(57)【要約】  常温保存可能な加工された穀物製品を調製する方法は、約０．６５以下の水分活性値を有する加工された穀物製品に対して行われる一連の加熱及び冷却工程を含む。第１の加熱工程によって穀物片を第１の高温にし、これに第１の冷却工程が続く。穀物片を、第２の高温に達するように第２の加熱工程に送り、これに第２の冷却工程が続く。穀物片を次に、第３の加熱工程に送り、この後で、穀物片は、フレーク化、バンピング、パフ形成等の最終的な成形工程に備えて十分に軟質で柔軟になる。これは、長期間の保管に好適であるが、最終的な成形には脆性すぎる穀物片が、水分含量を、かびの形成又は製品の品質の低下につながる点まで上昇させることなく、最終的な成形に備えて軟化されることを可能にする。
2016515834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温保存可能な加工された穀物製品を調製する方法であって、
約０．６５以下の水分活性値を有するとともに比較的硬質で脆性の特性を更に有する加工された穀物製品が第１の高温に達する第１の加熱と、
前記加工された穀物製品が、前記第１の高温よりも低い第１の低温に達する第１の冷却と、
前記加工された穀物製品が、前記第１の低温よりも高い第２の高温に達する第２の加熱と、
前記加工された穀物製品が、前記第２の高温よりも低い第２の低温に達する第２の冷却と、
前記加工された穀物製品が、前記第２の低温よりも高い第３の高温に達する第３の加熱と
を含み、
前記加工された穀物製品の前記第３の加熱の後で、前記加工された穀物製品は、その前記第１の加熱前の前記加工された穀物製品の比較的硬質で脆性の特性と比較して、比較的より軟質でより柔軟な特性を有する方法。
【請求項２】
前記加工された穀物製品の前記第１の冷却は、十分な時間にわたって、前記加工された穀物製品のデンプンマトリクス中の分子結合を弱めるのに十分な温度まで行い、
前記加工された穀物製品の前記第２の冷却は、十分な時間にわたって、前記デンプンマトリクス中の前記分子結合を整列させるのに十分な温度まで行い、
前記加工された穀物製品の前記第３の加熱は、十分な時間にわたって、前記加工された穀物製品の前記デンプンマトリクス中のデンプン分子を互いに整列させるのに十分な温度まで行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記加工された穀物製品の前記第１の加熱は、前記加工された穀物製品が前記第１の高温としての約７６．７℃（華氏１７０度）に達するのに十分な速さで、約５秒〜１５秒の期間行い、
前記加工された穀物製品の前記第１の冷却は、前記加工された穀物製品が約５秒〜１０秒の第１の冷却期間内で前記第１の低温に達するのに十分な速さで行い、
前記加工された穀物製品の前記第２の加熱は、前記加工された穀物製品が前記第２の高温としての約９８．９℃（華氏２１０度）に達するのに十分な速さで、約１０秒〜２０秒の期間行い、
前記加工された穀物製品の前記第２の冷却は、前記加工された穀物製品が約３秒〜１０秒の第２の冷却期間内で前記第２の低温に達するのに十分な速さで行い、
前記加工された穀物製品の前記第３の加熱は、前記加工された穀物製品が前記第３の高温としての約９８．９℃（華氏２１０度）に達するのに十分な速さで、約５秒〜２０秒の期間行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第３の加熱の後の前記加工された穀物製品の最終的な成形を更に含み、該最終的な成形は、前記加工された穀物製品の（ｉ）バンピングと、（ｉｉ）パフ形成と、（ｉｉｉ）フレーク化とから選択される少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記加工された穀物製品の前記第１の加熱の前に、（ｉ）前記加工された穀物製品を少なくとも約６時間の期間にわたって保管することと、（ｉｉ）前記加工された穀物製品を、第１の場所から、前記第１の加熱と前記第２の加熱と前記第３の加熱と前記第１の冷却と前記第２の冷却とを行う第２の場所に出荷することとから選択される少なくとも１つを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
常温保存可能な加工された穀物製品を調製する方法であって、
比較的硬質で脆性の特性を有する加工された穀物製品が約７６．７℃（華氏１７０度）の温度に達する第１の加熱と、
前記加工された穀物製品のデンプンマトリクスを緩める、前記加工された穀物製品の第１の冷却と、
前記加工された穀物製品が約９８．９℃（華氏２１０度）の温度に達する第２の加熱と、
