JP2014230527A - 燻液の製造装置及び燻液の製造方法並びに、有効成分の抽出装置及び有効成分の抽出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で燻液を製造する燻液の製造装置と燻液の製造方法を提供する。
【解決手段】燻材１０を密閉し、該燻材を減圧下で加熱する減圧加熱炉と、該減圧加熱炉内を減圧するための真空ポンプ１２と、該燻材から発生した煙を凝縮する凝縮器１４と、煙を凝縮して液化したものを回収する容器１５とを備える装置により、減圧環境下で燻材を加熱する。
【効果】減圧環境下であるため、比較的低い温度で燻材を熱分解できるため、燻材から発生する煙には不純物が含まれず、蒸留精製することがないため、短時間で燻液を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、減圧環境下で燻材を加熱することで発生する煙を凝縮して燻液を製造する燻液の製造装置及び燻液の製造方法並びに、減圧環境下で固形物を加熱することで発生する蒸気を凝縮して有効成分を抽出する有効成分の抽出装置及び有効成分の抽出方法に関する。

鶏肉や魚介類、タラコ、チーズ等の各種食材は、燻煙することにより、煙中のフェノール系化合物が食材に浸透することで殺菌作用を付与することができる。さらに、食材中の水分量を減少させて保存性を高めて独特の香味をもたせた食品として燻製がある。

燻製を製造する方法としては、サクラやナラ、ブナ、ハンノキ、シナノキ、カシワ、クルミ等といった樹木を破片に加工したスモークチップと呼ばれる燻材を加熱し、燻材から発生した煙を食材に接触させて燻煙するのが一般的である。

また、燻製を製造する別の方法としては、燻材から発生する煙から作られる燻液（いわゆる木酢液）に食材を浸すことで燻液を食材内部に拡散させた後、加熱することで燻製を製造する液体燻製がある。液体燻製は、燻煙成分の含まれる燻液に食材を浸すことにより、食材内部に燻液を拡散させ、その後、加熱することで食材の内部から燻煙するというものである。

液体燻製に使用する燻液の製造方法としては、例えば、特許文献１に開示されているように、原木（広葉樹、ヒノキやヒバ等の針葉樹、竹等）を還元雰囲気中で加熱炉で熱分解し、発生する生成ガスのうち「炉内温度８０〜４００℃の間に発生する生成ガス」を冷却凝縮して粗燻液をつくり、浮上したオイル成分及び下部に沈降したタール等の重質成分を分離除去し、残った粗燻液をさらに蒸留して、８０〜１６０℃の間で発生した留分を冷却凝縮する方法がある。

すなわち、特許文献１の燻液を製造する方法は、加熱炉において燻材を加熱して燻材から煙を発生させ、発生した煙を冷却凝縮するものである。

しかしながら、特許文献１のように燻材を加熱して燻液を製造する場合、常圧下で燻材を燃焼することにより煙を発生させて凝縮した粗燻液は、オイルやタール成分等の重質成分を含有しているため、回収した粗燻液を蒸留精製する必要がある。この蒸留精製は、１日から６ヶ月といった時間を要するため、燻液の製造には時間を要する。

また、酒かすや焼酎かす、ワイン製造時のブドウの搾りかすといった固形物から抽出できる有効成分は、保湿作用や抗酸化作用があり、例えば、食品添加剤として利用される。また、固形物から抽出される成分は濃縮エキスとして利用価値があるため、固形物から有効成分を抽出するということがある。固形物は、例えば、茶がら、酒かす、焼酎かす、ワイン製造時のブドウの搾りかす等を含めた食品廃棄物又は食品加工で発生した副産物、生薬、ハーブ等があり、常圧下で有効成分を抽出する場合、燻材から燻液を製造することと同様に、不純物の混入により別途蒸留精製が必要である。そのため、固形物からの有効成分の抽出には、時間を要することから、固形物から短時間で有効成分を抽出することが望まれている。

特開平１０−２８５４７号公報

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、短時間で燻液を製造可能な燻液の製造装置及び燻液の製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、短時間で固形物から有効成分を抽出可能な有効成分の抽出装置及び有効成分の抽出方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成する本発明の燻液の製造装置は、減圧環境下で燻材を加熱することで煙を発生させる減圧加熱炉と、減圧加熱炉を減圧する真空ポンプと、減圧加熱炉から発生した煙を凝縮する凝縮器と、凝縮器で生成された燻液を貯留する容器とを備える。

また、上述した目的を達成する本発明の燻液の製造方法は、減圧環境下で燻材を加熱することで煙を発生させる工程と、減圧環境下で発生した煙を凝縮し貯留する工程とを有する。

また、上述した目的を達成する本発明の有効成分の抽出装置は、減圧環境下で固形物を加熱することで有効成分を気化させる減圧加熱炉と、減圧加熱炉を減圧する真空ポンプと、減圧加熱炉から発生した有効成分を凝縮する凝縮器と、凝縮器で生成された有効成分を貯留する容器とを備える。

