JP4005034B2

JP4005034B2 - 流体の噴射塗布方法

Info

Publication number: JP4005034B2
Application number: JP2004084523A
Authority: JP
Inventors: 進今村; 剛王丸; 英徳大武
Original assignee: Morinaga and Co Ltd
Current assignee: Morinaga and Co Ltd
Priority date: 2003-08-13
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP2005087206A

Description

本発明は、流体、例えばチョコレートの噴射塗布方法及び該方法において使用される装置に関する。

アイスクリームを最中の皮ではさんでなる、いわゆる最中アイス菓子は、最中皮のぱりぱりとした食感を楽しむことができる、アイス菓子を直接手に持って食することができる、最中の皮ごと適当な大きさにちぎって食することができる、などの特徴を有しており、市場で高い評価を得ているアイス菓子である。

この人気の高い最中アイスにおいても、嗜好性の多様化に伴い、チョコレートの風味を同時に楽しめるように、チョコレートを使用した最中アイス菓子が開発され、市販されている。その例として、アイスクリームに接する側の面（以下、この面を「内面」と称する。）にチョコレートコーティングを施した最中皮を用いて製造される最中アイス菓子があるが、これらはいずれも最中皮のぱりぱりとした食感に乏しく、特に長期保存時にその食感の低下が著しいため、商品価値の面で満足できるものではなかった。その原因は、チョコレートコーティングの不均一性に起因するコーティング量の部分的な不足によるものであると考えられている。

本発明者らは、内面にチョコレートコーティングを施した最中皮を用いて製造される最中アイス菓子に見られる食感の低下を防止すべく、必要十分な量のチョコレートに代表される流体を均一に最中皮等の対象物にコーティングする方法ならびに装置を開発した。

すなわち、本発明は、シリンダー駆動型ポンプの加圧により流体を対象物に噴射塗布する方法において、当該シリンダー駆動型ポンプから噴射ノズルまでの流体経路に、逆止弁、タンクならびに流体切替バルブをこの順序で連結させた流体加圧経路を並列に接続させ、噴射ノズルからの該流体の噴射時間（ｔ）と連動させて該流体切替バルブを開放することで、噴射ノズルからの噴射により低下した該流体の圧力を流体加圧経路から補充することを特徴とする、流体の噴射塗布方法である。

さらに、本発明は、シリンダー駆動型ポンプ、噴射ノズルならびに当該シリンダー駆動型ポンプと噴射ノズルを連結する流体経路と、該流体経路に並列に連結された逆止弁、タンクならびに流体切替バルブをこの順序で連結させた流体加圧経路と、噴射ノズルからの該流体の噴射時間（ｔ）と連動させて該流体切替バルブを開放する制御手段とからなる、流体の噴射塗布装置に関する。

従来製造されているチョコレートコーティングを有する最中皮は、そのコーティング量自体が少量である上、コーティング層の厚みが最中皮に対して一様ではなく、コーティング層に厚薄などのムラが確認される。例えば、装飾的観点から付される最中皮内面の凹凸の凹部分にはチョコレートが溜まり易い半面、凸部分や側壁ではチョコレートが殆どコーティングされていない。

以下の推論に拘束されるものではないが、従来型の最中アイス菓子の食感低下は、最中皮へのチョコレートコーティングが不均一であって部分的にコーティング量自体が不足しているために、アイスクリームから発生する水分をチョコレート量が不足した部分より最中皮が吸湿してしまうためと考えられている。

本発明者らは、このチョコレートコーティングの不均一さの原因について検討を加えた結果、最中皮にコーティングガンを用いてチョコレートを噴射する際の噴射圧力の変動が、噴射量変動の原因の一つであることを見出した。

この噴射圧力の変動は、さらに以下の２点が原因であると考えられる。

第一は、噴射圧を発生させるためのシリンダー駆動型ポンプの機構によるものである。すなわち、シリンダー駆動型ポンプは、シリンダーの往復運動により圧をかけるという構造上、シリンダー工程の上死点と下死点で加圧力を失う。そのため、上死点および下死点に到達する回数が多いほど、噴射システム全体の圧バランスを失うこととなる。この圧バランスの変化により、ノズル開放中の流体の噴射量自体にばらつきが発生する。

