Apparatus and method for producing soybean milk and molting beans

本発明は一般的には、豆の処理に関し、さらに具体的には豆の脱皮のための装置、その方法、豆乳を製造する装置及び豆乳の製造方法に関する。

今日、豆乳メーカー、具体的には家庭用豆乳メーカーはますます知られるようになってきている。 従来は豆乳製造プロセスは基本的に３つの段階からなっている。 第１の段階は、ユーザ自身で水に浸漬させる段階であり、ここで乾燥豆が通常は例えばボールに入れられた水に漬けられ室温で一晩置かれる。 続いて、前記プロセスは、第２段階になり、即ち混合／調理段階であり、制御装置により自動制御され、水を吸収した豆と水を前記豆乳メーカー内に入れて、約１から１０分間前記加熱手段により沸騰させ、その後ブレンダーを駆動させて大豆をブレンドする。 第３の段階は、濾過段階でありユーザによりフィルター（通常は５０メッシュフィルターが使用される）により手動で濾過され、これにより前記ブレンド／調理段階の後の前記フィルターを通れない比較的大きい粒子（ここではまた残渣とも記載する）が除去され、液体が得られ、これにより優れた豆乳が得られる。 前記得られた豆乳は、水と、皮と子葉の小粒子との混合物である。

しかし、ここで説明した従来の豆乳製造方法にはいくつかの欠点がある。 前記第２の段階後、即ちブレンド／調理段階の後、得られる液体に含まれる粒子のサイズは比較的大きく、従って多くの粒子が濾過で除去され大量の残渣を残す結果となる、ということである。

従って、得られる液体の粒子サイズをさらに減少させ、それにより残渣の量を減らす必要がある。

前記に鑑み、得られる液体中の粒子サイズを減少させ、残渣量を効果的に減少させる方法が提供される。

本発明の第１の側面では、豆の脱皮のための新規な装置を提供し、前記装置は：駆動モーター；前記駆動モーターを制御するための前記駆動モーターに電気的に接続される制御装置；及び前記水に浸された豆を撹拌して、皮と脱皮した豆を含む混合物を生成させる、前記駆動モーターへ接続され駆動される第１のユニットを含む。

本発明の実施態様では、前記豆は水にある時間浸され、それにより前記豆の皮と内部部分との間にギャップ（隙間）が形成される。

本発明の他の実施態様では、前記豆は大豆であり、大豆は水に約４５℃から９０℃で約５から１５分間浸される。

本発明のさらなる実施態様では、前記第１のユニットが、少なくとも１つの羽根又は少なくとも１つの撹拌棒を持つ。

本発明のさらなる実施態様では、前記第１のユニットは少なくとも１つの羽根を持ち、前記水に浸された豆を撹拌する速度が、１０００回転／分（ｒｐｍ）未満であり得る。 加えて、さらに好ましい実施態様では、前記撹拌速度は約４００ｒｐｍである。

本発明のさらなる実施態様では、前記豆の脱皮のための装置はさらに、前記皮と脱皮豆を含む混合物から前記皮を少なくとも部分的に分離する第２のユニットを含む。

本発明の第２の側面では、豆乳製造のための装置が提供され、前記装置は、本発明の第１の側面で記載された豆の脱皮のための装置を含み、前記制御装置がさらに、前記駆動モーターを、前記第１のユニットが、前記撹拌速度よりも高いブレンド速度で前記混合物をブレンドして豆乳を製造するように制御するように構成される。

本発明の第３の側面では、豆の脱皮のための方法が提供され、前記方法は：豆を水に浸し；及び前記水に浸された豆を撹拌して、皮と脱皮豆を含む混合物を生成するための第１のユニットを駆動すること含む。

