JP2018090790A - 香料植物由来の芳香水を製造するシステムとその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物を利用し、これをマイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬して加熱し、その芳香成分を液体中に保持させることで香料植物由来の芳香水を製造するシステムとその方法を提供する。【解決手段】プラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物１９を浸漬するために、マイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体１８を貯留し、加熱可能にヒーターを備えた圧力容器２と、この圧力容器２内で発生した第１の液体１８の蒸気の少なくとも一部と第２の液体１５を混合させて微細気泡を含有する気液混合流体を生成する微細気泡生成装置３と、生成された気液混合流体を導入する貯留槽４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、微細気泡生成装置を用いて香料植物由来の芳香水を製造するシステムとその方法に関する。

従来、香料植物から芳香成分を抽出するには、原材料の香料植物を加熱して抽出するか、熱風乾燥させて粉砕パック加工する方法がとられてきた。
例えば、特許文献１には「香草エキスの製造方法、機能性飲料の製造方法、塩味マスキング方法および機能性飲料」という名称で、香草類を温水に浸漬して、湿潤させる工程と、前記工程で得られた湿潤した前記香草類を水蒸気蒸留し、溜出液を得る工程と、水蒸気蒸留後の香草類を温水で抽出し、抽出液を得る工程と、前記溜出液と前記抽出液とを混合して香草エキスを得る工程とを有する発明が開示されている。
この特許文献１に開示される発明では、天然物由来の物質を用いて香味バランスに優れた機能性飲料を提供可能な香草エキスの製造方法を提供することが可能である。

また、特許文献２には、「プリン塩基化合物低減高香味ビール風味発酵アルコール飲料及びその製造方法」という名称で、麦類穀物原料とホップとを用いるビール風味発酵アルコール飲料の製造工程において、発酵液を特定の吸着剤により処理することにより、発酵液中のプリン塩基化合物を有効に吸着・除去し、しかも、ビール風味発酵アルコール飲料の本来の香気成分であるホップ由来の香気成分及び酵母由来のエステル成分を吸着せずに有効に保持させることができる発明が開示されている。

さらに、特許文献３では、「香り付与液生成装置、香り付与液生成方法、香り付与液、アルコール飲料および物質付与液生成装置」という名称で、水または水を主成分とする液体に、香りを放出する物質を与えることなく、当該液体自体に香りを与えることができる技術が開示されており、また、不溶性、難溶性または微溶性の物質を含有する液体を生成することができる技術が開示されている。

特開２０１３−２０１９５２号公報 特開２０１２−１２５２０５号公報 特開２０１３−１５４３４２号公報 特許第５５３６２７２号公報

しかしながら、特許文献１では天然物由来の芳香成分を抽出することは可能であるものの、その芳香成分が揮発することに対してはこれを防ぐ方策がなく、芳香成分を効率的に抽出するといった観点からは不足するものであった。
また、特許文献２に開示される技術でも、吸着剤を用いて芳香成分を保持することが可能であるものの一旦揮発してしまった芳香成分についてはこれを回収する方策がなく、やはり芳香成分を効率的に抽出するといった観点からは不足するものであった。
さらに、特許文献３に開示される発明では、香り成分を含む気体と水を混合しているが、香り成分を含む気体を生成する必要があり、さらにその気体と水を混合させる場合にその気体が凝縮しないため混合し難く、気体を加圧圧縮して水との混合状態を維持する必要があるのでシステムも大型化してしまうという課題があった。
一方、特許文献４に開示される発明では、芳香成分と被験者の生体状態の相関関係を視覚化する技術が開示されている。本発明におけるその芳香成分の中には植物由来の香り成分であるゲラニオールやシトロネロールが含まれるテルペン系アルコール類も対象とされ、分子の極性の高低及び帯電状態によって各種の芳香成分を分類した表１が開示されている。表１によれば、テルペン系アルコール類は正に帯電しておりその極性は他の芳香成分と比較して高いことがわかる。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、プラス（＋）に帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物を利用し、これをマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬して加熱し、その芳香成分を液体中に保持させることで香料植物由来の芳香水を製造するシステムとその方法を提供することを目的としている。
また、このようにして芳香成分が保持された第１の液体から加熱によって発生した蒸気と第２の液体を混合させてマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成し、その気液混合流体と第２の液体を混合させてそれを第２の液体として、これを再度第１の液体から発生した蒸気との混合に用いて第２の液体を還流させることで第２の液体に含有される芳香成分及び微細気泡の濃度を高めることができ、芳香成分及び微細気泡の濃度が高まった第２の液体を新たな第１の液体として用いたり、あるいは第１の液体に追加して用いることで、芳香成分の濃度を高めることができる香料植物由来の芳香水の製造システムとその方法を提供することも目的としている。

