JP2006288502A - 蒸気抽出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 蒸気抽出装置11は、飲食品原料を密閉状態で収容する処理タンク12と、蒸気発生装置13と、蒸気発生装置13から処理タンク12内へと延びる蒸気供給配管14と、蒸気供給配管14の先端部に設けられる蒸気噴出ノズル46a,47aと、処理タンク12に接続される回収配管51と、回収配管51に接続されるコンデンサ52とを備える。蒸気発生装置13は過熱水蒸気を発生し、処理タンク12内には飲食品原料を収容する収容部が設けられ、該収容部内には蒸気噴出ノズル46a,47aが設けられている。蒸気噴出ノズル46a,47aは収容部の下部に設けられ、回収配管51は収容部よりも上方で処理タンク12に接続されている。
【選択図】 図1
Description
請求項5に記載の蒸気抽出装置は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明において、前記蒸気供給配管の先端部には複数の前記蒸気噴出ノズルを備えた蒸気噴出部が設けられ、それらの蒸気噴出ノズルはいずれも前記処理タンクの周壁に沿うように前記蒸気を噴出することを要旨とする。
請求項11に記載の蒸気抽出装置は、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の発明において、前記蒸気供給配管は、前記蒸気を1時間あたり100kg通過させる場合に、100mm2以上の断面積を有していることを要旨とする。
本実施形態の蒸気抽出装置は、過熱水蒸気を用いて飲食品原料を蒸気抽出処理することにより得られる成分を回収する構成を有している。蒸気抽出処理は、飲食品原料に過熱水蒸気を直接接触させた後、その接触後の蒸気を回収する処理であり、飲食品原料に含まれる成分、特に揮発性及び香気性の高い成分を多量に得ることが可能な処理である。
本実施形態の蒸気抽出装置11に適用される飲食品原料としては、ハーブや果物のような農産物、肉、魚、貝、骨のような畜産物や魚介類などのあらゆる飲食品原料が使用可能である。この蒸気抽出装置11は、特に、香気性及び揮発性の高い飲食品原料中に含まれる蒸気抽出成分を抽出することに優れている。このような飲食品原料としては、焙煎後のコーヒー豆や製茶後の茶葉などの嗜好性原料が挙げられる。
・ 本実施形態の蒸気抽出装置11は、飲食品原料に過熱水蒸気を接触させ、その接触後の蒸気を回収する蒸気抽出処理により蒸気抽出成分を得る装置である。蒸気抽出処理は、熱水抽出などの他の抽出処理と比べて、香気成分や呈味成分を含む揮発性の高い成分(蒸気抽出成分)を極めて迅速、効率的かつ特異的に抽出することができるように特化している。このため、得られる蒸気抽出成分には、飲食品原料に含まれる良好な揮発性成分が高い割合で含まれているため、該蒸気抽出成分を含む飲食品などには、飲食品原料由来の高い風香味が付与されて極めて価値の高いものとなる。特に、蒸気抽出成分は、飲食品原料本来の風香味を有している点で、人工的に製造したエキスや香料よりも遙かに優れており、有用である。加えて、過熱水蒸気を用いて蒸気抽出処理を行うことにより、極めて短時間(コーヒーの場合、熱水抽出の半分未満の時間)で蒸気抽出成分を回収することが可能であるため、劣化の程度の低い高品質な揮発性成分を多量に得ることが可能である点も重要である。
・ 上記実施形態では、本体管14aは1本の配管により構成されていたが、複数本の配管を束ねることによって本体管14aを構成してもよい。
・ コンデンサ52に分留機能を持たせることも可能である。例えば、2つ以上のコンデンサ(図示略)を直列に結合させること。この場合、各コンデンサの冷却温度を適宜設定することにより、所望とする蒸気抽出成分を分留して得ることが可能になる。
・ 上記実施形態における4本の分岐管14bは、全て同じ高さに配置されている必要はなく、1本又は複数本の分岐管14bをその他の分岐管14bとは異なる高さに配置してもよい。この場合、蒸気噴出ノズル46a,47aの高さも、対応する分岐管14bの高さに応じて変更され得る。
・ 蒸気噴出ノズル46a,47aは、処理タンク12の周壁に沿うように過熱水蒸気を噴出する必要はなく、処理タンク12の中心部又は外側部に向かって過熱水蒸気を噴出する構成であってもよい。また、蒸気噴出ノズル46a,47aは、斜め下方に向かって過熱水蒸気を噴出する必要はなく、例えば、斜め上方、上方、下方又は側方に向かって過熱水蒸気を噴出する構成であってもよい。
