(57)【要約】  液体状態の出発産物からの均一な粉末生成物の製造方法であって、この出発産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、当該方法は、空気の不存在下で、上記出発産物を１ｂａｒを超える圧力まで加圧する工程と、空気の不存在下で、ガスを上記出発産物に注入して、この出発産物が上記ガスで実質的に飽和している混合物を形成する工程と、この混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、その輸送ガスと接触した際に、上記混合物からの水が蒸発して上記均一な粉末生成物が残るようにする工程とを備える方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状態の出発産物からの均一な粉末生成物の製造方法であって、前記出発産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、
空気の不存在下で、前記出発産物を１ｂａｒを超える圧力まで加圧する工程と、
空気の不存在下で、ガスを前記出発産物に注入して、前記出発産物が前記ガスで実質的に飽和している混合物を形成する工程と、
前記混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、前記輸送ガスと接触した際に、前記混合物からの水が蒸発して前記均一な粉末生成物が残るようにする工程と
を備える方法。
【請求項２】
前記ガスが、二酸化炭素、亜酸化窒素、窒素、又は二酸化炭素、亜酸化窒素及び窒素のうちの１以上の混合物である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガスが二酸化炭素であり、前記混合物が、前記出発産物の中の水１００ｇあたり３５ｇ超の量の二酸化炭素を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記二酸化炭素が、炭酸及び前記出発産物の少なくともいくらかを含む溶液を形成するように、前記出発産物を飽和させるのに十分な量で存在する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスが亜酸化窒素であり、混合物が、前記出発産物中の水１００ｍＬあたり５０ｍＬ超の量の亜酸化窒素を含む請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記亜酸化窒素が、硝酸及び前記出発産物の少なくともいくらかを含む溶液を形成するように、前記出発産物を飽和させるのに十分な量で存在する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記出発産物の乾燥質量に対する注入されるガスの体積による量が、１０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は２０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は２５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は３０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は３５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は４０ｌＬ・ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は４５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は５０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ガスの注入の前又は注入の間、前記出発産物が３０℃未満、好ましくは１５℃未満に冷却される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記出発産物が３００センチポアズ超の粘度を有する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記出発産物がその総固形分量の６５％超として糖質を有する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記出発産物が濃縮されたサトウキビ絞り汁である請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記輸送ガスが、空気、酸素、及び二酸化炭素のうちの１以上を含む請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記輸送ガスが５０℃超の温度にある請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガスの注入の前又は注入の間、前記出発産物を少なくとも１つのさらなる産物と混合する工程
をさらに備える請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのさらなる産物が、粉乳、ビタミン、ミネラル、香料及びアロマのうちの１以上を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記混合が押出機の中で実施される請求項１４又は請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記混合物が大気圧に又は真空に脱気される請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記出発産物を加圧する前記工程が、前記出発産物を２ｂａｒ超、又は４ｂａｒ超、又は６ｂａｒ超の圧力に加圧することを含む請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記出発産物を加圧する前記工程が、前記出発産物を１５ｂａｒ未満の圧力に加圧することを含む請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法が連続