特許 5959671 液状栄養食品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959671

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】液状栄養食品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   A23L 33/00 20160101AFI20160719BHJP

【ＦＩ】

   A23L33/00

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-2187(P2015-2187)

(22)【出願日】2015年1月8日

(62)【分割の表示】特願2013-175930(P2013-175930)の分割

【原出願日】2008年2月22日

(65)【公開番号】特開2015-91257(P2015-91257A)

(43)【公開日】2015年5月14日

【審査請求日】2015年1月8日

(31)【優先権主張番号】特願2007-46227(P2007-46227)

(32)【優先日】2007年2月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006138

【氏名又は名称】株式会社明治

(74)【代理人】

【識別番号】100108947

【弁理士】

【氏名又は名称】涌井 謙一

(74)【代理人】

【識別番号】100117086

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 典弘

(74)【代理人】

【識別番号】100124383

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一永

(72)【発明者】

【氏名】神谷 哲

(72)【発明者】

【氏名】富田 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】麻生 高伸

(72)【発明者】

【氏名】越膳 浩

【審査官】 小金井 悟

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３３２５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０７５５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１９４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８９８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２９０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２２５７３４５（ＧＢ，Ａ）

【文献】 Kevin T. Higgins，Food Engineering，２００４年１１月，Vol. 76, No. 11，PP. 63-66

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ２３Ｌ ２／００− ３５／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原材料の調合処理を行う調合工程と、加熱処理を行う殺菌工程と、均質処理を行う均質工程とを備えてなる液状栄養食品の製造方法であって、
タンク内にローター及び１〜７ｍｍのスリット幅で構成されたステータを有する調合タンクからなる、少なくとも減圧状態で、加温・冷却・攪拌の操作が可能な多機能タンクを前記調合工程の調合処理に使用し、
前記多機能タンクを用いた前記調合処理を１０分間以上で行い、
前記調合工程後の平均脂肪球径が１μｍ以下に調整されている
ことを特徴とする液状栄養食品の製造方法。

【請求項2】

前記多機能タンクを用いた前記調合処理を１５分間以上で行う
ことを特徴とする請求項１に記載の液状栄養食品の製造方法。

【請求項3】

前記液状栄養食品の粘度が１５〜１００ｃＰに調整されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液状栄養食品の製造方法。

【請求項4】

前記液状栄養食品の組成が、タンパク質が３０〜１００ｍｇ／ｍｌ、油脂が２０〜１００ｍｇ／ｍｌ、糖質が５０〜３５０ｍｇ／ｍｌであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の液状栄養食品の製造方法。

【請求項5】

僅少な隙間で構成された均質ディスク又は多段バルブを有する均質機を前記均質工程の均質処理に使用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液状栄養食品の製造方法。

【請求項6】

前記均質機が、２０〜８０μｍの僅少な隙間で構成された均質ディスク又は多段バルブを有する均質機であることを特徴とする請求項５記載の液状栄養食品の製造方法。

【請求項7】

前記均質工程後の平均脂肪球径が０．５μｍ以下に調整されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の液状栄養食品の製造方法。

【請求項8】

前記均質処理を５０ＭＰａ以下の均質化圧力で行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の液状栄養食品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流動食・医療食などの液状栄養食品及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、流動食・医療食などの液状栄養食品は、例えば外科手術後の患者に対する栄養補給食品として用いられてきた。

【0003】

近年、高齢者の比率が上昇した長寿国の我が国では、高齢者の咀嚼障害や嚥下障害による栄養の摂取不良へ対応すべく、流動食・医療食などの液状栄養食品の需要が増大してきた。

【0004】

この液状流動食（経腸栄養剤、経管栄養剤など）には、糖質、脂質、タンパク質の含有に加えて、ビタミン類、ミネラル類、繊維質などの総合的な栄養素の含有が求められるほか、脂肪浮上、離水、沈殿、褐変などの物性変化を抑えた長期の品質維持が求められ、さらに、経管（チューブなど）の使用に備えて所定の流動性も求められるなど、味覚以外にも多くの要望がある。

【0005】

上記要望に応えるため、高い固形分含量を有するにも拘わらず、加熱処理後も安定で、沈殿及び脂肪の浮上が少なく、長期保存性に優れ、かつチューブを通過する流動性にも優れた栄養組成物の製造方法が提案されている（特許文献１参照）。

【0006】

また、増粘多糖類は凝集沈殿物の発生防止に添加されるが、この増粘多糖類によって生じるゲル化による流動性の低下を抑え、良好なチューブ流動性を有する濃厚流動食の製造方法も提案されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１−３３２５２８号公報

【特許文献2】特開２００３−２８９８３０号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記特許文献１及び２に記載の製造方法によるものは、液状栄養食品に求められる要望に応じたものであるが、いずれも均質工程において高圧の均質化圧力が必要となり、また、原材料の調合工程においても多くの操作や装置が必要となるなど、製造費及び設備費が多大となることは避けられない。

【0009】

図２は、上記特許文献１及び２による製造方法を含んだ、従来の液状栄養食品の製造工程のうちの一例を示すブロック図である。

【0010】

図２に示すように、糖質、たんぱく質、ビタミンなどの総合栄養類の原材料を検査・計量し（Ｓ１０１）、約５５℃の温水を所定量で入れた調合タンクに投入する（Ｓ１０２）。そして、油脂類を安定して均一に混合するために、調合タンクの後工程にある配管などへ油脂類を比例注入する（インライン混合）（Ｓ１０３）。

【0011】

そして、予備乳化機（インラインホモミキサー）を使用して、比例注入された油脂類を混合する（Ｓ１０４）。

【0012】

その後、約８５℃の予熱工程を経て（Ｓ１０５）、液状食品の粒子径を小さくするための均質化圧力を加えた第１均質工程（殺菌工程前の均質）（Ｓ１０６）、そして、殺菌工程（１４５℃、５秒間）（Ｓ１０７）、さらに冷却工程（８５℃）（Ｓ１０８）の後に、第２均質工程（殺菌工程後の均質）（Ｓ１０９）を行う。

【0013】

そして、再度の冷却工程（１０℃以下）（Ｓ１１０）を経て、充填工程・出荷へと続くことになる（Ｓ１１１）。

【0014】

このように流動食・医療食などの液状栄養食品の製造においては、原材料の調合工程、均質工程を含む各段階において、多くの操作や設備が必要であった。

【0015】

本発明は、流動食・医療食などの液状栄養食品の製造方法の効率化・簡略化を図ると共に、高品質な液状栄養食品の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明は、液状栄養食品の調合工程と均質工程との連携を見直し、最適な調合タンクの選択とその使用方法の工夫と、さらには均質機への工夫を加えることによって前記課題の解決を図ったものである。

【0017】

すなわち、前記目的を達成するために本発明が提案するものは、原材料の調合処理を行う調合工程と、加熱処理を行う殺菌工程と、均質処理を行う均質工程とを備えてなる液状栄養食品の製造方法であって、少なくとも減圧（陰圧）状態で、加温・冷却・攪拌の操作が可能な多機能タンクを前記調合工程の調合処理に使用し、調合工程後の平均脂肪球径を１μｍ以下とすることを特徴とする液状栄養食品の製造方法である。

