(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧力を加えず撹拌・混練中の食材に、短時間で多量の空気を注入できる、特殊構造の圧搾空気注入バルブ、及び同バルブを備えた空気注入型ミキサーを提供する。【解決手段】端部１１が封止され、反対側の開放端部１２から圧搾空気が注入される中空円筒型の圧搾空気注入バルブ１０であり、封止端部において円筒の半径方向に沿って円筒側部表面に抜ける少なくとも１つの空気導通路１３が設けられ、空気導通路の開口部１４は、柔軟性を有する樹脂製の環状部材１５により被覆されている。また、空気注入型ミキサーは、食材を混練・撹拌するための撹拌槽を有し、撹拌槽の底部近傍の側周部に圧搾空気注入バルブ１０を１つ以上装着されている。圧搾空気は、環状部材とバルブとの隙間を通って、環状部材のチューブの端部からバルブの外部に放出される。【選択図】図１
0003217523.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
端部１１が封止され、反対側の開放端部１２から圧搾空気が注入される中空円筒型の圧搾空気注入バルブ１０であって、
封止端部１１において、円筒の半径方向に沿って円筒側部表面に抜ける少なくとも１つの空気導通路１３が設けられており、
円筒側部表面に設けられた空気導通路１３の開口部１４は、柔軟性を有する樹脂製の環状部材１５によって被覆されていることを特徴とする圧搾空気注入バルブ。
【請求項２】
食材を混練・撹拌するための撹拌槽２０を有し、撹拌槽２０の底部近傍の側周部に請求項１に記載の圧搾空気注入バルブ１０を少なくとも１つ以上装着し、
当該バルブに圧搾空気を注入するための圧搾空気注入ユニット４０を含むことを特徴とする空気注入型ミキサー。
【請求項３】
圧搾空気注入ユニット４０は、空気流量計、電磁弁、各種機能を有する複数のフィルタ、ミストセパレータ、及びエアレギュレータを含み、
圧搾空気注入バルブ１０に注入される圧搾空気の注入流量や注入時間、或いは空気品質の制御・管理を行うことを特徴とする請求項２に記載の空気注入型ミキサー。
【請求項４】
ミキサーの撹拌子や、ミキサー容器の構造により高圧化による空気混入が困難な場合であっても、通常の大気圧環境下において、短時間で効率的に被撹拌物中に空気を注入することが可能な請求項２に記載の空気注入型ミキサー。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ケーキ、パン、焼菓子などの生地、或いはクリーム等の乳製品を撹拌・混練する食品用ミキサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品の製造加工業界においては、各種の食材を攪拌・混練するために食品用のミキサーが数多く使用されている。このようなミキサーで食材の攪拌・混練を行うことで、各種の異なる食材が万遍なく混ぜ合わされ、目的とする食品が加工・製造されるのである。また、係る撹拌・混練の処理工程には、混ぜ合わされている食材中に空気を混入させるという、副次的な目的もある。
【０００３】
すなわち、撹拌・混練中の食材が、ミキサーの撹拌ブレードによって捏ね回されるとき、自ずと周囲の空気を巻き込み、撹拌・混練中の食材に空気が取り込まれることになる。一般に、各種の食品は、その内部に所定量の空気を取り込むことによって、食品独特の食感や、その食品独自の味・まろやかさを作り出すことができる。
【０００４】
特に、パンやケーキ、カステラ、焼菓子などの生地類、或いはクリームやヨーグルトなどの乳製品を撹拌・混練する際には、当該食品中における空気の含有量が品質の重要なファクターとなり、各種の食品に含有される空気の割合によって、その食感が大きく異なることになる。特に、スポンジケーキやカステラなどのソフトな生地類においては、多量の空気含有量が求められ、その比重が０．４〜０．８程度になるまで空気の混入が必要であると言われている。
【０００５】