また、上述した目的を達成する本発明の有効成分の抽出方法は、減圧環境下で固形物を加熱することで有効成分を発生させる工程と、減圧環境下で発生した有効成分を凝縮し貯留する工程とを有する。

本発明は、燻材の成分が化学変化してしまうような酸化を抑制する減圧環境下で燻材を加熱し、発生した煙を凝縮して回収することで燻液の製造を行う。さらに、本発明は、減圧環境下であることから、比較的低い温度で燻材を熱分解することができ、低温で燻液を製造することができる。本発明では、低温で加熱するためオイルやタール成分は発生せず、燻液へのオイルやタール成分といった有害物質の混入が抑制され、純度の高い燻液が得られる。このことから、本発明では、蒸留精製せずに燻液を回収できるため、短時間で燻液を製造できる。

また、本発明は、固形物中の成分が化学変化してしまうような酸化を抑制する減圧環境下で固形物を加熱し、固形物から発生した蒸気を凝縮することで、有効成分の抽出を行う。本発明では、減圧環境下であることから、固形物中の有効成分の熱分解温度及び沸点の降下により、比較的低い温度による加熱で、固形物中の有効成分を抽出することができる。これにより、本発明では、得られた成分の純度が高く、蒸留精製の必要がないため、短時間で有効成分の抽出を行うことができる。

燻液の製造装置の第１の実施の形態を模式的に示す図である。 燻液の製造装置の第２の実施の形態を模式的に示す図である。

以下、本発明を適用した燻液の製造装置及び燻液の製造方法並びに、有効成分の抽出装置及び有効成分の抽出方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。
１．燻液の製造装置
１−１．第１の実施の形態
１−２．第２の実施の形態
２．燻液の製造方法
２−１．第１の実施の形態
２−２．第２の実施の形態
３．燻液以外の有効成分を抽出する抽出装置及び抽出方法
４．実施例

＜１．燻液の製造装置＞
＜１−１．第１の実施の形態＞
図１に燻液の製造装置１を示す。燻液の製造装置１は、燻材１０を密閉し、燻材１０を減圧環境下で加熱する減圧加熱炉１１と、減圧加熱炉１１内の気体を排出することにより減圧する真空ポンプ１２とを備えている。さらに、燻液の製造装置１は、減圧加熱炉１１と真空ポンプ１２とを連結する配管に、減圧加熱炉１１から気体を排出する量を調整する圧力調整弁１３を備えている。また、燻液の製造装置１は、減圧加熱炉１１と圧力調整弁１３とを連結する配管に、燻材１０から発生した煙を冷却凝縮して燻液にする凝縮器１４と、生成した燻液を回収する容器１５とを備えている。

減圧加熱炉１１は、燻材１０を密閉し、減圧環境下で燻材１０を加熱し、燻材１０から煙を発生させる。減圧加熱炉１１の材質には、減圧環境下での加熱に耐えうるもので特に限定されないが、例えば、一般的な減圧加熱炉に用いられるようなステンレス鋼を用いることができる。減圧加熱炉１１の形状は、燻材１０を配置できるものであれば特に限定されない。

減圧加熱炉１１は、減圧加熱炉１１内の圧力を測定するための真空圧力計１６と、燻材１０を加熱するため、炉壁内部から減圧加熱炉１１を加熱するヒータ１７とを備えている。さらに、減圧加熱炉１１は、燻材１０に近接してヒータ１８を設けてもよい。また、減圧加熱炉１１は、ヒータ１７及びヒータ１８を制御し減圧加熱炉１１内の温度を調節するための温度調節器１９と、減圧加熱炉１１内の下部に燻材１０を収容する金属製容器２０とを備えている。

真空圧力計１６は、減圧加熱炉１１内の圧力を測定する。減圧加熱炉１１内の圧力は、真空圧力計１６の測定値に基づいて、圧力調整弁１３の弁を開放することで圧力を適宜調整する。なお、真空圧力計１６は、図示しない制御部と接続することで、圧力調整弁１３に圧力情報が伝達するようにしてもよい。真空圧力計１６及び圧力調整弁１３は、制御部と接続することで、減圧加熱炉１１内の細かい圧力調整が可能となり、圧力制御の誤差を少なくすることができる。

ヒータ１７は、減圧加熱炉１１の内部を加熱するものであり、減圧加熱炉１１の炉壁全体に亘って内蔵されている。ヒータ１７は、減圧加熱炉１１の内部全体を均等に加熱するため、燻材１０全体も同時に加熱することができる。なお、加熱手段は、燻材１０から煙を発生させる温度に加熱できるものであればヒータに限らず、例えば、熱風等を減圧加熱炉１１内に送りこむことによって加熱してもよい。

ヒータ１８は、燻材１０を直接加熱するものであり、燻材１０に近接して配置することが好ましい。なお、ヒータ１８は、ヒータ１７により燻材１０が十分に加熱できる場合には、必ずしも配置する必要はない。

温度調節器１９は、ヒータ１７の温度を調節する。温度調節器１９は、ヒータ１７と接続されており、ヒータ１７を所定の設定温度に駆動させる。ヒータ１８の温度調節は、ヒータ１７と同様に、温度調節器によって行う。

