気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法
【課題】オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法を提供する。
【解決手段】油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料Ｍを送出する送出用ポンプ１と、その送出用ポンプ１から送出される原料Ｍに気体Ｇを含有させる含気手段３と、その含気手段３により気体Ｇが含有された流動状態にある含気原料Ｍｇを細分化すると共に再混合して、その含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化する細分混合手段３０と、その細分混合手段３０にて細分化された気泡を含む含気原料Ｍｇを冷却して固形化する冷却手段４０とが設けられている気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【解決手段】油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料Ｍを送出する送出用ポンプ１と、その送出用ポンプ１から送出される原料Ｍに気体Ｇを含有させる含気手段３と、その含気手段３により気体Ｇが含有された流動状態にある含気原料Ｍｇを細分化すると共に再混合して、その含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化する細分混合手段３０と、その細分混合手段３０にて細分化された気泡を含む含気原料Ｍｇを冷却して固形化する冷却手段４０とが設けられている気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法は、空気や窒素等の気泡が含有された固形状油脂食品を製造するものであり、固形状油脂食品の具体例としては、例えばマーガリンやバター等がある。
一般に、マーガリンやバター等の固形状油脂食品は、冷蔵庫等の低温下で保存することにより固形状に保つことになる。
そして、このような固形状油脂食品を冷蔵庫等の保存温度と同等の低温状態でも柔らかくして、食パン等の食材に塗り易くする等のために、固形状油脂食品に気泡を含有させている。
【０００３】
このような気泡含有固形状油脂食品の製造システムにおいて、従来は、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出する送出用ポンプと、その送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる含気手段と、その含気手段により気体が含有された含気原料を冷却して固形化する冷却手段とが設けられていた。
つまり、含気手段により気体が含有された含気原料をそのまま冷却手段に供給して、冷却手段で冷却して固形化する製造方法になっていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、気泡含有固形状油脂食品における気体の含有率を表す指標として、一般に、下記の式で求められるオーバーラン値が用いられるので、以下の説明において、気泡含有固形状油脂食品における気体の含有率の大小を論じる際には、このオーバーラン値を用いて説明する。
オーバーラン値＝{（気泡を含まない固形状油脂食品の所定体積での重量−気泡含有固形状油脂食品の所定体積での重量）÷気泡含有固形状油脂食品の所定体積での重量}×１００［％］
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１５４４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、気泡含有固形状油脂食品は、オーバーラン値を高くするほど低温状態でも柔らかくすることができるのであるが、従来では、以下の理由でオーバーラン値を高くし難く、オーバーラン値を高くする上で改善の余地があった。
即ち、含気手段により気体が含有された含気原料をそのまま冷却手段に供給して、冷却手段で冷却して固形化するものであるので、冷却手段に供給される含気原料中の気泡の大きさが大きく、しかも、大きな気泡は気泡同士が一体化し易いので更に大きくなり易く、そして、気泡が大きいほど含気原料から抜け易い。
従って、含気手段から冷却手段に至る経路中や、冷却手段にて冷却される間に、含気原料から気泡が抜け、結果的に、オーバーラン値を高くし難かった。
例えば、マーガリンやバター等の油脂のみが組成の原料の場合、従来では、オーバーラン値を高くするにしても１０数％までが限度であった。
【０００７】
ちなみに、含気手段において気体を噴出する噴出孔をより小さくすることにより、原料に含有させる気泡の大きさを小さくすることが考えられる。しかしながら、昇温した原料は、流動可能であってもなお粘度が比較的高いため、含気手段における気体の噴出孔を小さくするほど原料に気体を注入させ難くなり、含気手段のみにより原料に含有させる気泡の大きさを小さくするにも限界がある。
【０００８】
尚、上記の特許文献１では、原料として、油脂に加えて蜂蜜が含有されたものを用いている。そして、油脂に加えて蜂蜜が含有された原料は、油脂のみが組成の原料に比べて、流動可能な状態での粘度が高いので、気泡が抜け難く、オーバーラン値を高くすることができる。
即ち、蜂蜜を含有する油脂はオーバーラン値を高くし易いが、気泡含有固形状油脂食品としては、オーバーラン値を高くし難い油脂単独のものでもオーバーラン値を高くしたいものである。
つまり、油脂単独のもののみならず、油脂に加えて蜂蜜等、油脂以外の素材を含むものを原料とする場合でも、オーバーラン値をより高くすることが望まれている。
【０００９】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの特徴構成は、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出する送出用ポンプと、その送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる含気手段と、その含気手段により気体が含有された流動状態にある含気原料を細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化する細分混合手段と、その細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却して固形化する冷却手段とが設けられている点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、送出用ポンプにより、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料が送出され、含気手段により、送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる。
その含気手段により気体が含有されて流動状態にある含気原料は、細分混合手段において細分化されると共に再混合されて、その含気原料に含まれる気泡が細分化され、冷却手段において、細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料が冷却されて固形化される。尚、含気原料が冷却手段に供給されるまでは、含気原料は昇温状態にあり、冷却手段では含気原料は冷却状態にある。
つまり、細分混合手段にて、含気原料中の気泡が細分化されると共に含気原料中の全域にわたって均等に分散されるので、細分化された小さい気泡は含気原料から抜け難く、又、細分化された小さい気泡は一体化し難いため大きくなり難く、しかも、小さな気泡が含気原料中に分散された状態が維持される。
そして、そのように気泡が細分化され均等に分散された含気原料が細分混合手段から冷却手段に供給されることになって、細分混合手段から冷却手段に至る経路中や冷却手段にて冷却されている間で、含気原料から気泡が抜け難いので、冷却手段において、細分化された気泡を十分に保持した状態で含気原料を冷却して固形化することができる。又、含気手段から投入される気体を無駄なく気泡含有固形状油脂食品中に保持させることができる。
従って、オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造システムを提供することができる。
【００１２】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記細分混合手段から送出される含気原料を昇圧して前記冷却手段に供給する昇圧用ポンプが設けられている点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、細分混合手段から送出される含気原料は、昇圧用ポンプにより昇圧された後に冷却手段に供給される。
つまり、昇圧用ポンプにより含気原料の送出圧力が高められることにより、含気原料からより一層気泡が抜け難くなるので、細分混合手段から冷却手段に至る経路中や、冷却手段にて冷却されている間で、含気原料から気泡が抜けるのをより一層抑制することができる。
従って、オーバーラン値をより一層高くすることができる。
【００１４】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記含気手段が、先端が閉塞され且つ径方向外方に気体を噴出する複数の噴出孔を筒壁の先端側に周方向に分散して備えた筒状の気体噴出ノズルにて構成され、
その気体噴出ノズルが、前記送出用ポンプから送出された原料が流動する原料供給路内に、長手方向を原料流動方向に沿わせた姿勢で配設されている点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、含気手段の各噴出孔から気体が原料供給路における原料の流動方向と交差する方向（気体噴出ノズルの径方向外方）に噴出され、しかも、複数の噴出孔から異なる方向に気体が噴出されるので、噴出された気体は気泡となって、原料供給路を流動する原料の広い範囲に分散される。
そして、気泡が含気原料のより広い範囲に分散した状態で、含気原料が細分混合手段に供給されるので、その細分混合手段において、気泡を細分化して、その細分化した気泡を含気原料のより広い範囲にわたって、より一層均等に分散することができる。
従って、オーバーラン値が高く、しかも、気泡が更に均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００１６】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記細分混合手段が、含気原料を複数箇所で屈曲させて流動可能な複数の狭隘な細分処理路を備えて構成されている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、含気原料は、各細分処理路の屈曲部分を形成する部材に衝突して屈曲することを繰り返しながら、複数の狭隘な細分処理路を並行して流動する。
そして、含気原料は、複数の狭隘な細分処理路を流動して合流し、各細分処理路の屈曲部分の形成部材に衝突して屈曲する度に、せん断作用により細分化されると共に再混合されるので、含気原料に含まれる気泡がより一層細分化されると共に含気原料中の全域にわたってより一層均等に分散される。
従って、オーバーラン値がより一層高く、しかも、気泡がより一層均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００１８】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記細分混合手段が、筒状の外側部材と、外周面が前記外側部材の内周面と間隔を隔てた状態で前記外側部材内に配設された内側部材とを備えて構成され、
