逆浸透および蒸発を利用したトマトペーストおよびパウダーの製造システム
逆浸透および蒸発の両方を利用してトマトペーストおよびトマトパウダーを製造するシステムに関する。トマト汁を、汁と果肉とに分離する。汁を、遠心分離器および／またはフィルタによって清澄し、第１の水分を除去することによって予濃縮汁を生成する。清澄の間に、第２の果肉成分（および場合によっては、第３の果肉成分）を加工する。予濃縮汁を、多重効用蒸発器に供給し、そこで、第２の水分を除去して、濃縮液を形成する。熱蒸気再圧縮を使用して、蒸発で使用された蒸気を再循環する。濃縮液を、果肉成分と混合してペースト中間物を生成し、このペースト中間物を加工して、トマトペーストを製造する。トマトパウダーも製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、合衆国法典第３５編（米国特許法）第１１９条に基づき、２００４年５月２１日付けの米国仮出願第６０／５７３０６８号の優先権を主張し、また、合衆国法典第３５編（米国特許法）第１２０条に基づき、２００４年９月２７日付けの米国特許出願第１０／９５１０２６号の優先権を主張するものである。以下に説明するように、これらの出願の開示内容は全て、参照により本願に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本発明は、概括的には、トマト製品（トマト加工品）を製造するためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、逆浸透および蒸発の両方を利用してトマトペーストおよびトマトパウダーを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
様々なシステムおよびプロセスにおいて、食品を製造するために逆浸透および蒸発が利用されている。たとえば、逆浸透を利用して汁（ジュース）を濃縮することが知られている。逆浸透では、十分に高い圧力下で膜に汁を適用し、これにより、水が膜を通過することができ、膜の反対側に残された濃縮液体製品が得られる。また、蒸発を利用して、食品中の水の量を減少させる、例えば、液体製品を濃縮することも知られている。
【０００４】
例えば、１つの公知のプロセスでは蒸発のみを利用し、逆浸透を利用しない。その場合、トマト汁を、水様液成分および繊維成分へ簡単に分離できるよう処理する。より詳細には、トマトをすり潰し、皮よおび種を除去して、トマト汁を得る。この汁を分離器へ供給する。しかし、分離器へ供給する前に、汁を凝固剤、例えばカルシウムイオンで処理する。凝固作用によって、皿状部材（dish）（つまり、重量測定デカンタ(gravimetric decanter)）での水様液および繊維の分離速度が増大する。続いて、皿状部材に入れられた水様液をデカントし、蒸発させる。蒸発後の水様液および繊維を混合し、その混合物をリン酸で処理して、凝固剤の操作を戻すもしくは凝固剤による操作の逆を実施し、コロイドを元の状態へと再び変化させ、これにより、高濃度のトマトピュレーを得る。
【０００５】
従来の別のプロセスでは、膜ろ過および蒸発を組み合わせて利用する（つまり、パーベーパレーション、浸透気化）。具体的には、液体に直接的に熱を加えてそれを蒸発させることを避けた工程を利用して、果汁を濃縮する。この間接的な手法は、処理する液体から水分を分離し、水を蒸発させることによって行う。より詳細には、このプロセスでは、水を膜に通過させ、それと同時に温かい空気流を膜の反対側に適用して水を蒸発させる付随のシステムを利用する。しかし、膜にかけられる液体の圧力は、逆浸透に必要とされる典型的な高い圧力ではない。むしろ、その圧力は、水に対する汁の浸透圧、より詳細には、逆浸透を生じさせることができる圧力より低い。つまり、このシステムは、膜工程および蒸発工程を組み合わせたユニットを利用し、それら２つの機能を同時に働かせる一種のパーベーパレーションシステムである。その後、蒸発器から得られた濃縮液を、前もって分離された粒子状物と合わせて、製品を得る。
【０００６】
しかし、公知のシステムは改善が可能である。例えば、システムおよびプロセスにおいて、水の第１の分量もしくは第１の水分を除去するために、よりエネルギー効率のよい逆浸透プロセスを利用できるようにし、また、良好なコスト効率で所望の濃縮効果を得るために、水の含有量をさらに減少させる蒸発器も利用できるようにすることが望ましい。逆浸透は、初期に汁を清澄（透明化）および／またはろ過し、これにより、膜を詰まらせる可能性のある粒子状物を除外することによって、その効果が高められる。
【０００７】
さらに、蒸発技術は、多数の蒸発段または多重効用缶を利用することによって改善することができる。例えば、多重効用蒸発では、より小さな蒸発要素を用いかつより低い温度で操作を行うことができ、コストが低減され、さらに、多段効用蒸発を熱蒸発再圧縮と組み合わせることによってエネルギー消費の低減が得られ、またこれにより、蒸発時に利用される蒸気は再循環し廃棄しないので、発生させてシステム内に送り込まなくてはならない蒸気の量は減少する。
【０００８】
さらに、得られるトマト加工品の品質を向上させることができる。システムおよびプロセスは、繊維およびペクチンの粘度上昇能（粘性形成特性）が公知のトマトペーストよりも良好に維持されるトマト加工品が製造されるように、濃縮された汁成分と果肉成分とを再混合できるようになっていることが望ましい。繊維およびペクチンをに曝す熱および機械的な負荷を低減することによって、最終製品の粘度生成が増大する（最終製品の粘度が上昇する）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、より高いコスト効率およびエネルギー効率でトマト汁を加工することができ、かつ改善されたトマトペーストおよびパウダー製品を製造するシステムおよび方法への要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様によれば、トマト汁を加工してトマトペーストを製造するためのシステムが、デカンタ、清澄器（clarifier）、膜および多段蒸発器を備えている。デカンタは、トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離する。清澄器は、汁成分を、清澄された汁と第２の果肉成分とに分離する。前記清澄汁の方を膜に通し、逆浸透により第１の水分を除去し、これにより、一回濃縮汁を生成する。多段蒸発器は、第２の水分を、一回濃縮汁から除去し、二回濃縮汁を生成する。膜および多段蒸発器は、それぞれの水分を別個に除去するように配置されている。二回濃縮汁ならびに第１および第２の果肉成分を混合し、加工してトマトペーストを生成する。
【００１１】
別の態様によれば、トマト汁からトマトペーストを製造するためのシステムが、デカンタ、清澄器、膜、多段蒸発器および混合器を備えている。デカンタは、トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離し、清澄器は、汁成分を、清澄された汁と第２の果肉成分とに分離する。 膜は、逆浸透によって、第１の水分を清澄汁から除去し、予濃縮トマト汁を形成する。多段蒸発器は、第２の水分を予濃縮汁から除去し、トマト汁濃縮液を形成する。多段蒸発は、逆浸透と別個にかつ逆浸透の後に行う。トマト汁濃縮液ならびに第１および第２の果肉成分を混合器内で合わせ、ペースト中間物を形成し、これをさらに処理してトマトペーストを製造する。
【００１２】
さらに別の態様によれば、トマト汁からトマトペーストを加工するためのシステムが、デカンタ、清澄器、膜、多段蒸発器、熱蒸気再圧縮要素（thermal vapor recompression component）および混合器を備えている。デカンタは、トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離し、清澄器は、デカンタからの汁成分を、清澄汁と第２の果肉成分とに分離する。膜は、逆浸透を利用して、第１の水分を清澄汁から除去し、これにより、予濃縮トマト汁を形成する。多段蒸発器は、第２の水分を予濃縮汁から除去し、トマト汁濃縮液を形成する。多段蒸発は、逆浸透と別個にかつ逆浸透の後に行う。熱蒸発再圧縮要素は、それ以前に多段蒸発により利用された蒸気を、多段蒸発器での後続の使用のために再使用または再循環する。トマト汁濃縮液ならびに第１および第２の果肉成分を混合器内で合わせ、ペースト中間物を形成し、これを加工してトマトペーストを生成する。様々な態様では、前記汁成分が、約５〜６重量％全固形分を有していてよい。汁成分を清澄かつ／またはろ過することができ、これにより、清澄またはろ過された汁（まとめて「清澄」汁と呼ぶ）を生成し、この清澄汁を逆浸透により処理する。
【００１３】
除去された第１の水分は、汁成分から除去すべき全水分量の約５０％であってよく、除去された第２の水分は、汁成分から除去すべき全水分量の約４０〜４５％であってよい。よって、例えば、逆浸透および多段蒸発によって、汁成分から除去すべき全水分量の約９２％を除去することができる。
【００１４】
多段蒸発は、流下膜式蒸発器を使用して行うことができ、様々な蒸発段、例えば２〜８個の蒸発段を利用して行うことができ、その場合、連続する蒸発段のそれぞれを、１つ前の蒸発段よりも低い温度で操作する。例えば、第１の段は約１４０°Ｆ（６０．０℃）で、最終段は１１０°Ｆ（４３．３℃）で操作することができる。蒸発段において使用された蒸気は、熱蒸気再圧縮を利用して再利用することができ、その場合、最終蒸発段の出口からの蒸気が再利用され、第１の蒸発段の入口へと供給される。
【００１５】
トマトペーストは、システムの設計に応じて、異なる数の果肉成分を使用して調製することができる。例えば、デカンタおよび遠心分離を利用する一態様では、第１の果肉成分をデカンタを用いて製造し、第２の果肉成分を遠心分離によって製造する。さらに別の態様では、遠心分離の代わりにフィルタを使用し、このフィルタにより、第２の果肉成分を製造する。さらなる態様では、デカンタにより第１の果肉成分を製造し、フィルタにより第２の果肉成分を製造し、遠心分離により第３の果肉成分を製造する。
【００１６】
前記第２の果肉成分は、前記第１の果肉成分よりも高い重量％全固形分を有していてよい。第１の果肉成分、第２の果肉成分（および必要であれば第３の果肉成分）は、果肉混合物を形成し、この混合物を二回濃縮汁と混合して、トマトペーストを生成することができる。さらに、二回濃縮汁および果肉混合物の混合物を加工して、トマトパウダーを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照されたい。同じ部材は、全図面にわたり同じ参照番号により表し、図１Ａおよび１Ｂは、理解されるようＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄの順に横に並べることが好ましい。
【００１８】
デカンテーション、清澄および／またはマイクロろ過による分留／分離を利用し、続いて逆浸透および蒸発の両方を利用してトマトペーストおよびトマトパウダーを製造するシステムおよび方法の態様を、以下に説明する。汁、例えばトマト汁を分離する。この汁は、例えば、デカンタ、清澄装置および／またはマイクロフィルタを使用して分離することができる。
【００１９】
より詳細には、トマト汁を、デンカント汁成分と第１の果肉成分とに分離する。汁成分を加工して、清澄されかつ／またはマイクロフィルタによりろ過された汁（まとめて「清澄」汁もしくは「清澄された」汁と呼ぶ）を製造し、この清澄汁から、膜および逆浸透を使用して予濃縮汁を製造する。汁成分を加工して清澄汁を製造するプロセスにより、第２の果肉成分も製造され、またシステムの設計に応じて、つまり、遠心分離およびフィルタの両方が使用されるかされないかに応じて可能であれば、第３の果肉成分も製造される。
【００２０】
例えば、遠心分離およびフィルタの両方を利用した場合、第３の果肉成分を得ることができる。例示のためにかつ非限定的に、本明細書では、第１および第２の果肉成分を生成する態様について説明し、ここでは、第１の果肉成分をデカンタによって生成し、第２の果肉成分を遠心分離またはフィルタによって生成する。さらに、説明を目的として、遠心分離および／またはフィルタを出た汁を、まとめて「清澄」汁と呼ぶ。必要に応じて、清澄の異なる回数および段を利用できることは当業者に理解されるであろう。
【００２１】
第１および第２の果肉成分を混合して、果肉混合物を製造することができる。予濃縮汁を多段蒸発器に供給する。多段蒸発器は、様々な数の段または効用缶、および蒸発プロセス中に１つ前に使用された蒸気を再使用もしくは再循環するための再循環要素、例えば熱蒸気再圧縮（ＴＶＲ）要素を利用して、濃縮液を製造することができる。濃縮液を、第１および第２の果肉成分またはそれらの混合物と混合し、ペースト中間物を製造し、これをさらに加工してトマトペーストを製造する。トマトパウダーも製造することができ、これにより、２つの最終製品、つまり、ペーストおよびパウダーが得られる。
【００２２】
よって、本発明の態様は、逆浸透および蒸発の利点を利用し、汁成分および果肉成分を合わせてトマトペーストを製造するものである。さらに、本発明の態様は、エネルギーおよびコスト削減ならびに製品品質の向上をもたらす、トマトペースト／パウダー加工の新規の手段を提供するものである。
【００２３】
以下の説明では、その説明の一部をなしかつ実施されるべき具体的な態様を例示的に示す添付図面を参照されたい。別の態様を利用できることも理解されたい。さらに、当業者は、システムおよび方法の態様が、様々な種類の汁を加工するために利用できることを理解するであろう。しかし、本明細書では説明のために、トマト汁からのトマトペーストおよびトマトパウダーの製造について説明するものとする。さらに、以下に示す態様および明細書の説明は、例示的な加工成分の濃度または組成、温度および流量を提示する。しかし、実際には、例として示したこれらのパラメータは、必要に応じて調節することができる。したがって、これらの例示する濃度、温度および流量は、本発明を制限することを意図としたものではない。
【００２４】
図１Ａを参照すると、流入するトマト汁流または供給流１００が供給が示されている。汁流１００は、例えば、公知の加熱／冷却ブレーキユニット（図示せず）の操作によって生成することができる。
【００２５】
