(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューインガム製品の成分の材料を細長い糸状材料として押出すことと、
該糸状材料を冷却装置に供給することと、
前記糸状材料を前記冷却装置を通して搬送装置により搬送すると同時に冷却空気を該冷却装置に循環させることにより前記冷却装置内で前記材料の温度を下げ、前記材料を固化させることと、
前記冷却装置内で前記材料を回転切断装置によって小片に分割することと、
前記小片を粉砕して粉末にすることとを含む、チューインガム製品の成分の材料を処理する処理方法。
【請求項２】
前記小片を真空搬送装置によって粉砕装置に搬送することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粉末をホッパに搬送することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
次に使用するために前記粉末を容器に詰めることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記材料は、甘味料または酸味成分を有するグループから選択される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記材料を前記冷却装置を通して前記搬送装置により搬送するために無段変速モータを用い、それにより、前記糸状材料の温度および寸法が調節可能である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記糸状材料を前記冷却装置を通して搬送する速度を調節することにより、前記糸状材料の温度および寸法を変更することを含む請求項１の方法。
【請求項８】
前記搬送装置および前記回転切断装置の速度を同期させることにより前記材料を一貫して均一な小片に分割することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記搬送装置は多数の開口を有し、該開口を通じて冷却空気の循環を可能とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューインガムに使用される、カプセルに包まれた甘味料及び酸味のような成分を処理するための処理装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チューインガムは、水溶性バルク部分と、非水溶性チューインガムベース部分と、通常非水溶性芳香剤とを有する。非水溶性ガムベースは、エラストマーと、エラストマー溶剤と、樹脂と、ポリビニールアセテートと、可塑剤と、ワックスと、無機フィラーを有する。ガムベースが形成されると、レクチンのような乳化剤、グリセリン及びウエソンオイル（Wesson oil)のような柔軟剤、コーンシロップ及び砂糖、または砂糖アルコールのようなバルク剤が溶融した材料に加えられる。その後、材料が均一になるまで混合を連続しながら、芳香油のような芳香剤及び／又はスプレードライ芳香剤のような芳香剤及び甘味料または酸味成分が加えられる。チューインガム材料は、冷却され、後にロール加工され、切れ目が入れられ、包装されて最終的な製品になる。
【０００３】
ガムを噛んでいる間、ガム製品の水溶性部分は、時間の経過とともに芳香剤の一部とともに消失する。このガムベース部分は、製品を噛む時間を通して口に保持される。
【０００４】
ガムベース及びチューインガムの製造を簡単にし、その製造に必要とされる時間を低減し、並びに商業的に受け入れられる改良された特性を有するガムベース及びガム製品を準備するための試みがなされてきた。ガムベース及びチューインガム製品に加えられる成分の均一性及び一貫性を改良するために、またさらに一貫性があり均一な製品が得られるようにガムベース及びガム製品に成分を送る速度及び方法を改良するために種々の努力が行われてきた。
【０００５】
ガムベース製品及びチューインガム製品は、通常、バッチ法によってつくられるが、連続押出機械も使用することができる。バッチ法は、労力集約的であり、チューインガムの製造においてちょう度が変化する。
【０００６】
シグマブレードバッチ混合機は、この従来の処理において使用される。最終的なチューインガム製品をつくるために使用される連続押出機は、Degadyらに付与された米国特許第5,135,762号及びLescoらに付与された米国特許第5,045,325号及びKramerに付与されている米国特許第4,555,407号に示されている。また、チューインガムベースを製造するために連続押出機械を使用してチューインガムベース使用する方法は、例えば、Songらに付与された米国特許第5,419,919号及び米国特許第5,486,366号に示されている。チューインガムベースまたは最終的なチューインガム製品またはその双方を製造するために使用することができる連続押出機は、日本製鋼所、Leistritzt, Werner&Pfleiderer Corp., 及びBuss Mfg社WLS, Togum及びBaker Perkins.から市販されている押出機を含む。