本発明の実施態様では、前記豆は浸され、前記前の皮と内部部分との間にギャップが形成され得る。

本発明の他の実施態様では、前記豆は大豆であり、前記大豆が水に、約４５℃から９０℃で、約５分から１５分間浸される。

本発明のさらなる実施態様では、前記浸された豆を撹拌するための前記第１のユニットが、少なくとも１つの羽根又は少なくとも１つの撹拌棒を持つ。

本発明のなおさらなる実施態様では、前記少なくとも１つの羽根を持つ前記第１のユニットの撹拌速度が、１０００ｒｐｍ未満であり得る。

本発明のなおさらなる実施態様では、前記方法はさらに、前記混合物から皮を少なくとも部分的に分離することを含む。

本発明の第４の側面では、豆乳製造の方法が提供され、前記方法は：本発明の第３の側面で記載された豆の脱皮方法により豆を脱皮すること、及び前記第１のユニットで前記混合物を、前記撹拌速度よりも高いブレンド速度でブレンドして豆乳を製造することを含む。

本発明において、撹拌／脱皮プロセスは、前記豆が脱皮されることで与えられる。 結果として、続く前記ブレンドプロセスの後、前記粒子サイズはより小さくなり、比較的大きなサイズの粒子の量が従来の豆乳製造プロセスに於けるよりも低減されることとなる。 具体的には、好ましい実施態様では、前記皮の少なくとも部分的な皮が、得られる混合物から脱皮プロセス後除去され、前記比較的大きいサイズの粒子の粒子サイズと量はより効果的に減少される。 従って、本発明により、豆乳に含まれる粒子のサイズ、さらに残渣量は低減されることとなる。

本発明のこれらの及びその他の側面は、以下記載される実施態様を参照して明らかとされ理解されるであろう。

本発明は以下より詳細に、添付図面を参照しつつ例示の方法で記載される。

図１は、本発明の実施態様による豆を脱皮する方法のブロックダイヤグラムを模式的に示す。

図２は、本発明の他の実施態様による豆を脱皮する方法のフローチャートを模式的に示す。

図３は、方本発明のさらなる実施態様による豆乳を製造するための装置のブロックダイヤグラムを模式的に示す。

図４は、本発明のなおさらなる実施態様による豆乳を製造するための方法のフローチャートを模式的に示す。

ここで使用される用語「豆の内部部分」とは、大豆、緑豆、ササゲなどに関して一般的概念であり、用語「豆の内部部分」、「脱皮豆」及び「子葉」は一般的に類似の意味を持つ。

ここで使用される用語「分離率」は、前記前の皮と子葉を含む混合物から分離される皮のパーセントを意味する。 より高い「脱皮率」とは、前記混合物からより皮を分離すること、及び前記混合物により多くの子葉が残ることを意味する。

以後、本発明は添付図面を参照して、例示の方法でより詳細に説明される。

図１を参照して、これは本発明の実施態様による豆の脱皮のための装置のブロックダイヤグラムを示す。

図１に示されるように、前記豆の脱皮の装置１００は、駆動モーター１１０、制御装置１２０及び第１のユニット１３０を含む。 前記制御装置１２０は電気的に前記駆動モーター１１０に接続され、かつ前記駆動モーター１１０を制御するように構成される。 前記第１のユニット１３０は前記駆動モーター１１０に接続され、前記駆動モーター１１０により駆動され、前記水に浸された豆を撹拌して、皮と脱皮豆が含まれた混合物を生成する。

前記制御装置はマイクロプロセッサ又は他の制御手段であり、前記駆動モーター１１０の操作、例えば前記駆動モーター１１０への１以上の電力、前記駆動モーター１１０の回転速度、駆動の時間を制御するように構成され得る。 前記駆動モーター１１０は例えば、機械的に前記第１のユニット１３０と当業者に知られた好適な方法で接続され、前記制御装置１２０の制御下、前記第１のユニット１３０を任意の他の方法で回転又は移動させて水に浸された豆を撹拌し得る。

