JPS5836342A - 流動性の物質を殺菌又は低温殺菌を含めて機械的又は熱的に処理する方法および装置 - 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】 本発明は、流動性物質、特ζζココア材料を殺菌又は低
温殺菌を含めて機械的又は熱的に処理するための方法お
よび装置に関する。

あらゆる種類の食料品に対する微生物学的標準が今日、
次第に国家的および国際的な水準において確定される゛
ことが目立っている。ココアに関しては上記のことがよ
く鋏尚している。何故ならばココアを栽培する国は、コ
コアをココア原料の形態において多量に市場に送り出す
ばかりでなく、ココアの半加工材料の形態で市場に送り
出す傾向が増大し、更にまたその他の油を含む果実の核
、例えば落花生ペースト、クルミペースト、大豆ペース
ト等の場合もこれに該当する。以下においてはココア材
料に関連して記述されている。何故ならばココア材料が
一番問題になっているからである。焙焼されたココア材
料に要求される品質を決定する標準を定めて置かなけれ
ばならない。。

上記の標準番と従って示されそしてＭＩＮ学的に許容さ
れる限界値は次の通りである。

サルモネラ　　２５ｙ中に認められないこと大　腸　菌
　　１１中に認められないこと腸内細菌　　１１Ｉ中最
大１０ カ　　　　　　ビ　　　　５０Ｉｉ中最大５０菌の総数
　１ｇ中最大２・１０５ 実際上、市場に提供されてい２ココア材料は通例として
上記の値に到達しないか又は上記の値よりも少くなって
いない。しばしば菌の総数が１０４／、ｉＪ又はそれ以
上に計画される。従ってココアの半加工材料は、チョコ
レート材料になる様に更に加工する前に１適合した処置
により殺菌されなければならない。何故ならばチョコレ
ート材料を製造する方法処置の中に、有効な殺菌を保証
する温度が出現しないからである。

この場合重責な影響を持っている量はいわゆる水活性ａ
ｙであり ａｙ　’＝ニーデー（ψ＝平衡湿［）、００ この量は一つの食料品の水蒸気圧力の純粋な水の蒸気圧
に対する比である。

ココア材料の様な水分の少ない食料品は、水分の多い食
料品、例えばミルクよりも殺菌するのが困難である。サ
ルモネラの場合に水活性の範囲で０．６　ｐｉけ変化す
ると、熱の殺菌作用に対する抵抗力が１０００倍になる
ことが指摘されている。この理由からココアの半加工材
料は、更に加工を加える前に是非とも病原菌を殺菌しな
ければならない。

予備乾燥され、殻を壜り除かれそして砕かれたココア豆
番ζ、即ち核の破片に付着している微生物を湿度と温度
的に処置することはすでに公知であり、そして原理的に
は次に述べる様な方法が用いられている。

（ＪＬ）　　容器に核の破片を充填したバッジミキサー
が、該破片を回転させる。その際ノズルを介して、核の
破片の重量に対して１０〜３０９６のアルカリ水溶液又
は水を、核の破片に一様に吹き付けそして温度１２５ｔ
’以上で圧力を加えて核の破片が処理される。処理時間
は約３０乃至６０分である。その後横の破片は真空中又
は標準圧力（大気圧力）のもとで乾燥させられる。

（ｂ）　　焙焼器の中で、（ａ）の場合と同様な温度と
圧力のもとて断続的な方法で殺菌が行われる。

上記（ａ）および（１））により示されそして公知にな
っている断続的な方法はあらゆる病原菌の殺菌を可能な
らしめるものであるが、核の破片ν駿および湿気を多く
含み並びに処理時間が比較的長いという欠点を持ってお
り、この際殺菌と同時に味を加える反応（焙焼反応）が
生起し、該反応は意図された焙焼最終状態に対応するも
のになっていない（味の発生がよくない）。

従って上記の様な処理がなされたココア材料は主として
ココアの粉末の製造および稀にチョコレート材料を製造
するのに用いられる。

冒頭に述べた要望を満たす様な、ココア材料を殺菌する
ための連続的に作動する設備をこれまで開発することに
成功したということは知られていない。何故ならば、コ
コア材料の生産特性から生ずる部分的に正反対の要望は
公知の種類の方法および装置を用いて実現することが不
可能であるからである。

一方において次のことが知られている。即ち（１）　　
ココア材料を閉鎖した容器（圧力のもと）の中で１００
む以上の温度に加熱することは、特有な香りとは翼なる
望ましくないにおいを発散する結果になる。何故ならば
この際特に発生する揮発性の部分が自由ζζ拡散するこ
とができないからである。