【０００７】
チューインガムを製造するためにバッチ型処理装置または連続押出型処理装置が使用されるが、これらの製品の種々の成分を最適な形態でまた最適な物理的な特性で提供することが重要である。しばしば、これらの成分のいくつかはバッチ処理または押出処理に含まれる前に特別な取り扱いまたは準備を必要とする。
【０００８】
成分の準備は、連続押出処理が利用される場合特に重要である。連続押出装置に送られる成分は、挿入、調量及び押出機内の他の成分との相互混合を容易にするために最適な寸法、形状、状態（液体、固体等）、形態、温度で提供されることが好ましい。また、いくつかの種々の成分材料の特性によって、それらを最もよい可能な状態で押出機に挿入するか調量することができるようにいくつかの方法によってそれらを準備するか、予め混合することが必要である。
【０００９】
チューインガム製品の甘味料及び酸味成分の供給装置の準備するために幾つかの方法及び処理が存在する。これらは、米国特許第4,816,265号及び米国特許第5,000,965号及び米国特許第5,057,328号に示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、チューインガム製品の製造のための改良された方法及び装置を提供することである。また、本発明の目的は、チューインガム製品の甘味料及び酸味成分を準備する改良された装置及び方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、チューインガム製品に使用される甘味料、及び酸味成分の材料を製造、冷却及び包装する方法及び装置を提供することである。
本発明のこれら及び他の目的、利点、及び利益は、本発明の次の詳細な説明と合致するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、チューインガム製品の成分として使用される甘味料及び酸味成分を処理するための改良された装置を提供する。このような成分を製造し、冷却し、破砕し、包装するために新しい方法及び装置が使用される。甘味料または酸味成分を製造するために連続押出機械が使用される場合、成分が本発明の冷却装置に直接押し出され、連続し、安定した状態の冷却及び包装用装置が製造される。
【００１３】
本発明によれば、カプセルに包まれた甘味料及び酸味成分が搬送機構上に細長い糸状体として直接押し出される。搬送機構は、細長い冷却室を通って材料を搬送し、この冷却室で所望の温度まで低減され、固化される。冷却した後、固化した材料は、回転切断機構によって破砕され、真空装置によってグラインダまで搬送される。グラインダは、材料を粉末形態にまで小さくし、粉末を保持タンクまたはホッパに収容する。ホッパは、収納用の容器または箱を充填するために使用される。この甘味料及び酸味成分は、必要に応じて種々のチューインガム製品のために使用される。
【００１４】
本発明の他の特徴、利点及び利益は、本発明の次の詳細な説明、添付図面及び特許請求の範囲を見るときに明らかになるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、特にチューインガム製品に使用する強い甘味料または酸味成分のエラストマー製のコア材料を処理するのに適している。甘味料または酸味成分は、搬送中にポリビニルアセテートにつつまれている。通常、本発明は、材料を冷却し、切断し、破砕し、次にそれらを挽き、包装するための装置及び方法を提供する。このことについては、本発明は、甘味料及び酸味成分以外の成分及び材料を準備するために、またチューインガム製品以外の製品に使用するために使用することができることを理解しなければならない。
【００１６】
本発明の好ましい形態は、甘味料酸味成分の中間成分を製造する連続押出機構とともに使用される。しかしながら、また本発明は、甘味料または酸味成分を製造するためにバッチ型の装置とともに使用することができる。このことに関しては、もし、バッチ型の装置が使用される場合には、以下に説明するように成分を冷却装置に適切に搬送するために溶融材料をある型式の送り機構に配置しなければならない。
【００１７】
本発明による装置の概略的な構成が図１に示されている。本発明の好ましい冷却及び切断機構が図２−図５に示されている。
図１に示すように、装置１０は、押出機械１２と、搬送機構１４と、冷却室または冷却装置１６と、回転切断機構１８と、真空または空気搬送装置２０と、グラインダ機構２２と、ホッパまたは貯蔵容器２４と、第２の搬送機構２６とを含む。包み込まれた甘味料または酸味料が参照符号３０で示され、押出機１２から搬送機構１４に押し出される。
【００１８】
