JPH0156748B2 - - Google Patents
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- JPH0156748B2 JPH0156748B2 JP57166674A JP16667482A JPH0156748B2 JP H0156748 B2 JPH0156748 B2 JP H0156748B2 JP 57166674 A JP57166674 A JP 57166674A JP 16667482 A JP16667482 A JP 16667482A JP H0156748 B2 JPH0156748 B2 JP H0156748B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cream
- whipped
- whipping
- pressure
- stirrer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
- A23P30/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the process or apparatus
- A23P30/40—Foaming or whipping
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Grain Derivatives (AREA)
- Formation And Processing Of Food Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ホイツプ食品の連続式製造法に関す
るものであり、詳しくは高いオーバーランに由来
する圧縮性を有するとともに、ホイツプ過程にお
ける粘度等の物性変化の大きいホイツプクリーム
に代表されるホイツプ食品の連続式製造法に関す
るものであり、さらに詳しくは、ホイツプ食品を
吐出するホイツプ用回転型撹拌機への流入圧力を
一定に維持するために、上記ホイツプ用回転型撹
拌機の吐出部の流路抵抗を調節する制御手段を用
いるホイツプ食品の連続式製造法に関する。
るものであり、詳しくは高いオーバーランに由来
する圧縮性を有するとともに、ホイツプ過程にお
ける粘度等の物性変化の大きいホイツプクリーム
に代表されるホイツプ食品の連続式製造法に関す
るものであり、さらに詳しくは、ホイツプ食品を
吐出するホイツプ用回転型撹拌機への流入圧力を
一定に維持するために、上記ホイツプ用回転型撹
拌機の吐出部の流路抵抗を調節する制御手段を用
いるホイツプ食品の連続式製造法に関する。
従来から、基本的なホイツプクリームの連続式
製造法としては、第1図のフローシートにその概
要を示した方法が知られている。すなわち、この
方法では液状クリームのライン1に圧縮気体のラ
イン2より気体を連続的に吹き込んで気泡を分散
させ、更に必要に応じ固定型撹拌機3により気泡
を微細化させ、最後にホイツプ用回転型撹拌機4
によりせん断力を付与し続け、徐々に気泡の囲り
に脂肪球を凝集させ、最適のホイツプ状態のとこ
ろでホイツプ用回転型撹拌機4より吐出させる。
製造法としては、第1図のフローシートにその概
要を示した方法が知られている。すなわち、この
方法では液状クリームのライン1に圧縮気体のラ
イン2より気体を連続的に吹き込んで気泡を分散
させ、更に必要に応じ固定型撹拌機3により気泡
を微細化させ、最後にホイツプ用回転型撹拌機4
によりせん断力を付与し続け、徐々に気泡の囲り
に脂肪球を凝集させ、最適のホイツプ状態のとこ
ろでホイツプ用回転型撹拌機4より吐出させる。
しかしながら、従来のホイツプ食品の連続式製
造法においては、たとえホイツプ用回転型撹拌機
より吐出されるホイツプ用クリームのオーバーラ
ンを所望の一定値に維持するために、液状クリー
ムの流量および気体の吹き込み量を調節するとと
もに、分散気体の微細化および均一化を行なつた
としても、ホイツプクリームの吐出流量が周期的
に変動し、それに対応して吐出されるホイツプク
リームが周期的に過剰にホイツプされたり、また
は、過少にホイツプされたりする現象(以下「ホ
イツプクリームのサイクリング現象」という)を
生じ、品質の一定したホイツプクリームが得られ
ない。この過剰または過少ホイツプは、ホイツプ
クリームに与えられたせん断量の多寡およびホイ
ツプクリームの品質に関係があり、この関係は、
従来公知の知見から次のように説明される。
造法においては、たとえホイツプ用回転型撹拌機
より吐出されるホイツプ用クリームのオーバーラ
ンを所望の一定値に維持するために、液状クリー
ムの流量および気体の吹き込み量を調節するとと
もに、分散気体の微細化および均一化を行なつた
としても、ホイツプクリームの吐出流量が周期的
に変動し、それに対応して吐出されるホイツプク
リームが周期的に過剰にホイツプされたり、また
は、過少にホイツプされたりする現象(以下「ホ
イツプクリームのサイクリング現象」という)を
生じ、品質の一定したホイツプクリームが得られ
ない。この過剰または過少ホイツプは、ホイツプ
クリームに与えられたせん断量の多寡およびホイ
ツプクリームの品質に関係があり、この関係は、
従来公知の知見から次のように説明される。
液状クリームに気体を分散させ、せん断を与え
ると、液体状態から半固形状態のホイツプクリー
ムになり、更にせん断を与え続けると完全に相転
換(バター化)し、バターとバターミルクに分離
する。つまり、相がO/WからW/Oへと転換さ
れるが、ホイツプクリームは、この中間の相とも
いえる不安定な遷移域にある。ところが、ホイツ
プクリームの製品として満足される場合は、ホイ
ツプクリームが、この遷移域のうちの一部の最適
域とでもいえる領域にある場合であり、せん断量
が、この最適域より僅かでも減少すると、得られ
たホイツプクリームの保型性が低下し、いわゆる
「ダレ」気味の傾向となる。これとは逆に、せん
断量が僅かでも過剰になると、得られたホイツプ
クリームの表面のなめらかさがなくなり、いわゆ
