JP2001009203A - 固形原料の抽出方法及び抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 茶、コーヒー豆、鰹節等の固形原料を殺菌し
て熱水等で抽出した抽出液の品質の安定化、高品質化。 【解決手段】 固形原料１を収容した抽出容器２を処理
槽３に格納し、槽内を真空系１０で真空脱気後、槽内に
給気系２０から蒸気を封入する。槽内を固形原料の殺菌
又は蒸煮改質に適する温度に蒸気加熱してから、給気系
２０の給気を窒素ガスの不活性ガスに切換えて槽内を不
活性ガス雰囲気に置換する。給液系３０から抽出容器２
内の固形原料１に熱水等の殺菌済み抽出溶媒を散布し
て、抽出容器２の捕集手段２ａに抽出液を捕集する。捕
集された抽出液を槽外の抽出液受け容器４０内の不活性
ガス雰囲気中に取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、茶樹の葉（日本
茶、烏龍茶、紅茶）やコーヒー豆、炒り子、鰹節等の固
形原料を熱水や冷水等で抽出する抽出方法及び抽出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】茶樹の葉やコーヒー豆に含まれるカフェ
インや旨味成分のアミノ酸、渋み苦み成分のカテキン類
等の様々な可溶成分を抽出する方式として、大気圧下で
行われるドリップ方式が一般的である。また、炒り子や
鰹節等の魚介類の抽出は、大気圧下で煮釜を使って行わ
れているのが通常である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】大気圧下での上記の抽
出法は、設備的に有利に実施できるが、大気中の酸素の
影響を受け易く、特に、固形原料から抽出された抽出液
中のカテキン類等が自動酸化されて抽出液の色と味が低
下する等の品質劣化が発生し易い。また、固形原料の種
類によっては抽出液の酸化による品質劣化を抑制するた
め、抽出時間を短か目に制御することが行われている
が、抽出時間を短くするとカフェイン、アミノ酸等の溶
出割合を適値にすることが難しくなって、抽出液の味、
匂い、色等の総合的な品質を安定させることが難しくな
る。

【０００４】また、大気圧下での上記の抽出法では抽出
温度が１００℃以下となる結果、固形原料の一般生菌に
対しては抽出温度で殺菌効果が期待できるが、耐熱菌に
対しての殺菌効果が期待できない。そのため、固形原料
の抽出処理後に抽出液等を１００℃以上の高温で所定時
間熱処理して耐熱菌を殺菌するようにしているが、この
抽出後の熱処理工程が面倒であり、そのための特別な熱
処理設備が必要である不具合があった。

【０００５】本発明の目的とするところは、茶樹の葉等
の固形原料の抽出液を設備的有利にして、かつ、安定し
た品質で得ることのできる抽出方法と抽出装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
する請求項１の抽出方法は、固形原料を処理槽の密閉空
間に収容する工程と、処理槽の密閉空間を真空脱気して
同密閉空間に蒸気を封入し所定温度に昇温する工程と、
処理槽の密閉空間に不活性ガスを封入し蒸気を排気する
工程と、処理槽の不活性ガス雰囲気の密閉空間にある固
形原料に抽出溶媒を散布する工程とを含むことを特徴と
する。

【０００７】ここで、処理槽の密閉空間を真空引きして
蒸気封入することで密閉空間の固形原料が蒸気加熱さ
れ、この後に密閉空間に不活性ガスの例えば窒素ガスが
封入されて蒸気と置換された後、窒素ガス雰囲気で固形
原料の抽出が行われる。

【０００８】本発明の請求項２の発明は、上記処理槽の
密閉空間を真空脱気して蒸気を封入する工程で密閉空間
の固形原料を所定温度と時間でもって殺菌又は蒸煮改質
することを特徴とする。ここでの殺菌は、固形原料を１
００℃以上の高温で蒸気加熱することで行われ、このよ
うにすることで一般生菌以外の耐熱菌の殺菌も可能とな
る。

【０００９】本発明の上記目的を達成する請求項３の抽
出装置は、固形原料を収容し、収容した固形原料に抽出
溶媒を散布して得られた抽出液を捕集する捕集手段を下
部に有する抽出容器と、抽出容器を格納して閉蓋時に密
閉空間を形成する開閉式蓋付きの処理槽と、処理槽内の
密閉空間を真空引きする真空系と、処理槽内の密閉空間
に蒸気と不活性ガスを順に封入する給気系と、処理槽内
の固形原料に抽出溶媒を散布する給液系と、処理槽内の
固形原料に抽出溶媒を散布して得られた抽出液を処理槽
外に導出して不活性ガス雰囲気の内部空間に収容する抽
出液受け容器とを具備したことを特徴とする。