第二は、噴射ノズルを開放して流体を噴射することにより、流体経路にかかる圧力が極端に低下することにある。一般的には、流体の噴射を圧縮した気体を用いて行う方法が広く用いられている。この方法では、気体を圧縮することによって圧力を一時的に蓄えることが可能であり、噴射による噴射圧力の変動を押さえることができる。しかしながら、菓子例えば冷菓に流体を噴射する場合には、圧縮空気を含む気体とともに流体を噴射することは衛生上の観点から好ましいものではない。そのため、ポンプからの圧力を直接流体に加えて噴射する本発明では、噴射による圧力の変動が問題となるのである。

本発明では、シリンダー駆動型ポンプから噴射ノズルへとつながる流体経路に対して、逆止弁、タンクならびに流体切替バルブからなる流体加圧経路を該流体経路と並列に設けることで、上記２つの原因を同時に解決するものである。本発明を、図１を例にして更に詳しく述べる。

図１において、タンク１に充填された流体は、シリンダー駆動型ポンプ１により加圧され、フィルターを通過した後、必要に応じて恒温ジャケットを備えた配管により噴射ノズルへと導かれ、対象物に噴射される。本発明における流体経路とは、このシリンダー駆動型ポンプから噴射ノズルに至るまでの経路を意味する。

本発明の流体加圧経路とは、逆止弁３、加圧タンク２及び流体切替バルブ４からなる経路を意味する。該流体加圧経路は逆止弁を上流側として、流体経路へと連結される。連結個所は、シリンダー駆動型ポンプと噴射ノズルの間であればどこでもよいが、流体の粘度を調節するために汎用される恒温ジャケット１の上流と下流でそれぞれ連結することが好ましい。

かかる配置により、シリンダー駆動型ポンプにより加圧された流体は流体経路及び流体加圧経路の双方に加圧充填されることとなる。ここで、加圧流体経路は逆止弁と流体切替バルブを備えているので、シリンダーポンプ内のシリンダーが上死点、下死点いずれに到達した場合でも、流体加圧経路内の圧力は一定に保たれることになり、ポンプ脈動を解消することができる。

さらに、噴射ノズルの開放によって流体経路内の流体の圧力が低下したときに、流体切替バルブを制御開放して該噴射による圧力低下を補うように圧力を流体加圧経路から流体経路に補うことで、噴射後の再加圧に要する時間を大幅に短縮することができる。

この方法ならびに装置を用いることにより、噴射中の流体経路の圧力が一定に保たれ、その結果対象物に均等に流体を噴射することが出来、噴射むらの発生を防止することができる。この方法を最中皮に対するチョコレートコーティングに利用することで、チョコレートを最中皮に対して均一に塗布することができ、該チョコレートコーティングによりアイスクリームから発生する水分の最中皮への移行を防止し、一定期間の保存に対して従来品よりも食感の低下を伴わない、良好な最中アイス菓子を提供することができる。

流体の噴射条件は、対象物の単位面積あたりに対して塗布する流体の量により適宜変化させることができる。チョコレートを最中皮１枚（約１０５ｃｍ^２）あたり４ｇを噴射する際の具体的な条件は、対象物すなわち最中皮の移動速度５〜８ｃｍ／秒、噴射距離（噴射口と最中皮との間隔）５〜２０ｃｍ、ポンプ圧が４．９〜９．８Ｍｐａ、ノズル先端のチョコレート噴射圧が３．９〜７．８ＭＰａ、好ましくは４．９〜５．９ＭＰａで噴射することで、所望の最中皮を製造することができる。また、加圧流体経路に設置された流体切替バルブは、噴射ノズルの開放時間（ｔ秒）に対して、噴射開始後１／２ｔ秒が経過した時点から１／２ｔ〜３ｔ秒間開放するように連動させることが必要である。前述の条件下でチョコレートを最中皮に噴射塗布する場合には、噴射時間が０．２秒となるので、流体切替バルブの開放は噴射開始後０．１秒となり、０．１〜０．６秒間開放が維持される。かかる制御により、噴射している間のチョコレート圧は２．５〜５．９ＭＰａの範囲内に制御することができ、最中皮内面にほぼ均一に所望の厚みを有するチョコレートを、効率よく塗布することができる。

