CN107072422A

CN107072422A - 液体提取物生产系统和用于生产液体提取物的方法

Info

Publication number: CN107072422A
Application number: CN201580052858.5A
Authority: CN
Inventors: 渡边宪
Original assignee: Coca Cola Co
Current assignee: Coca Cola Co
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2017-08-18
Also published as: US10863853B2; KR102384847B1; AU2015301262B2; EP3177186A4; JP2016034419A; EP3177186A1; WO2016022484A1; US20170208986A1; EP3177186B1; KR20170041771A; AU2015301262A1

Abstract

一种能够有效地生产液体提取物的液体提取物生产系统。该系统包括：用于从提取原料中提取液体提取物的提取器；用于储存该液体提取物的液体提取物罐；连接该提取器和该液体提取物罐的液体提取物的流路；流量计，用于测量设置在该流路中的该液体提取物的流量；密度计，用于测量设置在该流路中的该液体提取物的固体含量浓度；固体含量计算单元，用于基于所测量的流量和固体含量浓度计算流过该流路的液体提取物中包含的固体含量；以及液体转移控制器，用于基于所计算的固体含量控制液体提取物从该提取器到该液体提取物罐的转移。

Description

液体提取物生产系统和用于生产液体提取物的方法

相关申请的交叉引用

本披露要求于2014年8月4日提交的日本专利申请号2014-158734的优先权和权益，该专利申请通过引用以其全部内容结合在此。

本披露的领域

本披露涉及提取技术以及液体提取物生产系统和用于生产液体提取物的方法。

背景

当生产咖啡饮料时，将热水倒在提取器中粉碎的咖啡豆上以提取液体提取物。常规地，当生产饮料时，在提取步骤之后，测量该液体提取物中包含的固体含量。如果固体含量不足，则重新开始提取步骤。如果固体含量过多，则丢弃该液体提取物。该液体提取物的处理与生产中使用的水的浪费、生产时间和废水处理相关联。因此，用于生产液体提取物的常规方法是低效的。另外，如果液体提取物固体含量不足或过量，则担心液体提取物的风味和香气受到影响，以及稳定产品的生产受到损害。因此，本披露的目的是提供能够有效地生产具有稳定的风味和香气的液体提取物的液体提取物生产系统和生产液体提取物的方法。示例参考文献包括未经审查的日本专利申请号2005-16969。

概述

以上需要和/或问题中的一些或全部可以通过在此披露的某些实施例来解决。根据本披露的实施例，提供了一种用于生产液体提取物的系统，该系统包括：(a)用于从提取原料中提取液体提取物的提取器，(b)用于储存液体提取物的液体提取物罐，(c)连接该提取器和该液体提取物罐的用于该液体提取物的流路，(d)流量计，用于测量设置在该流路中的该液体提取物的流量，(e)密度计，用于测量设置在该流路中的该液体提取物中的固体含量浓度，(f)固体含量计算单元，用于基于所测量的流量和固体含量浓度计算流过该流路的液体提取物中包含的固体含量，以及(g)液体转移控制器，用于基于所计算的固体含量控制液体提取物从该提取器到该液体提取物罐的转移。

在上述液体提取物生产系统中，密度计可以测量该液体提取物的折射率。另外，密度计可以基于所测量的折射率计算该液体提取物的白利糖度。

在上述液体提取物生产系统中，可以基于所计算的固体含量停止向该提取器供应处理液。另外，可以基于所计算的固体含量切断该液体提取物的流路。可替代地，可以基于所计算的固体含量停止向该提取器供应处理液，然后可以切断该液体提取物的流路。

在上述液体提取物生产系统中，这些提取原料可以是咖啡豆或茶叶。可替代地，该液体提取物可以用于饮料中，稀释并用作用于饮用的饮料中的原料，并且稀释并用于饮用的饮料的浓缩物中。