（２）上記（１）に記載した様な効果は、ココア材料の
中の酸の含有量が特に多い程、著しく増大する。このこ
とは更にココア材料の含水量の多い程、ココア材料の温
度が為い揚および処理時間の長い程、著しく増大する。

（３）　　ココア材料の湿度（酸＋水分）が多い程、通
常それのｆｉＬｒＩｋ性が悪くなる。このことは、特是
のココアの種類において湿度２％以上、温度が１００む
以上の範囲で全体が塊になり（固体になる）、そのこと
はココア材料をポンプで吸い上げそして分散させること
を不可能にする。

（４）水活性を減少させること（ココア材料に含まれる
水分を少くすること）は微生物を熱的に処理する可能性
を減少させる。多くの微生物の熱に対する最大の抵抗力
は、水活性が０．２乃至０．３の場合になっている。従
って一定量の水分よりも減少してはならない。

（５）更に脂肪は保護作用を持っている。即ちココアバ
ターは細菌や胞子を熱の作用から保護し、更にこのこと
は、脂肪の中への温度伝導率のＩｌ＆の差および水分の
拡散のため、水活性が０．２乃至０．４の範囲で強めら
れる。

他方において殺菌の程度は、水分の含有量が多ε）１！
そしてココア材料の温度が高い程並びζこ感層時間が長
い根太になる。

本発明の目的は、ココア材料がそれの特殊の処理がなさ
れると同時に殺菌され、その際香りの品質に悪（゛）′
影響が与えられない様な、連続的に作業する方法および
該方法を実施するのに適合した装置を創成することであ
る。

上記の目的は本発明により、特許請求の範囲第１項記載
の特徴を示している方法、および装置に関しては特許請
求の範囲第４項記載の特徴ある構成により達成される。

方法に関する特徴ある変形は、特許請求の範囲第２およ
び３項に１そして装置に関する変形は、特許請求の範囲
第５乃至１０項に記載されている。

本発明による方法においては、該方法を実施する際一部
分は公知の装置が使用され、次の様に行われる。

（１）　　ココア材料は先づ適当な装置（ドイツ連邦共
和国特許第１５５７１８４号明細書）の内部で薄い層に
拡げられ、１００υよりも低い温度で酸を除かれ、一部
の水分が除かれそしてガス成分も取り除かれ、その際コ
コア材料の酸含有度および水分含有度に応じて、ドイツ
連邦共和国特許第２３１・３５６５号明細書に記載され
ている如き（注入設備）水分注入段階を前方に接続され
る。

（２）上記（１）に記載した装置から送り出される、酸
を取り除かれそしてガス成分も取り除かれたココア材料
はポンプを用いて、後述にて詳細が記述されている反応
器に圧入されそしてそこに積み重ねられ、その際必要な
場合には、材料の水分含有量が、ドイツ連邦共和国特許
第２５１５５６５号明細書に記載されている如き別の注
入装置により、反応器に入れられる前に増加させられる
。

（５）積み重ねられた反応器の中では、ココアの材料が
時間と温度により制御される機械的／熱的処理が行われ
、該処理は、味に悪い影響を与えることなくおよび材料
の組成を悪く変化させることなく、望み通りの殺菌を可
能ならしｔｌその際 （＆）　　ココア材料の必要な温度は摩擦又は、材料内
部に急激な温度上昇がある時には熱の分散に′より達成
され、 （ｂ）　　ココア材料が反応器の内部に滞留する平・　
均時間は、充填の程度並びに、場合によっては組み込ま
れている循環ポンプ装置によ１す、統計的に見て狭い分
布範囲に維持されており、そして、 （ｃ）　　ココア材料の僅かな温度の変動は、２重外套
を介して行われる付加的な反応器の壁の加熱又は冷却に
より補償され、 （４）積み重ねられた反応器から敗り出された材料は別
のポンプにより冷却器を通過する様押し込まれ、その際
ココア材料を１００ｔ’よりも低い温度に冷却するのは
蒸気相の凝縮と共に惹起される。

（５）冷却器から押し出される材料は、ドイツ連邦共和
国特許第１５５７１８４号記載の薄い層を形成する装置
の中に送られ、皺装置の中で、必要な残留湿度を取り除
きそして残留ガスの取り除きが行われる。