図5に示す蒸気抽出装置11において、蒸気供給配管14は、処理タンク12の上端部から処理タンク12の内部へと挿入されている。蒸気供給配管14の先端部には、水平面に沿って延びる環状分岐管81と、該環状分岐管81より垂下された複数本(図5では6本)の棒状分岐管82とからなる蒸気噴出部41が設けられている。各棒状分岐管82の先端(下端)は、収容部の下端部に配置されている。各棒状分岐管82の中央部及び先端部には、蒸気噴出ノズル83が設けられている。
焙煎したメキシコ産コーヒー豆20kgを上記実施形態の蒸気抽出装置11の処理タンク12内に投入した。次に、160℃の過熱水蒸気(温度計42で計測した温度)を、1時間あたり35kgの蒸気量(流量計33で計測)で連続的に処理タンク12内に噴出することにより、蒸気抽出処理を行った。蒸気抽出処理開始から、0〜6分間、6〜12分間、12〜18分間、及び18〜21分間にコンデンサ52で液化された液体を回収し、それぞれの液体の重量を測定した。
蒸気抽出処理開始から0〜6分間に回収された各液体について、匂いセンサー(COSMOS社製 ODOR CONCENTRATION METER XP-329)を用いて香気量(揮発性成分の量)の測定を行った。なお、香気量の測定においては、匂いセンサーによる測定開始から10秒毎に1分間、センサー値を測定し、そのセンサー値の累計(AVANDANCE 累計値)を求めた。結果を図3(a)に示す。
180℃の過熱水蒸気を用いて蒸気抽出処理し、時間毎にコンデンサ52で液化した各液体について、上記匂いセンサーにより同様に香気量(揮発性成分の量)を測定した。結果を図3(b)に示す。その結果、180℃の過熱水蒸気を用いて蒸気抽出処理する場合、抽出時間を0〜18分間にすることにより、多量の香気成分を回収可能であることが明らかとなった。さらに、抽出時間を0〜6分間にすることにより、最も多くの香気成分が極めて迅速に回収され得ることが明らかとなった。
回収した各液体に含まれる可溶性固形分濃度(Brix.)をBrix計にて測定した。結果を図3(c)に示す。その結果、過熱水蒸気の温度が160〜200℃の範囲では、温度の違いによる可溶性固形分濃度の変化はほとんど見られなかった。
以上の結果より、蒸気抽出処理は、少なくとも21分間実施することが可能であることが示された。但し、効率的な蒸気抽出処理を実施可能な抽出時間は0〜12分間である。この抽出時間であれば、コーヒーの香りとして重要なトップアロマを効率よく回収することが可能である。さらに、180℃の過熱水蒸気を用いることにより、最も効率よく香気成分を回収することが可能であり、この場合の抽出時間は6分間程度であることが好ましい。また、160〜200℃のうち、いずれの温度の過熱水蒸気を用いた場合でも、ほぼ同量の可溶性固形分を抽出することが可能である。
(実施例)
焙煎度L値が21のコーヒー豆20kg(遠赤外線焙煎機にて焙煎したアラビカ種)を粉砕した後、図4に示す蒸気抽出装置11の処理タンク12内に投入した。続いて、処理タンク12内の空気を窒素ガス(常圧)に置換した後、蒸気噴出ノズル46a,47aから180℃(温度計42で計測した温度)の過熱水蒸気を40kg/hの蒸気量(流量計33で計測)で連続的に処理タンク12内に噴出することにより、蒸気抽出処理を行った。前記過熱水蒸気は、ボイラーで発生させた飽和水蒸気を周波数35kHzの電磁誘導加熱によって加熱した金属製の発熱体に接触させることにより生成された。そして、処理タンク12の上端部から流出する蒸気を集めてコンデンサ52で冷却することにより、液状の蒸気抽出成分を回収した(Brix1.5程度)。この蒸気抽出成分を4L得たところで過熱水蒸気の噴出を停止した。抽出時間は8分程度であった。
焙煎度L値が21のコーヒー豆20kgを粉砕した後、図6に示す従来の熱水抽出装置111の抽出タンク112内に投入した。続いて、抽出タンク112内の空気を窒素ガス(常圧)に置換した後、熱水供給配管171から抽出タンク112内に95℃の熱水を供給して熱水抽出したところ、Brix3.3のコーヒーの熱水抽出液160Lが得られた。抽出時間は1時間程度であった。得られた熱水抽出液に213gの重曹を加え、水を用いて全量を425Lに調整することにより、Brix1.3、pH6.10のコーヒー飲料を調製した。このコーヒー飲料を用いて、上記実施例と同様に缶入りコーヒー飲料を製造した。
実施例及び比較例の缶入りコーヒー飲料を用いて、香気成分の分析を実施した。即ち、ガスクロマトグラフ質量分析装置(GC−MS;HEWLETT PACKARD社製GCsystem HP6890Series)を使用し、固層マイクロ抽出(SPME)樹脂にコーヒー飲料中の各種成分を吸着させて固層マイクロ抽出法(SPME法)にて分析した。分析において、試料の注入はスプリット方式で行い、キャピラリーカラムはDB−WAX(Agilent Technologies社製)を使用した。また、カラム内にヘリウムガスを1.0mL/分にて流しながら40℃で3分間ホールドした後、5℃/分で240℃まで昇温し、その後240℃で5分間ホールドすることにより香気成分を分離し、クロマトグラムを得た。GC−MSにより、得られたクロマトグラムから各香気成分を示すピーク面積を各々数値化した。結果を図3(d)に示す。