る「肌の荒れた」傾向になる。これらはいずれも
製品として満足されるものではない。
ると、液体状態から半固形状態のホイツプクリー
ムになり、更にせん断を与え続けると完全に相転
換(バター化)し、バターとバターミルクに分離
する。つまり、相がO/WからW/Oへと転換さ
れるが、ホイツプクリームは、この中間の相とも
いえる不安定な遷移域にある。ところが、ホイツ
プクリームの製品として満足される場合は、ホイ
ツプクリームが、この遷移域のうちの一部の最適
域とでもいえる領域にある場合であり、せん断量
が、この最適域より僅かでも減少すると、得られ
たホイツプクリームの保型性が低下し、いわゆる
「ダレ」気味の傾向となる。これとは逆に、せん
断量が僅かでも過剰になると、得られたホイツプ
クリームの表面のなめらかさがなくなり、いわゆ
る「肌の荒れた」傾向になる。これらはいずれも
製品として満足されるものではない。
そして、連続的にホイツプクリームを製造する
場合、特に上記過剰ホイツプ又は、過少ホイツプ
が大きな問題となる。
場合、特に上記過剰ホイツプ又は、過少ホイツプ
が大きな問題となる。
また、このようにホイツプクリームの連続式製
造法にみられるホイツプクリームのサイクリング
現象は、ホイツプクリームと同様高いオーバーラ
ンに基づく圧縮性及びホイツプ過程における粘度
等の物性の急激な変化を有するホイツプ食品の連
続式製造法においても程度の差こそあれ同様にみ
られるのであり(以下ホイツプクリームのサイク
リング現象を含めて「サイクリング現象」とい
う)、いずれの場合も、ホイツプ食品の連続式製
造法における品質面での不均一性をもたらしてい
るのである。
造法にみられるホイツプクリームのサイクリング
現象は、ホイツプクリームと同様高いオーバーラ
ンに基づく圧縮性及びホイツプ過程における粘度
等の物性の急激な変化を有するホイツプ食品の連
続式製造法においても程度の差こそあれ同様にみ
られるのであり(以下ホイツプクリームのサイク
リング現象を含めて「サイクリング現象」とい
う)、いずれの場合も、ホイツプ食品の連続式製
造法における品質面での不均一性をもたらしてい
るのである。
本発明者らは、ホイツプクリームの生成過程に
おける最適域及びそれに伴う粘性の変化などを定
量的に把握し、これをホイツプ用回転型撹拌機内
の挙動の解明に利用し、かつサイクリング現象が
ホイツプ用回転型撹拌機への流入圧力の変動とあ
る規則的な対応関係にあることを発見し、併せて
その圧力制御の効果的な方法を確立することによ
り、ホイツプクリームに代表される特異な性質の
故に不可避的に生じるサイクリング現象を防止す
ることによつて、一定の品質を維持する優れたホ
イツプ食品の連続式製造法を完成した。
おける最適域及びそれに伴う粘性の変化などを定
量的に把握し、これをホイツプ用回転型撹拌機内
の挙動の解明に利用し、かつサイクリング現象が
ホイツプ用回転型撹拌機への流入圧力の変動とあ
る規則的な対応関係にあることを発見し、併せて
その圧力制御の効果的な方法を確立することによ
り、ホイツプクリームに代表される特異な性質の
故に不可避的に生じるサイクリング現象を防止す
ることによつて、一定の品質を維持する優れたホ
イツプ食品の連続式製造法を完成した。
本発明の目的は、上記サイクリング現象を防止
し、品質が一定したホイツプ食品の連続式製造法
を提供することにある。
し、品質が一定したホイツプ食品の連続式製造法
を提供することにある。
本発明はホイツプ用回転型撹拌機を使用するホ
イツプ食品の連続式製造法において、ホイツプ食
品を吐出するホイツプ用回転型撹拌機の吐出部の
流路抵抗を調節することによつて、上記ホイツプ
用回転型撹拌機への流入圧力を一定に維持するこ
とを特徴とするホイツプ食品の連続式製造法であ
る。
イツプ食品の連続式製造法において、ホイツプ食
品を吐出するホイツプ用回転型撹拌機の吐出部の
流路抵抗を調節することによつて、上記ホイツプ
用回転型撹拌機への流入圧力を一定に維持するこ
とを特徴とするホイツプ食品の連続式製造法であ
る。
次に本発明の方法をホイツプクリームの製造の
場合について詳述する。
場合について詳述する。
本発明の方法において、ホイツプ用回転型撹拌
機の吐出部の流路抵抗の調節は、ホイツプ用回転
型撹拌機の吐出部にコントロールバルブ等を取り
付け、この部分の流路抵抗を調節することにより
行なわれる。即ち、上記ホイツプ用回転型撹拌機
内の圧力の上昇、換言すれば出口流量の低下に対
しては、バルブ開度を上げるなどして流路抵抗を
減少させてホイツプ用回転型撹拌機内の吐出部の
近傍のホイツプクリームがせん断過剰となる以前
に吐出させ、上記圧力の低下に対しては、これと
は逆にバルブ開度を下げるなどして行なう。
機の吐出部の流路抵抗の調節は、ホイツプ用回転
型撹拌機の吐出部にコントロールバルブ等を取り
付け、この部分の流路抵抗を調節することにより
行なわれる。即ち、上記ホイツプ用回転型撹拌機
内の圧力の上昇、換言すれば出口流量の低下に対
しては、バルブ開度を上げるなどして流路抵抗を
減少させてホイツプ用回転型撹拌機内の吐出部の
近傍のホイツプクリームがせん断過剰となる以前
に吐出させ、上記圧力の低下に対しては、これと
は逆にバルブ開度を下げるなどして行なう。
この調節により、ホイツプ用回転型撹拌機内の
クリームの滞留時間、即ちせん断時間が一定に制
御される。つまり出口流量が一定に維持される。
この流路抵抗の調節をホイツプ用回転型撹拌機へ
の流入部にて行なつてホイツプ用回転型撹拌機内
の圧力を一定値に制御しようとしても、これによ
つて滞留時間が直ちに一定にはならない。
クリームの滞留時間、即ちせん断時間が一定に制
御される。つまり出口流量が一定に維持される。
この流路抵抗の調節をホイツプ用回転型撹拌機へ
の流入部にて行なつてホイツプ用回転型撹拌機内
の圧力を一定値に制御しようとしても、これによ
つて滞留時間が直ちに一定にはならない。
すなわち、ホイツプ用回転型撹拌機内の圧力が
上昇した場合、流入部の流路抵抗を大きくして流
入するクリームの流量を減少させると、ホイツプ
用回転型撹拌機内に圧縮蓄積されたクリームの量