甘味料または酸味成分または材料３０は、チューインガム成分とともに使用するために従来の型式であってよい。例えば、甘味料は、アミノ酸をベースとした甘味料、ジペプチド甘味料、グルシルリチン、サッカリン及びその塩類、アセサルフェート塩、シクラメート、ステリオサイド、タリン、ジヒドロカルコン成分、及びその混合物のような天然又は人工の高密度材料である。同様に、酸は、シトリル酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、グルコーノデルタラクトン、酒石酸、アジピン酸、フマル酸、琥珀酸、乳酸及びその混合物のような食品に通常使用される酸味成分である。
【００１９】
好ましくは、甘味料または酸味料は、乳化剤または同様なものを含み、甘味料または酸の送りを遅延させ遅らせ、同様に不安定な材料を安定させるためにポリビニルアセテート等でコートされ、包まれている。甘味料及び酸味成分送り装置は、米国特許第4,816,265号、米国特許第5,000,965号及び米国特許第5,057,328号に開示され、その内容は参照によりこの明細書に組み込まれている。
【００２０】
押出機械１２は、モータ及び制御機構３２、細長いバレル部材３４及び複数の送りポートまたは入口３６，３７及び３８を有する従来の型式である。従来の構成の細長いねじ機構（図示せず）がバレル３４に配置されている。甘味料または酸味成分をつくる固体液体の成分は、入口ポートを通って押出機に導入される。このことに関して、通常、固体成分または組成分は、入口３６に送られ、材料の液体成分または組成分は、入口ポート３７及び３８を通して導入される。もちろん、それより多い数のポートまたはそれより少ない数のポートを設けるか、使用することができる。
【００２１】
コートされるか、カプセルに包まれた材料３０が従来の機構１４の上面またはベルト１５上に細長い材料で直接押し出されることが好ましい。コンベヤ１４は、細長い冷却室１６を通って材料３０を搬送する。冷却室は、冷却空気をその長さを通って循環させ、それをコンベヤ上の熱い材料３０に向けて流す。この冷却室１６は、材料の温度を低減し、それを迅速に固化させる。例えば、冷却室に入る点Ａの材料は、８７．８℃−９３．３℃（１９０−２００°Ｆ）台である。材料が点Ｂで冷却室を出るとき、温度は好ましくは、２１．１℃−２６．７℃（約７０−８０°Ｆ）まで降下する。
【００２２】
回転切断機構１８は、それらが冷却室１６を出るとき、甘味料または酸味成分３０の固化した糸状体と接触するように配置される。カッタ１８は、材料３０を小さい材料片３０′に破砕する。材料片３０′の破片は、真空搬送導管２１に搬送され、搬送装置２０を通ってグラインド装置２２に空気によって搬送される。
【００２３】
従来の型式のグラインダ２２は、甘味料材料の小さい破片を粉砕し、その材料を細かな粉末に小さくする。この粉末は、導管４０によってホッパまたは収納容器２４に搬送される。
【００２４】
この時点において、粉末は、所望のように容器又は箱４２に解放され調整することができる。このボックスは、この処理を自動的に行うことができるように、搬送機構２６上に配置される。ボックス４２が必要な量の粉末材料を受け入れた後、それらは、ラベルが貼付され、後に使用するために収納室に送られる。
【００２５】
本発明による好ましい冷却室１６は、図２ないし図５に示されている。搬送機構１４は、冷却室の入口５０への外側の点で始まり、冷却室の出口端部５２の内側で終了する。冷却空気は、冷却室の入口５４に流され、適当な通路５６によってコンベヤ１４の上面１５に流される。
【００２６】
このことに関して、上述したように、甘味料または酸味成分３０が複数の細長い糸状材料としてベルト１５上に配置される。この空気は、出口５８を通って冷却室から排出される。
【００２７】
好ましくは、コンベヤ機構は、コンベヤの速度が押出機１２からの材料の押出速度に合致するように調整することができるように無限に可変な速度制御を有する。このことに関して、コンベヤベルト１４の速度は、押出機から押し出される材料の糸状体の厚さを調整する。この材料の厚さは、材料が切断機構１８を通過する時間によって十分に固化し、固くなるように調整される。
【００２８】
搬送機構１４の最後に、固化された材料３０は、一対の送りローラ６０によって回転切断機構１８に搬送される。カッタは長さが０．３９ｃｍないし１．２７ｃｍ（１／８インチないし１／２インチ）台で材料を切断し、小さい小片に破砕する。材料３０′の小片は、出口シュート６２を通過し、ここで小片は、搬送装置２０に導入される。
【００２９】
図２に示すような装置１６は、一体化されたフレームを有するクーラ／カッタ機械を有する。このフレームは、約９．１４ｍ（３０フィート）を越える全長を有し、ほぼ０．９１ｍ−１．２１ｍ（３−４フィート）の幅である。このフレームは、できるだけ効率的に冷却温度を維持するために金属ジャケット断熱パネルでカバーされる。冷却空気は隔離されたユニット（図示せず）から入口５４に送られ、室１６は、冷却空気がコンベヤ１４の材料３０上に均一に分散するように閉鎖されたループ流パターンを有する。