另外，根据本披露的实施例，提供了一种用于生产液体提取物的方法，该方法包括：(a)在提取器中从提取原料中提取液体提取物，(b)将该液体提取物通过流路转移到液体提取槽中，(c)通过设置在该流路中的流量计测量该液体提取物的流量，(d)在设置该流路中的密度计中测量该液体提取物的固体含量浓度，(e)基于所测量的流量和固体含量浓度计算在该流路中流动的液体提取物中包含的固体含量，以及(f)基于所计算的固体含量控制液体提取物从该提取器到该液体提取物罐的转移。

在上述用于生产液体提取物的方法中，密度计可以测量该液体提取物的折射率。另外，密度计可以基于所测量的折射率计算该液体提取物的白利糖度。

在上述用于生产液体提取物的方法中，可以基于所计算的固体含量停止向该提取器供应处理液。而且，可以基于所计算的固体含量切断该液体提取物的流路。可替代地，可以基于所计算的固体含量停止向该提取器供应处理液，然后可以切断该液体提取物的流路。

在上述用于生产液体提取物的方法中，这些提取原料可以是咖啡豆或茶叶。另外，该液体提取物可以用于饮料中。

根据本披露，可以提供能够有效地生产液体提取物的液体提取物生产系统和生产液体提取物的方法。

在检查以下附图和详细描述后，在此的系统和方法的其他特征和方面对于本领域技术人员将是显而易见的或将变得显而易见。所有其他特征和方面以及其他系统、方法和组件实施例旨在被包括在说明书内并且旨在包含在所附权利要求的范围内。

附图的简要说明

参考附图阐述详细描述。相同参考标号的使用可以指示类似物品或相同物品。各种实施例可以利用除了在附图中示出的那些之外的元件和/或部件，并且一些元件和/或部件可以不在各种实施例中出现。附图中的元件和/或部件不一定按比例绘制。贯穿本披露，根据上下文可以可互换地使用单数术语和复数术语。

图1是与本披露的实施例相关的液体提取物生产系统的示意图。

图2是与本披露的实施例相关的提取器的示意图。

图3是示出与本披露的工作实例1相关的咖啡液体提取物的总流量、白利糖度和固体含量的图。

图4是示出与本披露的工作实例2相关的茶叶液体提取物的总流量、白利糖度和固体含量的图。

详细说明

以下解释本披露的实施例。在以下附图的描述中，相同或相似的参考号被分配给相同或相似的部件。然而，这些附图是示意图。因此，应当与下面的描述相比较来判断具体的尺寸。自然地，甚至在相应的附图中包括具有相互尺寸的不同关系和比率的部件。

如图1中所示，与本发明的实施例相关的液体提取物生产系统设置有用于从提取原料中提取液体提取物的提取器1，用于储存液体提取物的液体提取槽2，连接提取器1和液体提取物罐2的用于液体提取物的流路11，用于测量设置在流路11中的液体提取物的流量的流量计3，以及用于测量设置在流路11中的液体提取物的固体含量浓度的密度计4。

此外，液体提取物生产系统设置有：固体含量计算单元301，用于基于所测量的流量和固体含量浓度计算流过流路11的液体提取物中包含的固体含量；以及液体转移控制器302，用于基于所计算的固体含量控制液体提取物从提取器1到液体提取物罐2的转移。例如，固体含量计算单元301和液体转移控制器302被包括在中央处理单元(CPU)300中。

处理液槽5通过流路10与提取器1连接。处理液槽5储存当提取器1从提取原料中提取液体提取物时使用的处理液。例如，这些处理液体是冷水和热水。冷水和热水可以包括纯水、未处理的水或脱氧水，并且可以包括溶质。例如，流路10是管。在流路10中，用于转移处理液的液体转移泵110从处理液罐5被安装在提取器1中。另外，用于控制处理液的温度的热交换器可以被安装在流路10中。