【００１０】ここで、抽出容器の捕集手段は、固形原料
から抽出された抽出液が通過するメッシュやメッシュを
通過した抽出液を捕集する容器類であり、この捕集手段
が処理槽外の抽出液受け容器に連結される。また、処理
槽外で抽出容器に固形原料を入れて抽出容器を処理槽内
に格納するように抽出容器と処理槽が別体に配置される
か、或いは、処理槽内に抽出容器を固定しておいて、こ
の抽出容器に固形原料を入れるように構成される。この
後者の構成が、本発明の請求項４の発明に相当する。

【００１１】本発明の請求項５の発明は、上記抽出容器
を省略したもので、固形原料を収容して閉蓋時に密閉空
間を形成する開閉式蓋付きで、収容した固形原料に抽出
溶媒を散布して得られた抽出液を捕集する捕集手段を下
部に有する処理槽と、処理槽内の密閉空間を真空引きす
る真空系と、処理槽内の密閉空間に蒸気と不活性ガスを
順に封入する給気系と、処理槽内の固形原料に抽出溶媒
を散布する給液系と、処理槽内の固形原料に抽出溶媒を
散布して処理槽の捕集手段に捕集された抽出液を処理槽
外に導出して不活性ガス雰囲気の内部空間に収容する抽
出液受け容器とを具備したことを特徴とする。

【００１２】ここでの処理槽には直接に固形原料が投入
されて、抽出作業が行われる。このような処理槽は、槽
底に抽出滓の取り出し口を有する静置式縦型槽や、上下
に反転することで抽出滓を排出するようにした回転式縦
型槽が適用される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図１乃至図４を参照して説明する。尚、全図を通じて同
一、又は、相当部分には同一符号を付して説明の重複を
避ける。

【００１４】図１に示される第１の実施形態の抽出装置
は、茶樹の葉等の固形原料１を収容する抽出容器２と、
抽出容器２を出し入れ可能に格納する処理槽３と、処理
槽３に連係される真空系１０、給気系２０、給液系３０
と、処理槽３に付随される抽出液受け容器４０で主要部
が構成される。

【００１５】抽出容器２は例えば上端開口の円筒容器
で、下部に捕集手段２ａを有する。捕集手段２ａは、固
形原料１を抽出した抽出液だけが通過して自重で流下す
るメッシュ２ｂと、メッシュ２ｂを流下した抽出液を回
収する捕集容器２ｃを備える。処理槽３の外で抽出容器
２の中に定量、或いは、任意量の固形原料１が投入され
て、抽出容器２が処理槽３内に格納される。

【００１６】処理槽３は、例えば一端開口他端閉塞の横
型槽本体３ａと、槽本体３ａの開口側端を適宜閉塞する
開閉式の蓋３ｂを備える。蓋３ｂを開いて槽本体３ａ内
に抽出容器２の単数、或いは、複数が搬入される。図１
では槽本体３ａ内に２つの抽出容器２が併置される場合
を示す。蓋３ｂを閉じると処理槽３の内部空間が密閉空
間ｍとなる。

【００１７】真空系１０は、処理槽３内の密閉空間ｍを
適宜真空引きする真空発生機、例えば真空ポンプ１１
と、真空ポンプ１１と処理槽３内を連通する配管１２
と、配管１２の途中に設置されたバルブ１３を備える。
給気系２０は、処理槽３の密閉空間ｍに高温の蒸気と不
活性ガスを順に供給するところで、蒸気発生機のボイラ
２１と不活性ガス発生機の例えば窒素ガスボンベ２２を
備え、ボイラ２１が配管２３とバルブ２４を介して処理
槽３に連結され、窒素ガスボンベ２２が配管２５とバル
ブ２６を介して処理槽３に連結される。給液系３０は、
処理槽３の密閉空間ｍに格納された抽出容器２の固形原
料１に殺菌済みの抽出溶媒、例えば水か熱水を散布する
もので、抽出溶媒のタンク３１と、タンク３１から抽出
溶媒を配管３２に送出するポンプ３３と、配管３２に設
置されたバルブ３４と、配管３２の先端から枝分かれし
た分岐配管に装備されて各抽出容器２内に抽出溶媒を均
一に散布するノズル３５を備える。