なお、減圧加熱炉１１は、温度を測定する温度計を備えてもよい。その際、温度計は、温度調節器１９を図示しない制御部を介して接続し、温度調節器１９に減圧加熱炉１１内の温度がフィードバックされるようにしてもよい。温度計と温度調節器１９は、制御部を介して接続することで、減圧加熱炉１１内の温度を細かく調節し、燻材１０を加熱する際の温度の誤差を少なくすることができる。

金属製容器２０は、燻材１０を入れる容器であり、減圧加熱炉１１の下部に配置される。金属製容器２０の素材は、特に限定されないが、熱伝導率の高い容器であることが好ましい。金属製容器２０は、熱伝導率の高い素材とすることにより、燻材１０を均一に熱することができる。

真空ポンプ１２は、減圧加熱炉１１内の気体を排出し、減圧加熱炉１１内を減圧する。真空ポンプ１２は、減圧加熱炉１１内を減圧できれば構成は特に限定されないが、減圧加熱炉１１内の気体を吸入するための吸気口と、真空ポンプ１２内に吸気された気体を外部へ排出するための排気口と、密閉容器から気体をくみ出すためのポンプとを備えた一般的な真空ポンプを用いることができる。

圧力調整弁１３は、真空ポンプ１２の吸引する気体の量を調節する。圧力調整弁１３は、燻材１０を加熱することで発生した煙等により、減圧加熱炉１１内の高くなった圧力を真空圧力計１６に基づいて検知し、弁を開放する。弁を開放することで、真空ポンプ１２が、減圧加熱炉１１内の気体を排出し、減圧加熱炉１１内の圧力を所定の圧力にまで圧力を下げることができる。

凝縮器１４は、気体を凝縮する。凝縮器１４は、真空ポンプ１２と減圧加熱炉１１とを繋ぐ配管に配設され、真空ポンプ１２によって減圧加熱炉１１と共に減圧にされる。すなわち、凝縮器１４では、減圧環境下で気体を凝縮する。具体的に、凝縮器１４は、減圧環境下で燻材１０を加熱することにより発生した煙を、水や不凍液により冷却し液体にする。凝縮器１４には、例えば容器内を減圧した状態で煙を凝縮できる減圧凝縮器を用いる。凝縮器１４では、真空ポンプ１２と減圧加熱炉１１との間に複数設置し、それぞれ異なる冷却温度で凝縮することで、選択的に必要な成分を凝縮することも可能である。

容器１５は、燻材１０から発生した煙を減圧凝縮器１４によって液化したものを回収する。容器１５の素材は、減圧に耐えうるものであれば何を用いてもよい。

このような燻液の製造装置１は、燻材１０を減圧加熱炉１１内に密閉し、真空ポンプ１２により減圧し、ヒータ１７及びヒータ１８により燻材１０を加熱する。燻液の製造装置１は、燻材１０を加熱することで発生した煙を、凝縮器１４により液化し、液化したものを容器１５で回収する。ここで回収した液体は、燻材１０を加熱することで発生した煙を凝縮したものであり、煙中には燻液の成分が含まれている。したがって、容器１５により回収した液体は、燻液となる。

また、燻液の製造装置１では、減圧環境下で燻材１０を加熱して燻液を得ることができることから、酸化による燻液の変性を抑制できる、さらに、低温で燻材１０を熱分解させるため、有害物質が含まれていない燻液を得ることができる。したがって、燻液の製造装置１では、蒸留精製無しですぐに利用できる燻液が得られるため、短時間で燻液の製造を行うことができる。

＜１−２．第２の実施の形態＞
さらに、燻液の製造装置としては、燻液の製造装置１に限らず、図２の燻液の製造装置２としてもよい。燻液の製造装置１と燻液の製造装置２の同じ構成については、同じ符号を付して説明は省略する。

燻液の製造装置２は、燻液の製造装置１にさらに、真空ポンプ１２と大気とを繋ぐ配管に、凝縮器２１と容器２２とを備えている。また、燻液の製造装置２は、減圧加熱炉１１と凝縮器１４とを繋ぐ配管に、分解触媒２３を備えている。また、燻液の製造装置２は、凝縮器２１と大気とを繋ぐ配管に、フィルタ２５を備えている。このような点で、燻液の製造装置２は、燻液の製造装置１とは異なる。

凝縮器２１は、凝縮器１４で凝縮しきれなかった煙を、常圧下で水や不凍液により冷却し液体とする。凝縮器２１では、凝縮器１４と同様に、真空ポンプ１２と大気とを繋ぐ配管に複数設置し、それぞれ異なる冷却温度で凝縮することで、選択的に必要な成分を凝縮することも可能である。