本発明の実施態様では、前記第１のユニット１３０は、１以上の羽根を含むブレンダーであり、又は代わりに、前記浸された豆を撹拌するために１以上の撹拌棒をまた含み得る。 前記第１のユニット１３０の操作の間、これは前記浸された豆を衝撃し、前記皮が前記浸された豆から剥がされるようにする。 加えて、１以上の羽根を持つブレンダーは、前記皮の剥がしを容易にする、というのは鋭い端部を持つ羽根が前記脱皮を助けるからである。 留意すべきことは、前記第１のユニット１３０はまた、手段が前記駆動モーター１１０で駆動されて前記浸された豆を撹拌する限り当業者に理解され得る任意の好適な手段で実施され得る、ということである。

本発明によれば、水に浸された豆は前記制御装置１２０で制御された前記駆動モーター１１０により駆動される前記第１のユニット１３０で撹拌される。 前記豆の皮と子葉は異なる吸収率を持ち、即ち水の吸収に対して異なる。 一般的に、皮は子葉に比べてより大きい吸収率を持つ。 従って、前記豆が水に浸されると、皮は子葉よりも水を吸収し、その結果膨張して柔らかくなる；しかし子葉はなお比較的硬いままである。 従って、撹拌の際に形成される衝撃力の効果により、前記柔らかい皮が硬い子葉から剥がされることになる。 従って、撹拌により浸された豆から皮が剥がされ得ることとなる。

しかし、留意すべきことは、前記浸漬時間は皮を柔らかくするために十分長く、同時に子葉の硬さを実質的に維持するために十分短くしなければならない、ということである。 一方で、前記時間があまりに短いと、皮は十分水を吸収せずしたがって硬いままとなる。 この結果豆の脱皮が難しくなる。 一方で、浸漬時間が長すぎると、皮も子葉も水を十分吸収し柔らかくなる。 この場合、皮と子葉は共に接着する傾向となり、その結果豆の脱皮が困難となる。 留意すべきことは、前記浸漬時間は豆ごとに異なるということであるが、これは実験又は試験により、又は当業者に知られる好適な技術で知ることができる。 例えば、大豆に関しては、５から１５分が好ましい。 加えて、豆は、約４５から９０℃の温水に浸漬することが好ましく、これにより許容できる浸漬時間で良好な効果を達成することができる。 明確にするために、他の種類の豆についての詳細はここでは与えない。

好ましくは、前記豆は水に浸漬され、豆の皮と子葉の間にギャップが形成され得る。 吸収率の差により、皮は膨張し柔らかくなる一方で、子葉はなお比較的硬いままであり、ある時間経過後、皮と子葉の間にギャップ（隙間）ができる。 前記撹拌操作が開始された後前記ギャップが皮と子葉の間に形成されると、これはさらに前記子葉から前記皮を剥がすことを容易にする。 ギャップが形成される前の通過時間は、例えば実験、試験又は異なる種類の豆の他の研究により決定され、これらは当業者に理解されるものであり、明確化のためにここでは詳細に説明はしない。

加えて、豆を脱皮するために、浸された豆の撹拌速度（以下、「撹拌速度」とする）は高すぎないようにしなければならない、というのは、過度に高速度では、前記皮と子葉が共にブレンドされ粒子に破壊され、撹拌を通じて豆を脱皮させることで得られる効果が達成できないこととなるからである。 一般的に、従来の豆乳製造プロセスでは、豆は、ブレンド／調理速度が４０００から１９０００ｒｐｍ又はそれより高速度でブレンドされて豆乳が製造される。 かかる高速度では、豆は小粒子にブレンドされ、得られる液体は皮と子葉の小粒子を含む。 従って、この方法では、皮は豆から剥がされることはない。 このために、前記撹拌速度は、従来の豆乳メーカーで使用されるブレンド／調理速度よりも低くして、豆を小粒子にブレンドされることを防止する、及び好ましくは前記撹拌速度は実質的に前記ブレンド／調理速度よりも実質的に低いことが好ましい。 留意されるべきことは、異なる種類の豆、異なる浸漬時間又はその他のファクターについては、異なる撹拌速度を高い効率を得るために設定することが可能である、ということである。 種々の条件について前記撹拌速度は、実験又は試験、又は当該技術分野で知られる他の好適な方法で決定され得る。 例えば、前記第１のユニットが１以上の羽根を含む場合には１０００ｒｐｍ未満の撹拌速度が一般には好ましく、より好ましく前記撹拌速度は少なくとも４００ｒｐｍに設定され得る。 かかる撹拌速度で、前記豆は効果的に脱皮され得る。 明確にするため、種々の貢献についての詳細な説明はここでは与えられない。