が少なくなつて、ホイツプ用回転型撹拌機内の圧
力は低下するが、この圧力の低下によつてホイツ
プ用回転型撹拌機のホイツプクリームの吐出流量
は減少するので、ホイツプ用回転型撹拌機内にお
けるクリームの滞留時間は却つて増加する。そし
て、この滞留時間の増加は、クリームのせん断量
の増大をもたらし、これによつてせん断過剰のホ
イツプクリームがホイツプ用回転型撹拌機から吐
出される結果となる。しかしながら後述するとお
り、クリームのせん断量が一定以上を超えて、ホ
イツプクリームの降伏量を超えると、クリームの
粘度は急激に低下し、これによつてホイツプ用回
転型撹拌機内のクリームが一気に吐出するので、
このようになると、逆にせん断不足のホイツプク
リームがホイツプ用回転型撹拌機から吐出され
る。これはサイクリング現象を助長することに外
ならない。
上昇した場合、流入部の流路抵抗を大きくして流
入するクリームの流量を減少させると、ホイツプ
用回転型撹拌機内に圧縮蓄積されたクリームの量
が少なくなつて、ホイツプ用回転型撹拌機内の圧
力は低下するが、この圧力の低下によつてホイツ
プ用回転型撹拌機のホイツプクリームの吐出流量
は減少するので、ホイツプ用回転型撹拌機内にお
けるクリームの滞留時間は却つて増加する。そし
て、この滞留時間の増加は、クリームのせん断量
の増大をもたらし、これによつてせん断過剰のホ
イツプクリームがホイツプ用回転型撹拌機から吐
出される結果となる。しかしながら後述するとお
り、クリームのせん断量が一定以上を超えて、ホ
イツプクリームの降伏量を超えると、クリームの
粘度は急激に低下し、これによつてホイツプ用回
転型撹拌機内のクリームが一気に吐出するので、
このようになると、逆にせん断不足のホイツプク
リームがホイツプ用回転型撹拌機から吐出され
る。これはサイクリング現象を助長することに外
ならない。
従つて、本発明においてホイツプ用回転型撹拌
機内圧力の制御は、その吐出側の流路抵抗の調節
により、クリームの滞留時間を一定にし、せん断
量を一定にすることによらなければならない。ま
た、コントロールバルブを用いてこの調節を行な
う場合には、流路の急激な縮小拡大などにより、
流体の滞留部を生じさせないようにする方が望ま
しく、例えば、調節個所の配管をフレキシブルな
チユーブとなし、外圧により管径を流れ方向に向
け、緩慢に拡大縮小させることが望ましい。
機内圧力の制御は、その吐出側の流路抵抗の調節
により、クリームの滞留時間を一定にし、せん断
量を一定にすることによらなければならない。ま
た、コントロールバルブを用いてこの調節を行な
う場合には、流路の急激な縮小拡大などにより、
流体の滞留部を生じさせないようにする方が望ま
しく、例えば、調節個所の配管をフレキシブルな
チユーブとなし、外圧により管径を流れ方向に向
け、緩慢に拡大縮小させることが望ましい。
本発明者らは、液状クリームに付与されるせん
断量を増加させ、それに伴うホイツプ食品の保型
性及び表面性状などの品質変化を観察し、同時に
粘度の変化を測定することによつて、上記最適域
の存在を定量的に把握するために次の実験を行な
つた。
断量を増加させ、それに伴うホイツプ食品の保型
性及び表面性状などの品質変化を観察し、同時に
粘度の変化を測定することによつて、上記最適域
の存在を定量的に把握するために次の実験を行な
つた。
実験 1
回分式電動ホイツパー(ケンウツド社製、ケン
ミツクス機)に実施例1で用いたものと同一の合
成クリーム各400gを入れ、撹拌回転速度175r.p.
m.、温度8℃で第2図に示された各時間ホイツ
プし、ホイツプクリームを製造した。
ミツクス機)に実施例1で用いたものと同一の合
成クリーム各400gを入れ、撹拌回転速度175r.p.
m.、温度8℃で第2図に示された各時間ホイツ
プし、ホイツプクリームを製造した。
与えたせん断量の指標として撹拌時間をとり、
撹拌時間に応じ適宜サンプリングを行ない粘度を
常法により測定した。更に得られたホイツプクリ
ームを常法により造花し、造花のエツジの状態、
造花頂上部の状態、造花の腰の状態、造花の肌の
状態を、そして得られたホイツプクリームを25℃
で3時間保持して離水の状態を肉眼で観察し、ホ
イツプの適否を試験した。それらの結果を第2図
に示した。図中、(−〇−)は粘度(C・P)を、
a,b及びcは、相変化の遷移域内にあつてホイ
ツプクリームの上記性状からみて、それぞれせん
断過剰、最適域及びせん断不足の領域を示す。
撹拌時間に応じ適宜サンプリングを行ない粘度を
常法により測定した。更に得られたホイツプクリ
ームを常法により造花し、造花のエツジの状態、
造花頂上部の状態、造花の腰の状態、造花の肌の
状態を、そして得られたホイツプクリームを25℃
で3時間保持して離水の状態を肉眼で観察し、ホ
イツプの適否を試験した。それらの結果を第2図
に示した。図中、(−〇−)は粘度(C・P)を、
a,b及びcは、相変化の遷移域内にあつてホイ
ツプクリームの上記性状からみて、それぞれせん
断過剰、最適域及びせん断不足の領域を示す。
この実験1の結果から次のことが判明した。ホ
イツプ終了までに要した時間は、4分10秒(250
秒)であるが、O/W型の領域を通過するまでに
3分50秒(230秒)を要し、全撹拌時間の90%以
上を占めており、一方、a,b及びcの領域で
は、それぞれ10秒、5秒及び15秒という極めて短
い時間であつて、全撹拌時間に占める比率もそれ
ぞれ4%、2%及び6%程度に過ぎない。また、
粘度の変化についてみると、撹拌開始時の粘度
300〜400C.P.に比べ、その終了時には30万C.P.程
度にまで増粘しており、特に上記最適域bの付近
において著しい増粘傾向を示している。
イツプ終了までに要した時間は、4分10秒(250
秒)であるが、O/W型の領域を通過するまでに
3分50秒(230秒)を要し、全撹拌時間の90%以
上を占めており、一方、a,b及びcの領域で
は、それぞれ10秒、5秒及び15秒という極めて短
い時間であつて、全撹拌時間に占める比率もそれ
ぞれ4%、2%及び6%程度に過ぎない。また、