【0018】

このとき、タンク内では減圧状態の圧力が低く、真空度が高いほど、粉体原料などが効率的にタンク内へ吸引されて溶解される。このことは、調合時間の短縮と共に、脱臭や脱泡の効果を上げることとなる。ただし、発泡性の高い（泡の立ちやすい）製品では、タンク内の液量が多く（液面が高く）、ヘッドスペースが小さいと、泡がタンクから溢れて、製品の損失が多くなる。例えば、小容量のタンクなどでは大容量のタンクに比べて、ヘッドスペースを大きくしにくいため、小容量のタンクなどでは大容量のタンクよりも真空度を高く設定しにくい。このように、タンク内の真空度の設定には注意が必要である。

【0019】

そのため、例えば、調合液の沸騰を抑えながら、約５５℃で調合処理を行うときには、減圧状態として好ましくは−６０ｋＰａ以下（絶対圧：３８ｋＰａ（＝２９５ｍｍＨｇ）以下、水だと約７６℃で沸騰）、より好ましくは−７０ｋＰａ以下（絶対圧：２８ｋＰａ（＝２１８ｍｍＨｇ）以下、水だと約６９℃で沸騰）、さらに好ましくは−８０ｋＰａ以下（絶対圧：１８ｋＰａ（＝１４０ｍｍＨｇ）以下、水だと約５９℃で沸騰）とする。

【0020】

一方、調合液を蒸発濃縮させながら、約５５℃の温水で調合処理を行うときには、減圧状態として−８３ｋＰａ以下（絶対圧：１５ｋＰａ（＝１１８ｍｍＨｇ）以下、水だと約５５℃で沸騰）などとしても良い。これら減圧状態としての圧力は目安であり、約６０℃や約５０℃などで調合処理を行うときには、それらの温度で沸騰する圧力を勘案しながら、減圧状態の圧力を適宜、調整して設定できる。

【0021】

前記の液状栄養食品の製造方法において、僅少な隙間で構成された均質ディスク又は多段バルブを有する均質機を前記均質工程の均質処理に使用し、均質工程後の平均脂肪球径を０．５μｍ以下とすることができる。

【0022】

なお、この均質工程における均質化圧力は５０ＭＰａ以下とすることができる。

【0023】

このように、本発明の液状栄養食品の製造方法は、均質工程において、実生産規模の例えば、６０００Ｌ／ｈにおいて、従来よりも低い均質化圧力である５０ＭＰａ以下で、平均脂肪球径を０．５μｍ以下とすることを特徴の一つにしている。

【0024】

本発明の液状栄養食品の製造方法によれば、調合工程で、例えば、少なくとも減圧状態で、加温・冷却・攪拌の操作が可能な多機能タンクを使用し、均質工程で、例えば、僅少な隙間で構成された均質ディスク又は多段バルブを有する均質機を使用することで、流動食・医療食などの液状栄養食品の製造方法における各工程において効率化・簡略化を図ることが可能となった。

【0025】

すなわち、調合タンクとして前述した多機能タンクを使用することで、減圧状態で加温・冷却・攪拌の操作を一括して実行でき、粉体原料の自吸・分散・溶解・混和や、調合液（原料乳）の脱泡・脱酸素・脱臭・均質化を短時間で効率的に実施できる。

【0026】

減圧状態で加温・冷却・攪拌の操作を一括して実行することにより、調合液を脱泡（消泡）し、調合後の均質化・殺菌・充填工程などで、気体（気泡）を殆ど含まない液体（調合液）を処理することができる。そのため、各工程の装置（設備）を安定して運転することができる。具体的には、調合液の損失（ロス）の低減、各装置での故障・部品交換の頻度の低減、均質機での溶解効果・乳化効果の向上、殺菌機での付着の抑制、洗浄の頻度の低減、連続運転時間の延長などが可能となる。

【0027】

さらに、減圧状態で加温・冷却・攪拌の操作を一括して実行することにより、調合液を脱酸素処理し、加熱や酵素の作用等に伴う、栄養成分（ビタミンなど）の破壊や減少・損失を抑制できる。そして、さらに、好ましくない風味とされる、例えば、ガゼインなどの臭いを除去する脱臭機能を有する。

【0028】

調合タンクである多機能タンクでは、強力な攪拌により原材料の粒子径を小さくできるため、予備乳化機の使用を省略することができ、さらに、多機能タンクでは、油脂類を均一に混合・分散できるため、他の原材料と一括して投入でき、油脂類の比例注入（インライン混合）が不要となる。

【0029】

このとき、前述したように、調合工程後の平均脂肪球径を好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．９μｍ以下、さらに好ましくは０．８μｍ以下に調整する。

【0030】

調合工程における平均脂肪球径を市販の牛乳の平均脂肪球径（約１〜２μｍ）より小さくすることで、調合工程の後工程である殺菌工程や均質工程において、油脂類が水相へ安定して（均一に）分散し、各製造機器を安定して運転できることとなる。殺菌工程では、殺菌機での付着の抑制、洗浄の頻度の低減、連続運転時間の延長などが可能となる。均質工程では、均質機での溶解効果・乳化効果の向上などが可能となる。

【0031】

また、多機能タンクでは、減圧状態におくことで、粉体原料が溶解水へ自動的に吸引されるため、調合（溶解）時間を従来の約３分の１に短縮でき、調合作業を省力化できる。また、調合液の気泡（気泡の発生）が減ることで、粉体原料の溶解不良が減少し、調合液の遠心沈降量（沈殿）も減少する。したがって、減圧状態で、調合処理を行うことが好ましい。

【0032】

さらに、多機能タンクでは、高粘度の流体を強力に攪拌できるため、微量成分を均一に混合でき、タンク内の壁面や底面への付着物や沈降物などを除去でき、壁面や底面の伝熱性を良好な状態に維持できる。

【0033】

前述した本発明の液状栄養食品の製造方法においては、均質工程における均質機を、僅少な隙間で構成された均質ディスク又は多段バルブ有するものとすることで、均質化圧力を従来よりも低く設定した状態で、脂肪球径の大きさなどに反映される乳化効果を従来と同等にできる。

【0034】

例えば、均質ディスクや多段バルブを、殺菌後に使用される均質機（第２均質工程）に採用することで、均質化圧力の数値を従来に比べて約４分の３に低減して、乳化効果を従来と同等にできる。

【0035】

ただし、これら均質ディスクや多段バルブの単体では、均質化圧力を十分に低減できる訳ではなく、前述した多機能タンク（調合タンク）などとの併用により均質化圧力を十分に低減できることとなる。