前記外側部材の内周面に、径方向内方に向けて突出する複数の棒状又は歯状の外側突起が周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の外側突起列の複数列が、軸心方向に間隔を隔てて備えられ、
前記内側部材の外周面に、径方向外方に向けて突出する複数の棒状又は歯状の内側突起が周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の内側突起列の複数列が、１列ずつ前記外側突起列間にその外側突起列と間隔を隔てて入り込み且つ各内側突起が各外側突起と周方向において互い違いになる形態で、軸心方向に間隔を隔てて備えられ、
前記外側部材と前記内側部材との間に、前記複数列の外側突起列及び前記複数列の内側突起列により、前記複数の細分処理路が形成される点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、外側部材と内側部材との間の環状の空間に、複数列の外側突起列及び複数列の内側突起列により、より多数の細分処理路が形成され、しかも、そのように形成される多数の細分処理路は、網の目のように接続されていて、複数箇所で合流及び分岐が繰り返されるように構成される。
そして、網の目状の細分処理路を流動する含気原料は、外側突起や内側突起（細分処理路の形成部材に相当する）に衝突して細分化され、そのように細分化されると再び合流して含気原料同士が衝突することを何回も繰り返すので、含気原料は更に効果的に細分化されると共に再混合されることになり、含気原料に含まれる気泡が更に細分化されると共に原料中の全域にわたって更に均等に分散される。
従って、オーバーラン値が更に高く、しかも、気泡が更に均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００２０】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記外側部材の内周面及び前記内側部材の外周面夫々の横断面形状が円であり、
前記外側部材及び前記内側部材のいずれか一方が駆動回転されるように構成されている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、外側部材及び内側部材のいずれか一方が駆動回転されるので、含気原料は、外側部材及び内側部材のうちの静止状態の部材の突起間から流出するときには、外側部材及び内側部材のうちの回転状態の部材の突起と衝突し、且つ、外側部材及び内側部材のうちの回転状態の部材の突起間から流出するときには、外側部材及び内側部材のうちの静止状態の部材の突起に衝突することを繰り返しながら、外側部材と内側部材との間の複数の細分処理路を合流及び分流を繰り返しつつ流動する。
従って、含気原料が極めて効果的に細分化されると共に再混合されることになり、含気原料に含まれる気泡が極めて効果的に細分化されると共に含気原料中の全域にわたって均等に分散されるので、オーバーラン値が更に高く、しかも、気泡が更に均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造方法の特徴構成は、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出用ポンプにより送出し、その送出用ポンプから送出される原料に含気手段により気体を含有させ、その含気手段により気体が含有された流動状態にある含気原料を細分混合手段により細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化し、その細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却手段により冷却して固形化する点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、送出用ポンプにより、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出し、含気手段により、送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる。
その含気手段により気体が含有されて流動状態にある含気原料を、細分混合手段において細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化し、冷却手段において、細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却して固形化する。尚、含気原料を冷却手段に供給するまでは、含気原料は昇温状態にあり、冷却手段では含気原料は冷却状態にある。
つまり、細分混合手段にて、含気原料中の気泡を細分化すると共に含気原料中の全域にわたって均等に分散するので、細分化された小さい気泡は含気原料から抜け難く、又、細分化された小さい気泡は一体化し難いため大きくなり難く、しかも、小さな気泡が含気原料中に分散された状態が維持される。
そして、そのように気泡を細分化し均等に分散した含気原料を細分混合手段から冷却手段に供給することができ、細分混合手段から冷却手段に至る経路中や冷却手段にて冷却している間に、含気原料から気泡が抜け難いので、冷却手段において、細分化された気泡を十分に保持した状態で含気原料を冷却して固形化することができる。又、含気手段から投入される気体を無駄なく気泡含有固形状油脂食品中に保持させることができる。
従って、オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】気泡含有固形状油脂食品の製造システムの全体概略構成を示すブロック図
【図２】気体噴出ノズル周辺を示す要部の断面図
【図３】細分混合部の一部切り欠き斜視図
【図４】細分混合部におけるロータの回転軸心に直交する面での部分断面図
【図５】細分混合部におけるロータの回転軸心に沿う面での部分断面図
【図６】攪拌冷却部の一部切り欠き側面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、気泡含有固形状油脂食品の製造システム（以下、油脂食品製造システムと略称する場合がある）は、油脂が含まれる原料Ｍを貯留すると共に流動可能に昇温する加熱貯留部２０と、その加熱貯留部２０により流動可能に昇温された原料Ｍを送出する送出用ポンプ１と、その送出用ポンプ１から送出される原料Ｍにボンベ等の気体供給源２からの気体Ｇを含有させる気体噴出ノズル３（含気手段の一例）と、その気体噴出ノズル３により気体Ｇが含有された流動状態にある含気原料Ｍｇを細分化すると共に再混合して、その含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化する細分混合部３０（細分混合手段の一例）と、その細分混合部３０にて細分化された気泡Ｂを含む含気原料Ｍｇを攪拌しながら冷却して固形化する攪拌冷却部４０（冷却手段の一例）とを備えて構成されている。
この実施形態では、油脂食品製造システムには、更に、細分混合部３０から送出される含気原料Ｍｇを昇圧して攪拌冷却部４０に供給する昇圧用ポンプ４が設けられている。
尚、この実施形態では、油脂が含まれる原料Ｍとしてマーガリンを用い、気体Ｇとして窒素ガスを用いる場合を例にして説明する。
【００２６】
図１に示すように、加熱貯留部２０の送出口２１と攪拌冷却部４０の受入口４１とが原料供給路５にて接続され、その原料供給路５に、上流側から下流側に向けて順に、送出用ポンプ１、細分混合部３０、昇圧用ポンプ４が設けられている。又、攪拌冷却部４０の送出口４２には、気泡含有固形状油脂食品Ｆが送出される油脂食品送出路６が接続されている。
気体供給源２から気体Ｇが送出される気体供給路７が、原料供給路５における送出用ポンプ１と細分混合部３０との間の部分に気体噴出ノズル３を介して接続され、その気体供給路７には、原料供給路５を流動する原料Ｍへの気体Ｇの供給量を調節する気体流量調整弁８が設けられている。尚、原料供給路５を流動する原料Ｍの流量は、送出用ポンプ１により調節される。
【００２７】
次に、油脂食品製造システムの各部について、説明を加える。
図１に示すように、加熱貯留部２０は、原料Ｍを貯留する貯留槽２２と、その貯留槽２２の外周を覆う温水ジャケット２３等を備えて構成され、流動可能に昇温された原料Ｍを原料供給路５に送出する送出口２１が貯留槽２２の底部に設けられている。
そして、温水供給源（図示省略）により、所定温度に温調した温水を温水ジャケット２３に循環供給することにより、貯留槽２２内の原料Ｍを流動可能な温度に加熱するように構成されている。ちなみに、原料Ｍがマーガリンの場合、温水ジャケット２３により、マーガリンを例えば４０℃程度に加熱する。そして、そのようにマーガリンを４０℃程度に加熱すると、マーガリンは、粘度が６５ｃＰ程度に低下して流動可能な状態となる。
送出用ポンプ１は、貯留槽２２の送出口２１に吸引作用するように原料供給路５に設けられている。
【００２８】
図２に示すように、気体噴出ノズル３は、先端が閉塞された円筒状体３ａの筒壁の先端側（先端からやや引退した箇所）に、径方向外方に気体Ｇを噴出する複数の噴出孔３ｂを周方向に分散して備えて構成されている。
この実施形態では、２個の噴出孔３ｂが、円筒状体３ａの筒壁にその円筒状体３ａの軸心に対して互いに反対側に振り分けて備えられている。
【００２９】
図２及び図３に示すように、細分混合部３０の受入口３１には、一端が閉塞された円筒状の細分混合部側管体９が連通接続され、その細分混合部側管体９の閉塞端側には、それと略直角状に送出ポンプ側管体１０が連通接続され、これら送出ポンプ側管体１０及び細分混合部側管体９により、原料供給路５の一部が形成されている。
そして、気体噴出ノズル３が、その長手方向を細分混合部側管体９の長手方向に沿わせ且つ先端の噴出孔３ｂを細分混合部３０の受入口３１に近付けた状態で、細分混合部側管体９内にその閉塞端からそれと略同心状に挿入されている。
つまり、気体噴出ノズル３が、送出用ポンプ１から送出された原料Ｍが流動する原料供給路５内に、長手方向を原料流動方向に沿わせた姿勢で配設されていることになる。
【００３０】
図２に示すように、気体噴出ノズル３の各噴出孔３ｂから気体Ｇが原料供給路５における原料Ｍの流動方向（図２の左右方向）と略直交する方向に噴出され、しかも、２個の噴出孔３ｂから互いに反対方向に気体Ｇが噴出されるので、噴出された気体Ｇは気泡Ｂとなって、原料供給路５を流動する原料Ｍの広い範囲に分散されることになる。
更に、細分混合部３０の受入口３１の上手近くで、気体噴出ノズル３から原料Ｍに対して気体Ｇが噴出されるので、気泡Ｂを含気原料Ｍｇの内部に十分に留まらせた状態で、含気原料Ｍｇを細分混合部３０内に供給することができる。
従って、気泡Ｂを含気原料Ｍｇの広い範囲に分散して留まらせた状態で、含気原料Ｍｇを細分混合部３０内に供給することができるので、その細分混合部３０において、気泡Ｂを細分化すると共に、細分化した気泡Ｂを含気原料Ｍの全体にわたって均等に分散することができる。
【００３１】
又、昇圧用ポンプ４にて昇圧する前に、気体噴出ノズル３により気体Ｇを原料Ｍに含有させるので、気体噴出ノズル３から噴出される気体Ｇの圧力を高くしなくても、原料供給路５内の圧力よりも少し高くするだけで、気体噴出ノズル３により原料Ｍに気体Ｇを含有させることができる。
従って、除菌フィルタを通して気体Ｇを気体噴出ノズル３に送るようにして、気体供給源２から気体噴出ノズル３に送る途中で気体Ｇの圧力が低下しても、気体噴出ノズル３により原料Ｍに気体Ｇを含有させることができる。
又、気体供給源２として窒素ガスボンベを用いる場合に、高圧（例えば、５ＭＰａ等）のボンベを用いる必要がなく、並びに、コンプレッサ等、気体Ｇを昇圧する手段も不要となる。ちなみに、コンプレッサを用いて気体Ｇを昇圧して気体噴出ノズル３に送る場合は、気体Ｇの衛生を保つために、オイルミストセパレータをコンプレッサの下流に設ける。又、昇圧用ポンプ４にて昇圧した原料Ｍに対して、気体Ｇをコンプレッサにて昇圧して気体噴出ノズル３により含有させる場合は、コンプレッサとして、より高圧での吐出が可能な高価なものを用いる必要がある。