前記デンプンマトリクスが弱まり、分子結合が該デンプンマトリクスの個々のデンプン分子中で整列される、前記加工された穀物製品の第２の冷却と、
前記デンプンマトリクスの前記デンプン分子が前記加工された穀物製品中で互いに実質的に整列され、前記加工された穀物製品が約９８．９℃（華氏２１０度）の温度に達する第３の加熱と
を含み、
前記加工された穀物製品の前記第３の加熱の後で、前記加工された穀物製品は、その前記第１の加熱前の前記加工された穀物製品の比較的硬質で脆性の特性と比較して、比較的より軟質でより柔軟な特性を有する方法。
【請求項７】
前記加工された穀物製品の前記第１の加熱を約５秒〜１５秒の期間にわたって行うことと、
前記加工された穀物製品の前記第１の冷却を約５秒〜１０秒の期間にわたって行うことと、
前記加工された穀物製品の前記第２の加熱を約１０秒〜２０秒の期間にわたって行うことと、
前記加工された穀物製品の前記第２の冷却を約３秒〜１０秒の期間にわたって行うことと、
前記加工された穀物製品の前記第３の加熱を約５秒〜２０秒の期間にわたって行うことと
のうちの少なくとも１つである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記加工された穀物製品の前記第１の加熱は、約０．７ミクロンの波長を有する赤外線放射を用いて行うことと、
前記加工された穀物製品の前記第２の加熱は、約０．５ミクロンの波長を有する赤外線放射を用いて行うことと、
前記加工された穀物製品の前記第３の加熱は、約０．７ミクロンの波長を有する赤外線放射を用いて行うことと
のうちの少なくとも１つである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記加工された穀物製品の前記第１の加熱は、約０．７ミクロンの波長を有する赤外線放射を用いて、約５秒〜１５秒の期間にわたって行い、
前記加工された穀物製品の前記第１の冷却は、約５秒〜１０秒の期間にわたって行い、
前記加工された穀物製品の前記第２の加熱は、約０．５ミクロンの波長を有する赤外線放射を用いて、約１０秒〜２０秒の期間にわたって行い、
前記加工された穀物製品の前記第２の冷却は、約３秒〜１０秒の期間にわたって行い、
前記加工された穀物製品の前記第３の加熱は、約０．７ミクロンの波長を有する赤外線放射を用いて、約５秒〜２０秒の期間にわたって行う、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記加工された穀物製品を、移動するコンベヤ表面に沿って、ペレット、片又は粗粒子の層として分配することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の加熱と、前記第２の加熱と、前記第３の加熱とのうちの少なくとも１つは、前記コンベヤ表面に沿う前記ペレット、片又は粗粒子の層から約０．１ｍ（４インチ）〜０．２ｍ（８インチ）離間した赤外線加熱素子を用いて行う、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記コンベヤ表面に沿う前記ペレット、片又は粗粒子の層は、約２．５ｃｍ（１インチ）〜３．８ｃｍ（１．５インチ）の厚さを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンベヤ表面に沿う前記ペレット、片又は粗粒子の層を混合又は撹拌することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記加工された穀物製品の前記第１の加熱の前に、（ｉ）前記加工された穀物製品を少なくとも約６時間の期間にわたって保管することと、（ｉｉ）前記加工された穀物製品を、第１の場所から、前記第１の加熱と前記第２の加熱と前記第３の加熱と前記第１の冷却と前記第２の冷却とを行う第２の場所に出荷することとから選択される少なくとも１つを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
前記加工された穀物製品の前記第１の加熱の前に、前記加工された穀物製品を少なくとも約１ヶ月の期間にわたって保管することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
前記加工された穀物製品の前記第３の加熱に続いて、前記加工された穀物製品をバンピング又はフレーク化して、丸められた又はフレーク状になった穀物製品を生成することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１７】