汁流１００は、分離装置、例えばデカンタ１０５に供給される。しかし、デカンタ以外の他の分離装置が利用可能であることは、当業者に理解されるであろう。本明細書でデカンタを挙げているのは、例示のためであり、発明を制限するためではない。デカンタにより、不溶性／可溶性ペクチンを含む不溶性／可溶性繊維がトマト汁供給流１００から除去される（例えば、不溶性繊維および不溶性ペクチンの大部分が除去される）。汁１００の物理化学的状態は、糖の水性水溶液中に懸濁された固形分と記述できる。図示の態様では、当初のトマト汁流１００が、全固形分（total solids、ＴＳ）約７重量％を有している。換言すれば、不溶性繊維および部分的に可溶性のペクチン、ならびにフルクトース、グルコース、クエン酸、リンゴ酸、タンパク質、セルロース、ヘミセルロース等のような固形分は、トマト汁流１００中で約７重量％をなし、水のような非固形分は、汁流１００で約９３重量％をなす。汁流１００の温度は約１８０．０°Ｆ（８２．２℃）であり、その流量は約９８．６トン／時である。しかし、例えば、デカンタ１０５および他のシステム要素の構成および性能に応じて、トマト汁１００を様々な量でデカンタ１０５に供給することができる。
【００２６】
より具体的には、当初の汁流１００は、デカンタ１０５により２つの成分、つまり、トマト汁成分またはデカントされた汁成分１０５ａおよび第１の果肉成分１０５ｂに分離される。つまり、汁流１００の当初の９８．６トン／時の流れは、約８７．８トン／時のデカントされた流１０５ａの流れと、約１０．８トン／時の第１の果肉成分１０５ｂの流れとに分離される。つまり、いくつかの従来のシステムとは対照的に、トマト汁１００を、カルシウムイオンのような凝集剤を使用して分離する必要はない。そうではなく、余分な化学的プロセスを用いることなくデカンタ１０５を使用して、十分な分離を達成することができる。
【００２７】
図示の態様では、デカントされた汁流１０５ａの組成物は、全固形分を約５〜６重量％、例えば約５．５重量％有している。デカントされた流れ１０５ａの温度は約１７０°Ｆ（７６．７℃）であり、その流量は約８７．８トン／時である。第１の果肉成分１０５ｂは、全固形分を約１８．９重量％有し、その流量は約１０．８トン／時である。第１の果肉成分１０５ｂを形成する固形分は、固体相（不溶性繊維およびペクチン、タンパク質、脂質等）と、水中にコロイド繊維およびペクチンならびに可溶化された糖（フルクトースおよびグルコース）を含む液体相とを有している。当初の流れ１００から第１の果肉成分１０５ｂを除去することによって、以下に詳細に説明するように、逆浸透を容易に行うことができるようになり、膜への残渣付着が低減または防止される。
【００２８】
操作されるユニット間のフレキシブルな接続を確実にするため、プロセスバランシング（process-balancing）またはプロセス相互接続装置を、システム全体にわたり利用することができる。例えば、デカントされたトマト汁１０５ａを、デカンタ１０５と清澄要素１１０とを接続するバランサ１０７に供給することができる。デカントされた汁流１０５ａは清澄要素１１０に供給されるが、この清澄要素１１０は、デカントされた汁流１０５ａ中の固形分含有量を低減させ、清澄された汁流１１０ａを生成する。より詳細には、デカントされたトマト汁１０５ａ中に残された、不溶性／可溶性ペクチンを含む不溶性／可溶性繊維が除去され、清澄された汁流１１０ａが生成される。
【００２９】
一態様では、清澄要素１１０は、遠心分離器である。別の態様では、要素１１０はフィルタ、例えばマイクロフィルタである。さらに別の態様では、遠心分離器およびフィルタの両方を利用することができる。遠心分離器およびフィルタは、異なる方式で作動するが、これらの装置はいずれも、デカントされた流れ１０５ａから固形分を除去し、「清澄された」トマト汁１１０ａを生成するものである。例えば、遠心分離装置は高重力（high-g）遠心分離を利用し、マイクロフィルタのようなフィルタは、ポリアミドまたは焼成された金属もしくはセラミックスのようなろ過媒体を利用する。さらに、上述したように、別の態様では、デカンタによる加工後、遠心分離器およびマイクロフィルタの両方を使用してよい。よって、清澄された汁１１０ａは、様々な機構およびプロセスを使用して生成することができ、図１Ａは制限を意図したものではない。
【００３０】
図示の態様では、清澄されたトマト汁１１０ａは全固形分を約５重量％有している。全固形分は、主に、水中で可溶化された糖（グルコースおよびフルクトース）、ならびに場合によっては他の低分子の可溶成分を含む。この例では、清澄された汁１１０ａの温度は、１６０°Ｆ（７１．１℃）であり、その流量は約８５．２トン／時である。つまり、清澄された汁１１０ａは、デカントされたトマト汁１０５ａよりも温度が低く、全固形分重量％も低い。
【００３１】
清澄器１１０は、清澄汁１１０ａの生成に加え、第２の果肉成分１１０ｂも生成する。この第２の果肉成分１１０ｂは、主に、糖の水性水溶液中に、コロイド状の不溶性／可溶性ペクチンを含むコロイド状の不溶性／可溶性繊維を含む。第２の果肉成分１１０ｂは、全固形分約２４重量％を示す。したがって、マイクロフィルタまたは遠心分離器１１０の流出物の大部分が清澄されたトマト汁１１０ａであり、第２の果肉成分１１０ｂはわずかだということになる。さらに、図示の例では、第２の果肉成分１１０ｂの全固形分はより大きく（２４重量％）、つまり、第２の果肉成分１１０ｂは、固形分約１８．９重量％を有する第１の果肉成分１０５ｂと比較してより多くの固形分を含んでいる。また、第１の果肉成分１０５ｂ（１０．８トン／時）の流量は、第２の果肉成分１１０ｂの流量（２．６トン／時）の流量よりも大きい。よって、生成された果肉の大部分が、初めのデカント１０５によってトマト汁１００から生成された第１の果肉成分１０５ｂである。
【００３２】
実際には、追加的な膜による予清澄要素を利用すれば、追加的な果肉成分を生成することができる。例えば、遠心分離およびフィルタの両方を利用すれば、第３の果肉成分を生成することができる。本明細書では、説明を目的として非限定的に、第１および第２の果肉成分を生成する態様について説明し、ここでは、第１の果肉成分をデカンタによって生成し、第２の果肉成分を清澄器によって生成する。
【００３３】
第１の果肉成分１０５ｂおよび第２の果肉成分１１０ｂを、例えばインラインミキサ１２０で混合し、これにより、果肉混合物１２０ｂを生成する。果肉混合物１２０ｂは、約２０重量％の固形分重量％を有し、固体相（不溶性繊維およびペクチン、タンパク質、脂質等）と、水中にコロイド繊維およびペクチンならびに可溶化された糖を含む液体相とを有する。第１の果肉成分１０５ａ（混合物１２０ｂ中の果肉の大部分）および／または果肉混合物１２０ｂは、最終的には、トマトペーストまたはトマトパウダーを生成するのに利用することができる。両方の果肉成分の混合物または個々の果肉成分は、トマトペーストを作るために使用される。
【００３４】
第２のプロセスバランサ１１７は、清澄要素１１０と冷却器１３０とを接続している。清澄された汁１１０ａは冷却され、これにより、以下に詳細に説明するように、逆浸透膜が効果的に作動できるようになる。より詳細には、温度がより低くなることにより、半透過性の逆浸透膜、例えばポリアミドの操作が簡単になる。
【００３５】
冷却器１３０は、例えば、蒸発冷却器または間接冷却器（indirect cooler）であってよい。以下では蒸発冷却について詳説するが、これは、例示のためであり、これにより発明が制限されることはない。本明細書では、真空生成および蒸気濃縮を蒸発冷却の一部として使用し、これにより、清澄汁１１０ａを逆浸透の前に冷却する。例えば、清澄トマト汁１１０ａを約１６０°Ｆ（約７１．２℃）から約１２０°Ｆ（約４８．９℃）へと冷却し、１３０ａとする。清澄トマト汁１１０ａの濃度はわずかに変化することもあり、この場合、冷却された汁１３０は、約４．９７〜約５．１６重量％の全固形分を有する。冷却された汁１３０ａの流量は約８２．１トン／時であり、この場合、約３トン／時の流量で水が清澄汁流から除去される。
【００３６】
冷却された汁１３０ａは、逆浸透器１４０を利用して処理し、これにより、冷却された清澄トマト汁１３０ａから水を除去し、予濃縮または一回濃縮トマト汁１４０ａが生成する。より詳細には、冷却された清澄汁１３０ａを、高圧で逆浸透膜に供給される。逆浸透の用途で知られているように、利用される適切な高圧は約４００〜約６００ｐｓｉ（約２７５８〜４１３７ｋＰａ）を含む。予濃縮または一回濃縮汁１４０ａが膜フィルタ１４０を通過するが、その場合、膜の反対側に固形分が残る。
【００３７】
逆浸透器１４０を使用して、冷却された清澄汁１３０ａから様々な量の水１４０ｂを除去することができる。例えば、図示の態様では、逆浸透器１４０は、全水分蒸発含有量（total water evaporation load）の約５０％の除去、つまり、トマトペースト加工に関連した除去がなされるように設計されている。別の態様では、逆浸透を使用して、トマトペースト加工に関連する全水分蒸発含有量（つまり３９トン／時）またはトマト汁から除去すべき全水分量の約３０〜７０％、好ましくは約５０％を除去することができる。これにより、予濃縮トマト汁１４０ａは、全固形分約９．８重量％の濃度を有し、約１２０°Ｆ（４８．９℃）の冷却された温度に維持される。よって、予濃縮汁１４０ａの濃度は、冷却された清澄汁１３０ａの濃度よりも高い。このようにして得られる予濃縮汁流１４０ａの流量は、約４３．１トン／時である。
【００３８】
ペクチンのような、逆浸透装置の膜の残滓を増加させうる大きな分子化合物をほぼ含んでいない冷却された清澄トマト汁１３０ａを処理することによって、逆浸透器１４０は最適化される。さらに、高い水分除去速度を保証するために、好ましくは、逆浸透器１４０を、全水分除去プロセスと関連した比較的低い濃度範囲内で作動させる。つまり、逆浸透器１４０は、図１Ａ〜１Ｂに示すように、多重効用蒸発要素の前に配置する。よって、逆浸透器１４０を利用して、コスト効率よびエネルギー効率がより高い方式で、熱蒸発を使用する水分除去の第２の段の前に大量の水分を除去することができる。
【００３９】
逆浸透器１４０によって生成された予濃縮トマト汁１４０ａは、脱気ユニット１５０に供給される。第３のバランシング要素１５１を使用して、逆浸透器１４０の出口と脱気ユニット１５０とを相互接続することができる。脱気は、第１の蒸発冷却段１３０に類似しており、つまり、真空生成（vacuum generation）および蒸気濃縮を利用する。これにより、予濃縮トマト汁１４０ａの温度は、約１２１°Ｆ（４９．４℃）から約１０７°Ｆ（４１．７℃）に低下し、その濃度は、約９．８２重量％から約９．９４重量％へとわずかに増加する（約０．５トン／時の速度での水分除去１５０ｂがなされるため）。脱気され予濃縮された汁１５０ａの流量は、約４２．６トン／時である。
【００４０】
脱気により、非凝縮ガス（この場合、空気）が、予濃縮されたトマト汁１４０ａから除去され、これにより、蒸発ユニットまたはプラントの効用缶において、より高い熱伝達係数が確実に達成される。さらに、空気を除去することによって、熱蒸発再圧縮（ＴＶＲ）の効果的な運転が可能となり、これについては、以下に詳細に説明する。さらに、予濃縮トマト汁１４０ａから空気をなくすことによって、多重効用蒸発ユニット１６０内部で起こる変色が低減されるかまたは最小限となる。より詳細には、脱気１５０によって、非凝縮ガスが熱伝達にもたらす不都合な作用が最小限となり、多重効用蒸発ユニット１６０内での変色反応に対して空気がもたらす促進作用に積極的な影響を与える（空気がもたらす作用を防ぐ方向に影響を与える）。
【００４１】
続いて、脱気され予濃縮された汁１５０ａを、蒸発ユニット１６０に供給し、これにより、トマト汁濃縮液もしくは二回濃縮汁１６０ａを生成する。蒸発ステップ１６０の態様は、多重効用蒸発１６２および熱蒸発再圧縮（ＴＶＲ）１６４を含む。これらの各態様については、以下に順に詳説する。
【００４２】
蒸発ユニット１６０は、プロセス中で２番目に多い量の水分１６０ｂを除去する（最大の水分量は逆浸透によって除去される）。一態様では、蒸発ユニット１６０は、トマトペースト加工プロセス中で２番目に多い量の水分１６０ｂを除去する（最大の水分量は逆浸透によって除去される）。一態様では、蒸発ユニット１６０は、図１Ｂに示すように、汁成分から除去すべき全水分量の約４０〜４５％、例えば含有水分の約４２．８％１６０ｂを除去する。したがって、全水分蒸発含有量の９２．３％が、逆浸透１４０および蒸発１６０の組み合わせによって除去され、残りの７．７％は、他のユニット操作によって除去する。
【００４３】
図示の態様では、蒸発ユニット１６０は、多重効用蒸発ユニット１６２である。図示の態様による多重効用蒸発システム１６２は、４つの効用缶または段１６２ａ〜ｄを有する。多重効用蒸発１６２の前には、予加熱ユニット操作１６３を行う。予加熱エレメント１６３によって、流入物、つまり脱気された汁１５０ａの温度を約１０７．４°Ｆ（４１．９℃）から約１６０°Ｆ（７１．１℃）に上昇させる。汁の温度は、各蒸発段もしくは効用缶で、低下させていく。例えば、図示のような四重効用蒸発プラント１６２においては、予加熱温度は約１６０．５°Ｆ（７１．４℃）であり、第１の効用缶温度は約１４２．５°Ｆ（６１．４℃）であり、第２の効用缶温度は約１２９．９°Ｆ（５４．４℃）であり、第３の効用缶温度は約１２０．６°Ｆ（４９．２℃）であり、第４の効用缶温度は約１０９．０°Ｆ（４２．８℃）であり、その流出物はトマト汁濃縮液１６０ａである。トマト汁濃縮液１６０ａの濃度は、全固形分約４７．８重量％であり、その流量は、約８．８６トン／時である。
【００４４】
よって、連続する各蒸発段は、１つ前の段よりも低い温度で操作する。２〜８個の効用缶を含む他の様々な数の効用缶の構成を使用することができる。よって、図示のプロセスフロー図は、様々な他の適切な構成のうちの例示的なものである。多重効用蒸発１６２は、その寸法を著しく縮小し、従来の蒸発器よりも低い温度で操作することができる。流れの組成の固形物、つまり、水中の糖の量は減少しているので、流れは、（トマトペーストよりも）より低い粘度を特徴としており、熱伝達率が高くかつ付着物（burn-on）の程度が小さいことが予測される。
【００４５】