容器２２は、凝縮器２１によって液化したものを回収する。容器２２の素材は、容器１５と異なり、常圧のまま回収できればよく、特に限定されない。

分解触媒２３は、減圧加熱炉１１と凝縮器１４とを繋ぐ配管に設けられ、燻材１０を２７０℃より高い温度で加熱した場合に発生する不純物成分を分解するフィルタである。分解触媒２３が分解する不純物成分とは、２７０℃より高い温度で加熱した場合に発生する煙中のオイルやタール成分である。煙の凝縮時には、分解触媒２３により煙中のオイルやタール成分が分解除去され、有害な成分を含まない燻液が得られる。このため、燻液の製造装置２では、２７０℃を超える高い温度で燻材１０を加熱しても、蒸留精製のいらない燻液が得られる。分解触媒２３には、例えばアルミナやニッケルといった金属触媒等を用いることができる。また、分解触媒２３を備える配管には、ヒータ２４を備えてもよい。分解触媒２３は、ヒータ２４により熱せられることで触媒活性が高まり、触媒へ吸着したオイルやタール成分を、より確実に分解除去することができる。

フィルタ２５は、凝縮器２１と大気とを繋ぐ配管に配設され、燻材１０を加熱することによって発生した煙中の不純物成分を除去する。フィルタ２５が除去する不純物成分とは、燻液を製造する上で燻材１０を加熱して発生した副生成物であり、例えば、二酸化炭素等がある。なお、フィルタ２５は、凝縮器１４と真空ポンプ１２との間に設けてもよい。フィルタ２５は、活性炭等を用いることができる。フィルタ２５を通った気体は、大気に排出する上でも、不純物成分が含まれないため、無害な気体を大気に放出することができる。

このような燻液の製造装置２では、燻液の製造装置１と同様に、短時間で燻材１０から燻液を製造する。さらに、燻液の製造装置２では、燻材１０の熱分解にかかる時間を短くするために、高い温度で加熱することで発生した煙中にオイルやタール成分といった有害物質が含有されていたとしても、分解触媒２３によって有害物質を分解することができる。したがって、燻液の製造装置２では、発生した煙にはオイルやタール成分といった有害成分が含まれず、純度の高い煙を凝縮器１４へ送ることができ、凝縮器１４で凝縮した液体は蒸留精製無しでも燻液として回収できる。また、燻液の製造装置２では、凝縮器１４で凝縮しきれなかった煙も、凝縮器２１と容器２２により確実に回収できるため、燻材１０から発生した煙を燻液とする際の収率が高くなる。

＜２．燻液の製造方法＞
＜２−１．第１の実施の形態＞
次に、図１に示す燻液の製造装置１を用いた燻液の製造方法について説明する。燻液の製造装置１を用いた燻液の製造方法を実施するに際しては、減圧加熱炉１１内に燻材１０を入れて密閉し、減圧加熱炉１１において燻材１０を減圧環境下にて加熱し、燻材１０から発生した煙を凝縮器１４によって液化し、容器１５で燻液として回収する。

燻煙を発生させるための燻材１０には、サクラやナラ、ブナ、ハンノキ、シナノキ、カシワ、クルミ等といった樹木を破片に加工したスモークチップと呼ばれるものが用いられる。

燻液の製造方法は、まず、減圧加熱炉１１内の燻材１０を加熱することで発生した煙を凝縮器１４により凝縮し、容器１５に貯留し回収する。燻液の製造方法は、具体的には、まず、煙を発生させる燻材１０を減圧加熱炉１１内の金属製容器２０に入れた後、減圧加熱炉１１内を密閉し、真空ポンプ１２により減圧加熱炉１１内を減圧する。次いで、燻液の製造方法は、減圧状態で、ヒータ１７、さらにはヒータ１８で燻材１０を加熱し、燻材１０から煙を発生させる。燻材１０から発生した煙は、真空ポンプ１２により減圧加熱炉１１内から煙を吸引することで凝縮器１４へ流し、凝縮器１４内の水や不凍液によって液化させ、液化した燻液を容器１５へ流し、回収し貯留する。

減圧加熱炉１１の減圧は、真空ポンプ１２により減圧加熱炉１１内の気体を排出することで行う。このとき、減圧圧力値は、圧力調整弁１３で気体の排出量の調整をし、真空圧力計１６により減圧加熱炉１１内の圧力を確認して、所定の圧力に保持する。

減圧加熱炉１１の減圧は、減圧圧力値としては特に限定されないが、減圧加熱炉１１内を１〜１００ｋＰａ未満に減圧することにより、減圧加熱炉１１内の酸素を減らすことで燻材１０の酸化を抑制する。これにより、燻材１０は、成分の変性が抑制される。さらに、減圧環境下であることから、燻材１０の熱分解温度は、常圧下に比べて低くなる。減圧加熱炉１１内の圧力が１００ｋＰａ以上では、加熱に際して、減圧加熱炉１１内の酸素により燻材１０が酸化され、酸化物が不純物として混在する。さらに、減圧加熱炉１１内の圧力が１００ｋＰａ以上の状態では、燻材１０を熱分解させるために高い温度で加熱する必要があり、オイルやタール成分といった有害成分が発生しやすくなる。減圧加熱炉１１内の圧力を１００ｋＰａ以上の状態で行う燻液の製造方法は、生成した燻液から有害物質を除去するため別途精製する操作が必要となってしまう。一方、減圧加熱炉１１内の圧力が１ｋＰａ未満にすることは、燻液の製造上では特に問題ないが、減圧加熱炉１１内の圧力を１ｋＰａ未満にするには、高真空ポンプといった高度な真空ポンプや、容器の高い密閉性等が必要とされるため、装置のコスト的にも非常に不利になってしまうことがある。

