乾燥、迅速、長期保存可能：インスタント食品の背後にある混合技術
amixon®は、そのマルチステップ混合法により、インスタント食品製造における最大の課題、すなわち冷蔵不要での長期保存と、調理時の確実な溶解性を両立させています。その際、乾燥混合プロセスが決定的な役割を果たします。これは充填・密封の直前に実施され、完成したインスタント製品の風味、粒度、外観、口当たりを決定づけるからです。amixon®ミキサーでは、このプロセスが1台の装置内で2つのステップに分けて行われます。まず、安定性の高い基本成分を徹底的に解凝集させ、続いて壊れやすい成分を穏やかに均質化します。
インスタント化：粉末がすぐに食べられる状態になる
インスタント化 とは、粉末が液体の中に素早く、完全に、かつダマになることなくよく混ざるように、意図的に加工する過程を指します。その目的は、水や牛乳と接触した瞬間に分散・湿潤・溶解する乾燥製品を作ることです。インスタント食品の例としては、ベビーフード、インスタントコーヒー、インスタントティー、ドリンクチョコレート、ハーブティーのブレンド、ポテトフレーク、乾燥スープ、デザートミックスなどがあります。
これを実現するプロセスは技術的に困難です。多くの配合成分は疎水性であるため、容易に湿潤しません。レシチンなどの乳化剤は、これらの粉末粒子の水分をはじく表面を改質します。微細な粉塵は、表面の凝集や塊の形成を防ぐために凝集されます。これにより、液体を容易に吸収し、素早く分散して沈降する多孔質の顆粒が作られます。
優れたインスタント粉末は、以下の7つの基準を同時に満たしています：
- 長い保存期間
- 優れた流動性
- 優れた計量性
- 粉塵がない
- 優れた沈降性
- 優れた溶解性
- 不溶性成分に対する優れた分散性
粉末は保存期間が長く、保管および輸送が容易です。液状製剤に比べ、体積、重量、および包装材料を節約できます。
インスタント化 とは、粉末が液体の中に素早く、完全に、かつダマになることなくよく混ざるように、意図的に加工する過程を指します。その目的は、水や牛乳と接触した瞬間に分散・湿潤・溶解する乾燥製品を作ることです。インスタント食品の例としては、ベビーフード、インスタントコーヒー、インスタントティー、ドリンクチョコレート、ハーブティーのブレンド、ポテトフレーク、乾燥スープ、デザートミックスなどがあります。
これを実現するプロセスは技術的に困難です。多くの配合成分は疎水性であるため、容易に湿潤しません。レシチンなどの乳化剤は、これらの粉末粒子の水分をはじく表面を改質します。微細な粉塵は、表面の凝集や塊の形成を防ぐために凝集されます。これにより、液体を容易に吸収し、素早く分散して沈降する多孔質の顆粒が作られます。
優れたインスタント粉末は、以下の7つの基準を同時に満たしています：
- 長い保存期間
- 優れた流動性
- 優れた計量性
- 粉塵がない
- 優れた沈降性
- 優れた溶解性
- 不溶性成分に対する優れた分散性
粉末は保存期間が長く、保管および輸送が容易です。液状製剤に比べ、体積、重量、および包装材料を節約できます。
穏やかな混合：保存性の基礎
amixon®における乾式混合プロセスは、最小限のエネルギー投入で、測定可能な温度上昇を伴わずに実施されます。これは、ソルビン酸塩や安息香酸塩などの保存料を使用する場合に重要です。ごく微量であっても、バッチ全体の微生物学的安定性を左右するからです。amixon®ミキサーは、粉末状であれ液体であれ、こうした微量を大ロットに微細に分散させます。これは、レシピが室温で処理される場合でも、ピザのトッピング、粉チーズ、ハムストリップなど、冷蔵室での超低温処理の場合でも同様です。
amixon®における乾式混合プロセスは、最小限のエネルギー投入で、測定可能な温度上昇を伴わずに実施されます。これは、ソルビン酸塩や安息香酸塩などの保存料を使用する場合に重要です。ごく微量であっても、バッチ全体の微生物学的安定性を左右するからです。amixon®ミキサーは、粉末状であれ液体であれ、こうした微量を大ロットに微細に分散させます。これは、レシピが室温で処理される場合でも、ピザのトッピング、粉チーズ、ハムストリップなど、冷蔵室での超低温処理の場合でも同様です。
2つの混合モード、1つの装置：マルチステップ混合法
インスタントスープやソースは、乾燥野菜、粉末スパイス、天然香料、液体エキス、安定剤、酵素など、さまざまな形状の粒子で構成されています。垂直型二軸ミキサー（HM）は、まさにこの用途に適しています。同方向に回転する2つのスクリューベルト式混合機構により、周辺部では上向きの渦流が、中心部では下向きの流れが生じます。これにより、同じミキサーで、容器を交換することなく、粉末を順次強力に解凝集させたり、極めて穏やかに均質化させたりすることが可能です。
