JP2006313037A - 水分の除去方法及び水分除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水分除去対象物の好ましい風味を損なうことなく、該水分除去対象物から簡便かつ効率よく水分を除去する方法及び水分除去装置を提供する。
【解決手段】 環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有し、かつ水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分の分圧を高めた気体を用い、常圧若しくは減圧下において水分除去対象物から水分を除去する。前記気体として、環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有し、かつ前記水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分及び前記水分除去対象物に付与したい揮発性成分の分圧を高めた気体を用いることが好ましい。また、水分除去に用いた前記気体から水分を回収して、該水分に混入した前記揮発性成分を回収し、前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いることが好ましく、更に、前記水分を回収した後の気体を循環利用することが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、香気成分等の有用な成分の揮発を極力抑えつつ、対象物から効率よく水分を除去する方法及び水分除去装置に関する。

従来より、食品工業の分野においては、食品やエキスの保存性や使い易さ等を高めるために食品の乾燥やエキスの濃縮・乾燥が行われており、例えば、常圧若しくは減圧下で加熱して濃縮・乾燥する方法、凍結乾燥法、凍結濃縮法、逆浸透膜や限外濾過膜を用いて濃縮する方法等が知られている。

しかしながら、加熱を伴う濃縮・乾燥方法は、加熱によって食品やエキス自体が劣化したり、風味が損なわれやすく、凍結乾燥法や凍結濃縮法は、加熱劣化は少ないものの、効率が悪く、コストがかかってしまうという問題があった。また、逆浸透膜や限外濾過膜を用いて濃縮する方法は、濃縮度が低く、処理中に雑菌の増殖等が起こり易いという問題があった。さらに、いずれの方法においても、水分と一緒に食品やエキスに含まれる香気成分等の有用な成分が失われやすく、得られる製品の風味が低下してしまうという問題があった。

そのため、食品やエキスの本来の風味を損なうことなく濃縮・乾燥するために様々な方法が提案されており、例えば、下記特許文献１には、節類と水の混合物、またはこの混合物の抽出エキスから揮発性成分の５０％以上を気液向流接触装置によって分離液として抽出した後、前記混合物をそのまま使用した場合は節類の固形分を取り除き、抽出エキスを使用した場合はそのまま残存した液を濃縮し、該濃縮液に前記揮発性成分の分離液を混合することを特徴とする節類濃縮エキスの製造方法が開示されている。

下記特許文献２には、下記工程：（Ａ）焙煎し、粉砕したコーヒー豆から抽出したコーヒー液を濃縮し、濃縮液と濃縮除去液とを分別する工程、（Ｂ）前記（Ａ）工程で得られた濃縮除去液を逆浸透膜（ＮａＣｌ阻止率９９％以上）で０．９８ＭＰａ以下の操作圧力で濃縮し、濃縮除去液に含まれる香気成分を濃縮して濃縮香気液を得る工程、および（Ｃ）前記（Ａ）工程で得られた濃縮液と前記（Ｂ）工程で得られた濃縮香気液とを混合して濃縮コーヒー液を調製する工程を含む濃縮コーヒー液の製造方法が開示されている。

下記特許文献３には、水産物原料を水蒸気蒸留して該原料中の香り成分を得る工程、および該水蒸気蒸留によって得られた香り成分を逆浸透膜によって濃縮して該水産物原料のアロマを得る工程を包含する、香味の優れた水産物の抽出物の製造方法が開示されている。
特開平９−３０８４５５号公報 特開２００３−２０４７５７号公報 特開２００４−８９１４１号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載されているように、原料から揮発性成分を分離し、これを原料からの抽出物と混合する方法は、香気のバランスが変わりやすいため、安定した品質の製品を得ることが難しく、また、工程数も多くなるという問題があった。

したがって、本発明の目的は、水分除去対象物の好ましい風味を損なうことなく、該水分除去対象物から簡便かつ効率よく水分を除去する方法及び水分除去装置を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分の分圧を高めた気体中で、該水分除去対象物を乾燥・濃縮することにより、風味を損なうことなく水分を除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の水分の除去方法は、環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有し、かつ水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分の分圧を高めた気体を用い、常圧若しくは減圧下において水分除去対象物から水分を除去することを特徴とする。

