(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製パンを行うための焼成室と、製パン材料を入れる練り羽根つきのパンケースと、練り羽根を回転させ混練・ガス抜きを行う駆動源と、焼成室の温度を検知する温度検知手段と、発酵工程で発生する炭酸ガスの発生量を検出するガスセンサと、これらを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、適正な発酵をおこなうようにすべく、前記ガスセンサにより検出された炭酸ガスの発生量が所定値に達すると前記発酵工程を終了し、次の工程に移るように制御するとともに、前記発酵工程の初期段階の所定時間内の炭酸ガスの発生量に基づき前記所定値を設定する構成とした自動製パン機。
【請求項２】
一定時間ごとの炭酸ガスの発生量を求め、前記発生量が所定値以上となった時点で発酵工程を終了する構成とした請求項１に記載の自動製パン機。
【請求項３】
一定時間ごとの炭酸ガスの発生量を求め、所定値以上の発生量を連続して測定した時点で発酵工程を終了する構成とした請求項１に記載の自動製パン機。
【請求項４】
一定時間ごとの炭酸ガスの発生量を求め、前回測定の発生量と今回測定の発生量との比を求め、その比が所定値よりも小さくなった時点で発酵工程を終了する構成とした請求項１に記載の自動製パン機。
【請求項５】
制御手段は論理手段を有し、発酵工程における初期段階の複数の時間に発生する夫々の炭酸ガスの発生量により、前記炭酸ガスの発生量と発酵経過時間との関係を示す二次曲線を推論し、前記二次曲線上に前記発酵工程を終了するための所定値を設定する構成とした請求項１に記載の自動製パン機。
【請求項６】
発酵工程を終了するための所定値を二次曲線の最大値の７０％以上、９５％以下の値に設定する構成とした請求項５に記載の自動製パン機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭において用いられる自動製パン機に関し、特に発酵工程を自動的に行うものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から製パンには、混練・発酵・焼成の工程を要する。小麦粉・水・イースト等の製パン材料を用い、これらの工程を自動制御することにより、製パンを行う自動製パン機は実用化されている。また、パンの種類としては、食パン・ソフト食パン・ぶどう食パン・フランスパン等が挙げられ、これらのパンの種類は製パン材料および配合により製パン時間および製パン工程が異なることは一般的に知られている。
【０００３】
次に、製パンを行うための自動製パン機における一般的な自動製パン機の構成および食パンの製パン工程について説明する。
【０００４】
図６は、自動製パン機の断面図である。１は焼成室で、２は練り羽根、３はパンケース、４は羽根を回転させる駆動源であり、パンケース３に入れた製パン材料を練り羽根２が駆動することにより混練・ガス抜きを行う。５は加熱を行うための加熱手段であり、パン生地の発酵・熟成の工程を行う。６は焼成室内の温度を検知する温度検知手段である。そして、７は温度検知手段６、駆動源４、加熱手段５等を制御する制御手段である。また、８はこの制御手段の制御条件を設定する入力手段である。
【０００５】
このような構成で、パンケースに製パン材料を投入し、入力手段に焼きあがり時刻等を入力すると、駆動源が所定時刻に運転を開始し、焼成室が所定温度、あるいは所定時間になると、駆動源が停止し発酵工程に入る途中に、駆動源の回転によるガス抜き動作が数回行われながら進行し、そして所定時間経過後に焼成工程が行われ、所望時刻にパンが焼きあがるものである。
【０００６】
図７は、上記構成の自動製パン機による食パンの製パン工程図を示している。まず、イースト以外の製パン材料を混練（第１混練工程）し、生地を作る。そして、生地の中へ、イーストを投入し、生地を休ませた（ねかし工程）後、生地とイーストを混練（第２混練工程）し、パン生地を作る。そして、パン生地を発酵・熟成（第１発酵工程：約１００分、２５℃〜３２℃）させ、ガス抜き後、再びパン生地を発酵・熟成・膨化（整形発酵工程：約５０分、３５℃〜３８℃）させる。整形発酵したパン生地を焼成（焼成工程）する。これにより、パンが焼きあがる。この一連の工程を制御手段に記憶された制御条件により制御するようにしてある。
【０００７】
次に、各工程の働きを説明する。混練工程において、混練により小麦粉の蛋白質が結合し、グルテンが生じる。また、発酵工程において、イースト・小麦粉および砂糖による炭酸ガスが発生しパン生地が膨化しパンの組織を形成する。かつ、小麦粉および砂糖・イーストによるアルコール生成および糖による乳酸等の有機酸を生成するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