このため、食品中に多くの空気含有量が望まれる場合は、例えば、泡立て専用の特殊な撹拌子を用い、或いは食品ミキサー自体を加圧構造とし、通常の大気中よりも高圧として食材の撹拌・混練を行うことが試みられていた。すなわち、係る特殊な撹拌子の使用や高圧化によって短時間の撹拌・混練処理で、より多くの空気量を食材中に包含させることができる。
【０００６】
しかしながら、このような高圧力印加型の食品ミキサーは、その機構も複雑となり、装置の大型化や装置コストの上昇を招くことになる。また、操作時に大気圧以上の高圧力を印加するため、その取扱いには極力注意を払う必要があった。さらに、空気混入の効率化を図るべく、いわゆる泡立て専用の撹拌子を用いた場合は、その構造上（例えば、オープントップ型ミキサー容器の使用）、食品ミキサー全体の気密化・高圧化が困難であるという問題があった。そこで、このような問題を解決すべく、例えば、特許文献１の発明に示されるような技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特表２００８−５００８２５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示された従来技術は、食材をミキサー中で撹拌・混練しながら、その中にエアコンディション装置を用いて空気を吹き込んで、撹拌中の食材に空気を注入する方法である。しかし、このような方法では、通常の大気圧下で作業を行う事ができるというメリットはあるものの、撹拌・混練中の食材に対し充分な量の空気を含有させることができず、食品中に必要十分な所定量の空気を含ませる、という目的を効果的に達成することが困難であった。
【０００９】
本考案は、このような従来からの課題を解決することを目的としたものであって、ミキサーに使用する撹拌子やミキサー容器の形状によって、食品中に空気の混入が困難な場合でも本考案に係る装備を装着することで、高圧力を加えることなく通常の大気圧下において、撹拌・混練中の食材に、短時間で多量の空気を注入することが可能な、特殊構造の圧搾空気注入バルブ、及び同バルブを備えた空気注入型のミキサー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】
【００１０】
本考案の第１の観点による特殊構造の圧搾空気注入バルブは、端部１１が封止され、反対側の開放端部１２から圧搾空気が注入される中空円筒型の圧搾空気注入バルブ１０であって、封止端部１１において、円筒の半径方向に沿って円筒側部表面に抜ける少なくとも１つの空気導通路１３が設けられており、円筒側部表面に設けられた空気導通路１３の開口部１４は、柔軟性を有する樹脂製の環状部材１５によって被覆されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本考案の第２の観点による空気注入型ミキサーは、食材を混練・撹拌するための撹拌槽２０を有し、撹拌槽２０の底部近傍の側周部に、圧搾空気注入バルブ１０を少なくとも１つ以上装着し、当該バルブに圧搾空気を注入するための圧搾空気注入ユニット４０を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本考案の第３の観点による圧搾空気注入ユニット４０は、空気流量計、電磁弁、各種機能を有する複数のフィルタ、ミストセパレータ、及びエアレギュレータを含み、圧搾空気注入バルブ１０に注入される圧搾空気の注入流量や注入時間、或いは空気品質の制御・管理を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本考案の第４の観点による空気注入型ミキサーは、上記第２の観点において、ミキサーの撹拌子や、ミキサー容器の構造により、高圧化による空気混入が困難な場合であっても、通常の大気圧環境下において、短時間で効率的に被撹拌物中に空気を注入することが可能となる。
【考案の効果】
【００１４】
