 상기 결정화 단계의 반복 전에 상기 결정화 및/또는 변환 단계로부터 나온 식용 지방을 재-용융시키는 것이 유익할 수 있다. 상기 재순환 및 반복은 만족스러운 시드 현탁액이 기대될 때까지 수행될 수 있고; 상기 시드 현탁액의 기대 및 그의 특성은 상기 시드 현탁액에서 측정 및/또는 산출 또는 예측 (projections)에 기반한다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 가공 영역 PZ의 생산물은 선택적으로 상기 가공 영역 PZ의 투입물로, 예를 들어 하나 이상의 열 교환기를 통해, 예컨대 상기 시드 현탁액 생산의 개시 중에, 피드백될 수 있다.
용융된 식용 지방 EDF는 40 내지 60 ℃, 예컨대 45 내지 60 ℃, 예컨대 50 내지 60 ℃의 개시 온도 OT를 가질 수 있다.
그러나, 일부 구체예에서, 상기 용융된 식용 지방의 정확한 온도는, 임의의 결정이 완전히 용해되고 존재하지 않고, 구체적으로 임의의 더 낮은 융점의 결정 형태가 존재하지 않는 한, 매우 중요하지 않을 수 있다.
본 발명자는 상기 식용 지방 중에 SatOSat-트리글리세리드의 상대적으로 높은 함량을 가짐으로써 수득된 시드 현탁액의 시딩 효과를 개선할 수 있다는 것을 발견하였다. 그러므로, 본 발명의 부가의 유익한 구체예에 따르면, 상기 식용 지방 EDF는 SatOSat-트리글리세리드를 상기 식용 지방의 30-99 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 40-99 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 50 - 99 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 60 - 99 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 70-98 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 80-99 중량%의 양으로 포함한다.
sn-1 및 sn-3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn-2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드"는 SatOSat-트리글리세리드의 예이다. 이는 sn-1 및 sn-3 위치에서 포화 지방산이 반드시 동일할 필요는 없지만, 이는 일부 사례에서 동일할 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 트리글리세리드의 예는 StOSt, StOA, StOB, StOLig, AOA, AOB, AOLig, BOB, BOLig, 및 LigOLig를 포함한다. sn-1 및 sn-3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn-2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드는 또한 트리글리세리드들 StOSt, StOA, StOB, StOLig, AOA, AOB, AOLig, BOB, BOLig, 및 LigOLig의 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 시드 현탁액 중에 고융점의 SatOSat-트리글리세리드의 상대적으로 높은 함량을 가져서 상기 시드 현탁액의 높은 열 안정성 및 상기 시드 현탁액이 초콜릿을 시딩하는데 사용될 때, 결과의 과자 제품, 예컨대 초콜릿 또는 초콜릿-유사 제품의 높은 열 안정성을 수득하는 것이 중요할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 식용 지방은 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 트리글리세리드의 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드의 20 - 99 중량%, 예컨대 40 - 99 중량%, 예컨대 60 - 99 중량%, 예컨대 70 - 95 중량%, 예컨대 80 - 98 중량%, 또는 예컨대 50 - 90 중량%를 포함한다. 상기 식용 지방은 그러므로 20 - 99 중량%의 StOSt-트리글리세리드, 예컨대 40-99 중량%의 StOSt-트리글리세리드, 예컨대 60 - 99 중량%의 StOSt-트리글리세리드를 포함할 수 있다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 상기 식용 지방의 중량비는
0.45 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.55 내지 0.99, 예컨대 0.60 내지 0.99, 예컨대 0.65 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99일 수 있다.
상기 식용 지방은 식물성 출처로부터 수득된 트리글리세리드를 포함할 수 있다. 상기의 예로는 시어 (shea), 사라수 (sal), 코쿰 (kokum), 일리페 (illipe), 망고 (mango), 모우라 (mowra), 쿠푸아수 (cupuacu), 알란블래키아 (allanblackia), 펜타데스마 (pentadesma) 또는 그의 임의의 분획 및/또는 조합으로부터 수득된 지방일 수 있다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 식용 지방 EDF는 StOSt-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%, 예컨대 70-90 중량%의 양으로 포함한다.
상기 식용 지방이 StOSt-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%의 양으로 포함할 때, 상기 변환 온도는 유익하게 15 내지 42 ℃, 예컨대 20 내지 42 ℃, 예컨대 25 내지 42 ℃, 예컨대 30 내지 42 ℃, 예컨대 30 내지 41 ℃, 예컨대 30 내지 40 ℃, 예컨대 33 내지 40 ℃, 예컨대 34 내지 40 ℃, 예컨대 35 내지 40 ℃, 예컨대 35 내지 39 ℃일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면 상기 식용 지방은 AOA-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%, 예컨대 70-90 중량%의 양으로 포함한다.
상기 식용 지방이 AOA-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%의 양으로 포함할 때, 상기 변환 온도는 유익하게 20 내지 47 ℃, 예컨대 25 내지 47 ℃, 예컨대 30 내지 47 ℃, 예컨대 35 내지 47 ℃, 예컨대 35 내지 46 ℃, 예컨대 35 내지 45 ℃, 예컨대 38 내지 45 ℃, 예컨대 39 내지 45 ℃, 예컨대 40 내지 45 ℃, 예컨대 40 내지 44 ℃일 수 있다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면, 상기 식용 지방은 BOB-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%, 예컨대 70-90 중량%의 양으로 포함한다.
상기 식용 지방이 BOB-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%의 양으로 포함할 때, 상기 변환 온도는 유익하게 25 내지 52 ℃, 예컨대 30 내지 52 ℃, 예컨대 35 내지 52 ℃, 예컨대 40 내지 52 ℃, 예컨대 40 내지 46 ℃, 예컨대 40 내지 50 ℃, 예컨대 43 내지 50 ℃, 예컨대 44 내지 50 ℃, 예컨대 45 내지 50 ℃, 예컨대 45 내지 49 ℃일 수 있다.
본 발명의 더 부가의 구체예에 따르면, 상기 식용 지방은 LigOLig-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%, 예컨대 70-90 중량%의 양으로 포함한다.
상기 식용 지방이 LigOLig-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%의 양으로 포함할 때, 상기 변환 온도는 유익하게 30 내지 57 ℃, 예컨대 35 내지 57 ℃, 예컨대 40 내지 57 ℃, 예컨대 45 내지 57 ℃, 예컨대 45 내지 51 ℃, 예컨대 45 내지 55 ℃, 예컨대 48 내지 55 ℃, 예컨대 49 내지 55 ℃, 예컨대 50 내지 55 ℃, 예컨대 50 내지 54 ℃일 수 있다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 식용 지방 EDF는 시어 지방 (shea fat), 예컨대 시어 스테아린 (shea stearin)이거나 또는 이를 포함한다.
예를 들어, 시어 스테아린 IV 36이 사용될 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 또는 부가로, 다른 식물성 출처로부터 수득된 식용 지방이 사용될 수 있고, 및/또는 비-식물성 출처로부터 수득된 식용 지방이 사용될 수 있다. 비-식물성 출처로부터 수득된 식용 지방의 예로는 에스테르교환, 예컨대 효소적 에스테르교환에 의해 수득된 식용 지방, 예컨대 1,3-특이적 에스테르교환 활성을 갖는 효소의 영향 하에 식용 지방 및 포화 지방산 출처로부터 수득된 트리글리세리드, 및 다른 효소적 출처로부터 수득된 식용 지방, 및 박테리아, 조류 (algae) 또는 진균 (fungi)과 같은 단세포 생물체로부터 수득된 식용 지방을 포함하고, 상기 진균은 효모 및 곰팡이 (mold)를 포함한다. 상기 출처들의 하나 초과로부터의 식용 지방의 혼합물로 수득된 식용 지방이 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 부가의 유익한 구체예에 따르면, 상기 시드 현탁액 SSP는 흡열 용융 피크 위치를 약 40 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 41 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 42 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 43 ℃ 또는 초과에서 나타낸다.
본 발명의 방법 또는 그의 구체예에 따라 처리된 식용 지방 및 결과의 시드 현탁액은 구체적으로 초콜릿 제품의 제조에서 시딩 목적으로 유용하다. 고-융점의 결정, 예컨대 본 발명의 방법에 의해 수득된 약 40 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타내는 것을 포함하는 시드 현탁액에 의한 시딩은 템퍼링 중에 초콜릿에서 고-융점의 결정의 형성을 도울 수 있거나 또는 심지어 템퍼링 공정을 생략할 수 있고, 이에 의해 상기 초콜릿의 품질은 향상될 수 있고, 및 그의 생산은 단순화될 수 있다.
약 40 ℃ 또는 초과, 약 41 ℃ 또는 초과, 또는 약 42 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치는, 상기 식용 지방이 StOSt를 포함할 때, 형태 VI 결정의 큰 비율을 나타내었다.
본 발명의 더 부가의 유익한 구체예에 따르면, 상기 결정화 단계 및/또는 상기 변환 단계가 존재하는 경우, 이를 수행하여 상기 시드 현탁액 SSP는 형태 VI 시드 결정 SC의 적어도 5 중량%, 예컨대 적어도 10 중량%, 예컨대 적어도 15 중량%, 예컨대 적어도 20 중량%를 포함한다. 예를 들어 X-선 회절 (XRD)이 사용되어 형태 VI 시드 결정의 함량을 입증할 수 있다.
상기 시드 현탁액은 열 안정한 초콜릿을 제조하기 위해 초콜릿을 시딩하는데 특히 적합할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 열 안정한 초콜릿을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은:
- 용융되는 식용 지방 EDF를 제공하는 단계,
- 상기 식용 지방 EDF를 가공 영역 PZ을 통해 공급하는 단계, 및
- 상기 가공 영역 PZ에서 결정화 단계는
- 상기 식용 지방 EDF를 30 ℃ 이하의 냉각 온도 CT로 상기 가공 영역 PZ에서 처리하고, 및
- 상기 식용 지방 EDF를 전단 응력으로 상기 가공 영역 PZ에서 처리함으로써 수행되어, 시드 현탁액 SSP를 수득하는 단계,
- 상기 시드 현탁액 SSP를 초콜릿 조성물 CCM과 30 ℃ 이상, 예컨대 32 ℃ 이상, 예컨대 34 ℃ 이상, 예컨대 35 ℃ 이상의 온도에서 혼합하여 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM을 수득하는 단계, 및
- 상기 초콜릿 조성물 CCM을, 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합 이전, 동안 및/또는 이후에, 템퍼링하는 단계,
- 상기 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM을 냉각하여 상기 열 안정한 초콜릿을 수득하는 단계를 포함하고,
상기 식용 지방 EDF는 SatOSat-트리글리세리드를 20 - 99 중량%의 양으로 포함하고, 상기 Sat는 포화 지방산을 나타내고 및 O는 올레산을 나타내고, 및
상기 식용 지방 EDF는
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며, 상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이다.