【００３２】
図３〜図５に示すように、細分混合部３０は、含気原料Ｍｇを複数箇所で屈曲させて流動可能な複数の狭隘な細分処理路３３を備えて構成されている。
この実施形態では、細分混合部３０が、筒状の外側部材としてのステータ３４と、外周面がステータ３４の内周面と間隔を隔てた状態でステータ３４内に配設された内側部材としてのロータ３５とを備えて構成されている。
ステータ３４の内周面には、径方向内方に向けて突出する複数の歯状の外側突起３４ｐが周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の外側突起列３４Ｌの複数列が、軸心方向に間隔を隔てて備えられている。
又、ロータ３５の外周面には、径方向外方に向けて突出する複数の歯状の内側突起３５ｐが周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の内側突起列３５Ｌの複数列が、１列ずつ外側突起列３４Ｌ間にその外側突起列３４Ｌと間隔を隔てて入り込み且つ各内側突起３５ｐが各外側突起３４ｐと周方向において互い違いになる形態で、軸心方向に間隔を隔てて備えられている。
具体的には、ロータ３５が所定の回転位相（各内側突起３５ｐが各外側突起３４ｐと周方向において互い違いになる回転位相）で停止している状態では、そのロータ３５の軸心に直交する方向視において、複数の外側突起３４ｐ及び複数の内側突起３５ｐが千鳥状に並んでいる。
ちなみに、歯状の外側突起３４ｐ及び歯状の内側突起３５ｐ夫々の形状は、奥行き（ステータ３４やロータ３５の軸心に沿う方向での長さ）よりも幅（ステータ３４やロータ３５の周方向に沿う方向での長さ）の方が長い扁平な角柱状である。
【００３３】
そして、ステータ３４とロータ３５との間に、複数列の外側突起列３４Ｌ及び複数列の内側突起列３５Ｌにより、複数の細分処理路３３が形成される。
例えば、ロータ３５が所定の回転位相（各内側突起３５ｐが各外側突起３４ｐと周方向において互い違いになる回転位相）の状態では、複数列の外側突起列３４Ｌ及び複数列の内側突起列３５Ｌにより、多数の細分処理路３３が、網の目状に接続されて多数の箇所で合流及び分岐する形態となるように形成される。
【００３４】
細分混合部３０について説明を加えると、図３〜図５に示すように、ステータ３４は、内周面の横断面形状（軸心に直交する面での断面形状）が円となる概ね円筒状であり、その一端に先端ほど小径となる先細り状の受入筒３６が接続され、他端は閉塞されて、その閉塞端に後述するロータ３５が片持ち状で回転自在に支持されている。
そして、受入筒３６の開放端が受入口３１とされ、ステータ３４の周壁における受入口３１とは反対側の端部に送出口３２が形成されて、それら受入口３１及び送出口３２を介して、細分混合部３０が原料供給路５に設けられている。
【００３５】
ロータ３５は両端が閉塞された円筒状であり、その円筒状のロータ３５の回転軸３７がステータ３４の閉塞端に貫通状態で軸支されることにより、ロータ３５がステータ３４にそれと同心で回転自在に片持ち状で支持されている。
そして、回転軸３７のステータ３４からの突出端が細分混合用モータ３８に伝動連結されて、その細分混合用モータ３８によりロータ３５が駆動回転されるように構成されている。
【００３６】
上記の細分混合部３０によれば、以下のように、含気原料Ｍｇを細分化すると共に再混合して、その含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化することができる。
即ち、ロータ３５が駆動回転される状態で、流動可能な含気原料Ｍｇが受入口３１に供給されると、含気原料Ｍｇはステータ３４とロータ３５との間に流入する。
そして、含気原料Ｍｇは、回転状態のロータ３５の内側突起３５ｐから流出するときには静止状態のステータ３４の外側突起３４ｐに衝突してせん断作用を受け、且つ、静止状態のステータ３４の外側突起３４ｐ間から流出するときには回転状態のロータ３５の内側突起３５ｐと衝突してせん断作用を受けることを繰り返しながら、ステータ３４とロータ３５との間の多数の細分処理路３３を合流及び分流を繰り返しつつ流動する。
従って、含気原料Ｍｇが極めて効果的に細分化されると共に再混合されるので、含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂが極めて効果的に細分化されると共に、含気原料Ｍｇ中の全域にわたって均等に分散される。
【００３７】
図１に示すように、昇圧用ポンプ４は、細分混合部３０の送出口３２に吸引作用し、吸引した含気原料Ｍｇを昇圧して吐出するように原料供給路５に設けられる。ちなみに、昇圧用ポンプ４として、例えば、プランジャーポンプが用いられる。
【００３８】
図６及び図７に示すように、攪拌冷却部４０は、両端が受入側蓋体４３及び送出側蓋体４４にて閉塞された円筒状のシリンダ４５、攪拌モータ（図示省略）により駆動回転自在な状態でシリンダ４５内に配設された円筒状の攪拌ロータ４６、回転自在に支持された状態で攪拌ロータ４６内に配設された三角筒状の三角ロータ４７、攪拌ロータ４６の外周面にその軸心方向に沿う揺動軸心回りに揺動自在に設けられた複数枚のスクレーパ４８、及び、シリンダ４５の外周を覆う円筒状の冷媒ジャケット４９等を備えて構成されている。ちなみに、図７に示すように、三角ロータ４７の横断面形状は、３つの角部が丸みを帯びた形状の概ね正三角形状であり、その三角ロータ４７が、３つの角部が攪拌ロータ４６の内周面に近接して回転自在な状態で、攪拌ロータ４６内に配設されている。
【００３９】
図６に示すように、シリンダ４５及び冷媒ジャケット４９は、受入側フレーム５０及び送出側フレーム５１により支持されている。
説明を加えると、受入側フレーム５０にはシリンダ４５を挿通自在な取付口５０ａが設けられ、送出側フレーム５１にもシリンダ４５を挿通自在な取付口５１ａが設けられている。
そして、シリンダ４５の一端が受入側フレーム５０の取付口５０ａに挿通され、且つ、他端が送出側フレーム５１の取付口５１ａに挿通され、並びに、シリンダ４５の外部に配設された冷媒ジャケット４９の一端が受入側フレーム５０に固着され、且つ、その他端が送出側フレーム５１に固着されることにより、シリンダ４５及びその外周を囲む冷媒ジャケット４９が受入側フレーム５０及び送出側フレーム５１に支持されている。
図６及び図７に示すように、冷媒ジャケット４９における受入側フレーム５０の側の下部には、冷媒供給口５２が冷媒ジャケット４９内に連通するように設けられ、冷媒ジャケット４９における送出側フレーム５１の側の上部には、冷媒排出口５３が冷媒ジャケット４９内に連通するように設けられている。
【００４０】
図６に示すように、三角ロータ４７を回転自在に支持するために、三角ロータ４７の一端に軸支用凹部４７ａが設けられ、他端に軸部４７ｂが設けられている。
受入側蓋体４３は、シリンダ４５の一端を閉塞する状態で受入側フレーム５０に固着され、その受入側蓋体４３には、その上部に受入口４１がシリンダ４５内に連通するように設けられ、並びに、シリンダ４５と同心状に軸支用貫通口４３ａが設けられている。
回転シャフト５４が受入側蓋体４３の軸支用貫通口４３ａに回転自在に支持されている。回転シャフト５４におけるシリンダ外の端部には、攪拌モータ（図示省略）が伝動連結され、回転シャフト５４におけるシリンダ４５内に位置する部分には、三角ロータ４７の軸支用凹部４７ａに嵌め込まれる軸部５４ａが突設されている。
送出口側蓋体４４は、シリンダ４５の他端を閉塞する状態で送出側フレーム５１に固着され、その送出側蓋体４４には、その下部に送出口４２がシリンダ４５内に連通するように設けられ、並びに、シリンダ４５と同心状に軸支用凹部４４ａが設けられている。
そして、三角ロータ４７が、その一端の軸支用凹部４７ａが回転シャフト５４の軸部５４ａに回転自在に支持され、且つ、その他端の軸部４７ｂが送出側蓋体４４の軸支用凹部４４ａに回転自在に支持されており、三角ロータ４７が、攪拌ロータ４６とは無関係に単独で回転可能な状態で攪拌ロータ４６内に配設されていることになる。
【００４１】
図６及び図７に示すように、攪拌ロータ４６には、筒内外に貫通する複数の流通孔４６ａが周方向及び長手方向に分散した状態で形成されている。
その攪拌ロータ４６は、一端が回転シャフト５４に固着され、且つ、他端が三角ロータ４７の軸部４７ｂに回転自在に支持された状態で設けられて、攪拌ロータ４６が攪拌モータにより駆動回転される構成となっている。
この実施形態では、２４枚のスクレーパ４８が、長手方向に等間隔で６枚並ぶ列が周方向に等間隔で４列並ぶ形態で、攪拌ロータ４６の外周面に分散されて設けられている。
【００４２】
図示を省略するが、シリンダ４５の冷却用として冷凍装置が設けられ、冷媒ジャケット４９は、冷凍装置において蒸発器として機能するように設けられている。
つまり、膨張弁で減圧された冷媒液が冷媒供給口５２から冷媒ジャケット４９に供給され、冷媒ジャケット４９において気化熱を奪取して蒸発した冷媒蒸気が冷媒排出口５３から圧縮機に送られるように、冷媒ジャケット４９が冷媒回路に組み込まれることになる。
【００４３】
上記の攪拌冷却部４０によれば、以下のように、流動状態の含気原料Ｍｇが攪拌されながら冷却されて固形化される。
即ち、攪拌モータ（図示省略）を作動させると、攪拌ロータ４６が駆動回転され（図７において反時計回り方向）、複数のスクレーパ４８は、遠心力により先端がシリンダ４５の内面に当接しながら攪拌ロータ４６と一体的に回転されることになる。
一方、攪拌ロータ４６が駆動回転されても、三角ロータ４７は、攪拌ロータ４６と一体的に駆動回転されるものではなく、単独で回転可能である。
又、冷凍装置を作動させて冷媒液を冷媒ジャケット４９に供給すると、冷媒液は冷媒ジャケット４９内においてシリンダ４５を通して気化熱を奪取して蒸発するので、シリンダ４５が冷却される。
【００４４】
受入口４１からシリンダ４５内に供給された流動状態の含気原料Ｍｇは、シリンダ４５の内周面に接触している部分から冷却されて粘度が高くなって、シリンダ４５の内周面に付着し、そのようにシリンダ４５の内周面に付着した含気原料Ｍｇは、攪拌ロータ４６と共に回転するスクレーパ４８により掻き落とされて、攪拌ロータ４６の流通孔４６ａを通って攪拌ロータ４６内に入り込んで、三角ロータ４７上に載る。
三角ロータ４７は、含気原料Ｍｇが載ることにより平衡状態がずれると回転し、三角ロータ４７に載っている含気原料Ｍｇは、攪拌ロータ４６の流通孔４６ａを通って攪拌ロータ４６外に出て、再び、シリンダ４５の内周面に接触して冷却されて粘度が高くなり、シリンダ４５の内周面に付着する。
このように、シリンダ４５内に供給された流動状態の含気原料Ｍｇは、シリンダ４５の内周面に接触して冷却されてシリンダ４５の内周面に付着したり、スクレーパ４８によりシリンダ４５の内周面から掻き落とされるのを繰り返されながら送出口４２に向けて送られ、その間に攪拌されながら固形化される。
そして、気泡含有固形状油脂食品Ｆが、送出口４２から油脂食品送出路６に送出されることになる。
【００４５】
上記のように構成した油脂食品製造システムを用いて、以下のような気泡含有固形状油脂食品の製造方法を実行することができる。
即ち、送出用ポンプ１により、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料Ｍを送出し、気体噴出ノズル３により、送出用ポンプ１から送出される原料Ｍに気体Ｇを含有させる。
その気体噴出ノズル３により気体Ｇが含有されて流動状態にある含気原料Ｍｇを、細分混合部３０において細分化すると共に再混合して、その含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化し、昇圧用ポンプ４により、細分混合部３０から送出される含気原料Ｍｇを昇圧して攪拌冷却部４０に供給する。