的である請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記混合物を１００℃超の温度に加熱する工程をさらに備える請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記混合物が、流動床乾燥機、噴霧塔、向流縦型乾燥機、及びコンベヤー乾燥機のうちの１つを含む乾燥デバイスへと脱気される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記乾燥デバイスが、前記乾燥機の壁を冷却するための冷却ジャケットを備える請求項２１又は請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記均一な粉末生成物の乾燥物濃度が９６％超である請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記均一な粉末生成物の粒子が１００μｍ未満の直径を有する請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記均一な粉末生成物の粒子が５０μｍ未満の直径を有する請求項１から請求項２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
液体状態のサトウキビエキスを含む出発産物からの均一な粉末生成物の製造方法であって、前記サトウキビエキスは、３００センチポアズ超の粘度を有し、その総固形分量の少なくとも８５％として糖質を有し、
空気の不存在下で、前記サトウキビエキスを４ｂａｒ超の圧力まで加圧する工程と、
空気の不存在下で、二酸化炭素を前記出発産物に注入して、炭酸及び前記出発産物の少なくともいくらかを含む溶液を形成する工程であって、前記出発産物の乾燥質量に対する注入される二酸化炭素の体積による量は１０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超である工程と、
前記混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、前記輸送ガスと接触した際に、前記混合物からの水が蒸発して前記均一な粉末生成物が残るようにする工程と
を備える方法。
【請求項２８】
液体状態の出発産物からの均一な粉末生成物の製造装置であって、前記出発産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、前記装置は、
ガスを前記出発産物と混合して、前記出発産物が前記ガスで実質的に飽和している混合物を形成するように構成されている混合デバイスと、
前記混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、前記輸送ガスと接触した際に、前記混合物からの水が蒸発して前記均一な粉末生成物が残るように構成されている脱気デバイスと
を備える装置。
【請求項２９】
前記ガスが、二酸化炭素、亜酸化窒素、窒素、又は二酸化炭素、亜酸化窒素及び窒素のうちの１以上の混合物である請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記ガスが二酸化炭素であり、前記混合物が、前記出発産物の中の水１００ｇあたり３５ｇ超の量の二酸化炭素を含む請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記ガスが二酸化炭素であり、前記二酸化炭素が、炭酸及び前記出発産物の少なくとも一部分を含む溶液を形成するように、前記出発産物を飽和させるのに十分な量で存在する請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記ガスが亜酸化窒素であり、混合物が、前記出発産物中の水１００ｍＬあたり５０ｍＬ超の量の亜酸化窒素を含む請求項２８に記載の装置。
【請求項３３】
前記ガスが亜酸化窒素であり、前記亜酸化窒素が、硝酸及び前記出発産物の少なくとも一部を含む溶液を形成するように、前記出発産物を飽和させるのに十分な量で存在する請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記出発産物の乾燥質量に対する前記ガスの体積による注入速度が、１０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は２０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は２５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は３０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は３５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は４０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は４５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は５０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超である請求項２８から請求項３３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３５】
前記ガスの注入の前又は注入の間、前記出発産物が３０℃未満、好ましくは１５℃未満に冷却される請求項２８から請求項３４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３６】
前記出発産物が３００センチポアズ超の粘度を有する請求項２８から請求項３５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３７】
前記出発産物がその総固形分量の６５％超として糖質を有する請求項２８から請求項２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３８】