本発明の水分の除去方法によれば、水分除去対象物から水分を除去する際に、環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有する気体を用いることにより、効率よく水分を除去することができる。更に、前記気体として、水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分の分圧を高めた気体を用いることにより、該水分除去対象物に含まれる有用な揮発性成分の揮発を抑制することができ、水分除去対象物の好ましい風味等を維持したまま水分を除去することができる。

本発明の水分の除去方法においては、前記気体として、環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有し、かつ前記水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分及び前記水分除去対象物に付与したい揮発性成分の分圧を高めた気体を用いることが好ましい。

これによれば、水分除去対象物が有する好ましい風味等を維持したまま効率よく水分を除去できるだけでなく、同時に水分除去対象物に所望の風味を容易に付与することができる。

また、本発明の水分の除去方法においては、水分除去に用いた前記気体から水分を回収して、該水分に混入した前記揮発性成分を回収し、前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いることが好ましい。更に、水分除去に用いた前記気体中に含まれる揮発性成分を回収し、この揮発性成分を前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いることもできる。更にまた、水分除去に用いた前記気体から水分を回収して、該水分に混入した前記揮発性成分を回収し、更に水分を回収した後の気体に残存する揮発性成分も回収し、これらの揮発性成分を、前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いることもできる。

これらによれば、水分除去対象物から放出した揮発性成分を回収して補うことにより、水分除去対象物の風味の揮発を効果的に抑制することができる。

更に、前記水分を回収した後の気体を循環利用することが好ましい。

これによれば、水分除去対象物から放出した揮発性成分のうち、水分を回収した後の気体中に残存する揮発性成分の分圧により、該揮発性成分の水分除去対象物からの揮発が抑制されるので、水分除去対象物の風味の損失を効果的に抑制することができる。

更にまた、前記気体として不活性ガスを用いることが好ましく、前記不活性ガスとして窒素ガスを用いることがより好ましい。

これらによれば、水分除去処理中における揮発性成分や水分除去対象物の酸化を防ぐことができ、より風味に優れた製品を得ることができる。

また、本発明の水分除去装置は、水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体を輸送するポンプと、前記気体を加熱又は冷却する温調装置と、この温調装置により温度調整された前記気体と前記水分除去対象物とを接触させる水分除去槽と、前記水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分を前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に添加する手段とを備えていることを特徴とする。

本発明の水分除去装置によれば、気体を温調装置により温度調整して水分除去槽に導入し、そこで水分除去対象物と接触させて、水分を除去することができ、その際に、揮発性成分の添加手段によって水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分を気体に添加することにより、水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分の分圧を高め、水分除去対象物から該揮発性成分が揮発することを抑制し、水分除去対象物の風味を維持しながら水分除去を行うことができる。

本発明の水分除去装置においては、前記揮発性成分の添加手段は、前記水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分及び前記水分除去対象物に付与したい揮発性成分を添加するように構成されていてもよい。

これによれば、水分除去対象物が有する好ましい風味等を維持したまま水分を除去できるだけでなく、同時に水分除去対象物に所望の風味を容易に付与することができる。

また、本発明の水分除去装置においては、前記水分除去槽内から取り出された気体に含まれる水分の回収装置と、前記回収した水分に含まれる揮発性成分の回収装置とを有し、前記揮発性成分の添加手段は、前記回収装置により回収した前記揮発性成分を、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合するように構成されていることが好ましく、あるいは、前記水分除去槽内から取り出された気体に含まれる揮発性成分の回収装置を有し、前記揮発性成分の添加手段は、前記回収装置により回収した前記揮発性成分を、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合するように構成されていることが好ましく、更には、前記水分除去槽内から取り出された気体に含まれる水分の回収装置と、前記回収した水分に含まれる揮発性成分を回収する第１回収装置と、水分を回収した後の気体中に含まれる揮発性成分を回収する第２回収装置とを有し、前記揮発性成分の添加手段は、前記第１回収装置及び第２回収装置により回収した前記揮発性成分を、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合するように構成されていることが好ましい。