バッファリング（一時的な保存、buffering）装置（トマト果肉のためのバッファ１２３およびトマト汁濃縮液のためのバッファ１４２）を最小限にするために、多重効用蒸発ユニットまたはプラント１６２の滞留時間は短いことが好ましい。バッファリングは、膜の初期セッティング中および多段蒸発プロセス中に行うことができる。
【００４６】
短い滞留時間で使用できる１つの適切な蒸発器は、流下膜式蒸発器である。流下膜式蒸発器ユニットまたはプラントは、比較的短い滞留時間を提供し、さらに、より高い熱伝導係数を有している。流下膜式蒸留ユニットを低温で操作した場合、予濃縮トマト汁中のグルコースおよびフルクトースによって起こりうる変色反応の程度を低減することができる。
【００４７】
さらに、多重効用蒸発ユニットまたはプラント１６２を、再循環要素と共に設計すれば、エネルギー消費を減少させることができる。一態様では、再循環要素は、熱蒸気再圧縮（ＴＶＲ）要素１６４である。多重効用蒸発ユニット１６２による蒸気消費量は、多重効用蒸発器１６２とＴＶＲ１６４との組合せを使用することによって低減または最小化することができる。図示の態様では、多重効用蒸発システム１６２は、４つの蒸発効用缶１６２ａ〜ｄを有しており、ＴＶＲ１６４は、４つの効用缶１６２ａ〜ｄ全てにわたり適用される。別の態様では、ＴＶＲ１６４を、様々な数の効用缶に適用することができ、効用缶のいくつかのみに適用することもできる。よって、図１Ａは、様々なＴＶＲの構成を単に例示したものにすぎない。
【００４８】
より詳細には、最終の効用缶または第４の効用缶もしくは蒸発段１６２からの第２の蒸気分を、ＴＶＲ排出部１６５に供給する。排出部１６５での蒸気の消費量は、おおよそ消費された蒸気１トンに対し約８．８トンの水蒸気である。排出部１６５から第１の効用１６２ａに供給される加熱蒸気１６５ａの温度は、約１５２．８°Ｆ（６７．１℃）である。第４の効用缶１６２ｄからの残された第２の蒸気は、多重効用缶１６２ｄ蒸発プラントに連結されたバロメトリックコンデンサ（barometric condenser）１６８で凝縮される。
【００４９】
図１Ａおよび１Ｂに示すように、汁１５０ａには、逆浸透１４０および多重効用蒸発１６０による水分除去が実施され、トマト果肉またはトマト果肉混合物１２０ｂを、追加的な機械ユニット操作もしくは熱ユニット操作に曝す必要はない。この手段によって、現行のトマトペースト加工プロセスと比較して、繊維およびペクチンの粘性形成特性の維持が向上する。この手段により、繊維およびペクチンにかけられる熱的および機械的負荷の減少がもたらす利益が提供され、粘度がより高い最終製品が得られる。
【００５０】
逆浸透１４０、続いて多重効用蒸発１６２によって生成されたトマト汁濃縮液１６０ａは、例えば、混合−蒸発−仕上げ加工ユニット１７０を使用して、１つ以上のトマト果肉成分と合わせられる。一態様では、混合−蒸発−仕上げ加工１７０は、ミキサ、ヒータおよび蒸発効用の組合せとして設計されている。この例示的なユニットでは、再循環フロー閉ループを使用しており、この閉ループは、中間物ペースト１７０ａの目標濃度の全固形分を運ぶように適正に装備されている。水（および空気）を除去するので、装置では、真空生成および蒸気凝縮が利用される。
【００５１】
一態様では、図示のように、トマト汁濃縮液１６０ａおよび第１の果肉成分１０５ｂおよび第２の果肉成分１１０ｂからなる混合物１２０ｂとを混合するもしくは１つに合わせることによって、中間物ペースト１７０ａを生成する。別の態様では、濃縮液を、第１の果肉成分１０５ｂ（第２の果肉成分１１０ｂよりも多くの果肉を含む）のみと混合し、中間物ペースト１７０ａを形成する。よって、このような第１の果肉成分のみを含む中間物ペースト１７０ａは、果肉混合物１２０を含む中間物ペーストよりも密度が低い。本明細書では、両方の果肉成分もしくは果肉混合物１２０を有する中間ペースト１７０ａについてさらに詳説するが、これは例示のためであり本発明を制限することを目的としてはいない。
【００５２】
混合−蒸発−仕上げ加工操作１７１によって、全固形分の目標濃度で中間物ペースト１７０ａが得られる。つまり、混合−蒸発−仕上げ加工１７０は、トマト汁濃縮液１６０ａおよびトマト果肉１２０ｂの両方の組成物のそれぞれのプロセスの様々な態様を補償するもの、つまり、「仕上げ加工」の態様である。この混合−蒸発−仕上げ加工１７０は、トマト果肉１２０ｂから生じる空気および／または水の除去も確実に行う。得られた流れ、つまり果肉混合物１２０を有する中間物ペーストは、全固形分約３２．１重量％を含み、その温度は約１４０°Ｆ（６０℃）であり、その流量は約２１．５トン／時である。
【００５３】
トマト果肉１２０ｂを、機械ユニット操作もしくは熱ユニット操作に曝さない図示の態様では、清澄トマト汁１３０ａには（逆浸透１４０および多重効用蒸発１６２による）水分除去が実施される。プロセス進行の初期、つまり、運転停止または清掃後では、トマト汁濃縮液１３０ａを生成するのに要求される時間は、トマト果肉１２０ｂが混合−蒸発−仕上げ加工１７０に達するのに要求される時間よりも長い。このことは、多重効用蒸発装置１６２を利用する始動工程にある程度起因しており、それは、蒸発装置１６２が定常状態に達して、全固形分の目標量でトマト汁濃縮液１６０ａを運ぶことができるようになるまでいくらか時間がかかるからである。多重効用蒸発プラント１６２の始動は、水を使用して（on water）行われる。一方、この時間中、トマト果肉１２０ｂは連続的に生成される。
【００５４】
したがって、バッファ装置、つまり、トマト果肉のためのバッファ１２３およびトマト汁濃縮液１４３のためのバッファ１４３ををインラインで使用することができ、そこでの濃度は、全固形分の目標値よりも低い。混合−蒸発−仕上げ加工ユニット操作１７０は、トマト汁濃縮液１６０ａが全固形分の目標濃度に達したら始動させることができる。しかし、混合−蒸発−仕上げ加工１７０が定常状態になるまでには、ある程度の時間がかかる。この時間中、余分なトマト汁濃縮液１６０ａを再循環して、トマト汁濃縮液のためのバッファ１４３へ送る。混合−蒸発−仕上げ加工操作１７０が定常状態に達したら、中間物ペースト１７０ａを、間接加熱／直接加熱ユニット１８０へと送ることができる。トマトペースト加工工程が定常状態になったら、トマト果肉のためのバッファおよびトマト汁濃縮液のためのバッファ内で蓄積された量のトマト果肉およびトマト汁濃縮液を、トマトペースト加工ラインの全体の定常状態が狂うことのないような速度で、プロセスへ徐々に再導入する。
【００５５】
中間物ペースト１７０ａを、例えば、ワイドギャッププレート式熱交換器および直接式（粘性消散式）交換器のような様々な適切な熱交換装置内で均質化する。中間物ペースト１７０ａは現在公知のトマトペーストよりも粘性が高いので、上記種類の装置は、特に有用である。中間物ペースト１７０ａの、間接加熱／直接加熱ユニット操作後の予測される温度は、約２００°Ｆ（９３．３℃）であり、加熱前には同様の濃度および流量を示す。
【００５６】
続いて、加熱された中間物ペースト１８０ａを保持ユニット１８２で保持し、これにより、約２００°Ｆ（９３．３℃）での滞留時間が、対象としている微生物の熱破壊を致命的に起こすことが保証される。中間物ペースト１７０ａのｐＨが低い場合には、熱破壊は、主に無生殖性の微生物細胞に関係する。
【００５７】
均質化後、中間物ペースト１８０ａを、殺菌条件下で、第２の蒸発冷却ユニット１９０を使用して冷却する。中間物ペースト１８０ａは、この時点で比較的粘性が高いので、間接冷却の代わりに蒸発冷却を利用することができる。間接冷却を使用する場合、より大きな機械的エネルギー入力が必要となる場合がある。このような大きな機械的エネルギー入力は、間接冷却装置における大きな圧力損失を圧倒し、場合によっては、最終製品の粘性に不都合な影響を与えうる。よって、高い剪断速度により、最終製品が「剪断」され、これにより、粘度はより低く、歩留まりは失われる。したがって、蒸発冷却が好ましい。
【００５８】
第２の蒸発冷却段１９０を使用して、中間物ペースト１８０ａから除去された水分１９０ｂの量を調節し、これにより、トマトペーストの全固形分濃度の目標値が得られるように最終の調節が可能となる。蒸発冷却では水が除去されるので、装置では、真空生成および蒸気凝縮が利用される。
【００５９】
全固形分濃度の目標値の調節は、一例では、混合−蒸発−仕上げ加工ユニット操作１７０において行われる。さらに、蒸発冷却１９０により、全固形分濃度の別の調節手法が可能となる。使用時には、全固形分濃度を、混合−蒸発−仕上げ加工１７０および蒸発冷却ユニット１５０の両方の操作の加工パラメータをコントロールすることによって調節する。
【００６０】
冷却１９０の結果、水１９０ｂが、約１．７トン／時の流量で中間物ペースト１８０ａから除去され、これにより、トマトペースト１９０ａが形成される。得られたトマトペースト１９０ａは、全固形分約３４．９重量％の濃度を有し、その温度は約１１４°Ｆ（４５．６℃）であり、その流量は約１９．８トン／時である。続いて、最終のトマトペースト製品１９０ａを、（例えばバックインアボックス（bag-in-a-box）形式で）無菌包装１９１するか、またはさらなる利用のために大容量の保存タンク内で無菌保存１９２することができる。
【００６１】
トマトペースト１９０ａの生成だけでなく、本発明の態様を使用して、トマトパウダー１９５ｂを生成することもできる。トマトパウダー１９５ｂを製造するには、中間物ペースト１７０ａ（混合−蒸発−仕上げ加工ユニット操作１７０の後）を、例えば、噴霧乾燥器へと送る。ドラム乾燥器のような他の種類の乾燥器も利用することができる。最終製品であるトマトパウダーは、全固形分約９８．０００重量％の含有量を有している。トマトパウダー１９５ｂは、さらなる後の使用のために、バックまたはドラムまたはサイロに包装する。
【００６２】
プロセスフロー図に例示的な操作パラメータを示しているが、必要であればそこに示した以外のパラメータを利用することができる。つまり、プロセスフロー図で記載され示されている操作パラメータは、本発明の限定を意図したものではなく、説明と例示を目的として提供されているものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１Ａ】トマトペーストおよびトマトパウダーを製造するためのシステムの構成要素および加工ステップを示すシステムフロー図の一部である。
【図１Ｂ】トマトペーストおよびトマトパウダーを製造するためのシステムの構成要素および加工ステップを示すシステムフロー図の一部である。
【図２Ａ】トマトペーストおよびトマトパウダーを製造するための加工ステップを示すシステムフロー図の一部である。
【図２Ｂ】トマトペーストおよびトマトパウダーを製造するための加工ステップを示すシステムフロー図の一部である。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、合衆国法典第３５編（米国特許法）第１１９条に基づき、２００４年５月２１日付けの米国仮出願第６０／５７３０６８号の優先権を主張し、また、合衆国法典第３５編（米国特許法）第１２０条に基づき、２００４年９月２７日付けの米国特許出願第１０／９５１０２６号の優先権を主張するものである。以下に説明するように、これらの出願の開示内容は全て、参照により本願に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本発明は、概括的には、トマト製品（トマト加工品）を製造するためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、逆浸透および蒸発の両方を利用してトマトペーストおよびトマトパウダーを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
様々なシステムおよびプロセスにおいて、食品を製造するために逆浸透および蒸発が利用されている。たとえば、逆浸透を利用して汁（ジュース）を濃縮することが知られている。逆浸透では、十分に高い圧力下で膜に汁を適用し、これにより、水が膜を通過することができ、膜の反対側に残された濃縮液体製品が得られる。また、蒸発を利用して、食品中の水の量を減少させる、例えば、液体製品を濃縮することも知られている。
【０００４】
例えば、１つの公知のプロセスでは蒸発のみを利用し、逆浸透を利用しない。その場合、トマト汁を、水様液成分および繊維成分へ簡単に分離できるよう処理する。より詳細には、トマトをすり潰し、皮よおび種を除去して、トマト汁を得る。この汁を分離器へ供給する。しかし、分離器へ供給する前に、汁を凝固剤、例えばカルシウムイオンで処理する。凝固作用によって、皿状部材（dish）（つまり、重量測定デカンタ(gravimetric decanter)）での水様液および繊維の分離速度が増大する。続いて、皿状部材に入れられた水様液をデカントし、蒸発させる。蒸発後の水様液および繊維を混合し、その混合物をリン酸で処理して、凝固剤の操作を戻すもしくは凝固剤による操作の逆を実施し、コロイドを元の状態へと再び変化させ、これにより、高濃度のトマトピュレーを得る。
【０００５】
従来の別のプロセスでは、膜ろ過および蒸発を組み合わせて利用する（つまり、パーベーパレーション、浸透気化）。具体的には、液体に直接的に熱を加えてそれを蒸発させることを避けた工程を利用して、果汁を濃縮する。この間接的な手法は、処理する液体から水分を分離し、水を蒸発させることによって行う。より詳細には、このプロセスでは、水を膜に通過させ、それと同時に温かい空気流を膜の反対側に適用して水を蒸発させる付随のシステムを利用する。しかし、膜にかけられる液体の圧力は、逆浸透に必要とされる典型的な高い圧力ではない。むしろ、その圧力は、水に対する汁の浸透圧、より詳細には、逆浸透を生じさせることができる圧力より低い。つまり、このシステムは、膜工程および蒸発工程を組み合わせたユニットを利用し、それら２つの機能を同時に働かせる一種のパーベーパレーションシステムである。その後、蒸発器から得られた濃縮液を、前もって分離された粒子状物と合わせて、製品を得る。
【０００６】
しかし、公知のシステムは改善が可能である。例えば、システムおよびプロセスにおいて、水の第１の分量もしくは第１の水分を除去するために、よりエネルギー効率のよい逆浸透プロセスを利用できるようにし、また、良好なコスト効率で所望の濃縮効果を得るために、水の含有量をさらに減少させる蒸発器も利用できるようにすることが望ましい。逆浸透は、初期に汁を清澄（透明化）および／またはろ過し、これにより、膜を詰まらせる可能性のある粒子状物を除外することによって、その効果が高められる。