前記出発産物が濃縮されたサトウキビ絞り汁である請求項２８から請求項３７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３９】
前記混合デバイスが、熱機械的処理デバイス及び／又はガス飽和デバイスを備える請求項２８から請求項３８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４０】
前記ガス飽和デバイスが、前記ガスを注入しながら前記出発産物を切断することにより前記ガスを前記出発産物と混合し、前記混合物を形成するように構成されている複数の撹拌翼を備える請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記輸送ガスが、空気、酸素、及び二酸化炭素のうちの１以上を含む請求項２８から請求項４０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４２】
前記輸送ガスが５０℃超の温度にある請求項２８から請求項４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４３】
前記熱機械的処理デバイスが、
前記ガスと前記出発産物との混合の前又は混合の間、前記出発産物を少なくとも１つのさらなる産物と混合する
ようにさらに構成されている請求項２８から請求項４２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４４】
前記少なくとも１つのさらなる産物が、粉乳、ビタミン、ミネラル、香料及びアロマのうちの１以上を含む請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記熱機械的処理デバイスが押出機を備える請求項３９に記載の装置。
【請求項４６】
前記混合物が大気圧に又は真空に脱気される請求項２８から請求項４５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４７】
前記出発産物を加圧する前記工程が、前記出発産物を２ｂａｒ超、又は４ｂａｒ超、又は６ｂａｒ超の圧力に加圧することを備える請求項２８から請求項４４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４８】
前記出発産物を加圧する前記工程が、前記出発産物を１５ｂａｒ未満の圧力に加圧することを備える請求項２８から請求項４７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４９】
乾燥デバイスをさらに備え、前記混合物が脱気装置により前記乾燥デバイスへと脱気される請求項２８から請求項４８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５０】
前記乾燥デバイスが、流動床乾燥機、噴霧塔、向流縦型乾燥機、及びコンベヤー乾燥機のうちの１つである請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記乾燥デバイスが、前記乾燥機の壁を冷却するための冷却ジャケットを備える請求項４９又は請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記乾燥デバイスが、前記混合物を１００℃超の温度に加熱するように構成されている請求項４９から請求項５１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５３】
前記均一な粉末生成物の乾燥物濃度が９６％超である請求項２８から請求項５２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５４】
前記均一な粉末生成物の粒子が１００μｍ未満の直径を有する請求項２８から請求項５３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５５】
前記均一な粉末生成物の粒子が５０μｍ未満の直径を有する請求項５４に記載の装置。
【請求項５６】
個々に若しくはまとめて本明細書に開示されるか若しくは本願の明細書に示される工程、特徴、整数、組成物及び／又は化合物、並びに前記工程又は特徴のうちの２以上の任意の組み合わせ並びにすべての組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１７年５月１２日出願のオーストラリア国仮特許出願第２０１７９０１７７０号の優先権を主張する。この仮特許出願の内容は、参照によりその全体を援用する。
【０００２】
本開示は、高糖質濃度、低ガラス転移の液体から乾燥粉末を製造するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
サトウキビ、野菜類及び果実等の天然物から抽出された高糖質濃度、低ガラス転移（Ｔｇ）の液体は、豊富な量のビタミン並びにカルシウム、クロム、コバルト、銅、マグネシウム、マンガン、リン、カリウム及び亜鉛等のミネラルを含有する。これらのエキスのうちのいくつかは、高濃度の植物栄養素、抗酸化物質及び他の健康増進性化合物と共に鉄分並びにビタミンＡ、Ｃ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ５及びＢ６も含有する。
【０００４】
これらのエキスのうちのいくつかをその液体形態から乾燥粉末生成物へと変換するための一般的な技法には、煮沸による脱水が関与し、これにより乾燥した結晶性の糖質リッチの産物がもたらされる。しかしながら、この煮沸プロセスは、摂取されたときに有益な健康上の恩恵をもたらすことが判明しているこれらのエキスの中の成分の除去又は破壊につながる。
【０００５】