これらによれば、水分除去対象物から放出された揮発性成分を回収して、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合することにより、該揮発性成分の分圧を高めて、該揮発性成分の水分除去対象物からの揮発を抑制し、水分除去対象物の風味の損失を効果的に抑制することができる。

また、本発明の水分除去装置においては、前記水分回収装置によって前記水分を回収した後の気体を前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体として循環させるように構成されていることが好ましい。

これによれば、水分を回収した後の気体を水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体として再利用することにより、水分除去対象物から放出した揮発性成分のうち、水分を回収した後の気体中に残存する揮発性成分の分圧により、該揮発性成分の水分除去対象物からの揮発が抑制されるので、水分除去対象物の風味の損失を効果的に抑制することができる。また、水分を回収した後の気体を水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体として再利用すると共に、回収した水分や気体中に含まれる揮発性成分を回収して上記気体に混合することにより、水分除去対象物の風味の損失をより効果的に抑制することができる。更に、系外に排出される揮発性成分を極力抑えることができ、排出される水については揮発性成分が取り除かれているので臭いなどの問題がなく、より環境にやさしい。

更に、前記揮発性成分の添加手段は、水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体が前記温調装置を通過した後に、該気体に前記揮発性成分を添加するように構成されていることが好ましい。

これによれば、揮発性成分の熱損失等を防止しつつ、水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に揮発性成分を添加することができる。

本発明によれば、水分除去対象物の好ましい風味を損なうことなく、簡便かつ効率よく水分を除去できる。

まず、本発明の水分の除去方法について説明する。
本発明の水分の除去方法で、乾燥・濃縮に用いる気体（以下、乾燥雰囲気ともいう）は、環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有する気体である。

水分の蒸発は、水蒸気分圧と飽和水蒸気圧の圧力差によって生じるので、この圧力差が大きいほど蒸発しやすいことになる。したがって、上記環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有する気体を用いることにより、処理温度を低くしても効率よく水分除去対象物から水分を除去できる。

上記環境温度若しくは操作温度は、熱による水分除去対象物等の劣化を防止するために−１５〜８０℃が好ましく、水分除去効率の点から３０〜８０℃がより好ましい。本発明の水分の除去方法では、従来の方法のような放射熱や接触加熱ではなく、雰囲気温度で管理できるので、温度の管理が容易である。

また、水蒸気圧は温度によって変化するので、環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を具体的に規定することは困難であり、適宜設定すればよいが、少なくとも環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧よりも４０％以上低い水蒸気分圧を有することが好ましく、水分除去効率の点から６０％以上低い水蒸気分圧を有することがより好ましい。

また、本発明の水分の除去方法で乾燥雰囲気として用いられる気体は、水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分の分圧を高めた気体である。

水分と同様に揮発性成分についても、乾燥雰囲気として用いられる気体中の揮発性成分の分圧が低けいほど揮発性成分も揮発しやすく、飽和状態に近いほど揮発しにくくなる。したがって、乾燥雰囲気として用いる気体における揮発性成分の分圧を高めるほど水分除去対象物から揮発性成分が揮発しにくくなり、揮発性成分を保持したまま、水分のみを蒸発させることができる。

本発明において、水分除去対象物は特に制限されず、各種飲食品のほか、お香・ポプリ・その他芳香剤等の芳香性製品、化粧品、防虫剤、医薬品、オイル・有機溶媒等が例示できる。中でも、通常の乾燥・濃縮処理において、風味や香気等が損なわれやすいものが好ましい。例えば、飲食品では、昆布、節類、茶及びそれらの抽出エキス、各種具材、ドライフルーツ、醤油、味噌、酒、インスタント食品、その他水産物、畜産物、農産物及びそれらの加工品等が好ましく例示できる。

また、上記所定の揮発性成分とは、水分除去対象物が有する好ましい香気成分を意味するものであり、水分除去対象物によって様々な香気成分があり一概に言えないため、水分除去対象物に応じて適宜選択すればよい。例えば、節類ではフェノール類等、果実では有機エステルやテルペン類等の香気成分が知られている。