【０００７】
さらに、蒸発技術は、多数の蒸発段または多重効用缶を利用することによって改善することができる。例えば、多重効用蒸発では、より小さな蒸発要素を用いかつより低い温度で操作を行うことができ、コストが低減され、さらに、多段効用蒸発を熱蒸発再圧縮と組み合わせることによってエネルギー消費の低減が得られ、またこれにより、蒸発時に利用される蒸気は再循環し廃棄しないので、発生させてシステム内に送り込まなくてはならない蒸気の量は減少する。
【０００８】
さらに、得られるトマト加工品の品質を向上させることができる。システムおよびプロセスは、繊維およびペクチンの粘度上昇能（粘性形成特性）が公知のトマトペーストよりも良好に維持されるトマト加工品が製造されるように、濃縮された汁成分と果肉成分とを再混合できるようになっていることが望ましい。繊維およびペクチンをに曝す熱および機械的な負荷を低減することによって、最終製品の粘度生成が増大する（最終製品の粘度が上昇する）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、より高いコスト効率およびエネルギー効率でトマト汁を加工することができ、かつ改善されたトマトペーストおよびパウダー製品を製造するシステムおよび方法への要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様によれば、トマト汁を加工してトマトペーストを製造するためのシステムが、デカンタ、清澄器（clarifier）、膜および多段蒸発器を備えている。デカンタは、トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離する。清澄器は、汁成分を、清澄された汁と第２の果肉成分とに分離する。前記清澄汁の方を膜に通し、逆浸透により第１の水分を除去し、これにより、一回濃縮汁を生成する。多段蒸発器は、第２の水分を、一回濃縮汁から除去し、二回濃縮汁を生成する。膜および多段蒸発器は、それぞれの水分を別個に除去するように配置されている。二回濃縮汁ならびに第１および第２の果肉成分を混合し、加工してトマトペーストを生成する。
【００１１】
別の態様によれば、トマト汁からトマトペーストを製造するためのシステムが、デカンタ、清澄器、膜、多段蒸発器および混合器を備えている。デカンタは、トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離し、清澄器は、汁成分を、清澄された汁と第２の果肉成分とに分離する。 膜は、逆浸透によって、第１の水分を清澄汁から除去し、予濃縮トマト汁を形成する。多段蒸発器は、第２の水分を予濃縮汁から除去し、トマト汁濃縮液を形成する。多段蒸発は、逆浸透と別個にかつ逆浸透の後に行う。トマト汁濃縮液ならびに第１および第２の果肉成分を混合器内で合わせ、ペースト中間物を形成し、これをさらに処理してトマトペーストを製造する。
【００１２】
さらに別の態様によれば、トマト汁からトマトペーストを加工するためのシステムが、デカンタ、清澄器、膜、多段蒸発器、熱蒸気再圧縮要素（thermal vapor recompression component）および混合器を備えている。デカンタは、トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離し、清澄器は、デカンタからの汁成分を、清澄汁と第２の果肉成分とに分離する。膜は、逆浸透を利用して、第１の水分を清澄汁から除去し、これにより、予濃縮トマト汁を形成する。多段蒸発器は、第２の水分を予濃縮汁から除去し、トマト汁濃縮液を形成する。多段蒸発は、逆浸透と別個にかつ逆浸透の後に行う。熱蒸発再圧縮要素は、それ以前に多段蒸発により利用された蒸気を、多段蒸発器での後続の使用のために再使用または再循環する。トマト汁濃縮液ならびに第１および第２の果肉成分を混合器内で合わせ、ペースト中間物を形成し、これを加工してトマトペーストを生成する。様々な態様では、前記汁成分が、約５〜６重量％全固形分を有していてよい。汁成分を清澄かつ／またはろ過することができ、これにより、清澄またはろ過された汁（まとめて「清澄」汁と呼ぶ）を生成し、この清澄汁を逆浸透により処理する。
【００１３】
除去された第１の水分は、汁成分から除去すべき全水分量の約５０％であってよく、除去された第２の水分は、汁成分から除去すべき全水分量の約４０〜４５％であってよい。よって、例えば、逆浸透および多段蒸発によって、汁成分から除去すべき全水分量の約９２％を除去することができる。
【００１４】
多段蒸発は、流下膜式蒸発器を使用して行うことができ、様々な蒸発段、例えば２〜８個の蒸発段を利用して行うことができ、その場合、連続する蒸発段のそれぞれを、１つ前の蒸発段よりも低い温度で操作する。例えば、第１の段は約１４０°Ｆ（６０．０℃）で、最終段は１１０°Ｆ（４３．３℃）で操作することができる。蒸発段において使用された蒸気は、熱蒸気再圧縮を利用して再利用することができ、その場合、最終蒸発段の出口からの蒸気が再利用され、第１の蒸発段の入口へと供給される。
【００１５】
トマトペーストは、システムの設計に応じて、異なる数の果肉成分を使用して調製することができる。例えば、デカンタおよび遠心分離を利用する一態様では、第１の果肉成分をデカンタを用いて製造し、第２の果肉成分を遠心分離によって製造する。さらに別の態様では、遠心分離の代わりにフィルタを使用し、このフィルタにより、第２の果肉成分を製造する。さらなる態様では、デカンタにより第１の果肉成分を製造し、フィルタにより第２の果肉成分を製造し、遠心分離により第３の果肉成分を製造する。
【００１６】
前記第２の果肉成分は、前記第１の果肉成分よりも高い重量％全固形分を有していてよい。第１の果肉成分、第２の果肉成分（および必要であれば第３の果肉成分）は、果肉混合物を形成し、この混合物を二回濃縮汁と混合して、トマトペーストを生成することができる。さらに、二回濃縮汁および果肉混合物の混合物を加工して、トマトパウダーを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照されたい。同じ部材は、全図面にわたり同じ参照番号により表し、図１Ａおよび１Ｂは、理解されるようＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄの順に横に並べることが好ましい。
【００１８】
デカンテーション、清澄および／またはマイクロろ過による分留／分離を利用し、続いて逆浸透および蒸発の両方を利用してトマトペーストおよびトマトパウダーを製造するシステムおよび方法の態様を、以下に説明する。汁、例えばトマト汁を分離する。この汁は、例えば、デカンタ、清澄装置および／またはマイクロフィルタを使用して分離することができる。
【００１９】
より詳細には、トマト汁を、デンカント汁成分と第１の果肉成分とに分離する。汁成分を加工して、清澄されかつ／またはマイクロフィルタによりろ過された汁（まとめて「清澄」汁もしくは「清澄された」汁と呼ぶ）を製造し、この清澄汁から、膜および逆浸透を使用して予濃縮汁を製造する。汁成分を加工して清澄汁を製造するプロセスにより、第２の果肉成分も製造され、またシステムの設計に応じて、つまり、遠心分離およびフィルタの両方が使用されるかされないかに応じて可能であれば、第３の果肉成分も製造される。
【００２０】
例えば、遠心分離およびフィルタの両方を利用した場合、第３の果肉成分を得ることができる。例示のためにかつ非限定的に、本明細書では、第１および第２の果肉成分を生成する態様について説明し、ここでは、第１の果肉成分をデカンタによって生成し、第２の果肉成分を遠心分離またはフィルタによって生成する。さらに、説明を目的として、遠心分離および／またはフィルタを出た汁を、まとめて「清澄」汁と呼ぶ。必要に応じて、清澄の異なる回数および段を利用できることは当業者に理解されるであろう。
【００２１】
第１および第２の果肉成分を混合して、果肉混合物を製造することができる。予濃縮汁を多段蒸発器に供給する。多段蒸発器は、様々な数の段または効用缶、および蒸発プロセス中に１つ前に使用された蒸気を再使用もしくは再循環するための再循環要素、例えば熱蒸気再圧縮（ＴＶＲ）要素を利用して、濃縮液を製造することができる。濃縮液を、第１および第２の果肉成分またはそれらの混合物と混合し、ペースト中間物を製造し、これをさらに加工してトマトペーストを製造する。トマトパウダーも製造することができ、これにより、２つの最終製品、つまり、ペーストおよびパウダーが得られる。
【００２２】
よって、本発明の態様は、逆浸透および蒸発の利点を利用し、汁成分および果肉成分を合わせてトマトペーストを製造するものである。さらに、本発明の態様は、エネルギーおよびコスト削減ならびに製品品質の向上をもたらす、トマトペースト／パウダー加工の新規の手段を提供するものである。
【００２３】
以下の説明では、その説明の一部をなしかつ実施されるべき具体的な態様を例示的に示す添付図面を参照されたい。別の態様を利用できることも理解されたい。さらに、当業者は、システムおよび方法の態様が、様々な種類の汁を加工するために利用できることを理解するであろう。しかし、本明細書では説明のために、トマト汁からのトマトペーストおよびトマトパウダーの製造について説明するものとする。さらに、以下に示す態様および明細書の説明は、例示的な加工成分の濃度または組成、温度および流量を提示する。しかし、実際には、例として示したこれらのパラメータは、必要に応じて調節することができる。したがって、これらの例示する濃度、温度および流量は、本発明を制限することを意図としたものではない。
【００２４】
図１Ａを参照すると、流入するトマト汁流または供給流１００が供給が示されている。汁流１００は、例えば、公知の加熱／冷却ブレーキユニット（図示せず）の操作によって生成することができる。
【００２５】
汁流１００は、分離装置、例えばデカンタ１０５に供給される。しかし、デカンタ以外の他の分離装置が利用可能であることは、当業者に理解されるであろう。本明細書でデカンタを挙げているのは、例示のためであり、発明を制限するためではない。デカンタにより、不溶性／可溶性ペクチンを含む不溶性／可溶性繊維がトマト汁供給流１００から除去される（例えば、不溶性繊維および不溶性ペクチンの大部分が除去される）。汁１００の物理化学的状態は、糖の水性水溶液中に懸濁された固形分と記述できる。図示の態様では、当初のトマト汁流１００が、全固形分（total solids、ＴＳ）約７重量％を有している。換言すれば、不溶性繊維および部分的に可溶性のペクチン、ならびにフルクトース、グルコース、クエン酸、リンゴ酸、タンパク質、セルロース、ヘミセルロース等のような固形分は、トマト汁流１００中で約７重量％をなし、水のような非固形分は、汁流１００で約９３重量％をなす。汁流１００の温度は約１８０．０°Ｆ（８２．２℃）であり、その流量は約９８．６トン／時である。しかし、例えば、デカンタ１０５および他のシステム要素の構成および性能に応じて、トマト汁１００を様々な量でデカンタ１０５に供給することができる。
【００２６】
より具体的には、当初の汁流１００は、デカンタ１０５により２つの成分、つまり、トマト汁成分またはデカントされた汁成分１０５ａおよび第１の果肉成分１０５ｂに分離される。つまり、汁流１００の当初の９８．６トン／時の流れは、約８７．８トン／時のデカントされた流１０５ａの流れと、約１０．８トン／時の第１の果肉成分１０５ｂの流れとに分離される。つまり、いくつかの従来のシステムとは対照的に、トマト汁１００を、カルシウムイオンのような凝集剤を使用して分離する必要はない。そうではなく、余分な化学的プロセスを用いることなくデカンタ１０５を使用して、十分な分離を達成することができる。
【００２７】
図示の態様では、デカントされた汁流１０５ａの組成物は、全固形分を約５〜６重量％、例えば約５．５重量％有している。デカントされた流れ１０５ａの温度は約１７０°Ｆ（７６．７℃）であり、その流量は約８７．８トン／時である。第１の果肉成分１０５ｂは、全固形分を約１８．９重量％有し、その流量は約１０．８トン／時である。第１の果肉成分１０５ｂを形成する固形分は、固体相（不溶性繊維およびペクチン、タンパク質、脂質等）と、水中にコロイド繊維およびペクチンならびに可溶化された糖（フルクトースおよびグルコース）を含む液体相とを有している。当初の流れ１００から第１の果肉成分１０５ｂを除去することによって、以下に詳細に説明するように、逆浸透を容易に行うことができるようになり、膜への残渣付着が低減または防止される。
【００２８】
操作されるユニット間のフレキシブルな接続を確実にするため、プロセスバランシング（process-balancing）またはプロセス相互接続装置を、システム全体にわたり利用することができる。例えば、デカントされたトマト汁１０５ａを、デカンタ１０５と清澄要素１１０とを接続するバランサ１０７に供給することができる。デカントされた汁流１０５ａは清澄要素１１０に供給されるが、この清澄要素１１０は、デカントされた汁流１０５ａ中の固形分含有量を低減させ、清澄された汁流１１０ａを生成する。より詳細には、デカントされたトマト汁１０５ａ中に残された、不溶性／可溶性ペクチンを含む不溶性／可溶性繊維が除去され、清澄された汁流１１０ａが生成される。
【００２９】
一態様では、清澄要素１１０は、遠心分離器である。別の態様では、要素１１０はフィルタ、例えばマイクロフィルタである。さらに別の態様では、遠心分離器およびフィルタの両方を利用することができる。遠心分離器およびフィルタは、異なる方式で作動するが、これらの装置はいずれも、デカントされた流れ１０５ａから固形分を除去し、「清澄された」トマト汁１１０ａを生成するものである。例えば、遠心分離装置は高重力（high-g）遠心分離を利用し、マイクロフィルタのようなフィルタは、ポリアミドまたは焼成された金属もしくはセラミックスのようなろ過媒体を利用する。さらに、上述したように、別の態様では、デカンタによる加工後、遠心分離器およびマイクロフィルタの両方を使用してよい。よって、清澄された汁１１０ａは、様々な機構およびプロセスを使用して生成することができ、図１Ａは制限を意図したものではない。
【００３０】