乾燥状態で健康増進性化合物を維持しようとして、当該技術分野で公知の従来の噴霧乾燥機を使用して、高糖質、低Ｔｇのエキスを噴霧乾燥する試みがなされてきた。これらの従来の技法には、液体エキスを、その液体が乾燥機の中へと噴霧されたときにその液体の中の水が水蒸気に変換される温度に加熱することを伴う。この加熱は最終生成物にとって有害であるだけでなく、この加熱は、乾燥されている生成物の高糖質濃度及び低Ｔｇに起因して乾燥機において問題を引き起こす。従来の乾燥機における温度はとても高く、その高温に起因して糖結晶が乾燥機の壁に生成する。これは、製造業者が、乾燥前に、液体エキスに高Ｔｇの糖質、例えばラクトース（乳糖）又はマルトデキストリンを添加し、その混合物が噴霧乾燥機の壁と衝撃した際に融解することなく成功裏に乾燥されることができるところまで混合物の全体のＴｇを上昇させることにつながってきた。混合物の乾燥を成し遂げるために必要とされるマルトデキストリンの量は、最終生成物の５０％を超えることがある。加えて、最終の粉末生成物は、このようなプロセスを使用して５０％程度の総固形分量までしか乾燥されることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高糖質含有量の低Ｔｇの液体エキスから高い総固形分量の粉末生成物を製造するための費用効率が高い方法であって、最終生成物がそのもとの液体形態で見出された健康増進性成分のいくつか又はすべてを維持する方法に対するニーズがある。
【０００７】
本明細書に含まれる文献、行為、材料、装置、物品等のあらゆる議論は、これらの事項のいずれか又はすべてが先行技術の基礎の一部を形成するということ、又は添付の請求項の各々の優先日前に存在したから本開示に関連する分野における共通一般知識であろうということを認めるものと解釈されてはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様によれば、液体状態の出発産物からの均一な粉末生成物の製造方法であって、この出発産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、当該方法は、空気の不存在下で、上記出発産物を１ｂａｒを超える圧力まで加圧する工程と、空気の不存在下で、ガスを上記出発産物に注入して、この出発産物が上記ガスで実質的に飽和している混合物を形成する工程と、この混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、その輸送ガスと接触した際に、上記混合物からの水が蒸発して上記均一な粉末生成物が残るようにする工程とを備える方法が提供される。いくつかの実施形態では、実質的な飽和を成し遂げるために、上記出発産物の乾燥質量に対するガスの体積による注入速度は、１０ノルマルリットルパーキログラムパー分（ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１）超であってもよく、ガスの体積は、常温常圧条件下で表される。
【０００９】
本開示の別の態様によれば、液体状態の出発産物からの均一な粉末生成物の製造方法であって、このサトウキビエキスは、３００センチポアズ超の粘度を有し、その総固形分量の少なくとも８５％として糖質を有し、当該方法は、空気の不存在下で、上記サトウキビエキスを４ｂａｒ超の圧力まで加圧する工程と、空気の不存在下で、二酸化炭素を上記出発産物に注入して、炭酸及びこの出発産物を含む溶液を形成するように、この出発産物が上記二酸化炭素で実質的に飽和している混合物を形成する工程と、この混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、その輸送ガスと接触した際に、上記混合物からの水が蒸発して上記均一な粉末生成物が残るようにする工程とを備える方法が提供される。上記出発産物の乾燥質量に対する二酸化炭素の体積による注入速度は、１０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超であることが好ましく、ガスの体積は、常温常圧条件下で表される。
【００１０】
本開示の別の態様によれば、液体状態の出発産物からの均一な粉末生成物の製造装置であって、この出発産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、当該装置は、ガスを上記出発産物と混合して、この出発産物が上記ガスで実質的に飽和している混合物を形成するように構成されている熱機械的処理デバイスと、この混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、その輸送ガスと接触した際に、上記混合物からの水が蒸発して上記均一な粉末生成物が残るように構成されている脱気デバイスとを備える装置が提供される。上記出発産物の乾燥質量に対するガスの体積による注入速度は、１０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超であることが好ましく、ガスの体積は、常温常圧条件下で表される。
【００１１】
本開示の別の態様によれば、液体状態の出発産物からの均一な粉末生成物の製造方法であって、この出発産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、当該方法は、空気の不存在下で、上記出発産物を１ｂａｒを超える圧力まで加圧する工程と、空気の不存在下で、ガスを上記出発産物に注入して、この出発産物の中の水１００ｇあたり３５ｇ超の量の二酸化炭素を含む混合物を形成する工程と、この混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、その輸送ガスと接触した際に、上記混合物からの水が蒸発して上記均一な粉末生成物が残るようにする工程とを備える方法が提供される。
【００１２】
本開示の別の態様によれば、液体状態の出発産物からの均一な粉末生成物の製造装置であって、この出発産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、当該装置は、ガスを上記出発産物と混合して、この出発産物の中の水１００ｇあたり３５ｇ超の量の二酸化炭素を含む混合物を形成するように構成されている混合デバイスであって、上記出発産物は上記ガスで実質的に飽和している混合デバイスと、この混合物を輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、その輸送ガスと接触した際に、上記混合物からの水が蒸発して上記均一な粉末生成物が残るように構成されている脱気デバイスとを備える装置が提供される。
【００１３】