この際使用されそして公知になっている装置は優先的に
使用される。が、そのことｉこより別の類似した作用を
与える装置の使用を締め出すものではない。

公知の装置および新しく開発された装置の組み合わせは
、処理すべき生産物が持っている種々の要望をほとんど
解決しそしておどろくべき結果を与えている。

即ち、例えば装入量が１０００ｊｃｇ／ｈで連続運転さ
れ、ココア材料ζこ最初に含まれている菌の数が１．２
・１０　　菌／Ｉで、材料の温度が１２０むで、材料が
積み重ねられた反応器内の平均材料滞留時間が約１．５
分の場合、病原菌が最終的に１００００　／　Ｊｉ’で
Ｉｌｌ悪い影響が与えられていないココア材料が得られ
る。

材料が積み重ねられた反応器の内部の材料の温度を５〜
１０むだけ高めると、最終的な菌含有が５００　／　Ｊ
ｉ’よりも少ない値になり、その際な右、認められる様
な味の変化は惹起されない。

反応器内のココア材料の含水量はこの際２．５饅になる
。

ココア材料がこの際連続的な流動を中断されることなく
、平均的な流動位相にお（°）で積み重ねられ、この様
に積み１ねられた材料の内部において内部摩擦により殺
菌のために必要な温度が形成されているということは非
常に重要な意この際特許請求の範囲第１項の（０）に記
載した如く、熱が付加又は除去されるということの理平
均値に維持され、かくして、一方では殺′菌が確実に行
われること、他方では味を悪くする温度上昇を避けるこ
とのためである。

本発明による方法および該方法を実施するための装置は
次の記述に詔いて実施例を示す添付図を用いて詳細に説
明される。

第１図によれば装置全体又は殺菌設備は大体において公
知構造の２つの等しい薄層装置１．２から成り、これら
に関する詳細な説明は省略する。これらの２つの装置１
，２の間に導管５により連結、されている材料が積み重
ねられている反応器５が配置され、鋏反応器の詳細を示
す断面図がＪＩＫ２図に示されている。ココア材料の流
動は左から右へ向って行われそしてポンプ１８．１８’
。

１８’、　１８’により実現されている。記号１９は前
同様公知構造の注入装置であり一１該装置から導管３′
を介して、必要な場合に水が導管５′の中又は流動して
いる材料の中に注入可能である。導管３への注入又は流
入位置２０の後には公知構造のいわゆる静態混合機２１
が取り付けられている。材料が積み重ね≦れている反応
器５の内部で発生した摩擦熱および殺菌のための熱を平
衡させ又は一定の平均値に維持する外部熱交換器４は、
この実施例では２重外套として反応器５と一緒に構成さ
れている。

の貫流熱交換器（第１ｇに破線で示 す）が前方に接続されることも可能である。

サーモスタツ）２２（４２図）により制御される熱交換
媒質の供給および排出は接続端２５を介して行われる。

材料が積み重ねられている反応器５は、流入および流出
口２４．２５の所まで閉鎖されている円筒形の容器５′
として形成され、腋容器の中ではローター１１が回転し
、ローターの駆動はモーター２６により行われる。

モーター２６と反応器５は共通−な１つの台２７上に取
り付けられている″。円筒形のローター１１は反応器の
内部でリング円筒形の隙間１０を形成しそしてローター
の表面に摩擦要素又は分散要素１２を担持し、これらの
要素の回転のため、隙間１０が役立っている。ローター
１１の下端には別棟が配置され、皺羽根はローターと結
合しそして容器の底２８と協動してポンプ９を形成して
いる。　　　　　　　　゛ポンプ１８，１８’、１８’
、１Ｂ’の運搬出力は等しいか、ポンプ９の出力は少し
大になっており、そのことにより運搬量が過剰になる。

この過剰量はポンプ１８′により収容不可能セするから
、過剰量は分校導管８を通って反応器５に戻る様に流れ
反応器の隙間１０は何時も材料が充填され（環、論的に
は“反応器５あ内部の空間はすべて充填されることが可
能である）。即ち材料はこの反応器の内部では薄い層に
なることがない。装置の運転の際には当然、反応器５の
内部で望み通りの積み重なり又は充填の高さが達成され
るまで設備全体が充填されなければならない。この様な
状態が達成された時始めて、後に続くポンプ１８’、１
８’が運転を開始されそしてまた轟然薄層形成装置２も
運転される。