図示の態様では、清澄されたトマト汁１１０ａは全固形分を約５重量％有している。全固形分は、主に、水中で可溶化された糖（グルコースおよびフルクトース）、ならびに場合によっては他の低分子の可溶成分を含む。この例では、清澄された汁１１０ａの温度は、１６０°Ｆ（７１．１℃）であり、その流量は約８５．２トン／時である。つまり、清澄された汁１１０ａは、デカントされたトマト汁１０５ａよりも温度が低く、全固形分重量％も低い。
【００３１】
清澄器１１０は、清澄汁１１０ａの生成に加え、第２の果肉成分１１０ｂも生成する。この第２の果肉成分１１０ｂは、主に、糖の水性水溶液中に、コロイド状の不溶性／可溶性ペクチンを含むコロイド状の不溶性／可溶性繊維を含む。第２の果肉成分１１０ｂは、全固形分約２４重量％を示す。したがって、マイクロフィルタまたは遠心分離器１１０の流出物の大部分が清澄されたトマト汁１１０ａであり、第２の果肉成分１１０ｂはわずかだということになる。さらに、図示の例では、第２の果肉成分１１０ｂの全固形分はより大きく（２４重量％）、つまり、第２の果肉成分１１０ｂは、固形分約１８．９重量％を有する第１の果肉成分１０５ｂと比較してより多くの固形分を含んでいる。また、第１の果肉成分１０５ｂ（１０．８トン／時）の流量は、第２の果肉成分１１０ｂの流量（２．６トン／時）の流量よりも大きい。よって、生成された果肉の大部分が、初めのデカント１０５によってトマト汁１００から生成された第１の果肉成分１０５ｂである。
【００３２】
実際には、追加的な膜による予清澄要素を利用すれば、追加的な果肉成分を生成することができる。例えば、遠心分離およびフィルタの両方を利用すれば、第３の果肉成分を生成することができる。本明細書では、説明を目的として非限定的に、第１および第２の果肉成分を生成する態様について説明し、ここでは、第１の果肉成分をデカンタによって生成し、第２の果肉成分を清澄器によって生成する。
【００３３】
第１の果肉成分１０５ｂおよび第２の果肉成分１１０ｂを、例えばインラインミキサ１２０で混合し、これにより、果肉混合物１２０ｂを生成する。果肉混合物１２０ｂは、約２０重量％の固形分重量％を有し、固体相（不溶性繊維およびペクチン、タンパク質、脂質等）と、水中にコロイド繊維およびペクチンならびに可溶化された糖を含む液体相とを有する。第１の果肉成分１０５ａ（混合物１２０ｂ中の果肉の大部分）および／または果肉混合物１２０ｂは、最終的には、トマトペーストまたはトマトパウダーを生成するのに利用することができる。両方の果肉成分の混合物または個々の果肉成分は、トマトペーストを作るために使用される。
【００３４】
第２のプロセスバランサ１１７は、清澄要素１１０と冷却器１３０とを接続している。清澄された汁１１０ａは冷却され、これにより、以下に詳細に説明するように、逆浸透膜が効果的に作動できるようになる。より詳細には、温度がより低くなることにより、半透過性の逆浸透膜、例えばポリアミドの操作が簡単になる。
【００３５】
冷却器１３０は、例えば、蒸発冷却器または間接冷却器（indirect cooler）であってよい。以下では蒸発冷却について詳説するが、これは、例示のためであり、これにより発明が制限されることはない。本明細書では、真空生成および蒸気濃縮を蒸発冷却の一部として使用し、これにより、清澄汁１１０ａを逆浸透の前に冷却する。例えば、清澄トマト汁１１０ａを約１６０°Ｆ（約７１．２℃）から約１２０°Ｆ（約４８．９℃）へと冷却し、１３０ａとする。清澄トマト汁１１０ａの濃度はわずかに変化することもあり、この場合、冷却された汁１３０は、約４．９７〜約５．１６重量％の全固形分を有する。冷却された汁１３０ａの流量は約８２．１トン／時であり、この場合、約３トン／時の流量で水が清澄汁流から除去される。
【００３６】
冷却された汁１３０ａは、逆浸透器１４０を利用して処理し、これにより、冷却された清澄トマト汁１３０ａから水を除去し、予濃縮または一回濃縮トマト汁１４０ａが生成する。より詳細には、冷却された清澄汁１３０ａを、高圧で逆浸透膜に供給される。逆浸透の用途で知られているように、利用される適切な高圧は約４００〜約６００ｐｓｉ（約２７５８〜４１３７ｋＰａ）を含む。予濃縮または一回濃縮汁１４０ａが膜フィルタ１４０を通過するが、その場合、膜の反対側に固形分が残る。
【００３７】
逆浸透器１４０を使用して、冷却された清澄汁１３０ａから様々な量の水１４０ｂを除去することができる。例えば、図示の態様では、逆浸透器１４０は、全水分蒸発含有量（total water evaporation load）の約５０％の除去、つまり、トマトペースト加工に関連した除去がなされるように設計されている。別の態様では、逆浸透を使用して、トマトペースト加工に関連する全水分蒸発含有量（つまり３９トン／時）またはトマト汁から除去すべき全水分量の約３０〜７０％、好ましくは約５０％を除去することができる。これにより、予濃縮トマト汁１４０ａは、全固形分約９．８重量％の濃度を有し、約１２０°Ｆ（４８．９℃）の冷却された温度に維持される。よって、予濃縮汁１４０ａの濃度は、冷却された清澄汁１３０ａの濃度よりも高い。このようにして得られる予濃縮汁流１４０ａの流量は、約４３．１トン／時である。
【００３８】
ペクチンのような、逆浸透装置の膜の残滓を増加させうる大きな分子化合物をほぼ含んでいない冷却された清澄トマト汁１３０ａを処理することによって、逆浸透器１４０は最適化される。さらに、高い水分除去速度を保証するために、好ましくは、逆浸透器１４０を、全水分除去プロセスと関連した比較的低い濃度範囲内で作動させる。つまり、逆浸透器１４０は、図１Ａ〜１Ｂに示すように、多重効用蒸発要素の前に配置する。よって、逆浸透器１４０を利用して、コスト効率よびエネルギー効率がより高い方式で、熱蒸発を使用する水分除去の第２の段の前に大量の水分を除去することができる。
【００３９】
逆浸透器１４０によって生成された予濃縮トマト汁１４０ａは、脱気ユニット１５０に供給される。第３のバランシング要素１５１を使用して、逆浸透器１４０の出口と脱気ユニット１５０とを相互接続することができる。脱気は、第１の蒸発冷却段１３０に類似しており、つまり、真空生成（vacuum generation）および蒸気濃縮を利用する。これにより、予濃縮トマト汁１４０ａの温度は、約１２１°Ｆ（４９．４℃）から約１０７°Ｆ（４１．７℃）に低下し、その濃度は、約９．８２重量％から約９．９４重量％へとわずかに増加する（約０．５トン／時の速度での水分除去１５０ｂがなされるため）。脱気され予濃縮された汁１５０ａの流量は、約４２．６トン／時である。
【００４０】
脱気により、非凝縮ガス（この場合、空気）が、予濃縮されたトマト汁１４０ａから除去され、これにより、蒸発ユニットまたはプラントの効用缶において、より高い熱伝達係数が確実に達成される。さらに、空気を除去することによって、熱蒸発再圧縮（ＴＶＲ）の効果的な運転が可能となり、これについては、以下に詳細に説明する。さらに、予濃縮トマト汁１４０ａから空気をなくすことによって、多重効用蒸発ユニット１６０内部で起こる変色が低減されるかまたは最小限となる。より詳細には、脱気１５０によって、非凝縮ガスが熱伝達にもたらす不都合な作用が最小限となり、多重効用蒸発ユニット１６０内での変色反応に対して空気がもたらす促進作用に積極的な影響を与える（空気がもたらす作用を防ぐ方向に影響を与える）。
【００４１】
続いて、脱気され予濃縮された汁１５０ａを、蒸発ユニット１６０に供給し、これにより、トマト汁濃縮液もしくは二回濃縮汁１６０ａを生成する。蒸発ステップ１６０の態様は、多重効用蒸発１６２および熱蒸発再圧縮（ＴＶＲ）１６４を含む。これらの各態様については、以下に順に詳説する。
【００４２】
蒸発ユニット１６０は、プロセス中で２番目に多い量の水分１６０ｂを除去する（最大の水分量は逆浸透によって除去される）。一態様では、蒸発ユニット１６０は、トマトペースト加工プロセス中で２番目に多い量の水分１６０ｂを除去する（最大の水分量は逆浸透によって除去される）。一態様では、蒸発ユニット１６０は、図１Ｂに示すように、汁成分から除去すべき全水分量の約４０〜４５％、例えば含有水分の約４２．８％１６０ｂを除去する。したがって、全水分蒸発含有量の９２．３％が、逆浸透１４０および蒸発１６０の組み合わせによって除去され、残りの７．７％は、他のユニット操作によって除去する。
【００４３】
図示の態様では、蒸発ユニット１６０は、多重効用蒸発ユニット１６２である。図示の態様による多重効用蒸発システム１６２は、４つの効用缶または段１６２ａ〜ｄを有する。多重効用蒸発１６２の前には、予加熱ユニット操作１６３を行う。予加熱エレメント１６３によって、流入物、つまり脱気された汁１５０ａの温度を約１０７．４°Ｆ（４１．９℃）から約１６０°Ｆ（７１．１℃）に上昇させる。汁の温度は、各蒸発段もしくは効用缶で、低下させていく。例えば、図示のような四重効用蒸発プラント１６２においては、予加熱温度は約１６０．５°Ｆ（７１．４℃）であり、第１の効用缶温度は約１４２．５°Ｆ（６１．４℃）であり、第２の効用缶温度は約１２９．９°Ｆ（５４．４℃）であり、第３の効用缶温度は約１２０．６°Ｆ（４９．２℃）であり、第４の効用缶温度は約１０９．０°Ｆ（４２．８℃）であり、その流出物はトマト汁濃縮液１６０ａである。トマト汁濃縮液１６０ａの濃度は、全固形分約４７．８重量％であり、その流量は、約８．８６トン／時である。
【００４４】
よって、連続する各蒸発段は、１つ前の段よりも低い温度で操作する。２〜８個の効用缶を含む他の様々な数の効用缶の構成を使用することができる。よって、図示のプロセスフロー図は、様々な他の適切な構成のうちの例示的なものである。多重効用蒸発１６２は、その寸法を著しく縮小し、従来の蒸発器よりも低い温度で操作することができる。流れの組成の固形物、つまり、水中の糖の量は減少しているので、流れは、（トマトペーストよりも）より低い粘度を特徴としており、熱伝達率が高くかつ付着物（burn-on）の程度が小さいことが予測される。
【００４５】
バッファリング（一時的な保存、buffering）装置（トマト果肉のためのバッファ１２３およびトマト汁濃縮液のためのバッファ１４２）を最小限にするために、多重効用蒸発ユニットまたはプラント１６２の滞留時間は短いことが好ましい。バッファリングは、膜の初期セッティング中および多段蒸発プロセス中に行うことができる。
【００４６】
短い滞留時間で使用できる１つの適切な蒸発器は、流下膜式蒸発器である。流下膜式蒸発器ユニットまたはプラントは、比較的短い滞留時間を提供し、さらに、より高い熱伝導係数を有している。流下膜式蒸留ユニットを低温で操作した場合、予濃縮トマト汁中のグルコースおよびフルクトースによって起こりうる変色反応の程度を低減することができる。
【００４７】
さらに、多重効用蒸発ユニットまたはプラント１６２を、再循環要素と共に設計すれば、エネルギー消費を減少させることができる。一態様では、再循環要素は、熱蒸気再圧縮（ＴＶＲ）要素１６４である。多重効用蒸発ユニット１６２による蒸気消費量は、多重効用蒸発器１６２とＴＶＲ１６４との組合せを使用することによって低減または最小化することができる。図示の態様では、多重効用蒸発システム１６２は、４つの蒸発効用缶１６２ａ〜ｄを有しており、ＴＶＲ１６４は、４つの効用缶１６２ａ〜ｄ全てにわたり適用される。別の態様では、ＴＶＲ１６４を、様々な数の効用缶に適用することができ、効用缶のいくつかのみに適用することもできる。よって、図１Ａは、様々なＴＶＲの構成を単に例示したものにすぎない。
【００４８】
より詳細には、最終の効用缶または第４の効用缶もしくは蒸発段１６２からの第２の蒸気分を、ＴＶＲ排出部１６５に供給する。排出部１６５での蒸気の消費量は、おおよそ消費された蒸気１トンに対し約８．８トンの水蒸気である。排出部１６５から第１の効用１６２ａに供給される加熱蒸気１６５ａの温度は、約１５２．８°Ｆ（６７．１℃）である。第４の効用缶１６２ｄからの残された第２の蒸気は、多重効用缶１６２ｄ蒸発プラントに連結されたバロメトリックコンデンサ（barometric condenser）１６８で凝縮される。
【００４９】
図１Ａおよび１Ｂに示すように、汁１５０ａには、逆浸透１４０および多重効用蒸発１６０による水分除去が実施され、トマト果肉またはトマト果肉混合物１２０ｂを、追加的な機械ユニット操作もしくは熱ユニット操作に曝す必要はない。この手段によって、現行のトマトペースト加工プロセスと比較して、繊維およびペクチンの粘性形成特性の維持が向上する。この手段により、繊維およびペクチンにかけられる熱的および機械的負荷の減少がもたらす利益が提供され、粘度がより高い最終製品が得られる。
【００５０】
逆浸透１４０、続いて多重効用蒸発１６２によって生成されたトマト汁濃縮液１６０ａは、例えば、混合−蒸発−仕上げ加工ユニット１７０を使用して、１つ以上のトマト果肉成分と合わせられる。一態様では、混合−蒸発−仕上げ加工１７０は、ミキサ、ヒータおよび蒸発効用の組合せとして設計されている。この例示的なユニットでは、再循環フロー閉ループを使用しており、この閉ループは、中間物ペースト１７０ａの目標濃度の全固形分を運ぶように適正に装備されている。水（および空気）を除去するので、装置では、真空生成および蒸気凝縮が利用される。
【００５１】
一態様では、図示のように、トマト汁濃縮液１６０ａおよび第１の果肉成分１０５ｂおよび第２の果肉成分１１０ｂからなる混合物１２０ｂとを混合するもしくは１つに合わせることによって、中間物ペースト１７０ａを生成する。別の態様では、濃縮液を、第１の果肉成分１０５ｂ（第２の果肉成分１１０ｂよりも多くの果肉を含む）のみと混合し、中間物ペースト１７０ａを形成する。よって、このような第１の果肉成分のみを含む中間物ペースト１７０ａは、果肉混合物１２０を含む中間物ペーストよりも密度が低い。本明細書では、両方の果肉成分もしくは果肉混合物１２０を有する中間ペースト１７０ａについてさらに詳説するが、これは例示のためであり本発明を制限することを目的としてはいない。
【００５２】
混合−蒸発−仕上げ加工操作１７１によって、全固形分の目標濃度で中間物ペースト１７０ａが得られる。つまり、混合−蒸発−仕上げ加工１７０は、トマト汁濃縮液１６０ａおよびトマト果肉１２０ｂの両方の組成物のそれぞれのプロセスの様々な態様を補償するもの、つまり、「仕上げ加工」の態様である。この混合−蒸発−仕上げ加工１７０は、トマト果肉１２０ｂから生じる空気および／または水の除去も確実に行う。得られた流れ、つまり果肉混合物１２０を有する中間物ペーストは、全固形分約３２．１重量％を含み、その温度は約１４０°Ｆ（６０℃）であり、その流量は約２１．５トン／時である。