本明細書全体にわたって、語句「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（を含む、備える）」、又は「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」」若しくは「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等の変化形は、記載された要素、整数若しくは工程、又は要素、整数若しくは工程の群を含むことを含意するが、いかなる他の要素、整数若しくは工程、又は要素、整数若しくは工程の群の排除も含意しないと理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本開示の一実施形態にかかる糖質ベースの産物の乾燥方法を示すフロー図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に係る方法を使用して形成された生成物を示す、走査型電子顕微鏡によって撮影された画像である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に係る方法を使用して形成された生成物を示す、走査型電子顕微鏡によって撮影された画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示の実施形態は、液体形態の糖質リッチの産物からの粉末生成物の連続製造方法に関する。特に、本明細書に記載される方法は、主に、総固形分量（ＴＳ）の９０％超が糖質で構成され、６０℃未満のガラス−液体転移（Ｔｇ）を有する水溶液からの乾燥粉末生成物の製造に関する。上記の特性を有する天然に存在する産物の例としては、サトウキビエキス（絞り汁及びシロップ）、ハチミツ、果物エキス（例えば、マンゴー、パイナップル、並びにバナナの絞り汁及び濃縮物等）、野菜エキス（絞り汁及び濃縮物）並びに天然甘味料及び人工甘味料が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１６】
本開示の特定の実施形態は、一般的な糖質ベースの産物を参照して説明される。しかしながら、本明細書に記載される方法が、上に列挙されたもの等の高糖質含有量及び低Ｔｇを有する多くの天然及び人工の水性産物から、乾燥粉末生成物を製造するために使用されてもよいということは分かるであろう。
【００１７】
図１〜図３を参照して本明細書に記載される方法は、液体状態にある産物からの粉末生成物の連続製造を可能にする。第１工程の間に、液体形態にある糖質リッチの産物は、例えば蒸発によって高粘度状態へと変換される。この高粘度状態にある糖質リッチ産物は、次いで熱機械的処理及びガス飽和（エアレーション）を含む乾燥工程を経る。
【００１８】
図１は、液体状態の糖質リッチ産物を粉末形態の糖質リッチ産物へと変換するためのプロセスを示すフロー図１００である。第１の濃縮工程１０２において、液体状態の糖質リッチ産物、通常は８°Ｂｘ〜３０°Ｂｘのブリックス濃度を有する液体状態の糖質リッチ産物、が処理されて、５０°Ｂｘ超、好ましくは７０°Ｂｘ〜８０°Ｂｘのブリックス濃度を有する高粘度状態の糖質リッチ産物が得られる。蒸発のための温度は、必要な蒸発を成し遂げつつも、液体産物へのダメージを限定するように選ばれる。例としては、蒸発装置は、４０〜４５℃、４５〜５０℃、５５〜６０℃、６０〜６５℃、又は６５〜７０℃で稼動してもよい。蒸発の間の水の蒸発温度を下げるために、蒸発は、真空下で行われてもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、薄膜降下式蒸発缶（好ましくは、多重効用薄膜降下式蒸発缶）等の蒸発装置が使用されてもよい。その場合、蒸発装置の効用に加えて温度勾配が存在してもよい。例えば、三重効用薄膜降下式蒸発缶が、第１の効用では約７０℃、第２の効用では約６０℃、そして第３の効用では約５０℃の温度で稼動してもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、蒸発装置から捕捉された蒸気が、上記糖質リッチ産物からの精油の製造において使用されてもよい。あるいは、又は加えて、蒸気は、より詳細に後述されるように、蒸発装置から捕捉されて、後の製造工程において高粘度の糖質リッチシロップと混合されてもよい。
【００２１】
他の実施形態では、上記糖質リッチ産物は、蒸発以外の技法を使用して濃縮されてもよい。例えば、糖質リッチ産物は、当該技術分野で公知の膜技術を使用して濃縮されてもよい。
【００２２】
濃縮された（高粘度の）糖質リッチ産物は、次いで、少なくとも１つの熱機械的処理工程１０４に供されて、濃縮された糖質リッチ産物と二酸化炭素等のガスとの混合物が得られてもよい。この熱機械的処理工程は、押出機等の熱機械的処理デバイスの中で実施されることが好ましい。この押出機は、当該技術分野で公知の２以上の同方向回転、かみ合い型スクリューを含んでもよい。熱機械的処理デバイスの他の例としては、パドルミキサー又はスクリューミキサー等の混合機、並びにブレンダー、ニーダー及びポンプが挙げられる。
【００２３】
熱機械的処理デバイスは、一方で、上記のとおりの蒸発（又は他の濃縮）工程に由来する高粘度状態の糖質リッチ産物、並びに、他方で、所定の割合の二酸化炭素及び／又は所定の割合の液体若しくは粉末の添加剤、例えば液体エキスアロマ及び他の原材料の同時導入のためのゾーンを備える。他の原材料としては、粉乳、ビタミン、ミネラル及び他の添加剤をを挙げてもよい。
【００２４】
上記に加えて、蒸発装置で捕捉される蒸気は、この時点での糖質リッチ産物と混合されて、そうしないと蒸発の間に失われる揮発性のアロマを捕捉してもよい。糖質リッチ産物と混合されるいずれの添加剤も上記糖質リッチ産物のｐＨ及び濃度に耐えることができる必要があるということは分かるであろう。
【００２５】
熱機械的処理デバイスとして押出機を使用することにより、投入された糖質リッチ産物の連続処理が可能になる。熱機械的可塑化／混合が、高粘度の糖質リッチ産物に対して実施されてもよく、これは、次には、二酸化炭素及び／又は任意の上記の他の添加剤と高粘度の糖質リッチ産物との混合、ブレンド、せん断及び冷却（すべて、制御された圧力及び温度のもとで）を可能にする。
【００２６】