【００１８】抽出液受け容器４０は、処理槽３の近くに
設置される密閉タンクで、処理槽３に配管４１とバルブ
４２を介して連結され、処理槽３内の抽出容器２の捕集
手段２ａで捕集された抽出液が配管４１とバルブ４２を
通って抽出液受け容器４０に溜められる。抽出液受け容
器４０の内部空間は、配管４３とバルブ４４を介して給
気系２０の窒素ガスボンベ２２に連通させてあり、常時
において窒素ガスボンベ２２から窒素ガスが抽出液受け
容器４０内に充填させてある。また、抽出液受け容器４
０の下部に液排出用の配管４５が連結され、配管４５に
はバルブ４６と送液ポンプ４７が設置されて、バルブ４
６を開いて送液ポンプ４７を作動させると抽出液受け容
器４０内の抽出液が外部の抽出液タンク４８に送出され
る。

【００１９】また、処理槽３の下部にドレン排出系５０
が設置される。ドレン排出系５０は、処理槽３の底から
蒸気ドレンを排出するためのもので、配管５１とバルブ
５２とドレンタンク５３を有する。

【００２０】図１の実施形態装置を使用した本発明の抽
出方法は、次のＡ〜Ｄ工程で行われる。

【００２１】Ａ工程…処理槽３の密閉空間ｍに固形原料
１を収容する。図１実施形態においては、処理槽３の外
で抽出容器２に固形原料１を投入し、この抽出容器２を
処理槽３の槽本体３ａ内に入れて蓋３ｂを閉じ、処理槽
内を密閉空間ｍとする。

【００２２】Ｂ工程…処理槽３の密閉空間ｍを真空脱気
してから蒸気を封入して処理槽３内を大気圧以下の所定
圧まで復圧すると共に、密閉空間ｍを殺菌又は蒸煮改質
に適する温度と時間で蒸気加熱する。殺菌目的の場合、
所定の殺菌温度・殺菌時間をキープし、被抽出物自体を
殺菌する。改質目的の場合も、同様に改質レサイプ（改
質温度・改質時間の組み合わせ）を実行する。なお、必
要に応じ所定温度まで昇温後、再度真空脱気後再復圧す
ることにより残存空気を低減させてもよい。

【００２３】このＢ工程を実施するには、まず、真空系
１０のバルブ１３を開いて真空ポンプ１１を作動させて
密閉空間ｍを真空引きし、所望の真空度になったところ
で給気系２０の蒸気用バルブ２４を開いてボイラ２１か
ら蒸気を密閉空間ｍに送出する。密閉空間ｍが大気圧以
下の所定圧まで蒸気で昇圧されると、真空用バルブ１３
を閉じる。密閉空間ｍに封入された蒸気で、抽出容器２
と容器内の固形原料１が加熱される。この蒸気加熱の温
度と加熱時間は固形原料１の種類で決められ、例えば殺
菌目的の種類であれば蒸気加熱温度が１２０℃で加熱時
間が１０分等と設定されて、固形原料１の耐熱菌を含む
菌類の殺菌が行われる。

【００２４】Ｃ工程…処理槽３の密閉空間ｍの蒸気を不
活性ガス（以下、窒素ガスで説明）に置換する。給気系
２０の蒸気用バルブ２４を閉じ、代わりに窒素用バルブ
２６を開いて窒素ガスボンベ２２から窒素ガスを密閉空
間ｍに送り、密閉空間ｍを抽出液の酸化を防止する無酸
素状態の窒素ガス雰囲気に保持する。同時にドレン排出
系５０のバルブ５２を開いて、蒸気ドレンを密閉空間ｍ
から排出する。また、窒素ガスボンベ２２から窒素ガス
を抽出液受け容器４０内に充填して置く。

【００２５】Ｄ工程…処理槽３の密閉空間ｍを大気圧以
下又は加圧状態の所定の抽出圧と温度の窒素ガス雰囲気
に保持して、抽出容器２の固形原料１に殺菌済みの抽出
溶媒を散布する。給液系３０のバルブ３４を開いて抽出
溶媒タンク３１の抽出溶媒を固形原料１の上から散布す
る。抽出溶媒は殺菌済みの水、熱水等であって、これら
が抽出容器２内の固形原料１の可溶物質を溶解させ、得
られた抽出液が捕集手段２ａで捕集され、そのまま抽出
液受け容器４０に送られる。かかる抽出液は処理槽３内
の窒素ガス雰囲気で生成され、抽出液受け容器４０の窒
素ガス雰囲気の内部空間に溜められるので、酸化するこ
と無く品質安定して生成され、抽出液受け容器４に収容
される。

