JPH02286040A - 低密度物質の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、商業上の利用価値が高くて極めて望ましい物
理的性質を有している低密度物質の製造方法に関する。

また、本発明は新規な多種の流体用ノズルを用いて、非
乳クリームのように高流動性で低密度の物質を製造する
方法に関する。本発明で用いる多流体用ノズルは、かな
り制御された条件下で細かく噴霧した液滴中にガスを含
ませることができるものである。

（従来技術および発明が解決しようとする課題）水性コ
ーヒー抽出物の中にガスを分散させて泡立たせ、その後
噴霧乾燥することによって低密度の噴霧乾燥コーヒー粉
末を製造する技術が知られている。米国特許第２，７８
８，２７６号には、コーヒー抽出物が泡立つ圧力下でガ
スを導入した後、ブースターポンプで加圧し、泡を高圧
往復ポンプに導いて噴霧乾燥のためにさらに高圧下にお
く技術が開示されている。米国特許第３．７４９．３７
８号には、混合室につながっているガス注入口と液体注
入口を備えた混合器が開示されている。その混合室は、
粗い泡を通して細かい泡にするために一定間隔で並べた
多数のプレートを備えた第２の空間につながっている。

ケート（Ｋｉｔｅ）の米国特許第４，１２９，６２４号
およびジャノンチク（Ｊａｍ＊ｖｉｃＴｈｉｋ）の米国
特許第４，１６０，００２にも、同様の流体混合器また
は注入器が開示されている。しかし、概してこれらの特
許に記載されている技術から、−様で制御可能な密度、
粒径分布および流動性を有する低密度物質を製造する操
作しやすい方法を開発することはできない。さらに、従
来技術では、商業的に使用するのはもともと非効率的で
問題が多いポンピング等によって、流れに沿って泡状物
質を取り扱う必要がある。

いくつかの文献に、軽量化したコーヒー組成物の製造に
非乳クリームを使用しうろことが記載されている。非乳
クリームは、一般に脂肪、蛋白質および炭水化物を含有
している。これらの成分は通常エマルジョンとして配合
した後、乾燥（好ましくは噴霧乾燥）し、粗粉末または
他の成分と混合して最終生成物とする。かかる技術が記
載されている文献として、アインストマン（Ｅｉａｓｔ
ｍ＊ｎ）らの米国特許第３，７０６，５７２号およびマ
ンカッ（Ｍ＊ｎｃｕｓ＋＋）らの米国特許第３，６５３
，９１１号を挙げることができる。アインストマンらの
特許には噴霧乾燥したコーヒー固形分と噴霧乾燥した卵
乳軽量化固形分とを均一に混合した後、混合物をひいで
粒径を９０〜１５０ミクロンにして凝集する方法が記載
されている。マンカッらの特許には、非礼軽量化物とコ
ーヒーをパーコレートした物質とを混合し噴霧乾燥する
方法が記載されている。この技術は、通常は軽量化物中
にある緩衝剤の一部をコーヒーパーコレート中に入れて
いる点に改良点がある。

ガーディナー（Ｇａｒｄｉｎｅｒ）の米国特許第４，０
４６．９２６号には、「フェザーリング」に対する抵抗
性に優れた非乳クリームの製造方法が開示されている。

ここでフェザーリングとは、好ましからぬ酸塩の存在す
る環境下で血清蛋白質の溶液に沈澱が生成することをい
う。ガーディナーは、炭酸ナトリウムとリン酸水素二カ
リウムとの混合物を使用することによって、好ましい結
果を得ている。

最終的にトライブレンド製品を製造するためＩこ他の成
分と混合する必要がある場合には、非乳クリーム等の物
理的性質は特に重視される。とくに重要な性質は、粒径
分布、密度および流動性である。粒径は、運搬や貯蔵中
も均一性を維持しうるようなトライブレンド製品を製造
しようとするときにはとくに重要である。密度は、製品
中に適量の物質を含ませる際に決するものである。流動
性は工程中で物質を円滑に取り扱えるようにするには欠
かせないものである。