噴射ノズルからの流体の噴射と流体切替バルブの開放の連動は、適当な制御手段、典型的には予めプログラムされたマイコンにより、噴射ノズルならびに流体切替バルブの電磁弁をそれぞれ制御することで行うことができる。

本発明で使用する対象物としては、格別の制限はない。本発明が好適に使用される最中皮について言えば、小麦粉などの粉類を水と混合した生地を２００℃以上の温度で焼成するなどの、通常の方法により製造されたものを使用することができる。また、必要に応じて、適宜着色剤や香料を加えて製造されたものであってもよい。また、最中皮の形状、大きさ等も格別の制限はなく、従来アイス菓子用として使用されているものであれば何れでも良い。

本発明では、どのような流体であっても使用可能であり、粘性の高い流体でも効率的に噴射塗布することができる。流体の例としては、チョコレート、クリーム、キャラメル、ハードキャンディーなどを挙げることができる。

本発明において好適に使用されるチョコレート原料については、一般にコーティング用チョコレートとして使用されるものであれば本発明で利用可能である。好適な例としては、純チョコレート、純ミルクチョコレート、チョコレート、ミルクチョコレート、準チョコレート、準ミルクチョコレート、ホワイトチョコレート、クーベルチュール、ビターチョコレートなどが挙げられる。最中皮との風味のマッチングの観点からは純チョコレート、純ミルクチョコレートなどの使用が好ましい。本発明では、ジ不飽和グリセリドおよびジ飽和グリセリドの合計含有量が、コーティング用チョコレートあたり４０重量％以上含まれているチョコレートの利用が好ましい。例えば、特開平９−９９４０号公報に開示されたチョコレートが好適である。この特性を有するチョコレートは塗布後の乾燥固化速度が速く、かつ垂れが殆どないために、噴射後に最中皮を上下反転させアイスクリームを挿むまでの所要時間が短縮される点で有利である。また、特開平９−９９４０号公報に開示されている他にも、本発明における所望の特性を有するチョコレートは、その製造工程に通常配合される油脂の配合量を適宜調整することにより、容易に製造することができる。さらに、必要に応じて流体に対して香り、味の付与などの変更を加えて利用することができる。

本発明の方法は、市販されている噴射塗布装置、例えばグラコ製ステンレスＤＦ−７５０型２３７−６１３型式ポンプ等に、上述の構成からなる流体加圧経路を追加設置した装置を用いて行うことができる。流体加圧経路における加圧タンク自体はその材質、形状、大きさには格別の制限はない。また、加圧タンク内の流体の粘度を保つために、加圧タンクの温度は恒温ジャケット等の使用により、流体経路中の流体温度と同程度に保つことが望ましい。

逆止弁ならびに流体切替バルブ自体は、市販の装置をそのまま用いることができ、例えばＫＩＴＺ社製リフトキャッチバルブＵＮ−１０Ａ（ＳＵＳ）、グラコ社製オートガンＭＯＤＥＬ２０６−６６０シリーズＤ（ＳＵＳ）等を使用することができる。なお、加圧タンクと流体切替バルブの間に第二の逆止弁を設置することもできる。これによりさらに脈動を防ぐことができ、安定して流体を噴射することができる。

また、本発明では、噴射ノズルより下流に、加圧ライン中の流体切替バルブとは別に電磁弁で制御可能な流体切替バルブ（５）を設置することができる。この流体切替バルブを設けることで、噴射開始時に圧力が高くなりすぎないようにできるため、安定して流体を噴射できる。また、この流体をメッシュ等のフイルターを介して原料タンクに戻し、流体を循環利用させることができる。