摩擦熱を材料の内部に発生させる分散景木１２は、第５
〜５図によりローターの表面に取り付けられた把子１２
′の形に形成されそして該把子の前方の縁１４で内壁５
′を撫でる様な寸法に形成され配置されている。

できるだけ多くそして強く流れから取り込んで材料の内
部に過流を形成するため、側面の小板１３は流動して来
る方向２９に対して小さな角αだけ傾けられている。

垂直に位置する小板１５は角βたけ傾けられ（１１５図
）、そして最後に、小板１５の後方の縁１６全体く、材
料を引掻く尖端１７を備えている。ローター１１と共に
積み重ねられた材料の中で回転する１！素１２により極
端に強い渦流と強い熱の発生が行われる。この加熱は実
際上非常に一様に行われそしてまた材料粒子の滞留時間
も一様である。

偶然に発生しそして何時も可能性ある平均値からの偏差
はそれを打ち消す様な作用を受け、そして温度に関して
は、大体において付加的に加熱するよりはむしろ冷却の
機能を果たす外部熱交換器４から、また滞留時間ｌど関
しては材料の一部を導管８を介して元に戻すことから上
記の作用を受けている。

上記したことから、圧力を受けて材料が積み重ねられて
いる反応器５の内部に存在する材料の各粒子のほどんと
は、殺麿のために適合した時間の関加熱されることが保
証される。卸ち反応器は最良の結果、即ち、できるだ＃
′ｊ短い滞留時間と材料の轍良の温度負荷のもとで高い
殺菌率を次の様にして与えることができる。即ちｔｌＬ
ｌ　　材料の速い温度上昇が可能であること、即ち大な
るエネルギー密度で作動すること、（１））　　材料内
部の温度変動の巾ができるだけ僅か−なものに維持され
ること、 （ｅ）　　材料の粒子の滞留時間の統計的な平均分散が
予定値のまわりに小さな値に維持されることにより最良
の結果を与える。

実施例 反応器５の高さ　　　　　　約２ｍ 内　径　　（５′）　　　　　　　　　　　約０．５ｍ
ローター１１の外径　　　　　約０．４５ｍローターの
回転数　　　　　６００　／ｗｊｓ装入量　　　　１０
００＃／ｈ 反応器内の材料温度　　　　約１２０ｔ″１９の位置の
材料温度　　　５０〜６０む冷却器６を通過した 材料温度　　　　　　　　　９０む ポンプ１８′の後の材料温ｆ　　　　８０亡反応器内の
材料滞留時間　　１．５ｍ 反応器５Ｆ！３の圧力　　　　　約２　ｂａｒこの実施
例を用い装入量が１０００　ｋｇ／　ｈで連続連転され
、ココア材料に蝋初に含まれている菌の数が１・２・１
０６曹／Ｉで、材料の温度１２０む、反応器内の平均材
料滞留時間が約１．５分の場合、病原菌が最終的に１０
００　ｏ／Ｉｉとなり、味に悪い影響が与えられなかっ
た。

分校導管８を通って引き返す量はポンプ１８′の運搬量
の約１０倍になっている。

測定結果によれば、分散ｔｉ［素１１の後方の縁１６を
直線状に形成（即ち引掻き尖端１７がない場合）した時
、他の条件を同じにしても、第５図の把子１２′を用い
た時の約Ａのエネルギー変換が得られるのみであった。