そして、攪拌冷却部４０により、細分混合部３０にて細分化されると共に再混合された含気原料Ｍｇを攪拌しながら冷却して固形化する。
【００４６】
つまり、細分混合部３０により、含気原料Ｍｇ中の気泡Ｂを細分化すると共に含気原料Ｍｇ中の全域にわたって均等に分散することができるので、細分化された小さい気泡Ｂは含気原料Ｍｇから抜け難く、又、細分化された小さい気泡Ｂは一体化し難いため大きくなり難く、しかも、小さな気泡Ｂが含気原料Ｍｇ中に分散された状態が維持される。
そして、そのように気泡Ｂが細分化され均等に分散された含気原料Ｍｇが細分混合部３０から攪拌冷却部４０に供給されることになって、細分混合部３０から攪拌冷却部４０に至る経路中や攪拌冷却部４０にて攪拌しながら冷却している間に、含気原料Ｍｇから気泡Ｂが抜け難いので、気泡Ｂを十分に保持した状態で含気原料Ｍｇを冷却して固形化することができる。
その結果、オーバーラン値が高く、しかも、気泡Ｂが均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００４７】
次に、気体噴出ノズル３により気泡Ｂが含有された含気原料Ｍｇを攪拌冷却部４０に供給する前に、細分混合部３０により含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化することにより、オーバーラン値を高くできることを検証した検証試験の結果を説明する。
この検証試験では、気体噴出ノズル３により気泡Ｂを含有させた含気原料Ｍｇを細分混合部３０を介することにより、含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化して攪拌冷却部４０に供給する場合（以下、再混合有りと記載する場合がある）と、気体噴出ノズル３により気泡Ｂを含有させた含気原料Ｍｇを細分混合部３０を介さずに攪拌冷却部４０に供給する場合（以下、再混合無しと記載する場合がある）とで、オーバーラン値を比較した。ちなみに、この検証試験では、原料Ｍとしてマーガリンを用い、気体Ｇとして窒素ガスを用いた。
【００４８】
検証試験の条件は以下の通りである。
・加熱貯留部２０から送出される原料Ｍの粘度及び温度：約６５ｃＰ、４０℃
・送出用ポンプ１にて送出される流動可能な原料Ｍの流量：約１０００リットル／ｈ
・気体Ｇの流量：約５００リットル／ｈ
・送出用ポンプ１による原料Ｍの送出圧力：０．１６Ｍｐａ（再混合有り）、０．１８〜０．２０ＭＰａ（再混合無し）
・気体噴出ノズル３による気体Ｇの供給圧力：０．１７ＭＰａ（再混合有り）、０．１９〜０．２１ＭＰａ（再混合無し）
・昇圧用ポンプ４による含気原料Ｍｇの送出（吐出）圧力：１．９ＭＰａ（再混合有り）、１．５〜１．８ＭＰａ（再混合無し）
・攪拌冷却部４０から送出される気泡含有固形状油脂食品の温度：１０．４℃（再混合有り）、１１．５℃（再混合無し）
・細分混合部３０におけるロータ３５の回転数：１８００ｒｐｍ
【００４９】
攪拌冷却部４０から送出された気泡含有固形状油脂食品のオーバーラン値は、再混合有りの場合は４６％であり、再混合無しの場合は３．５％であった。尚、これらのオーバーラン値は、それぞれ１０回ずつ気泡含有固形状油脂食品Ｆをサンプリングした際の平均値である。
この検証試験により、含気原料Ｍｇを攪拌冷却部４０に供給する前に細分混合部３０により細分化すると共に再混合し、含気原料Ｍｇ中に含まれる気泡Ｂを細分化することにより、オーバーラン値を高くできることが分かった。
【００５０】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（Ａ）細分混合部３０の具体構成は、上記の実施形態において説明した構成に限定されるものではない。
（Ａ−１）細分混合部３０を複数の狭隘な細分処理路３３を備えて構成する場合、上記の実施形態のように、外側部材３４に備えた複数列の外側突起列３４Ｌと内側部材３５に備えた複数列の内側突起列３５Ｌとにより、複数の狭隘な細分処理路３３を形成する場合に限定されるものではない。例えば、ブロック状の処理路形成部材に、複数個所で屈曲する狭隘な溝を複数並行状に形成して、それら複数の狭隘な溝により複数の狭隘な細分処理路３３を構成しても良い。
（Ａ−２）細分混合部３０を複数の狭隘な細分処理路３３を備えて構成する場合、複数の細分処理路３３を形成するために外側部材３４、内側部材３５にそれぞれ備える外側突起３４ｐ、内側突起３５ｐの形状は、上記の実施形態の如き歯状に限定されるものではなく、円柱等の棒状でも良い。
（Ａ−３）細分混合部３０を上記の実施形態のように外側部材３４と内側部材３５とにより構成する場合、上記の実施形態では、外側部材３４及び内側部材３４のいずれか一方（上記の実施形態では内側部材としてのロータ３５）が駆動回転される場合について例示したが、外側部材３４及び内側部材３５の両方を固定状態で設けても良い。
この場合、外側部材３４の内周面及び内側部材３５の外周面夫々の横断面形状は、円に限定されるものではない。
（Ａ−４）細分混合部３０を上記の実施形態のように外側部材３４と内側部材３５とにより構成する場合、外側部材３４の内周面及び内側部材３５の外周面夫々の横断面積を流動方向の下手側ほど徐々に狭くなるように構成しても良い。
（Ａ−５）含気原料Ｍｇを流動させる管体内で、複数の刃を備えたブレード又はスクリューを駆動回転することにより、含気原料Ｍｇを細分化すると共に再混合するように構成して、細分混合部３０を管体とその管体内で駆動回転されるブレード又はスクリューとにより構成しても良い。
【００５１】
（Ｂ） 上記の実施形態では、昇圧用ポンプ４を原料供給路５における細分混合部３０と攪拌冷却部４０との間に設けたが、原料供給路５における気体噴出ノズル３と細分混合部３０との間に設けても良い。又、昇圧用ポンプ４を省略することも可能である。
【００５２】
（Ｃ） 気体噴出ノズル３に周方向に分散して備える噴出孔３ｂの個数は、上記の実施形態において例示した２個に限定されるものではなく、３個以上でも良い。又、噴出孔３ｂを気体噴出ノズル３の長手方向に沿って複数列備えても良い。
【００５３】
（Ｄ） 冷却手段の具体例として、上記の実施形態では、含気原料Ｍｇを冷却する冷却機能に加えて含気原料Ｍｇを攪拌する攪拌機能を備えた攪拌冷却部４０を用いたが、冷却機能のみを備えたものでも良い。
【００５４】
（Ｅ） 上記の実施形態において、攪拌冷却部４０の下流側に、その攪拌冷却部４０から送出される気泡含有固形状油脂食品Ｆを冷却することなく攪拌混合する攪拌混合部を設けても良い。
この攪拌混合部としては、例えば、以下の構成のものを用いることができる。
攪拌混合部は、ステータと、そのステータ内にて駆動回転されるロータとを備え、ステータ内で気泡含有固形状油脂食品Ｆを冷却することなく攪拌混合するように構成される。
具体的には、ステータの内周面に、複数のピンをステータの軸心方向に沿う直線状の列状に設け、ロータの外周面に、複数のピンを、ロータが回転したときに１ピンずつステータのピン間を通過する状態で、ロータの軸心と同軸の螺旋状の列状に設ける。
ちなみに、ステータの内周面に直線状の列状に設けるピンの列数は例えば１列であり、ロータの外周面に螺旋状の列状に設けるピンの列数は例えば２列であるが、それらの列数は適宜に設定することができる。
【００５５】
（Ｆ） 原料Ｍの具体例としては、上記の実施形態において例示したマーガリンに限定されるものではなく、昇温すると流動可能な状態となり、その流動可能な状態から冷却すると固形化する種々の油脂、例えばバター等を用いることができる。又、油脂のみが組成のもの以外に、蜂蜜等の油脂以外の素材を含むものも用いることができる。
気体Ｇの具体例としては、上記の実施形態において例示した窒素ガスに限定されるものではなく、窒素ガス以外の不活性ガスや空気等、種々のものを用いることが可能であり、又、複数種の気体が混合されたものも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように、オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 送出用ポンプ
３ 気体噴出ノズル（含気手段）
３ｂ 噴出孔
４ 昇圧用ポンプ
５ 原料供給路
３０ 細分混合部（細分混合手段）
３３ 細分処理路
３４ ステータ（外側部材）
３４ｐ 外側突起
３４Ｌ 外側突起列
３５ ロータ（内側部材）
３５ｐ 内側突起
３５Ｌ 内側突起列
４０ 攪拌冷却部（冷却手段）
Ｂ 気泡
Ｆ 気泡含有固形状油脂食品
Ｇ 気体
Ｍ 原料
Ｍｇ 含気原料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法は、空気や窒素等の気泡が含有された固形状油脂食品を製造するものであり、固形状油脂食品の具体例としては、例えばマーガリンやバター等がある。
一般に、マーガリンやバター等の固形状油脂食品は、冷蔵庫等の低温下で保存することにより固形状に保つことになる。
そして、このような固形状油脂食品を冷蔵庫等の保存温度と同等の低温状態でも柔らかくして、食パン等の食材に塗り易くする等のために、固形状油脂食品に気泡を含有させている。
【０００３】
このような気泡含有固形状油脂食品の製造システムにおいて、従来は、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出する送出用ポンプと、その送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる含気手段と、その含気手段により気体が含有された含気原料を冷却して固形化する冷却手段とが設けられていた。
つまり、含気手段により気体が含有された含気原料をそのまま冷却手段に供給して、冷却手段で冷却して固形化する製造方法になっていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、気泡含有固形状油脂食品における気体の含有率を表す指標として、一般に、下記の式で求められるオーバーラン値が用いられるので、以下の説明において、気泡含有固形状油脂食品における気体の含有率の大小を論じる際には、このオーバーラン値を用いて説明する。
オーバーラン値＝{（気泡を含まない固形状油脂食品の所定体積での重量−気泡含有固形状油脂食品の所定体積での重量）÷気泡含有固形状油脂食品の所定体積での重量}×１００［％］
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１５４４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、気泡含有固形状油脂食品は、オーバーラン値を高くするほど低温状態でも柔らかくすることができるのであるが、従来では、以下の理由でオーバーラン値を高くし難く、オーバーラン値を高くする上で改善の余地があった。
即ち、含気手段により気体が含有された含気原料をそのまま冷却手段に供給して、冷却手段で冷却して固形化するものであるので、冷却手段に供給される含気原料中の気泡の大きさが大きく、しかも、大きな気泡は気泡同士が一体化し易いので更に大きくなり易く、そして、気泡が大きいほど含気原料から抜け易い。
従って、含気手段から冷却手段に至る経路中や、冷却手段にて冷却される間に、含気原料から気泡が抜け、結果的に、オーバーラン値を高くし難かった。
例えば、マーガリンやバター等の油脂のみが組成の原料の場合、従来では、オーバーラン値を高くするにしても１０数％までが限度であった。
【０００７】
ちなみに、含気手段において気体を噴出する噴出孔をより小さくすることにより、原料に含有させる気泡の大きさを小さくすることが考えられる。しかしながら、昇温した原料は、流動可能であってもなお粘度が比較的高いため、含気手段における気体の噴出孔を小さくするほど原料に気体を注入させ難くなり、含気手段のみにより原料に含有させる気泡の大きさを小さくするにも限界がある。