上記所定の揮発性成分の分圧も水蒸気圧と同様に、温度や該揮発性成分の種類によって変化するため、一概に規定することは困難であるが、該揮発性成分の分圧が該揮発性成分の飽和蒸気圧に近いほど好ましい。具体的には、該揮発性成分の分圧が該揮発性成分の飽和蒸気圧の２０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましい。

本発明においては、乾燥雰囲気として用いられる気体として、水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分だけでなく、水分除去対象物に付与したい揮発性成分の分圧を高めた気体を用いることもできる。

上記水分除去対象物に付与したい揮発性成分は、水分除去対象物に応じて適宜選択すればよく、上記と同様に該揮発性成分の分圧が飽和蒸気圧に近いほど、水分除去対象物に所望のフレーバーを効率よく付与することができる。例えば、水分除去対象物が節類やその抽出エキスである場合は、上記揮発性成分として、くん液等を用いることができる。

本発明においては、乾燥雰囲気に用いる気体として、不活性ガスを用いることが好ましく、具体的には、窒素ガスが好ましく用いられる。不活性ガスを用いることにより、処理中における水分除去対象物や揮発性成分の酸化を防止することができる。

本発明の水分の除去方法は、上記のような気体を水分除去対象物と接触させることにより、常圧若しくは減圧下において水分除去対象物から水分を除去するものである。本発明においては、減圧下において処理を行うことにより、より効率よく水分を除去することができる。

上記気体を水分除去対象物と接触させる方法は、水分除去対象物の形態に応じて、気体と水分除去対象物が効率よく接触できるようにすればよい。本発明の水分の除去方法では、乾燥雰囲気が流れているので水分輸送の効率がよい。例えば、水分除去対象物が節類等の固形物である場合は、金網等に載せて上記気体と接触させればよく、水分除去対象物が抽出エキス等の液体である場合は、上記気体をバブリングすればよい。

本発明の水分の除去方法においては、水分除去に用いた上記気体から水分を回収して、該水分に混入した前記揮発性成分を回収し、前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いることが好ましい。上記気体から水分を回収する方法は、気体を冷却することにより、該気体中の水分を結露させて回収する方法、吸湿剤を用いる方法等が挙げられる。また、水分に混入した揮発性成分を回収する方法は、例えば、遠心分離等を用いた分液処理、分留装置や精留装置を用いる方法、有機溶媒を用いた液液抽出、回収した水分を水の沸点より低い温度で適宜加熱し、揮発性成分を優先的に揮発させる方法等により行うことができる。

また、水分除去に用いた上記気体から前記揮発性成分を回収し、前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いることも好ましい。この場合、水分除去に用いた上記気体から前記揮発性成分を直接回収してもよく、水分除去に用いた上記気体から水分を回収した後の気体から前記揮発性成分を回収してもよい。

更に本発明においては、前記水分を回収した後の気体を、乾燥雰囲気として循環利用してもよい。これにより、回収した水分に混入しない揮発性成分をそのまま利用でき、ランニングコストの低下を図ることができるだけでなく、揮発性成分の回収ロスを抑え、かつ系外に排出される揮発性成分を極力抑えることができるので環境にもやさしい。この場合、循環利用する上記気体に、上記水分から回収された揮発性成分や、上記水分除去に用いた気体から回収された揮発性成分を混合させることができる。

次に、本発明の水分除去装置について図面に基いて説明する。図１には、本発明の水分除去装置の一実施形態の概略構成図が示されている。

図１に示す水分除去装置１０は、水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体を輸送するポンプ１と、前記気体を加熱又は冷却する温調装置２と、前記気体と前記水分除去対象物とを接触させる水分除去槽３と、前記水分除去槽から取り出された気体に含まれる水分の回収装置４と、前記水分除去槽内の気体から回収した水分に含まれる揮発性成分の第１回収装置５と、前記水分を回収した後の気体に含まれる揮発性成分の第２回収装置６とを有している。そして、第１回収装置５及び第２回収装置６で回収した前記揮発性成分が、前記温調装置２を通過した後の、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合されるように構成されている。