上記目的を達成するため、第１の発明である香料植物由来の芳香水の製造システムは、香料植物由来の芳香水を製造するシステムであって、プラス（＋）に帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物を浸漬するために、マイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する第１の液体を貯留し、加熱可能にヒーターを備えた圧力容器と、この圧力容器内で抽出された前記芳香成分を含有する第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させてマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成する微細気泡生成装置と、前記第２の液体を貯留しつつ、生成された前記気液混合流体を導入する貯留槽と、を有し、前記貯留槽は、導入された前記気液混合流体と前記第２の液体を混合させ、前記微細気泡生成装置に前記第２の液体として供給することを特徴とするものである。
上記構成の香料植物由来の芳香水の製造システムでは、香料植物が含有している芳香成分の中にはゲラニオールやシトロネロール等のテルペン系アルコールのようにプラスに帯電するものが存在していることから、マイクロバブルやナノバブルと呼ばれる微細気泡がｐＨ４程度以上の酸性、中性、アルカリ性においてマイナスに帯電する特性を利用して、芳香成分を微細気泡に保持（包摂）させるように作用させている。
具体的には、圧力容器内でマイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬され、プラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物を加熱することで香料植物からの芳香成分を抽出して保持し、第１の液体から蒸気を生成する。微細気泡生成装置は、第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させてマイナスに帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成する。
第１の液体の蒸気の少なくとも一部としているのは、微細気泡生成装置で混合される第１の液体の蒸気が第２の液体の量に依存していること及び蒸気のみならず圧力容器内に存在する空気等の非凝縮性の気体も含まれて気液混合流体が生成されると考えられることの両方による。
貯留槽は、第２の液体を貯留しつつ微細気泡を含有する気液混合流体を導入し、この気液混合流体と第２の液体を混合させる作用を有し、また、この貯留槽で混合された液体を第２の液体として微細気泡生成装置に送出して、微細気泡生成装置との間で第２の液体を還流させるように作用する。
このように微細気泡生成装置で得られた気液混合流体を第２の液体に混合させて還流させることで第２の液体に含有される微細気泡及び芳香成分の濃度が高まるように作用する。
第１の液体は直接香料植物を浸漬した液体であり、第２の液体は第１の液体の蒸気と混合させて第１の液体の蒸気に含まれる芳香成分を保持する液体であり、これらを区別するために第１の液体と第２の液体としているが、これらは同一の種類の液体である。また、第１の液体及び第２の液体としてはいずれも水あるいは純水が最も代表的である。
また、本願発明では、第１の液体が製造される芳香水であり、第２の液体は還流させて芳香成分と微細気泡の濃度を高めた後に第１の液体として利用可能であるので、いわば第１の液体の原料とも呼べる性質のものである。
なお、本願では、液体は微細気泡を含有する液体をも含む概念である。したがって、微細気泡生成装置で生成される気液混合流体は気体と液体を混合させるため気液混合「液体」とは言わず気液混合「流体」として、「流体」という語を用いたが、この気液混合流体と第２の液体を混合させたものは「液体」という。