粘度の変化についてみると、撹拌開始時の粘度
300〜400C.P.に比べ、その終了時には30万C.P.程
度にまで増粘しており、特に上記最適域bの付近
において著しい増粘傾向を示している。
更に、本発明者らは、前記実験1の結果が、連
続式製造法におけるホイツプ用回転型撹拌機を用
いた試験においても同様であること、即ち、この
ホイツプ用回転型撹拌機内での最適域の滞留巾が
極めて狭いこと及び著しい増粘傾向にあることを
確認した。
続式製造法におけるホイツプ用回転型撹拌機を用
いた試験においても同様であること、即ち、この
ホイツプ用回転型撹拌機内での最適域の滞留巾が
極めて狭いこと及び著しい増粘傾向にあることを
確認した。
実験 2
実施例1と同一の装置及び条件でホイツプクリ
ームを製造した。使用したホイツプ用回転型撹拌
機を第3図に示した。第3図において歯車状の回
転板材5及びそれを若干の間隔をもつて囲繞し、
相補的に対応する固定板材6が軸方向に交互にそ
れぞれ36枚及び37枚位置され、気泡の分散された
液状クリームは上記間隔を通過しながらせん断力
を受けつつホイツプされる(第3図イは軸方向断
面図、ロは半径方向断面よりみた板材5及び6を
示す)。連続式製造法では、回分式のように全処
理量のホイツプを同時に完了させるのではないか
ら、単位処理量の受けるせん断(撹拌)時間は短
いものである。従つて、本実験においては撹拌時
間、即ちホイツプ用回転型撹拌機内の平均滞留時
間を30秒とし、安定的な製造途中で運転を停止
し、ホイツプ用回転型撹拌機を解体し、内部を観
察した。その結果ホイツプ用回転型撹拌機内のク
リームのホイツプ状態は、第4図Aの,及び
の如く3つに区分され、では完全にホイツプ
した状態、では半流動の状態及びでは液状に
近く、気液が容易に分離するような未ホイツプ状
態であり、及びの区分は全区分に比して非常
に狭い領域となつていることが判明した。
ームを製造した。使用したホイツプ用回転型撹拌
機を第3図に示した。第3図において歯車状の回
転板材5及びそれを若干の間隔をもつて囲繞し、
相補的に対応する固定板材6が軸方向に交互にそ
れぞれ36枚及び37枚位置され、気泡の分散された
液状クリームは上記間隔を通過しながらせん断力
を受けつつホイツプされる(第3図イは軸方向断
面図、ロは半径方向断面よりみた板材5及び6を
示す)。連続式製造法では、回分式のように全処
理量のホイツプを同時に完了させるのではないか
ら、単位処理量の受けるせん断(撹拌)時間は短
いものである。従つて、本実験においては撹拌時
間、即ちホイツプ用回転型撹拌機内の平均滞留時
間を30秒とし、安定的な製造途中で運転を停止
し、ホイツプ用回転型撹拌機を解体し、内部を観
察した。その結果ホイツプ用回転型撹拌機内のク
リームのホイツプ状態は、第4図Aの,及び
の如く3つに区分され、では完全にホイツプ
した状態、では半流動の状態及びでは液状に
近く、気液が容易に分離するような未ホイツプ状
態であり、及びの区分は全区分に比して非常
に狭い領域となつていることが判明した。
以上の結果から、ホイツプクリームの連続式製
造法においても、実験1の結果に記載したような
ホイツプ化への状態の推移が生じており、,
及びは、実験1の最適域、せん断不足の領域及
びO/Wの領域にそれぞれ相当する。そうする
と、単位液状クリームの受ける撹拌時間が30秒の
場合に、O/Wの領域経過時間、せん断不足領域
にある時間及び最適域にある時間は、それぞれ
27.6秒、1.8秒及び0.6秒程度のものとなる。
造法においても、実験1の結果に記載したような
ホイツプ化への状態の推移が生じており、,
及びは、実験1の最適域、せん断不足の領域及
びO/Wの領域にそれぞれ相当する。そうする
と、単位液状クリームの受ける撹拌時間が30秒の
場合に、O/Wの領域経過時間、せん断不足領域
にある時間及び最適域にある時間は、それぞれ
27.6秒、1.8秒及び0.6秒程度のものとなる。
以上の実験1及び実験2からホイツプクリーム
の連続式製造法における最適域について一定程度
の定量的把握が可能となつたが、その領域が極め
て狭い範囲にあると同時に、その領域内及びその
付近での増粘傾向が特に著しいことが判明した。
の連続式製造法における最適域について一定程度
の定量的把握が可能となつたが、その領域が極め
て狭い範囲にあると同時に、その領域内及びその
付近での増粘傾向が特に著しいことが判明した。
従つて、連続式製造法では、系全体における僅
かな流れ状態の変化が生じると、製品の品質が最
適なものから劣化したものに容易に変転してしま
う。また、連続式製造法では僅か0.5mにも満た
ない長さのホイツプ用回転型撹拌機内で流れ方向
に向つて粘度が1000倍以上も増加しているため、
粘度が低く流動性の高い未ホイツプクリームが、
ホイツプ用回転型撹拌機内をシヨートパスした
り、またバツクミキシングが局部的に発生しやす
く、これによつてホイツプ用回転型撹拌機内に完
全なピストン流れを維持することが困難になりや
すい。また、ホイツプ用回転型撹拌機内の容積の
半分近くが気体で占められており、処理液自体が
高い圧縮性を有しているために、押し出し流れが
完全でなく、入口流量と出口流量とのバランスが
失なわれることも多い。これらの理由から連続式
製造法ではホイツプ用回転型撹拌機内での滞留時
間は、不均一となる可能性が非常に大きいのであ
る。
かな流れ状態の変化が生じると、製品の品質が最
適なものから劣化したものに容易に変転してしま
う。また、連続式製造法では僅か0.5mにも満た
ない長さのホイツプ用回転型撹拌機内で流れ方向
に向つて粘度が1000倍以上も増加しているため、
粘度が低く流動性の高い未ホイツプクリームが、
ホイツプ用回転型撹拌機内をシヨートパスした
り、またバツクミキシングが局部的に発生しやす
く、これによつてホイツプ用回転型撹拌機内に完
全なピストン流れを維持することが困難になりや
すい。また、ホイツプ用回転型撹拌機内の容積の
半分近くが気体で占められており、処理液自体が
高い圧縮性を有しているために、押し出し流れが
完全でなく、入口流量と出口流量とのバランスが