前記加工された穀物製品の前記第１の加熱の前に、前記加工された穀物製品を乾燥させて約０．６５以下の水分活性値を達成することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１８】
複数工程の穀物調整装置であって、
上流部分から下流部分への流れ方向に穀物片を移動させるように構成されているコンベヤと、
前記コンベヤに沿って該コンベヤの前記上流部分付近に位置する第１のヒータと、
前記コンベヤに沿って該コンベヤの前記上流部分と前記下流部分との間に位置するとともに、前記コンベヤに沿って前記第１のヒータとの間で第１の冷却領域を提供するように前記第１のヒータから下流に離間する第２のヒータと、
前記コンベヤに沿って該コンベヤの前記下流部分付近に位置するとともに、前記コンベヤに沿って前記第２のヒータとの間で第２の冷却／冷却領域を提供するように前記第２のヒータから下流に離間する第３のヒータと
を備え、
（ｉ）前記穀物片を前記第１のヒータによって第１の高温まで加熱し、（ｉｉ）前記穀物片を前記第２のヒータによって第２の高温まで加熱し、（ｉｉｉ）前記穀物片を前記第３のヒータによって第３の高温まで加熱するように動作可能である穀物調整装置。
【請求項１９】
前記コンベヤは、複数の段状の表面と、前記穀物片を撹拌するとともに前記コンベヤに沿って前記流れ方向に移動させるように動作可能な振動モータとを備える、請求項１８に記載の穀物調整装置。
【請求項２０】
（ｉ）フレーク化ミルと、（ｉｉ）バンピングミルと、（ｉｉｉ）パフ形成装置とから選択される少なくとも１つと更に組み合わせられ、前記穀物調整装置を出る前記穀物片に対して最終的な成形プロセスを行うように動作可能である、請求項１８に記載の穀物調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、ゼラチン化した安定的な穀物製品中のデンプンマトリクスを変性させて、穀物製品を比較的軟質で成形可能な穀物ペレット又は穀物片に変える方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペレット化された穀類（穀物）製品の従来の製造業者は、ペレットをフレーク又は他のインスタント（「ＲＴＥ」）穀類製品に変える前に、ペレットの水分含量を調整することによって、穀物ペレットの所望の手触り、稠度、硬さ及び／又は脆性を調節する。通常、そのような手順は、実質的に連続的な製造プロセスにおいて順次の実質的に中断されない工程のシーケンスで穀物を調理、ペレット化、乾燥、フレーク化及び焼く工程を含む。順次のプロセスにおける作業の個々の工程間の遅延又は隔たりは、穀物製品の特性の望ましくない物理的及び／又は化学的な変化のリスクを高め、この結果として、消費者への完成品の望ましさに影響を与える、一貫性のない製品の特性を生じる可能性がある。
【０００３】
典型的なプロセスでは、穀物ペレット中の水分の存在によって穀物ペレットが比較的軟質で柔軟になるため、「バンピング」（すなわち、実質的に同じ速度で回転する２つのローラ間の圧縮）、フレーク化（例えば、異なる速度で動作する２つのローラを用いる）、パフ形成、又は、他の製粉動作のような後続の成形作業を用いて、インスタント穀類製品において使用されるような穀物製品の所望の完成形状に到達するか又は近づくために、ペレット、粗粒子又は他の片の形状を変えることができる。穀物ペレット又は穀物片が十分に軟質で柔軟ではない場合、フレーク化又は他の製粉作業によって穀物ペレット又は穀物片を粉々にしてしまう可能性があり、それによって所望の完成形状に成形することができない。
【０００４】
通常、部分的にゼラチン化した穀物ペレットの満足のいくフレーク化、バンピング、パフ形成又は他の製粉を達成するには、およそ０．７５以上の水分活性値が必要とされている。「水分活性」は、所与の温度で物質（例えば穀物製品）中に含まれる水の蒸気圧を、同じ温度の純水の蒸気圧で割ったものとして規定される、単位のない比率であり、一般的に、かび又は細菌の成長を回避する製品の能力の確実な基準とみなされる。水分活性は、異なる水分レベルを有する隣接する製品間の水分の移動にも影響を与える。説明上、水分活性は、簡単に、穀物製品内の粒子間の空隙に位置する空気の相対湿度に関連するものと考えることができる。
【０００５】