また、第２の発明である香料植物由来の芳香水の製造システムは、第１の発明において、前記貯留槽内において前記気液混合流体から分離された気体又は前記貯留槽内の前記第２の液体を前記圧力容器へ供給し、それぞれ前記第１の液体の蒸気又は前記第１の液体と混合させることを特徴とするものである。
上記構成の香料植物由来の芳香水の製造システムでは、第１の発明の作用に加えて、貯留槽内において気液混合流体から分離された気体を第１の液体の蒸気に混合させることで、第１の液体の蒸気を再利用するように作用し、あるいは、還流させた第２の液体を第１の液体に混合させることで、芳香成分と微細気泡を第１の液体に供給し、第１の液体の芳香成分をより高濃度とするように作用する。

また、第３の発明である香料植物由来の芳香水の製造システムは、第１の発明又は第２の発明において、前記微細気泡生成装置は、ベンチュリーノズルを備え、このベンチュリーノズルの吸込口から前記第２の液体を導入し、前記ベンチュリーノズルの喉部に前記第１の液体の蒸気を導いて混合させることを特徴とするものである。
上記構成の香料植物由来の芳香水の製造システムでは、第１の発明又は第２の発明の作用に加えて、微細気泡生成装置のベンチュリーノズルが喉部を備えていることで第２の液体の吸込み時の圧力よりも減圧されて第１の液体の蒸気が導かれ易くするように作用する。

そして、第４の発明である香料植物由来の芳香水の製造システムは、第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つの発明において、前記貯留槽に貯留される前記第２の液体を抽出して冷却し、冷却後に返送する冷却装置を備えることを特徴とするものである。
上記構成の香料植物由来の芳香水の製造システムでは、第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つの発明の作用に加えて、微細気泡生成装置で第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させて微細気泡を含有する気液混合流体を生成する際に発生する熱を、気液混合流体が混合された貯留槽内の第２の液体から除熱するように作用する。

さらに、第５の発明である香料植物由来の芳香水の製造方法は、香料植物由来の芳香水を製造する方法であって、プラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物をマイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬して加熱し、前記香料植物から前記第１の液体に芳香成分を抽出することを特徴とするものである。
上記構成の香料植物由来の芳香水の製造方法では、マイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体に、プラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物を浸漬し、加熱することで香料植物からの芳香成分を抽出する。
第５の発明においても同様に、香料植物が含有しているプラスに帯電する芳香成分をマイナスに帯電する微細気泡に保持（包摂）させるように作用させて、芳香成分の抽出を促進させるものである。このようにして得られる第１の液体が製造される芳香水となる。

第６の発明である香料植物由来の芳香水の製造方法は、香料植物由来の芳香水を製造する方法であって、プラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物をマイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬し、加熱して前記第１の液体の蒸気を発生させる第１の工程と、前記第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させてマイナスに帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成する第２の工程と、前記気液混合流体を前記第２の液体に混合させて前記第２の工程へ供給し、前記第２の液体を還流させる第３の工程と、還流された前記第２の液体を新たな前記第１の液体として、新たにプラス（＋）に帯電する芳香成分を抽出可能な新たな香料植物を浸漬して加熱し、前記新たな香料植物から前記新たな第１の液体に芳香成分を抽出する第４の工程と、を有することを特徴とするものである。
上記構成の香料植物由来の芳香水の製造方法では、第１の工程ではマイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体にプラスに帯電する芳香成分を含有する香料植物を浸漬し、加熱しながら香料植物からの芳香成分を抽出して微細気泡に保持させ、そして第１の液体の蒸気を発生させる作用を有する。
第２の工程では、第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第１の液体とは別の第２の液体を混合させてマイナスに帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成する。この工程では微細気泡発生装置等を用いて気液混合流体を生成するように作用する。
また、第３の工程では、第２の工程で得られた気液混合流体を第２の液体に混合させて還流して第２の液体に含有される微細気泡及び芳香成分の濃度を高めるように作用する。
第４の工程では、第３の工程で還流させた第２の液体を新たな第１の液体として使用し、新たにプラスに帯電する芳香成分を抽出可能な新たな香料植物を浸漬して加熱し、新たな香料植物から新たな第１の液体に芳香成分を抽出することで、より高濃度の芳香成分を第１の液体に抽出するように作用する。
このようにして第４工程で得られる第１の液体が製造される芳香水となる。