以上の解決手段を備えた本考案によれば、特殊構造を有する圧搾空気注入バルブを食品用ミキサーに装着することによって、ミキサー全体に高圧力を加えることなく、撹拌・混練中の各種食材に大量の空気を短時間で注入することができる。また、ミキサーの撹拌子やミキサー容器の構造から、食品に空気の混入がしたくてもできない従来のミキサーの場合でも、本考案に基づく装備を付加することによって、大気圧環境下で容易に食品中への空気の混入が可能となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
本考案に基づく特殊構造の圧搾空気注入バルブ、及び当該バルブを備えた空気注入型ミキサーを実現するための最良の形態である実施例について、本考案の明細書に添付された各図面を参照しつつ以下に説明を行う。
（１）特殊構造を有する圧搾空気注入バルブ
先ず、本考案に基づく圧搾空気注入バルブ１０（以下、単に「バルブ１０」という）の構造を図１の各図面に示す。因みに、図（１ａ）は、バルブ１０の斜視図を表したものであり、図（１ｂ）は、バルブ１０の中空軸方向の断面図を表したものである。
【００１６】
図１の各図に示す通り、バルブ１０は主に、封止端部１１、その反対側の開放端部１２を有する中空円筒型のパイプ形状を有している。なお、バルブ１０の材質は特に限定されるものではないが、その強度や防錆性、或は食品ミキサーに使用されるという衛生面を考慮すれば、ステンレス鋼材（例えば、ＳＵＳ３１６鋼材など）を用いることが好ましい。
【００１７】
因みに、図１に示す実施例では、封止端部１１と開放端部１２がエルボ型の配管で直角方向に結ばれているが、本考案は係る形態に限定されるものではなく、例えば、封止端部１１と開放端部１２が水平方向に一直線上に並ぶ構造としても良い。また、任意の角度をもって両者の間を結ぶようにしても良い。
【００１８】
封止端部１１においては、バルブ円筒の半径方向に沿って円筒側部表面に抜ける少なくとも１つの空気導通路１３が設けられている。なお、本実施例では、円筒の中空軸に対してＴ字となるように、対向して２つの空気導通１３が設けられている。但し、本考案は係る構成に限定されるものではなく、例えば、円筒中空軸を中心として、いわゆる十文字型に４つの空気導通路１３を設けるようにしても良い。
【００１９】
空気導通路１３はバルブ円筒の側部表面に抜けており、側部表面に設けられた開口部１４は、柔軟性を有する樹脂製の環状部材１５によって被覆されている。すなわち、バルブ１０の封止端部１１には、柔軟性を有する樹脂製チューブ状の環状部材１５が嵌められており、これによって開口部１４はバルブ１０の外部と遮断されている。
【００２０】
環状部材１５は、柔軟性を有する樹脂製のチューブ状部材であり、食品衛生面での問題が無ければ、あらゆる樹脂製のチューブを使用することが可能である。但し、その耐久性や汎用性などに鑑みれば、シリコンゴム・チューブを用いることが最も好ましい。また、開口部１４の様子を容易に目視できるという点から、透明のチューブを用いることが好適である。
【００２１】
環状部材１５のバルブ中空軸方向の長さについては特に限定はなく、開口部１４を必要十分に被覆することができる長さであれば良い。また、そのチューブ径については、バルブ１０に無理なく着脱が可能であり、かつ、バルブ中空軸方向にズレない程度の緊縮力を発揮するものであれば良い。なお、チューブの肉厚に関しては、１．０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２２】
バルブ１０の開放端部１２から圧搾空気が注入されると、圧搾空気は、封始端部１１から空気導通路１３を経由して開口部１４に到達するが、開口部１４は環状部材１５によって被覆されている。このため、直接にバルブ１０の外部に噴出することができない。そこで、圧搾空気は、柔軟性を有する環状部材１５とバルブ１０との隙間を通って、環状部材１５のチューブの端部からバルブ１０の外部に放出されることになる。
【００２３】
開口部１４は、環状部材１５のチューブによって常に締め付けられているため、バルブ１０の外部が液体などで満たされていても、係る液体がバルブ１０内に逆流することはなく、また、環状部材１５のチューブの隙間から圧搾空気を放出しているときも、圧搾空気の圧力によって外部の液体がバルブ１０内に逆流することもない。すなわち、バルブ１０は、いわゆる逆止弁としての機能を備えている。