噴霧乾燥した物質の物理的性質は一般に乾燥段階に付随
する条件によって制御される。従来技術によって製造し
たものよりもかなり密度が低く、そして均一なトライブ
レンド製品を製造しうるような優れた流動性と粒径分布
を有する物質を製造することが求められている。砂糖の
代わりにアスパルテーム等のノンカロリー甘味料を使用
することが望ましい場合には、砂糖と同じ甘さを出すた
めにはアスパルテームはかなり少なくてすむことから、
とくに上記の物質が必要とされている。

従って、本発明は低濃度で粒径分布および流動性に優れ
かつ官能的性質が受容しうるものである、噴霧乾燥した
物質を提供することを目的とする。

また、本発明は低密度の物質の製造方法を効率良く制御
しうるようにすることも目的としている。

これらをはじめとする目的の詳細は以下の記載から明ら
かである。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、新しい噴霧乾燥法を開発することｌこ
よって達成された。本発明は、噴霧乾燥室１、こ導く前
に特異な構造を有する噴霧乾燥ノズルを使用してガスを
水性液に注入するものである。本発明で使用するノズル
には多種の流体を流すことができるようになっており、
水性液を噴霧して細かい水滴にし、それを乾燥室へ噴霧
する前に、水滴中にガスを含ませることができるように
なっている。

こうして、望ましい粒径分布と優れた流動性を有する低
密度物質が製造される。乾燥の条件は、優れた官能的性
質を有する乾燥物質ができるように制御する。本発明に
よって製造される物質の用途は多岐にわたるが、とくに
砂糖の代わりにアスパルテーム等のノンカロリー甘味料
を用いた配合物のトライブレンドに適している。

本発明の多流体用ノズルは、水性液を噴霧して細かい液
滴にし、その噴霧しだ液滴にガスを含ませ、これを乾燥
室に代表される室ｆこ噴霧する手段として用いられる。

この多流体用ノズルを使用すれば、噴霧１７た液滴を乾
燥室に導入する直前に制御したガスを注入することがで
きる。このためガスを含ませた水性液をポンピングする
必要はない。

多流体用ノズルは、ガス含有量や速度を細かに制御する
ことができるため、これを用いれば望ましい密度、流動
性および粒径分布を有する最終製品を製造することがで
きる。

本発明の方法は、コーヒー抽出物、調味料の水性混合物
、酸、乳化剤等の水性液に適用してもよい。本発明の方
法は、水性非乳クリームとともに用いるのがとくに適し
ている。非乳クリーム組成物は、通常脂肪、蛋白質およ
び炭水化物を含んでおり、さらに当業者に周知のように
緩衝剤、流動性をもたせる物質、乳化剤を含んでいるこ
ともある。以下、説明の都合上、とくに低密度非乳クリ
ームの製造について本発明を論するが、これは本発明の
方法が非乳クリームにしか適用しえないことを意味する
ものではない。本発明の低密度物質製造方法は、いかな
る水性液をも対象としうる。

本発明に係る二流体用ノズル１０の正面断面図である第
１図を参照することによって、本発明はよりよく理解さ
れると思われる。第１図に示されるノズルを用いた本発
明の一実施態様においては、水性液は図面上ノズルの右
側にある導管１２を通ってノズルに入り、内部へ放射状
に進んだ後、ノズルの中心部に設けられた目１４を通っ
て下方に導かれる。口１４の下部には、水性液を細かい
液滴にするインサート１６がある。図面上ノズルの左側
は、ガス導入用の導管１８がある。ガスは、導管１８を
通って、下方に突出した口１４の近くに設置された環状
のマニホールド２０に流れる。その後、ガス注入口２２
を通ってガス注入室またはガスキャップ２４に導かれ、
そこで細かく噴霧しだ液滴と混合する。