【００２６】以上のＤ工程が終了して抽出容器２から全
ての抽出液が抽出液受け容器４０に送出されると、適当
な時期に処理槽３の蓋３ｂが開けられて抽出容器２が取
り出されて抽出容器２内に残った抽出滓の排出が行われ
る。また、抽出液受け容器４０から抽出液タンク４８へ
の抽出液の移動が行われて、図１装置が次の固形原料の
抽出作業のため待機する。

【００２７】図１の実施形態のように、処理槽３と抽出
容器２を別体にして、処理槽３の外部で抽出容器２に固
形原料を投入し、抽出済みの滓を抽出容器２から排出す
るようにすることで、様々な種類の固形原料の取り扱い
作業が便利になる。また、１つの処理槽３に複数の抽出
容器２が格納できるようにすることで、一度に大量の固
形原料の抽出作業が可能となり、また、固形材料の種類
によっては一度に複数種類の固形原料の抽出作業が可能
となる。

【００２８】図２の第２の実施形態に示される抽出装置
は、処理槽３が縦型である。処理槽３は、上下開口の縦
型円筒状槽本体３ｃの上下開口に開閉式の上蓋３ｄと下
蓋３ｅを有し、槽本体３ｃ内に抽出容器２を支持体４で
固定している。抽出容器２は上下開口の円筒状容器本体
２ｄの下端開口を捕集手段２ｅで塞いだ構造である。捕
集手段２ｅは、メッシュ２ｆと捕集容器２ｇを備え、図
３に示すように捕集容器２ｇの上端開口にメッシュ２ｆ
が固定され、捕集容器２ｇが下蓋３ｅに固定される。ま
た、縦型処理槽３にも図１と同様な真空系１０，給気系
２０，給液系３０が連係され，抽出液受け容器４０，ド
レン排出系５０が連結される。

【００２９】図３は槽本体３ｃから上蓋３ｄと下蓋３ｅ
を開いた状態が示される。図３の状態で下蓋３ｅを閉じ
ると捕集容器２ｇが容器本体２ｄの下端開口の位置に達
し、容器本体２ｄの下端開口にメッシュ２ｆが設置され
て有底の抽出容器２が形成される。この抽出容器２の真
上に図３の鎖線で示す投入シュータ５が移動して、投入
シュータ５から固形原料１が抽出容器２に投入される。
この後、上蓋３ｄが閉じて処理槽３の内部が密閉空間ｍ
となり、この密閉空間ｍで固形材料の抽出動作が行われ
る。固形原料１の抽出作業が終了すると、下蓋３ｅが開
かれ、これと連動して容器本体２ｄの真下に図３に鎖線
で示す受けシュータ６が移動して、容器本体２ｄ内の抽
出滓が受けシュータ６に落下して排出される。

【００３０】図２の抽出装置による固形原料１の抽出方
法は、上記Ａ〜Ｄ工程と同様にして行われる。図２装置
のように処理槽３内に抽出容器２を固定化することで、
処理槽内外の抽出容器搬入搬出作業が省略できて、処理
槽３の連続的な稼働と小型化が容易となる。

【００３１】図４の第３の実施形態に示される抽出装置
は、処理槽３が抽出容器を兼用する。この処理槽３は例
えば回転式縦型槽で、上端開口有底の槽本体３ｆと、槽
本体３ｆの上端開口に設置された開閉式蓋３ｇで構成さ
れ、槽本体３ｆの下部に抽出液の捕集手段３ｈが設置さ
れる。捕集手段３ｈは、槽本体３ｆの底から浮かせて配
置されたメッシュ３ｉと、槽本体３ｆの底を形成する捕
集容器３ｊで構成され、捕集容器３ｊが槽本体３ｆの底
を兼用する。槽本体３ｆが回転支持手段７で上下に反転
可能に支持される。また、図４の縦型処理槽３にも図１
と同様な真空系１０，給気系２０，給液系３０が連係さ
れ，抽出液受け容器４０，ドレン排出系５０が連結され
る。

【００３２】蓋３ｇを開いた状態で槽本体３ｆの上端開
口から槽本体３ｆ内に固形原料１が投入され、蓋３ｇが
閉じられて処理槽３内が密閉空間ｍとなる。この密閉空
間ｍで固形原料１が上記Ａ〜Ｄ工程で抽出処理される。
抽出処理が終了すると、蓋３ｇが開けられ、槽本体３ｆ
が回転支持手段７で上下反転されて、槽本体３ｆの下向
きとなった開口から抽出滓が排出される。

【００３３】図４の処理槽３のように、処理槽自体を抽
出容器として用いることで処理槽の小型化が図れると共
に、処理槽内の固形原料以外の空間を狭くして１回の真
空脱気容量や蒸気と不活性ガスの封入容量を小さくする
ことで、抽出装置運転の高速化、省エネルギー化が図れ
る。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、処理槽の密閉
空間で固形原料が真空脱気後に蒸気加熱され、不活性ガ
ス雰囲気で抽出されるので、抽出液が酸化されること無
く生成されて、高品質な抽出液が安定して得られる。