【００５３】
トマト果肉１２０ｂを、機械ユニット操作もしくは熱ユニット操作に曝さない図示の態様では、清澄トマト汁１３０ａには（逆浸透１４０および多重効用蒸発１６２による）水分除去が実施される。プロセス進行の初期、つまり、運転停止または清掃後では、トマト汁濃縮液１３０ａを生成するのに要求される時間は、トマト果肉１２０ｂが混合−蒸発−仕上げ加工１７０に達するのに要求される時間よりも長い。このことは、多重効用蒸発装置１６２を利用する始動工程にある程度起因しており、それは、蒸発装置１６２が定常状態に達して、全固形分の目標量でトマト汁濃縮液１６０ａを運ぶことができるようになるまでいくらか時間がかかるからである。多重効用蒸発プラント１６２の始動は、水を使用して（on water）行われる。一方、この時間中、トマト果肉１２０ｂは連続的に生成される。
【００５４】
したがって、バッファ装置、つまり、トマト果肉のためのバッファ１２３およびトマト汁濃縮液１４３のためのバッファ１４３ををインラインで使用することができ、そこでの濃度は、全固形分の目標値よりも低い。混合−蒸発−仕上げ加工ユニット操作１７０は、トマト汁濃縮液１６０ａが全固形分の目標濃度に達したら始動させることができる。しかし、混合−蒸発−仕上げ加工１７０が定常状態になるまでには、ある程度の時間がかかる。この時間中、余分なトマト汁濃縮液１６０ａを再循環して、トマト汁濃縮液のためのバッファ１４３へ送る。混合−蒸発−仕上げ加工操作１７０が定常状態に達したら、中間物ペースト１７０ａを、間接加熱／直接加熱ユニット１８０へと送ることができる。トマトペースト加工工程が定常状態になったら、トマト果肉のためのバッファおよびトマト汁濃縮液のためのバッファ内で蓄積された量のトマト果肉およびトマト汁濃縮液を、トマトペースト加工ラインの全体の定常状態が狂うことのないような速度で、プロセスへ徐々に再導入する。
【００５５】
中間物ペースト１７０ａを、例えば、ワイドギャッププレート式熱交換器および直接式（粘性消散式）交換器のような様々な適切な熱交換装置内で均質化する。中間物ペースト１７０ａは現在公知のトマトペーストよりも粘性が高いので、上記種類の装置は、特に有用である。中間物ペースト１７０ａの、間接加熱／直接加熱ユニット操作後の予測される温度は、約２００°Ｆ（９３．３℃）であり、加熱前には同様の濃度および流量を示す。
【００５６】
続いて、加熱された中間物ペースト１８０ａを保持ユニット１８２で保持し、これにより、約２００°Ｆ（９３．３℃）での滞留時間が、対象としている微生物の熱破壊を致命的に起こすことが保証される。中間物ペースト１７０ａのｐＨが低い場合には、熱破壊は、主に無生殖性の微生物細胞に関係する。
【００５７】
均質化後、中間物ペースト１８０ａを、殺菌条件下で、第２の蒸発冷却ユニット１９０を使用して冷却する。中間物ペースト１８０ａは、この時点で比較的粘性が高いので、間接冷却の代わりに蒸発冷却を利用することができる。間接冷却を使用する場合、より大きな機械的エネルギー入力が必要となる場合がある。このような大きな機械的エネルギー入力は、間接冷却装置における大きな圧力損失を圧倒し、場合によっては、最終製品の粘性に不都合な影響を与えうる。よって、高い剪断速度により、最終製品が「剪断」され、これにより、粘度はより低く、歩留まりは失われる。したがって、蒸発冷却が好ましい。
【００５８】
第２の蒸発冷却段１９０を使用して、中間物ペースト１８０ａから除去された水分１９０ｂの量を調節し、これにより、トマトペーストの全固形分濃度の目標値が得られるように最終の調節が可能となる。蒸発冷却では水が除去されるので、装置では、真空生成および蒸気凝縮が利用される。
【００５９】
全固形分濃度の目標値の調節は、一例では、混合−蒸発−仕上げ加工ユニット操作１７０において行われる。さらに、蒸発冷却１９０により、全固形分濃度の別の調節手法が可能となる。使用時には、全固形分濃度を、混合−蒸発−仕上げ加工１７０および蒸発冷却ユニット１５０の両方の操作の加工パラメータをコントロールすることによって調節する。
【００６０】
冷却１９０の結果、水１９０ｂが、約１．７トン／時の流量で中間物ペースト１８０ａから除去され、これにより、トマトペースト１９０ａが形成される。得られたトマトペースト１９０ａは、全固形分約３４．９重量％の濃度を有し、その温度は約１１４°Ｆ（４５．６℃）であり、その流量は約１９．８トン／時である。続いて、最終のトマトペースト製品１９０ａを、（例えばバックインアボックス（bag-in-a-box）形式で）無菌包装１９１するか、またはさらなる利用のために大容量の保存タンク内で無菌保存１９２することができる。
【００６１】
トマトペースト１９０ａの生成だけでなく、本発明の態様を使用して、トマトパウダー１９５ｂを生成することもできる。トマトパウダー１９５ｂを製造するには、中間物ペースト１７０ａ（混合−蒸発−仕上げ加工ユニット操作１７０の後）を、例えば、噴霧乾燥器へと送る。ドラム乾燥器のような他の種類の乾燥器も利用することができる。最終製品であるトマトパウダーは、全固形分約９８．０００重量％の含有量を有している。トマトパウダー１９５ｂは、さらなる後の使用のために、バックまたはドラムまたはサイロに包装する。
【００６２】
プロセスフロー図に例示的な操作パラメータを示しているが、必要であればそこに示した以外のパラメータを利用することができる。つまり、プロセスフロー図で記載され示されている操作パラメータは、本発明の限定を意図したものではなく、説明と例示を目的として提供されているものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１Ａ】トマトペーストおよびトマトパウダーを製造するためのシステムの構成要素および加工ステップを示すシステムフロー図の一部である。
【図１Ｂ】トマトペーストおよびトマトパウダーを製造するためのシステムの構成要素および加工ステップを示すシステムフロー図の一部である。
【図２Ａ】トマトペーストおよびトマトパウダーを製造するための加工ステップを示すシステムフロー図の一部である。
【図２Ｂ】トマトペーストおよびトマトパウダーを製造するための加工ステップを示すシステムフロー図の一部である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離するデカンタと、
前記デカンタからの前記汁成分を、清澄汁と第２の果肉成分とに分離する清澄器と、
膜であって、該膜に前記清澄汁を通過させ、これにより、第１の水分を除去し、一回濃縮汁を生成する膜と、
前記一回濃縮汁から第２の水分を除去し、これにより、二回濃縮汁を形成する多段蒸発器とを備えており、前記膜および当該多段蒸発器がそれぞれの水分を別個に除去するようになっており、
前記二回濃縮汁と前記第２の果肉成分とが混合されて混合物が形成され、該混合物が加工されてトマトペーストが生成される、
トマト汁を加工してトマトペーストを製造するシステム。
【請求項２】
前記デカンタが、凝集剤を使用せずにトマト汁を分離する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記汁成分が、約１７０°Ｆ（７６．７℃）の温度である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記汁成分が、約５〜６重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記汁成分が、清澄されていない汁を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記清澄汁の温度が、前記汁成分より低い、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記清澄汁が、前記汁成分より低い重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記清澄器が、フィルタを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記清澄器が、遠心分離器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
冷却器をさらに備え、該冷却器が、前記清澄汁の温度を約１６０°Ｆ（７１．１℃）から約１２０°Ｆ（４８．９℃）へ下げる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約５０％を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記一回濃縮汁が、約１０重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約４０〜４５％を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記一回濃縮汁の温度が、第２の水分の除去中に約５０°Ｆ（２７．８℃）低下する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記一回濃縮汁が、約１６０°Ｆ（７１．１℃）の温度に予加熱され、該一回濃縮汁の温度が、蒸発工程中に約１１０°Ｆ（４３．３℃）に低下する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記二回濃縮汁が、約４７％の重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
逆浸透および多段蒸発によって、トマト汁から除去すべき全水分量の約９２％が除去される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記多段蒸発が、流下膜式蒸発を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記多段蒸発器が、約２〜８個の蒸発段を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
連続する各蒸発段が、１つ前の蒸発段よりも低い温度で操作される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記蒸発器が、４個の段を有しており、
第１の段を約１４０°Ｆ（６０．０℃）で操作し、
第２の段を約１３０°Ｆ（５４．４℃）で操作し、
第３の段を約１２０°Ｆ（４８．９℃）で操作し、
第４の段を約１１０°Ｆ（４３．３℃）で操作する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
再循環要素をさらに備えており、蒸気が、最終蒸発段の出口から供給され、該再循環要素により、第１の蒸発段の入口に供給される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記最終蒸発段の出口からの蒸気の温度が、前記第１の蒸発段へ供給される前に上昇せしめられる、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記再循環された蒸気の温度を、約１１０°Ｆ（４３．３℃）から約１５０°Ｆ（６５．６℃）へと上昇させる、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記再循環要素が、熱蒸気再圧縮要素を有している、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第２の果肉成分が、前記第１の果肉成分よりも高い重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の果肉成分が、約１９％の重量％の全固形分を有し、前記第２の果肉成分が、約２４％の全固形分の重量％を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１の果肉成分の量が、前記第２の果肉成分の量より多い、請求項１に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第１の果肉成分と前記第２の果肉成分との混合物が、約２０％固形分の重量％全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３０】
前記清澄器が、フィルタおよび遠心分離器の両方を含み、該遠心分離器が第２の果肉成分を生成し、該フィルタが第３の果肉成分を生成し、該第１、第２および第３の果肉成分が二回濃縮汁と混合され、前記トマトペーストを生成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３１】
バッファをさらに備え、前記第１および第２の果肉成分が、膜の初期処理中および多段蒸発プロセス中に当該バッファ内で保持される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３２】
二回濃縮汁と、第１および第２の果肉成分の混合物が加工され、トマトパウダーが生成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記トマトパウダーが、約９８重量％の全固形分を有する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記逆浸透および多段蒸発が、別個の要素を使用して行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記逆浸透および多段蒸発が、別の時間で行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３６】
トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離するデカンタと、
前記デカンタからの前記汁成分を、清澄汁と第２の果肉成分とに分離する清澄器と、
逆浸透によって清澄汁から第１の水分を除去し、これにより、予濃縮トマト汁を形成する膜と、
前記予濃縮汁から第２の水分を除去する多段蒸発器であって、多段蒸発が、前記逆浸透とは別個にかつ該逆浸透後に行われ、これにより、トマト汁濃縮液が形成される、多段蒸発器と、
混合器であって、該混合器内で、前記トマト汁濃縮液と第１および第２の果肉成分とが合わせられ、ペースト中間物を形成し、該ペースト中間物が加工されて、トマトペーストが生成される、混合器と