【００２４】
（２）特殊構造の圧搾空気注入バルブを備えた空気注入型ミキサー
次に、前述した（１）の圧搾空気注入バルブを備えた空気注入型ミキサーについて説明を行う。先ず、撹拌槽２０に、前述のバルブ１０を装着した空気注入型ミキサーの模式図を図２に示す。
【００２５】
同図において、バルブ１０は前述した特殊構造を有する圧搾空気注入バルブである。また、撹拌ブレード２１は、撹拌槽２０に投入された食材を撹拌・混練するための撹拌子であり、撹拌・混練を行う食材の種類に応じて、様々な形状のブレードを用いることができる。なお、図２では、ミキサーの回転動力源２２を撹拌槽２０の下部に設けているが、オーブントップ型の撹拌槽を用いた場合は、撹拌槽の上面から差し込み式の撹拌ブレードや、泡立て器構造の撹拌ブレードを、撹拌槽２０の内部に挿入するようにしても良い。この場合、回転動力源はミキサーの上部に設置されることになる。
【００２６】
図２に示す実施例では、密封蓋２３によって撹拌槽２０を覆い、ある程度の加圧を行える構造を示している。但し、本考案は係る構造に限定されるものではなく、上述のようにオープントップ型の撹拌槽を用いて、通常の大気圧下でも撹拌・混練中の食材に空気の注入が行えることは言うまでもない。なお、図２では、撹拌槽蓋２３に放出弁２４を設けているが、本考案では前述したように高圧力の印加を必要としないので、放出弁２４は高圧力用の、いわゆる安全弁ではなく、単なる空気抜き用の放出弁で充分である。
【００２７】
一方、ミキサー本体に併設された制御盤３０は、ミキサーにおける撹拌・混練処理、及び圧搾空気の注入処理を制御する部位である。制御盤３０には、バルブ１０へ圧搾空気を供給する圧搾空気注入ユニット４０やエアコンプレッサ３１が備えられている。また、制御盤３０には、その他にも各種処理の工程をオペレータがコントロールする制御パネル３２や、シーケンサ／タイマー３３などが備わっているが、これらの設備は、本考案の骨子とは直接的な関係がないためその説明を省略する。
【００２８】
なお、撹拌槽２０におけるバルブ１０の取り付け位置については特に限定されるものではない。但し、ミキサーで撹拌・混練する食材の量に左右されず、かつ、食材中に効率的に空気を注入するという目的に鑑みれば、図２に示すように、撹拌槽２０の底部近傍の側面に取り付けることが望ましい。
【００２９】
また、撹拌槽２０に取り付けるバルブ１０の数についても制限は無く、大量の空気を注入するのであれば、１つの撹拌槽に複数のバルブを取り付けるようにしても良い。この場合、食材に対する空気の効率的な注入を考慮すれば、例えば、撹拌槽の周囲側面に所定の角度間隔で複数のバルブを取り付けることが好ましい（例えば、９０度間隔で撹拌槽周囲の４箇所、或いは１２０度間隔で撹拌槽周囲の３個所など）。
【００３０】
図２に示す通り、撹拌槽２０の内部で撹拌ブレード２１によって、各種食材の撹拌・混練が行われている間、バルブ１０には、後述する圧搾空気注入ユニット４０から圧搾空気が供給され、撹拌・混練中の食材に空気が注入される。なお、バルブ１０に供給された圧搾空気は、前述したように、バルブ１０における環状部材１５のチューブの端部から気泡となって撹拌・混練中の食材に放出される。因みに、圧搾空気の供給は、食材の撹拌・混練の過程において連続的に為されても良いし、或いは、シーケンサ／タイマー３３などの制御の下、所定の時間間隔を置いて間欠的に為されても良い。
【００３１】
続いて、制御盤３０内に設けられた圧搾空気注入ユニット４０の構成について説明を行う。先ず、図３に圧搾空気注入ユニット４０の構成ブロック図を示す。圧搾空気注入ユニット４０は、圧搾空気の供給源であるエアコンプレッサ３１からバルブ１０へ、品質が管理された所定量の圧搾空気を安定的に供給する部位である。同図に示すように、圧搾空気注入ユニット４０は、主に、エアレギュレータ４１、複数のエアフィルタ４２，４４，４５、複数のミストセパレータ４３、電磁弁４６、空気流量計４７から構成されている。
【００３２】