・ 前記蒸気噴出ノズルは前記収容部よりも下方に設けられ、前記回収配管は前記収容部よりも上方で前記処理タンクに接続されている請求項2に記載の蒸気抽出装置。
・ 前記分岐点は前記処理タンクの水平断面における中央部に位置している請求項9に記載の蒸気抽出装置。
Claims (16)
- 飲食品原料に蒸気を接触させて抽出される成分を回収する蒸気抽出装置であって、
前記蒸気は飽和水蒸気又は過熱水蒸気であり、
前記蒸気抽出装置は、前記飲食品原料を密閉状態で収容する処理タンクと、前記蒸気を発生させる蒸気発生装置と、該蒸気発生装置から前記処理タンク内へと延びる蒸気供給配管と、該蒸気供給配管の先端部に設けられる蒸気噴出ノズルと、前記処理タンクに接続される回収配管と、該回収配管に接続されるコンデンサとを備え、
前記処理タンク内には前記蒸気噴出ノズルが設けられていることを特徴とする蒸気抽出装置。 - 前記処理タンク内には前記飲食品原料を収容する収容部が設けられ、該収容部内には前記蒸気噴出ノズルが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の蒸気抽出装置。
- 前記蒸気噴出ノズルは前記収容部の下部に設けられ、前記回収配管は前記収容部よりも上方で前記処理タンクに接続されている請求項2に記載の蒸気抽出装置。
- 前記蒸気噴出ノズルは前記蒸気を斜め下方に向けて噴出する請求項2又は請求項3に記載の蒸気抽出装置。
- 前記蒸気供給配管の先端部には複数の前記蒸気噴出ノズルを備えた蒸気噴出部が設けられ、それらの蒸気噴出ノズルはいずれも前記処理タンクの周壁に沿うように前記蒸気を噴出する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記蒸気供給配管の先端部には複数の前記蒸気噴出ノズルを備えた蒸気噴出部が設けられ、それらの蒸気噴出ノズルはいずれも同じ高さに配置されている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記処理タンクの水平断面500cm2あたりに1つ以上の前記蒸気噴出ノズルが設けられている請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記蒸気供給配管の先端部には複数の分岐管が設けられ、該各分岐管には前記蒸気噴出ノズルが設けられている請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記複数の分岐管は前記蒸気供給配管の途中に位置する分岐点から放射状に分岐している請求項8に記載の蒸気抽出装置。
- 前記処理タンクは耐圧容器である請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記蒸気供給配管は、前記蒸気を1時間あたり100kg通過させる場合に、100mm2以上の断面積を有している請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記蒸気発生装置と前記処理タンクとの間の距離は0.3〜5mに設定されている請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記各蒸気噴出ノズルは1時間あたり200kg以下の前記蒸気を噴出する請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記コンデンサは、プレート若しくはチューブによる熱交換式コンデンサ、又は蒸留塔からなる請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
- 前記処理タンクの上部には、該処理タンク内に抽出溶媒を供給するための溶媒供給配管が接続され、
前記処理タンクの下部には、前記抽出溶媒によって前記飲食品原料から抽出される抽出液を回収するための抽出液回収配管が接続されている請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。 - 前記蒸気発生装置は過熱水蒸気を発生することを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の蒸気抽出装置。
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