失なわれることも多い。これらの理由から連続式
製造法ではホイツプ用回転型撹拌機内での滞留時
間は、不均一となる可能性が非常に大きいのであ
る。
上記の実験と考察に基づく認識から、前記した
サイクリング現象を実験2の観察結果の区分,
及びを用いて模式的に表現するならば第4図
に示す如くになる。
サイクリング現象を実験2の観察結果の区分,
及びを用いて模式的に表現するならば第4図
に示す如くになる。
すなわち、第4図のAでは、右から流入したク
リームはおよびの状態を経て、最適域の状
態で左方に吐出されているが、ホイツプ用回転型
撹拌機内のクリームの一部が少しでも過度なせん
断を受けると、その部分のクリームの粘度は増大
し、そのために流動性が低下し、さらに出口流量
が減少するので、クリームの滞留時間が長くな
る。クリームの滞留時間が長くなると、クリーム
はさらに過度のせん断を受けるので、クリームの
粘度はさらに増大する。そのために吐出流量はさ
らに減少し、ホイツプ用回転型撹拌機内では圧縮
性の気体を含有したクリームがクリームポンプに
よる押し込み圧で加圧圧縮されながら蓄積され、
滞留時間及び粘度の増加をさらに助長する。この
ようになると、最適域はホイツプ用回転型撹拌
機吐出口より右側に後退し、代つてせん断過剰域
′が形成されることになる。これを図示したの
が同図のBである。ところが、せん断量が一定以
上を超えホイツプクリームの降伏値(ホイツプク
リームは典型的な非ニユートン液体であり粘弾性
指向が強い)を過ぎると、クリームの粘度が急激
に低下するために、このせん断過剰域′にあつ
てものは高い内圧に押され、吐出口より高い速度
で一度に排出される。このようになるとホイツプ
用回転型撹拌機内の流動速度が増加し、前記Bの
場合とは逆に滞留時間が短くなり、そのためにホ
イツプクリームはせん断不足となる。この場合ホ
イツプ用回転型撹拌機内の最適域は形成され
ず、吐出部には、このせん断不足域が生じ、そ
の結果吐出流量は増加する。これを示したのが同
図のCである。そして次には、クリームポンプに
よつて規制される標準流量のものがホイツプ用回
転型撹拌機内に流入するため、再び上記Aで示さ
れる状態に復帰することになる。
リームはおよびの状態を経て、最適域の状
態で左方に吐出されているが、ホイツプ用回転型
撹拌機内のクリームの一部が少しでも過度なせん
断を受けると、その部分のクリームの粘度は増大
し、そのために流動性が低下し、さらに出口流量
が減少するので、クリームの滞留時間が長くな
る。クリームの滞留時間が長くなると、クリーム
はさらに過度のせん断を受けるので、クリームの
粘度はさらに増大する。そのために吐出流量はさ
らに減少し、ホイツプ用回転型撹拌機内では圧縮
性の気体を含有したクリームがクリームポンプに
よる押し込み圧で加圧圧縮されながら蓄積され、
滞留時間及び粘度の増加をさらに助長する。この
ようになると、最適域はホイツプ用回転型撹拌
機吐出口より右側に後退し、代つてせん断過剰域
′が形成されることになる。これを図示したの
が同図のBである。ところが、せん断量が一定以
上を超えホイツプクリームの降伏値(ホイツプク
リームは典型的な非ニユートン液体であり粘弾性
指向が強い)を過ぎると、クリームの粘度が急激
に低下するために、このせん断過剰域′にあつ
てものは高い内圧に押され、吐出口より高い速度
で一度に排出される。このようになるとホイツプ
用回転型撹拌機内の流動速度が増加し、前記Bの
場合とは逆に滞留時間が短くなり、そのためにホ
イツプクリームはせん断不足となる。この場合ホ
イツプ用回転型撹拌機内の最適域は形成され
ず、吐出部には、このせん断不足域が生じ、そ
の結果吐出流量は増加する。これを示したのが同
図のCである。そして次には、クリームポンプに
よつて規制される標準流量のものがホイツプ用回
転型撹拌機内に流入するため、再び上記Aで示さ
れる状態に復帰することになる。
このように、上記の現象の繰り返しがサイクリ
ング現象のメカニズムであることを、本発明者ら
は探知するに至つたのであるが、その主因は、第
2図について前記したように、付与されるせん断
量の最適域が極めて狭く、かつ、この近辺におけ
る粘度の著しい増加及び降伏値の存在することな
どホイツプクリームに代表されるその独特な性質
にあるものといえる。
ング現象のメカニズムであることを、本発明者ら
は探知するに至つたのであるが、その主因は、第
2図について前記したように、付与されるせん断
量の最適域が極めて狭く、かつ、この近辺におけ
る粘度の著しい増加及び降伏値の存在することな
どホイツプクリームに代表されるその独特な性質
にあるものといえる。
次に、本発明者らは、ホイツプ用回転型撹拌機
内のクリームは圧縮性の気泡混相流体となつてい
ることから、吐出流量の変動とそれに伴うせん断
量の過不足によるホイツプ性の変動の繰り返し
が、ホイツプ用回転型撹拌機内の流路抵抗による
バツクプレツシヤーを受けるホイツプ用回転型撹
拌機への流入部の圧力といかなる関係にあるかを
知るため次の実験を行なつた。
内のクリームは圧縮性の気泡混相流体となつてい
ることから、吐出流量の変動とそれに伴うせん断
量の過不足によるホイツプ性の変動の繰り返し
が、ホイツプ用回転型撹拌機内の流路抵抗による
バツクプレツシヤーを受けるホイツプ用回転型撹
拌機への流入部の圧力といかなる関係にあるかを
知るため次の実験を行なつた。
実験 3
実施例1で用いた装置において、空電変換器及
びコントロールバルブをとり付けず、代りに圧力
自動記録計を設置し、合成クリーム移送流量を83
Kg/hrとした以外は、実施例1と同一の条件下で
ホイツプクリームを製造し、ホイツプ用回転型撹
拌機からの吐出流量及びホイツプ用回転型撹拌機
への流入部圧力の変動を測定した。
びコントロールバルブをとり付けず、代りに圧力
自動記録計を設置し、合成クリーム移送流量を83
Kg/hrとした以外は、実施例1と同一の条件下で
ホイツプクリームを製造し、ホイツプ用回転型撹
拌機からの吐出流量及びホイツプ用回転型撹拌機
への流入部圧力の変動を測定した。
その結果を第5図に示した。この結果から、吐