製パン工程で発酵工程は最も重要な工程である。この工程で如何に適正に発酵させるかによってパンの風味、出来映えがまったく別のものとなってしまう。すなわち、発酵不足の場合、高さが低く、風味に乏しくかつ硬いものとなってしまう。また、過発酵の場合、キメが荒く舌触りの悪いものとなってしまう。
【０００９】
しかしながら、従来の自動製パン機では、パンケースに製パン材料を投入し、入力手段に焼きあがり時刻等を入力すると、自動的に製パン工程が行われてしまう。そのため、好みによりパンの出来映えを変えようとしてイーストの量を少なくしたりまたは多くしたりすると、発酵条件が変わったにもかかわらず一定条件の発酵工程で発酵が行われるために、発酵不足や、過発酵になってしまうという問題があった。また、発酵温度が異なった場合にも同様の問題が有った。
【００１０】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、イーストの量や発酵温度が異なった場合でも、適正な発酵を行うことができる自動製パン機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自動製パン機は、製パンを行うための焼成室と、製パン材料を入れる練り羽根つきのパンケースと、練り羽根を回転させ混練・ガス抜きを行う駆動源と、焼成室の温度を検知する温度検知手段と、発酵工程で発生する炭酸ガスの発生量を検出するガスセンサと、これらを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、適正な発酵をおこなうようにすべく、前記ガスセンサにより検出された炭酸ガスの発生量が所定値に達すると前記発酵工程を終了し、次の工程に移るように制御するとともに、前記発酵工程の初期段階の所定時間内の炭酸ガスの発生量に基づき前記所定値を設定する構成とした。この構成では、発酵工程の終了を発酵工程で発生する発生ガスにより判断するので、イーストの量や発酵温度に関係なく決定でき、発酵の失敗をなくすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、製パンを行うための焼成室と、製パン材料を入れる練り羽根つきのパンケースと、練り羽根を回転させ混練・ガス抜きを行う駆動源と、焼成室の温度を検知する温度検知手段と、発酵工程で発生する炭酸ガスの発生量を検出するガスセンサと、これらを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、適正な発酵をおこなうようにすべく、前記ガスセンサにより検出された炭酸ガスの発生量が所定値に達すると前記発酵工程を終了し、次の工程に移るように制御するとともに、前記発酵工程の初期段階の所定時間内の炭酸ガスの発生量に基づき前記所定値を設定する構成とすることにより、発酵工程の終了を発酵工程で発生する発生ガスにより判断するので、イーストの量や発酵温度に関係なく決定でき、発酵の失敗をなくすことができる。
【００１３】
また、発酵工程を終了する判断として、発酵工程の初期段階の所定時間内に発生する炭酸ガス量により発酵工程を終了するための所定値を設定する構成とすることにより、あらかじめ所定値を実験によりもとめておくことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、一定時間ごとの炭酸ガスの発生量を求め、前記発生量が所定値以上となった時点で発酵工程を終了する構成とすることにより、発酵工程の終了をイーストの量や発酵温度に関係なく決定でき、発酵の失敗をなくすことができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、一定時間ごとの炭酸ガスの発生量を求め、所定値以上の発生量を連続して測定した時点で発酵工程を終了する構成とすることにより、発酵工程の終了をイーストの量や発酵温度に関係なく決定でき、発酵の失敗をなくすことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、一定時間ごとの炭酸ガスの発生量を求め、前回測定の発生量と今回測定の発生量との比を求め、その比が所定値よりも小さくなった時点で発酵工程を終了する構成とすることにより、イーストの量や発酵温度に関係なく決定でき、発酵の失敗をなくすことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、特に、請求項１に記載の発酵工程を終了する判断として、制御手段は論理手段を有し、発酵工程における初期段階の複数の時間に発生する夫々の炭酸ガスの発生量により、前記炭酸ガスの発生量と発酵経過時間との関係を示す二次曲線を推論し、前記二次曲線上に前記発酵工程を終了するための所定値を設定する構成とすることにより、所定値を二次曲線上に求めることが出来る。