【０００８】
尚、上記の特許文献１では、原料として、油脂に加えて蜂蜜が含有されたものを用いている。そして、油脂に加えて蜂蜜が含有された原料は、油脂のみが組成の原料に比べて、流動可能な状態での粘度が高いので、気泡が抜け難く、オーバーラン値を高くすることができる。
即ち、蜂蜜を含有する油脂はオーバーラン値を高くし易いが、気泡含有固形状油脂食品としては、オーバーラン値を高くし難い油脂単独のものでもオーバーラン値を高くしたいものである。
つまり、油脂単独のもののみならず、油脂に加えて蜂蜜等、油脂以外の素材を含むものを原料とする場合でも、オーバーラン値をより高くすることが望まれている。
【０００９】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの特徴構成は、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出する送出用ポンプと、その送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる含気手段と、その含気手段により気体が含有された流動状態にある含気原料を細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化する細分混合手段と、その細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却して固形化する冷却手段とが設けられている点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、送出用ポンプにより、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料が送出され、含気手段により、送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる。
その含気手段により気体が含有されて流動状態にある含気原料は、細分混合手段において細分化されると共に再混合されて、その含気原料に含まれる気泡が細分化され、冷却手段において、細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料が冷却されて固形化される。尚、含気原料が冷却手段に供給されるまでは、含気原料は昇温状態にあり、冷却手段では含気原料は冷却状態にある。
つまり、細分混合手段にて、含気原料中の気泡が細分化されると共に含気原料中の全域にわたって均等に分散されるので、細分化された小さい気泡は含気原料から抜け難く、又、細分化された小さい気泡は一体化し難いため大きくなり難く、しかも、小さな気泡が含気原料中に分散された状態が維持される。
そして、そのように気泡が細分化され均等に分散された含気原料が細分混合手段から冷却手段に供給されることになって、細分混合手段から冷却手段に至る経路中や冷却手段にて冷却されている間で、含気原料から気泡が抜け難いので、冷却手段において、細分化された気泡を十分に保持した状態で含気原料を冷却して固形化することができる。又、含気手段から投入される気体を無駄なく気泡含有固形状油脂食品中に保持させることができる。
従って、オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造システムを提供することができる。
【００１２】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記細分混合手段から送出される含気原料を昇圧して前記冷却手段に供給する昇圧用ポンプが設けられている点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、細分混合手段から送出される含気原料は、昇圧用ポンプにより昇圧された後に冷却手段に供給される。
つまり、昇圧用ポンプにより含気原料の送出圧力が高められることにより、含気原料からより一層気泡が抜け難くなるので、細分混合手段から冷却手段に至る経路中や、冷却手段にて冷却されている間で、含気原料から気泡が抜けるのをより一層抑制することができる。
従って、オーバーラン値をより一層高くすることができる。
【００１４】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記含気手段が、先端が閉塞され且つ径方向外方に気体を噴出する複数の噴出孔を筒壁の先端側に周方向に分散して備えた筒状の気体噴出ノズルにて構成され、
その気体噴出ノズルが、前記送出用ポンプから送出された原料が流動する原料供給路内に、長手方向を原料流動方向に沿わせた姿勢で配設されている点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、含気手段の各噴出孔から気体が原料供給路における原料の流動方向と交差する方向（気体噴出ノズルの径方向外方）に噴出され、しかも、複数の噴出孔から異なる方向に気体が噴出されるので、噴出された気体は気泡となって、原料供給路を流動する原料の広い範囲に分散される。
そして、気泡が含気原料のより広い範囲に分散した状態で、含気原料が細分混合手段に供給されるので、その細分混合手段において、気泡を細分化して、その細分化した気泡を含気原料のより広い範囲にわたって、より一層均等に分散することができる。
従って、オーバーラン値が高く、しかも、気泡が更に均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００１６】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記細分混合手段が、含気原料を複数箇所で屈曲させて流動可能な複数の狭隘な細分処理路を備えて構成されている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、含気原料は、各細分処理路の屈曲部分を形成する部材に衝突して屈曲することを繰り返しながら、複数の狭隘な細分処理路を並行して流動する。
そして、含気原料は、複数の狭隘な細分処理路を流動して合流し、各細分処理路の屈曲部分の形成部材に衝突して屈曲する度に、せん断作用により細分化されると共に再混合されるので、含気原料に含まれる気泡がより一層細分化されると共に含気原料中の全域にわたってより一層均等に分散される。
従って、オーバーラン値がより一層高く、しかも、気泡がより一層均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００１８】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記細分混合手段が、筒状の外側部材と、外周面が前記外側部材の内周面と間隔を隔てた状態で前記外側部材内に配設された内側部材とを備えて構成され、
前記外側部材の内周面に、径方向内方に向けて突出する複数の棒状又は歯状の外側突起が周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の外側突起列の複数列が、軸心方向に間隔を隔てて備えられ、
前記内側部材の外周面に、径方向外方に向けて突出する複数の棒状又は歯状の内側突起が周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の内側突起列の複数列が、１列ずつ前記外側突起列間にその外側突起列と間隔を隔てて入り込み且つ各内側突起が各外側突起と周方向において互い違いになる形態で、軸心方向に間隔を隔てて備えられ、
前記外側部材と前記内側部材との間に、前記複数列の外側突起列及び前記複数列の内側突起列により、前記複数の細分処理路が形成される点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、外側部材と内側部材との間の環状の空間に、複数列の外側突起列及び複数列の内側突起列により、より多数の細分処理路が形成され、しかも、そのように形成される多数の細分処理路は、網の目のように接続されていて、複数箇所で合流及び分岐が繰り返されるように構成される。
そして、網の目状の細分処理路を流動する含気原料は、外側突起や内側突起（細分処理路の形成部材に相当する）に衝突して細分化され、そのように細分化されると再び合流して含気原料同士が衝突することを何回も繰り返すので、含気原料は更に効果的に細分化されると共に再混合されることになり、含気原料に含まれる気泡が更に細分化されると共に原料中の全域にわたって更に均等に分散される。
従って、オーバーラン値が更に高く、しかも、気泡が更に均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００２０】
本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造システムの更なる特徴構成は、前記外側部材の内周面及び前記内側部材の外周面夫々の横断面形状が円であり、
前記外側部材及び前記内側部材のいずれか一方が駆動回転されるように構成されている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、外側部材及び内側部材のいずれか一方が駆動回転されるので、含気原料は、外側部材及び内側部材のうちの静止状態の部材の突起間から流出するときには、外側部材及び内側部材のうちの回転状態の部材の突起と衝突し、且つ、外側部材及び内側部材のうちの回転状態の部材の突起間から流出するときには、外側部材及び内側部材のうちの静止状態の部材の突起に衝突することを繰り返しながら、外側部材と内側部材との間の複数の細分処理路を合流及び分流を繰り返しつつ流動する。
従って、含気原料が極めて効果的に細分化されると共に再混合されることになり、含気原料に含まれる気泡が極めて効果的に細分化されると共に含気原料中の全域にわたって均等に分散されるので、オーバーラン値が更に高く、しかも、気泡が更に均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明に係る気泡含有固形状油脂食品の製造方法の特徴構成は、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出用ポンプにより送出し、その送出用ポンプから送出される原料に含気手段により気体を含有させ、その含気手段により気体が含有された流動状態にある含気原料を細分混合手段により細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化し、その細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却手段により冷却して固形化する点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、送出用ポンプにより、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出し、含気手段により、送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる。
その含気手段により気体が含有されて流動状態にある含気原料を、細分混合手段において細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化し、冷却手段において、細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却して固形化する。尚、含気原料を冷却手段に供給するまでは、含気原料は昇温状態にあり、冷却手段では含気原料は冷却状態にある。
つまり、細分混合手段にて、含気原料中の気泡を細分化すると共に含気原料中の全域にわたって均等に分散するので、細分化された小さい気泡は含気原料から抜け難く、又、細分化された小さい気泡は一体化し難いため大きくなり難く、しかも、小さな気泡が含気原料中に分散された状態が維持される。