従来のプロセスでは、穀物ペレットは、フレーク化、バンピング又はパフ形成されて概ね所望の形状になると、通常、インスタント穀類製品を達成するために焼かれる。典型的なプロセスでは、約０．７５以上の水分活性値を有する部分的にゼラチン化した穀物ペレットは、乾燥工程を終えるとおよそ３２℃（華氏９０度）〜６５．６℃（華氏１５０度）の温度を有し、フレーク化、バンピング、パフ形成等の最終的な成形段階に入る。穀物製品は通常、乾燥工程又は冷却及びテンパリング期間から最終的な成形段階に直接的に移動され、乾燥後の穀物製品中の水分を均質化するのを助けて、穀物製品におけるかびの形成を制限又は防止する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、長期間にわたって常温保存可能であるように十分に低い水分活性まで乾燥されている穀物片（ペレット、粗粒子又は他の自然に形成された片等）を軟化する方法を提供し、それによって、穀物片は、最終的な成形段階（バンピング、フレーク化、パフ形成等）を経ることができ、実質的に水分が付加されない。この軟化は、所与の穀物ペレット、粗粒子又は他の粒子若しくは片のデンプンマトリクス中のデンプン分子及び分子結合を整列させることによって、穀物片中のデンプンマトリクス（すなわち、デンプン分子、及び、デンプン分子のポケット又は細胞内の分子結合の配列）を変性する、一連の加熱及び冷却／テンパリングサイクルを伴う調整プロセスによって達成される。調整プロセスの前に、穀物粒子は、通常は約０．６５以下の低い水分活性値を有し、これは、かびの成長を阻止するか又は実質的に防止するが、デンプン分子も整列されず、少なくとも部分的にゼラチン化され、これによって、穀物粒子に脆性又は「ガラス質」の特性を与え、これによって最終的な成形プロセスにつながらなくなる。本発明の調整プロセスは、デンプンマトリクスの内部構造及び整列を変更し、それによって、穀物ペレット、穀物片又は粗粒子の手触り又は特性を、概ね硬質の結晶形態から比較的軟質で柔軟な形態に変えるが、穀物製品のかびの成長を受けやすくする水分の付加を必要としない。
【０００７】
本発明の一態様によると、常温保存可能な加工された穀物製品を調製する方法は、約０．６５以下の水分活性値を有する加工された穀物製品に対して行われる一連の加熱及び冷却／テンパリング工程を含む。この方法は、第１の加熱工程と、第２の加熱工程と、第３の加熱工程とを含み、第１のテンパリング工程が第１の加熱工程と第２の加熱工程との間で行われ、第２のテンパリング工程が第２の加熱工程と第３の加熱工程との間で行われる。加工された穀物製品は、最初に、比較的硬質で脆性の特性を有し、一連の加熱及びテンパリング工程を通して、比較的より軟質でより可撓性の特性を達成する。第１の加熱工程によって、加工された穀物製品を第１の高温にする。加工された穀物製品の第１のテンパリング工程によって、加工された穀物製品を、第１の高温よりも低い第１の低温にする。加工された穀物製品の第２の加熱工程によって、加工された穀物製品を、第１の低温よりも高い第２の高温にする。加工された穀物製品の第２のテンパリング工程によって、加工された穀物製品が、第２の高温よりも低い第２の低温に達する。加工された穀物製品の第３の加熱工程によって、加工された穀物製品を、第２の低温よりも高い第３の高温にする。加工された穀物製品が一連の加熱及びテンパリング工程を完了して所望のより軟質でより可撓性の特性を達成すると、フレーク化、バンピング、パフ形成等のような最終的な成形の準備が整う。
【０００８】
したがって、本発明は、インスタント穀類において用いられるような、加工された穀物製品のデンプン分子の構造を変性させる方法又はシステムを提供する。この方法は、一連の交互の加熱及び冷却／テンパリング工程を使用して、比較的脆性であるが低水分活性の穀物製品を、水分活性値が低いままであるが、軟化され、完成した又はほぼ完成した穀類製品を達成するようにバンピング、フレーク化又はパフ形成される準備が整った軟化された穀物製品に変える。低水分活性値を有する脆性の高密度半製品（穀物ペレット、粗粒子又は自然に形成された片）を、低水分活性値を保持する比較的軟質であるか若しくは非脆性の材料特性又は特徴を有するものに調整する能力は、製品をフレーク化、バンピング又はパフ形成によって最終的に成形する前の、半製品の無限の長さの保管及び／又は輸送を可能にする。これによって、製造プロセスに自由度が加わり、連続的な段階的なプロセスを実行する必要性を低減又は排除すること等によって、穀物加工において用いられる商品及び設備のより有利な利用を可能にする。
【０００９】
本発明のこれら及び他の対象、利点、目的並びに特徴は、図面とともに以下の明細書を検討すると明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による、穀物製品を加工する方法を示すフロー図である。
