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公開番号2024058431
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165780
出願日2022-10-14
発明の名称乳製品製造装置および乳製品製造方法
出願人国立大学法人千葉大学
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 27/02 20060101AFI20240418BHJP(測定;試験)
要約【課題】乳製品の局所的な微細構造の違いについて評価可能な乳製品製造装置および乳製品製造方法を提供する。
【解決手段】乳製品製造装置は、脂肪成分を含有する原料と、気体と、を攪拌する攪拌部と、攪拌部内に設けられ、攪拌中の前記原料と前記気体との混合物のインピーダンスである第1インピーダンスを測定する第1センサと、第1センサを用いて前記第1インピーダンスを測定する測定部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
脂肪成分を含有する原料と、気体と、を攪拌する攪拌部と、
前記攪拌部内に設けられ、攪拌中の前記原料と前記気体との混合物のインピーダンスである第１インピーダンスを測定する第１センサと、
前記第１センサを用いて前記第１インピーダンスを測定する測定部と、
を備える、乳製品製造装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１インピーダンスから前記混合物の電気物性である第１電気物性を計算する、電気物性評価部と、
前記第１インピーダンスおよび前記第１電気物性のうち少なくとも一方に基づいて、前記攪拌部の攪拌条件を制御する制御部と、
をさらに備え、
前記第１電気物性が、前記混合物の導電率、誘電率、位相、損失係数のうち１つ以上である、請求項１に記載の乳製品製造装置。
【請求項３】
脂肪成分を含有する添加前原料に、前記脂肪成分以外の材料を添加し混合することで、前記原料を製造する、材料混合部をさらに備える、請求項２に記載の乳製品製造装置。
【請求項４】
前記材料混合部内に設けられ、混合中の前記原料のインピーダンスである第２インピーダンスを測定する第２センサをさらに備え、
前記測定部は、前記第２センサを用いて前記第２インピーダンスをさらに測定し、
前記電気物性評価部は、前記第２インピーダンスから、前記原料の電気物性である第２電気物性をさらに計算し、
前記制御部は、前記第２インピーダンス及び前記第２電気物性のうち少なくとも一方に基づいて、前記材料混合部の混合条件を制御し、
前記第２電気物性が、前記原料の導電率、誘電率、位相、損失係数のうち１つ以上である、請求項３に記載の乳製品製造装置。
【請求項５】
乳を遠心分離することで、前記乳中の脂肪成分の含有量を調整した前記添加前原料を製造する、遠心分離部をさらに備える、請求項３に記載の乳製品製造装置。
【請求項６】
前記遠心分離部内に設けられ、遠心分離中の前記添加前原料のインピーダンスである第３インピーダンスを測定する第３センサをさらに備え、
前記測定部は、前記第３センサを用いて前記第３インピーダンスをさらに測定し、
前記電気物性評価部は、前記第３インピーダンスから、前記添加前原料の電気物性である第３電気物性をさらに計算し、
前記制御部は、前記第３インピーダンスおよび前記第３電気物性のうち、少なくとも一方に基づいて、前記遠心分離部の遠心分離条件を制御し、
前記第３電気物性が前記添加前原料の導電率、誘電率、位相、損失係数のうち１つ以上である、請求項５に記載の乳製品製造装置。
【請求項７】
乳製品の評価パラメータ、前記原料の成分組成、前記原料と前記気体とを攪拌する攪拌条件、前記第１電気物性を用いて、前記評価パラメータが入力されたときに、前記第１電気物性を出力するように、モデルのパラメータを学習させる、モデル学習部をさらに備える、請求項２に記載の乳製品製造装置。
【請求項８】
前記評価パラメータを入力可能な入力部と、
前記モデル学習部で学習した学習済みモデルを用い、前記入力部に入力された前記評価パラメータに基づいて、前記第１電気物性を出力する、パラメータ設定部と、
をさらに備える、請求項７に記載の乳製品製造装置。
【請求項９】
前記第１センサが、
内側電極と、
前記内側電極の周囲に配置される外側電極と、
前記内側電極と、前記外側電極との間に配置され、前記内側電極と外側電極とを絶縁する絶縁体と、