例如，如图2所示，提取器1设置有圆柱形主干部51、覆盖主干部51的上开口的上部盖52、覆盖主干部51的下开口的过滤器53、以及覆盖主干部51的下部开口的下部盖54(在其间具有过滤器53)。上部盖52和下部盖54分别密封主干部51的上部开口和下部开口。因此，可以对由主干部51、上部盖52和下部盖54包围的提取器1的内部空间施加压力。然而，在提取期间施加压力是任选的，并且可以在不施加压力的情况下进行提取。另外，当在不施加压力的情况下进行提取时，上部盖52可以被关闭。

此外，提取器1设置有旋转轴56，该旋转轴从上部盖52插入到主干部51的内部。旋转叶片58和旋转喷淋喷嘴57被安装在旋转轴56上。旋转喷淋喷嘴57与处理液的流路10连接。升降旋转驱动单元55与旋转轴56连接。旋转轴56可以通过升降旋转驱动单元55旋转，并且可以与主干部51的侧壁水平和竖直地移动。伴随着旋转轴56的旋转，旋转叶片58和旋转喷淋喷嘴57在主干部51内部旋转。并且伴随着旋转轴56的竖直方向上的运动，旋转叶片58和旋转喷淋喷嘴57在主干部51内部在竖直方向上移动。

作为液体提取物的提取原料的实例，将例如粉碎的咖啡豆分布在过滤器53的顶部上。通过旋转叶片58使分布在过滤器53上的咖啡豆的高度均匀。另外，从旋转喷淋喷嘴57向咖啡豆上倾倒处理液。通过在旋转喷淋喷嘴57旋转的同时将处理液倾倒在咖啡豆上，将处理液均匀地倾倒在咖啡豆上。旋转叶片58用于搅拌浸没在处理液中的咖啡豆。从咖啡豆中用在其上倾倒的处理液提取的液体提取物通过过滤器53在用作液体提取物容器的下部盖54中储存。

将储存在下部盖54中的液体提取物通过流路11转移到图1所示的缓冲罐6中，该缓冲罐用于临时储存该液体提取物。该系统可以设置有用于将液体提取物从提取器1转移到流路11中的缓冲罐6的液体转移泵111，并且在重力或压力下由提取器传送液体。另外，用于控制处理液的温度的热交换器可以被安装在连接提取器1和缓冲罐6的流路11中。

储存在缓冲罐6中的液体提取物穿过流路11至液体提取物罐2。例如，设置在流路11中的流量计3是用于测量每单位时间流过流路11的液体提取物的质量的在线质量流量计。可使用科里奥利流量计、电磁流量计或热质量流量计。在液体提取物流过流路11的同时，流量计3以例如每秒恒定间隔测量流过流路11的液体提取物的质量。流量计3将所测量的液体提取物的质量顺序地转移到CPU 300。

例如，设置在流路11中的密度计4是用于测量流过流路11的液体提取物的折射率的在线折射率计。密度计4基于所测量的折射率计算流过流路11的液体提取物的白利糖度。在液体提取物在流路11中流动的同时，密度计4以恒定间隔(例如，每秒)测量流过流路11的液体提取物的白利糖度。流量计3测量液体提取物的质量的间隔和密度计4测量液体提取物的白利糖度的间隔优选是相同的。密度计4将所测量的液体提取物的白利糖度顺序地发送到CPU 300。

CPU 300的固体含量计算单元301例如接收同时测量的液体提取物的质量和液体提取物的白利糖度。此外，固体含量计算单元301将液体提取物的白利糖度乘以同时测量的液体提取物的质量，以计算包含在液体提取物中的固体含量。另外，在液体提取物在流路11中流动的同时，固体含量计算单元301计算在每个时刻包含在液体提取物中的固体含量的总和。因此，可以实时地发现转移到液体提取物罐2的液体提取物中包含的固体含量的总和。