【0036】

このとき、均質化工程後の平均脂肪球径を好ましくは０．５μｍ以下、より好ましくは０．４５μｍ以下、さらに好ましくは０．４μｍ以下に調整する。

【0037】

すなわち、前述した本発明の液状栄養食品の製造方法における均質工程では、実生産規模の、例えば、６０００Ｌ／ｈにおいて、従来よりも低い均質化圧力の例えば、５０ＭＰａ以下、好ましくは４０ＭＰａ以下、より好ましくは３５ＭＰａ以下、さらに好ましくは３０ＭＰａ以下、特に好ましくは２５ＭＰａ以下で、均質化工程後の平均脂肪球径を０．５μｍ以下の、例えば、０．４５μｍや、０．４μｍ程度とすることが特徴の一つである。

【0038】

平均脂肪球径を市販の流動食の平均脂肪球径（約０．５μｍ）より小さくすることで、製品を長期間で保存しても、油脂類が水相へ安定して（均一に）分散し、製品の保存に伴う沈殿の生成やクリームの浮上が少なく、従来品と同等か、それ以上の品質となる。

【0039】

ここで、上記の僅少な隙間で構成された均質ディスク又は多段バルブを有する均質機としては、例えば、ナノバルブ（Ｎｉｒｏ Ｓｏａｖｉ社）や、マイクロギャップ（ＡＰＶ社）などを有する乳化機（ホモゲナイザー）を使用することができる。

【0040】

これらナノバルブやマイクロギャップなどを有する乳化機（ホモゲナイザー）は、２０〜８０μｍ、好ましくは３０〜７０μｍ、より好ましくは４０〜６０μｍの僅少な隙間で構成された均質ディスク又は多段バルブを有している。そして、流量が約６０００Ｌ／ｈの実製造の規模で使用できるものである。

【0041】

実製造の規模で使用する従来（通常）のバルブ（イズミフードマシナリー社、三和機械社など）では、均質ディスクや多段バルブの隙間が９０〜１００μｍ程度であるのに対して、ナノバルブでは、５０〜７０μｍ程度（約６０μｍ）、マイクロギャップでは、３０〜５０μｍ程度（約４０μｍ）である。

【0042】

本発明の製造方法における均質化工程で使用する均質機が有する均質ディスクや多段バルブの隙間は２０〜８０μｍ、好ましくは３０〜７０μｍ、より好ましくは４０〜６０μｍと僅少である。この隙間の数値は後述する計算式より導かれたものであり、実験的にも理論的にも裏付けられたものである。なお、これら均質ディスクや多段バルブの隙間は、幾つかの仮定と実験結果から推定して計算した数値である。

【0043】

以上に説明した本発明の液状栄養食品の製造方法において、上記の多機能タンクとしては、例えば、ターボミキサー（Ｓｃａｎｉｍａ社：Ｔｕｒｂｏ Ｍｉｘｅｒ）や同等な多機能タンク（Ｒｏｍａｃｏ Ｆｒｙｍａ Ｋｏｒｕｍａ社：Ｄｉｎｅｘ、ＡＰＶ社：Ｆｌｅｘ Ｍｉｘ など）を使用することができる。

【0044】

これらターボミキサーなどの多機能タンクは、タンク内にローター及び１〜７ｍｍのスリット幅で構成されたステータを有している。

【0045】

このローターとしては、タンクの直径が約５８０〜２５００ｍｍ、タンクの高さが約４００〜２３００ｍｍであるのに対して、例えば、直径が２００〜４００ｍｍ（半径は１００〜２００ｍｍに相当）、回転数が１０００〜３０００ｒｐｍである。

【0046】

ステータとしては、例えば、スリット幅が１〜７ｍｍ、好ましくは２〜６ｍｍであり、より好ましくは３〜５ｍｍである。

【0047】

スリット幅とは、間隙（穴）が長方形や楕円形では短辺や短径を意味し、円形では直径を意味する。

【0048】

そして、ステータは可動式であるものが撹拌や微粒化には効果的であり、具体的には、ダイナミックステーター（Ｓｃａｎｉｍａ社）があり、ステータが上下に動き、循環モードと高剪断モードを切り替えられるシステムとなっている。

【0049】

また、本発明が更に提案するのは、前述した本発明の液状栄養食品の製造方法により製造されたことを特徴とする液状栄養食品である。

【0050】

ここで、本発明の液状栄養食品の製造方法により製造された前記液状栄養食品の粘度は、１５〜１００ｃＰであることが好ましい。

【0051】

本発明が提案する前記の液状栄養食品の製造方法は、高濃度で高粘度の流動食を製造するのに適しており、特に１５ｃＰ以上で本発明の効果が発揮される。一方、流動食としてチューブ流動性が求められるので、粘度が１００ｃＰ以上となると、経管栄養補給の際にチューブ（細管）内を流れにくくなるからである。なお、本明細書で粘度とは、常温以下の製品としての数値である。

【0052】

また、流動食の組成としては、例えば、タンパク質が３０〜１００ｍｇ／ｍｌ、脂質（油脂類）が２０〜１００ｍｇ／ｍｌ、糖質が５０〜３５０ｍｇ／ｍｌであることが好ましい。

【0053】

なお、前述した本発明の液状栄養食品の製造方法によれば、多機能タンクの使用により、原材料を短時間で調合処理できるので、加熱や酵素の作用などに伴う、有用成分（例えば、ビタミンＣ、Ｂ１、Ｄ、葉酸など）の破壊や減少が抑制された液状栄養食品を提供することができる。また、短時間の調合処理により、高温での保持時間を短縮できるので、高温菌の増殖を抑制して、液状栄養食品を製造することができる。

【発明の効果】

【0054】

本発明によれば、調合工程及び均質工程において、効率的な液状栄養食品の製造が可能となった。すなわち、調合工程において多機能タンクを使用したので、油脂類の比例注入（インライン混合）、予備乳化機（インラインホモミキサー）の使用及び殺菌前の均質機の使用（第１均質工程）を省略することができる。

【0055】

また、多機能タンクによる調合処理によって、粒子径（脂肪球径）を従来の製造工程よりも小さくできるので、殺菌後の均質化（第２均質工程）では、従来よりも均質化圧力の数値を低くすることができる。

【0056】

さらに、本発明によれば、短時間で調合処理できるので、加熱や酵素の作用などを抑えることができ、有用成分の破壊や減少を最小にして、液状栄養食品を製造することができる。同様に、高温での保持時間を短縮できるので、高温菌の増殖を抑制して、液状栄養食品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0057】