第７の発明である香料植物由来の芳香水の製造方法は、香料植物由来の芳香水を製造する方法であって、プラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物をマイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬し、加熱して前記第１の液体の蒸気を発生させる第１の工程と、前記第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させてマイナスに帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成する第２の工程と、前記気液混合流体を前記第２の液体に混合させて前記第２の工程へ供給し、前記第２の液体を還流させる第３の工程と、還流された前記第２の液体を前記第１の液体に混合させて前記第１の工程へ供給し、前記第１の液体を還流させる第４の工程と、を有することを特徴とするものである。
上記構成の香料植物由来の芳香水の製造方法では、第６の発明と第３の工程まで同一であり、その作用も同一であるが、第４の工程が異なる。
第４の工程では、第２の液体を第１の液体に混合させて第１の工程へ供給し、第１の液体を還流させて、第１の液体の芳香成分及び微細気泡の濃度を高めるように作用する。

本発明の第１の発明である香料植物由来の芳香水の製造システムでは、プラスに帯電する芳香成分を含有する香料植物をマイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬して加熱することで、微細気泡が香料植物から抽出される芳香成分を引き寄せて保持することが可能である。
さらに、加熱によって生成される第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させてマイナスに帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成させて、その第２の液体を貯留する貯留槽に導入して、さらにこの貯留槽から第２の液体として微細気泡生成装置へ送出され、第２の液体は微細気泡生成装置との間で還流されるので、第２の液体に含有される微細気泡及び芳香成分の濃度をより高めることが可能である。
したがって、この第２の液体を新たに第１の液体として圧力容器の中へ導入し、新たな香料植物を浸漬して加熱することで、より高濃度の芳香成分を第１の液体に抽出して保持させることが可能となり、第１の液体をより高濃度の芳香水とすることができる。

第２の発明である香料植物由来の芳香水の製造システムでは、第１の発明の効果に加えて、貯留槽内において気液混合流体から分離された気体を第１の液体の蒸気に混合させることで、第１の液体の蒸気を再利用することが可能であり、あるいは、還流させた第２の液体を第１の液体に混合させることで、芳香成分と微細気泡を第１の液体に供給し、第１の液体の芳香成分と微細気泡をより高濃度とすることが可能であり、第１の液体をより高濃度の芳香水とすることができる。

本発明の第３の発明である香料植物由来の芳香水の製造システムでは、第１の発明又は第２の発明の効果に加えて、第１の液体の蒸気を第２の液体に、より容易に混合させることが可能であり、第１の液体中に保持される芳香成分をより効率的に第２の液体に混合させることが可能である。

本発明の第４の発明である香料植物由来の芳香水の製造システムでは、第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つの発明の効果に加えて、微細気泡を含有する気液混合流体に対する除熱が可能であり、供給される第２の液体の温度を下げることでシステム全体の温度及び圧力上昇を防止して安定運転することが可能である。

本発明の第５の発明である香料植物由来の芳香水の製造方法では、香料植物が含有しているプラスに帯電する芳香成分をマイナスに帯電する微細気泡に保持（包摂）させることができ、芳香成分の抽出を促進させることができる。したがって第１の液体をより濃度の高い芳香水とすることが可能である。