상기 냉각 단계는 상기 템퍼링 단계 이후에 수행되는 것을 이해해야 한다. 더욱이, 상기 템퍼링 및/또는 상기 시드 현탁액과의 혼합 이후 및 상기 냉각 단계 이전에 하나 이상의 중간 단계들이 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 상기 냉각은 능동 냉각 (active cooling), 수동 냉각 (passive cooling) (즉 주위 온도로의 냉각) 또는 그의 조합에 의해 실행될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드를 상대적으로 다량으로 포함하는 시드 현탁액이 코코아 버터로부터 만들어진 기존의 시드와 비교하여 중요한 장점은 상기 시드 현탁액이 더 높은 온도에서 초콜릿을 시딩하고 종래의 시딩된 초콜릿의 열 및/또는 블룸 안정성을 유지 또는 증가시키는데 사용될 수 있고, 및 심지어 증가된 열 및 블룸 안정성이 상기 방식으로 달성될 수 있다는 것이다. 특히 더 높은 온도에서 블룸 및 열 안정성에 대한 더 높은 저항이 달성될 수 있고, 이는 코코아 버터 기반 시드로 시딩할 때 수득할 수 없고, 이는 더 낮은 최대 용융 온도를 나타낸다. 초콜릿이 더 높은 온도에서 시딩될 수 있다는 사실은 또한 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM의 점도를 감소시킬 수 있고 및 더 얇은 층으로 엔로브 (enrobe)하는 옵션을 제공하여 더 저렴한 최종 제품을 제공할 수 있다. 이는 또한 더 적은 지방을 포함하는 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM으로 엔로브하는 옵션을 제공하여 더 저렴한 최종 제품을 유도할 수 있다.
더 높은 온도에서 초콜릿을 시딩할 가능성은 또한 시딩 온도의 변화에 대한 더 많은 여지를 제공하여, 코코아 버터 기반 시드로 시딩하는 것과 비교할 때, 몇가지 사례에서 더 간단한 공정 설비가 사용될 수 있다.
상기 초콜릿 조성물 CCM은 통상적으로 하기의 하나 이상을 포함할 수 있다: 코코아 버터, 코코아 파우더, 코코아 매스, 초콜릿 리쿼 (chocolate liquor), 감미료 (sweetener), 예컨대 설탕 (sugar), 향미제 (flavor), 유화제 (emulsifier), 유지방 (milk fat), 및 분유 (milk powder). 상기 초콜릿 조성물은 코코아 버터 향상제 (cocoa butter improver: CBI)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 유화제를 사용할 때, 상기 유화제는 레시틴 (lecithin)이 아닌 유화제, 예컨대 소르비탄 트리-스테아레이트 (sorbitan tri-stearate: STS)를 포함할 수 있다. 상기 초콜릿 조성물은 또한 레시틴과 레시틴이 아닌 유화제의 조합, 예컨대 레시틴과 STS의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 일부 유익한 구체예에서, 상기 초콜릿 조성물은 코코아 버터 향상제 (CBI) 및 레시틴이 아닌 유화제, 예컨대 STS의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명은 유익하게 다른 타입의 초콜릿 제품, 예컨대 초콜릿 프랄린 (chocolate pralines), 초콜릿 쉘 (chocolate shells), 초콜릿 바아 (chocolate bars), 센터가 채워진 초콜릿 (center filled chocolate) 등에 대해 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM을 적용할 수 있다.
상기 초콜릿 조성물 CCM을 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합 이전, 동안 및/또는 이후에 템퍼링할 때, 상기 템퍼링은 종래의 템퍼링, 시드 템퍼링, 또는 그의 조합을 포함하거나 또는 이로 구성될 수 있다. 시드 템퍼링을 사용할 때, 템퍼링에 사용된 시드는 일부 구체예에서 본 발명의 시드 현탁액이거나 또는 이를 포함하고, 반면에 다른 구체예에서 다른 시드 제품이 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 초콜릿 조성물 CCM을 템퍼링하는 것은 종래의 템퍼링을 포함한다. 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합은 종래의 템퍼링 이전, 동안 및/또는 이후에 수행될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 초콜릿 조성물 CCM을 템퍼링하는 것은 시드 템퍼링을 포함한다. 상기 시드 템퍼링이 본 발명의 시드 현탁액 SSP와의 혼합에 의해 수행될 때, 상기 템퍼링은, 적어도 일부는, 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합 중에 있다. 상기 시드 템퍼링이 본 발명의 시드 현탁액 이외의 시드 제품을 첨가하여 수행될 때, 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합은 상기 시드 템퍼링 이전, 동안 및/또는 이후에 수행될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 초콜릿 조성물 CCM을 템퍼링하는 것은 종래의 템퍼링 및 시드 템퍼링의 조합을 포함한다. 상기 시드 템퍼링이 본 발명의 시드 현탁액 SSP와의 혼합에 의해 수행될 때, 상기 템퍼링은 적어도 일부는 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합 중에 있다. 상기 시드 템퍼링은 본 발명의 시드 현탁액 이외의 시드 제품을 첨가하여 수행될 때, 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합은 상기 시드 템퍼링 이전, 동안 및/또는 이후에 수행될 수 있다.
유익한 구체예에 따르면, 상기 방법은
- 상기 시드 현탁액 SSP를 초콜릿 조성물 CCM과 혼합하여 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM을 수득하는 단계,
- 상기 초콜릿 조성물 CCM을 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합 단계 이전, 동안 및/또는 이후에 템퍼링하는 단계를 더 포함한다.
초콜릿은 많은 상이한 방식으로 생산될 수 있지만, 대부분 이는 가공 (processing), 성분들의 혼합, 콘칭 (conching), 템퍼링 및 몰딩 (molding)의 전체 단계를 포함한다. 상기 시드 현탁액과 초콜릿 조성물의 혼합은 초콜릿의 제조에서 기본 단계들과 용이하게 조합될 수 있다.
놀랍게도 열 및 블룸 불안정성에 대한 개선된 저항은 또한, 상기 시드 현탁액이 종래의 템퍼링된 초콜릿 제품을 시딩하는데 사용될 때 수득될 수 있다. 상기 시드 현탁액은 초콜릿 조성물의 종래의 템퍼링 이전, 동안 및/또는 이후에 첨가될 수 있다.
상기 시드 현탁액과 초콜릿 조성물의 효과적인 혼합은 혼합하는 동안의 온도를 상기 시드 현탁액이 일부 용융되도록 제어하여, 원하지 않는 결정 다형성 형태를 용융시키고, 원하는 결정 다형성 형태 예컨대 형태 VI 및/또는 형태 V를 유지시키는 수단에 의해 가능할 수 있다.
시드 현탁액을 사용하는 하나의 장점은 펌프가능하여 (pumpable) 취급이 더 용이하고 연속 흐름에서 사용될 수 있다는 것이다. 또한, 상기 시드 현탁액은 다른 성분들 예컨대 초콜릿 조성물과의 혼합이 더 용이하다.
또한, 상기 초콜릿 조성물에 첨가되는 시드 현탁액의 양은 산업 환경에서 제어하는 것이 용이할 수 있고, 이는 연속 흐름 공정을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 초콜릿 조성물과 시드 현탁액의 혼합 온도는 35 ℃ 이상, 예컨대 37 ℃ 이상, 예컨대 38 ℃ 내지 40 ℃이다.
더욱이, 본 발명은 20-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드를 포함하는 시드 현탁액 SSP에 관한 것이고,
상기 시드 현탁액 SSP는
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며, 상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이고, 및
상기 시드 현탁액은 약 40 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 41 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 42 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타내었다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면, 상기 시드 현탁액 SSP는 20 미크로미터 미만, 예컨대 15 미크로미터 미만, 예컨대 10 미크로미터 미만의 평균 시드 결정 크기를 갖는 시드 결정 SC를 포함한다. 상기 평균 시드 결정 크기는 당분야에 알려져 있는 적합한 기술, 예컨대 현미경 관찰을 포함하는 기술을 통해 측정될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 시드 현탁액 SSP는 그의 구체예들 중 어느 것에 따른 시드 현탁액을 제조하는 방법에 의해 수득가능하다.
더욱이, 본 발명은 열 안정한 초콜릿을 포함하는 과자 제품에 관한 것이고, 상기 열 안정한 초콜릿은
- 20-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드, 및
- 시드 결정을 포함하는 지방 상을 가지며,
상기 시드 결정은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며, 상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이고, 및
상기 열 안정한 초콜릿은 약 35 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 36 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 37 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 38 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타낸다.
상기 과자 제품은 열 안정한 초콜릿에 추가로 성분들을 포함할 수 있거나, 또는 열 안정한 초콜릿으로 구성될 수 있다. 상기 과자 제품은 열 안정한 초콜릿 이외의 성분들을 포함할 때, 상기 성분들은 통상적으로 충전물, 코팅물, 일부 또는 전부 커버된 식용 물체, 예컨대 너트 (nuts) 또는 비스킷 (biscuits) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 충전물은 예를 들면 액체, 고체 또는 반-고체 충전물을 포함할 수 있고; 가령 예를 들어 카라멜 (caramel), 누가 (nougat), 리쿼 (liquor), 마지팬 (marzipan) 등을 포함한다. 더욱이, 상기 열 안정한 초콜릿은 일부 구체예에서 과자류의 전부 또는 일부를 커버하기 위한 코팅물 또는 부분 코팅물로 사용될 수 있다. 당분야의 통상의 지식을 가진 자는 많은 다른 옵션이 과자 제품에 대해 존재할 수 있다는 것을 알 것이고, 중요한 것은 상기 과자 제품은, 상기에 개시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열 안정한 초콜릿을 포함해야 한다는 것이다.
상기 과자 제품에 포함된 열 안정한 초콜릿은 예를 들어 초콜릿 조성물에 대해 열거된 성분들을 포함할 수 있고, 이는 또한 본 발명에 따른 시드 결정을 포함한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 열 안정한 초콜릿의 시드 결정은 20 미크로미터 미만, 예컨대 15 미크로미터 미만, 예컨대 10 미크로미터 미만의 평균 시드 결정 크기를 갖는다. 상기 평균 시드 결정 크기는 당분야에 알려져 있는 적합한 기술, 예컨대 현미경 관찰을 포함하는 기술을 통해 측정될 수 있다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면, 상기 열 안정한 초콜릿은 40-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드, 예컨대 60-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드를 포함한다.
본 발명의 더 부가의 구체예에서, 상기 열 안정한 초콜릿의 지방 상 중에 SatOSat-트리글리세리드의 일부 또는 전부는 상기 시드 결정으로부터 유래될 수 있다.
본 발명의 더 부가의 구체예에서, 상기 시드 결정은 20-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드를 포함한다.
상기 열 안정한 초콜릿은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가질 수 있고, 상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.45 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.55 내지 0.99, 예컨대 0.60 내지 0.99, 예컨대 0.65 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이다.
상기 열 안정한 초콜릿의 시드 결정은 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 트리글리세리드의 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드의 20 - 99 중량%, 예컨대 60 - 99 중량%, 예컨대 70 - 95 중량%, 예컨대 80 - 98 중량%, 또는 예컨대 50 - 90 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 부가의 구체예에 따르면, 상기 시드 결정은 그의 구체예들의 어느 것에 따른 방법에 의해 수득된 시드 현탁액 SSP의 형태 또는 그의 구체예들의 어느 것에 따른 시드 현탁액 SSP의 형태로 첨가된다.