CPU 300的液体转移控制器302根据由固体含量计算单元301计算的流过流路11的固体含量的总和，控制液体提取物从提取器1到液体提取槽2的转移。例如，液体转移控制器302在总固体含量变为第一参考值时控制液体转移泵110，并且停止处理液从处理液槽5到提取器1的转移。此外，当总固体含量变为大于第一参考值的第二参考值时，液体转移控制器302控制液体转移泵112，切断液体提取物的流路11，并且停止从提取器1或缓冲罐6到液体提取物罐2的液体转移(排出)。第一参考值是例如所希望的固体含量的60％至95％的值。第二参考值是例如所希望的固体含量的70％至98％的值。然而，这些值不限于此。

常规地，当生产饮料时，在提取步骤之后，测量储存在液体提取槽中的液体提取物中包含的总固体含量。如果固体含量不足，则重新开始提取步骤。如果固体含量过多，则丢弃该液体提取物。因此，用于生产液体提取物的常规方法是低效的。相比之下，根据与本披露的实施例相关的液体提取物生产系统，可以实时监测提取步骤期间包含在液体提取物中的固体含量。因此，当固体含量接近希望值时，可以通过停止向提取器1供应处理液并切断液体提取物的流路11来产生包括希望的固体含量值的液体提取物。

例如，科里奥利流量计也是一种能够从振荡管的固有振荡频率测量测量目标的质量流量和白利糖度的类型的机器。然而，本发明人发现，当液体中含有气泡时，不能通过科里奥利流量计准确地测量白利糖度，而是可以通过折射率计准确地测量白利糖度。因此，可以通过使用折射率计作为密度计4来更准确地测量液体提取物中包含的固体含量。

其他实施例

虽然以上参考实施例描述了本披露，但是本披露的一部分的描述和附图不应被理解为限制本披露。从本披露中，各种替代实施例、工作实例和实际技术对于本领域技术人员应该是显而易见的。例如，在这些实施例中，作为提取原料的实例给出咖啡豆，但是当生产饮料时可以使用各种植物，例如可可、红茶、大麦茶、绿茶、乌龙茶，以及各种水果作为提取原料材料。此外，肉类，鱼类，例如干鲣、干沙丁鱼，以及海藻可以在调味品的生产或天然化合物的精制中用作提取原料。另外，在这些实施例中，作为处理液使用冷水和热水，但是当精制天然化合物时，可以使用有机溶剂如醇作为处理液。

另外，可以将流量计3放置在与密度计4相反的提取器1侧上，或可以将密度计4放置在与流量计3相反的提取器1侧上。并且可以省略缓冲罐6的放置。此外，这些实施例示出了其中液体转移控制器302控制液体转移泵110、112的实例。液体转移控制器302可以控制安装在流路10、11中的控制阀，并且控制处理液体和液体提取物的转移。在这种情况下，应当理解，本披露包括在此未描述的各种实施例。

工作实例1

与本披露的工作实例相关的液体提取物生产系统用于从咖啡豆中用倾倒到其上的热水来提取液体提取物。如图3所示，随时间推移在线测量液体提取物的流量(kg/小时)和液体提取物的白利糖度(％)，并且测量液体提取物中包含的固体含量。所计算的总固体含量是7.12kg。相比之下，当通过白利糖度计测量储存于液体提取槽中之后的液体提取物的固体含量时，它是7.13kg。因此，在线测量的固体含量的误差是微小的。

工作实例2

与本披露的工作实例相关的液体提取物生产系统用于从茶叶中用倾倒到其上的热水来提取液体提取物。如图4所示，随时间推移在线测量液体提取物的流量(kg/小时)和液体提取物的白利糖度(％)，并且计算液体提取物中包含的固体含量。所计算的总固体含量是2.00kg。相比之下，当通过白利糖度计测量时，在储存于液体提取槽中之后的液体提取物的固体含量是2.08kg。因此，在线测量的固体含量的误差是微小的。

工作实例3

当通过科里奥利流量计测量流过流路的液体提取物的白利糖度时，当气泡通过时，白利糖度值显著降低。相反，当通过折射率计测量流过流路的液体提取物的白利糖度时，即使当气泡通过时也不会产生白利糖度值的变化。