ガスキャップ２４は、インサート１６をつけた口１４、
ガス導入口２２および細かく噴霧してガスと混合した液
滴を出す噴霧口２６がある以外は完全に密閉されている
。従って、ガスキャップの圧力は高いのが普通であり、
ガスが第二の導管１８に入るときの圧力とあまりかわら
ないのが普通である。通常、ガスと混合した滴液は、噴
霧口２６から乾燥室（第１図には図示していない）に導
き、そこで乾燥して粉末にする。

第１図は、本発明の多流体用ノズルの好ましい一実施態
様を示したものである。しかし、これ以外の形状を有す
るノズルであっても、水性液を細かい液滴に噴霧してガ
スを混入することができるものであれば本発明の範囲内
に含まれる。ノズルの構成物は、金属または十分な硬度
を有するプラスチックにするのが典型的である。金属の
中ではステンレスを使用するのが好ましく、食品加工に
本発明を適用する際にはとくに適している。また、第１
図のインサート１６には、比較的硬い物質を使用するの
が普通である。

本発明の方法には、いかなるガスでも使用しうる。ガス
の中でも比較的安価で不活性であることから、空気、二
酸化炭素および窒素を使用するのが特に適している。ガ
スを注入するときの圧力は、最終生成物の物理的性質（
とくに密度）を左右するものであり、臨界的に制御しな
くてはならない。

例えば、非乳クリームに本発明を適用する場合は、ガス
の圧力を約６０〜８０　ｐｓｉにしておけば、対照試験
に比べて密度が２０〜４０％減少する。

以下に実施例を挙げてさらに本発明を説明する。

実施例１ 固形分濃度が６０重量％となるように、第１表の成分を
水と混合して非乳クリームを製造した。

成分と水は混合後３０分間撹拌℃て均一にした。

第１表 成分　　　　　　　　　　　　　重量％水素化ヤシ油　
　　　　　　　　４７．０トウモロコシシロツプ固形分
　　４０．８カゼインナトリウム塩　　　　　　　５．
８リン酸二カリウム（緩衝剤）　　　　２．６グリセリ
ド　　　　　　　　　　１．７砂糖　　　　　　　　　
　　　　　１．７二酸化珪素（流れ調節剤）０．３ レシチン（乳化剤）０．１ １００．０ この水性混合物を第１図に示す二種の流体用ノズルに供
給した。この水性混合物は噴霧して細かい液滴にした。

空気を約５０ｐｓｉの圧力で第２の流体として供給した
。噴霧して細かい液滴とした混合物を空気とともにノズ
ルから出して乾燥室に入れ、そこで乾燥して粉末にした
。

こうして製造した非乳クリームの物理的性質は第２表に
示す通りであった。

第２表 密度　　　　　　　　　　　　０．２６　ｔ／ｃｃ流動
性　　　　　　　　　　　４３ｃｃ粒径分布（ＵＳシー
ブ） ＋３０メツシュ　　　　　　　０％ ＋６０メツシュ　　　　　　１０％ ＋１４０メツシュ　　　　　７０％ パン　　　　　　　　　　　　２０％ 水分量　　　　　　　　　　　１．２％ｐＨ７，５ 上記と同一の水性混合物を用いて対照試験を行った。対
照試験では、本技術分野で公知の典型的な高圧ノズルを
用い、ガスを注入しないで乾燥した。

対照試験で製造した非乳クリームの物理的性質は第３表
に示す通りであった。

第３表 密度　　　　　　　　　　　　０．４５客／ｃｃ流動性
　　　　　　　　　　　４３ｃｃ粒径分布（ＵＳシープ
） ＋３０メツシュ　　　　　　　Ｏ％ ＋６０メツシュ　　　　　　１０％ ＋１４０メツシュ　　　　　７０％ パン　　　　　　　　　　　　２０％ 水分量　　　　　　　　　　　１．２％ｐＨ７，５ 上記の結果は、本発明の方法によれば、他の物理的性質
を変えることなく密度のみを４２％下げることができる
ことを示している。熟練した官能試験官は、本発明によ
って製造した低密度非乳クリームも対照試験によって製
造した非乳クリームもともに良質であり、両者の間に風
味の差１ま感知されないと判定した。