더욱이, 본 발명은 시드 현탁액 SSP의 제조를 위한 시드 현탁액 장치 SSA에 관한 것이고,
상기 시드 현탁액 장치 SSA는 식용 지방 EDF를 수용하기에 적합하고,
상기 시드 현탁액 장치 SSA는
- 상기 식용 지방 EDF에 전단 응력, 냉각 온도 CT 및 변환 온도 TT를 가하기에 적합한 가공 영역 PZ, 및
- 제어 회로 CC로서,
- 상기 냉각 온도 CT를 30 ℃ 이하, 예컨대 5 내지 30 ℃에 있도록 제어하고, 및
- 상기 변환 온도를 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상, 예컨대 15 내지 41 ℃, 예컨대 30 내지 41 ℃, 예컨대 35 내지 39 ℃에 있도록 제어하기에 적합한 것인 제어 회로 CC를 포함한다.
본 발명의 유익한 구체예에 따르면, 상기 시드 현탁액 장치 SSA는 그의 구체예들의 어느 것에 따른 방법에 따라 작동하기에 적합하다.
더욱이, 본 발명은 초콜릿 또는 초콜릿-유사 제품을 시딩하기 위한 그의 구체예들의 어느 것에 따른 방법에 의해 수득된 시드 현탁액 SSP의 용도에 관한 것이다.
상기 시드 현탁액은 초콜릿 조성물의 스트림 (stream)에 첨가될 수 있고, 상기 초콜릿 조성물은, 상기 시드 현탁액이 첨가될 때, 25 내지 38 ℃의 온도를 가질 수 있다. 상기 시드 현탁액은 또한 초콜릿 조성물의 스트림에 첨가되어 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM을 형성할 수 있고, 상기 초콜릿 조성물은 상기 시드 현탁액의 첨가 이전, 동안 및/또는 이후에 템퍼링 처리된다. 상기 시드 현탁액은 유익하게 템퍼링된 초콜릿 조성물의 스트림에 첨가되어, 시딩되고, 템퍼링된 초콜릿 조성물을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 시드 현탁액이 사용될 수 있는 초콜릿의 생산은 임의의 템퍼링 단계 없는 생산이다. 본 구체예의 한가지 중요한 장점은 제조 시간 및 비용을 감소시키면서 상응하거나 또는 심지어 더 좋은 초콜릿 제품을 생산할 수 있다는 것이다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 시드 현탁액이 사용될 수 있는 초콜릿의 생산은 적어도 하나의 템퍼링 단계를 갖는 생산이다. 본 구체예의 하나의 장점은 종래의 템퍼링을 사용할 때, 상기 템퍼링이 단축될 수 있다는 것일 수 있다. 그러므로, 상기 제조 시간 및 비용을 감소시키면서 상응하거나 또는 심지어 더 좋은 초콜릿 제품을 생산할 수 있다. 상기 초콜릿의 열 안정성 및 블룸 형성에 대한 저항은 또한 템퍼링하지 않은 시딩된 초콜릿 또는 시딩하지 않은 템퍼링된 초콜릿과 비교하여 향상될 수 있다.
도 1a를 참조하여, 시드 현탁액을 제조하는 방법이 예시되어 있다. 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다. 먼저, 용융되는 식용 지방 EDF를 제공한다. 그 다음에 상기 식용 지방 EDF를 가공 영역 PZ을 통해 공급한다. 결정화 단계는 상기 가공 영역 PZ에서 수행된다. 상기 시드 현탁액 SSP를 수득하기 위해서, 상기 결정화 단계는 상기 식용 지방 EDF를 30 ℃ 이하의 냉각 온도로 상기 가공 영역 PZ에서 처리하는 단계, 및 상기 식용 지방 EDF를 전단 응력으로 상기 가공 영역 PZ에서 처리하는 단계를 포함한다.
상기 방법에서 사용된 식용 지방 EDF는 SatOSat-트리글리세리드를 20 - 99 중량%의 양으로 포함하고, 상기 Sat는 포화 지방산을 나타내고 및 O는 올레산을 나타낸다. 더욱이, 상기 식용 지방 EDF는 트리글리세리드의 sn-1 및 sn-3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn-2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와 또한 트리글리세리드의 sn-1 및 sn-3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn-2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드를 둘 다 포함한다. 상기 식용 지방 EDF에서,
- 트리글리세리드의 sn-1 및 sn-3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn-2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn-1 및 sn-3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn-2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비는
0.40 내지 0.99이다.
상기 가공 영역에서, 적어도 결정화 단계가 수행되어 시드 현탁액 SSP를 수득한다. 상기 가공 영역은 결정화 영역 CZ을 포함하거나 또는 결정화 영역 CZ일 수 있다. 상기 가공 영역 PZ이 결정화 영역 CZ을 포함할 때, 상기 결정화 단계는 상기 결정화 영역 CZ에서 적어도 일부 수행된다.
상기 가공 영역 PZ에서 결정화 단계의 기능은 적어도 결정을 생산하는 것을 포함한다. 상기 가공 영역 PZ에서 결정화 단계의 기본 작업은 상기 식용 지방을 30 ℃ 이하의 냉각 온도 및 전단 응력으로 처리하여 결정을 성장시키는 단계를 포함한다. 온도, 시간 및 전단과 같은 파라미터들에 따라, 상기 결정은 저융점의 결정 형태, 고융점의 결정 형태 또는 그의 조합일 수 있다. 상기 가공 영역 PZ은 당 분야에 알려져 있는 다른 타입의 결정화 설비, 예컨대 하기 도 2a 및 2b에 개시되고 설명된 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 2개의 예시되는 구체예를 포함할 수 있다. 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 상기 가공 영역 또는 상기 가공 영역 PZ의 일부로 간주될 수 있고, 여기서 식용 지방 EDF의 결정이 생산된다.
몇가지 상이한 타입의 열 교환기를 본 발명의 범위 안에서 상기 결정화 단계에서 적용될 수 있다. 적용가능한 스크레이프된-표면 열 교환기 SSHE의 타입은 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:
- 회전하는, 튜브형 스크레이프된-표면 열 교환기. 본 타입에서, 샤프트를 상기 튜브 축에 평행하게 배치되고, 반드치 일치시킬 필요는 없으며, 및 다양한 빈도, 통상적으로 수십 rpm 내지 1000 초과 rpm으로 회전한다. 블레이드의 수는 통상적으로 1 내지 4개로 가변될 수 있고 및 원심력을 이용하여 상기 튜브의 내부 표면을 스크레이핑할 수 있다. 예로는 Waukesha Cherry-Burrell Votator II, Alfa Laval Contherm 및 Terlet Terlotherm이 있음.
- 왕복하는 (Reciprocating), 튜브형 스크레이프된-표면 열 교환기. 본 타입에서, 샤프트는 튜브와 동심이고 및 회전 없이 종방향으로 (longitudinally) 이동한다. 빈도는 통상적으로 분 당 10 내지 60회의 스트로크 (strokes) 정도이다. 블레이드는 개수와 형상은 다양할 수 있고, 예컨대 천공된 디스크 구성 (perforated disk configurations)에 대한 배플형 배열체 (baffle-like arrangements)를 포함한다. 예로는 HRS 열 교환기 Unicus가 있음.
- 회전하는, 플레이트 튜브형 스크레이프된-표면 열 교환기. 본 타입에서, 블레이드는 쉘 내부에 일련으로 배열된 원형 플레이트의 외부 표면을 닦는다. 상기 온도 조절 유체는 상기 플레이트 내부로 흐른다. 빈도는 통상적으로 약 수십 rpm이다. 예로는 HRS Spiratube T-Sensation이 있다.
언급된 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서, 상기 열 교환기가 시드 현탁액을 생산하는데 필요한 원하는 결정 및/또는 더 높은 융점 시드 결정 다형성 형태로의 후속하는 변환을 위한 결정을 생산할 수 있는 한, 스크레이프된-표면 열 교환기의 다른 타입이 사용될 수 있다.
더욱이, 열 교환기의 다른 타입이 충분한 전단-속도로 작동할 수 있고 및 30 ℃ 이하의 온도를 전달할 수 있다는 전제하에 사용될 수 있다.
도 1b는 본 발명의 일 구체예에 따른 시드 현탁액을 제조하는 방법을 예시한다. 상기 방법은 도 1a에 대해 예시된 것과 동일한 방식으로, 하기의 조정 및/또는 부가로, 수행될 수 있다. 상기 가공 영역 PZ은 결정화 단계 및 변환 단계 둘 다를 포함할 수 있다. 상기 가공 영역은 또한 예를 들어, 동일하거나 또는 상이한 파라미터들 가령 예를 들면 온도 및/또는 전단 속도로 수행되는 둘 이상의 결정화 단계를 포함할 수 있다. 도 1b에서 예시되는 바와 같이, 상기 결정화 단계는 스크레이프된 표면 열 교환기의 제1 섹션 SEC1에 참여할 수 있고 및 상기 변환 단계 또는 제2 결정화 단계는 동일한 스크레이프된 표면 열 교환기의 제2 부분 SEC2에 참여할 수 있어서, 따라서 상기 결정화 단계 및 상기 변환 단계 또는 2회의 결정화 단계는 서로 바로 이어질 수 있고, 예컨대 그 사이에 무시할 수 있는 기간을 갖는다. 이는 실제로 상기 결정화 단계로부터의 시드 현탁액 SSP를 예를 들어 바로 상기 변환 단계로 유도하는 것을 의미한다. 이는 예를 들어 상기 결정화 단계 및 변환 단계가 동일한 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE내에 있다면 가능할 수 있다. 상기 가공 영역 PZ의 결정화 단계에서, 상기 식용 지방 EDF는 30 ℃ 이하의 냉각 온도 CT로 처리되고 및 상기 가공 영역의 변환 단계에서, 상기 시드 현탁액 SSP는 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도 TT로 처리된다.
도 1c는 본 발명의 일 구체예에 따른 시드 현탁액을 제조하는 방법을 예시한다. 본 방법은 도 1a에 대해 예시된 것과 동일한 방식으로, 하기의 조정 및/또는 부가로, 수행될 수 있다. 상기 가공 영역 PZ는 결정화 단계 이외에 또한 변환 단계를 포함할 수 있다. 도 1c에 예시된 바와 같이, 상기 결정화 단계는 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있고 및 상기 변환 단계는 제2 및/또는 또다른 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있다. 상기 변환 단계는 후속하는 결정화 단계로 이어지지만, 다른 공정 단계들이 그 사이에서 수행될 수 있다.