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、発酵工程を終了するための所定値を二次曲線の最大値の７０％以上、９５％以下の値に設定する構成とすることにより、イーストの量や発酵温度に関係なく決定でき、発酵の失敗をなくすことができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における自動製パン機の断面図であり、図２は同自動製パン機の構成を示すブロック図である。なお、本発明の自動製パン機の構成は、従来の自動製パン機の構成と基本的にはほぼ同じであり、同一機能要素には同じ符号を付した。
【００２１】
図１において、１は焼成室で、２は練り羽根、３はパンケース、４は羽根を回転させる駆動源であり、パンケース３にいれた製パン材料を練り羽根２が駆動することにより混練・ガス抜きを行う。５は加熱を行うための加熱手段であり、パン生地の発酵・熟成の工程を行う。６は焼成室内の温度を検知する温度検知手段であり、９は発酵時に発生するガスを測定するガスセンサである。ここでは炭酸ガスセンサを用いる。そして、７は温度検知手段６、またはガスセンサ９からの信号により、駆動源４、および加熱手段５等を制御する制御手段である。また、８はこの制御手段の制御条件を設定する入力手段である。
【００２２】
このような構成で、パンケースに製パン材料を投入し、入力手段に焼きあがり希望時刻または開始時刻等を入力すると、駆動源が所定時刻に運転を開始し、焼成室が所定温度、あるいは所定時間になると、駆動源が停止し発酵工程に入る。発酵工程では炭酸ガスセンサ９により発生する炭酸ガスを検出し、発生量が所定値に達すると発酵工程を終了する。運転開始から発酵工程終了までの間の途中に、駆動源の回転によるガス抜き動作を適宜行ないながら進行する。次いで、焼成工程が行われ、ほぼ所望時刻にパンが焼きあがる。本実施例では、発酵工程が自動的に行われるので、出来上がり時間は必ずしも所望時間と一致しない。したがって本発明においては使用者が経験により終了時間を予測する必要がある。しかし一般的には設定時間に対し３０分以内の誤差となる。
【００２３】
以下、本実施例の発酵工程を終了する炭酸ガスの所定値の設定についてのべる。
図３は、発酵工程における経過時間と単位時間（例えば５分）あたりに発生する炭酸ガスとの関係を示した図である。図に示すように、炭酸ガスの発生量は時間の経過にしたがい増大し、最大値を経て減少に向かう。一般的に発酵条件としては、炭酸ガスの最大発生量の５０以上、９５％以下、好ましくは７０％以上、８５％以下の炭酸ガスが発生したときに発酵工程を終了するのがよいとされている。これは、炭酸ガスの発生量が７０パーセント未満の場合はいわゆる発酵不足となり高さが低く硬いパンとなり、９５パーセントを超えるといわゆる過発酵となり、発酵工程終了後、ガス抜きをし、整形発酵をしたとき炭酸ガスの発生が少なく充分に膨化せず硬く舌ざわりの悪いパンとなってしまうからである。
【００２４】
経過時間ｔと単位時間に発生する炭酸ガス量ｖとの関係を示す発酵形態の図形は、イーストの量や発酵温度によって異なるが、発酵開始から炭酸ガスの最大発生量までの発酵形態は概ね二次曲線となる。本発明はこの曲線関係を利用して炭酸ガスの最大発生量の７０％以上、８５％以下の発生量のときに発酵工程を終了するように所定値を設定するものである。
【００２５】
図３において、発酵工程の初期段階の所定時間ｔ０内に発生する炭酸ガス量ｖ０を測定する。この値により被発酵物の発酵形態を推定できるので、あらかじめ実験により求めた値より発酵工程を終了する時点での一定時間内のガス発生量ｖ１を推定できる。したがって、一定時間ｔ１毎に炭酸ガス発生量を測定し、その測定値ｖが推定値ｖ１以上になった最初の時点Ｔで発酵工程を終了する。図３の場合は、炭酸ガスの発生量は最大値の約８０パーセントである。以上のように、発酵工程を最適な状態で終了できるので、発酵不足や、過発酵を防ぐことができる。
【００２６】