また、減圧加熱炉１１内の減圧圧力値は、１ｋＰａ以上１０ｋＰａ未満にすることがより好ましい。この圧力範囲では、燻材１０が酸化されにくく、燻材１０の変性を抑えることができる。さらに、この圧力範囲では、比較的低い温度で燻材１０を熱分解させることができる。これにより、この圧力範囲で燻液を製造した場合には、オイルやタール成分が発生せず、蒸留精製の不要な燻液が得られる。

減圧加熱炉１１内の加熱は、減圧加熱炉１１の炉壁に内蔵されたヒータ１７を温度調節器１９によって調節することで行う。

減圧加熱炉１１内の加熱温度は、特に限定されないが、室温〜２７０℃という温度範囲が好ましい。燻材１０は、減圧環境下であるため、熱分解温度が下がっており、室温〜２７０℃という比較的低い温度で加熱しても熱分解させることができる。煙中の燻液（木酢液）の元となる酢酸やメタノール、フェノール類といった成分は、燻材１０中のヘミセルロースやリグニン等が熱分解することで生成する。燻材１０は、減圧環境下では、２７０℃で加熱することで、ヘミセルロースやリグニン等を熱分解することができ、煙を発生する。さらに、燻材１０は、室温〜２７０℃という比較的低い温度で加熱することで、オイルやタール成分といった有害成分を発生させることもない。そのため、発生した煙には、有害成分は含まれず、煙を凝縮することで生成した燻液は、蒸留精製することなく、すぐに燻液として利用できる。

なお、減圧加熱炉１１内の加熱温度は、２７０℃を超えてもよい。２７０℃を超える温度では、熱分解の速度を上げることができるため、燻材１０からの煙の発生をより促進させることができる。ただし、加熱温度が２７０℃を超える場合には、燻材１０から発生する煙に、オイルやタール成分が含まれてしまう。その際には、後述する分解触媒２３を用いてオイルやタール成分を分解除去すればよい。

燻液の製造方法では、燻材１０から発生した煙を、凝縮器１４により液化することで燻液にする。次いで、燻液の製造方法では、液化した燻液４を容器１５へ貯留する。具体的には、燻材１０から発生した煙を、真空ポンプ１２により吸引し、凝縮器１４へ導入し、凝縮器１４へ入ってきた煙又は蒸気を、水や不凍液等により冷却することで液化させる。

さらに燻液の製造方法では、液化した燻液を、容器１５へ流し、貯留し回収する。これにより、燻材１０を加熱することで発生した煙は、燻液として回収することができる。

以上のように、本発明の燻液の製造方法は、燻液の製造装置１を用いて、燻材１０を減圧加熱炉１１内に配置し密閉した後、減圧加熱炉１１を真空ポンプ１２により減圧し、ヒータ１７、さらにはヒータ１８により燻材１０を加熱する。燻液の製造方法では、減圧環境下であるため、燻材１０中のヘミセルロースやリグニン等が比較的低い温度でも熱分解されやすく、燻材１０を比較的低い温度で加熱しても煙を発生させることができる。燻材１０から発生した煙には、比較的低い温度で加熱していることから、オイルやタール成分が含まれない。このような燻液の製造方法では、オイルやタール成分が含まれないため、貯留した液体は蒸留精製せずに燻液として利用できる。したがって、本発明の燻液の製造方法では、蒸留精製をせずに純度の高い燻液を得られることから、短時間で燻液を製造することができる。

＜２−２．第２の実施の形態＞
次に、図２に示す燻液の製造装置２を用いた燻液の製造方法の第２の実施の形態について説明する。燻液の製造装置２を用いた燻液の製造方法を実施するに際しては、減圧加熱炉１１内の燻材１０を加熱することで発生した煙を、分解触媒２３に接触させた後、凝縮器１４により凝縮し、凝縮して得られた燻液を容器１５に貯留し回収する。この燻液の製造方法ではさらに、容器１５で回収しきれなかった煙を凝縮器２１で常圧のもと液化し、容器２２で燻液として回収する。凝縮器２１で燻液とならなかった気体は、フィルタ２５を通して大気へと排出される。

燻液の製造方法では、分解触媒２３を設けているため、有害成分の発生しやすい比較的高い温度でも燻液を製造することができる。さらに、燻液の製造方法では、凝縮器１４で燻液として凝縮しきれなかった煙を凝縮器２１で確実に回収できるため、高収率で燻液を回収できる。また、この燻液の製造方法では、燻液とならなかった気体を、フィルタ２５に通しているため、無害な気体として大気へ排出することができる。