以下、チョコレートを流体として最中皮に噴射塗布する場合の非限定的な実施例によって、本発明を更に詳細に説明する。

グラコ社製ステンレスＤＦ−７５０型２３７−６１３型式ポンプ（１）でチョコレートを加圧する設備と共に、該ポンプから噴射ノズルに至るまでの流体経路と並列に、流体加圧経路を設けた。流体加圧経路には、流体経路から温水ジャケットを有する高さ６００ｍｍ×直径１５０ｍｍのチョコレート加圧タンク（２）への流入口に逆止弁（３）を設置し、チョコレート加圧タンクから流体経路への流出口に第二の逆止弁（３’）と電磁弁で制御可能な流体切替バルブ（４）を設置した。また、流体加圧経路からの流出口を経た流体経路の下流にチョコレート噴射用の噴射ノズルを設置した。その際、噴射ノズルを設置した部材に、噴射ノズルがチョコレートを噴射ながら移動できるように電磁弁で制御可能なエアーシリンダーを設置した。さらに、流体経路の噴射ノズルよりも下流に電磁弁で制御可能な流体切替バルブ（５）を設置し、この流体切替バルブの下流には、チョコレートが循環するようメッシュのフィルターを通じてチョコレート原料タンクを設置した。このチョコレート原料タンクにグラコ社製ポンプ（１）をつなぎ、チョコレートを供給できるようにした。

チョコレートの噴射方法は、全ての電磁弁を電気カムによって制御するので、一連の機械設備の流れを電気信号によって制御できるようにした。すなわち、グラコ社製ポンプで流体経路を６．５ＭＰａに加圧し、それと同時に並列に設けられた流体加圧経路中のチョコレート加圧タンク（２）内にも逆止弁を通して加圧した。その後、最中皮に噴射するために噴射ノズルから電磁弁で制御されたバルブを開放することによって加圧されたチョコレートを放出すると共に、噴射ノズルを最中皮の流れる方向の上流に向かってエアーシリンダーによって移動させた。噴射ノズルからチョコレートを噴射している時間の半分が経過した時点で、流体加圧経路に設けられた流体切替バルブ（４）を０．４秒間開放し、流体経路を加圧した。噴射ノズルより最中皮にチョコレートを噴射する工程が終了次第、噴射ノズルの下流に設けられた流体切替バルブ（５）を０．２４秒間開放した。

長さ１４０ｍｍ×幅７０ｍｍ×高さ１５ｍｍで水分含量６％の最中皮に対して、パーム油５０％、砂糖３０％、ココア１０％、カカオマス９％、乳化剤０．８％及び香料０．２％（いずれも重量％）の組成を有するチョコレートを、本発明品である噴射塗付装置および噴射塗付方法を用いて下記の条件下で最中皮に吹き付け、コーティングを施した。

チョコレート粘度（５０℃）９１０ｃｐｓ
噴射時のチョコレート温度５５℃
最中皮の移動速度６．４ｃｍ／秒
メインポンプの圧力６．５ＭＰａ
噴射時間０．２秒
噴射距離１４０ｍｍ
噴射厚３００〜４００μｍ
噴射量４ｇ／最中皮
噴射ノズルの移動距離１１０ｍｍ
噴射ノズルの速度５５０ｍｍ／秒

（発明の効果）
本発明によれば、対象物に対して流体を均一に噴射塗布することができ、最中皮にチョコレートを塗布することで、一定期間の保存を経ても従来品よりも最中皮の食感が低減することのない、これまでにないタイプの最中アイス菓子を提供することができる。

本発明の方法を実施することのできるシステムの概略図を示す。

Claims

シリンダー駆動型ポンプの加圧により流体を対象物に噴射塗布する方法において、当該シリンダー駆動型ポンプから噴射ノズルまでの流体経路に、逆止弁、タンクならびに流体切替バルブをこの順序で連結させた流体加圧経路を並列に接続させ、該流体の噴射ノズルからの噴射時間（ｔ）と連動させて該流体切替バルブを開放することで、噴射ノズルからの噴射により低下した該流体の圧力を流体加圧経路から補充することを特徴とし、但し該流体がチョコレートである、前記噴射塗布方法。
流体切替バルブの開放と該流体の噴射時間ｔ秒との連動が、流体切替バルブが噴射開始から１／２ｔ秒後に開放され、１／２ｔ〜３ｔ秒間開放が維持される様連動させる、請求項１に記載の方法。
シリンダー駆動型ポンプ、噴射ノズルならびに当該シリンダー駆動型ポンプと噴射ノズルを連結する流体経路と、該流体経路に並列に連結された逆止弁、タンクならびに流体切替バルブをこの順序で連結させた流体加圧経路と、該流体の噴射ノズルからの噴射時間（ｔ）と連動させて該流体切替バルブを開放する制御手段とからなり、但し該流体がチョコレートである、チョコレートの噴射塗布装置。