を備えている、トマト汁からトマトペーストを製造するシステム。
【請求項３７】
前記デカンタが、凝集剤を使用せずにトマト汁を分離する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記汁成分の温度が、約１７０°Ｆ（７６．７℃）である、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記汁成分が、約５〜６重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４０】
前記清澄汁の温度が、前記汁成分より低い、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
前記清澄汁が、前記汁成分より低い重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４２】
清澄器がフィルタを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４３】
前記清澄器が遠心分離器を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４４】
冷却器をさらに備え、該冷却器が、前記清澄汁の温度を約１６０°Ｆ（７１．１℃）から約１２０°Ｆ（４８．９℃）へ下げる、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４５】
前記第１の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約５０％を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４６】
前記一回濃縮汁が、約１０重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４７】
前記第２の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約４０〜４５％を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記第２の水分が、前記一回濃縮汁の温度を約５０°Ｆ（２７．８℃）低下させながら除去する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４９】
前記一回濃縮汁が、約１６０°Ｆ（７１．１℃）の温度に予加熱され、該予加熱された汁の温度が、多段蒸発において約１１０°Ｆ（４３．３℃）に低下する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５０】
前記二回濃縮汁が、約４７％の重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５１】
前記逆浸透および前記多段蒸発器によって、トマト汁から除去すべき全水分量の約９２％が除去される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５２】
前記多段蒸発が、流下膜式蒸発を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５３】
前記多段蒸発器が、約２〜８個の蒸発段を有する蒸発器を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５４】
連続する各蒸発段が、１つ前の蒸発段よりも低い温度で操作される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５５】
前記多段蒸発器が、４個の段を有しており、
第１の段が約１４０°Ｆ（６０．０℃）の温度で操作され、
第２の段が約１３０°Ｆ（５４．４℃）の温度で操作され、
第３の段が約１２０°Ｆ（４８．９℃）の温度で操作され、
第４の段が約１１０°Ｆ（４３．３℃）の温度で操作される、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
再循環要素をさらに備えており、蒸気が、前記多段蒸発器の最終蒸発段の出口から供給され、当該再循環要素によって第１の蒸発段の入口に供給される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５７】
前記最終蒸発段の出口からの蒸気の温度が、前記第１の蒸発段へ供給される前に上昇せしめられる、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
前記再循環された蒸気の温度を、約１１０°Ｆ（４３．３℃）から約１５０°Ｆ（６５．６℃）へと上昇させる、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
前記再循環要素が、熱蒸気再圧縮要素を有している、請求項５６に記載のシステム。
【請求項６０】
前記第２の果肉成分が、前記第１の果肉成分よりも高い重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６１】
前記第１の果肉成分が、約１９％の重量％の全固形分を有し、前記第２の果肉成分が、約２４％の％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６２】
前記第１の果肉成分の量が、前記第２の果肉成分の量より多い、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６３】
前記第１の果肉成分と前記第２の果肉成分との混合物が、約２０％固形分の重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６４】
前記清澄器が、フィルタおよび遠心分離器の両方を含み、該フィルタが第２の果肉成分を生成し、該遠心分離器が第３の果肉成分を生成し、該第１、第２および第３の果肉成分が二回濃縮汁と混合され、前記トマトペーストを生成する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６５】
バッファをさらに備えており、前記第１および第２の果肉成分が、膜の初期処理中および多段蒸発プロセス中に当該バッファ内で保持される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６６】
二回濃縮汁と、第１および第２の果肉成分の混合物とを混ぜたものが加工され、トマトパウダーが生成される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６７】
前記トマトパウダーが、約９８重量％の全固形分を有する、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記逆浸透および多段蒸発が、別個の要素を使用して行われる、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６９】
前記逆浸透および多段蒸発が、別の時間で行われる、請求項３６に記載のシステム。
【請求項７０】
トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離するデカンタと、
前記デカンタからの前記汁成分を、清澄汁と第２の果肉成分とに分離する清澄器と、
逆浸透を利用して清澄汁から第１の水分を除去し、これにより、予濃縮トマト汁を形成する膜と、
前記予濃縮汁から第２の水分を除去する多段蒸発器であって、多段蒸発が、前記逆浸透とは別個にかつ該逆浸透後に行われ、これにより、トマト汁濃縮液が形成される、多段蒸発器と、
以前に前記多段蒸発器により利用された蒸気を、該多段蒸発器での後続の使用のために再使用する熱蒸発再圧縮要素と、
混合器であって、該混合器内で、前記トマト汁濃縮液と第１および第２の果肉成分とが合わせられ、ペースト中間物を形成し、該ペースト中間物が加工されて、トマトペーストが生成される、混合器と
を備えている、トマト汁を加工してトマトペーストを製造するシステム。
【請求項７１】
前記デカンタが、凝集剤を使用せずにトマト汁を分離する、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記清澄器がフィルタを含む、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７３】
前記清澄器が遠心分離器を含む、請求項70に記載のシステム。
【請求項７４】
前記第１の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約５０％を含む、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７５】
前記第２の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約４０〜４５％を含む、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７６】
前記多段蒸発器により実施される連続する各蒸発段が、１つ前の蒸発段よりも低い温度で操作される、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７７】
前記二回濃縮汁と、前記第１および第２の果肉成分の混合物が加工され、トマトパウダーが生成される、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７８】
前記トマトパウダーが、約９８重量％の全固形分を有する、請求項７７に記載のシステム。
【請求項１】
トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離するデカンタと、
前記デカンタからの前記汁成分を、清澄汁と第２の果肉成分とに分離する清澄器と、
膜であって、該膜に前記清澄汁を通過させ、これにより、第１の水分を除去し、一回濃縮汁を生成する膜と、
前記一回濃縮汁から第２の水分を除去し、これにより、二回濃縮汁を形成する多段蒸発器とを備えており、前記膜および当該多段蒸発器がそれぞれの水分を別個に除去するようになっており、
前記二回濃縮汁と前記第２の果肉成分とが混合されて混合物が形成され、該混合物が加工されてトマトペーストが生成される、
トマト汁を加工してトマトペーストを製造するシステム。
【請求項２】
前記デカンタが、凝集剤を使用せずにトマト汁を分離する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記汁成分が、約１７０°Ｆ（７６．７℃）の温度である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記汁成分が、約５〜６重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記汁成分が、清澄されていない汁を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記清澄汁の温度が、前記汁成分より低い、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記清澄汁が、前記汁成分より低い重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記清澄器が、フィルタを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記清澄器が、遠心分離器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
冷却器をさらに備え、該冷却器が、前記清澄汁の温度を約１６０°Ｆ（７１．１℃）から約１２０°Ｆ（４８．９℃）へ下げる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約５０％を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記一回濃縮汁が、約１０重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約４０〜４５％を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記一回濃縮汁の温度が、第２の水分の除去中に約５０°Ｆ（２７．８℃）低下する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記一回濃縮汁が、約１６０°Ｆ（７１．１℃）の温度に予加熱され、該一回濃縮汁の温度が、蒸発工程中に約１１０°Ｆ（４３．３℃）に低下する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記二回濃縮汁が、約４７％の重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
逆浸透および多段蒸発によって、トマト汁から除去すべき全水分量の約９２％が除去される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記多段蒸発が、流下膜式蒸発を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記多段蒸発器が、約２〜８個の蒸発段を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
連続する各蒸発段が、１つ前の蒸発段よりも低い温度で操作される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記蒸発器が、４個の段を有しており、
第１の段を約１４０°Ｆ（６０．０℃）で操作し、
第２の段を約１３０°Ｆ（５４．４℃）で操作し、
第３の段を約１２０°Ｆ（４８．９℃）で操作し、
第４の段を約１１０°Ｆ（４３．３℃）で操作する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