したがって、この水分除去装置１０においては、水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体は、温調装置２によって加熱又は冷却された後、ポンプ１により水分除去槽３に送られ、水分除去槽３内に保持された水分除去対象物と接触するようになっている。ここで、温度調整された前記気体は、環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有するように調整されているので、前記水分除去槽３内において前記水分除去対象物の水分を効率よく蒸発させることができる。

そして、水蒸気分圧が上がった水分除去槽３内の気体は水分の回収装置４に送られ、ここで水分が除去・回収される。上記水分の回収装置４は、例えば、回収した気体の温度を下げることにより水分を結露させて除去・回収する方法を採用する場合は、冷却管と水分回収用槽とから構成される。なお、回収された水分は系外に排出される。

回収された水分は、前記揮発性成分の第１回収装置５に送られ、該水分に含まれる揮発性成分が回収された後、排出される。水分に含まれる揮発性成分の回収方法としては、例えば分留装置を用いて、水分との沸点の差を利用して回収する方法等が挙げられる。回収された前記揮発性成分は、水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合され、該気体中の揮発性成分の分圧を高めるために利用される。

一方、前記水分を回収した後の気体は、前記揮発性成分の第２回収装置６に送られ、該気体中に含まれる揮発性成分が回収された後、系外に排出される。気体中に含まれる揮発性成分の回収方法としては、例えば、水分の回収装置４より更に低い温度で揮発性成分をトラップして回収する方法等が挙げられる。回収された前記揮発性成分は、前記温調装置２を通過した後の、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合され、該気体中の揮発性成分の分圧を高めるために利用される。

なお、第１回収装置５，第２回収装置６で回収された揮発性成分は、熱による変質を防ぎ、より還元されやすくするため、温調装置２を通過した後の気体中に混合されることが好ましい。ただし、ポンプ１の前後で混合することもできる。また、第１回収装置５，第２回収装置６は、いずれか一方のみ設置されていてもよい。更に、水分除去槽３から取り出された気体から揮発性成分を直接回収する装置を設け、そこで回収された揮発性成分を前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合することもできる。

図２には、本発明の水分除去装置の他の実施形態が示されている。この水分除去装置１２は、水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体を輸送するポンプ１と、前記気体を加熱又は冷却する温調装置２と、前記気体と前記水分除去対象物とを接触させる水分除去槽３と、前記水分除去槽から取り出された気体に含まれる水分の回収装置４と、前記回収した水分に含まれる揮発性成分の回収装置５とを有し、前記水分を回収した後の気体を再びポンプ１に送って、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体として再利用し、かつ回収した前記揮発性成分を、前記温調装置２を通過した、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合するように構成されている。

この水分除去装置１２においては、水蒸気分圧が上がった水分除去槽３内の気体は水分の回収装置４に送られ、ここで水分が除去・回収される。上記水分の回収装置４は、例えば、回収した気体の温度を下げることにより水分を結露させて除去・回収する方法を採用する場合は、冷却管と水分回収用槽とから構成される。

回収された水分は、前記揮発性成分の回収装置５に送られ、該水分に含まれる揮発性成分が回収された後、系外に排出される。回収された前記揮発性成分は、前記温調装置２を通過した、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合され、該気体中の揮発性成分の分圧を高めるために利用される。なお、前記揮発性成分は、ポンプ１の前後で前記気体中に混合してもよい。

また、前記水分を回収した後の気体は、再びポンプ１に送って、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体として再利用される。上記水分が除去された気体中には、水分除去対象物から揮発した揮発性成分が含まれており、該揮発性成分の分圧が高い状態になっている。したがって、このような気体を用いて乾燥・濃縮することにより、水分除去対象物からの該揮発性成分の揮発をより一層効果的に抑制することができる。

なお、図１の実施形態と同様に、水分の回収装置４を通過した気体中からも揮発性成分を回収する第２回収装置を設け、この第２回収装置で回収された揮発性成分も、前記気体に戻すようにしてもよい。この場合には、上記揮発性成分を、温調装置２を通過した前記気体に戻すことにより、揮発性成分の熱損失を防いで気体に還元することができる。