【図２】図１の方法の加熱及びテンパリング部分を行うときに用いられる製造エリアの図である。
【図３】図１の方法の加熱及びテンパリング部分を行うときに用いられる製造エリアの別の実施形態の図である。
【図４】本発明の方法を実施するときに用いることができる穀物調整及びフレーク化装置の側面図である。
【図５】図４の穀物調整及びフレーク化装置の端面図である。
【図６】図４の穀物調整及びフレーク化装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、図面と、図面に示される例示的な実施形態とを参照すると、加工された穀物製品中のデンプン分子の構造を変性させる方法は、軟質で成形可能な穀物片（通常はペレット、粗粒子又は自然に形成された片）を、以前は硬質で脆性の稠度であったが、低水分活性値に起因して比較的常温保存可能であった（常温保存可能なままである）乾燥穀物片から作り出すことを可能にする。穀物片の軟質で成形可能な特性は、フレーク化、パフ形成、バンピング等のような最終的な成形を容易にする。しかし、前の乾燥工程の結果から、穀物片の水分活性値は、かびの成長を阻止するほど十分に低いため、その後の加工工程は、従来の穀物加工方法において通常は可能であったよりも長く遅らせることができる。したがって、未加工の穀物を完成した穀類製品に変えるプロセスは、別個の位置において、未完成の穀物製品を、乾燥され常温保存可能な穀物ペレット又は粗粒子又は自然に形成された片の製造と、完成したインスタント穀類製品を生じる最終的な加工工程との間で長期間、数週間又は数ヶ月でさえも保管するという選択肢を伴い、最終製品の質又は稠度に実質的に悪影響を与えることなく、別個のプロセスに分けるか又は分割することができる。
【００１２】
従来の穀物加工とは対照的に、本発明の加工方法１０（図１）は、穀物片を調理してから比較的低い水分活性値（通常は約０．６５以下）まで乾燥させることを可能にし、その状態で、穀物片は長期間保管することができ、次に、穀物片を続いて軟化させ、穀物片の交互の加熱及び冷却／テンパリングを使用して軟質又は成形可能な特性を達成することができ、従来の方法のより高い水分活性値を必要としない。図１の例示的な実施形態では、未加工の穀物製品１２（米、小麦、オート麦、大麦、ソルガム、トウモロコシ、実質的に任意の形態のふすま等のうちの任意の１つ又は複数であり得る）を、実質的に任意の公知の方法によって最初に調理し（１４）、この結果、自然に形成された粒子又は片の形態であり得る調理された穀物製品１６が生じる。調理された穀物製品１６は、例えば自然に形成された片又は粗粒子１９ａとして乾燥工程１８に直接送ることができる。任意に、中間のペレット化工程２０を造粒器等において行い、調理された穀物製品１６の選択された穀物成分１９ｂ（例えば、ふすま、ひび割れた小麦等のうちの１つ又は複数のタイプ）を穀物ペレット２２に変えることができ、これを次に乾燥工程１８に渡す。調理された穀物製品１６は、自然に形成された粒子または粗粒子１９ａの形態であるか若しくは穀物ペレット２２としてであるかにかかわらず、乾燥工程１８に入る前に、デンプン分子が各穀物ペレット又は粒子中で実質的にずらされ、約０．９３〜約０．９６の水分活性値及び比較的軟質の手触り又は特性を有して、少なくとも部分的にゼラチン化される。調理１４と乾燥１８とペレット化２０とを含む加工方法１０の上述した工程は、当該技術分野において公知の方法を用いて行うことができる。
【００１３】
乾燥された穀物片２４は、乾燥工程１８に入ったときのそれらの水分レベル及び水分活性と比較して低減した水分含量及び水分活性を有して乾燥工程１８を出る。乾燥された穀物片２４の水分活性値はおよそ０．６５以下であり、通常は約０．５〜０．６３の範囲内である。好ましくは、乾燥された穀物片２４の水分活性値は約０．６０〜約０．６３である。加えて、乾燥された穀物片２４は、乾燥工程１８に入ったときはもはや軟質又は変形可能ではなく、この時点で、乾燥工程１８を出ると比較的硬質であるか又はガラス質である。任意に、乾燥工程１８の後で、冷却工程２６を用いて、乾燥された穀物片２４の温度をおよそ室温まで下げる。この状態では、冷却され乾燥された穀物片２９は、実質的に整列されていないデンプン分子と、およそ０．６５以下の水分活性値とを有し、それによって、冷却され乾燥された穀物片２９は、従来の穀物製品の保管及び／又は出荷方法並びに条件を用いて、製品の品質を実質的に損なうことなく、例えば６ヶ月以上である長期間にわたって保管することができる。しかし、この状態では、冷却され乾燥された穀物片２９は十分に硬質でガラス質であるので、脆性の穀物片は、望まない小さい粒子に粉々になって粉砕されるため、更なる加工（フレーク化、バンピング、パフ形成等）を、所望の結果を伴って行うことが概してできない。