実施例２ 固形分濃度が２０重量％の紅茶を含有する水性混合物を
第１図に示す二種の流体用ノズルに供給した。第２の流
体として空気を圧力的６０　ｐｓｉでこのノズルに供給
した。水性混合物を噴霧して細かい液滴とし、ノズル中
で空気を含ませた。これをノズルから噴霧して乾燥室で
乾燥した。噴霧乾燥した紅茶の密度は０．２１１／ｃｃ
であった。

これと同一組成の水性紅茶を標準的な高圧ノズルで噴霧
乾燥して対照実験を行ったところ、製造物の密度は０．
４６１７ｃｃであった。製造物の物理的性質および官能
的性質は密度を除いて本発明によって製造した製造物と
極めて酷似していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る二流体用ノズルの正面断面図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）物質の水性液を、ガス注入室に接続している
   ノズル本体からなる多流体用噴霧乾燥ノズルの導管に通
   し、ノズルの中央部にある口（中央口）を下方に通して
   噴霧することによってガス注入室内で細かい液滴にし； （ｂ）不活性ガスを多流体用ノズルの第二の導管に通し
   、さらにノズル本体にある環状マニホールドを下向きに
   通して、中央口の回りにあけられた下方に伸びた環状口
   に導き； （ｃ）噴霧した液滴を乾燥室に導入する直前に細かい液
   滴中にガスが混入するように、前記水性物質の液滴とガ
   スとをノズル本体に接続しているガス注入室内で混合し
   ； 前記ガス注入室は、その中に細かい液滴に混入したガス
   を入れるために、中心口および環状口をとり囲んでおり
   ； 前記ガス注入室は、ノズル本体から下方にのびており、
   ガス注入室口がある下方に向けて中央部を絞りこむよう
   に先細になっており； 前記中心口および環状口は、ガス注入室内において水性
   物質およびガスの流れの方向が重なるように、互いに連
   携関係にあり； （ｄ）ガスを混入し細かく噴霧した物質の液滴を、乾燥
   室につながる注入室の最下部にあるガス注入室口を通し
   て乾燥室にむけてすぐに噴霧し；前記注入室口は、ガス
   注入口内の圧力を第二の導管に入ったときのガスの圧力
   またはそれに近い圧力である正圧に維持し； 前記乾燥室は多流体用ノズルの周囲にあり、細かい液滴
   を乾燥して、ガスの注入を行わないで同一の乾燥室内に
   向けて従来のノズルから噴霧した同一物質の乾燥密度よ
   りも密度が約２０〜４０％小さい粉末にする； 各工程からなる従来の噴霧乾燥ノズルを用いて製造した
   ものよりも低密度の物質を製造する方法。 ２、ガスが、空気、二酸化炭素および窒素からなる群よ
   り選ばれる請求項１の方法。 ３、水性物質が、密度が０．３５ｇ／ｃｃ未満で粒径分
   布が下記の通りである非乳クリームである請求項１の方
   法。 ￥Ｕ．Ｓ．シーブ￥￥重量％￥ ＋３０メッシュ微量 ＋６０メッシュ２〜２０ ＋１４０メッシュ６０〜８５ パン２〜２５ ４、水性物質が紅茶であり、乾燥紅茶の密度が０．２５
   ｇ／ｃｃ未満である請求項１の方法。 ５、非乳クリームが、脂肪、蛋白質および炭水化物を含
   有する請求項３の方法。 ６、非乳クリームをインスタントコーヒーと混合する工
   程をさらに有する請求項３の方法。 ７、非乳クリームをインスタントコーヒー、ノンカロリ
   ー甘味料および調味料と混合する工程をさらに有する請
   求項３の方法。