本発明の実施態様によると、前記豆は大豆であり、大豆は水に約４５℃から９０℃で、約５分から１５分間浸される。 かかる場合、前記豆の皮と子葉の間の異なる吸収率によりギャップが形成される。 例えば水温が約４５℃に設定され、浸漬時間は約１５分に設定され得る。 好ましくは、前記水温は約６０℃に設定され、浸漬時間は約１３分に設定され得る。 より好ましくは、前記水温は約７５℃に設定され、前記浸漬時間は約１０分に設定され得る。 最も好ましくは、前記水温は約９０℃に設定され、前記浸漬時間は５分に設定され得る。

前記実施態様から、水温が高いほど、浸漬時間は短くできることが分かる。 ９０℃の水温が使用される条件では、最短の浸漬時間となり、即ち約５分で、本発明の意味で十分浸された豆を得ることができる。 従って、時間短縮が達成され、望ましいことである。

留意されるべきことは、撹拌速度は、現在の撹拌／脱皮段階（言い換える皮が豆から剥がされる）では前記ブレンド／調理速度よりもずっと低い値を設定することができるということである。 従って、前記撹拌操作の終了時では、剥がされた皮と子葉を含む混合物が得られ、剥がされた皮と子葉は、基本的に、粒子へ破壊されることなく比較的大きい実際の対象物の形である。

本発明の他の実施態様では、前記装置１００は好ましくは、前記得られた混合物から前記皮を少なくとも部分的に分離するように構成される第２のユニット１４０を含む。 前記第２のユニット１４０は、前記装置１００に固定又は脱着可能な真空装置、又は前記皮を吸い上げる別の真空装置であり得る。 前記第２のユニットはまた、前記駆動モーター１１０で駆動されるか、又は前記駆動モーター１１０とは別の他の駆動手段により駆動され得る。 前記皮は子葉よりも軽いことは当該技術分野の当業者に知られており、前記撹拌／脱皮段階の後は、皮は水に浮き、子葉は水に沈む。 かかる真空装置に手段により、軽い水に浮く皮が吸い上げられ混合物から除去され、一方で比較的重い子葉は水中に残ることとなる。 留意されるべきことは、前記真空装置の吸引力は皮を吸引するために十分高いが、同時により重い子葉を水中に残すために十分低くしなければならない、ということである。 前記吸引力の具体的なレベルは、実験、試験又は当業者に知られるその他の好適な方法で決定され得るものであり、ここでは明確化のため詳細には説明しない。

かかる方法で、前記混合物中に残る皮の量は実質的に低減され、豆乳を製造するため使用される前記混合物はほとんど皮を含まず、従って、続くブレンド／調理段階後に得られる液体はずっと小さい粒子を含むこととなる。 従って、得られる豆乳はより細かく、なめらかになる。

加えて、ユーザは、ユーザの種々の要求に合わせて、前記分離プロセス後の混合物に含まれる皮の量について任意設定できることが好ましい。 ユーザがより高タンパク質摂取を望む場合、前記混合物中にはほとんど皮は残さない、というのは子葉には通常皮よりもより多くのタンパク質が含まれるからである。 これは前記混合物からより多くの皮を濾過する必要があることを意味する。 一方で、ユーザがより多くの繊維を取得することを望む場合には、より多くの皮を混合物中に残すことが必要である。 そのような選択は、ユーザの要求にあわせて設定することを可能にする。