本発明の第６の発明である香料植物由来の芳香水の製造方法では、マイナスに帯電する微細気泡を含有する第１の液体に、プラスに帯電する芳香成分を含有する香料植物を浸漬し、加熱しながら香料植物からの芳香成分を抽出して微細気泡に保持させながら発生させた第１の液体の蒸気を用いて第１の液体とは別の第２の液体と混合させてマイナスに帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成させるが、この気液混合流体を第２の液体とさらに混合させて第２の液体とし、再度第１の液体の蒸気と混合させてマイナスに帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成させるので、第２の液体が還流し、第２の液体に含有される微細気泡及び芳香成分の濃度を高めることができる。
すなわち、第１の液体を加熱することで発生する蒸気を逃がすことなく、有効に活用することが可能である。
そして、この第２の液体を新たな第１の液体として使用し、新たにプラスに帯電する芳香成分を抽出可能な新たな香料植物を浸漬して加熱し、新たな香料植物から新たな第１の液体に芳香成分を抽出することで、より高濃度の芳香成分を第１の液体に抽出することが可能であり、第１の液体をより高濃度の芳香水とすることができる。

第６の発明で第２の液体を新たな第１の液体として使用したのに対し、本発明の第７の発明である香料植物由来の芳香水の製造方法では、還流された第２の液体を第１の液体に混合させて第１の液体を還流させるので、第１の液体の芳香成分と微細気泡の濃度を高めることが可能である。
また、第６の発明のように第２の液体を取り出すためのサイクルを停止して、取り出した第２の液体を第１の液体とする新しいサイクルを別に開始する必要もないので、時間や労力あるいは原料の観点から芳香水の生産効率を高めることが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造システムの構成を示す概念図である。 本発明の第１の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造システムにおける微細気泡生成装置のシステム構成を示す概念図である。 本発明の第２の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造方法の工程フロー図である。 本発明の第３の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造方法の工程フロー図である。

以下に、本発明の第１の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造システムについて図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造システムの構成を示す概念図であり、図２は本発明の第１の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造システムにおける微細気泡生成装置のシステム構成を示す概念図である。
図１において、香料植物由来の芳香水の製造システム１は、主として圧力容器２、微細気泡生成装置３、芳香準備水貯留槽４及び冷却装置５及びこれらを接続する配管から構成されている。
圧力容器２にはプラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物としてバラ花弁１９がマイナスに帯電する微細気泡を含有する水に浸漬されており、これを圧力容器２に備えられているヒーター（図示せず）によって加熱することで、バラ花弁１９からわずかに溶出する芳香成分を含むバラ花弁香料抽出液１８が生成される。プラスに帯電する芳香成分はマイナスに帯電する微細気泡に引き寄せられて保持されるので、圧力容器２内で香料植物から芳香成分が水中に抽出され易く、また保持され易いと考えられる。
圧力容器上部空間１７にはバラ花弁香料抽出液１８がヒーターの加熱によって蒸気となって充満しており、この蒸気を圧力容器上部空間１７に接続された圧力容器流出配管６によって微細気泡生成装置３へ送出する。
香料植物としては、バラの花の他、ゼラニウム、カモミール、ジャスミン、ジンチョウゲ、アネモネ、イランイランなどの花やレモングラス、ミント、バジル、ラベンダー、ローズマリーなどのハーブも含まれる。また、これらの香料植物から溶出する芳香成分としては、ゲラニオール、シトロネロール、ネロール、リナロール及びメントールなど、いずれもカルボキシル基を有するテルペノイドが含まれている。