減圧加熱炉１１内の加熱は、燻液の製造方法の第１の実施の形態と同様に、減圧加熱炉１１の炉壁に内蔵されたヒータ１７を温度調節器１９によって調節することで行う。

加熱の温度は、特に限定されないが、燻液の製造装置２では分解触媒２３を設けているため、燻材１０を加熱することにより発生する煙中にオイルやタール成分が含まれてしまうような２７０℃を超えてもよい。加熱温度を高くした場合には、温度が高いほど燻材１０の熱分解が促進されるため、燻材１０からの煙の発生が早くなる。さらに、２７０℃を超える温度で製造した燻液は、有害成分が分解触媒２３によって分解除去されているため、蒸留精製することなく、すぐに燻液として利用できる。

オイルやタール成分の分解は、減圧加熱炉１１内で発生した煙を分解触媒２３が設置された配管を通すことで、煙と分解触媒２３を接触させることで行う。煙中のオイルやタール成分は、分解触媒２３に接触することで表面に吸着する。分解触媒２３の表面に吸着したオイルやタール成分の活性化エネルギーは、触媒に吸着する前よりも低下する。活性化エネルギーの低下したオイルやタール成分が、触媒表面で化学反応を起こし、分解する。なお、分解触媒２３が設置された配管には、ヒータ２４を設けてもよい。ヒータ２４により熱した分解触媒２３は、触媒表面での化学反応を促進させるため、オイルやタール成分の分解が促進する。

凝縮器２１による凝縮は、燻材１０から発生した煙を、凝縮器２１で常圧下で液化する。具体的に、凝縮器２１では、凝縮器１４で凝縮できずに残留した煙を、真空ポンプ１２を通して凝縮器２１へ導入し、凝縮器２１へ入ってきた煙を、水や不凍液等により冷却することで液化させる。

凝縮器２１で得られた液体は、容器２２へ流し、回収し貯留する。

凝縮器２１及び容器２２では、煙を常圧下で凝縮器２１により凝縮し、容器２２により燻液を回収し貯留することで、凝縮器１４及び容器１５で凝縮・回収しきれなかった燻液を確実に回収することができる。

凝縮器１４及び凝縮器２１で凝縮されなかった気体は、フィルタ２５を通して大気へ排出される。具体的には、まず、凝縮されなかった気体中に含まれる不純物が、フィルタ２５の活性炭等により、フィルタ２５へと吸着される。フィルタ２５を通った気体は、不純物が混在していないため、無害な気体となるため、大気へと排出可能である。

以上のように、燻液の製造方法の第２の実施の形態では、燻液の製造の第１の実施の形態と同様に、短い時間で燻液を製造することができる。さらに、この燻液の製造方法では、凝縮器２１を用いることにより、凝縮器１４で凝縮できなかった煙を常圧化で凝縮するため、より多くの燻液を生成することができる。また、この燻液の製造方法では、フィルタ２５を用いることにより、無害な気体を大気へと排出することができる。これにより、この燻液の製造方法は、燻材１０から多くの燻液を余すことなく製造することでき、排出される気体も無害であるため、効率的に燻液の製造ができる。

＜３．燻液以外の有効成分を抽出する抽出装置及び抽出方法＞
以上で燻液の製造装置及び燻液の製造方法について説明したが、この燻液の製造装置及び製造方法は、一例であり、燻液の製造装置１と同様の構成を持つ有効成分の抽出装置３を用いることで、燻材以外の固形物２６からも有効成分を取り出すことができる。

図１に示す有効成分の抽出装置３を用いた有効成分の抽出について説明する。有効成分の抽出装置３を用いた有効成分の抽出方法を実施するに際しては、減圧加熱炉１１内に燻材１０に代えて固形物２６を入れて密閉し、減圧加熱炉１１において固形物２６を減圧環境下にて加熱し、固形物２６から発生した蒸気を凝縮器１４によって液化し、容器１５で有効成分を回収する。

ここで、固形物２６としては、例えば人体に無害な固形物であって、茶がら、酒かす、焼酎かす、ワイン製造時のブドウの搾りかすのような食品廃棄物または食品加工で発生した副産物や、生薬、ハーブ等を挙げることができる。また、有効成分とは、固形物２６によって異なるが、利用価値のある成分のことであり、例えば食品添加物となるまたは濃縮エキスのような利用価値のある成分を取り出すことができる。具体的に、茶がらからは、旨味成分の含まれるエキスが抽出でき、酒かすや焼酎かすからは、アミノ酸やポリフェノールが含まれる保湿作用のあるエキスが抽出できる。さらに、ワイン製造時のブドウの搾りかすからは、抗酸化作用のあるエキスや、ビタミンＥが多量に含まれるグレープシードオイル等が抽出できる。このような抽出される成分は、食品添加剤等として利用されるため、利用価値が高い。また、抽出後の残渣は、炭化物化されることにより、廃棄物の減容化も可能となる。