これに代えて、前記第２のユニット１４０は、皮フィルターであって、好ましくは、脱着可能に前記装置１００へ接続されている。 前記皮フィルターは、例えば、前記容器の内部壁に設けられ、ここに静水表面のやや上で前記混合物を受け取りそれにより浮いている皮を集めるように構成され得る。 前記撹拌／脱皮段階の間、前記第１のユニット１３０の前記羽根又は撹拌棒は回転し、迅速に前記容器内部を回転する水の渦が形成される。 従って、前記内部壁近くの水のレベルは上昇し、及び前記水表面に浮いている比較的軽い皮は前記内部壁の方に、遠心力の影響で押される傾向となり、前記設けられる皮フィルターで集められることとなる。 加えて、前記皮フィルターは、ユーザが手動で皮を分離するために使用され得るフィルターメッシュであり得る。

留意されるべきことは、前記第２の装置１４０は必須ではない、ということである。 大豆の皮は約８０％が繊維であり、これは健康に効果的であることが知られている。 従って、ユーザが最大の繊維摂取を望む場合、ユーザは前記分離プロセスを行う前記第２の装置を必要とはしないであろう。

さらに、当業者が理解できることは、本発明は、大豆、緑豆、ササゲなどの異なる種類の豆を脱皮するために使用できる、ということである。 異なる豆の種類については、水温、浸漬時間、撹拌速度などの好適な構成は異なる。 しかし、前記構成は、当業者は、本発明の教示、実験、試験又は当該技術分野で知られる他の方法により決定することができ、ここでは詳細には説明しない。

以下本発明による豆の脱皮の方法を図２を参照して説明するが、図２は本発明の他の実施態様による豆の脱皮の方法のフローチャートを示す。

図２に示されるように、ステップ２０１で、豆を水に浸漬する。 前記のように、大豆は水に約４５から９０℃で約５から１５分浸漬され得る。 前記時間後、皮は十分膨張し柔らかくなり、一方子葉はない硬さを維持する。 従って、かかる条件で浸された豆は次の脱皮操作に移される。 好ましくは、前記豆は、皮と豆の内部分簡易ギャップが形成されるように浸漬され得る。 ギャップを内部にもつ浸された豆はさらに脱皮操作に移される。

ステップ２０２で、前記浸された豆は撹拌されて皮と脱皮された豆を含む混合物を生成する。 前記浸された豆が準備されると、前記脱皮操作を開始し得る。 前記第１のユニット１４０は、少なくとも１つの羽根又は少なくとも１つの撹拌棒を含むことができ、例えば前記制御装置１２０の制御により前記駆動モーター１１０のより駆動され得る。 前記のように、前記第１のユニットは、前記通常のブレンド／調理速度よりも低く、好ましくは実質的に低い回転速度で回転され得る。 好ましくは、前記第１のユニットが少なくとも１つの羽根場合、即ちそれはブレンダーであるが、前記撹拌速度は１０００ｒｐｍよりも低い速度、及びより好ましくは撹拌速度は４００ｒｐｍに設定される。 前記のように、前記皮は、前記撹拌／脱皮段階後の豆から剥がされ、得られる混合物は皮と脱皮された豆を含むものとなる。

好ましくは、ステップ２０３で、前記皮の少なくとも部分が前記混合物から分離される。 前記の通り、前記分離操作は、真空装置又はフィルターであり得る第２のユニット１４０により実施され得る。 選択的な分離操作の結果として、前記混合物中に含まれる皮の量は実質的に低減され、続く豆乳製造のための混合物はほとんど皮を含まない。 従って、前記続くブレンド／調理段階後、得られる液体はずっと小さい粒子を含み、豆乳はより細かくなめらかなものとなる。

留意されるべきことは、前記撹拌／脱皮プロセスは前記ブレンド／調理プロセスの前に実施され、従って、前記撹拌／脱皮プロセスはまた、前ブレンドプロセスとしても参照され得る。 豆の脱皮のための装置及び方法を用いて、豆の皮は豆から剥がされ、続くブレンド／調理プロセスの準備がなされる。