を備える、請求項１に記載の乳製品製造装置。
【請求項１０】
脂肪成分を含有する原料と、気体と、を攪拌する攪拌する攪拌工程を含み、
前記攪拌工程において、前記原料と前記気体との混合物のインピーダンスを測定し、得られた前記インピーダンスに基づいて前記混合物の電気物性である第１電気物性を計算し、
前記第１電気物性が、前記混合物の導電率、誘電率、位相、損失係数のうち１つ以上である、乳製品製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳製品製造装置および乳製品製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、消費者それぞれの嗜好と合致するように調製されたパーソナライズド食品が注目されている。消費者の嗜好性が強い食品としては、例えば、乳製品などが挙げられる。しかし、消費者の嗜好に合わせて乳製品を製造することが様々な要因で困難である。
【０００３】
例えば、乳製品の製造において、攪拌は重要な工程であるが、生乳の複雑な構造、産地や季節による生乳の成分の変動に起因して、工学的なパラメータの最適な制御方法は未だ確立していない。
【０００４】
現在、乳製品であるソフトクリームは、特許文献１に記載のようにソフトクリームミックスと空気とを所定の割合（オーバーランＯＲ）で攪拌し、混合して製造している。なお、オーバーランＯＲは下記（１）式で表される。（１）式において、ｍ
０
は攪拌前の質量、ｍ
１
は攪拌後の質量である。ｍ
０
とｍ
１
は同一容積の質量である。
【０００５】
TIFF
2024058431000002.tif
16
170
【０００６】
攪拌状態を評価する技術として、特許文献２には、食品生地収納容器とその内部において回転駆動される撹拌子並びに上記食品生地収納容器の加熱源を備えた竪型ミキサーにより、その食品生地収納容器に収納されたメレンゲや全卵、生クリーム、スポンジ生地などの各種ホイップ食品生地を泡立て作用するに当り、その泡立て作用中に変化する上記ホイップ食品生地の導電率を、上記食品生地収納容器の内部を撹拌子と一緒に公転運動する無線式の導電率検知センサーによって、リアルタイムに測定検知し、その導電率検知センサーが予じめ設定された最終の仕上がり目標測定値に到達したことを検知した出力信号に基いて、上記撹拌子の回転駆動のみか又はその回転駆動と上記加熱源による加熱とを停止させるべく自動制御することを特徴とするホイップ食品生地を対象とするミキサーの運転方法が開示されている。
【０００７】
攪拌状態を評価する技術として、特許文献３には、温度検知センサーが洋菓子の生地の目標加熱温度を検知した出力信号、導電率検知センサーが上記生地の目標導電率を検知した出力信号又は／及びタイマーが目標運転時間のタイムアップしたことを検知した出力信号に基づいて、フードミキサーの周辺部に設置されている複数の材料投入機から、上記生地作りに必要な追加混合材料をフードミキサーの材料収納容器へ、目標の投入量だけ正しく投入すべく自動制御するフードミキサーの運転方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１４－１３２９１２号公報
特開２０１５－５３８６１号公報
特開２０２２－０１６４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、水溶性エマルジョンであるソフトクリームの液体原料は、複雑な組成等に起因して、単にオーバーランを用いた評価だけでは、最終的なソフトクリームの味や柔らかさ、滑らかさ等の特性を一元的に評価することが困難である。加えて、攪拌容器内部全体が均一な状態とはならず、全体の状態を評価するオーバーランでは、乳製品の局所的な微細構造の違いについてリアルタイムに評価することができず、攪拌条件を最適に制御することが困難である。また、特許文献２および３の方法では、導電率のみで評価しており、また、センサの数が１つしかないので、攪拌状態を正確に評価することが困難であった。
【００１０】
本発明は上記事情を鑑みなされた発明であり、乳製品の局所的な微細構造の違いについて評価可能な乳製品製造装置および乳製品製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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