出流量は最大流量130Kg/hr最小流量55Kg/hrの
範囲において約1分間隔で周期的に変動し、同時
にそれぞれせん断不足及びせん断過剰のホイツプ
クリームとなつており、典型的なサイクリング現
象を呈していることがわかる。尚、オーバーラン
は118〜120%でほぼ目標の一定値を示していた
が、前記実験1と同一の方法による造花性からみ
た品質は不良であつた。また、圧力の変動につい
てみると0.3〜0.5Kg/cm2の範囲を流量と同様、約
1分の周期で変動している。このように、吐出流
量及び圧力の変動は、ある位相差を有するもの
の、共に同じ周期の規則性を示していることが判
明し、それ故吐出流量及びホイツプ性の変動を上
記圧力の変動に置き換えて検知することができる
のみならず逆にこの圧力変動を僅少なものに、望
ましくは一定の圧力値に制御できれば、サイクリ
ング現象を防止し得るとの予見に基づいて次の実
験を行なつた。
出流量は最大流量130Kg/hr最小流量55Kg/hrの
範囲において約1分間隔で周期的に変動し、同時
にそれぞれせん断不足及びせん断過剰のホイツプ
クリームとなつており、典型的なサイクリング現
象を呈していることがわかる。尚、オーバーラン
は118〜120%でほぼ目標の一定値を示していた
が、前記実験1と同一の方法による造花性からみ
た品質は不良であつた。また、圧力の変動につい
てみると0.3〜0.5Kg/cm2の範囲を流量と同様、約
1分の周期で変動している。このように、吐出流
量及び圧力の変動は、ある位相差を有するもの
の、共に同じ周期の規則性を示していることが判
明し、それ故吐出流量及びホイツプ性の変動を上
記圧力の変動に置き換えて検知することができる
のみならず逆にこの圧力変動を僅少なものに、望
ましくは一定の圧力値に制御できれば、サイクリ
ング現象を防止し得るとの予見に基づいて次の実
験を行なつた。
実験 4
実施例1で用いた装置において、圧力自動記録
計を付加し、合成クリームの移送流量87Kg/hrと
した以外は実施例1と同一の条件でホイツプクリ
ームを製造した。そして前記実験1と同一の方法
によりホイツプクリームの品質を試験した。この
ときの圧力の変動を第6図に示した。この圧力
は、0.37〜0.38Kg/cm2とほぼ一定値を示してお
り、かつ同時に測定した吐出流量は85〜88Kg/hr
であつた。このように、圧力及び吐出流量は共に
一定値に制御され、オーバーランは118%〜122%
であり、得られたホイツプクリームの品質も一定
であつた。
計を付加し、合成クリームの移送流量87Kg/hrと
した以外は実施例1と同一の条件でホイツプクリ
ームを製造した。そして前記実験1と同一の方法
によりホイツプクリームの品質を試験した。この
ときの圧力の変動を第6図に示した。この圧力
は、0.37〜0.38Kg/cm2とほぼ一定値を示してお
り、かつ同時に測定した吐出流量は85〜88Kg/hr
であつた。このように、圧力及び吐出流量は共に
一定値に制御され、オーバーランは118%〜122%
であり、得られたホイツプクリームの品質も一定
であつた。
サイクリング現象の防止方法として本発明の方
法以外に種々の方法が考えられるが、それらの主
な方法について比較例として示す。
法以外に種々の方法が考えられるが、それらの主
な方法について比較例として示す。
比較例 1
ホイツプ用回転型撹拌機内の滞留時間そのもの
を直接一定値に制御するために流入量を調節する
方法である。この方法は、ホイツプ用回転型撹拌
機からの吐出流量が減少し、滞留時間が長くなる
傾向を示したときに、クリームの流入量を増加さ
せ、クリームの押し込み圧によつて強制的にホイ
ツプクリームの吐出速度を増加するものである。
しかし、空気を含んだクリームは圧縮性であるた
め吐出流量の増加にはタイムラグがあり、一方圧
力は上昇を続けるため、ある時点でホイツプ用回
転型撹拌機からホイツプクリームが高速で一度に
吐出され、これによつて逆に吐出流量が標準値よ
り遥かに増加する。この場合、粘度の低いせん断
不足のものが排除され、ホイツプ用回転型撹拌機
内は標準より流動性の良い状態となつているた
め、吐出流量を標準値に減少させるべく流入量を
減少させようとすると、標準流量より下回つた値
にまで減少することとなり、今度は滞留時間が長
くなる。
を直接一定値に制御するために流入量を調節する
方法である。この方法は、ホイツプ用回転型撹拌
機からの吐出流量が減少し、滞留時間が長くなる
傾向を示したときに、クリームの流入量を増加さ
せ、クリームの押し込み圧によつて強制的にホイ
ツプクリームの吐出速度を増加するものである。
しかし、空気を含んだクリームは圧縮性であるた
め吐出流量の増加にはタイムラグがあり、一方圧
力は上昇を続けるため、ある時点でホイツプ用回
転型撹拌機からホイツプクリームが高速で一度に
吐出され、これによつて逆に吐出流量が標準値よ
り遥かに増加する。この場合、粘度の低いせん断
不足のものが排除され、ホイツプ用回転型撹拌機
内は標準より流動性の良い状態となつているた
め、吐出流量を標準値に減少させるべく流入量を
減少させようとすると、標準流量より下回つた値
にまで減少することとなり、今度は滞留時間が長
くなる。
以上のようにこの方法は、結果的にはサイクリ
ング現象を防止することに結びつかず逆に強制的
にサイクリング現象を発生させ、その繰り返し周
期を短くするのみならず、せん断の過剰及び不足
の度合を高め、品質の変動巾を拡大することにな
る。また、ホイツプ用回転型撹拌機内の圧力の変
動は、当然バツクプレツシヤーとして空気の吹き
込み部に作用するため、吹き込み圧の制御も必要
となるなど系を複雑化させることにもなる。
ング現象を防止することに結びつかず逆に強制的
にサイクリング現象を発生させ、その繰り返し周
期を短くするのみならず、せん断の過剰及び不足
の度合を高め、品質の変動巾を拡大することにな
る。また、ホイツプ用回転型撹拌機内の圧力の変
動は、当然バツクプレツシヤーとして空気の吹き
込み部に作用するため、吹き込み圧の制御も必要
となるなど系を複雑化させることにもなる。