これらのカルボキシル基を有するテルペノイドを含む芳香成分の微細気泡による保持について説明する。
圧力容器２内のバラ花弁香料抽出液１８に含まれる芳香成分は、バラに由来するゲラニオールやシトロネロールといったテルペン系アルコールであり、これらの芳香成分は特許文献４の表１に開示されるとおりプラス（＋）に帯電していることが知られている。
一方、マイクロバブルの表面電荷に関する論文（マイクロナノバブルとナノバブルの基礎と工学的応用 著者：産業技術総合研究所 環境管理技術研究部門 高橋正好）中の図１５に、横軸に水のｐＨ（ペーハー）、縦軸にマイクロバブルのゼータ電位が示されたグラフが掲載されている。このグラフによれば、マイクロバブルのゼータ電位は水のｐＨに大きく影響を受ける傾向にあり、ｐＨが４以下の強い酸性ではややプラス側の電位を示すものの、ｐＨ４よりも大きなｐＨの場合はマイナスとなる。
例えば、弱酸性（ｐＨ６程度）では−（マイナス）４０ｍＶ程度、中性（ｐＨ７程度）では−５５から−８０ｍＶ程度となり、アルカリ性（ｐＨ９からｐＨ１０程度）では−１００ｍＶを超える値となる。
圧力容器２内の水は概ね中性であるため、その水中の微細気泡の表面は−５５から−８０ｍＶ程度に帯電しているものと考えられ、バラ花弁香料抽出液１８に含まれる芳香成分であるバラ由来のゲラニオールやシトロネロールがプラスに帯電することから、微細気泡はこれらの芳香成分を引きつけて保持する作用があるものと考えられる。よって、微細気泡を含有する水はより高濃度に芳香成分を抽出することが可能であり、このバラ花弁香料抽出液１８を取り出すことで高濃度の芳香水を製造することが可能である。

微細気泡生成装置３は、その内部に格納される圧力容器２１と、この圧力容器２１の内部に収容される微細気泡生成モジュール２４とその微細気泡生成モジュール２４の導入部２２に配置されたベンチュリーノズル２３から構成される。
微細気泡生成モジュール２４は、圧力容器流出配管６によって導かれるバラ花弁香料抽出液１８の蒸気の少なくとも一部と、芳香準備水貯留槽４から微細気泡生成装置流入配管８を介して配送される芳香準備水１５を混合させて気液混合流体を生成し、生成された気液混合流体を芳香準備水貯留槽４に微細気泡生成装置流出配管７を介して返送する。当初芳香準備水貯留槽４に貯留されているのは水であるが気液混合流体となって返戻されることで徐々に芳香成分と微細気泡の濃度が高まり、芳香準備水１５となっていく。微細気泡生成モジュール２４によって芳香準備水貯留槽４に貯留されている水（芳香準備水１５）を混合させる際に使用される気体は、圧力容器流出配管６に設けられた流量調整弁２０（図２）によって流量調整されたバラ花弁香料抽出液１８の蒸気の他、圧力容器２の内部に存在する非凝縮性の気体が含まれる。また、この流量調整弁２０は、気液混合流体の生成に用いられる芳香準備水貯留槽４内の芳香準備水１５の量とのバランスを取るためにも使用されており、花弁香料抽出液１８の蒸気の少なくとも一部が用いられることになる。なお、バラ花弁香料抽出液１８の余剰蒸気は余剰芳香蒸気バイパス配管９を介して芳香準備水貯留槽４の上部空間に形成される気層部分に送出される。