상기 결정화 단계는 그러나 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행되는 것에 한정되지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 변환 단계는 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행되는 것에 한정되지 않는다. 수 개의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE, 예컨대 2, 3, 4 또는 초과의 것이 결정화 단계를 수행할 수 있고 및 수 개의, 예컨대 2, 3, 4, 또는 초과의, 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE가 변환 단계를 수행할 수 있다. 상기 가공 영역 PZ은 따라서 하나 또는 수 개의, 예컨대 2, 3, 4 또는 초과의, 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE를 포함할 수 있다. 상기 변환 단계는 하나 이상의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있지만, 그러나 이는 또한 상기 변환 단계를 수행하기에 적합한 다른 설비, 가령 예를 들어 도 3에서 예시된 배치 변형체 (batch variant)에서 수행될 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 구체예에 따른 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 2가지 가능한 구현을 예시하였다.
도 2a 또는 도 2b에 제공된 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 도 1a-c의 시스템에서 사용 및 적용되어 투입된 식용 지방 EDF에서 결정 및/또는 시드 결정 SC를 형성할 수 있다.
상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 목적은 연속으로 이동하는 식용 지방 조성물을, 외부 실린더의 내부 벽, 가령 예를 들어 열 전달 표면으로부터 임의의 형성된 결정 층 또는 결정을 포함하는 층을 제거함으로써, 가열 및/또는 냉각시키는 것이다. 더욱이, 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 외부 실린더, 가령 예를 들어 튜브 내부에 교류를 증가시키고, 및 이에 의해 상기 식용 지방 EDF의 혼합물을 균일하게 할 수 있다.
대안으로서, 상기 외부 실린더의 내부 벽에 냉각 온도를 적용하여, 상기 냉각 온도는 내부 실린더의 외부 벽에 적용될 수 있다. 그 다음에, 상기 형성된 결정 층 또는 결정을 포함하는 층이 상기 내부 실린더의 외부 벽에 형성될 수 있고, 즉 스크레이퍼 (scrapers) 또는 스크레이핑 요소 (scraping elements)는 그 다음에 상기 형성된 층을 제거하도록 조정될 필요가 있다.
도 2a는 스크레이퍼 또는 스크레이핑 요소로서 본원에 예시된 한 세트의 요소들 ELEM을 사용하는 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE를 예시한다.
상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 외부 실린더 OC, 가령 예를 들어 열 전달 튜브를 포함할 수 있고, 상기 유동 식용 지방 EDF가 가공된다. 상기 외부 실린더 OC, 가령 예를 들어 열 전달 튜브는 온도 조절 유체(1)를 더 봉입한 온도 조절 튜브(2)에 봉입된다. 상기 온도 조절 유체(1)는 물, 브라인 (brine), 암모니아, 글리콜 또는 가열 및/또는 냉각에 적합한 유사한 유체를 포함할 수 있다.
외부 실린더 OC, 가령 예를 들어 열 전달 튜브 내부에, 내부 실린더 IC, 가령 예를 들어 스크레이핑 요소 ELEM을 포함하는 샤프트가 회전하고 있다. 상기 스크레이핑 요소 ELEM은, 상기 내부 실린더 IC가 회전하고 있을 때, 상기 외부 실린더 OC의 내부 벽을 스크레이핑하는 방식으로 위치되어 있다.
일 구체예에서, 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE가 사용되어, 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에 식용 지방 EDF를 공급함으로써 식용 지방 EDF에서 결정을 생성한다. 상기 식용 지방 EDF는 외부 실린더 OC로 공급된다. 상기 외부 실린더 OC 내부에, 상기 외부 실린더 OC의 내부 벽과 접촉하는 식용 지방 EDF는 스크레이핑 요소 ELEM을 회전하여 스크레이핑시키고 및 외부 실린더 OC를 통해 더 운반한다. 외부 실린더 OC 내부에 운반된 식용 지방 EDF는, 상기 외부 실린더 OC를 둘러싸는 온도 조절 유체(1)에 의해 특정 온도, 냉각 온도 CT로 처리될 것이다. 상기 온도의 예로는 도 6에 예시되어 있다. 상기 식용 지방 EDF의 온도는 공정 흐름 중에 반드시 일정할 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 통상적으로 상기 온도는 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 투입과 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 생산 또는 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE 내의 위치 사이에서 떨어질 수 있다.
상기에 대한 대안으로서, 냉각은 내부 실린더 IC에 적용될 수 있고, 가열은 외부 실린더에 적용된다.
도 2a에 예시된 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 또한 변환 단계에서 사용될 수 있다. 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도 TT가 상기 개시된 냉각 온도 CT 대신에 사용된다.
그러므로, 도 2a에 예시된 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 결정화 영역 CZ 또는 그의 일부로서, 또는 변환 영역 TZ 또는 그의 일부로서 사용될 수 있다.
또다른 구체예에서 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 도 2b에서 예시되는 바와 같이 다른 타입의 요소 ELEM, 즉 나선형 스크레이퍼를 포함한다. 상기 나선형 스크레이퍼 ELEM은 내부 실린더 IC와 외부 실린더 OC 사이를 따라 상기 식용 지방 EDF를 이동시키는데 적합하고, 상기 외부 실린더의 내부 벽을 연속적으로 스크레이핑하여, 이에 의해 도 2a에 예시되는 요소 ELEM 세트와 동일한 기능을 수행한다.
일부 구체예에서 도 2a 또는 2b에서 예시된 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE를 따라 몇개의 섹션으로 나눠질 수 있고, 상기 식용 지방 EDF는 결정화 단계를 제1 섹션 SEC1에서 및 변환 단계를 제2 섹션 SEC2에서 처리되도록 할 수 있고, 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE를 통해 이동한다. 그러므로, 상기 결정화 단계 및 변환 단계 둘다는 동일한 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE내에서 수행될 수 있다. 이는 또한 도 1b에 예시되어 있다.
혼련 유닛 (kneading unit), 예컨대 핀 로터 머신 (pin rotor machine)은 일부 구체예에서 예컨대 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에 후속하여 구현될 수 있음을 알아야 한다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 변환 단계의 가능한 구현을 예시한다.
도 3에서 제공된 가공 영역 PZ의 변환 단계는 도 1b 또는 도 1c의 시스템에서 사용 및 적용되어 투입된 시드 현탁액 SSP에서 더 낮은 융점 결정 다형성 형태에서 더 높은 융점 결정 다형성 형태로 변환될 수 있다. 상기는 통상적으로 형태 I, II, III 및 IV로부터 형태 V 및/또는 형태 VI로의 변환일 수 있다. 상기 변환 단계는 따라서 상기 시드 현탁액 SSP를 시드 결정 SC에서 풍부하게 할 수 있고 및 통상적으로 주로 형태 V 및 형태 VI 결정 다형성 형태를 포함할 수 있다. 상기 변환 단계에서 변환되는 결정은 이전의 결정화 단계에서 형성될 수 있거나 또는 이는 또한 변환 단계 그 자체 중에 형성될 수 있다.
이전의 결정화 단계로부터 수용된 시드 현탁액 SSP를 큰 용기 또는 탱크(3)에 부었다. 상기 시드 현탁액 SSP는 또한 식용 지방의 특성을 반영 또는 예시하는 슬러리로 나타낼 수 있고, 즉 상기 식용 지방 EDF에서 결정의 존재에 기인하여, 완전 용융된 식용 지방과 비교하여 점도가 증가된 식용 지방 EDF를 수득하였다. 상기 용기 또는 탱크(3)는 주위 자켓(4)에 의해 온도가 제어된다. 다른 온도 제어 수단은 물론, 상기 시드 현탁액의 적어도 분획이 상기 공정을 통해 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도 TT로 처리되는 한, 본 발명의 범위내에서 적용될 수 있다.
상기 용기 또는 탱크(3)에 포함된 시드 현탁액 SSP는, 상기 시드 현탁액 SSP를 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도 TT로 처리하여 상기 식용 지방 EDF가 원하는 변환을 수행하는 시간의 적어도 일부 동안 교반기(5)에 의해 교반될 수 있다. 상기 온도는 최고 융점 결정 다형성 형태가 완전히 용융되는 온도를 초과하지 않도록 조심스럽게 제어되어야 한다. 상기 시드 현탁액 SSP는 또한 간단하게 상기 변환 단계에서 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 온도로 교반 없이 보관될 수 있다.
상기 교반기(5)는 물론 추가의 교반기 또는 변형된 교반기에 의해 보충될 수 있다. 상기 교반은 상기 변환 단계 중 일부 또는 전체 기간 동안 수행될 수 있다.
상기 가공 영역 PZ 중 변환 단계는 연속 공정의 통합된 부분일 수 있지만, 그러나, 이는 또한 회분식으로 수행할 수 있다.
상기 변환 단계로부터 수득된 시드 현탁액 SSP는 통상적으로 유동가능하고 후속하는 공정 단계로 전달될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 단면도를 예시한다. 도 4에서 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 도 2a에 예시된 것과 동일한 타입을 가질 수 있다. 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 본원에서 외부 실린더 OC로 개시된 용기 CON, 및 본원에서 내부 실린더 IC로 개시된 회전 배열체 RA를 포함하고; 상기 내부 실린더는 외부 실린더 OC 내부에 위치해 있다. 상기 실린더는, 도 4에서 예시된 바와 같이, 동심이다. 일부 대안의 구체예에서, 상기 실린더는 편심일 수 있다. 상기 식용 지방은 내부 실린더 IC와 외부 실린더 OC 사이에 위치한다. 상기 내부 IC 및/또는 외부 실린더 OC는 다른 실린더에 대해 회전할 수 있고 및 상기 상대 회전은 식용 지방 EDF에서 전단 응력을 일으킬 수 있다.
본 구체예의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 외부 OC의 내부 벽 IWLL 및/또는 내부 실린더 IC의 외부 벽 OWLL의 응고된 식용 지방을 스크레이핑할 수 있는 블레이드 또는 스크레이퍼로 본원에 예시되는 요소 ELEM을 포함한다. 상기 요소 ELEM은 스스로 전단 응력을 도입하고 및/또는 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에 의해 제공된 전단 응력에 부가될 수 있는 시드 현탁액의 통과를 감소시키도록 설계될 수 있다. 상기 블레이드는 또한 상기 지방 결정의 크기를 감소시키도록 설계될 수 있다.
대안의 구체예에서, 상기 블레이드 또는 스크레이퍼는 상기 외부 실린더에 부착될 수 있고, 즉 상기 내부 실린더의 표면을 스크레이핑하도록 배열된다. 이는 특히 상기 냉각 온도가 상기 내부 실린더에 의해 제공되는 경우 흥미로울 수 있다.
상기 내부 실린더 IC 및/또는 외부 실린더 OC 둘 다는 냉각 및/또는 가열될 수 있다. 상기 냉각은 많은 다른 방식으로, 가령 예를 들어 물로 둘러싸인 외부 실린더 OC를 포함하는 주위 자켓(4)에 의해 제공될 수 있다. 상기 내부 실린더 IC의 온도는 또한 예를 들어 온도 조절 유체(1)를 유도하여 조절될 수 있고, 상기 온도는 내부 실린더 IC의 코어(6)를 통해 조절될 수 있다. 이는 예컨대 결정이 내부 실린더 상에 형성되는 것을 방지할 수 있다. 상기 냉각 온도가 상기 내부 실린더에 의해 제공될 때, 상기 외부 실린더가 가열될 수 있다. 상기 실린더가 절연될 수 있고, 이는 상기 실린더 벽의 더 정확한 온도 조절을 유도할 수 있다.