【００３０】
本発明の方法が作動しているとき、冷却室の温度は、所望の処理温度に達するまで、予め準備される。押出機械及び搬送機構１４の速度は、製品速度に関して調整され、材料３０は、コンベヤベルトに送られる。好ましくは、コンベヤベルト、ローラ及び切断装置（図３参照）を駆動するために単一のモータ７０が使用される。これは、これらの部材及び装置と同期をとり、さらに一貫性を有し均一なガム材料片（３０′）を生じる。
【００３１】
製品が冷却室１６を通って流れるとき、冷却空気は、製品の周りで均一に拡散され、固化が達成される。この点に関しては、特別に仕上げされた製品のパラメータが望ましい。これらのパラメータは、製品の容積（時間当たりのポンド）、この部屋を通る送り速度、冷却温度、空気の速度の組み合わせである。
【００３２】
冷却空気はシュート６２の下に流れ、このシュートは、処理を通して低温で材料を維持する際の補助となる。また、切断機構１８は同じように冷却される。
この製品は、回転ナイフまたはカッタ１８に一貫性を持って均一に製品を送り一対の送りローラに送られる。このカッタは、下流の処理の要求に応じて特定の寸法のガム片３０′になるように切断するために調整される。
【００３３】
図３に示すように、カッタ１８は、その長さに沿って軸線方向に配置される複数の細長いナイフ縁（４つのナイフ縁が示されている）を備えたシリンダである。このナイフ縁は、プラットフォーム７４の端部に配置された固定縁部７２とかみ合う。プラットフォーム７４は、それらが駆動ローラ６０を通過した後に材料３０の糸状体を支持する。
【００３４】
切断された材料片３０′は重力でシュート６２の下に落下し、金属検出器７６の下を通過し材料の中の金属不純物を検出する。もし、金属粒子が検出される場合、シュートの端部のトラップドア７８が開放し、不純物はトラシュ容器８０に落下する。もし、不純物が検出されない場合には、材料３０′は、ハウジング８２に通過する。ハウジンング８２において、材料３０′は、搬送装置２０によって導管２１を通って搬送される。
【００３５】
ハウジングを通る空気流は、コンベヤベルト１５上の材料の糸状体を効率的に冷却するために制御される。図３ないし図５に示すように、冷却空気は入口５４でハウジング１６に入り、室５５に沿って流れ、開口５６を通り、ハウジングのコンベヤベルト１５の全長をカバーするように流れる。この点について、ハウジンウの両端で適当な冷却を保証するために２つの開口５６の間に壁９０が配置されている。ハウジングの壁９２は、冷却された空気が流れることができるように複数の穴または開口を備えた格子またはパネルを有する。同様に、コンベヤベルト１５は、冷却空気が糸状体上をベルトを通って下方室９４を通ることができるように織られた編み目または開口を有する。図４及び図５に示すように、ベルト１５を通過する空気は、側方の換気シャフト９６の一方に流れ、室９８及び出口５８を通ってハウジングから出る。
【００３６】
本発明によれば、甘味料または酸味成分３０は、一分以下で冷却室を通って前進することができ、冷却中、３７．８℃（１００°F）まで冷却される。押出液体甘味料の温度は、８７．８℃−９３．３℃（１９０−２００°Ｆ）台であるが、それが冷却室を出るときの固化材料の温度は、２１．１−２６．７℃（７０−８０°Ｆ）台である。
【００３７】
ハウジング、回転ナイフ、押出機等の維持を容易にするために、ハウジング１６は、その回転位置から移動されるようになっている。この目的ために、ハウジング１６は、支持面に対して点Ｐの一端に設けられている。ホイールの組１００は、他端に隣接して設けられている。図４及び図５の矢印１０２によって示されるように、ハウジングは、点Ｐの周りでいずれかの方向に回転することができる。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態を説明したが、当業者は、本発明の精神及び範囲内にあり、次の特許請求の範囲によって定義されカバーされる改造及び変更は、すべて権利請求することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による甘味料酸味成分処理装置の概略構成図である。
【図２】  本発明による好ましい冷却機構である。
【図３】  本発明による切断装置及び処理装置の一部分の拡大斜視図である。
【図４】  図２に示す冷却機構の平面図である。
【図５】  図４の線５−５に沿って矢印方向から見た図４の冷却機構の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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