そして、そのように気泡を細分化し均等に分散した含気原料を細分混合手段から冷却手段に供給することができ、細分混合手段から冷却手段に至る経路中や冷却手段にて冷却している間に、含気原料から気泡が抜け難いので、冷却手段において、細分化された気泡を十分に保持した状態で含気原料を冷却して固形化することができる。又、含気手段から投入される気体を無駄なく気泡含有固形状油脂食品中に保持させることができる。
従って、オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】気泡含有固形状油脂食品の製造システムの全体概略構成を示すブロック図
【図２】気体噴出ノズル周辺を示す要部の断面図
【図３】細分混合部の一部切り欠き斜視図
【図４】細分混合部におけるロータの回転軸心に直交する面での部分断面図
【図５】細分混合部におけるロータの回転軸心に沿う面での部分断面図
【図６】攪拌冷却部の一部切り欠き側面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、気泡含有固形状油脂食品の製造システム（以下、油脂食品製造システムと略称する場合がある）は、油脂が含まれる原料Ｍを貯留すると共に流動可能に昇温する加熱貯留部２０と、その加熱貯留部２０により流動可能に昇温された原料Ｍを送出する送出用ポンプ１と、その送出用ポンプ１から送出される原料Ｍにボンベ等の気体供給源２からの気体Ｇを含有させる気体噴出ノズル３（含気手段の一例）と、その気体噴出ノズル３により気体Ｇが含有された流動状態にある含気原料Ｍｇを細分化すると共に再混合して、その含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化する細分混合部３０（細分混合手段の一例）と、その細分混合部３０にて細分化された気泡Ｂを含む含気原料Ｍｇを攪拌しながら冷却して固形化する攪拌冷却部４０（冷却手段の一例）とを備えて構成されている。
この実施形態では、油脂食品製造システムには、更に、細分混合部３０から送出される含気原料Ｍｇを昇圧して攪拌冷却部４０に供給する昇圧用ポンプ４が設けられている。
尚、この実施形態では、油脂が含まれる原料Ｍとしてマーガリンを用い、気体Ｇとして窒素ガスを用いる場合を例にして説明する。
【００２６】
図１に示すように、加熱貯留部２０の送出口２１と攪拌冷却部４０の受入口４１とが原料供給路５にて接続され、その原料供給路５に、上流側から下流側に向けて順に、送出用ポンプ１、細分混合部３０、昇圧用ポンプ４が設けられている。又、攪拌冷却部４０の送出口４２には、気泡含有固形状油脂食品Ｆが送出される油脂食品送出路６が接続されている。
気体供給源２から気体Ｇが送出される気体供給路７が、原料供給路５における送出用ポンプ１と細分混合部３０との間の部分に気体噴出ノズル３を介して接続され、その気体供給路７には、原料供給路５を流動する原料Ｍへの気体Ｇの供給量を調節する気体流量調整弁８が設けられている。尚、原料供給路５を流動する原料Ｍの流量は、送出用ポンプ１により調節される。
【００２７】
次に、油脂食品製造システムの各部について、説明を加える。
図１に示すように、加熱貯留部２０は、原料Ｍを貯留する貯留槽２２と、その貯留槽２２の外周を覆う温水ジャケット２３等を備えて構成され、流動可能に昇温された原料Ｍを原料供給路５に送出する送出口２１が貯留槽２２の底部に設けられている。
そして、温水供給源（図示省略）により、所定温度に温調した温水を温水ジャケット２３に循環供給することにより、貯留槽２２内の原料Ｍを流動可能な温度に加熱するように構成されている。ちなみに、原料Ｍがマーガリンの場合、温水ジャケット２３により、マーガリンを例えば４０℃程度に加熱する。そして、そのようにマーガリンを４０℃程度に加熱すると、マーガリンは、粘度が６５ｃＰ程度に低下して流動可能な状態となる。
送出用ポンプ１は、貯留槽２２の送出口２１に吸引作用するように原料供給路５に設けられている。
【００２８】
図２に示すように、気体噴出ノズル３は、先端が閉塞された円筒状体３ａの筒壁の先端側（先端からやや引退した箇所）に、径方向外方に気体Ｇを噴出する複数の噴出孔３ｂを周方向に分散して備えて構成されている。
この実施形態では、２個の噴出孔３ｂが、円筒状体３ａの筒壁にその円筒状体３ａの軸心に対して互いに反対側に振り分けて備えられている。
【００２９】
図２及び図３に示すように、細分混合部３０の受入口３１には、一端が閉塞された円筒状の細分混合部側管体９が連通接続され、その細分混合部側管体９の閉塞端側には、それと略直角状に送出ポンプ側管体１０が連通接続され、これら送出ポンプ側管体１０及び細分混合部側管体９により、原料供給路５の一部が形成されている。
そして、気体噴出ノズル３が、その長手方向を細分混合部側管体９の長手方向に沿わせ且つ先端の噴出孔３ｂを細分混合部３０の受入口３１に近付けた状態で、細分混合部側管体９内にその閉塞端からそれと略同心状に挿入されている。
つまり、気体噴出ノズル３が、送出用ポンプ１から送出された原料Ｍが流動する原料供給路５内に、長手方向を原料流動方向に沿わせた姿勢で配設されていることになる。
【００３０】
図２に示すように、気体噴出ノズル３の各噴出孔３ｂから気体Ｇが原料供給路５における原料Ｍの流動方向（図２の左右方向）と略直交する方向に噴出され、しかも、２個の噴出孔３ｂから互いに反対方向に気体Ｇが噴出されるので、噴出された気体Ｇは気泡Ｂとなって、原料供給路５を流動する原料Ｍの広い範囲に分散されることになる。
更に、細分混合部３０の受入口３１の上手近くで、気体噴出ノズル３から原料Ｍに対して気体Ｇが噴出されるので、気泡Ｂを含気原料Ｍｇの内部に十分に留まらせた状態で、含気原料Ｍｇを細分混合部３０内に供給することができる。
従って、気泡Ｂを含気原料Ｍｇの広い範囲に分散して留まらせた状態で、含気原料Ｍｇを細分混合部３０内に供給することができるので、その細分混合部３０において、気泡Ｂを細分化すると共に、細分化した気泡Ｂを含気原料Ｍの全体にわたって均等に分散することができる。
【００３１】
又、昇圧用ポンプ４にて昇圧する前に、気体噴出ノズル３により気体Ｇを原料Ｍに含有させるので、気体噴出ノズル３から噴出される気体Ｇの圧力を高くしなくても、原料供給路５内の圧力よりも少し高くするだけで、気体噴出ノズル３により原料Ｍに気体Ｇを含有させることができる。
従って、除菌フィルタを通して気体Ｇを気体噴出ノズル３に送るようにして、気体供給源２から気体噴出ノズル３に送る途中で気体Ｇの圧力が低下しても、気体噴出ノズル３により原料Ｍに気体Ｇを含有させることができる。
又、気体供給源２として窒素ガスボンベを用いる場合に、高圧（例えば、５ＭＰａ等）のボンベを用いる必要がなく、並びに、コンプレッサ等、気体Ｇを昇圧する手段も不要となる。ちなみに、コンプレッサを用いて気体Ｇを昇圧して気体噴出ノズル３に送る場合は、気体Ｇの衛生を保つために、オイルミストセパレータをコンプレッサの下流に設ける。又、昇圧用ポンプ４にて昇圧した原料Ｍに対して、気体Ｇをコンプレッサにて昇圧して気体噴出ノズル３により含有させる場合は、コンプレッサとして、より高圧での吐出が可能な高価なものを用いる必要がある。
【００３２】
図３〜図５に示すように、細分混合部３０は、含気原料Ｍｇを複数箇所で屈曲させて流動可能な複数の狭隘な細分処理路３３を備えて構成されている。
この実施形態では、細分混合部３０が、筒状の外側部材としてのステータ３４と、外周面がステータ３４の内周面と間隔を隔てた状態でステータ３４内に配設された内側部材としてのロータ３５とを備えて構成されている。
ステータ３４の内周面には、径方向内方に向けて突出する複数の歯状の外側突起３４ｐが周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の外側突起列３４Ｌの複数列が、軸心方向に間隔を隔てて備えられている。
又、ロータ３５の外周面には、径方向外方に向けて突出する複数の歯状の内側突起３５ｐが周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の内側突起列３５Ｌの複数列が、１列ずつ外側突起列３４Ｌ間にその外側突起列３４Ｌと間隔を隔てて入り込み且つ各内側突起３５ｐが各外側突起３４ｐと周方向において互い違いになる形態で、軸心方向に間隔を隔てて備えられている。
具体的には、ロータ３５が所定の回転位相（各内側突起３５ｐが各外側突起３４ｐと周方向において互い違いになる回転位相）で停止している状態では、そのロータ３５の軸心に直交する方向視において、複数の外側突起３４ｐ及び複数の内側突起３５ｐが千鳥状に並んでいる。
ちなみに、歯状の外側突起３４ｐ及び歯状の内側突起３５ｐ夫々の形状は、奥行き（ステータ３４やロータ３５の軸心に沿う方向での長さ）よりも幅（ステータ３４やロータ３５の周方向に沿う方向での長さ）の方が長い扁平な角柱状である。
【００３３】
そして、ステータ３４とロータ３５との間に、複数列の外側突起列３４Ｌ及び複数列の内側突起列３５Ｌにより、複数の細分処理路３３が形成される。
例えば、ロータ３５が所定の回転位相（各内側突起３５ｐが各外側突起３４ｐと周方向において互い違いになる回転位相）の状態では、複数列の外側突起列３４Ｌ及び複数列の内側突起列３５Ｌにより、多数の細分処理路３３が、網の目状に接続されて多数の箇所で合流及び分岐する形態となるように形成される。
【００３４】
細分混合部３０について説明を加えると、図３〜図５に示すように、ステータ３４は、内周面の横断面形状（軸心に直交する面での断面形状）が円となる概ね円筒状であり、その一端に先端ほど小径となる先細り状の受入筒３６が接続され、他端は閉塞されて、その閉塞端に後述するロータ３５が片持ち状で回転自在に支持されている。
そして、受入筒３６の開放端が受入口３１とされ、ステータ３４の周壁における受入口３１とは反対側の端部に送出口３２が形成されて、それら受入口３１及び送出口３２を介して、細分混合部３０が原料供給路５に設けられている。
【００３５】
ロータ３５は両端が閉塞された円筒状であり、その円筒状のロータ３５の回転軸３７がステータ３４の閉塞端に貫通状態で軸支されることにより、ロータ３５がステータ３４にそれと同心で回転自在に片持ち状で支持されている。
そして、回転軸３７のステータ３４からの突出端が細分混合用モータ３８に伝動連結されて、その細分混合用モータ３８によりロータ３５が駆動回転されるように構成されている。
【００３６】
上記の細分混合部３０によれば、以下のように、含気原料Ｍｇを細分化すると共に再混合して、その含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化することができる。
即ち、ロータ３５が駆動回転される状態で、流動可能な含気原料Ｍｇが受入口３１に供給されると、含気原料Ｍｇはステータ３４とロータ３５との間に流入する。
そして、含気原料Ｍｇは、回転状態のロータ３５の内側突起３５ｐから流出するときには静止状態のステータ３４の外側突起３４ｐに衝突してせん断作用を受け、且つ、静止状態のステータ３４の外側突起３４ｐ間から流出するときには回転状態のロータ３５の内側突起３５ｐと衝突してせん断作用を受けることを繰り返しながら、ステータ３４とロータ３５との間の多数の細分処理路３３を合流及び分流を繰り返しつつ流動する。
従って、含気原料Ｍｇが極めて効果的に細分化されると共に再混合されるので、含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂが極めて効果的に細分化されると共に、含気原料Ｍｇ中の全域にわたって均等に分散される。
【００３７】
図１に示すように、昇圧用ポンプ４は、細分混合部３０の送出口３２に吸引作用し、吸引した含気原料Ｍｇを昇圧して吐出するように原料供給路５に設けられる。ちなみに、昇圧用ポンプ４として、例えば、プランジャーポンプが用いられる。