なお、エアコンプレッサ３１は、圧搾空気供給用の汎用的なエアコンプレッサであり、数メガパスカル程度の圧力の圧搾空気を作り出すことができるものであれば、その形式や構造の如何を問わず、本考案に係るミキサーに使用することができる。
【００３３】
エアギュレータ４１は、エアコンプレッサ３１から供給される圧搾空気の圧力を定常的に保つものであって、本実施例においては０．０５〜０．５メガパスカル程度の範囲内で圧搾空気の圧力を制御する。なお、係る圧力値は、空気注入の対象となる食材の量や、食品の種類などの実際の仕様態様に応じて、適宜変更されることは言うまでもない。
【００３４】
初段のエアフィルタ４２は、空気圧の大まかな調整と、圧搾空気中に含まれる粒径０．３μｍ程度までの、比較的に大きな粒径の粉塵粒子を濾過する働きを有する。また、臭気フィルタ４４は、圧搾空気中から臭気や有害ガス成分を除去するものであり、主に活性炭などの匂い微粒子の吸着素材が用いられている。さらに、無菌フィルタ４５は、圧搾空気中に含まれる細菌類を殺菌する効果を有している。
【００３５】
また、ミストセパレータ４３は、圧搾空気中に微小液滴（ミスト）として含まれる水分や油分を除去するものである。その形式としては、羽状若しくは波板状のブレードでミストを補足するブレード式、或いは太めの糸を絡み合わせたメッシュでミストを捕えるメッシュ式など種々の形式があるが、実施態様に応じて適宜使い分けることが可能である。
【００３６】
圧搾空気注入ユニット４０は、以上に記載したような各種の空気清浄化機構を備えているので、粒径０．０１μｍ程度までの粉塵粒子（例えば、空気中の油微粒子や、水滴など）を濾過・吸収することが可能であり、クリーンで衛生的な圧搾空気を食材中に注入することができる。
【００３７】
なお、本考案に用いられるエアフィルタやミストセパレータの数は、図３に示される段数に限定されるものではなく、さらに清浄な圧搾空気が必要な場合は、係るエアフィルタやミストセパレータの段数を増加させるようにしても良い。また、ミキサーが設置される環境がクリーンルームに近いような清潔・清浄な場合には、逆にその段数を減らすことも可能である。
【００３８】
続いて、電磁弁４６の説明を行う。電磁弁４６は、バルブ１０に供給される圧搾空気の流量制御、或いは導通／遮断を、電磁弁の開閉制御によって行う部位である。係る電磁弁の制御は、制御盤３０に設けられた制御パネル３２から、オペレータによって手動で行われるようにしても良いし、或いは、制御盤３０付設されるシーケンサ／タイマー３３から、処理工程／時間経過に伴って自動的に制御が為されるようにしても良い。
【００３９】
空気流量計４７は、バルブ１０に供給される圧搾空気の流量を示すエアゲージである。因みに、本実施例においては、１分間に０．２〜２０リットル程度の空気流量で、圧搾空気の供給を行うことが好ましい。なお、食材の種類や量によって、係る空気流量は適宜変更されることは言うまでもない。また、係るエアゲージによる空気流量の測定値を、前述のシーケンサ装置などにフィードバックさせ、より細やかな空気流量制御を行うことも可能である。
【００４０】
以上に説明したように、本実施例に基づく、特殊構造を有するバルブ、及びミキサーを用いれば、スポンジケーキやカステラなど食品製造の前工程において、極めて短時間（例えば、３〜１０分程度）の撹拌処理により、それぞれの食品に必要とされる所定の空気量を食材中に十分に含有させることができる。このため、食品製造の後工程における食材の撹拌時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００４１】
また、上述のように本実施例では、食材中に必要十分な空気量を短時間で効率的に注入することができる。これによって、食材の撹拌時における回転速度を低く抑えることが可能であり、撹拌対象となる食材の構成粒子が過度に摩耗されず、かつ、摩擦熱により温められることもないので、食材の持つ自然な食感とまろやかな風味を保つことができる。さらに、ミキサーの撹拌子やミキサー容器の構造からその高圧化が困難であり、空気混入が困難な従来のミキサーにおいても、本考案に基づく装備を備えることにより大気圧下において、多量の空気を食材中に混入させることが可能となる。