比較例 2
ホイツプ用回転型撹拌機内の滞留時間を制御せ
ず、撹拌翼の回転数、即ちせん断強度を調節して
ホイツプ用回転型撹拌機内の圧力を一定値に制御
する方法である。この方法は、圧力が上昇する傾
向となり、即ち第4図のAの状態からBの状態へ
の移行を示し始めると撹拌翼の回転速度を減少さ
せ、同図においてから′への領域の移行並び
に及びの領域にあるクリームのホイツプを遅
延させるものである。しかしながら、一旦過剰ホ
イツプを開始された領域′のクリームを吐出さ
せるという直接的作用がないため制御効果に遅れ
が生じる。また、回転数の減少後領域′のクリ
ームが吐出された場合標準の状態に比して領域
及びのクリームがせん断不足となつているため
領域のクリームが排出されるに従い圧力の減少
とともに回転速度を標準の状態より可成り上昇さ
せることになる。この場合は逆に、せん断不足の
クリームの吐出を制御する直接的作用がないため
同様に制御効果に遅れが生じる。そして、新たに
領域及びに到達したクリームがせん断過剰と
なるため、やがては回転速度を減少せざるを得な
くなる。以上のようにこの方法は、制御効果に遅
れが生じ結局サイクリング現象の変動巾を抑える
ことができても現象そのものを防止できない。
ず、撹拌翼の回転数、即ちせん断強度を調節して
ホイツプ用回転型撹拌機内の圧力を一定値に制御
する方法である。この方法は、圧力が上昇する傾
向となり、即ち第4図のAの状態からBの状態へ
の移行を示し始めると撹拌翼の回転速度を減少さ
せ、同図においてから′への領域の移行並び
に及びの領域にあるクリームのホイツプを遅
延させるものである。しかしながら、一旦過剰ホ
イツプを開始された領域′のクリームを吐出さ
せるという直接的作用がないため制御効果に遅れ
が生じる。また、回転数の減少後領域′のクリ
ームが吐出された場合標準の状態に比して領域
及びのクリームがせん断不足となつているため
領域のクリームが排出されるに従い圧力の減少
とともに回転速度を標準の状態より可成り上昇さ
せることになる。この場合は逆に、せん断不足の
クリームの吐出を制御する直接的作用がないため
同様に制御効果に遅れが生じる。そして、新たに
領域及びに到達したクリームがせん断過剰と
なるため、やがては回転速度を減少せざるを得な
くなる。以上のようにこの方法は、制御効果に遅
れが生じ結局サイクリング現象の変動巾を抑える
ことができても現象そのものを防止できない。
次に本発明の実施例を記載する。
実施例 1
本実施例で用いた装置の概略を第7図に示し
た。1はクリームタンク2よりクリームライン3
を介してクリームを移送するポンプであり、4は
除菌清浄化した圧力5Kg/cm2の空気が空気供給ラ
イン9より微細な気泡となつて吹き込まれる空気
分散装置である。5は第3図に示し、前記したホ
イツプ用回転型撹拌機であり、6はホイツプ用回
転型撹拌機5の吐出部に設置されたコントロール
バルブであり、圧力検出部7(株式会社N.M.B
製、サニタリーストレンゲージ式圧力計、PR/
10S型)及び空電変換器8(山武ハネウエル株式
会社製、NOX 110型)を介して作動する。
た。1はクリームタンク2よりクリームライン3
を介してクリームを移送するポンプであり、4は
除菌清浄化した圧力5Kg/cm2の空気が空気供給ラ
イン9より微細な気泡となつて吹き込まれる空気
分散装置である。5は第3図に示し、前記したホ
イツプ用回転型撹拌機であり、6はホイツプ用回
転型撹拌機5の吐出部に設置されたコントロール
バルブであり、圧力検出部7(株式会社N.M.B
製、サニタリーストレンゲージ式圧力計、PR/
10S型)及び空電変換器8(山武ハネウエル株式
会社製、NOX 110型)を介して作動する。
先ず使用するクリームを次のようにして調製し
た。
た。
市販の硬化大豆油(上昇沸点35℃)50部を65℃
に加温し、市販の精製大豆レシチン0.3部及びモ
ノグリセライド0.3部を加え、撹拌して溶解、分
散させて油相を得た。一方脱脂乳50部に市販のシ
ユガーエステル0.4部を加え、撹拌して溶解、分
散させて水相を得た。
に加温し、市販の精製大豆レシチン0.3部及びモ
ノグリセライド0.3部を加え、撹拌して溶解、分
散させて油相を得た。一方脱脂乳50部に市販のシ
ユガーエステル0.4部を加え、撹拌して溶解、分
散させて水相を得た。
前記油相と水相とを混合して乳化し、70℃で15
分間加熱殺菌し、次いで50Kg/cm2及び10Kg/cm2の
圧力で2度均質化し、8℃に冷却し、前記クリー
ムタンク2に貯蔵し、同温度で一夜エージング
し、ホイツプ用合成クリームを得た。
分間加熱殺菌し、次いで50Kg/cm2及び10Kg/cm2の
圧力で2度均質化し、8℃に冷却し、前記クリー
ムタンク2に貯蔵し、同温度で一夜エージング
し、ホイツプ用合成クリームを得た。
このホイツプ用合成クリームをポンプ1により
流量150/hrで移動し、同時に空気分散装置4
により5Kg/cm2の圧縮空気を180N/hrで吹き
込み、回転速度を550r.p.m.としたホイツプ用回
転型撹拌機5によりホイツプさせ、ホイツプクリ
ームを製造した。この間吐出流量及び圧力検出部
7の圧力はそれぞれ178〜181Kg/hrおよび0.35〜
0.37Kg/cm2とほぼ一定の値を維持し、サイクリン
グ現象の発生もなく得られた製品のオーバーラン
は約120%であり、前記実験1と同一の方法で試
験した造花性及び保型性も良好かつ一定であり、
優れたものであつた。
流量150/hrで移動し、同時に空気分散装置4
により5Kg/cm2の圧縮空気を180N/hrで吹き
込み、回転速度を550r.p.m.としたホイツプ用回
転型撹拌機5によりホイツプさせ、ホイツプクリ
ームを製造した。この間吐出流量及び圧力検出部
7の圧力はそれぞれ178〜181Kg/hrおよび0.35〜
0.37Kg/cm2とほぼ一定の値を維持し、サイクリン
グ現象の発生もなく得られた製品のオーバーラン
は約120%であり、前記実験1と同一の方法で試
験した造花性及び保型性も良好かつ一定であり、
優れたものであつた。
実施例 2
実施例1で用いた装置を使用し、次のように調