상기 내부 실린더와 외부 실린더 사이의 거리가 더 작아지면 전단 응력은 더 증가될 수 있다. 결정화는 상기 식용 지방 EDF를 냉각시킴으로써 간단하게 수행될 수 있지만, 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에 의해 제공된 전단 응력으로 결정화 공정의 속도를 상당히 높일 수 있다. 전단 응력은 또한 원하는 형태 VI 시드 결정의 양을 증가시킬 수 있고, 이는 상기 식용 지방 자체를 냉각 처리하여 수득가능하지 않을 수 있다. 그러므로, 상기 전단이 증가되면, 거리가 줄어들 수 있고; 반면에 전단이 감소되면, 거리는 증가될 수 있다. 상기 전단을 증가시킴으로써 통상적으로 결정 변환의 속도를 적어도 특정 시점까지 증가시킬 수 있음을 알아야 한다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 스크레이프된 표면 열 교환기들 SSHE1, SSHE2의 배열체를 포함하는 시드 현탁액 장치 SSA를 예시한다. 상기 스크레이프된 표면 열 교환기들 SSHE1, SSHE2는 도 5에 예시되는 바와 같이 일렬로 배열될 수 있다. 일부 다른 구체예에서, 2개의 스크레이프된 표면 열 교환기는, 예컨대 결정화 영역 또는 결정화 단계 만이 사용되는 경우, 또는 상기 스크레이프된 표면 열 교환기가 도 1b에 개시된 것과 유사하게 작동하는 경우, 병렬로 배열될 수 있다. 도 5로 돌아가서, 도 2a의 스크레이프된 표면 열 교환기와 유사한 스크레이퍼를 포함하는 제1 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE1은 좌측에 개시되어 있고 및 도 2b의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE와 유사한 나선형 스크레이퍼를 포함하는 제2 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE2는 우측에 개시되어 있다. 대안의 구체예에서, 상기 스크레이프된 표면 열 교환기는 동일한 타입의 요소 ELEM을 포함할 수 있다. 도 5에 개시된 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 수직 위치로 채택하였고, 이는 표준 작동 모드일 수 있지만, 그러나 이는 또한 수평 모드로 작동할 수 있거나 또는 이들이 놓여있는 표면에 비스듬하게 놓여질 수 있다. 도 5에서, 제1 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE1은 결정화 영역 CZ을 형성하고, 상기 제2 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE2는 변환 영역 TZ을 형성한다. 대안으로서, 상기 결정화 단계는 1개 또는 2개의 스크레이프된 표면 열 교환기에서 수행될 수 있고, 및 이는 또한 도 5에 개시된 것보다 더 많은 스크레이프된 표면 열 교환기, 예컨대 3, 4, 5 또는 초과의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있다. 상기 결정화 단계는 또한 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있고 및 상기 변환 단계는 후속하는 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있다. 원칙적으로, 상기 결정화 단계 및 상기 변환 단계는, 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 제1 부분의 온도가 30 ℃의 냉각 온도 CT보다 낮고 및 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 또다른 부분의 온도는, 식용 지방 EDF를 15℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도 TT로 처리되는 것과 같이 조절되는 경우, 동일한 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있다. 일부 구체예에서 제1 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE1의 배출구와 제2 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE2의 투입구 사이의 거리는 도 5에 개시된 것보다 더 적을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 도 1b-c에 개시된 가공 시스템에서 수행된 공정 중에 시간 t에서 식용 지방 EDF의 공정 온도 곡선을 개시한다. 상기 개시된 온도는 상기 시스템의 주어진 단면에 대한 평균 온도를 나타내고, 상기 단면의 수직 위치는 개시된 시간 t에 해당한다.
도 6의 온도 곡선은 단지 예시를 목적으로 개시되었고 도 1b-c의 시스템을 통한 실제 온도 전개를 반드시 예시하는 것은 아님을 알아야 한다. 상기 온도는 가변할 수 있지만, 그러나 상대적으로 높은 초기 온도 OT의 원리는 상기 결정화 영역 CZ의 결정화 단계의 적어도 일부에서 또는 적어도 일부 중에 30 ℃ 이하의 냉각 온도 CT로 감소된다. 상기 온도를 그 후 상기 변환 영역 TZ에서 변환 단계의 적어도 일부 전에 또는 그 중에 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도 TT로 올린다.
결정화 단계 만이 사용되는 구체예에서, 상기 결정화 영역 CZ 단독 내에서 온도 곡선은 온도 변화를 설명할 수 있다.
도 6의 온도 곡선은 어떠한 방법으로도 상기 가공된 식용 지방 EDF가 가열 또는 냉각되는 특정 시간 또는 장소를 반영하도록 제한되지 않음을 알아야 한다. 상기 개시된 온도는 상기 시드 현탁액 SSP의 원하는 특성을 제공하는데 유효한 온도 또는 관련 단계의 평균 온도의 예시일 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 구체예에 따른 시드 현탁액 SSP를 제조하는 방법을 개시한다. 본 구체예는 상기 시드 현탁액 SSP를 재순환하는 옵션을 포함한다. 식용 지방 EDF를 공급 탱크로부터 입수하고 및 가공 영역 PZ으로 공급하였다. 상기 식용 지방 EDF는 특정 제어된 온도를 갖고 상기 결정화 단계로 들어가기 전에 결정이 존재하지 않도록 완전히 용융시키는 것이 유익할 수 있다. 이는 예를 들어 가공 영역 PZ 이전에 공정 라인에서 열 교환기 HE, 예컨대 플레이트 열 교환기를 구현하여 달성될 수 있고, 상기 결정화 영역 CZ의 결정화 단계가 수행된다. 이로인해, 상기 식용 지방은 상기 가공 영역 PZ으로 공급 탱크의 보관 온도보다 높은 온도로 전달되어, 상기 공급 탱크를 더 높은 온도로 유지하지 않아서 에너지를 보존할 수 있다. 상기 결정화 단계, 및 변환 영역 TZ의 선택적 변환 단계는, 도 1b 또는 도 1c의 구체예들을 포함하는 전술한 구체예에 따라 수행되어 시드 현탁액 SSP를 생성할 수 있다. 상기 시드 현탁액 SSP는 그 후 초콜릿을 시딩하기 위한 시드로 사용되어 상기 시드 현탁액을 초콜릿 조성물 CCM과 혼합 MIX하여 열 안정한 초콜릿을 수득할 수 있다. 그러나 가공 영역 PZ으로부터 수득된 상기 시드 현탁액 SSP를 열 교환기 HE를 통해 공급함으로써 이를 재-용용시키는 것이 유익할 수 있다. 상기 용융된 식용 지방 EDF는 다량의 식용 지방 EDF를 포함하는 공급 탱크 또는 상기 결정화 단계 이전에 배치된 열 교환기 HE로 재순환된다. 재순환이 필요 및/또는 유익한지 여부는 피드-백 제어 유닛 (feed-back control unit) FC에 의해 결정될 수 있다. 상기 피드-백 제어 유닛 FC는 예를 들어 결정화 영역 CZ 및/또는 변환 영역 TZ의 배출구에서 DSC 용융 피크 서모그램 (melt peak thermogram)에 의해 결정되는 바와 같이 결정의 함량 및/또는 온도를 측정하는 사람일 수 있고, 상기가 최적이 아닌 경우, 상기 시드 현탁액 SSP는 열 교환기 및/또는 식용 지방 EDF를 포함하는 탱크로 다시 재순환될 수 있다. 이는 또한 장치에 의해 수행되는 완전히 자동화된 공정일 수 있다.
상기 시드 현탁액 SSP가 만족스러운 특성을 갖는 경우, 상기 재순환은 종료될 수 있다. 상기 시드 현탁액 SSP는 그 후 초콜릿 조성물 CCM과 35 ℃ 이상의 온도에서 혼합되어 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM을 수득한다. 상기 초콜릿 조성물 CCM은 상기 시드 현탁액 SSP와의 혼합 단계 이전, 동안 및/또는 이후에 템퍼링된다.
도 7b는 상기 시드 현탁액 SSP의 재순환이 사용되는 본 발명의 일 구체예를 예시한다. 예를 들어, 도 7b의 구체예는 도 7a에 개시된 구체예의 맥락에서 이해될 수 있다. 처음에, 식용 지방 EDF가 시드 현탁액 SSP로 가공되지만, 수득된 시드 현탁액 SSP는 모두 도 7a에 관련하여 설명되는 바와 같이, 열 교환기 HE에 의해 재순환 및 재-용융된다. 예컨대 열 교환기, 가령 스크레이프된 표면 열 교환기를 포함하는 가공 설비, 및 관련 파라미터는 적절하게 조정되고 및 결과가 예컨대 만족스러운 흡열 용융 피크 위치 또는 DSC 용융 서모그램에 기인하여 만족스러운 경우, 상기 재순환은 종료될 수 있고 및 상기 시드 현탁액 SSP는 과자 제품, 예컨대 초콜릿 또는 초콜릿-유사 제품을 제조하는 공정으로 공급될 수 있다. 도 7b에서 설명되는 바와 같이, 재순환 여부 사이의 스위칭 (switching)은 피드-백 제어 유닛 FC에 의해 제어될 수 있다. 도 7b에서 개시되는 바와 같이, 상기 시드 현탁액은 재순환되거나 또는 초콜릿 조성물 CCM과의 혼합 MIX으로 공급되어 시딩된 초콜릿 조성물 SCCM을 수득한다.
도 8a는 본 발명의 일 구체예에 따른 시드 현탁액 장치 SSA를 예시한다. 본 구체예에서 시드 현탁액 장치 SSA는 가공 영역 PZ 및 제어 회로 CC를 포함한다. 상기 가공 영역 PZ은 전단 응력, 냉각 온도 CT 및 변환 온도 TT를 상기 식용 지방 EDF에 적용하는데 적합하다. 이는 예를 들어 적어도 하나의 열 교환기 HE, 예컨대 적어도 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에 의해 이루어질 수 있다.
냉각 및/또는 변환 온도를 조절하는데 사용되는 조절 기술은 유익하게 PID 컨트롤러 (controller)의 사용에 의해 수행되거나 또는 이의 사용을 포함할 수 있다.