いくつかの実施形態では、この熱機械的処理工程は、５ｂａｒを超え、好ましくは１５ｂａｒ以下の加圧下で行われる。しかしながら、熱機械的処理工程が行われる圧力は、パイプ長さ、ノズル背圧等が挙げられるがこれらに限定されないいくつかの設備パラメータに依存する。
【００２７】
熱機械的処理工程は、例えば３０℃未満、より好ましくは１５℃未満の低温で行われることが好ましい。糖質リッチ産物の温度が下がると、水性の糖質リッチ産物に溶け込むことができる二酸化炭素の量及び速度が上昇する。この段階での二酸化炭素の注入は、糖質リッチ産物の粘度も下げ、溶液が熱機械的処理デバイスをより簡単に出ることができるようになる。他方、温度が下がると、糖質リッチ産物の粘度も上昇する。従って、上記温度は、５℃よりも低くはされないことが好ましい。
【００２８】
熱機械的処理工程１０４の結果の生成物は、６０°Ｂｘ〜９０°Ｂｘのブリックス濃度を有する高粘度の糖質リッチ産物である。
【００２９】
この高粘度の糖質リッチ産物は、直接かつ連続的に、雰囲気に曝すことなく、工程１０６でそれがガス飽和される場所であるガス飽和デバイスへと移されることが可能である。このガス飽和デバイスは、二酸化炭素を含む糖質リッチ産物を切断して発泡体を形成するように構成されている複数の撹拌翼を備えるデバイスを備えてもよい。あるいは、サトウキビ産物を二酸化炭素（又は、大気条件のもとでの他のガス）に導入するために、ヘリカルミキサーが使用されてもよい。
【００３０】
ガス飽和工程１０６の間、上記糖質リッチ産物は、炭酸及び糖質リッチ産物の少なくともいくらかを含む溶液を形成するように、糖質リッチ産物を実質的に飽和させるのに十分な量の大量の二酸化炭素（又は、大気条件のもとでの他のガス）と混合される。二酸化炭素を使用して飽和を達成するために、熱電処理工程１０４及びガス飽和工程１０６の中で注入される二酸化炭素の量は、熱機械的処理工程でのサトウキビ産物投入量の乾燥質量に対して、常温常圧条件下で表される１０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超のガスであることが好ましい。いくつかの実施形態では、注入される二酸化炭素の量は、２０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は２５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は３０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は３５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は４０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は４５ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超、又は５０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超である。いくつかの実施形態では、注入される二酸化炭素の量は、使用される高粘度の糖質リッチ産物の中に存在する水１００ｇあたり３５ｇ超である。飽和を達成するために必要とされる二酸化炭素（又は、大気条件のもとでの他のガス）の量は、高粘度の糖質リッチ産物の中の水の量及び熱機械的処理デバイスの中の温度及び圧力に依存することになる。いくつかの実施形態では、上記のレベルの量のいずれかで二酸化炭素を注入する間、糖質リッチ産物は、３０℃以下、好ましくは１５℃以下の温度で保持される。いくつかの実施形態では、上記のレベルの量のいずれかで二酸化炭素を注入する間、糖質リッチ産物は５ｂａｒ以上の圧力で保持される。
【００３１】
ガス飽和工程１０６に引き続いて、脱気工程１０８が実施される。脱気工程１０８の間、ガス飽和された糖質リッチ産物は、突然の圧力低下に供される。この圧力低下は、炭酸の二酸化炭素及び水への分離、並びにその中に含有される水のほぼ瞬間的な蒸発を引き起こし、糖質リッチ産物の均質な固体粒子からなる粉末の糖質リッチ産物が残る。
【００３２】
必要な脱気を成し遂げるために、圧力が大気圧又は真空まで下げられてもよい。
【００３３】
脱気工程１０８と同時又は脱気工程１０８のすぐ後に、糖質リッチ産物は工程１１０で乾燥されてもよい。いくつかの実施形態では、ガス飽和された糖質リッチ産物は、ガス飽和デバイスから１以上のノズルを介して輸送ガスの流れの中へと出力（排出）されてもよい。この輸送ガスは、空気、酸素又は二酸化炭素のうちの１以上から選択されてよく、好ましくは５０℃よりも高い温度にある。
【００３４】
上記輸送ガスは、ガス飽和された糖質リッチ産物を乾燥デバイスへと輸送するように構成されている。乾燥デバイスは、流動床乾燥機、噴霧塔（霧化塔）、向流縦型乾燥機、及びコンベヤー乾燥機のうちの１以上の形態であってもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、乾燥後、サトウキビ産物は、９６％超、好ましくは９８％以上の乾燥物の濃度を有する。
【００３６】
上記のとおりの熱機械的処理工程１０４の間に、二酸化炭素（又は、大気圧の他のガス）を加えることが好ましいが、いくつかの実施形態では、ガス飽和工程１０６の間だけ二酸化炭素が加えられてもよい。他の実施形態では、上記二酸化炭素のすべてが、熱機械的処理工程１０４の間に加えられてもよい。糖質リッチ産物が上記のガスで飽和されるところまでその産物がガス飽和される限りは、上記二酸化炭素は、固体、液体又は加圧下のガスとしてどの段階で導入されてもよい。
【００３７】
上記の実施形態では、糖質リッチ産物は二酸化炭素と混合されるが、他の実施形態では、二酸化炭素に加えて又は二酸化炭素の代わりに、二酸化炭素と同様の特徴を有する他のガスが使用されてもよい。そのようなガスは、水に対する良好な溶解性を示すことが好ましい。さらに、そのような溶解性は、熱機械的処理工程１０４及び／又はガス飽和工程１０６のあいだ糖質リッチ産物が低温で維持されることができるように、温度の下降と共に向上することが好ましい。これらの特徴を呈するガスの一例は、亜酸化窒素である。別の例はブタノールであるが、ブタノールは食品等級の製品の製造での使用には好適ではない。他の例としては、アルゴン、エチレン、エタン、一酸化炭素、水素、ヘリウム、及び窒素が挙げられる。これらのガスのうちの２以上が組み合わされて、本明細書に記載されるプロセスにおいて使用されてもよい。