【００１４】
一方で、より従来のプロセスでは、乾燥された穀物片は、乾燥機を出るときに十分に高い水分活性値を有するため、フレーク化、バンピング、パフ形成等といった最終的な成形プロセスに直接送られるほど十分に軟質で成形可能である。本発明の加工方法１０では、乾燥された穀物片は通常、保管又は出荷／輸送には好適であるが、上述した理由から最終的な成形プロセスにはあまり好適ではない乾燥状態で冷却及び硬化されている。本発明の方法１０は、冷却され乾燥された穀物片３１（この少なくとも幾らかは長期間保管されているものとすることができる）に、複数工程の加熱及び冷却／テンパリングプロセス３０を加え、このプロセスは、穀物片中のデンプン分子を整列させ、穀物片の不定形の可塑性又は弾性又は柔軟な稠度を達成し、これによって、穀物片を最終的な成形のために調整し、またこれは実質的に水分を付加することなく達成される。これは、冷却され乾燥された穀物片２９を、最終的な成形の前に、常温保存可能状態において長期間にわたって任意に保管及び／または出荷若しくは輸送すること（２８）を可能にする。
【００１５】
図１の例示的な実施形態では、複数工程の加熱及びテンパリングプロセス３０は、加熱及び冷却／テンパリング工程が、冷却され乾燥された穀物片３１中のデンプン分子が整列されて、実質的に水分を更に付加することなく最終的な成形に備えて適切で準備が整った所望の不定形の可塑性又は弾性又は柔軟な稠度を達成するように交互にされる、５工程のプロセスである。約０．６５以下の水分活性値と、比較的硬質で脆性の特性又は稠度とを有する冷却され乾燥された穀物片３１は、約７６．７℃（華氏１７０度）の第１の高温を達成する、第１の加熱工程３２に入る。第１の加熱工程３２では、約０．７ミクロンの波長を有する赤外線放射を加えること等によって、約７６．７℃（華氏１７０度）の第１の高温を約５秒〜１５秒の第１の加熱期間内で達成するのに十分な速さで、穀物片を室温から加熱するのが望ましい。穀物片は、第１の加熱工程３２を出て、約５秒〜１０秒の期間にわたって第１の冷却／テンパリング工程３４において冷却及びテンパリングされ、これによって、各穀物片中のデンプン分子のマトリクスが緩み（すなわち、それらの分子結合を緩めるか又は弱め）、それによって、デンプン分子のその後の整列を容易にする。
【００１６】
第１のテンパリング工程３４に続いて、第２の加熱工程３６によって穀物片の温度を約９８．９℃（華氏２１０度）の第２の高温に上昇させる。好ましくは、第２の加熱工程３６は、任意に約０．５ミクロンの波長を有する赤外線放射を用いて約１０秒〜２０秒の期間にわたって行い、第１のテンパリング工程３４の第１の低温から第２の高温に達する。穀物片を次に、第２の加熱工程３６から第２のテンパリング工程３８に向け、望ましくは約３秒〜１０秒で到達する第２の低温に達し、デンプンマトリクス内のデンプン分子及び分子結合を整列させる。第２のテンパリング工程３８に続いて、穀物片は第３の加熱工程４０に入り、ここで、約９８．９℃（華氏２１０度）の第３の高温に到達し、それによって、穀物片中のデンプン分子を互いに整列させる。好ましくは、約０．７ミクロンの波長を有する赤外線放射を用いて、約５秒〜２０秒の加熱期間内で約９８．９℃（華氏２１０度）の第３の高温に到達する。
【００１７】
加熱されテンパリングされた穀物片４２は、不定形の可塑性又は弾性又は柔軟な稠度と、低いまま（約０．６５以下）である水分活性値とを有して第３の加熱工程４０を出て、フレーク化４６、パフ形成４８及びバンピング５０のうちの任意の１つ又は複数を伴い得る最終的な成形プロセス４４の準備が整い、成形された穀物製品５２を達成する。成形された穀物製品５２は次に、焼き５４及び１つ又は複数のコーティング５６の塗布のような最終的な加工工程に向けられ、完成したインスタント穀類製品５８を得ることができる。加熱されテンパリングされた穀物片４２が、その温度が第３の加熱工程４０のおよそ９８．９℃（華氏２１０度）に続いて少なくとも約８５．０℃（華氏１８５度）であるほど十分に迅速に、最終的な成形プロセス４４に入ることが概して望ましく、それによって、穀物片４２は最終的な成形プロセス４４に備えて脆性になりすぎることがない。
【００１８】