PID 컨트롤러는 예컨대 온도와 같이, 입력 파라미터로부터의 원하는 설정점과 공정의 측정된 설정점 사이의 차이를 산출하는 컨트롤 루프 피드백 시스템 (control loop feedback system)이다. 구체적으로 상기 공정이 빠르고 정확한 조정을 필요로 하는 경우 PID 컨트롤러를 사용하는 것이 유익할 수 있다. PID 컨트롤러는 3개의 항 (term)으로 분리된다: 비례 (proportional), 적분 (integral) 및 미분 (derivative). 상기 비례 항 (proportional term)은 현재 오차 (current error)에 비례하는 값을 산출한다. 상기 오차는 비례적 이득 상수 (proportional gain constant) (Kp)에 의해 조정될 수 있다. 상기 이득이 너무 커지면, 이는 상기 시스템이 불안정하게 될 것이다. 상기 이득이 너무 작으면 상기 시스템은 상기 오차에 대해 적합하게 조정될 수 없다. 적분 항 (integral term)은 오차 및 상기 오차의 기간에 비례한 값을 산출한다. 상기 적분 항은 이전에 수정되지 않았을 수도 있는 축적된 오프셋 (accumulated offset)을 제공한다. 상기 항은 상기 설정점으로의 이동을 가속한다. 상기 미분 항 (derivative term)은 상기 오차의 구배에 의해 결정되는 값을 산출한다. 상기 항은 상기 시스템을 안정화시키는데 도움이 되는 예측 항 (predictive term)이다.
PID 컨트롤에 대한 더 간단한 대안은 예컨대 PID 컨트롤의 비례, 적분 및 미분 부분들 중 하나 또는 2개의 사용에 의한 컨트롤을 포함할 수 있다.
상기 가공 영역은 적어도 결정화 영역 CZ 및 선택적으로 변환 영역 TZ을 포함할 수 있다. 상기 결정화 영역 CZ은 적어도 결정화 단계를 포함하고 및 상기 변환 영역 TZ은 적어도 변환 단계를 포함한다. 도 8a에 개시된 바와 같이, 상기 결정화 단계는 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있고 및 상기 변환 단계는 또다른 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE에서 수행될 수 있다. 온도 센서는 예를 들어 각 영역의 내부 표면 셀 (shell)에서 또는 온도 조절 유체(1)를 포함하는 구획에서 위치하여 상기 식용 지방 EDF에 적용된 온도를 모니터할 수 있거나 또는 온도 센서는 상기 식용 지방 EDF에 위치하여 식용 지방 EDF의 온도를 모니터할 수 있다. 제어 회로 CC는 상기 센서에 연결된다. 상기 제어 회로 CC는 상기 센서로부터의 투입물을 수용하고 및 따라서 예컨대 PID 컨트롤에 의해 온도를 조정한다. 상기 제어 회로는 그후 하나의 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 냉각 온도 CT 및 변환 온도를 제어할 수 있다. 또다른 구체예에서 각 영역은 그 자체의 제어 회로 CC를 가지며, 즉 각 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE는 개별적으로 제어 회로 CC로 제어될 수 있다.
도 8b에 개시된 바와 같이, 상기 제어 회로 CC는 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE의 온도를, 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 SSHE가 결정화 영역 CZ 및 변환 영역 TZ 둘 다를 포함하여, 그러므로 결정화 단계 및 변환 단계 둘 다를 수행하는 방식으로 제어될 수 있다.
제어 회로 CC는, 예를 들어 온도 조절 유체(1)의 온도를 PID 컨트롤러 알고리즘과 같은 컨트롤 루프 피드백 기전을 사용하여 조절함으로써, 냉각 CT 및/또는 변환 온도 TT를 조절할 수 있다. 그러나 또다른 구체예에서 상태 공간 모델 (state space models) 또는 예측 피드백 컨트롤 (predictive feedback control)과 같은 다른 방법이 사용될 수 있다. 상기 온도를 제어하기 위한 PID 컨트롤러를 사용하는 이점은 다른 것과 비교하여 알고리즘의 단순성 (simplicity) 및 견고성 (robustness)에 기반한다. 상기 PID 컨트롤러 알고리즘은, 온도 조절 유체(1)의 온도의 임의의 변경은 상기 온도가 주어진 역치를 초과하지 않도록 수행되고, 즉 상기 식용 지방 EDF/시드 현탁액 SSP 내에 결정 모두가 용융될 수 있는 오버슈트 (overshoot)는 안되고, 그러므로 상기 시드 현탁액 중 시드 기능이 유지될 수 있도록 한다.
본 구체예에서 상기 컨트롤러는, 식용 지방 EDF/시드 현탁액 SSP를 과열하지 않고, 각 영역을 통한 흐름에 변화가 있는 경우에 온도 조절 유체(1)의 온도로 빠르고 정확하게 조정할 수 있다.
대안의 구체예에서, 단일의 온도 센서 만이 사용될 수 있다.
개시된 시드 현탁액 장치 SSA는 다른 조절 기술 및 물론 다른 센서 배열체에 의해 제어될 수 있다. 상기 센서는 타입, 수, 및 위치에서 가변될 수 있다. 상기 센서는 또한, 접촉 센서가 적용되는 경우, 센서와의 접촉에 의해 상기 시드 현탁액의 온도를 측정할 수 있다.
실시예
본 발명은 실시예에 의해 개시된다.
시드 현탁액 시료의 분석
실시예 1에서, 시드 현탁액 시료는 시차 주사 열량계 (DSC)에 의해 분석된다. 이는 HUBER TC45 침지 냉각 시스템을 구비한 METTLER TOLEDO DSC 823e에 의해 수행되었다. 40 ± 4 mg의 시드 현탁액 시료는 100 미크로리터의 알루미늄 팬 (aluminum pan)에서, 참조로 비어있는 팬과 함께, 기밀하게 밀봉되었다. 시드 현탁액 시료는 32.0 ℃에서 50.0 ℃까지 분당 3 ℃의 속도로 가열되어 DSC 용융 서모그램을 생성하였다. 이로부터 흡열 용융 피크 위치가 확인되었다.
시어 스테아린 IV 36
| 지방 조성물 | 시어 스테아린 IV 36 |
| SatOSat (% w/w) | 80.3 |
| StOSt (% w/w) | 67.4 |
| StOSt/SatOSat 비율 (% w/w) | 0.84 |
| Sat2OSat2* (% w/w) | 71.4 |
| Sat2OSat2/SatOSat 비율 (% w/w) | 0.89 |
| Sat2OSat2/(C16-C24)O(C16-C24) 비율 (% w/w) | 0.89 |
표 1: 시어 스테아린 IV 36의
트리글리세리드
조성물
Sat2OSat2
*
=
sn
-1 및
sn
-3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및
sn
-2 위치에서 올레산을 갖는
트리글리세리드. "StOSt
/
SatOSat
비율"은
StOSt
트리글리세리드
와
SatOSat
트리글리세리드
사이의 중량비를 나타내고, 반면에 "
Sat2OSat2
/
SatOSat
비율"은
Sat2OSat2
트리글리세리드와
SatOSat
트리글리세리드
사이의 중량비를 나타낸다.
실시예
1
공급 탱크로부터 입수된 시어 스테아린 IV 36의 2개의 시료 S-1 및 S-2는 도 1c에 따른 가공 영역 PZ으로 가해졌고, 여기서 상기 결정화 영역은 제1 스크레이프된 표면 열 교환기 (SSHE1)에 제공되었고, 시료들 S-3 및 S-4는, 각각 상기 제1 스크레이프된 표면 열 교환기 (SSHE1)의 생산물로부터 입수되었다. 상기 결정화 영역 생산물로부터 수득된 시료들 S-3 및 S-4는 도 1c에 개시된 바와 같은 제2 스크레이프된 표면 열 교환기 (SSHE2)에 구비된 변환 영역 TZ으로 가해져서 시드 현탁액의 시료들 S-5 및 S-6 각각을 수득하였다. 본 실시예의 가공 영역 PZ은 그러므로 일렬로 결합된 2개의 스크레이프된 표면 열 교환기 (SSHE1, SSHE2)를 포함한다. 상기 스크레이프된 표면 열 교환기의 파라미터 및 세팅 및 측정된 시드 현탁액 온도는 표 2에 개시되어 있다.
| 투입 시료 | S-1 | S-2 |
| 시료 참조 SSHE1 | S-3 | S-4 |
| 시료 참조 SSHE2 | S-5 | S-6 |
| 공급 탱크 온도 (℃) | 40.0 | 40.0 |
| 생성물 흐름 (시간당 킬로그램) | 6.2 | 6.2 |
| SSHE1에서 유지 시간 (분) | 23 | 23 |
| SSHE1 회전 속도(분당 회전수) | 161 | 161 |
| SSHE1의 주위 자켓의 온도 (℃) | 26.0 | 26.0 |
| SSHE1로부터의 배출구에서 시드 현탁액 온도 (℃) | 31.4 | 32.4 |
| SSHE2에서 유지 시간 (분) | 23 | 23 |
| SSHE2 회전 속도 (분당 회전수) | 161 | 161 |
| SSHE2의 주위 자켓의 온도 (℃) | 32.0 | 30.0 |
| SSHE2로부터의 배출구에서 시드 현탁액 온도 (℃) | 34.7 | 34.7 |
표 2:
스크레이프된
표면 열 교환기의 설정.
시험 시료는 각 시료 S-3, S-4에 대해 결정화 영역 생산물로부터 추출되었고, 및 각 시드 현탁액 시료 S-5 및 S-6에 대해 변환 영역 생산물로부터 추출되었고, 및 "시드 현탁액 시료의 분석"에 따라 분석되어 DSC 용융 서모그램을 생성하였다. 시료 S-3 및 S-5에 해당하는 생성된 DSC 용융 서모그램은 도 9에서 각각 실선 및 점선으로 도시되어 있다. 흡열 용융 피크 위치는 표 3에서와 같이 확인되었다. 여기서, x-축은 온도를 나타내고 및 y-축은 그람당 와트 (Watt)로 제공된다. S-3 및 S-5 뿐만아니라 S-4 및 S-6의 흡열 용융 피크 위치가 표 3에서와 같이 확인되었다.
| 시료 참조 | S-3 | S-4 |
| 흡열 용융 피크 위치 (℃) | 40.3 | 41.1 |
| 시료 참조 | S-5 | S-6 |
| 흡열 용융 피크 위치 (℃) | 41.7 | 41.9 |
표 3:
수득된
시료의
흡열
용융 피크 위치.
표 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 흡열 용융 피크 위치에서 증가가 제2 스크레이프된 표면 열 교환기 (SSHE2)의 배출구 후의 시료들에 대해, 제1 스크레이프된 표면 열 교환기 (SSHE1) 후의 배출구에서 흡열 용융 피크 위치와 비교하여 관찰되었다.
실시예
2:
참조 및 본 발명의 조성물을 갖는
밀크
초콜릿 및
다크
초콜릿.
하기 표 4는 밀크 초콜릿 및 다크 초콜릿 각각의 레시피 및 지방 조성을 나타내었다.
밀크 초콜릿 I 및 다크 초콜릿 I은 마블 테이블 (marble table) 상에서 각각 수동으로 템퍼링되었고 및 20 그람의 초콜릿 바아를 생산하기 위해 사용되었다.
상기 용융된 밀크 초콜릿 II 및 다크 초콜릿 II를 각각 35 ℃의 개방된 보울 (bowl)에서 교반하였다. 평균 입자 크기가 대략 10-20 미크로미터이고 34.7 ℃에서 슬러리 유사 상태인 제2 스크레이프된 표면 열 교환기 (SSHE2)의 배출구로부터의 시드 현탁액 시료 S-5를 상기 초콜릿에 첨가하였고 및 15분 동안 혼합하였다. 그 후에, 상기 초콜릿을 20 그람의 초콜릿 바아 몰드 (bar molds)에 부었다.