送風ポンプと、加熱用フラスコとマントルヒーターからなる温調装置と、水蒸気蒸留用試料管からなる水分除去槽と、蛇管冷却管と水分回収用フラスコからなる水分回収装置兼フレーバー回収装置を、図３に示すように連続接続し、密閉系の水分除去装置を作製した。この水分除去装置を用いて、以下の条件で鰹節粗砕品の乾燥を行った。

水蒸気蒸留用試料管に鰹節粗砕品１００ｇを入れ、系内の気体を窒素ガスに置換した後、送風ポンプで系内の窒素ガスを循環させるとともに、水蒸気蒸留用試料管に入る窒素ガスの温度が４０〜５０℃となるように加熱した。

また、蛇管冷却管には１〜３℃の冷却水を循環させて水蒸気蒸留用試料管から排出される窒素ガスを冷却し、水蒸気を結露させて水分回収用フラスコに回収した。水分を回収した後の窒素ガスは４０〜５０℃に温めて、再度、水蒸気蒸留用試料管に供給し、鰹節粗砕品と接触させた。ここで、飽和水蒸気圧は４０℃で７．３７５ｋＰａ、３℃で０．７５８ｋＰａである。したがって、水蒸気蒸留用試料管から排出される窒素ガスを上記操作により３℃まで冷却することで、０．７５８ｋＰａ以上の過剰な水蒸気分圧の水分を結露・回収し、同時に水蒸気分圧を０．７５８ｋＰａに調整することができる。そして、この窒素ガスを４０℃まで加熱することで飽和水蒸気圧（４０℃）より約９０％低い水蒸気圧の窒素ガスを還元することができる。

一方、回収した水分は２５℃に戻し、該水分に含まれる揮発性成分が揮発しやすい状態、すなわち、同一の温度において水よりも飽和蒸気圧が高い揮発性成分を３℃から２５℃に加熱することにより、同温度間における飽和水蒸気圧差以上に揮発性成分の飽和蒸気圧差が生じている状態を維持して水分回収用フラスコ内の窒素ガス中の揮発性成分の分圧を高め、この窒素ガスを水蒸気蒸留用試料管に供給する窒素ガスに混合した。

回収した水分が５ｍｌになったところで、送風ポンプを停止して乾燥処理を終了した。得られた鰹節粗砕品の乾燥品は、従来の方法による８０℃での常圧乾燥品や４０℃加熱を行った減圧乾燥品に比べて、香気が強く残っており、高い評価が得られた。また、この装置を分解する際に、系内のニオイを確認したところ、鰹節の香りが充満していることが確認された。このことにより、鰹節の香気成分が窒素ガス中に分散し、香気成分の分圧が上昇していたことを確認した。なお、乾燥中に水蒸気蒸留用試料管に還元する窒素ガス中の揮発性成分をガスクロマトグラフで測定し、得られたピーク面積の合計値は、同一装置で水分回収を行わず窒素ガスを１時間循環させて平衡状態に達した時のガスクロマトグラフ測定で得られたピーク面積の合計値より約１５％低い値であった。揮発性成分濃度は分圧に比例するため、平衡状態（≒飽和蒸気圧）の約８５％の分圧で操作できることがわかった。

実施例１の水分除去装置を用い、同様の条件で鰹エキス１００ｇ（Brix5%）を濃縮した。濃縮倍率は２倍とし、５０ｍｌの水分を回収して時点で濃縮処理を終了した。

得らた鰹エキス濃縮液は、従来の方法による常圧濃縮品や４０℃加熱を行った減圧濃縮品に比べて、香気が強く残っており、高い評価が得られた。

実施例１の水分除去装置を用い、水分回収用フラスコに予め、くん液を２ｇ入れておき、同様の条件で鰹節粗砕品の乾燥を１時間行った。その結果、５ｍｌの水分を回収することができた。

得られた鰹節粗砕品の乾燥品は、実施例１で得られた鰹節粗砕品の乾燥品よりも、くん臭が強く、乾燥と香気成分の添加を同時に行うことができることが確認できた。

実施例１の水分除去装置を用い、水分回収用フラスコに予め、くん液を２ｇ入れておき、実施例２と同様の条件で鰹エキスの濃縮を４０分間行った。その結果、５ｍｌの水分を回収することができた。

