清涼飲料製造で課題となる 4 つの材料と混合方法

現在、清涼飲料に使用される何百もの材料の中から、排出、溶解、または分散するうえで困難な材料のいくつかに焦点を当て説明します。

塊のある粉末

エナジードリンクを作るのにどれだけ物理的エネルギーが必要かわかると驚くかもしれません! 重要な材料の 1 つはタウリンで、通常 25kg の袋入りです。 タウリンは、特に袋が積み重ねられていた場合、塊になりやすいことが知られています。 清涼飲料工場では、オペレーターがこれらの袋を肩越しに振り、壁や地面に叩きつけて内部の塊を壊しているのを見ることがあります。 塊をくずすのは、腰に負担がかかる作業です。

もう 1 つの方法は、これも推奨されない方法ですが、塊がホッパーに入った後、ハンマーで塊を壊して供給システムの詰まりを防ぐやり方です。 言うまでもなく、この方法はステンレス製の機器に損傷を与える可能性があり、オペレーターにとって時間のかかる作業です。

塊のある粉末の正しい解決策を提供するミキサーが1つあります: テトラパック® ミキサー RJCI 4X は、 50 cm x 40 cm の大きなハッチを装備した大型のホッパーを使用して、塊を簡単に溶解します。 ホッパーは、ミキサータンクから循環する液体で自動的に満たされると、ドライ供給モードからウェット供給モードに切り替えることができます。 塊が液体に落ちると、直ちに溶解し、システムを詰まらせません。健康と安全のリスクを伴う手動介入の必要もありません。 サイクルの終わりには、ホッパーを空にして簡単にドライモードに切り替えることができます。

きわめて細かい粉末

テトラパックの計算によると、清涼飲料に混合された粉末の約 1% が実際に最終的なドリンクになりません。 粉をホッパーに排出すると粉塵が発生するため、空気中に浮遊します。 この粉塵の一部は通常、大気中に霧散し、抽出ファンに吸い込まれてフィルターでろ過されます。

たとえば、粉末の 0.8% が空気中に霧散し、100kg の粉末が 1 日 8 時間、1 年 330 日、1 時間排出された場合、粉末 kg あたり 10 ユーロの価格とすると、21,530 ユーロに相当する損失になります。 これは粉末の平均価格ですが、粉塵になりやすい傾向があるビタミン、フレーバー、食用色素などの非常に細かい粉末材料の場合、もっと高価になる可能性があります。

粉塵の問題を解決するために、革新的な集じんおよび回収システム(ERS)が考案されました。この技術は特許出願中です。 ERS を使用すると、粉塵の霧散、材料の損失、フィルターの無駄がありません。 実際、すべての粉塵は回収され、ミキサーに戻されます。 このオプションのシステムでは、供給ホッパーの内側から粉塵を吸引し、少量の水(18 〜 25 リットル)でリザーバーに洗い流します。 そこから、水と溶解した粉塵の混合物として、再循環ストリームに回収できます。

システム全体がCIP 中に洗浄液で満たされ洗浄されて、高い衛生状態と食品の安全性を確保します。 これにより、粉末材料の損失を低減して作業環境に粉塵が入らないようにしながら、混合ラインの清浄度と衛生状態を維持できます。

競合他社製品には、空気中の粉塵を回収するミキサーがありません。 これは、新しいテトラパックミキサー RJCI 4X の独特のオプションです。

ねばねばした増粘剤

増粘剤は液体を安定させ、清涼飲料の口当たりを良くします。 ペクチンはその典型的な例で、フルーツジャムにゼリーのような食感を与えることで知られています。 他の同様の材料には、CMC、キサンタンガム、グアーガムがあります。 これらの粉末材料を固まりから液体へ変換するのは、湿気をはじくため、難しい場合があります。 

液体と接触してから約 10 秒以内に、ほとんどの増粘剤はその粘度が高くなり始めます。 最悪の場合、外側は丈夫な液体ガムで内側は乾燥した粉末になる「魚の目」と呼ばれる凝集体を形成します。 このような凝集体は、一度形成されると効率よく混合できません。