芳香準備水貯留槽４では、当初、前述のとおり水を貯留しており、この水を微細気泡生成装置３に供給して、圧力容器２からのバラ花弁香料抽出液１８の蒸気と混合させ、微細気泡生成装置３から気液混合流体の返送を受けて貯留する。貯留された気液混合流体に含まれる気体の一部が分離しても芳香準備水貯留槽４の外部には漏洩することなく貯留槽上部空間１６に滞留する。気液混合流体から残留する微細気泡を含む液体は芳香準備水１５を生成する。
なお、前述のとおり、バラ花弁香料抽出液１８の蒸気には圧力容器上部空間１７に存在する非凝縮性の気体である空気も一部含まれるものと考えられ、気液混合流体として芳香準備水貯留槽４に送出された際に、凝縮して液化して水となる蒸気や微細気泡として残留する蒸気や空気の他に、分離して貯留槽上部空間１６に導かれる空気も存在している。
芳香準備水貯留槽４の上層に余剰芳香蒸気バイパス配管９を介して送出されるバラ花弁香料抽出液１８の蒸気及び気液混合流体から分離した気体は、圧力容器流入配管１２を介してポンプ１３によって加圧され、圧力容器２の圧力容器上部空間１７に回収され、バラ花弁香料抽出液１８に接しながら、再度圧力容器流出配管６から微細気泡生成装置３に送出される。なお、圧力容器流入配管１２には、圧力容器２から芳香準備水貯留槽４にバラ花弁香料抽出液１８の蒸気が逆流しないように逆止弁１４が設けられている。
以上説明したとおり、元々圧力容器２で抽出された香料植物の芳香成分のうち、芳香準備水貯留槽４内に芳香準備水１５として貯留されたもの以外の芳香成分は圧力容器２に回収され、バラ花弁香料抽出液１８に溶解する成分と再度圧力容器流出配管６を介して送出されて芳香準備水１５の生成に用いられる気液混合流体に用いられる成分として還流させることが可能である。
さらに、微細気泡生成装置３でバラ花弁香料抽出液１８の蒸気と混合される水には、芳香準備水貯留槽４に貯留される芳香準備水１５が用いられるため、微細気泡生成装置３と芳香準備水貯留槽４との間でも芳香準備水１５が還流し、圧力容器２で香料植物から抽出される芳香成分の還流が形成されている。
すなわち、圧力容器２で生成されるバラ花弁香料抽出液１８及び芳香準備水貯留槽４で生成される芳香準備水１５のいずれも香料植物から抽出された芳香成分が還流されて濃度を高めることが可能であり、香料植物由来の芳香成分を効率的に抽出することが可能である。

次に、芳香準備水貯留槽４に貯留される芳香準備水１５を冷却するための冷却装置５について説明を加える。微細気泡生成装置３で生成される気液混合流体にはバラ花弁香料抽出液１８の蒸気が用いられており、この蒸気が凝縮して液化するため凝縮熱が発生する。したがって、芳香準備水貯留槽４の芳香準備水１５の温度が徐々に上昇していくのでこれを冷却してやる必要がある。そこで、芳香準備水貯留槽４の芳香準備水１５を冷却装置流入配管１１経由で引き出し、冷却装置５で冷却した後に冷却装置流出配管１０経由で返戻する。
冷却装置５による冷却能力は圧力容器２のヒーターによる加熱量に依存するので、ヒーターによる加熱量に基づいて決定されるとよい。

さらに、微細気泡生成装置３の内部構造について図２を参照しながら説明を追加する。図２において、微細気泡生成装置３の内部には圧力容器２１内に格納された微細気泡生成モジュール２４が設けられており、圧力容器２に接続される圧力容器流出配管６は微細気泡生成モジュール２４の導入部２２に配置されるベンチュリーノズル２３の喉部に接続されている。したがって、圧力容器２から圧力容器流出配管６を介して送出されるバラ花弁香料抽出液１８の蒸気は、このベンチュリーノズル２３の喉部に導かれる。
一方、芳香準備水貯留槽４から供給される水（芳香準備水１５）を供給するための微細気泡生成装置流入配管８は、ポンプ２８を介して圧力容器２１の容器入口２５を経由して微細気泡生成モジュール２４の導入部２２に接続されている。
したがって、芳香準備水貯留槽４から供給される水はポンプ２８で加圧されるが、ベンチュリーノズル２３の喉部で流速の増加に伴い動圧が上昇し静圧が低下することでバラ花弁香料抽出液１８の蒸気がベンチュリーノズル２３の喉部に吸引されて混合され、気液混合流体が生成される。さらに微細気泡生成モジュール２４の内部で微細気泡が生成され、バラ花弁香料抽出液１８の蒸気に含まれる芳香成分を保持した気液混合流体が生成されて、圧力容器２１の内部に充満する。なお、微細気泡生成モジュール２４において微細気泡を発生させるメカニズムとしては気液混合流体に対して急激にせん断力をかけるなどすることでマイクロバブルや更に細かいナノバブルを発生させることが可能である。
例えば、特許第６０１９４１８号公報に開示される「微細気泡生成器と微細気泡生成装置とそのシステム」に含まれる構成をこの微細気泡生成モジュール２４として使用することができる。あるいは、他の周知な従来技術を採用することが可能であるので、特にこの微細気泡生成モジュール２４の構造については本願明細書では説明しない。
この圧力容器２１の容器入口２５が設けられた底部とは逆の頭部にはその上面に容器出口２７が形成されたフランジ２６が設けられており、圧力容器２１の内部に充満した芳香成分を含む微細気泡を含有した気液混合流体は、この容器出口２７に接続された微細気泡生成装置流出配管７を介して芳香準備水貯留槽４に送出される。