- 解凝集：デキストロース、マルトデキストリン、塩類、香辛料、デンプン、オレオレジン、油脂、油、香料などを、渦流発生装置、チョッパー、カッティングローター、またはハイシアーブレードの補助を得て、高エネルギーで混合します。コーン型単軸ミキサー（AM）もこの工程に対応しています。汎用性が高く、充填率約5～100％の範囲で稼働し、極めて短い混合時間で理想的な混合品質を達成します。この際、粉末状の成分は、油、脂肪、調味料エキス、レシチンなどの液体添加剤によって徹底的に湿潤されます。
- 均質化：ミキサーを停止させ、凍結乾燥したディルの先端、玉ねぎの輪切り、パプリカやカリフラワーの塊、パスタの切れ端などの壊れやすい成分を加えます。その後、粗い粒子の破砕を防ぐため、ミキサーは低回転数で約30秒間のみ稼働させます。
その結果、粗い成分はそのまま残され、混合工程によって混合物が加熱されることもなく、バッチは分離することなく排出されます。両工程が同一の装置で行われるため、移し替えによるロスや追加の洗浄作業が不要となります。
amixon® ダブルシャフトミキサー HM
インスタントスープやソースは、乾燥野菜、粉末スパイス、天然香料、液体エキス、安定剤、酵素など、さまざまな形状の粒子で構成されています。垂直型二軸ミキサー（HM）は、まさにこの用途に適しています。同方向に回転する2つのスクリューベルト式混合機構により、周辺部では上向きの渦流が、中心部では下向きの流れが生じます。これにより、同じミキサーで、容器を交換することなく、粉末を順次強力に解凝集させたり、極めて穏やかに均質化させたりすることが可能です。
- 解凝集：デキストロース、マルトデキストリン、塩類、香辛料、デンプン、オレオレジン、油脂、油、香料などを、渦流発生装置、チョッパー、カッティングローター、またはハイシアーブレードの補助を得て、高エネルギーで混合します。コーン型単軸ミキサー（AM）もこの工程に対応しています。汎用性が高く、充填率約5～100％の範囲で稼働し、極めて短い混合時間で理想的な混合品質を達成します。この際、粉末状の成分は、油、脂肪、調味料エキス、レシチンなどの液体添加剤によって徹底的に湿潤されます。
- 均質化：ミキサーを停止させ、凍結乾燥したディルの先端、玉ねぎの輪切り、パプリカやカリフラワーの塊、パスタの切れ端などの壊れやすい成分を加えます。その後、粗い粒子の破砕を防ぐため、ミキサーは低回転数で約30秒間のみ稼働させます。
その結果、粗い成分はそのまま残され、混合工程によって混合物が加熱されることもなく、バッチは分離することなく排出されます。両工程が同一の装置で行われるため、移し替えによるロスや追加の洗浄作業が不要となります。
amixon® ダブルシャフトミキサー HM
ミキサーが滅菌反応器に変わる時
amixon® コーン型混合乾燥機 AMT
一部のインスタント製剤では、最終混合の前に熱処理が必要となる場合があります。これは、残留水分を意図的に低減したり、溶解性や流動性を所望の値に調整したりするためです。円錐型混合乾燥機・反応器（AMT）は、温度制御が可能で、耐圧・耐真空構造となっており、同一の容器内で混合と熱処理を同時に行うことができるため、この用途に適しています。この装置では、香辛料、野菜、果物などを、粒子径分布を変化させることなく、まずゆっくりと穏やかに混合します。その利点は、混合と熱処理の間に製品を移し替える必要がないため、移し替えによるロスを防ぎ、バッチごとに設定された機能性の再現性を確保できることです。
amixon® コーン型混合乾燥機 AMT
一部のインスタント製剤では、最終混合の前に熱処理が必要となる場合があります。これは、残留水分を意図的に低減したり、溶解性や流動性を所望の値に調整したりするためです。円錐型混合乾燥機・反応器（AMT）は、温度制御が可能で、耐圧・耐真空構造となっており、同一の容器内で混合と熱処理を同時に行うことができるため、この用途に適しています。この装置では、香辛料、野菜、果物などを、粒子径分布を変化させることなく、まずゆっくりと穏やかに混合します。その利点は、混合と熱処理の間に製品を移し替える必要がないため、移し替えによるロスを防ぎ、バッチごとに設定された機能性の再現性を確保できることです。
自分のレシピにはどのミキサーが適しているでしょうか？
HM、AM、AMTのいずれを選択するかは、配合の2つの特性、すなわち粗粒子の破砕感受性と熱後処理の必要性によって決まります。amixon®技術センターでの混合試験により最終的なプロセス設計が確定する前に、以下の質問が予備選定の参考となります。
- 最終混合の前に、残留水分を低減したり、溶解性や流動性を意図的に調整したりするために、配合に熱処理が必要ですか？その場合は、AMTが適しています。AMTは温度制御が可能で、耐圧・耐真空構造となっており、同一の容器内で混合と熱処理を同時に行うことができるからです。