なお、測定値ｖが推定値ｖ１以上になった最初の時点Ｔに必ずしも限定されるものでなく、一定時間ｔ１の時間にもよるが、２〜５回ぐらい連続して測定値が推定値ｖ１以上になった時点を発酵工程の終了時点としても良い。ただし、このことは実験により過発酵にならないことを確認しておく必要がある。また、所定時間ｔ０および一定時間ｔ１を単位時間と同じにしても良い。ただ時間が短すぎると誤差の原因になるので注意する必要がある。また、初期段階の発生ガス量の測定は発酵開始後、約１０分経過してから行うのが好ましい。これは、発酵開始直後は色々の要因が重なり不安定になるからである。
【００２７】
ここで、所定時間ｔ０および一定時間ｔ１並びに所定値は特に限定されたものではなく、設計にあったって機種ごとに適正な条件を実験によりもとめるものである。以下の実施例でも同様である。
【００２８】
（実施例２）
本実施例は実施例１と基本構成は同じであり、異なる点は発酵工程を終了する設定値の設け方であるのでその点のみを説明する。
【００２９】
図４は、実施例２における自動製パン機の発酵時の特性図で、発酵工程における経過時間と単位時間（例えば５分）あたりに発生する炭酸ガスとの関係を示した図である。実施例１と同様に、制御手段は発酵工程の初期段階の所定時間ｔ０内に発生する炭酸ガス量ｖ０を測定することにより被発酵物の発酵形態を推定できる。したがって、あらかじめいろいろの発酵形態に対応して実験により求めた値より発酵工程を終了する時点前後における一定時間内のガス発生量の比を推定できる。本実施例では一定時間毎に炭酸ガスの発生量を求め、前回測定の発生量Δｖ２と、今回測定の発生量Δｖ３との比（Δｖ３／Δｖ２）を求め、この比が所定値よりも小さくなった時点で発酵工程を終了するようにした。これにより発酵工程を最適な時間時間で終了できるので、発酵不足や、過発酵を防ぐことができる。
【００３０】
（実施例３）
本実施例は実施例１および２と基本構成は同じであり、異なる点は発酵工程を終了する設定値の設け方であるのでその点のみを説明する。
【００３１】
図５は、実施例３における自動製パン機の発酵時の特性図で、発酵工程における経過時間と単位時間（例えば５分）あたりに発生する炭酸ガスとの関係を示した図である。以下図面に基づいて説明する。
【００３２】
前述したように、発酵工程における経過時間と単位時間（例えば５分）あたりに発生する炭酸ガスとの関係は概ね二次曲線で表すことができる。そこで、本実施例では、制御手段は論理手段を有し、発酵工程の初期段階のＴ１、Ｔ２およびＴ３時点での発生炭酸ガス量Ｖ１、Ｖ２およびＶ３を測定し、前記論理手段によって二次曲線Ｖ＝ａ（Ｔ−ｂ）２＋ｃを推定する。なお、Ｔ１時点の選定にあたっては発酵開始直後の約１０分はさけるようにする。これは、開始直後は色々な要因により不安定であるからである。
【００３３】
二次曲線Ｖ＝ａ（Ｔ−ｂ）２＋ｃにより、Ｔ＝Ｔｂで発生ガス量は最大のｃになる。本実施例では適正な発酵となる最大発生ガス量の７０％以上、８５％以下の値で、発酵工程が終了するように所定値を設定する。例えば、図５において、最大発生ガス量の８０％、すなわち、０．８ｃのガス量が発生する時点Ｔｂで発酵工程を終了する。これにより発酵工程を最適な時間時間で終了できるので、未発酵や、過発酵を防ぐことができる。
【００３４】
尚、本発明の実施例にはガスセンサとして炭酸ガスセンサを用いたが、発酵時に生じるガスであれば炭酸ガスに限定することはなく、アルコールセンサやエステルを検出するセンサでもかまわない。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１ないし６に記載した発明によれば、イーストの量や発酵温度に関係なく、常に発酵を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における自動製パン機の断面図
【図２】  同自動製パン機の構成を示すブロック図
【図３】  同自動製パン機の発酵時の特性図
【図４】  本発明の実施例２における自動製パン機の発酵時の特性図
【図５】  本発明の実施例３における自動製パン機の発酵時の特性図
【図６】  従来の自動製パン機の断面図
【図７】  同自動製パン機による食パンの製パン工程図
【符号の説明】
１  焼成室
２  練り羽根
３  パンケース
４  駆動源
５  加熱手段
６  温度検知手段
７  制御手段
８  入力手段
９  ガスセンサ
【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６】
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【図７】
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【図５】
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