후속하여 상기 몰드를 3개의 영역 냉각 터널에서 총 30분으로, 먼저 15 ℃의 온도에서 10분, 그 후 12 ℃의 온도에서 10분, 그 후 15 ℃의 온도에서 10분 동안 냉각시켰다.
하기 표 4에서 중량 백분율은 각각 전체 레시피 및 상기 초콜릿의 지방 조성물을 나타낸다.
|
레시피
( % w/w) |
밀크 초콜릿 I (참조) | 밀크 초콜릿 II | 다크 초콜릿 I (참조) | 다크 초콜릿 II | ||
| 시드 (시료 S-5) | - | 1 | - | 1 | ||
| 시어 스테아린 IV 36 | - | 4 | - | 4 | ||
| 코코아 버터 | 18 | 13 | 10 | 5 | ||
| 코코아 매스 | 16 | 16 | 39 | 39 | ||
| 당 | 42.6 | 42 | 50.6 | 50 | ||
| 전지 분유 | 18 | 18 | - | - | ||
| 탈지 분유 | 5 | 5 | - | - | ||
| 레시틴 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | ||
| STS | - | 0.6 | - | 0.6 | ||
| 지방 조성 | ||||||
| 함량 ( % w/w) | ||||||
| 시드 현탁액 | - | 3 | - | 3 | ||
| 시어 스테아린 IV 36 | - | 12 | - | 12 | ||
| 코코아 버터 | 85 | 70 | 100 | 85 | ||
| 유지방 | 15 | 15 | - | - | ||
| 전체 지방 함량 | 30.9 | 30.9 | 31.5 | 31.5 | ||
| 초콜릿의 지방 상의 조성 (유지방이 존재하는 경우 유지방 및 시드는 제외) | ||||||
| STS (% w/w) | - | 2.0 | - | 2.0 | ||
| SatOSat (% w/w) | 82.1 | 81.8 | 82.1 | 81.9 | ||
| StOSt (% w/w) | 27.1 | 33.0 | 27.1 | 32.1 | ||
| StOSt/SatOSat 비율 | 0.33 | 0.40 | 0.33 | 0.39 | ||
| Sat2OSat2* (% w/w) | 28.9 | 35.1 | 28.9 | 34.2 | ||
| Sat2OSat2*/SatOSat 비율 | 0.35 | 0.43 | 0.35 | 0.42 | ||
표 4:
밀크
및
다크
초콜릿에 대한
레시피
및 지방 조성
Sat2OSat2
*
=
sn
-1 및
sn
-3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및
sn
-2 위치에서 올레산을 갖는
트리글리세리드
.
상기 레시피에서 전체 지방 함량은 시어 스테아린 IV 36, CB, 코코아 매스의 지방 함량 (코코아 매스 중 코코아 버터의 대략 56% w/w), 유지방 및 탈지 분유의 지방 함량의 합으로 산출된다.
유화제가 첨가되는 경우, 레시틴이 아닌 유화제 (본원에서 STS)는, 전체 지방 함량의 대략 2 중량%의 양으로 존재한다.
상기 시드 현탁액 (시료 S-5)은 실시예 1에서 개시된 바와 같이 제조된다.
실시예
3
밀크
- 및
다크
초콜릿의 초콜릿
바아의
블룸
저항성
실시예 2로부터의 초콜릿 바아를 20 ℃에서 7일 동안 보관한 후에 프로그램가능한 온도 캐비넷 (programmable temperature cabinet)에 넣고, 고온으로 10시간, 그 후 저온으로 14시간 동안 열 처리하였다. 상기 열 처리는 한 번 수행되었다. 상기 고온은 35 또는 37 ℃ +/- 0.5 ℃이고 및 상기 저온은 20, 23, 24 또는 25 ℃ +/- 0.5 ℃이다.
상기 초콜릿 바아는 한 번의 열 처리 후에 블룸에 대해 검사하였다.
하기 표 5는, 다른 고온 및 저온 설정 하에 한 번의 열 처리 후에, 실시예 2의 표 4에서의 밀크 및 다크 초코릿 바아에 대해 관찰된 블룸 효과에 대한 시험 결과를 나타내었다.
| 열 처리 | 밀크 초콜릿 I (참조) | 밀크 초콜릿 II | 다크 초콜릿 I (참조) | 다크 초콜릿 II |
| 37 -25 ℃ | - | + | - | + |
| 37 -24 ℃ | - | + | - | + |
| 37 -23 ℃ | - | + | - | + |
| 37 -20 ℃ | - | + | - | + |
| 35 -25 ℃ | - | ++ | - | ++ |
| 35 -24 ℃ | - | ++ | - | ++ |
| 35 -23 ℃ | - | ++ | - | ++ |
표 5: 한 번의 열 처리 후에
밀크
및
다크
초콜릿 시료에서
블룸
"++"는 광택이 있고
블룸이
없는
초코릿
표면을 나타냄
"+"는 흐릿하지만 (dull)
블룸이
없는 초콜릿 표면을 나타냄
"-"는
블룸된
초콜릿 표면을 나타냄
표 5의 데이터에서 밀크 초콜릿 II는 모든 시험된 조건하의 열 처리 후에 적어도 블룸되지 않은 초콜릿 표면을 나타내었고, 반면에 상기 참조의 밀크 초콜릿 I은 시험된 온도와 관계없이 한 번의 열 처리 후에 블룸된 초콜릿 표면을 나타내는 것을 보였다.
표 5의 데이터에서 다크 초콜릿 II는 모든 시험된 온도 조건하의 한 번의 열 처리 후에 적어도 블룸되지 않은 초콜릿 표면을 나타내었고, 반면에 상기 참조의 다크 초콜릿 I은 시험된 온도와 관계없이 한 번의 열 처리 후에 블룸된 초콜릿 표면을 나타내는 것을 보였다.
명백하게, 밀크 초콜릿 II 및 다크 초콜릿 II는 밀크 초콜릿 I 및 다크 초콜릿 I 둘 다와 비교할 때 향상된 블룸 저항성을 나타내었다.
또한, 상기 표 5의 데이터는 향상된 광택 안정성 (glossiness stability)을 갖는 초콜릿 제품이 수득될 수 있음을 개시하였다.
CC. 제어 회로
CCM. 초콜릿 조성물
CON. 용기
CT. 냉각 온도
CZ. 결정화 영역
EDF. 식용 지방
ELEM. 요소
FC. 피드-백 컨트롤
HE. 열 교환기
IC. 내부 실린더
IWLL. 외부 실린더의 내부 벽
MIX. 혼합
OC. 외부 실린더
OT. 개시 온도
OWLL. 내부 실린더의 외부 벽
PZ. 가공 영역
SCCM. 시딩된 초콜릿 조성물
SSA. 시드 현탁액 장치
SSHE. 스크레이프된 표면 열 교환기
SSHEi. 제i 스크레이프된 표면 열 교환기
SECi. 제i 섹션
SSP. 시드 현탁액
TT. 변환 온도
TZ. 변환 영역
1. 온도 조절 유체
2. 온도 조절 튜브
3. 용기
4. 주위 자켓
5. 교반기
6. 코어
CCM. 초콜릿 조성물
CON. 용기
CT. 냉각 온도
CZ. 결정화 영역
EDF. 식용 지방
ELEM. 요소
FC. 피드-백 컨트롤
HE. 열 교환기
IC. 내부 실린더
IWLL. 외부 실린더의 내부 벽
MIX. 혼합
OC. 외부 실린더
OT. 개시 온도
OWLL. 내부 실린더의 외부 벽
PZ. 가공 영역
SCCM. 시딩된 초콜릿 조성물
SSA. 시드 현탁액 장치
SSHE. 스크레이프된 표면 열 교환기
SSHEi. 제i 스크레이프된 표면 열 교환기
SECi. 제i 섹션
SSP. 시드 현탁액
TT. 변환 온도
TZ. 변환 영역
1. 온도 조절 유체
2. 온도 조절 튜브
3. 용기
4. 주위 자켓
5. 교반기
6. 코어
Claims (38)
- 시드 현탁액 (seed suspension: SSP)을 제조하는 방법으로서,
- 용융되는 식용 지방 (edible fat: EDF)을 제공하는 단계,
- 상기 식용 지방 (EDF)을 가공 영역 (processing zone: PZ)을 통해 공급하는 단계, 및
- 상기 가공 영역 (PZ)에서 결정화 단계 (crystallization step)는,
- 상기 식용 지방 (EDF)을 30 ℃ 이하의 냉각 온도 (cooling temperature: CT)로 상기 가공 영역 (PZ)에서 처리하고, 및
- 상기 식용 지방 (EDF)을 전단 응력 (shear stress)으로 상기 가공 영역 (PZ)에서 처리함으로써 수행되어, 상기 시드 현탁액 (SSP)을 수득하는 단계를 포함하고,
상기 식용 지방 (EDF)은 SatOSat-트리글리세리드를 20 - 99 중량% (% by weight)의 양으로 포함하고, 상기 Sat는 포화 지방산 (saturated fatty acid)을 나타내고 및 O는 올레산 (oleic acid)을 나타내고, 및
상기 식용 지방 (EDF)은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비 (weight-ratio)를 가지며, 상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99인 것인 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 가공 영역 (PZ)은 스크레이프된 표면 열 교환기 (scraped surface heat exchanger: SSHE)를 포함하고 및 상기 전단 응력은 상기 스크레이프된 표면 열 교환기 (SSHE)에 의해 제공되는 것인 방법.
- 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 식용 지방 (EDF)의 제1 부분은 시드 결정 (seed crystals: SC)으로 상기 결정화 단계 중에 변환되고, 및 상기 결정화 단계는
- 상기 수득된 시드 결정 (SC)을 상기 식용 지방 (EDF)의 제2 부분과 혼합하여 상기 시드 현탁액 (SSP)을 수득하는 단계를 더 포함하는 것인 방법. - 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 온도 (CT)는 5 내지 30 ℃, 예컨대 10 내지 30 ℃, 예컨대 15 내지 30 ℃, 예컨대 20 내지 30 ℃, 예컨대 25 내지 30 ℃, 예컨대 26 내지 29 ℃인 것인 방법.
- 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 적어도 100초, 예컨대 적어도 150초, 예컨대 적어도 300초, 또는 예컨대 150 내지 1800초, 예컨대 150 내지 1000초, 또는 예컨대 300 내지 7200초 동안 수행되는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 온도 (CT)는, 상기 식용 지방 (EDF)과 접촉하는 상기 가공 영역 (PZ)의 벽 온도를 상기 결정화 단계 중에 제어함으로써, 제공되는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정화 단계는 반복되고, 예컨대 2, 3, 4, 또는 5회, 또는 심지어 5회 초과로 수행되는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은
- 상기 시드 현탁액 (SSP)을 상기 가공 영역 (PZ)에서 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상의 변환 온도 (transformation temperature: TT)로 처리함으로써, 상기 가공 영역 (PZ)에서 변환 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것인 방법. - 청구항 8에 있어서, 상기 변환 단계는 상기 시드 현탁액을 전단 응력으로 상기 변환 단계에서 처리하는 것을 더 포함하는 것인 방법.