再循環要素をさらに備えており、蒸気が、最終蒸発段の出口から供給され、該再循環要素により、第１の蒸発段の入口に供給される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記最終蒸発段の出口からの蒸気の温度が、前記第１の蒸発段へ供給される前に上昇せしめられる、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記再循環された蒸気の温度を、約１１０°Ｆ（４３．３℃）から約１５０°Ｆ（６５．６℃）へと上昇させる、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記再循環要素が、熱蒸気再圧縮要素を有している、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第２の果肉成分が、前記第１の果肉成分よりも高い重量％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の果肉成分が、約１９％の重量％の全固形分を有し、前記第２の果肉成分が、約２４％の全固形分の重量％を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１の果肉成分の量が、前記第２の果肉成分の量より多い、請求項１に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第１の果肉成分と前記第２の果肉成分との混合物が、約２０％固形分の重量％全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３０】
前記清澄器が、フィルタおよび遠心分離器の両方を含み、該遠心分離器が第２の果肉成分を生成し、該フィルタが第３の果肉成分を生成し、該第１、第２および第３の果肉成分が二回濃縮汁と混合され、前記トマトペーストを生成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３１】
バッファをさらに備え、前記第１および第２の果肉成分が、膜の初期処理中および多段蒸発プロセス中に当該バッファ内で保持される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３２】
二回濃縮汁と、第１および第２の果肉成分の混合物が加工され、トマトパウダーが生成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記トマトパウダーが、約９８重量％の全固形分を有する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記逆浸透および多段蒸発が、別個の要素を使用して行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記逆浸透および多段蒸発が、別の時間で行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３６】
トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離するデカンタと、
前記デカンタからの前記汁成分を、清澄汁と第２の果肉成分とに分離する清澄器と、
逆浸透によって清澄汁から第１の水分を除去し、これにより、予濃縮トマト汁を形成する膜と、
前記予濃縮汁から第２の水分を除去する多段蒸発器であって、多段蒸発が、前記逆浸透とは別個にかつ該逆浸透後に行われ、これにより、トマト汁濃縮液が形成される、多段蒸発器と、
混合器であって、該混合器内で、前記トマト汁濃縮液と第１および第２の果肉成分とが合わせられ、ペースト中間物を形成し、該ペースト中間物が加工されて、トマトペーストが生成される、混合器と
を備えている、トマト汁からトマトペーストを製造するシステム。
【請求項３７】
前記デカンタが、凝集剤を使用せずにトマト汁を分離する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記汁成分の温度が、約１７０°Ｆ（７６．７℃）である、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記汁成分が、約５〜６重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４０】
前記清澄汁の温度が、前記汁成分より低い、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
前記清澄汁が、前記汁成分より低い重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４２】
清澄器がフィルタを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４３】
前記清澄器が遠心分離器を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４４】
冷却器をさらに備え、該冷却器が、前記清澄汁の温度を約１６０°Ｆ（７１．１℃）から約１２０°Ｆ（４８．９℃）へ下げる、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４５】
前記第１の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約５０％を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４６】
前記一回濃縮汁が、約１０重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４７】
前記第２の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約４０〜４５％を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記第２の水分が、前記一回濃縮汁の温度を約５０°Ｆ（２７．８℃）低下させながら除去する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４９】
前記一回濃縮汁が、約１６０°Ｆ（７１．１℃）の温度に予加熱され、該予加熱された汁の温度が、多段蒸発において約１１０°Ｆ（４３．３℃）に低下する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５０】
前記二回濃縮汁が、約４７％の重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５１】
前記逆浸透および前記多段蒸発器によって、トマト汁から除去すべき全水分量の約９２％が除去される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５２】
前記多段蒸発が、流下膜式蒸発を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５３】
前記多段蒸発器が、約２〜８個の蒸発段を有する蒸発器を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５４】
連続する各蒸発段が、１つ前の蒸発段よりも低い温度で操作される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５５】
前記多段蒸発器が、４個の段を有しており、
第１の段が約１４０°Ｆ（６０．０℃）の温度で操作され、
第２の段が約１３０°Ｆ（５４．４℃）の温度で操作され、
第３の段が約１２０°Ｆ（４８．９℃）の温度で操作され、
第４の段が約１１０°Ｆ（４３．３℃）の温度で操作される、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
再循環要素をさらに備えており、蒸気が、前記多段蒸発器の最終蒸発段の出口から供給され、当該再循環要素によって第１の蒸発段の入口に供給される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５７】
前記最終蒸発段の出口からの蒸気の温度が、前記第１の蒸発段へ供給される前に上昇せしめられる、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
前記再循環された蒸気の温度を、約１１０°Ｆ（４３．３℃）から約１５０°Ｆ（６５．６℃）へと上昇させる、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
前記再循環要素が、熱蒸気再圧縮要素を有している、請求項５６に記載のシステム。
【請求項６０】
前記第２の果肉成分が、前記第１の果肉成分よりも高い重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６１】
前記第１の果肉成分が、約１９％の重量％の全固形分を有し、前記第２の果肉成分が、約２４％の％の全固形分を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６２】
前記第１の果肉成分の量が、前記第２の果肉成分の量より多い、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６３】
前記第１の果肉成分と前記第２の果肉成分との混合物が、約２０％固形分の重量％の全固形分を有する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６４】
前記清澄器が、フィルタおよび遠心分離器の両方を含み、該フィルタが第２の果肉成分を生成し、該遠心分離器が第３の果肉成分を生成し、該第１、第２および第３の果肉成分が二回濃縮汁と混合され、前記トマトペーストを生成する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６５】
バッファをさらに備えており、前記第１および第２の果肉成分が、膜の初期処理中および多段蒸発プロセス中に当該バッファ内で保持される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６６】
二回濃縮汁と、第１および第２の果肉成分の混合物とを混ぜたものが加工され、トマトパウダーが生成される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６７】
前記トマトパウダーが、約９８重量％の全固形分を有する、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記逆浸透および多段蒸発が、別個の要素を使用して行われる、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６９】
前記逆浸透および多段蒸発が、別の時間で行われる、請求項３６に記載のシステム。
【請求項７０】
トマト汁を、汁成分と第１の果肉成分とに分離するデカンタと、
前記デカンタからの前記汁成分を、清澄汁と第２の果肉成分とに分離する清澄器と、
逆浸透を利用して清澄汁から第１の水分を除去し、これにより、予濃縮トマト汁を形成する膜と、
前記予濃縮汁から第２の水分を除去する多段蒸発器であって、多段蒸発が、前記逆浸透とは別個にかつ該逆浸透後に行われ、これにより、トマト汁濃縮液が形成される、多段蒸発器と、
以前に前記多段蒸発器により利用された蒸気を、該多段蒸発器での後続の使用のために再使用する熱蒸発再圧縮要素と、
混合器であって、該混合器内で、前記トマト汁濃縮液と第１および第２の果肉成分とが合わせられ、ペースト中間物を形成し、該ペースト中間物が加工されて、トマトペーストが生成される、混合器と
を備えている、トマト汁を加工してトマトペーストを製造するシステム。
【請求項７１】
前記デカンタが、凝集剤を使用せずにトマト汁を分離する、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記清澄器がフィルタを含む、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７３】
前記清澄器が遠心分離器を含む、請求項70に記載のシステム。
【請求項７４】
前記第１の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約５０％を含む、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７５】
前記第２の水分が、前記トマト汁から除去すべき全水分量の約４０〜４５％を含む、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７６】
前記多段蒸発器により実施される連続する各蒸発段が、１つ前の蒸発段よりも低い温度で操作される、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７７】
前記二回濃縮汁と、前記第１および第２の果肉成分の混合物が加工され、トマトパウダーが生成される、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７８】
前記トマトパウダーが、約９８重量％の全固形分を有する、請求項７７に記載のシステム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【公表番号】特表２００８−５０００６１（Ｐ２００８−５０００６１Ａ）
【公表日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２７２２０（Ｐ２００７−５２７２２０）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１０９６６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１１５１７９
【国際公開日】平成１７年１２月８日（２００５．１２．８）
【出願人】（５０２４３７３２２）コナグラ グローサリー プロダクツ カンパニー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１０９６６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１１５１７９
【国際公開日】平成１７年１２月８日（２００５．１２．８）
【出願人】（５０２４３７３２２）コナグラ グローサリー プロダクツ カンパニー (2)
【Ｆターム（参考）】
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