【００３８】
図６及び図７に示すように、攪拌冷却部４０は、両端が受入側蓋体４３及び送出側蓋体４４にて閉塞された円筒状のシリンダ４５、攪拌モータ（図示省略）により駆動回転自在な状態でシリンダ４５内に配設された円筒状の攪拌ロータ４６、回転自在に支持された状態で攪拌ロータ４６内に配設された三角筒状の三角ロータ４７、攪拌ロータ４６の外周面にその軸心方向に沿う揺動軸心回りに揺動自在に設けられた複数枚のスクレーパ４８、及び、シリンダ４５の外周を覆う円筒状の冷媒ジャケット４９等を備えて構成されている。ちなみに、図７に示すように、三角ロータ４７の横断面形状は、３つの角部が丸みを帯びた形状の概ね正三角形状であり、その三角ロータ４７が、３つの角部が攪拌ロータ４６の内周面に近接して回転自在な状態で、攪拌ロータ４６内に配設されている。
【００３９】
図６に示すように、シリンダ４５及び冷媒ジャケット４９は、受入側フレーム５０及び送出側フレーム５１により支持されている。
説明を加えると、受入側フレーム５０にはシリンダ４５を挿通自在な取付口５０ａが設けられ、送出側フレーム５１にもシリンダ４５を挿通自在な取付口５１ａが設けられている。
そして、シリンダ４５の一端が受入側フレーム５０の取付口５０ａに挿通され、且つ、他端が送出側フレーム５１の取付口５１ａに挿通され、並びに、シリンダ４５の外部に配設された冷媒ジャケット４９の一端が受入側フレーム５０に固着され、且つ、その他端が送出側フレーム５１に固着されることにより、シリンダ４５及びその外周を囲む冷媒ジャケット４９が受入側フレーム５０及び送出側フレーム５１に支持されている。
図６及び図７に示すように、冷媒ジャケット４９における受入側フレーム５０の側の下部には、冷媒供給口５２が冷媒ジャケット４９内に連通するように設けられ、冷媒ジャケット４９における送出側フレーム５１の側の上部には、冷媒排出口５３が冷媒ジャケット４９内に連通するように設けられている。
【００４０】
図６に示すように、三角ロータ４７を回転自在に支持するために、三角ロータ４７の一端に軸支用凹部４７ａが設けられ、他端に軸部４７ｂが設けられている。
受入側蓋体４３は、シリンダ４５の一端を閉塞する状態で受入側フレーム５０に固着され、その受入側蓋体４３には、その上部に受入口４１がシリンダ４５内に連通するように設けられ、並びに、シリンダ４５と同心状に軸支用貫通口４３ａが設けられている。
回転シャフト５４が受入側蓋体４３の軸支用貫通口４３ａに回転自在に支持されている。回転シャフト５４におけるシリンダ外の端部には、攪拌モータ（図示省略）が伝動連結され、回転シャフト５４におけるシリンダ４５内に位置する部分には、三角ロータ４７の軸支用凹部４７ａに嵌め込まれる軸部５４ａが突設されている。
送出口側蓋体４４は、シリンダ４５の他端を閉塞する状態で送出側フレーム５１に固着され、その送出側蓋体４４には、その下部に送出口４２がシリンダ４５内に連通するように設けられ、並びに、シリンダ４５と同心状に軸支用凹部４４ａが設けられている。
そして、三角ロータ４７が、その一端の軸支用凹部４７ａが回転シャフト５４の軸部５４ａに回転自在に支持され、且つ、その他端の軸部４７ｂが送出側蓋体４４の軸支用凹部４４ａに回転自在に支持されており、三角ロータ４７が、攪拌ロータ４６とは無関係に単独で回転可能な状態で攪拌ロータ４６内に配設されていることになる。
【００４１】
図６及び図７に示すように、攪拌ロータ４６には、筒内外に貫通する複数の流通孔４６ａが周方向及び長手方向に分散した状態で形成されている。
その攪拌ロータ４６は、一端が回転シャフト５４に固着され、且つ、他端が三角ロータ４７の軸部４７ｂに回転自在に支持された状態で設けられて、攪拌ロータ４６が攪拌モータにより駆動回転される構成となっている。
この実施形態では、２４枚のスクレーパ４８が、長手方向に等間隔で６枚並ぶ列が周方向に等間隔で４列並ぶ形態で、攪拌ロータ４６の外周面に分散されて設けられている。
【００４２】
図示を省略するが、シリンダ４５の冷却用として冷凍装置が設けられ、冷媒ジャケット４９は、冷凍装置において蒸発器として機能するように設けられている。
つまり、膨張弁で減圧された冷媒液が冷媒供給口５２から冷媒ジャケット４９に供給され、冷媒ジャケット４９において気化熱を奪取して蒸発した冷媒蒸気が冷媒排出口５３から圧縮機に送られるように、冷媒ジャケット４９が冷媒回路に組み込まれることになる。
【００４３】
上記の攪拌冷却部４０によれば、以下のように、流動状態の含気原料Ｍｇが攪拌されながら冷却されて固形化される。
即ち、攪拌モータ（図示省略）を作動させると、攪拌ロータ４６が駆動回転され（図７において反時計回り方向）、複数のスクレーパ４８は、遠心力により先端がシリンダ４５の内面に当接しながら攪拌ロータ４６と一体的に回転されることになる。
一方、攪拌ロータ４６が駆動回転されても、三角ロータ４７は、攪拌ロータ４６と一体的に駆動回転されるものではなく、単独で回転可能である。
又、冷凍装置を作動させて冷媒液を冷媒ジャケット４９に供給すると、冷媒液は冷媒ジャケット４９内においてシリンダ４５を通して気化熱を奪取して蒸発するので、シリンダ４５が冷却される。
【００４４】
受入口４１からシリンダ４５内に供給された流動状態の含気原料Ｍｇは、シリンダ４５の内周面に接触している部分から冷却されて粘度が高くなって、シリンダ４５の内周面に付着し、そのようにシリンダ４５の内周面に付着した含気原料Ｍｇは、攪拌ロータ４６と共に回転するスクレーパ４８により掻き落とされて、攪拌ロータ４６の流通孔４６ａを通って攪拌ロータ４６内に入り込んで、三角ロータ４７上に載る。
三角ロータ４７は、含気原料Ｍｇが載ることにより平衡状態がずれると回転し、三角ロータ４７に載っている含気原料Ｍｇは、攪拌ロータ４６の流通孔４６ａを通って攪拌ロータ４６外に出て、再び、シリンダ４５の内周面に接触して冷却されて粘度が高くなり、シリンダ４５の内周面に付着する。
このように、シリンダ４５内に供給された流動状態の含気原料Ｍｇは、シリンダ４５の内周面に接触して冷却されてシリンダ４５の内周面に付着したり、スクレーパ４８によりシリンダ４５の内周面から掻き落とされるのを繰り返されながら送出口４２に向けて送られ、その間に攪拌されながら固形化される。
そして、気泡含有固形状油脂食品Ｆが、送出口４２から油脂食品送出路６に送出されることになる。
【００４５】
上記のように構成した油脂食品製造システムを用いて、以下のような気泡含有固形状油脂食品の製造方法を実行することができる。
即ち、送出用ポンプ１により、油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料Ｍを送出し、気体噴出ノズル３により、送出用ポンプ１から送出される原料Ｍに気体Ｇを含有させる。
その気体噴出ノズル３により気体Ｇが含有されて流動状態にある含気原料Ｍｇを、細分混合部３０において細分化すると共に再混合して、その含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化し、昇圧用ポンプ４により、細分混合部３０から送出される含気原料Ｍｇを昇圧して攪拌冷却部４０に供給する。
そして、攪拌冷却部４０により、細分混合部３０にて細分化されると共に再混合された含気原料Ｍｇを攪拌しながら冷却して固形化する。
【００４６】
つまり、細分混合部３０により、含気原料Ｍｇ中の気泡Ｂを細分化すると共に含気原料Ｍｇ中の全域にわたって均等に分散することができるので、細分化された小さい気泡Ｂは含気原料Ｍｇから抜け難く、又、細分化された小さい気泡Ｂは一体化し難いため大きくなり難く、しかも、小さな気泡Ｂが含気原料Ｍｇ中に分散された状態が維持される。
そして、そのように気泡Ｂが細分化され均等に分散された含気原料Ｍｇが細分混合部３０から攪拌冷却部４０に供給されることになって、細分混合部３０から攪拌冷却部４０に至る経路中や攪拌冷却部４０にて攪拌しながら冷却している間に、含気原料Ｍｇから気泡Ｂが抜け難いので、気泡Ｂを十分に保持した状態で含気原料Ｍｇを冷却して固形化することができる。
その結果、オーバーラン値が高く、しかも、気泡Ｂが均等に分散した気泡含有固形状油脂食品を製造することができる。
【００４７】
次に、気体噴出ノズル３により気泡Ｂが含有された含気原料Ｍｇを攪拌冷却部４０に供給する前に、細分混合部３０により含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化することにより、オーバーラン値を高くできることを検証した検証試験の結果を説明する。
この検証試験では、気体噴出ノズル３により気泡Ｂを含有させた含気原料Ｍｇを細分混合部３０を介することにより、含気原料Ｍｇに含まれる気泡Ｂを細分化して攪拌冷却部４０に供給する場合（以下、再混合有りと記載する場合がある）と、気体噴出ノズル３により気泡Ｂを含有させた含気原料Ｍｇを細分混合部３０を介さずに攪拌冷却部４０に供給する場合（以下、再混合無しと記載する場合がある）とで、オーバーラン値を比較した。ちなみに、この検証試験では、原料Ｍとしてマーガリンを用い、気体Ｇとして窒素ガスを用いた。
【００４８】
検証試験の条件は以下の通りである。
・加熱貯留部２０から送出される原料Ｍの粘度及び温度：約６５ｃＰ、４０℃
・送出用ポンプ１にて送出される流動可能な原料Ｍの流量：約１０００リットル／ｈ
・気体Ｇの流量：約５００リットル／ｈ
・送出用ポンプ１による原料Ｍの送出圧力：０．１６Ｍｐａ（再混合有り）、０．１８〜０．２０ＭＰａ（再混合無し）
・気体噴出ノズル３による気体Ｇの供給圧力：０．１７ＭＰａ（再混合有り）、０．１９〜０．２１ＭＰａ（再混合無し）
・昇圧用ポンプ４による含気原料Ｍｇの送出（吐出）圧力：１．９ＭＰａ（再混合有り）、１．５〜１．８ＭＰａ（再混合無し）
・攪拌冷却部４０から送出される気泡含有固形状油脂食品の温度：１０．４℃（再混合有り）、１１．５℃（再混合無し）
・細分混合部３０におけるロータ３５の回転数：１８００ｒｐｍ
【００４９】
攪拌冷却部４０から送出された気泡含有固形状油脂食品のオーバーラン値は、再混合有りの場合は４６％であり、再混合無しの場合は３．５％であった。尚、これらのオーバーラン値は、それぞれ１０回ずつ気泡含有固形状油脂食品Ｆをサンプリングした際の平均値である。
この検証試験により、含気原料Ｍｇを攪拌冷却部４０に供給する前に細分混合部３０により細分化すると共に再混合し、含気原料Ｍｇ中に含まれる気泡Ｂを細分化することにより、オーバーラン値を高くできることが分かった。
【００５０】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（Ａ）細分混合部３０の具体構成は、上記の実施形態において説明した構成に限定されるものではない。
（Ａ−１）細分混合部３０を複数の狭隘な細分処理路３３を備えて構成する場合、上記の実施形態のように、外側部材３４に備えた複数列の外側突起列３４Ｌと内側部材３５に備えた複数列の内側突起列３５Ｌとにより、複数の狭隘な細分処理路３３を形成する場合に限定されるものではない。例えば、ブロック状の処理路形成部材に、複数個所で屈曲する狭隘な溝を複数並行状に形成して、それら複数の狭隘な溝により複数の狭隘な細分処理路３３を構成しても良い。
（Ａ−２）細分混合部３０を複数の狭隘な細分処理路３３を備えて構成する場合、複数の細分処理路３３を形成するために外側部材３４、内側部材３５にそれぞれ備える外側突起３４ｐ、内側突起３５ｐの形状は、上記の実施形態の如き歯状に限定されるものではなく、円柱等の棒状でも良い。
（Ａ−３）細分混合部３０を上記の実施形態のように外側部材３４と内側部材３５とにより構成する場合、上記の実施形態では、外側部材３４及び内側部材３４のいずれか一方（上記の実施形態では内側部材としてのロータ３５）が駆動回転される場合について例示したが、外側部材３４及び内側部材３５の両方を固定状態で設けても良い。