任意に、加熱されテンパリングされた穀物片４２を冷却工程５７に向けることができ、それによって、テンパリングされた穀物片４２の温度が、最終的な成形プロセス４４の前に約８５．０℃（華氏１８５度）未満に降下し、穀物片を、常温保存可能な穀物片５９として保管又は（例えば陸上トラック、列車、船又は他の車両によって）出荷／輸送することができる。しかし、その場合、通常は、冷却／テンパリングプロセス３０に関して上述したよりも高い温度で穀物片５９に対して別の複数工程の加熱及びテンパリングプロセスを行い、それによって、予めテンパリングされた穀物片５９が最終的な成形プロセス４４に備えて十分に軟質で柔軟であるように再び調整する必要がある。
【００１９】
図１の複数工程の加熱及びテンパリングプロセス３０は、第１の加熱工程３２と第２の加熱工程３６と第３の加熱工程４０とをそれぞれ行うのに用いられる第１〜３の赤外線ヒータ６２ａ〜ｃを有するシステム６０（図２）を用いて行うことができる。好ましい実施形態では、第１の赤外線ヒータ６２ａは、約０．７ミクロンの波長の赤外線放射を放出し、第２の赤外線ヒータ６２ｂは、約０．５ミクロンの波長の赤外線放射を放出し、第３の赤外線ヒータ６２ｃは、約０．７ミクロンの赤外線放射を放出する。任意には、赤外線ヒータ６２ａ〜ｃは、石英赤外線ヒータである。冷却され乾燥された穀物片３１は、赤外線ヒータ６２ａ〜ｃの下方を通るベルトコンベヤ６４に沿って運ばれる。例示的な実施形態では、冷却され乾燥された穀物片３１が、約２．５ｃｍ（１インチ）〜３．８ｃｍ（１．５インチ）の厚さである層でベルトコンベヤ６４に沿って堆積されることが望ましい。赤外線ヒータ６２ａ〜ｃは、穀物片３１の層の上方で約０．１ｍ（４インチ）〜０．２ｍ（８インチ）、又は、ベルトコンベヤ６４の上面６４ａの上方で約０．１３ｍ（５インチ）〜０．２４ｍ（９．５インチ）離間する。任意には、本方法の加熱工程は、加熱空気を乾燥された穀物片に向けることによって達成できることが想定され、それによって、各加熱工程の少なくとも一部は、上述したシステム６０におけるように実質的に放射によってではなく、対流によって達成される。
【００２０】
図２の例示的な実施形態では、乾燥された穀物片３１の冷却及びテンパリングは、第１の赤外線ヒータ６２ａと第２の赤外線ヒータ６２ｂとの間（すなわち第１のテンパリング工程３４）と、再び第２の赤外線ヒータ６２ｂと第３の赤外線ヒータ６２ｃとの間（すなわち第２のテンパリング工程３６）とで行われる。乾燥された穀物片３１は、赤外線ヒータ間で十分な時間を経るため、自然の冷却及びテンパリングが、穀物片が次の赤外線ヒータの下を通る前に、周囲空気の存在下で生じる。任意に、また図２に仮想線で示されるように、第１のテンパリング工程３４及び第２のテンパリング工程３８をそれぞれ行うときに用いるために、第１のテンパリング装置６６を、第１の赤外線ヒータ６２ａと第２の赤外線ヒータ６２ｂとの間に配置することができ、一方で、第２のテンパリング装置６８を、第２の赤外線ヒータ６２ｂと第３の赤外線ヒータ６２ｃとの間に配置することができる。第１のテンパリング装置６６及び第２のテンパリング装置６８は、例えば周囲空気又は冷えた空気を吹き付けるエアブロワであり、所望の量の冷却及びテンパリングが乾燥された穀物片に対して加熱工程間で生じることを確実にすることができる。任意には、温度センサをシステム６０に沿って配置し、ベルトコンベヤ６４に沿う乾燥された穀物片３１の温度を監視し、また任意に、コンベヤ速度、赤外線ヒータ６２ａ〜ｃのうちの１つ又は複数の出力、または任意の第１のテンパリング装置６６及び第２のテンパリング装置６８の出力を自動的に調整するための温度情報を使用することができる。
【００２１】
任意に、加熱及びテンパリングプロセス３０中に、穀物片が赤外線ヒータ６２ａ〜ｃの下及び任意の第１のテンパリング装置６６及び第２のテンパリング装置６８の下を通るときに、穀物片を混合及び／又は撹拌するために混合装置をベルトコンベヤ６４に沿って配置することができる。混合装置は、混合パドル又はベルトコンベヤ６４の振動を用いて、穀物片がベルトコンベヤ６４に沿って移動するにつれて穀物片を混合及び撹拌することができる。穀物片を、振動、若しくは、固定床またはシュートを通って上方に移動する加圧空気によって「流動化」することができ、それによって、穀物片が、移動するコンベヤ表面を必要とせず床に沿って本質的に流れることが更に想定される。例えば、約６．７Ｈｚ〜８．３Ｈｚの振動数で動作する振動コンベヤ床が、加熱及びテンパリングプロセス中に十分な混合を提供すると分かっている。加熱及びテンパリングプロセス３０中の乾燥された穀物片の混合又は撹拌は、システム６０を通る穀物片の全ての均質さを改善する。任意に、また図３に示されるように、別のシステム６０’は、乾燥された穀物片が加熱及びテンパリングプロセス３０を経るときに乾燥された穀物片を撹拌又は混合し、穀物片の実質的に全ての面が赤外線ヒータ６２ａ〜ｃからの放射エネルギーに晒されることを確実にするのを助ける、一連の降下段部を含むベルトコンベヤ６４’を有している。