【図1】本発明に係る液状栄養食品の製造方法のブロック工程図。

【図2】従来の液状栄養食品の製造方法のブロック工程図。

【図3】調合工程における調合時間（撹拌保持時間）と脂肪球径（粒子径）との関係を示したグラフ図。

【図4】均質化圧力と脂肪球径（粒子径）との関係を示したグラフ図。

【図5】（ａ）均質工程における剪断応力の厳密モデルと簡略化モデルの概念説明図。（ｂ）剪断応力と脂肪球径（粒子径）との関係を示したグラフ図。

【図6】（ａ）調合工程における高温菌数の一覧図。（ｂ）同じく調合工程における高温菌数の一覧図。

【図7】（ａ）調合工程における調合時間（撹拌保持時間）と脂肪球径（粒子径）との関係を示したグラフ図。（ｂ）実験条件の一覧図。

【発明を実施するための形態】

【0058】

以下、添付図面を参照して本発明の最良の形態としての実施例を説明する。

【実施例】

【0059】

図１は本発明に係る液状栄養食品の製造方法のうちの一例を示すブロック図である。

【0060】

図１に示すように、流動食・医療食などの液状栄養食品の製造工程では、原材料の検査・計量を行う（Ｓ１１）。原材料としては、流動食・医療食の用途によって異なるものがあるが、一般に糖質、脂質、蛋白質のほか、ビタミン類、ミネラル類、繊維質などの総合的な栄養素が含まれる。

【0061】

検査・計量を経た原材料は、調合工程での調合タンクである多機能タンクに投入されて混合される。この多機能タンクには、約５５℃の温水が所定量で入れられている。

【0062】

多機能タンクを本実施例においては、ターボミキサー（Ｓｃａｎｉｍａ社製：Ｔｕｒｂｏ Ｍｉｘｅｒ）とした。このターボミキサーでは、タンクの直径が約５８０〜２５００ｍｍ、タンクの高さが約４００〜２３００ｍｍであるのに対して、直径が約２００〜４００ｍｍ、回転数が約１０００〜２６００ｒｐｍのローター及び、スリット径が４ｍｍのステータをタンク内に備えている。このターボミキサーの攪拌は強力であることから、タンク内で原材料を所定の均一な状態に混合・分散できる。

【0063】

そのため、油脂類を原材料と同時に投入することができ、従来の製造工程で行われていた油脂類の比例注入（インライン混合、従来の液状栄養食品の製造方法のブロック工程を示す図２のＳ１０３の工程）が不要となり、予備乳化機の設備を省略できることとなる（図２に示すＳ１０４）。

【0064】

このとき、タンク内の減圧状態を−６０ｋＰａ（絶対圧：３８ｋＰａ）〜−８０ｋＰａ（絶対圧：１８ｋＰａ）として使用しており、粉体原料などが効率的にタンク内へ吸引されて溶解される。タンク内では減圧状態の圧力が低く、真空度が高いほど、粉体原料などが効率的にタンク内へ吸引されて溶解される。このことは、調合時間の短縮と共に、脱臭や脱泡の効果を上げることとなる。ただし、発泡性の高い（泡の立ちやすい）製品では、タンク内の液量が多く（液面が高く）、ヘッドスペースが小さいと、泡がタンクから溢れて、製品の損失が多くなる。例えば、小容量のタンクなどでは大容量のタンクに比べて、ヘッドスペースを大きくしにくいため、小容量のタンクなどでは大容量のタンクよりも真空度を高く設定しにくい。このように、タンク内の真空度の設定には注意が必要である。

【0065】

図３のグラフは、ターボミキサー（ＳＲＢ５０）による調合工程における調合時間（攪拌保持時間）と調合された粒子の粒子径と均質化圧力との関係を示すものである。なお、ここでいう調合時間には、調合タンクへ粉体原料などを投入するための時間などは含まれないものとする。

【0066】

図３に示すように、ターボミキサーで１５分間、調合（攪拌）すると、粒子径（平均脂肪球径）は０．７μｍ程度になる。ここでの粒子径（平均脂肪球径）は、ＳＡＬＤ−２０００Ｊ（島津製作所）による測定値（体積平均値）である。

【0067】

ここで、図２に示す従来の製造工程を比較参照すると、油脂の比例注入の直後（図２、Ｓ１０３）に予備乳化機を使用しているほか（図２、Ｓ１０４）、殺菌前と殺菌後の２回にわたり均質機（ホモゲナイザー）を使用して高圧処理している。このとき、予備乳化機で処理した原材料の粒子径は１．５μｍ程度、第１均質工程（殺菌前の均質工程）で処理した後の粒子径は０．６μｍ程度であった。

【0068】

したがって、本実施例でのターボミキサーにより１５分間、調合することで、予備乳化機が不要となることが判明する。さらに、従来の製造工程における第１均質工程（殺菌前の均質工程）で処理した後の粒子径が０．６μｍ程度であるのに対し、本実施例でのターボミキサーで１５分間、調合した後の粒子径が０．７μｍ程度であることから、従来の製造工程における第１均質工程（殺菌前の均質工程）を省略してもよいこととなる。なお、上記ターボミキサーは一例にすぎず、他に同等な多機能タンク（Ｒｏｍａｃｏ Ｆｒｙｍａ Ｋｏｒｕｍａ社：Ｄｉｎｅｘ、ＡＰＶ社：Ｆｌｅｘ Ｍｉｘ など）を使用することができる。

【0069】

次に、ターボミキサーでの混合による調合工程を経た液状栄養食品の原材料は、上記したように、従来の製造工程における油脂類の比例注入と予備乳化機の使用を省略されて、殺菌工程（１４５℃、５秒間）に移行される（Ｓ１４）。この殺菌工程は、従来の製造工程と同様である。

【0070】

殺菌工程を経た後には、均質機（ホモゲナイザー）を使用した高圧での均質処理が行われる（Ｓ１５）。

【0071】

均質機（ホモゲナイザー）としては、大型で隙間の小さい均質ディスク（Ｎｉｒｏ Ｓｏａｖｉ社：Ｎａｎｏ Ｖａｌｖｅ）や、多数で隙間の小さい多段バルブ（ＡＰＶ社：Ｍｉｃｒｏ Ｇａｐ）が例示できる。

【0072】

すなわち、ナノバルブやマイクロギャップを有する乳化機を使用することで、均質化圧力を従来の製造工程よりも大幅に低減できることとなる。

【0073】

なお、上記ナノバルブやマイクロギャップは一例にすぎず、他に同等なディスクやバルブで、隙間を所定の数値に設定して使用することができる。

【0074】

具体的には、図４の均質化圧力と粒子径の関係を示したグラフ図を参照し、従来の均質工程で第２の均質化圧力を４０ＭＰａで処理した際の液状栄養食品の脂肪球径（粒子径：０．４μｍ程度）と同等にするために、本実施例の均質工程での均質化圧力を求めることとした。この結果、本実施例での均質化圧力は、２３ＭＰａ程度にすればよいことが判明する。

【0075】

よって、均質化処理（Ｓ１５）によって０．４μｍ程度の粒子径となった液状栄養食品は、冷却工程を経て（Ｓ１６）、さらに、充填工程、出荷と続くこととなる（Ｓ１７）。

【0076】

上記したように本発明に係る液状栄養食品の製造法における本実施例の製造工程では、従来の液状栄養食品の製造工程よりも工程数および製造機器の使用数を減少させることができた。

【0077】

すなわち、流動食などの液状栄養組成物の製造では、乳化破壊を防止することが必須であり、予備乳化や均質化による脂肪球の微粒化や乳化の安定化は非常に重要である。よって、従来の製造工程では、脂肪球の微粒化や乳化の安定化を良好にするために、下記する３つの操作（処理）が必須であった。