この場合、外側部材３４の内周面及び内側部材３５の外周面夫々の横断面形状は、円に限定されるものではない。
（Ａ−４）細分混合部３０を上記の実施形態のように外側部材３４と内側部材３５とにより構成する場合、外側部材３４の内周面及び内側部材３５の外周面夫々の横断面積を流動方向の下手側ほど徐々に狭くなるように構成しても良い。
（Ａ−５）含気原料Ｍｇを流動させる管体内で、複数の刃を備えたブレード又はスクリューを駆動回転することにより、含気原料Ｍｇを細分化すると共に再混合するように構成して、細分混合部３０を管体とその管体内で駆動回転されるブレード又はスクリューとにより構成しても良い。
【００５１】
（Ｂ） 上記の実施形態では、昇圧用ポンプ４を原料供給路５における細分混合部３０と攪拌冷却部４０との間に設けたが、原料供給路５における気体噴出ノズル３と細分混合部３０との間に設けても良い。又、昇圧用ポンプ４を省略することも可能である。
【００５２】
（Ｃ） 気体噴出ノズル３に周方向に分散して備える噴出孔３ｂの個数は、上記の実施形態において例示した２個に限定されるものではなく、３個以上でも良い。又、噴出孔３ｂを気体噴出ノズル３の長手方向に沿って複数列備えても良い。
【００５３】
（Ｄ） 冷却手段の具体例として、上記の実施形態では、含気原料Ｍｇを冷却する冷却機能に加えて含気原料Ｍｇを攪拌する攪拌機能を備えた攪拌冷却部４０を用いたが、冷却機能のみを備えたものでも良い。
【００５４】
（Ｅ） 上記の実施形態において、攪拌冷却部４０の下流側に、その攪拌冷却部４０から送出される気泡含有固形状油脂食品Ｆを冷却することなく攪拌混合する攪拌混合部を設けても良い。
この攪拌混合部としては、例えば、以下の構成のものを用いることができる。
攪拌混合部は、ステータと、そのステータ内にて駆動回転されるロータとを備え、ステータ内で気泡含有固形状油脂食品Ｆを冷却することなく攪拌混合するように構成される。
具体的には、ステータの内周面に、複数のピンをステータの軸心方向に沿う直線状の列状に設け、ロータの外周面に、複数のピンを、ロータが回転したときに１ピンずつステータのピン間を通過する状態で、ロータの軸心と同軸の螺旋状の列状に設ける。
ちなみに、ステータの内周面に直線状の列状に設けるピンの列数は例えば１列であり、ロータの外周面に螺旋状の列状に設けるピンの列数は例えば２列であるが、それらの列数は適宜に設定することができる。
【００５５】
（Ｆ） 原料Ｍの具体例としては、上記の実施形態において例示したマーガリンに限定されるものではなく、昇温すると流動可能な状態となり、その流動可能な状態から冷却すると固形化する種々の油脂、例えばバター等を用いることができる。又、油脂のみが組成のもの以外に、蜂蜜等の油脂以外の素材を含むものも用いることができる。
気体Ｇの具体例としては、上記の実施形態において例示した窒素ガスに限定されるものではなく、窒素ガス以外の不活性ガスや空気等、種々のものを用いることが可能であり、又、複数種の気体が混合されたものも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように、オーバーラン値を高くし、しかも、気泡を均等に分散し得る気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 送出用ポンプ
３ 気体噴出ノズル（含気手段）
３ｂ 噴出孔
４ 昇圧用ポンプ
５ 原料供給路
３０ 細分混合部（細分混合手段）
３３ 細分処理路
３４ ステータ（外側部材）
３４ｐ 外側突起
３４Ｌ 外側突起列
３５ ロータ（内側部材）
３５ｐ 内側突起
３５Ｌ 内側突起列
４０ 攪拌冷却部（冷却手段）
Ｂ 気泡
Ｆ 気泡含有固形状油脂食品
Ｇ 気体
Ｍ 原料
Ｍｇ 含気原料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出する送出用ポンプと、その送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる含気手段と、その含気手段により気体が含有された流動状態にある含気原料を細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化する細分混合手段と、その細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却して固形化する冷却手段とが設けられている気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項２】
前記細分混合手段から送出される含気原料を昇圧して前記冷却手段に供給する昇圧用ポンプが設けられている請求項１に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項３】
前記含気手段が、先端が閉塞され且つ径方向外方に気体を噴出する複数の噴出孔を筒壁の先端側に周方向に分散して備えた筒状の気体噴出ノズルにて構成され、
その気体噴出ノズルが、前記送出用ポンプから送出された原料が流動する原料供給路内に、長手方向を原料流動方向に沿わせた姿勢で配設されている請求項１又は２に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項４】
前記細分混合手段が、含気原料を複数箇所で屈曲させて流動可能な複数の狭隘な細分処理路を備えて構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項５】
前記細分混合手段が、筒状の外側部材と、外周面が前記外側部材の内周面と間隔を隔てた状態で前記外側部材内に配設された内側部材とを備えて構成され、
前記外側部材の内周面に、径方向内方に向けて突出する複数の棒状又は歯状の外側突起が周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の外側突起列の複数列が、軸心方向に間隔を隔てて備えられ、
前記内側部材の外周面に、径方向外方に向けて突出する複数の棒状又は歯状の内側突起が周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の内側突起列の複数列が、１列ずつ前記外側突起列間にその外側突起列と間隔を隔てて入り込み且つ各内側突起が各外側突起と周方向において互い違いになる形態で、軸心方向に間隔を隔てて備えられ、
前記外側部材と前記内側部材との間に、前記複数列の外側突起列及び前記複数列の内側突起列により、前記複数の細分処理路が形成される請求項４に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項６】
前記外側部材の内周面及び前記内側部材の外周面夫々の横断面形状が円であり、
前記外側部材及び前記内側部材のいずれか一方が駆動回転されるように構成されている請求項５に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項７】
油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出用ポンプにより送出し、その送出用ポンプから送出される原料に含気手段により気体を含有させ、その含気手段により気体が含有された流動状態にある含気原料を細分混合手段により細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化し、その細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却手段により冷却して固形化する気泡含有固形状油脂食品の製造方法。
【請求項１】
油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出する送出用ポンプと、その送出用ポンプから送出される原料に気体を含有させる含気手段と、その含気手段により気体が含有された流動状態にある含気原料を細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化する細分混合手段と、その細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却して固形化する冷却手段とが設けられている気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項２】
前記細分混合手段から送出される含気原料を昇圧して前記冷却手段に供給する昇圧用ポンプが設けられている請求項１に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項３】
前記含気手段が、先端が閉塞され且つ径方向外方に気体を噴出する複数の噴出孔を筒壁の先端側に周方向に分散して備えた筒状の気体噴出ノズルにて構成され、
その気体噴出ノズルが、前記送出用ポンプから送出された原料が流動する原料供給路内に、長手方向を原料流動方向に沿わせた姿勢で配設されている請求項１又は２に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項４】
前記細分混合手段が、含気原料を複数箇所で屈曲させて流動可能な複数の狭隘な細分処理路を備えて構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項５】
前記細分混合手段が、筒状の外側部材と、外周面が前記外側部材の内周面と間隔を隔てた状態で前記外側部材内に配設された内側部材とを備えて構成され、
前記外側部材の内周面に、径方向内方に向けて突出する複数の棒状又は歯状の外側突起が周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の外側突起列の複数列が、軸心方向に間隔を隔てて備えられ、
前記内側部材の外周面に、径方向外方に向けて突出する複数の棒状又は歯状の内側突起が周方向に間隔を隔てて並ぶ環状の内側突起列の複数列が、１列ずつ前記外側突起列間にその外側突起列と間隔を隔てて入り込み且つ各内側突起が各外側突起と周方向において互い違いになる形態で、軸心方向に間隔を隔てて備えられ、
前記外側部材と前記内側部材との間に、前記複数列の外側突起列及び前記複数列の内側突起列により、前記複数の細分処理路が形成される請求項４に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項６】
前記外側部材の内周面及び前記内側部材の外周面夫々の横断面形状が円であり、
前記外側部材及び前記内側部材のいずれか一方が駆動回転されるように構成されている請求項５に記載の気泡含有固形状油脂食品の製造システム。
【請求項７】
油脂が含まれ且つ流動可能に昇温された原料を送出用ポンプにより送出し、その送出用ポンプから送出される原料に含気手段により気体を含有させ、その含気手段により気体が含有された流動状態にある含気原料を細分混合手段により細分化すると共に再混合して、その含気原料に含まれる気泡を細分化し、その細分混合手段にて細分化された気泡を含む含気原料を冷却手段により冷却して固形化する気泡含有固形状油脂食品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−４４８９８（Ｐ２０１２−４４８９８Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８５２３（Ｐ２０１０−１８８５２３）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００１２７２３７）株式会社イズミフードマシナリ (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００１２７２３７）株式会社イズミフードマシナリ (53)
【Ｆターム（参考）】
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