【００２２】
複数工程の加熱及びテンパリングプロセス３０並びにその後の最終的な成形プロセス４４を、単一の機械又は機器において行うことができることが想定される。例えば、図４及び図５を参照して、組み合わせ型穀物−調整及びフレーク化ミル７０は、その上側端部に、赤外線ヒータ６２ａ〜ｃ及び段状のコンベヤ６４”を備えている。乾燥された穀物片は、給送シュート７２を介してコンベヤ６４”の上流端部に給送され、コンベヤ６４”に沿って（図４において見て右側から左側へ）移動され、コンベヤ６４”上で、穀物片は赤外線ヒータ６２ａ〜ｃによって順に加熱され、冷却／テンパリングエリアが第２の赤外線ヒータ６２ｂから上流及び下流に位置している。任意に、赤外線ヒータ６２ａ〜ｃを、ヒンジ７６を介して骨組み７４の上側部分に回動可能に取り付けることができ、それによって、赤外線ヒータを、コンベヤ６４”の清掃又は修理等のために持ち上げることができる（図５に仮想線で示されている）。
【００２３】
図４〜図６の例示的な実施形態では、コンベヤ６４”は、骨組み７４上で支持される振動モータ８０（図４及び図５）によって振動される段状のパン７８を有し、骨組み７４は、複数の防振装置８２を介して段状のパン７８も支持している。例示的な実施形態では、別の給送シュート８１が、調整された穀物を、段状のパン７８の下流端部から、一対のモータ駆動ローラ８４に向け、一対のモータ駆動ローラ８４は穀物片をフレークに成形する。ローラ８４は、約４０インチの長手方向長さ及び約２６インチの直径を有することができ、１２００ｒｐｍで回転するそれぞれの７５ｈｐモータ８６（図５）によって約１６７ｒｐｍ（表面において約１１３７リニアフィート／分）で回転することができる。調整された穀物片がローラ間を通るのと実質的に同じ速度でローラが回転する場合、これは「バンピング」と称することができ、一方で、ローラが互いから異なる速度で回転することは、穀物片の「フレーク化」と称することができる。ローラ８４、モータ８６及び実質的に全体的な穀物−調整及びフレーク化ミル７０を、特定のスループットの必要性を満たすように実質的に任意の所望のサイズに拡大縮小できることが理解されるであろう。モータ８６は、それぞれのベルトドライバ８８（図５）を介してローラ８４に接続されている。ローラ８４から、フレークが出口給送シュート９０を通って落下し、ホッパに入るか、又は、梱包前にフレークの最終的な加工（例えば、図１に示されるような焼き５４、コーティング５６等）のための別のコンベヤに入る。所望であれば、フレーク化ミル７０のローラ８４を、パフ形成装置、粉砕ミル又は他の成形機器を置き換えて、パフ形成又は粉砕された穀物製品を達成することができ、これは本発明の主旨及び範囲から逸脱しないことが理解されるであろう。
【００２４】
したがって、本発明は、穀物粒子を、最終的な成形のために、但しかび又は細菌の成長を受けやすくすることなく調製するために、常温保存可能な穀物粒子を硬質の結晶質構造から柔軟な弾性又は軟質の手触りに変える方法を提供する。これは、加工に伴う種々の工程間の穀物の保管及び／又は出荷／輸送の遅延を可能にし、これによって、製造プロセスの自由度が高まり、機器のより効率的な使用が可能となる。例えば、穀物加工方法の初期の工程を行うことができ、結果として生じる部分的に加工された製品は、後の加工工程において用いられる機器が保守修理のために非稼働中である場合であっても、更なる加工を行う前に保管される。部分的に加工された穀物製品は、必要であるか又は所望であれば、最終的な成形及び加工のために別個の設備に輸送することができる。
【００２５】
具体的に記載した実施形態に対する変形及び変更を、本発明の原理から逸脱することなく行うことができ、これは、均等論を含む特許法の原則に従って解釈されるように、添付の特許請求の範囲のみによって限定されることが意図される。
【図１】
2016515834.tif 000003
【図２】
2016515834.tif 000004
【図３】
2016515834.tif 000005
【図４】
2016515834.tif 000006
【図５】
2016515834.tif 000007
【図６】
2016515834.tif 000008
【国際調査報告】
2016515834.tif 000009
2016515834.tif 000010