【0078】

（１）油脂類のインラインの比例注入と、予備乳化機（インラインミキサー）による混合・分散（予備乳化処理）：蛋白質に対し、油脂類を過剰に添加しないことが必要である。

【0079】

（２）第１（殺菌前）の均質機（ホモゲナイザー）による均質化（微粒化処理）：殺菌（加熱処理）後の乳化状態を良好にするために前処理として必要である。

【0080】

（３）第２（殺菌後）の均質機（ホモゲナイザー）による均質化（乳化処理）：保存中のクリームの浮上や沈殿を防ぐために高圧の処理が必要である。

【0081】

この従来の製造工程を用いて、比較的高濃度で高粘度の液状栄養製品（例えば、明治乳業社製のメイバランス１．５ＨＰＺ、粘度：２０〜３５ｃＰ）を製造する場合には、平均脂肪球径は、予備乳化処理（インラインミキサー、前記の（１）の工程）後で約１５μm、微粒化処理（第１の均質機、前記の（２）の工程）後で約０．６μm（均質化圧力：１５〜３０ＭＰａ）、乳化処理（第２の均質機、前記の（３）の工程）後で約０．４μm（均質化圧力：４０〜５０ＭＰａ）となる。

【0082】

一方、多機能タンク（スカニマ社：ＳＲＢ５０、ターボミキサー）を用いて、メイバランス１．５ＺＣＳ（粘度：１０〜２０ｃＰ）を調合した際に、調合の終了（完了）からの経過時間と粒子径の関係を図３に示した。このターボミキサーでは、タンクの直径が約５８０ｍｍ、タンクの高さが約４００ｍｍ、ローター直径が２００ｍｍ、ローター回転数が２０００ｒｐｍ、スリット径が４ｍｍ、仕込量が４０Ｌであり、パイロットプラントの規模（機種：ＳＲＢ５０）である。タンク内の減圧状態は−６０ｋＰａ（絶対圧：３８ｋＰａ）である。

【0083】

図３より、粉体原料などの投入の終了から１５分後に、平均粒子径が約０．７７μｍとなることを確認できる。つまり、多機能タンク（ターボミキサー）の下部に設置されたローターとステータを循環しながら、タンクで調合液を１５分間、保持すれば、調合操作だけで、平均脂肪球径を０．７μｍ程度に微粒化できることが明らかになった。

【0084】

この調合液（平均脂肪球径：０．７μｍ程度）について、さらに脂肪球を微粒化するために、均質機（ニロソアビ社：ＮＳ−３０２４Ｈ、シャープエッジ、処理流量：２５０Ｌ／ｈ）を用いて、４０〜５０ＭＰａで乳化処理した。その結果では、平均粒子径が０．４μm程度となり、上記した従来の製造方法（図２）の場合と同等となった。

【0085】

従来の製造方法（図２）では、タンクでの調合（粉体原料などの撹拌・混合）操作のほかに、（１）油脂のインラインでの比例注入とインラインミキサー（予備乳化処理）、（２）第１（殺菌前）の均質機（ホモゲナイザー）による均質化（微粒化処理）、（３）第２（殺菌後）の均質機（ホモゲナイザー）による均質化（乳化処理）の合計で３段階の微粒化操作（３台の乳化装置）が必要であった。

【0086】

これに対して、多機能タンクを使用した本発明の製造方法を用いて、比較的高濃度で高粘度の製品（例えば、明治乳業株式会社のメイバランス１．５ＨＰＺ、粘度：２０〜３５ｃＰ）を製造する場合には、多機能タンクでの調合操作のほかに、第２（殺菌後）の均質機（ホモゲナイザー）に該当する微粒化処理の１段階（１台の乳化装置）で十分であり、従来と品質が同等となった。

【0087】

つまり、インラインミキサー（予備乳化処理）と、第１（殺菌前）の均質機（ホモゲナイザー）の合計で２段階の微粒化操作（２台の乳化装置）を省略できることが明らかとなった。

【0088】

次に、図４の均質化圧力と粒子径の関係について詳述する。

【0089】

実製造の規模で使用する流路径（隙間）の狭い均質バルブ（僅少な隙間で構成された均質ディスク又は多段バルブ）では、その隙間が３０〜６０μｍ（均質化圧力：４０〜６０ＭＰａ、処理流量：６０００Ｌ／ｈ）であり、この流路径の狭い均質バルブを設けた均質機を流動食へ適用する。

【0090】

なお、実製造の規模で使用する従来（通常）の均質バルブでは、その隙間が９０〜１００μｍ（均質化圧力：４０〜６０ＭＰａ、処理流量：６０００Ｌ／ｈ）である。つまり、流路径の狭い均質バルブは、従来の均質バルブに比べて、流路径（隙間）が約１／２（２分の１）である。

【0091】

このような狭い隙間に流体（液体）を通過させると、通常よりも圧力が高くなることが予想（想像）される。しかし、ナノバルブ（流路径の狭い均質バルブ）では、バルブ本体（バルブのハウジング内）の流路径を広くし（バルブの直径を大きくし）、作用（接液）部分の流路径を極力狭くしつつ、流路長を短くすることで、通常よりも圧力を低くして、流体へ効率的に力（剪断応力）を加えている。

【0092】

一方、マイクロギャップ（流路径の狭い均質バルブ）では、バルブ本体（バルブのハウジング内）の流路を並列で複数（例えば、５つ）に分岐させている。これら分岐の流路へ流体を分割し、各分岐での流量を減らすことで、作用（接液）部分の流路径を極力狭くしつつ、通常よりも圧力を低くして流体へ効率的に力（剪断応力）を加えている。

【0093】

つまり、ナノバルブとマイクロギャップの何れの場合でも、いかに圧力を低くして狭い隙間に流体を通過させるかの工夫が重要となっている。この工夫のために、ナノバルブとマイクロギャップでは、従来（通常）の均質機（イズミフードマシナリ社、三和機械社など）よりも、作用（接液）部分の流量（線速度）が遅くなっている。

【0094】

通常のバルブを設けた従来の均質機（ホモゲナイザー）と、流路径の狭い均質バルブを設けた均質機を用いて、流動食「メイバランス１．５ＺＣＳ（粘度：１０〜２０ｃＰ）（明治乳業社製）」を実機の処理能力（６０００Ｌ／ｈ）で均質化した。

【0095】

前処理として、第１均質機（三和機械社：Ｈ１００）を用いて、流動食を均質化（均質化圧力：２５ＭＰａ、処理流量：６０００Ｌ／ｈ）し、その後に、直接加熱装置（岩井機械社：ＳＮ５０）を用いて、流動食を殺菌（１４５℃、５秒）してから冷却（８５℃程度）した。

【0096】

通常のバルブ（イズミフードマシナリ社：ＨＶ−５ＥＨ、フラット型の均質バルブ）と、流路径の狭い均質バルブ（ニロソアビ社：ナノバルブ）の２種類を用いて、前記のように処理した流動食を均質処理し、微粒化の効果を比較した。