【００３８】
亜酸化窒素が上記糖質リッチ産物と混合される場合、飽和を達成するために、水１００ｍＬあたり５５ｍＬ超の量が使用されることが好ましい。
【００３９】
異なる糖質リッチ産物が、含有される糖質が異なることに起因して異なるガラス転移温度を有してもよいということは分かるであろう。例えば、サトウキビエキス（絞り汁又は濃縮物）に含有される糖質は、およそ９５％スクロース（ショ糖）であり、これは約５４℃のＴｇを有する。対照的に、果物の絞り汁中の糖質は５０％超のフルクトースからなる傾向があり、これは、およそ２６℃のより低いＴｇを有する。マルトデキストリン及びラクトース等の他の糖質は、ガラス転移温度を高めるために糖質リッチ産物に添加されることが多いが、これらは１００℃の領域のＴｇを有する。
【００４０】
このため、糖質リッチ産物のＴｇは、乾燥されるときのその挙動に影響を及ぼす。例えば、比較的高いガラス転移を有するサトウキビシロップは、サトウキビ絞り汁が乾燥機の壁に固着するリスクなしに、比較的高い百分率総固形分量（＞７０％）で乾燥機に注入されることができる。
【００４１】
対照的に、高レベルのフルクトースを有し、従ってサトウキビシロップのＴｇと比べて比較的低いＴｇを有する蜂蜜及び果物ベースの糖質産物は、乾燥機を循環する輸送ガス及び乾燥ガスによってそれらが加熱されるにつれて、乾燥機の壁で結晶化する可能性がある。従って、好ましくは、大量の低Ｔｇの糖質、例えばフルクトースを含有する糖質リッチ産物を加工するとき、乾燥機の壁及び他の表面は、例えば冷却ジャケットを使用して冷却されてもよい。しかしながら、乾燥機の表面は過度に冷却されてはならない。というのも、そのような冷却は、乾燥機の中に存在するあらゆるガス状の水を壁上で凝縮させる可能性があるからである。乾燥機の壁の上の凝縮物は、それ自体で、乾燥機の壁の上での糖質粒子の結晶化につながりうる。
【００４２】
この目的のために、乾燥機内の相対湿度をできるだけ低く維持して、最終の粉末生成物の百分率総固形分量を最大にすることも好ましい。好ましくは、乾燥機からの排ガスの相対湿度は、１２％未満に維持される。これは、乾燥機に入るガスが乾燥機に入るガスについて３ｇ／ｍ３未満の水分含量を有することを確保することにより成し遂げられてもよい。いくつかの地理的位置においては、周囲の空気はこれらの特徴を示す可能性がある。しかしながら、他の地域では、乾燥機に入る時のガスから水を除去するように、乾燥機のガス（例えば空気）入力のところに乾燥剤が準備されてもよい。
【実施例】
【００４３】
以下の実施例では、オーストラリア国仮特許出願第２０１７９０１５７６号及び国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１８／０５０３３８号に記載された方法を使用して、サトウキビから抽出したサトウキビ産物から均一な糖質リッチ産物を生成した。これらの各特許出願の内容は、参照によりその全体を本明細書に援用したものとする。
【００４４】
濃縮されたサトウキビ絞り汁（バージョン１）
以下の実施例では、工程１０２での濃縮の後かつ工程１０４での熱機械的処理の前に１．４の比重を有する高粘度のサトウキビ溶液を、工程１０６でのガス飽和後にその比重が０．４未満に下がるように、二酸化炭素でガス飽和処理した。このサトウキビ溶液の加工の仕様は以下のとおりである。
【００４５】
出発産物：
総固形分量（ＴＳ）  ７０％
比重：０．４
注入したガスの量：
常温常圧条件下で表され、かつ熱機械的処理工程での出発産物投入量の乾燥質量に対して、１０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超の二酸化炭素。
熱機械的加工：
５ｂａｒ超の圧力；
ビタミン／ミネラルとの任意の混合；
二酸化炭素の注入；
産物の温度：１５℃未満。
ガス飽和：
二酸化炭素の注入；
産物の温度：１５℃未満。
脱気：
ノズル圧力：＞４ｂａｒ；
乾燥機の注入口：＞８０℃。
得られた生成物（図２及び図３に示すとおり）：
均一；
５０μｍ未満；
乾燥物の濃度９６％超。
【００４６】
上記の方法によって得られた内部構造の特徴を判定するために、走査型電子顕微鏡を使用して、本出願人は、得られた粉末サトウキビ生成物の測定を行った。走査型電子顕微鏡によって得られた画像を、それぞれ５０μｍ及び１０μｍで図２及び図３に示す。この粉末生成物が、実質的に均質の球体を構成する中実の内部構造を有することがわかる。これは、サトウキビ生成物の単独粒子を描写する図３においてより明瞭に示されている。得られた生成物は、極度に制限された多孔性を示し、各粒子が中実の糖質成分で構成されていることをさらに実証する。
【００４７】
最終生成物は、乾燥工程１１０の出力の時点で０．１１の水分活性を有していた。
【００４８】
濃縮されたサトウキビ絞り汁（バージョン２）
以下の実施例では、工程１０２での濃縮の後かつ工程１０４での熱機械的処理の前に１．４の比重を有する高粘度のサトウキビ溶液を、工程１０６でのガス飽和後にその比重が０．５未満に下がるように、二酸化炭素でガス飽和処理した。サトウキビ溶液の加工の仕様は以下のとおりである。
【００４９】
出発産物：
総固形分量（ＴＳ）  ７０％
比重：０．５
注入したガスの量：
常温常圧条件下で表され、かつ熱機械的処理工程での出発産物投入量の乾燥質量に対して、１０ｎｌ・ｋｇ−１・ｍｎ−１超の二酸化炭素。
熱機械的加工：
５ｂａｒ超の圧力；
ビタミン／ミネラルとの任意の混合；
二酸化炭素の注入；
産物の温度：１５℃未満。
ガス飽和：
二酸化炭素の注入；
産物の温度：１５℃未満。
脱気：
ノズル圧力：＞４ｂａｒ；
乾燥機の注入口：＞８０℃。
得られた生成物（図２及び図３に示すとおり）：
均一；
５０μｍ未満；
乾燥物の濃度９６％超。
【００５０】
乾燥機から出力した粉末サトウキビ生成物の水分活性は、およそ０．３であることがわかった。
【００５１】