テトラパックは、この問題には時間が重要であると判断し、増粘剤が「魚の目」を形成する前に分散して早く溶解するような混合システムを開発しました。 このソリューションは自動混合デバイス(AMD)と呼ばれ、新しいテトラパックミキサー RJCI 4X のオプションとして利用できます。 乾燥した増粘剤が水と混合されて数秒以内に、混合液は、インジェクターに吸い込まれ、大きなせん断力を応用した再循環ポンプによって AMD を通してくみ上げられます。 このソリューションを使用すると、AMD オプションの約 5 倍の値段のハイシェアーポンプを設置する必要はありません。 テトラパックの AMD は、20℃の温度で最終飲料の最大 1% の増粘剤濃度を処理できます。最終飲料の通常増粘剤濃度は 0.2 〜 0.4% の範囲内ですから、これは最適です。 したがって、自動混合デバイスをハイシェアーゾーンとして選択する場合、このミキサーをインラインのハイシェアーポンプにアップグレードする必要はありません。 これらの装置は、より低い投資コストとはるかに少ないエネルギーで稼働し、同様の機能を実行します。

べたつく蜂蜜と濃度の高い濃縮物

プレミアムな清涼飲料を製造するメーカーは、天然甘味料として蜂蜜を使用します。 蜂蜜は、38% の果糖、31% のブドウ糖、1% のショ糖、9% のその他の糖で構成され、追加の精製や加工を必要としない唯一の天然甘味料です。 ミツバチからの黄金の贈り物ですが、その一貫した成分のため適切なタイプのミキサーとランスがなければ、蜂蜜をレシピに追加するのは簡単ではありません。 では、このような粘性のある材料を、液体ランスを使用してドラムからどのように排出するのでしょうか?

テトラパックの答えは、テトラパックミキサー RJCI 4X の大型液体ランスで利用可能なウォーターインジェクション技術を使用することです。 水により、このランスの吸引ヘッドで粘性の高い素材を局所的に流動化するため、迅速に流れます。 水はジェット噴射のみで少量ずつ注入され、その量はモニターされるため、レシピに従って量を調節できます。

蜂蜜が固まらない限り、液体蜂蜜の粘度は室温(約 21℃)で約 10,000cP です。 マンゴーペーストなどの一部の濃縮フルーツも、蜂蜜と同様の粘度があります。 試験では、ランスのヘッドに水が注入されていないときに、粘度が 5,000cP の濃縮物が 1,500L/h の速度で流れました。 ただし、5% の水を注入すると流量は 2,200L/h に増加しました。これはほぼ 50% 増加したことになります。 このウォーターインジェクション技術は、10,000cP までの最も難しいペーストでさえ効率よく排出します。

あらゆる材料を処理

種類
材料

通常の作業条件で溶解

溶解温度上昇、
投与減速

マルトデキストリン

X

 

砂糖

X

 

ブドウ糖(グルコース)

X

 

液状蜂蜜

X

 

クエン酸

X

 

クエン酸ナトリウム

X

 

安息香酸エステル

X

 

カフェイン

X

 

粉茶

X

 

タウリン

X

 

アスパルテーム

X

 

ペクチン

XX

X

カゼイン塩

 

X

でんぷん

 

X

キサンタンゴム

XX

X

CMC

XX

X

ココア

 

X

果実濃縮物

XXX

 

X = 可能  

XX = 1% の濃度と 20°Cの溶解温度で可能   

XXX = 最大 10mm のファイバーまで可能

この表は、新しいテトラパックミキサー RJCI 4X が処理できる成分の主要な例を示しています。 このリストは拡張できますが、この新しいラジアルミキサーが排出および混合できるさまざまな材料を掲載する必要があります。 バッチ粘度(材料の粘度ではない)を 200cP 未満に維持する必要があることに注意してください。ただし、これは清涼飲料の製造における制限ではありません。