【0097】

図４で、通常のバルブ（フラット型）を用いて、均質化圧力を４０ＭＰａで均質化すると、粒子径は０．４３μｍとなる。これに対して、流路径の狭い均質バルブ（ナノバルブ）を用いて、粒子径を０．４３μｍとするには、均質化圧力を２３ＭＰａ程度で均質化すれば良いこととなる。つまり、狭間隙バルブでは通常のバルブに比べて、均質化圧力を約３５%も低減できたこととなる。

【0098】

ここで、均質化圧力と均質機のバルブ（均質バルブ）にかかる剪断応力との関係を、図５（ａ）に示す簡略化モデルにより表現する。剪断応力を厳密に計算することは困難なため、図５（ａ）に示した簡略化モデルを用いて、剪断応力を推定した。図５（ａ）は、均質工程における剪断応力の厳密モデルと簡略化モデルの概念説明図で、図５（ｂ）は、剪断応力と粒子径との関係を示したグラフである。

【0099】

剪断応力が同等ならば粒子径も同等になると仮定したが、この仮定の根拠は前述した図５（ｂ）に示す実験結果（実測値）より得られる。ここでは、流量の５０Ｌ／ｈを４００Ｌ／ｈにする、８倍のスケールアップについて実験した。流量の異なる均質機同士で、剪断応力と粒子径に相関関係があると推定された。なお、剪断応力の推定は、前記した理論に基づいて計算した数値である。

【0100】

本理論の計算結果によると、従来の均質工程で第２均質機の脂肪球径（粒子径）を０．４μｍ程度とするためには、均質バルブの「剪断応力」を２０×１０^４Ｎ／ｍ^２程度にする必要がある。そして、本実施例での均質工程での均質機による均質処理後の粒子径を０．４μｍ程度とするには、均質化圧力を２６ＭＰａ程度にすれば良いことになる。

【0101】

実測値の２３ＭＰａと計算値の２６ＭＰａには若干の誤差があるが、調合タンクにターボミキサーを適用してから、均質機にナノバルブやマイクロギャップを適用することで、均質機の均質圧力を低減できることが理論的にも証明できた。

【0102】

このように、本実施例における液状栄養食品の製造方法によれば、原材料の調合工程に多機能タンクとしてターボミキサーを使用したので、従来の調合タンクに比べて、強力な攪拌が可能となり、油脂類を原材料と同時に混入できることとなった。そして、従来の油脂類の比例注入（インライン混合）と、これに伴う予備乳化機の使用の双方が不要となった。

【0103】

そのため、高濃度や高粘度の液状栄養食品（流動食など）を短時間で効率的に製造することも可能となった。従来装置である循環式の粉体溶解装置又は１パス（１スルー）式の粉体溶解装置による調合（原料溶解）操作と比較すると、本実施例による多機能タンク（例えば、ターボミキサーなど）による調合操作では、調合時間の短縮と、調合操作に関わる配置人員の低減が可能となる。この点を、より具体的に以下で詳述する。

【0104】

従来の循環式の粉体溶解装置（比較例１）では、溶解操作の開始時に、溶解液への粉体の投入量が少なく、溶解液の濃度が低いため、溶解液の粘度も低く、粉体の溶解速度は大きい。

【0105】

しかし、溶解操作の進行に伴い、溶解液への粉体の投入量が多くなり、溶解液の濃度が高くなると、溶解液の粘度も高くなり、粉体の溶解速度が小さくなる。

【0106】

このとき、溶解液の粘度が高くなると、循環流量も全体的に低下して、粉体の溶解速度が極端に小さくなる。

【0107】

また、循環式では循環用の配管など（ライン）が多いため、１日に数種類（バッチ）の製品を製造する場合には、このラインで細菌増殖の危険性（リスク）が高くなる。

【0108】

この循環式の粉体溶解装置を用いて、比較的高濃度で高粘度の製品（例えば、明治乳業社のメイバランス１．５ＨＰＺ、粘度：２０〜３５ｃＰ）の１０ｋＬを製造する場合には、調合操作が全て終了するのに、約１００分間を必要とする。また、これら比較的高濃度で高粘度の製品を製造する場合には、その配置人員として４人／８時間を必要とする。

【0109】

一方、従来の１パス（１スルー）式の粉体溶解装置（比較例２）では、粉体の分散能力の特に優れた溶解機（フンケン社：フロージェットミル）を用いることで、従来の循環式の粉体溶解装置の問題点の一部を解決している。つまり、１パス式では粉体の溶解速度の低下を解消して、より短時間で高濃度に粉体を溶解できる。

【0110】

ただし、この１パス式の調合操作では、所定の溶解水量を送液する時間で、ミネラル類を除く全ての粉体原料を投入しなければならない。

【0111】

また、この１パス式の調合操作では、粉体原料を全て投入した後に、配管など（ライン）を（水で濯ぐ）水押しする必要があり、粉体原料の溶解用の清水量を制限し、水押し用に清水を残しておく必要がある。このため、粉体溶解機では実際の製品よりも、かなり高濃度で蛋白質類を溶解する必要があり、溶解不良の危険性（リスク）が高くなる。

【0112】

油脂類の添加では、さらに調合操作での条件が厳しく、蛋白質類を溶解している間に、油脂類を全て添加（注入）し、安定的に乳化しなければならない。

【0113】

このとき、蛋白質類の濃度と比例して、かなり高濃度で油脂類を投入しなければならないこととなる。高濃度の蛋白質の溶解液に、高い混合比率で高粘度の油脂類を投入して、安定的な乳化状態を得ることは困難である。

【0114】

また、この１パスの粉体溶解機は、定置洗浄（ＣＩＰ）できないため、手動で洗浄（手洗い）しなければならず、洗浄に手間と時間が必要となる。

【0115】

そして、高濃度の溶解液に高粘度の油脂類を定量的に投入しなければならない観点から、送液用のポンプにモーノポンプを使用しなければならない。モーノポンプでは、製造用の配管（ライン）とは別に、洗浄用の配管（ライン）をバイパスとして必要であり、ローターやステータの管理を考慮すると、あまり使い勝手の良いポンプとは言えない。

【0116】

この１パス式の粉体溶解装置を用いて、比較的高濃度で高粘度の製品（例えば、明治乳業社のメイバランス１．５ＨＰＺ、粘度：２０〜３５ｃＰ）の１０ｋＬを製造する場合には、調合操作が全て終了するのに、約８０分間を必要とする。また、これら比較的高濃度で高粘度の製品を製造する場合には、その配置人員として４人／８時間を必要とする。

【0117】

本実施例における液状栄養食品の調合操作は、多機能タンク（例えば、ターボミキサー）を使用するものであり、この多機能タンクは、タンクの下部にローターとステータが設置されており、この部分（ローターとステータ）を溶解液（処理液）が通過することで、撹拌、混合、乳化、分散が促進される。この調合操作の具体例を下記する。