- 청구항 8 또는 9에 있어서, 상기 변환 온도 (TT)는 상기 냉각 온도 (CT)보다, 예컨대 적어도 2 ℃, 예컨대 적어도 4 ℃, 예컨대 적어도 6 ℃ 더 높은 것인 방법.
- 청구항 8 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환 온도 (TT)는 15 내지 42 ℃, 예컨대 20 내지 42 ℃, 예컨대 25 내지 42 ℃, 예컨대 30 내지 42 ℃, 예컨대 30 내지 41 ℃, 예컨대 30 내지 40 ℃, 예컨대 33 내지 40 ℃, 예컨대 34 내지 40 ℃, 예컨대 35 내지 40 ℃, 예컨대 35 내지 39 ℃인 것인 방법.
- 청구항 8 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환 온도 (TT)는 35 ℃ 이상인 것인 방법.
- 청구항 8 내지 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환 온도 (TT)는 상기 시드 현탁액 (SSP)의 최고 융점 (highest melting) 결정 다형성 형태 (crystal polymorphic form), 예컨대 형태 VI이 용융되는 온도보다 낮고, 예컨대 최고 융점 결정 다형성 형태의 흡열 용융 피크 위치 (endotherm melt peak position)보다 예컨대 적어도 1 ℃, 예컨대 2 ℃, 예컨대 3 ℃, 예컨대 4 ℃, 예컨대 5 ℃ 낮은 것인 방법.
- 청구항 8 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환 단계는 5시간 미만, 예컨대 1시간 미만, 및/또는 250초 이상, 예컨대 250초 내지 5시간, 예컨대 250초 내지 1시간, 예컨대 250 내지 1800초 동안 수행되는 것인 방법.
- 청구항 8 내지 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환 온도 (TT)는 상기 식용 지방 (EDF)과 접촉하는 가공 영역 (PZ)의 벽 온도를 상기 변환 단계 중에 제어함으로써 제공되는 것인 방법.
- 청구항 8 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환 단계가 반복되고, 예컨대 2, 3, 4, 또는 5회, 또는 심지어 5회 초과로 수행되는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가공 영역 (PZ)은, 결정화 영역 (crystallization zone: CZ) 및 변환 영역 (transformation zone: TZ)이 존재하는 경우, 이들 둘 다를 포함하거나 또는 이들 둘 다인 것인 방법.
- 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 연속하여 수행되는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가공 영역 (PZ)은 용기 (container: CON) 및 회전 배열체 (rotation arrangement: RA)를 포함하고, 상기 회전 배열체 (RA)는 상기 용기 (CON)내에 배열되고 및 상기 회전 배열체 (RA)는 상기 용기 (CON)에 대해 회전가능하고 및 상기 결정화 단계 및/또는 변환 단계는 상기 용기 (CON)의 내부 벽과 상기 회전 배열체 (RA) 사이에서 수행되는 것인 방법.
- 청구항 19에 있어서, 상기 용기 (CON)는 외부 실린더 (outer cylinder: OC)를 포함하거나 또는 이로 구성되고 및 상기 회전 배열체 (RA)는 내부 실린더 (inner cylinder: IC)를 포함하거나 또는 이로 구성되는 것인 방법.
- 청구항 20에 있어서, 상기 결정화 단계 및/또는 상기 변환 단계 중에 상기 전단 응력이 존재하는 경우 상기 전단 응력은 상기 내부 실린더 (IC)와 상기 외부 실린더 (OC) 사이에서 상기 외부 실린더 (OC)에 대해 상기 내부 실린더 (IC)를 회전시킴으로써 제공되는 것인 방법.
- 청구항 20 또는 21에 있어서, 상기 내부 실린더 (IC)는, 예를 들어 상기 내부 실린더 (IC)의 코어 (core)를 통해 온도 조절 유체(1)를 공급함으로써, 가열되는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 22 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가공 영역 (PZ)의 생산물 (output)은 상기 가공 영역 (PZ)의 투입물 (input)로, 예를 들어 하나 이상의 열 교환기를 통해, 예컨대 상기 시드 현탁액 생산의 개시 중에, 선택적으로 피드백될 수 있는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 23 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식용 지방 (EDF)은 SatOSat-트리글리세리드를 상기 식용 지방의 30-99 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 40-99 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 50 - 99 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 60 - 99 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 70-98 중량%, 예컨대 상기 식용 지방의 80-99 중량%의 양으로 포함하는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 24 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식용 지방 (EDF)은 StOSt-트리글리세리드를 20-99 중량%, 예컨대 40-99 중량%, 예컨대 60-99 중량%, 예컨대 70-99 중량%, 예컨대 70-90 중량%의 양으로 포함하는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 25 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식용 지방 (EDF)은 시어 지방 (shea fat), 예컨대 시어 스테아린 (shea stearin)이거나 또는 이를 포함하는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이의 식용 지방의 중량비는 0.45 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.55 내지 0.99, 예컨대 0.60 내지 0.99, 예컨대 0.65 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99일 수 있는 것인 방법. - 청구항 1 내지 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시드 현탁액 (SSP)은 약 40 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 41 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 42 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 43 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타내는 것인 방법.
- 청구항 1 내지 28 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은
- 상기 시드 현탁액 (SSP)을 초콜릿 조성물 (chocolate composition: CCM)과 혼합하여 시딩된 초콜릿 조성물 (seeded chocolate composition: SCCM)을 수득하는 단계,
- 상기 초콜릿 조성물 (CCM)을, 상기 시드 현탁액 (SSP)과 혼합하기 이전, 동안 및/또는 이후에 템퍼링 (tempering)하는 단계를 더 포함하는 것인 방법. - 열 안정한 초콜릿 (heat stable chocolate)을 제조하는 방법으로서,
- 용융되는 식용 지방 (EDF)을 제공하는 단계,
- 상기 식용 지방 (EDF)을 가공 영역 (PZ)을 통해 공급하는 단계, 및
- 상기 가공 영역 (PZ)에서 결정화 단계는,
- 상기 식용 지방 (EDF)을 30 ℃ 이하의 냉각 온도 (CT)로 상기 가공 영역 (PZ)에서 처리하고, 및
- 상기 식용 지방 (EDF)을 전단 응력으로 상기 가공 영역 (PZ)에서 처리함으로써 수행되어, 시드 현탁액 (SSP)을 수득하는 단계,
- 상기 시드 현탁액 (SSP)을 초콜릿 조성물 (CCM)과 30 ℃ 이상, 예컨대 32 ℃ 이상, 예컨대 34 ℃ 이상, 예컨대 35 ℃ 이상의 온도에서 혼합하여 시딩된 초콜릿 조성물 (SCCM)을 수득하는 단계, 및
- 상기 초콜릿 조성물 (CCM)을, 상기 시드 현탁액 (SSP)과의 혼합 이전, 동안 및/또는 이후에, 템퍼링하는 단계,
- 상기 시딩된 초콜릿 조성물 (SCCM)을 냉각하여 상기 열 안정한 초콜릿을 수득하는 단계를 포함하고,
상기 식용 지방 (EDF)은 SatOSat-트리글리세리드를 20 - 99 중량%의 양으로 포함하고, 상기 Sat는 포화 지방산을 나타내고 및 O는 올레산을 나타내고, 및
상기 식용 지방 (EDF)은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며, 상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99인 것인 방법. - 청구항 30에 있어서, 상기 시드 현탁액 (SSP)은 청구항 1 내지 29 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 생산되는 것인 방법.
- 20-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드를 포함하는 시드 현탁액 (SSP)으로서,
상기 시드 현탁액 (SSP)은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며, 상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이고, 및
상기 시드 현탁액은 약 40 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 41 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 42 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타내는 것인 시드 현탁액 (SSP). - 청구항 32에 있어서, 상기 시드 현탁액 (SSP)은 청구항 1 내지 29 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득가능한 것인 시드 현탁액 (SSP).
- 열 안정한 초콜릿을 포함하는 과자 제품 (confectionary product)으로서, 상기 열 안정한 초콜릿은
- 20-99 중량%의 SatOSat-트리글리세리드, 및
- 시드 결정을 포함하는 지방 상 (fat phase)을 가지며,
상기 시드 결정은
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C18 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드와,
- 트리글리세리드의 sn -1 및 sn -3 위치에서 C16 - C24 포화 지방산 및 sn -2 위치에서 올레산을 갖는 트리글리세리드 사이에 중량비를 가지며, 상기 중량비는 0.40 내지 0.99, 예컨대 0.50 내지 0.99, 예컨대 0.70 내지 0.99이고, 및
상기 열 안정한 초콜릿은 약 35 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 36 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 37 ℃ 또는 초과, 예컨대 약 38 ℃ 또는 초과에서 흡열 용융 피크 위치를 나타내는 것인 과자 제품. - 청구항 34에 있어서, 상기 시드 결정은 청구항 1 내지 29 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 시드 현탁액 (SSP)의 형태 또는 청구항 32 또는 33에 따른 시드 현탁액 (SSP)의 형태로 첨가되는 것인 과자 제품.
- 시드 현탁액 (SSP)의 제조를 위한 시드 현탁액 장치 (seed suspension apparatus: SSA)로서,
상기 시드 현탁액 장치 (SSA)는 식용 지방 (EDF)을 수용하기에 적합하고,
상기 시드 현탁액 장치 (SSA)는
- 상기 식용 지방 (EDF)에 전단 응력, 냉각 온도 (CT) 및 변환 온도 (TT)를 가하기에 적합한 가공 영역 (PZ), 및
- 제어 회로 (control circuit: CC)로서,
- 상기 냉각 온도 (CT)를 30 ℃ 이하, 예컨대 5 내지 30 ℃에 있도록 제어하고, 및
- 상기 변환 온도를 15 ℃ 이상, 예컨대 20 ℃ 이상, 예컨대 25 ℃ 이상, 예컨대 30 ℃ 이상, 예컨대 15 내지 41 ℃, 예컨대 30 내지 41 ℃, 예컨대 35 내지 39 ℃에 있도록 제어하기에 적합한 것인 제어 회로를 포함하는 것인 시드 현탁액 장치 (SSA). - 청구항 36에 있어서, 상기 시드 현탁액 장치 (SSA)는 청구항 1 내지 29 중 어느 한 항의 방법에 따라 작동하기에 적합한 것인 시드 현탁액 장치 (SSA).
- 초콜릿 또는 초콜릿-유사 제품을 시딩 (seeding)하기 위한 청구항 1 내지 29 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 시드 현탁액 (SSP)의 용도.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1551686-7 | 2015-12-21 | ||
| SE1551686 | 2015-12-21 | ||
| PCT/SE2016/051248 WO2017111683A1 (en) | 2015-12-21 | 2016-12-12 | Process for producing a seed suspension |
Publications (1)
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