【図面の簡単な説明】

ｊｌｉＩ図は本発明の設備のブロック接続図、第２図は
反応器の断面図、菖５図は把子の形態の分散ｌＩ木を半
極方向に見た正面図、纂４図は第３図に示した！！素を
前方から見た正面図、ＪＩＫ５図は第６および４図に示
した！！素を、ローターと反応器の内壁に付設した状態
の平面図である。 図において １．２・・・薄層装置 ３・・・導管 ４・・・外部熱交換器 ５・・・材料が積み重ねられている反応器５′・・・円
筒形容器 ５′・・・内壁 ６・・・貫流冷却器 ７・・・流出口 ８・・・分校導管 ９・・・ポンプ １０・・・隙間 １１　・・・ローター １２・・・分散要素 １２′・・・把子 １５・・・ｌｌ１１面の小板 １４・・・前方の縁 １５・・・小板 １６・・・後方の縁 １７・・・材料を引掻く尖端 一一畳。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　流動性物質、特にココア材料が殺菌を含めて機械
   的／熱的に処理され、その１９腋材料は一定の温度と圧
   力のもとに置かれ続いて冷却される如き処理方法におい
   て、 （＆）　　材料は、連続的に薄い層状に拡げられ、１０
   ０ｔ’よりも低い温度において酸を隷かれ、一部の水分
   が除かれそしてガス成分も取り除かれ−ること、 （ｂ）　　連続的に運搬されて来る材料は積み重ねられ
   、そして積み重ねられた材料の内部において摩擦により
   １００む乃至１５０ｔ’、特に１３５υの温度が発生さ
   せられること、（ｅ）　　材料の内部において摩擦によ
   り発生した殺菌温度は外部の加熱又は冷却装置により平
   均温度値に維持されること、 （ｄ）　　棟み重ねられた材料から連続的に来り出され
   る材料は蒸気相の凝縮のもとに１００むよりも低い温度
   に冷却されること、 （θ）冷却された材料は連続的に薄い層状に拡げられ、
   残留している温度が織り除かれそして残留ガスも取り除
   かれ、そして更に加工するため（ａ）の段に供給される
   のと同量だけの材料が堆り出されること を特徴とする方法。 （２）　　積み重ねられた材料から引き出される直前又
   は引き出された後の材料から、材料の一部の流れが分枝
   させられそして積み重ねられている材料の中に戻される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）連続的に送られて来る材料には処理段階（＆）に
   送り込まれる前に、公知の態様により、少量の水が注入
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の方法。 （４）　　流動性物質、特にココア材料が殺菌を含めて
   機械的／熱的に処理さ′れ、その際皺材料は一定の温度
   と圧力のもとに置かれ続いて冷却される如き処理方法で
   、 （ＩＬ）　　材料は連続的に薄い層状に拡げられ、１０
   ０Ｃよりも低い温度において酸を除かれ、一部の水分が
   除かれそしてガス成分も織り除かれ、 （ｂ）　　連続的に運搬されて来る材料は積み重ねられ
   そして積み重ねられた材料の内部において摩擦により１
   ００む乃至１５０む、特に１３５むの温度が発生させら
   れ、 （Ｃ）　　材料の内部において摩擦により発生した殺菌
   温度は外部の加熱又は冷却装置により平均温度に維持さ
   れ、 （ｄ）　　積み重ねられた材料から連続的に取り出され
   る材料は蒸気相の凝縮のもとに１００Ｃよりも低い温度
   に冷却され、 （ｅ）　　冷却された材料は連続的に薄い層状に拡げら
   れ、残留している湿度が取り除かれそして使留ガスも取
   り除かれそして更に加工するため、（ａ）の段に供給さ
   れるのと同量だけの材量が城り出される、 特許請求の範囲第１項記載の方法を実施するための装置
   に射いてそれ自体公知の２つの薄層装置（１，２）を有
   し、これら薄層装置の間に外部熱交換器（りと連結され
   ている、材料が積み重ねられている反応器（５）および
   貫流冷却器（６）が、導管（３）により前後に接続する
   様に連結され配置されていることを特徴とする装置。 （５）材料が積み重ねられている反応！（５）の下部の
   範囲の流出口（７）から咳反応器に戻る分校導管（８）
   が配置されて詔り、鋏導管は反応器（５）の上部の範囲
   に流入する如く配置されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の装置。 （６）材料が積み重ねられている反応ｍ（５）は流出口
   側の分校導管（８）の前方にポンプ（９）を備えており
   、該ポンプの運搬量は、材料の連続運搬量と分枝された
   材料の流動量との和に等しくなっていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項記載の装置。 （７）材料が積み重ねられている反応器（５）は、流入
   および流出口の新音で閉鎖されている円筒形の２重壁の
   容器（５つから成り立ちそして該容器の中には円筒形の
   隙間（１ｏ）の内側の境界を形成しているローター（１
   １うが配置されており、該ローターの表面には隙間（１
   ｏ）に突出している分散要素（１２）が配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項から第６項まで
   のうちのいずれか一つに記載の装置。 （８ン　　分散要素（１２）は把子（１２りの形状に形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載の装置。 （９）把子（１２りの側面の小板（１５）は、水平面お
   よび前方の縁（１４）が円筒形の内壁（５′）と接触し
   ている把子の垂直な小板（１５）に対して傾斜して堆り
   付けられてい÷ことをＩＦ＃黴とする、特許請求の範囲
   第８項記載の装置。 （１０）把子（１２’）の後方の縁（１６）は材料を引
   掻く尖端（１７）を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲ｊＩｓ項または第９項記載の装−０