本開示の幅広い全体範囲から逸脱しない範囲で上記の実施形態に対して多くの変更及び／又は変形がなされうるということは、当業者には分かるであろう。それゆえ本実施形態は、あらゆる点で、例示的なものであり限定するものではないと考えられるべきである。
【図１】
2021511819.tif 000003
【図２】
2021511819.tif 000004
【図３】
2021511819.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月10日(2020.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状態の糖質リッチ産物からの均一な粉末生成物の製造方法であって、前記糖質リッチ産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、
空気の不存在下で、前記糖質リッチ産物を１ｂａｒ超１５ｂａｒ未満の圧力まで加圧する工程と、
空気の不存在下で、前記糖質リッチ産物をガスと混合して、前記糖質リッチ産物が前記ガスで実質的に飽和している混合物を形成する工程と、
空気の不存在下で、前記混合物を５０℃以上の温度の輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、前記輸送ガスと接触した際に、前記混合物からの水が蒸発して前記均一な粉末生成物が残るようにする工程と
を備え、
前記ガスが、二酸化炭素、亜酸化窒素、又はこれらの混合物のうちの少なくとも１つを、炭酸及び／又は硝酸を含む混合物を生成するのに十分な量で含み、
前記ガスと前記糖質リッチ産物との混合の前又は混合の間、前記糖質リッチ産物が３０℃未満に冷却される方法。
【請求項２】
前記糖質リッチ産物の乾燥質量に対する前記糖質リッチ産物と混合されるガスの体積による量が、１０ノルマルリットル・ｋｇ−１・ｍｎ−１〜５０ノルマルリットル・ｋｇ−１・ｍｎ−１である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガスと前記糖質リッチ産物との混合の前又は混合の間、前記糖質リッチ産物が１５℃未満に冷却される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記糖質リッチ産物が濃縮されたサトウキビ絞り汁である請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記輸送ガスが、空気、酸素、及び二酸化炭素のうちの１以上を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ガスと前記糖質リッチ産物との混合の前又は混合の間、前記糖質リッチ産物を、粉乳、ビタミン、ミネラル、香料及びアロマからなる群から選択される少なくとも１つのさらなる産物と混合する工程
をさらに備える請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記混合物が大気圧に又は真空に脱気される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記混合物が、流動床乾燥機、噴霧塔、向流縦型乾燥機、及びコンベヤー乾燥機からなる群から選択される乾燥デバイスへと脱気される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記均一な粉末生成物の乾燥物濃度が９６％超である請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記糖質リッチ産物が、３００センチポアズ超の粘度を有し、その総固形分量の少なくとも８５％として糖質を有する濃縮されたサトウキビ絞り汁であり、
前記糖質リッチ産物が４ｂａｒ超の圧力まで加圧され、
前記ガスが二酸化炭素であり、
前記出発産物の乾燥質量に対する注入される二酸化炭素の体積による量が１０ノルマルリットル・ｋｇ−１・ｍｎ−１〜５０ノルマルリットル・ｋｇ−１・ｍｎ−１である
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
糖質リッチ産物からの均一な粉末生成物の製造装置であって、前記糖質リッチ産物は、その総固形分量の少なくとも６０％として糖質を有し、かつ３０℃未満の温度を有し、前記装置は、
前記糖質リッチ産物を１ｂａｒ超１５ｂａｒ未満の圧力まで加圧するように構成されている加圧デバイスと、
前記糖質リッチ産物をガスと混合して、前記糖質リッチ産物が前記ガスで実質的に飽和している混合物を形成するように構成されている混合デバイスと、
前記混合物を５０℃以上の温度の輸送ガスの連続流れの中へ脱気して、前記輸送ガスと接触した際に、前記混合物からの水が蒸発して前記均一な粉末生成物が残るように構成されている脱気デバイスと
を備え、
前記ガスが、二酸化炭素、亜酸化窒素、又はこれらの混合物のうちの少なくとも１つを含み、前記ガスが、炭酸及び／又は硝酸を含む混合物を生成するのに十分な量で存在する装置。
【請求項１２】
前記糖質リッチ産物が濃縮されたサトウキビ絞り汁である請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記混合デバイスが、押出機、パドルミキサー、スクリューミキサー、ブレンダー、ニーダー、ポンプ、ヘリカルミキサー、及び前記混合物を形成する間に前記糖質リッチ産物を切断することにより前記ガスを前記糖質リッチ産物と混合するように構成されている複数の撹拌翼からなる群から選択される１以上のデバイスである請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
乾燥デバイスをさらに備え、前記混合物が前記脱気デバイスにより前記乾燥デバイスへと脱気され、前記乾燥デバイスが、流動床乾燥機、噴霧塔、向流縦型乾燥機、及びコンベヤー乾燥機からなる群から選択される請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記乾燥デバイスが、前記乾燥機の壁を冷却するための冷却ジャケットを備える請求項１４に記載の装置。
【国際調査報告】
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