有効成分の抽出方法は、燻液の製造方法と同様に、減圧加熱炉１１内の固形物２６を加熱することで発生した蒸気を凝縮器１４により凝縮し、容器１５に貯留し回収する。有効成分の抽出方法は、具体的には、まず蒸気を発生させる固形物２６を減圧加熱炉１１内の金属製容器２０に入れた後、減圧加熱炉１１内を密閉し、真空ポンプ１２により減圧加熱炉１１内を減圧する。次いで、有効成分の抽出方法は、減圧状態で、ヒータ１７、さらにはヒータ１８で固形物２６を加熱し、固形物２６から蒸気を発生させる。固形物２６から発生した蒸気は、凝縮器１４へ流し、凝縮器１４内の水や不凍液によって液化させ、液化した有効成分を容器１５へ流し、回収し貯留する。

減圧加熱炉１１の減圧は、減圧圧力値としては特に限定されないが、減圧加熱炉１１内を１〜１００ｋＰａ未満に減圧することにより、減圧加熱炉１１内の酸素を減らすことで燻材１０の酸化を抑制する。これにより、固形物２６は、成分の変性が抑制される。また、減圧環境下であるため、固形物２６の熱分解温度及び沸点は、常圧に比べて低くなる。減圧加熱炉１内の圧力が１００ｋＰａ以上では、加熱に際して、固形物２６が酸化されやすく、酸化物が不純物として混在する。一方、減圧加熱炉１１内の圧力を１ｋＰａ未満にすることは、有効成分抽出の上で問題はないが、減圧加熱炉１１内の圧力を１ｋＰａ未満にするには、高真空ポンプといった高度な真空ポンプや、容器の高い密閉性等が必要とされるため、装置のコスト的にも非常に不利になってしまうことがある。

また、減圧加熱炉１１内の減圧圧力値は、１ｋＰａ以上１０ｋＰａ未満にすることがより好ましい。この圧力範囲では、固形物２６が酸化されにくく、固形物２６の変性が抑制される。さらに、この圧力範囲では、固形物２６が比較的低い温度でも熱分解又は蒸発することができるため、不純物や有害成分が発生せず、蒸留精製の不要な有効成分を抽出することができる。

減圧加熱炉１１内の加熱は、減圧加熱炉１１の炉壁に内蔵されたヒータ１７を温度調節器１９によって調節することで行う。また、抽出したいものによっては、例えば、電磁波により固形物２６中の特定分子の振動運動を励起させることで加熱することも可能である。電磁波による振動励起では、特定の対象物のみを蒸発させることができるため、分離の必要がなく、選択的に有効成分の抽出ができる。

加熱の温度は、特に限定されないが、室温〜２７０℃という比較的低い温度で固形物２６を加熱することが好ましい。抽出したい成分によっては、高温で加熱してしまうと、熱分解を起こしてしまい、有効成分を抽出できない場合があるためである。

以上のように、有効成分の抽出方法は、有効成分の抽出装置３を用いて、固形物２６を、減圧加熱炉１１内に配置し密閉した後、減圧加熱炉１１を真空ポンプ１２により減圧し、ヒータ１７、さらにはヒータ１８により固形物２６を加熱し、固形物２６から発生した有効成分の蒸気を凝縮器１４によって液化し、液化した有効成分を容器１５によって回収する。有効成分の抽出方法は、有効成分を不純物が混在しない状態で取り出すことができるため、蒸留精製の必要がないため、短時間で有効成分の抽出ができる。

なお、有効成分の抽出は、燻液の製造装置２と同じ構成の有効成分の抽出装置４を用いることでも、同様に可能である。有効成分の抽出装置４を用いた有効成分の抽出方法では、短時間で有効成分を抽出できることに加え、凝縮器１４で凝縮しきれなかった蒸気を、凝縮器２１により常圧下で再度凝縮し、有効成分を液化する。ここで液化した有効成分は、容器２２により回収され、凝縮器１４及び容器１５で凝縮・回収しきれなかった有効成分を確実に回収できる。さらに、凝縮器２１で凝縮されなかった蒸気は、フィルタ２５を通して、不純物を取り除かれた後、大気へ排出される。このような有効成分の抽出方法では、固形物２６から多くの有効成分を余すことなく短時間で製造することができ、排出される気体も無害であるため、効率的に有効成分の抽出ができる。

有効成分の抽出装置４を用いた有効成分の抽出方法は、普段は廃棄してしまうようなコーヒー抽出かす、茶がら、酒かす、焼酎かす、ワイン製造時のブドウの搾りかす等を減圧環境下で加熱し、発生した蒸気を凝縮することで有効成分の抽出をすることができるため、環境負荷が少なく、資源を最大限活用することができ、利用価値が高い。

＜４．実施例＞
以下、本発明の実施例について説明するが本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１として図２に示す燻液の製造装置２を用いて、燻材から燻液を製造した。まず、燻材１０として１０００ｇのスモークチップを減圧加熱炉１１内の金属製容器２０へ入れ、減圧加熱炉１１を密閉した。次に、真空ポンプ１２により減圧加熱炉１１、凝縮器１４、容器１５を６ｋＰまで減圧した後、ヒータ１７により減圧加熱炉１１を２５０℃に加熱した。その後、３〜４時間の間、減圧加熱炉１１内の圧力を６ｋＰａに維持しながら加熱し、スモークチップから発生させた煙を凝縮器１４及び凝縮器２１によって冷却し、燻液を容器１５及び容器２２に回収した。このとき、スモークチップの温度は２５５℃であった。減圧加熱炉１１、凝縮器１４、容器１５を常圧に戻した後、燻液を取り出した。燻液の製造に要した時間は３．２時間であった。