【００４２】
なお、本考案の実施形態は、以上に説明した実施例に限定されるものではなく、例えば、各々の実施例を構成する各部位の形状や配置或いはその素材等は、本考案の趣旨を逸脱することなく、現実の実施態様に即して適宜変更ができるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上に説明した本考案の構成は、製パン業界や製菓業界をはじめとして、食材の撹拌・混練を必要とする各種の食品業界においてもその利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本考案による圧搾空気注入バルブの斜視図、並びにその断面図である。
【図２】本考案による圧搾空気注入ミキサーの構成模式図である。
【図３】本考案による圧搾空気注入ユニットの構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  …  圧搾空気注入バルブ
１１  …  封止端部
１２  …  開放端部
１３  …  空気導通路
１４  …  空気導通路開口部
１５  …  環状部材
２０  …  撹拌槽
２１  …  撹拌ブレード
２２  …  回転動力源
２３  …  撹拌槽蓋部
２４  …  放出弁  
３０  …  制御盤  
３１  …  エアコンプレッサ  
３２  …  制御パネル
３３  …  シーケンサ／タイマー
４０  …  圧搾空気注入ユニット
４１  …  エアレギュレータ
４２  …  初段エアフィルタ
４３  …  ミストセパレータ
４４  …  臭気フィルタ
４５  …  無菌フィルタ
４６  …  電磁弁
４７  …  空気流量計
【図１】
0003217523.tif 000003
【図２】
0003217523.tif 000004
【図３】
0003217523.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月18日(2018.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
端部１１が封止され、反対側の開放端部１２から圧搾空気が注入される中空円筒型の圧搾空気注入バルブ１０であって、
封止端部１１において、円筒の半径方向に沿って円筒側部表面に抜ける少なくとも１つの空気導通路１３が設けられており、
円筒側部表面に設けられた空気導通路１３の開口部１４は、柔軟性を有する樹脂製の環状部材１５によって被覆されていることを特徴とする圧搾空気注入バルブ。
【請求項２】
食材を混練・撹拌するための撹拌槽２０を有し、撹拌槽２０の底部近傍の側周部に請求項１に記載の圧搾空気注入バルブ１０を少なくとも１つ以上装着し、
当該バルブに圧搾空気を注入するための圧搾空気注入ユニット４０を含むことを特徴とする空気注入型ミキサー。
【請求項３】
圧搾空気注入ユニット４０は、空気流量計、電磁弁、各種機能を有する複数のフィルタ、ミストセパレータ、及びエアレギュレータを含み、
圧搾空気注入バルブ１０に注入される圧搾空気の注入流量や注入時間、或いは空気品質の制御・管理を行うことを特徴とする請求項２に記載の空気注入型ミキサー。
【請求項４】
ミキサーの撹拌子や、ミキサー容器の構造により高圧化による空気混入が困難な場合であっても、通常の大気圧環境下において短時間で効率的に被撹拌物中に空気を注入することが可能な空気注入型ミキサーであって、
食材を混練・撹拌するための撹拌槽２０を有し、撹拌槽２０の底部近傍の側周部に請求項１に記載の圧搾空気注入バルブ１０を少なくとも１つ以上装着し、当該バルブに圧搾空気を注入するための圧搾空気注入ユニット４０を含み、
当該圧搾空気注入ユニット４０は、空気流量計、電磁弁、各種機能を有する複数のフィルタ、ミストセパレータ、及びエアレギュレータを含み、圧搾空気注入バルブ１０に注入される圧搾空気の注入流量や注入時間、或いは空気品質の制御・管理を行うことを特徴とする空気注入型ミキサー。
ことを特徴とする空気注入型ミキサー。