製された合成クリームからホイツプクリームを製
造した。
製された合成クリームからホイツプクリームを製
造した。
市販の硬化菜種油(上昇融点35℃)40部を65℃
に加温し、市販の精製大豆レシチン0.2部及びモ
ノグリセライド0.25部を加え、撹拌して溶解、分
散させて油相を得た。一方、脱脂乳60部に市販の
シユガーエステル0.3部を加え撹拌して溶解、分
散させて水相を得た。
に加温し、市販の精製大豆レシチン0.2部及びモ
ノグリセライド0.25部を加え、撹拌して溶解、分
散させて油相を得た。一方、脱脂乳60部に市販の
シユガーエステル0.3部を加え撹拌して溶解、分
散させて水相を得た。
前記油相と水相とを混合して乳化し、70℃で15
分間加熱殺菌し、次いで50Kg/cm2及び10Kg/cm2の
圧力で2度均質化し、8℃に冷却し、クリームタ
ンク2に貯蔵し、同温度で一夜エージングし、ホ
イツプ用合成クリームを得た。
分間加熱殺菌し、次いで50Kg/cm2及び10Kg/cm2の
圧力で2度均質化し、8℃に冷却し、クリームタ
ンク2に貯蔵し、同温度で一夜エージングし、ホ
イツプ用合成クリームを得た。
このホイツプ用合成クリームをポンプ1により
流量100/hrで移動し、同時に空気分散装置4
により5Kg/cm2の圧縮空気を120N/hrで吹き
込み、回転速度を430r.p.m.としたホイツプ用回
転型撹拌機5によりホイツプさせ、ホイツプクリ
ームを製造した。この間、実施例1と同様に吐出
流量及び圧力はほぼ一定値を維持し、サイクリン
グの発生もなく、得られた製品の品質も一定であ
り、優れたものであつた。
流量100/hrで移動し、同時に空気分散装置4
により5Kg/cm2の圧縮空気を120N/hrで吹き
込み、回転速度を430r.p.m.としたホイツプ用回
転型撹拌機5によりホイツプさせ、ホイツプクリ
ームを製造した。この間、実施例1と同様に吐出
流量及び圧力はほぼ一定値を維持し、サイクリン
グの発生もなく、得られた製品の品質も一定であ
り、優れたものであつた。
第1図は、ホイツプクリームの一般的な連続式
製造法のフローシート、第2図はホイツプ用クリ
ームの撹拌時間に対する粘度の変化及びせん断の
最適域を示すグラフである。第3図は、ホイツプ
用回転型撹拌機であつて、イは軸方向断面図及び
ロは半径方向断面図である。第4図はサイクリン
グ現象を説明するための模式図であり、第5図
は、サイクリング現象の起きている場合のホイツ
プ用回転型撹拌機流入部の圧力および吐出流量の
経時変化を示すグラフである。第6図は、本発明
の方法により、サイクリング現象の発生を防止し
た場合の上記圧力の径時変化を示すグラフ、第7
図は、本発明の方法を実施するための装置の1例
を示すフローシートである。
製造法のフローシート、第2図はホイツプ用クリ
ームの撹拌時間に対する粘度の変化及びせん断の
最適域を示すグラフである。第3図は、ホイツプ
用回転型撹拌機であつて、イは軸方向断面図及び
ロは半径方向断面図である。第4図はサイクリン
グ現象を説明するための模式図であり、第5図
は、サイクリング現象の起きている場合のホイツ
プ用回転型撹拌機流入部の圧力および吐出流量の
経時変化を示すグラフである。第6図は、本発明
の方法により、サイクリング現象の発生を防止し
た場合の上記圧力の径時変化を示すグラフ、第7
図は、本発明の方法を実施するための装置の1例
を示すフローシートである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ホイツプ用回転型撹拌機を使用するホイツプ
食品の連続式製造法において、ホイツプ用回転型
撹拌機への流入経路の圧力を検出し、その変動に
応じてホイツプ用回転型撹拌機の吐出部の流路抵
抗を調節し、それによつてホイツプ状態の良好な
ホイツプ食品を得ることを特徴とするホイツプ食
品の連続式製造法。 2 流路抵抗の調節が、弁の開度の調節により行
なわれることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載のホイツプ食品の連続式製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166674A JPS5959165A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | ホイツプ食品の連続式製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166674A JPS5959165A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | ホイツプ食品の連続式製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5959165A JPS5959165A (ja) | 1984-04-04 |
| JPH0156748B2 true JPH0156748B2 (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=15835616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57166674A Granted JPS5959165A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | ホイツプ食品の連続式製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5959165A (ja) |
-
1982
- 1982-09-27 JP JP57166674A patent/JPS5959165A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5959165A (ja) | 1984-04-04 |
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