【００３５】請求項２の発明によれば、固形原料の殺菌
や蒸煮改質が真空脱気後の蒸気加熱で行われるので、１
００℃以上の高温での熱処理ができて、耐熱菌の同時殺
菌も可能となり、従来必要であった抽出作業後の高温熱
処理工程と高温熱処理設備が省略できる。

【００３６】請求項３の発明によれば、処理槽と抽出容
器を別体にすることで、処理槽外で抽出容器への固形原
料の出し入れ作業をすることができて、固形原料の取り
扱いが便利になる。また、処理槽に種類の異なる固形原
料を収容した複数の抽出容器を格納する用途も可能とな
って、量産性と様々な種類の固形原料の抽出に適する汎
用性の高い抽出装置が提供できる。

【００３７】請求項４の発明によれば、処理槽内に抽出
容器を固定することで、処理槽を抽出容器と同程度の大
きさにして処理槽の小型化を図ることができる。また、
処理槽内の抽出容器に固形原料を直接に投入し、抽出容
器から抽出滓を処理槽外に直接に排出することで、１回
の抽出作業の高速化が図れる。

【００３８】請求項５の発明によれば、処理槽が抽出容
器を兼用して、特別な抽出容器が省略でき、処理槽のよ
り小型化と共に、抽出装置の低コスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す抽出装置の処理
槽断面図と処理槽周辺設備の回路図。

【図２】本発明の第２の実施形態を示す抽出装置の処理
槽断面図と処理槽周辺設備の回路図。

【図３】図２の抽出装置における処理槽の開蓋時の断面
図。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す抽出装置の処理
槽断面図と処理槽周辺設備の回路図。

【符号の説明】

１ 固形原料 ２ 抽出容器 ２ａ 捕集手段 ２ｅ 捕集手段 ３ 処理槽 ３ｈ 捕集手段 １０ 真空系 ２０ 給気系 ３０ 給液系 ４０ 抽出液受け容器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固形原料を処理槽の密閉空間に収容する
   工程と、処理槽の密閉空間を真空脱気して同密閉空間に
   蒸気を封入し所定温度に昇温する工程と、処理槽の密閉
   空間に不活性ガスを封入し蒸気を排気する工程と、処理
   槽の不活性ガス雰囲気の密閉空間にある固形原料に抽出
   溶媒を散布する工程とを含むことを特徴とする固形原料
   の抽出方法。
2. 【請求項２】 上記処理槽の密閉空間を真空脱気して蒸
   気を封入する工程で密閉空間の固形原料を所定温度と時
   間でもって殺菌又は蒸煮改質することを特徴とする請求
   項１記載の固形原料の抽出方法。
3. 【請求項３】 固形原料を収容し、収容した固形原料に
   抽出溶媒を散布して得られた抽出液を捕集する捕集手段
   を下部に有する抽出容器と、抽出容器を格納して閉蓋時
   に密閉空間を形成する開閉式蓋付きの処理槽と、処理槽
   の密閉空間を真空引きする真空系と、処理槽の密閉空間
   に蒸気と不活性ガスを順に封入する給気系と、処理槽内
   の固形原料に抽出溶媒を散布する給液系と、処理槽内の
   固形原料に抽出溶媒を散布して得られた抽出液を処理槽
   外に導出して不活性ガス雰囲気の内部空間に収容する抽
   出液受け容器とを具備したことを特徴とする固形原料の
   抽出装置。
4. 【請求項４】 上記抽出容器が処理槽内に固定されてい
   ることを特徴とする請求項３記載の固形原料の抽出装
   置。
5. 【請求項５】 固形原料を収容して閉蓋時に密閉空間を
   形成する開閉式蓋付きで、収容した固形原料に抽出溶媒
   を散布して得られた抽出液を捕集する捕集手段を下部に
   有する処理槽と、処理槽内の密閉空間を真空引きする真
   空系と、処理槽内の密閉空間に蒸気と不活性ガスを順に
   封入する給気系と、処理槽内の固形原料に抽出溶媒を散
   布する給液系と、処理槽内の固形原料に抽出溶媒を散布
   して処理槽の捕集手段に捕集された抽出液を処理槽外に
   導出して不活性ガス雰囲気の内部空間に収容する抽出液
   受け容器とを具備したことを特徴とする固形原料の抽出
   装置。