得られた鰹エキス濃縮液は、実施例２で得られた鰹エキス濃縮液よりも、くん臭が強く、乾燥と香気成分の添加を同時に行うことができることが確認できた。

本発明の水分の除去方法及び水分除去装置は、通常の乾燥・濃縮処理を行うと風味や香気等が損なわれやすいもの、例えば、昆布、節類、茶やそれらの抽出エキス、各種具材等の乾燥・濃縮に好適である。

本発明の水分除去装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明の水分除去装置の他の実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

１．ポンプ
２．温調装置
３．水分除去槽
４．水分の回収装置
５、６．揮発性成分の回収装置
１０、１１、１２ 水分除去装置

Claims (15)

1. 環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有し、かつ水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分の分圧を高めた気体を用い、常圧若しくは減圧下において水分除去対象物から水分を除去することを特徴とする水分の除去方法。
2. 前記気体として、環境温度若しくは操作温度時の飽和水蒸気圧より低い水蒸気分圧を有し、かつ前記水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分及び前記水分除去対象物に付与したい揮発性成分の分圧を高めた気体を用いる請求項１記載の水分の除去方法。
3. 水分除去に用いた前記気体から水分を回収して、該水分に混入した前記揮発性成分を回収し、前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いる請求項１又は２記載の水分の除去方法。
4. 水分除去に用いた前記気体中に含まれる揮発性成分を回収し、この揮発性成分を前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いる請求項1〜３のいずれか１つに記載の水分の除去方法。
5. 水分除去に用いた前記気体から水分を回収して、該水分に混入した前記揮発性成分を回収し、更に水分を回収した後の気体に残存する揮発性成分も回収し、これらの揮発性成分を、前記気体中の前記揮発性成分の分圧を高めるために用いる請求項３記載の水分の除去方法。
6. 前記水分を回収した後の気体を循環利用する請求項３又は５記載の水分の除去方法。
7. 前記気体として不活性ガスを用いる請求項１〜６のいずれか一つに記載の水分の除去方法。
8. 前記不活性ガスとして窒素ガスを用いる請求項７記載の水分の除去方法。
9. 水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体を輸送するポンプと、前記気体を加熱又は冷却する温調装置と、この温調装置により温度調整された前記気体と前記水分除去対象物とを接触させる水分除去槽と、前記水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分を前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に添加する手段とを備えていることを特徴とする水分除去装置。
10. 前記揮発性成分の添加手段は、前記水分除去対象物に含まれる所定の揮発性成分及び前記水分除去対象物に付与したい揮発性成分を添加するように構成されている請求項９記載の水分除去装置。
11. 前記水分除去槽内から取り出された気体に含まれる水分の回収装置と、前記回収した水分に含まれる揮発性成分の回収装置とを有し、前記揮発性成分の添加手段は、前記回収装置により回収した前記揮発性成分を、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合するように構成されている請求項９記載の水分除去装置。
12. 前記水分除去槽内から取り出された気体に含まれる揮発性成分の回収装置を有し、前記揮発性成分の添加手段は、前記回収装置により回収した前記揮発性成分を、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合するように構成されている請求項９記載の水分除去装置。
13. 前記水分除去槽内から取り出された気体に含まれる水分の回収装置と、前記回収した水分に含まれる揮発性成分を回収する第１回収装置と、水分を回収した後の気体中に含まれる揮発性成分を回収する第２回収装置とを有し、前記揮発性成分の添加手段は、前記第１回収装置及び第２回収装置により回収した前記揮発性成分を、前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体に混合するように構成されている請求項９記載の水分除去装置。
14. 前記水分を回収した後の気体を前記水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体として循環させるように構成されている請求項１１又は１３記載の水分除去装置。
15. 前記揮発性成分の添加手段は、水分除去対象物の乾燥・濃縮に用いる気体が前記温調装置を通過した後に、該気体に前記揮発性成分を添加するように構成されている請求項９〜１４のいずれか１つに記載の水分除去装置。

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