［実施例２］
実施例２として、スモークチップ１０００ｇの代わりにコーヒー抽出かす５００ｇを使用し、手順は実施例１と同様に行った。このとき、コーヒー抽出かすの温度は２５３℃であった。コーヒー抽出かすからコーヒー成分の抽出に要した時間は３．８時間であった。

［実施例３］
実施例３として、スモークチップ１０００ｇの代わりに茶がら５００ｇを使用し、手順は実施例１と同様に行った。このとき、茶がらの温度は２５３℃であった。茶がらから茶エキスの抽出に要した時間は３．８時間であった。

［実施例４］
実施例４として、図２に示す燻液の製造装置２を用いて、燻液の製造をした。まず、減圧加熱炉１１に、スモークチップ４３０ｇを入れた金属製容器２０を配置し、分解触媒２３として７１０ｇのアルミナを充填した。減圧加熱炉１１を密閉した後、真空ポンプ１２により、減圧加熱炉１１、分解触媒２３、凝縮器１４、容器１５内を６ｋＰａまで減圧した。次いで、ヒータ１７により減圧加熱炉１１の加熱を開始し、スモークチップを加熱し、ヒータ２４により分解触媒２３の加熱を開始した。その後３〜４時間の間、６ｋＰａ前後に減圧を維持しながら減圧加熱炉１１を４００℃まで加熱し、スモークチップから発生させたガスを分解触媒２３に接触させてオイルやタール成分を分解除去した。さらに煙を凝縮器１４及び凝縮器２１により冷却して液化させ、燻液を容器１５及び容器２２に回収した。スモークチップとアルミナの温度はそれぞれ４０７℃と４２０℃であった。減圧加熱炉１１、分解触媒２３、凝縮器１４、容器１５内の圧力を常圧に戻し、燻液を取り出した。燻液の製造に要した時間は５．５時間であった。

［実施例５］
実施例５として、スモークチップ４３０ｇの代わりにコーヒー抽出かす４３０ｇを使用し、手順は実施例４と同様に行った。このとき、コーヒー抽出かすの温度は４１０℃であった。コーヒー抽出かすからコーヒー成分の抽出に要した時間は５．５時間であった。

［実施例６］
実施例６として、スモークチップ４３０ｇの代わりに茶がら４３０ｇを使用し、手順は実施例４と同様に行った。このとき、茶がらの温度は４１０℃であった。茶がらから茶エキスの抽出に要した時間は５．２時間であった。

以上のように、実施例１〜６では、減圧環境下で、燻材１０を密閉して加熱することで、短い時間で燻液の製造及び有効成分の抽出をすることができた。

１，２ 燻液の製造装置、３，４ 有効成分の抽出装置、１０ 燻材、１１ 減圧加熱炉、１２ 真空ポンプ、１３ 圧力調整弁、１４ 凝縮器、１５ 容器、１６ 真空圧力計、１７ ヒータ、１８ ヒータ、１９ 温度調節器、２０ 金属製容器、２１ 凝縮器、２２ 容器、２３ 分解触媒、２４ ヒータ、２５ フィルタ、２６ 固形物

Claims (10)

1. 減圧環境下で燻材を加熱することで煙を発生させる減圧加熱炉と、
   上記減圧加熱炉を減圧する真空ポンプと、
   上記減圧加熱炉から発生した煙を凝縮する凝縮器と、
   上記凝縮器で生成された液体を貯留する容器とを備える燻液の製造装置。
2. 上記加熱は室温から２７０℃未満で行う請求項１記載の燻液の製造装置。
3. 上記減圧加熱炉から発生した煙中の不純物成分を除去するフィルタを備える請求項１又は２記載の燻液の製造装置。
4. 上記燻材とともに燻液を加熱する請求項１乃至３の何れかに記載の燻液の製造装置。
5. 減圧環境下で燻材を加熱することで煙を発生させる工程と、
   上記減圧環境下で発生した煙を凝縮し貯留する工程とを有する燻液の製造方法。
6. 上記加熱は室温から２７０℃未満で行う請求項５記載の燻液の製造方法。
7. 上記減圧環境下で発生した煙中の不純物成分を除去する工程を有する請求項５又は６記載の燻液の製造方法。
8. 上記燻材とともに燻液を加熱する請求項５乃至７の何れかに記載の燻液の製造方法。
9. 減圧環境下で固形物を加熱することで有効成分を気化させる減圧加熱炉と、
   上記減圧加熱炉を減圧する真空ポンプと、
   上記減圧加熱炉から発生した有効成分を凝縮する凝縮器と、
   上記凝縮器で生成された有効成分を貯留する容器とを備える有効成分の抽出装置。
10. 減圧環境下で固形物を加熱することで有効成分を抽出させる工程と、
    上記減圧環境下で発生した有効成分を凝縮し貯留する工程とを有する有効成分の抽出方法。

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