次に、図３を参照して、これは本発明のさらなる実施態様による豆乳を製造するための装置のブロックダイヤグラムを模式的に示す。 図３に示されるように、前記装置３００は、例えば図１に示される豆の脱皮のための装置１００を含む。 さらに、前記制御装置１２０は、前記駆動モーター１１０をさらに制御するように構成され、前記第１のユニット１３０は前記混合物を豆乳を製造するためにブレンドするために駆動される。 前記ブレンド速度は約４０００から１９０００ｒｐｍに設定され、これは前記撹拌速度よりも高い。 当業者が理解することは、前記装置１００は前記装置３００に統合できるものであり、又はその独立装置としても可能である，ということである。

さらに加えて、図４は、本発明のさらなる実施態様による豆乳製造の方法のフローチャートを模式的に示す。 図４に示されるように、ステップ４１０で、前記は図２を参照して説明された操作により脱皮される。 このステップでは、例えば撹拌棒又は羽根を持つ前記第１のユニット１３０が、最初水に浸された豆を、低撹拌速度〔例えば１０００ｒｐｍ未満）で撹拌し、子葉を損傷又は破壊することなく実質的に豆を脱皮し、それにより皮と脱皮された豆を含む混合物を生成する。

その後、本方法は、ブレンド／調理段階、即ちステップ４２０へ移り、その間脱皮後生成された混合物が、前記撹拌速度よりも高い例えば１００００ｒｐｍのブレンド速度でブレンドされ得る。 前記ブレンドプロセスで、前記混合物は完全にブレンドされ、得られる液体、即ち豆乳は、従来のプロセスに比較して非常に小さいサイズの粒子を含むものとなる。

しかし、ユーザが望む場合にはステップ４３０で、前記豆乳はさらに、５０メッシュフィルターなどのフィルターで濾過され、比較的大きい粒子を除去し得る。

従来の豆乳製造プロセスでは、全プロセスにおいてブレンド速度は基本的に一定であり、このことは即ちブレンドプロセスのみであることを意味する。 本発明はしかし、前記ブレンド／調理段階に先立って豆を脱皮する追加のプロセスを導入するものである。 本発明により、前記ブレンドプロセス後、得られる液体に含まれる粒子のサイズは先行技術のものに比較して小さくなり得る。 さらに、前記分離プロセスが実施される場合には、豆の子葉が続くブレンド／調理段階で非常に小さい断片に破壊され得ることから、前記濾過操作を実施する前に得られる豆乳全体により好ましい粒子サイズ分布が達成され得ることとなる。 従って、本発明により、残渣量が実質的に低減され得る。

表１は、脱皮及び、本発明者による比較のための非脱皮大豆から製造される豆乳の粒子分布を示す。

この表に示される実験データは、類似の条件下で脱皮サンプルは非脱皮サンプルよりもより小さい粒子分布を持つことを示す。 例として６の粉砕操作（２０秒）を取ると、脱皮サンプルの豆乳内の粒子の９０％が４３２．９１１μｍ未満の粒子サイズを持ち、しかし非脱皮サンプルについては９０％の粒子が６４４．８３７μｍ未満のサイズを持つ。 かかる場合、粒子の約３３％低減が達成される。

加えて、表２には他の実験結果を示し、これは表１と同じサンプル実験（６粉砕操作でそれぞれ２０秒）から得られた。 以下の表のデータは、特定の値より小さいサイズの粒子のパーセントを示す。

前記説明から明らかなように、本発明を用いて、豆は、豆乳製造のためのブレンドプロセスの前に脱皮され、従って、豆乳に含まれる粒子のサイズ及び残渣の量が実質的に低減されることとなる。

留意されるべきことは、用語「含む」は、請求項に記載された以外の他の要素を除外するものではない。 さらに、用語「１つの」は複数の要素を除外するものではない。

本発明は現在考慮される実施態様を参照して説明されたが、本発明は開示された実施態様に限定されるものではない、ということである。 逆に、本発明は、特許請求の範囲の本質及び範囲に含まれる種々の変更及びこれらと均等な構成を含むものである。 特許請求の範囲は、それらの全ての変更及び均等な構成及び機能を含むように最も広く解釈されるべきである。