尽管已经描述了本披露的特定实施例，但是众多其他修改和替代实施例在本披露的范围内。例如，关于具体装置或部件描述的任何功能都可以通过另一种装置或部件来执行。此外，尽管已经描述了特定装置特性，但是本披露的实施例可以涉及众多其他装置特性。此外，尽管已经以结构特征和/或方法动作的特定语言描述了实施例，但应理解，本披露并不一定限于所描述的特定特征或动作。而是，这些特定特征和动作是作为实现实施例的说明性形式来披露的。除非另外明确说明，或另外在如所使用的背景内理解的，否则条件性语言如“能够”“可以”“可能”或“可”等等一般旨在传达某些实施例可以包括，而其他实施例可以不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，此类条件性语言一般不旨在暗示特征、元件和/或步骤无论如何都是一个或多个实施例所必需的。

Claims

1.一种液体提取物生产系统，包括：

从提取原料中提取液体提取物的提取器，

用于储存该液体提取物的液体提取物罐，

连接该提取器和该液体提取物罐的该液体提取物的流路，

流量计，用于测量设置在该流路中的该液体提取物的流量，

密度计，用于测量设置在该流路中的该液体提取物的固体含量浓度，

固体含量计算单元，用于基于所测量的流量和固体含量浓度计算流过该流路的液体提取物中包含的固体含量，以及

液体转移控制器，用于基于所计算的固体含量控制该液体提取物从该提取器到该液体提取物罐的转移。

2.如权利要求1所述的液体提取物生产系统，其中，该密度计测量该液体提取物的折射率。

3.如权利要求2所述的液体提取物生产系统，其中，该密度计基于所测量的折射率计算该液体提取物的白利糖度。

4.如权利要求1至3中任一项所述的液体提取物生产系统，其中，基于所计算的固体含量停止向该提取器供应处理液。

5.如权利要求1至4中任一项所述的液体提取物生产系统，其中，基于所计算的固体含量，切断该液体提取物的流路。

6.如权利要求1至3中任一项所述的液体提取物生产系统，其中，在基于所计算的固体含量停止向该提取器供应处理液之后，切断该液体提取物的流路。

7.如权利要求1至6中任一项所述的液体提取物生产系统，其中，该提取原料为咖啡豆或茶叶。

8.如权利要求1至7中任一项所述的液体提取物生产系统，其中，该液体提取物用于饮料中。

9.一种用于生产液体提取物的方法，包括：

在提取器中从提取原料提取液体提取物，

将该液体提取物通过流路转移到液体提取物罐中，

由设置在该流路中的流量计测量该液体提取物的流量，

通过设置在该流路中的密度计测量该液体提取物的固体含量浓度，

基于所测量的流量和固体含量浓度计算流过该流路的该提取物中包含的固体含量，以及

基于所计算的固体含量控制该液体提取物从该提取器到该液体提取物罐的转移。

10.如权利要求9所述的用于生产液体提取物的方法，其中，该密度计测量该液体提取物的折射率。

11.如权利要求10所述的用于生产液体提取物的方法，其中，该密度计基于所测量的折射率计算该液体提取物的白利糖度。

12.如权利要求9至11中任一项所述的用于生产液体提取物的方法，其中，基于所计算的固体含量停止向该提取器供应处理液。

13.如权利要求9至12中任一项所述的用于生产液体提取物的方法，其中，基于所计算的固体含量切断该液体提取物的流路。

14.如权利要求9至11中任一项所述的用于生产液体提取物的方法，其中，在基于所计算的固体含量停止向该提取器供应处理液之后，切断该液体提取物的流路。

15.如权利要求9至14中任一项所述的用于生产液体提取物的方法，其中，这些提取原料为咖啡豆或茶叶。

16.如权利要求9至15中任一项所述的用于生产液体提取物的方法，其中，该液体提取物用于饮料中。