【0118】

タンクに清水（溶解水）を入れ、所定の液面（レベル）になった段階で、粉体原料（粉類）を投入する。デキストリン類や油脂類が液体状の場合には、タンクに清水を入れる操作と同時に、デキストリン類や油脂類を投入できる。

【0119】

また、蛋白質類を溶解する操作と同時に、ミネラル類を添加できる。このとき、粉体原料の投入が終了するのと同時に、調合操作の大部分が終了する。溶解液（処理液）の組成や物性を安定化したり、溶解液（処理液）を十分に脱気したりするために、任意の時間で保持することも可能である。

【0120】

多機能タンクでの調合操作では、タンクの内部を全て減圧し、その減圧効果により、タンクの内部と溶解液へ粉体を吸い込ませることが可能となる。

【0121】

よって、循環式の調合操作では、溶解液（処理）の粘度の上昇に伴い、粉体が溶解液の内部へ浸透（侵入）や分散しにくくなるため、粉体の溶解速度の低下が課題（問題）点であったが、この多機能タンクでの調合操作では、溶解液の粘度の上昇に伴い、粉体の溶解速度が低下することはない。

【0122】

さらに、多機能タンクでの調合操作（本実施例）では、上記した従来の循環式装置（比較例１）と異なり、調合工程や送液工程などの製造工程全体で循環用の配管など（ライン）がないので、長時間の連続的な製造でも細菌増殖の危険性（リスク）が低くなる。

【0123】

また、多機能タンクでの調合操作（本実施例）では、上記した従来の１パス式装置（比較例２）と異なり、配管など（ライン）の水押し用の清水量が少なくなるため、粉体原料の溶解用の清水量を多くできる。

【0124】

つまり、高濃度で蛋白質類を溶解する必要がなく、溶解不良の危険性（リスク）が低くなる。そして、油脂類の添加では、時間的な制限がなくなり、安定的な乳化状態を得やすくなる。

【0125】

多機能タンクは洗浄しやすい構造であり、定置洗浄（ＣＩＰ）できる。このため、細菌増殖の危険性が低くなることに加えて、上記した従来の１パス式の粉体溶解機のような手洗いが全く不要となり、日常の洗浄作業の負担が軽減される。

【0126】

この本実施例で使用する多機能タンクを用いて、比較的高濃度で高粘度の製品（例えば、明治乳業社のメイバランス１．５ＨＰＺ、粘度：２０〜３５ｃＰ）の１０ｋＬを製造する場合には、粉体溶解（調合）操作が全て終了するのに、約３０〜４０（約３５）分間を必要とする。

【0127】

また、この多機能タンクでは、デキストリン類（糖質類）用のコンテナや蛋白質類用の粉ミキサー（粉サイロ）を併用できることから、これら比較的高濃度で高粘度の製品を製造する場合には、その配置人員として２人／８時間を必要とする。

【0128】

つまり、調合操作に多機能タンクを用いることで、各種の付帯設備も併せて効率化できるため、調合時間を上記した従来の循環式装置に比べて約１／３（３分の１）、上記した従来の１パス式装置と比べて約１／２（２分の１）に低減でき、調合操作に関わる配置人員を上記した従来の循環式装置及び１パス式装置と比べて約１／２（２分の１）に低減できることとなる。

【0129】

さらに、多機能タンクは強力な攪拌により、タンク内面への付着物や沈降物を除去できるので、壁面や底面の伝熱性を良好な状態に維持することができる。

【0130】

さらに、減圧状態で、加温・冷却・攪拌の操作を一括して実行する攪拌力の強いターボミキサーの使用によって、気泡を殆ど含まない調合液を提供でるので、溶解、乳化の効果が向上する。

【0131】

また、調合工程での溶解も高効率で行えるので、調合作業が省力化できる。そして、調合液に脱酸素効果をもたらすことができ、加熱や酵素の作用などに伴う、栄養成分（例えば、ビタミンＣ、ビタミンＢ１、葉酸、ビタミンＤなど）の破壊や減少を抑制できるので、本実施例での製造方法により製造される液状栄養食品の品質の向上も図ることができる。

【0132】

本実施例における多機能タンク（例えば、ターボミキサー）による短時間内の調合操作で、加熱や酵素の作用などに伴う栄養成分、有用成分の破壊や減少の抑制ができることは、流動食の調合操作において、所定温度、所定時間で保持を行った際に、調合液のビタミンＣの含有量を経時的に測定した実験からも確認されている。

【0133】

この実験は、流動食「メイバランス１．５ＨＰＺ（粘度：２０〜３５ｃＰ）」（明治乳業社製）の調合液を、スリーワンモーター（回転数：２００ｒｐｍ）で撹拌しながら５０℃で保持し、ビタミンＣの含有量を経時的に確認したものである。

【0134】

この調合液へビタミンＣ（Ｖ．Ｃ．）を４８ｍｇ／１００ｍｌとなるように添加し、０〜４時間後で経時的に試料（調合液）を採取し、ビタミンＣの濃度を測定した。なお、「メイバランス１．５ＨＰＺ」の規格値でビタミンＣは２４ｍｇ／１００ｍｌであり、今回の実験条件である４８ｍｇ／１００ｍｌは目増量で２００％となる。

【0135】

この実験結果によると、当初（経過時間０時間）は３６．４ｍｇ／１００ｍｌであったビタミンＣ（Ｖ．Ｃ．）の含有量が、１時間経過後に３１．０ｍｇ／１００ｍｌ、２時間経過後に２４．８ｍｇ／１００ｍｌ、３時間経過後に１８．２ｍｇ／１００ｍｌ、そして４時間経過後には１４．８ｍｇ／１００ｍｌとなることが確認されている。この実験により、調合液（流動食）を所定温度、所定時間で保持すると、ビタミンＣは劣化することが判明した。

【0136】

つまり、調合時間を短縮することは、有用成分の破壊や劣化を抑制する上で有効な手段であることが分かった。

【0137】

また、液状栄養食品の粘度は、１５〜１００ｃＰであることが好ましい。本発明が提案する前記液状栄養食品の製造方法は、高濃度で高粘度の流動食を製造するのに適しており、特に１５ｃＰ以上で本発明の効果が発揮される。一方、流動食としてチューブ流動性が求められるので、粘度が１００ｃＰ以上となると、経管栄養補給の際にチューブ（細管）内を流れにくくなるからである。

【0138】

ターボミキサーによる強力な攪拌は、従来の調合タンクよりも原材料の粒子径を小さくできるので、その後に続く均質工程における均質機に、大型で隙間の小さい均質ディスク（Ｎｉｒｏ Ｓｏａｖｉ社：ナノバルブ）や多段バルブ（ＡＰＶ社：マイクロギャップ）、すなわち、ナノバルブやマイクロギャップを有する乳化機を使用することで、均質化圧力を従来の製造工程よりも大幅に低減することが可能となる。