- 配合に、凍結乾燥野菜やハーブなど、特に破砕されやすい粗粒子が含まれていますか？その場合は、HMが適しています。これは、凝集解除と穏やかな均質化が同一の容器内で行われ、壊れやすい成分は、穏やかな第2工程で初めて添加されるためです。
- 混合の前にプレミックスを作成し、それを主混合物に組み込む予定ですか？その場合は、充填率が5％から稼働可能で、同一のミキサー内で両方のプロセスを可能にするAMが最適な選択肢となることがよくあります。
これらの質問は、実際の製品を用いた混合試験に代わるものではありませんが、計画中の配合に対してどのタイプのミキサーが適切かについて、最初の指針となるものです。
HM、AM、AMTのいずれを選択するかは、配合の2つの特性、すなわち粗粒子の破砕感受性と熱後処理の必要性によって決まります。amixon®技術センターでの混合試験により最終的なプロセス設計が確定する前に、以下の質問が予備選定の参考となります。
- 最終混合の前に、残留水分を低減したり、溶解性や流動性を意図的に調整したりするために、配合に熱処理が必要ですか？その場合は、AMTが適しています。AMTは温度制御が可能で、耐圧・耐真空構造となっており、同一の容器内で混合と熱処理を同時に行うことができるからです。
- 配合に、凍結乾燥野菜やハーブなど、特に破砕されやすい粗粒子が含まれていますか？その場合は、HMが適しています。これは、凝集解除と穏やかな均質化が同一の容器内で行われ、壊れやすい成分は、穏やかな第2工程で初めて添加されるためです。
- 混合の前にプレミックスを作成し、それを主混合物に組み込む予定ですか？その場合は、充填率が5％から稼働可能で、同一のミキサー内で両方のプロセスを可能にするAMが最適な選択肢となることがよくあります。
これらの質問は、実際の製品を用いた混合試験に代わるものではありませんが、計画中の配合に対してどのタイプのミキサーが適切かについて、最初の指針となるものです。
よくある質問
インスタント製品の乾燥混合工程において、なぜ測定可能な温度上昇を引き起こしてはならないのでしょうか？
混合中の温度上昇は、製品内の水分分布に影響を与え、ソルビン酸塩や安息香酸塩などの保存料の有効性を損なう可能性があります。これらの保存料は、ごく微量であってもバッチ全体の微生物学的安定性を左右するからです。amixon®は、マルチステップ法における短時間かつ制御された混合時間によって、これを回避しています。
なぜ、壊れやすい原料を用いた第2の混合工程はわずか30秒程度しか行われないのでしょうか？
野菜フレークやハーブなどの壊れやすい成分を添加した後、amixon®のミキサーは短時間、低回転数でのみ稼働を続けます。これにより、基材混合物で既に達成された均一性を損なうことなく、粗粒子の破砕を最小限に抑えることができます。
amixon®ミキサーは滅菌作業も行うことができますか？
はい、ミキサーリアクターとして設計されたモデルであれば可能です。温度制御が可能で、耐圧・耐真空構造となっており、滅菌蒸気の導入とそれに続く真空処理が行えます。これは例えば、高級キノコ栽培用の培地などに利用されますが、微生物学的要件のない単純な乾燥混合物には必要ありません。
詳細については、当社のファクトシートをご覧ください！
インスタント製品の乾燥混合工程において、なぜ測定可能な温度上昇を引き起こしてはならないのでしょうか？
混合中の温度上昇は、製品内の水分分布に影響を与え、ソルビン酸塩や安息香酸塩などの保存料の有効性を損なう可能性があります。これらの保存料は、ごく微量であってもバッチ全体の微生物学的安定性を左右するからです。amixon®は、マルチステップ法における短時間かつ制御された混合時間によって、これを回避しています。
なぜ、壊れやすい原料を用いた第2の混合工程はわずか30秒程度しか行われないのでしょうか？
野菜フレークやハーブなどの壊れやすい成分を添加した後、amixon®のミキサーは短時間、低回転数でのみ稼働を続けます。これにより、基材混合物で既に達成された均一性を損なうことなく、粗粒子の破砕を最小限に抑えることができます。
amixon®ミキサーは滅菌作業も行うことができますか？
はい、ミキサーリアクターとして設計されたモデルであれば可能です。温度制御が可能で、耐圧・耐真空構造となっており、滅菌蒸気の導入とそれに続く真空処理が行えます。これは例えば、高級キノコ栽培用の培地などに利用されますが、微生物学的要件のない単純な乾燥混合物には必要ありません。
詳細については、当社のファクトシートをご覧ください！
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