【0139】

また、上記したように、本実施例では、調合工程において多機能タンクとしてのターボミキサーを使用するため、他に粉体溶解機やポンプを使用せずに、調合工程を一括して行えるので、この多機能タンクとしてのターボミキサーのタンクを洗浄、管理するだけで、高温菌の増殖の危険（リスク）を減少できる。

【0140】

従来の調合設備では、タンク内だけでなく、粉体溶解機やポンプのメカシール部分へ、調合液（調合乳、ミックス）が残存する。この調合液の残りが原因となり、製造を繰り返すに従い（バッチの回数が増える程）、細菌の汚染の可能性が高くなる。ところが、本発明の調合設備では、粉体溶解機やポンプを用いることなく、タンクだけで全ての調合操作を完了できる。そのため、タンクだけを十分に洗浄できれば、高温菌の増殖の危険が少なくなるという利点がある。

【0141】

実際に、多機能タンクとしてのターボミキサー（スカニマ社：ＳＲＢ５０、仕込量：４０Ｌ）を使用して、メイバランスＣの濃縮液（１．５倍）を連続的に調合し、細菌の増殖（増菌）の傾向（状況）を、洗浄（リンス）の前後で経時的に確認した。図６（ａ）と（ｂ）は、調合工程での高温菌数の一覧図である。この結果によると、調合の９時間後に増菌の傾向が認められた。

【0142】

このとき、ホースを用いて手動で、タンクを温水で濯いだが、その後にも増菌の傾向が認められた（検討１）。一方、シャワーボールを用いて自動で約５分間、タンクを温水で十分に濯ぐことで、増菌を抑制できることが判明した（検討２）。

【0143】

検討１では、ターボミキサーを用いて長時間で連続的に調合した。このときの中温菌、中温芽胞菌、高温菌、高温芽胞菌の増殖を確認した。この検討１の結果を図６（ａ）の一覧図に示す。この一覧図に示したとおり、ホースを用いて温水で濯いでも、細菌の増殖を抑制できなかった。

【0144】

検討２では、検討１の結果を踏まえて、洗浄方法を改良した。このときの中温菌、中温芽胞菌、高温菌、高温芽胞菌の増殖を確認した。この検討２の結果を図６（ｂ）の一覧図に示す。この一覧図に示したとおり、シャワーボールを用いて５分間、タンクを温水で濯げば、細菌の増殖を抑制できた。このことは、９時間保持後の高温菌数と、シャワーボールを用いて洗浄した後である１２時間保持後の高温細菌数を比較することから容易に認識できる。

【0145】

次に、他の実施例として、上記実施例で説明した液状栄養食品である流動食メイバランス１．５ＺＣＳ（粘度：１０〜２０ｃＰ）、メイバランス１．５ＨＰＺ（粘度：２０〜３５ｃＰ）よりも高濃度で高粘度の製品である、明治乳業社のメイバランス２．０（粘度：３０〜７０ｃＰ）について、その製造工程について説明する。

【0146】

多機能タンク（スカニマ社：ＳＲＢ５０とＳＰＭ３０００、ターボミキサー）を用いて、メイバランス２．０を１．３倍の濃縮液で調合した。図７（ａ）は、調合時間（攪拌保持時間）と脂肪球径（粒子径）の関係を示すものである。

【0147】

メイバランス２．０（２．０ｋｃａｌ／ｍｌ）は、上記したようにメイバランス１．５ＺＣＳ（１．５ｃａｌ／ｍｌ）よりも高濃度で高粘度の製品である。このとき、さらに高濃度で高粘度の製品について、多機能タンクの撹拌効果（作用）を確認するために、調合操作での清水（溶解水）量を減らし、メイバランス２．０を１．３倍の濃縮液で調合することとした。つまり、多機能タンクの混合性能を評価するために、模擬液としてメイバランス２．０の１．３倍の濃縮液（約５５℃）を用いた。なお、この模擬液には、ミネラル類やビタミン類を添加せず、糖質類、蛋白質類、油脂類などのみを添加して調製した。ちなみに、流動食などの液状栄養組成物では、メイバランス１．０（１．０ｋｃａｌ／ｍｌ）などが標準的な濃度であり、汎用性の高い製品である。

【0148】

実験条件は、図７（ｂ）の通りであり、仕込量を４０Ｌ（機種：ＳＲＢ５０）と３０００Ｌ（機種：ＳＰＭ３０００）、回転数を２０００ｒｐｍ（機種：ＳＲＢ５０）と１２００ｒｐｍ（機種：ＳＰＭ３０００）、ローター径を２００ｍｍ（機種：ＳＲＢ５０）と３００ｍｍ（機種：ＳＰＭ３０００）、スリット径を４ｍｍ（機種：ＳＲＢ５０とＳＰＭ３０００）であり、パイロットプラント（機種：ＳＲＢ５０）と実機（機種：ＳＰＭ３０００）の規模とした。

【0149】

このとき、タンク内の減圧状態をＳＲＢ５０では、−６０ｋＰａ（絶対圧：３８ｋＰａ）、ＳＰＭ３０００では、−８０ｋＰａ（絶対圧：１８ｋＰａ）として使用した。ＳＲＢ５０ではＳＰＭ３０００に比べて、ヘッドスペースが小さいため、ＳＲＢ５０ではＳＰＭ３０００よりも真空度を高く設定しにくかった。

【0150】

パイロットプラントの規模のタンク（機種：ＳＲＢ５０）で調合液を１０分間、保持すれば、調合操作だけで平均脂肪球径を０．８μｍ程度まで微粒化できることが明らかになった。また、実機の規模のタンク（機種：ＳＰＭ３０００）で調合液を５分間、保持すれば、調合操作だけで平均脂肪球径を０．９μｍ程度まで微粒化できることが明らかになった。

【0151】

つまり、パイロットプラントと実機の何れの場合でも、調合（原料溶解）の終了後に、ローターとステータを循環しながら、タンクで調合液を５〜１０分間、保持すれば、調合操作だけで平均脂肪球径を０．９μｍ程度まで微粒化できることが明らかになった。

【0152】

この調合液（平均脂肪球径：０．９μｍ程度）について、さらに脂肪球を微粒化するために、均質機（ニロソアビ社：ＮＳ−３０２４Ｈ）を用いて、４０〜５０ＭＰａで乳化処理した。その結果では、平均粒子径が０．４μｍ程度となり、従来の製造方法の場合と同等となった。

【0153】

多機能タンクによる製造方法を用いて、高濃度で高粘度の製品（例えば、明治乳業社のメイバランス２．０）を製造する場合には、多機能タンクでの調合操作のほかに、第２（殺菌後）の均質機（ホモゲナイザー）に該当する微粒化処理の１段階（１台の乳化装置）で従来と品質が同等となり、十分であった。つまり、インラインミキサー（予備乳化処理）と、第１（殺菌前）の均質機（ホモゲナイザー）の合計で２段階の微粒化操作（２台の乳化装置）を省略できることが明らかとなった。

【符号の説明】

【0154】

Ｓ１１ 調合工程（ターボミキサーに原材料の投入、混合、攪拌）
Ｓ１５ 均質工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】