このように構成される本実施の形態に係る香料植物由来の芳香準備水の製造システムは、前述のとおり、圧力容器２内にマイナスに帯電する微細気泡を含有する水にプラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物を浸漬して、ヒーターで加熱してバラ花弁香料抽出液１８を生成するので、より濃度の高い芳香成分を含有する芳香水を製造することが可能である。
また、微細気泡生成モジュール２４を用いて、バラ花弁香料抽出液１８の蒸気を芳香準備水貯留槽４から供給される水（芳香準備水１５）に混合させつつ、微細気泡を発生させるため、溶解し難い芳香成分を、微細気泡を利用して気液混合流体中に保持させることができ、気液混合流体中の芳香成分の濃度を高めることが可能である。
また、芳香準備水貯留槽４で生成される芳香準備水１５は微細気泡生成装置３との間で還流されることで、香料植物から抽出された芳香成分と微細気泡の濃度を高めることが可能であり、香料植物由来の芳香成分をシステム外に漏出させることなく、効率的に抽出することが可能である。
したがって、芳香準備水貯留槽４に貯留された芳香準備水１５を、別の芳香水製造サイクルのために、圧力容器２内の当初の水としても用いることが可能であり、新たな香料植物を浸漬して加熱することで、より高濃度の芳香成分を抽出して保持させることが可能となり、バラ花弁香料抽出液１８をより高濃度の芳香水とすることができる。
さらに、芳香準備水貯留槽４内の貯留槽上部空間１６から蒸気を圧力容器２の圧力容器上部空間１７に送出してバラ花弁香料抽出液１８の蒸気に混合させることで、バラ花弁香料抽出液１８の蒸気を再利用することが可能である。それによってバラ花弁香料抽出液１８の蒸気に含まれる芳香成分の濃度を高めることも可能であり、バラ花弁香料抽出液１８の蒸気がバラ花弁香料抽出液１８に溶けることでバラ花弁香料抽出液１８自体の芳香成分の濃度も高めることが可能であり、濃度の高い芳香水（バラ花弁香料抽出液１８）を製造することが可能である。

なお、本実施の形態では図１に示されるとおり、芳香準備水貯留槽４の貯留槽上部空間１６と圧力容器２の圧力容器上部空間１７を接続する圧力容器流入配管１２を設けたが、これを芳香準備水貯留槽４の芳香準備水１５が貯留される液相と圧力容器２の圧力容器上部空間１７あるいはバラ花弁香料抽出液１８が貯留される液相とを接続する圧力容器流入配管を設けてもよい。この場合もポンプと逆止弁が必要である。
このような配管によれば、芳香準備水貯留槽４と微細気泡生成装置３との間で還流させた芳香準備水１５を直接圧力容器２内に導入させることが可能である。還流させた芳香準備水１５をバラ花弁香料抽出液１８に混合させることで、芳香成分と微細気泡をバラ花弁香料抽出液１８に供給し、バラ花弁香料抽出液１８の芳香成分と微細気泡をより高濃度とすることが可能であり、よって、より高濃度の芳香水を製造することが可能である。芳香準備水１５から微細気泡の供給を受けることで、より芳香成分の保持が促進されるので、その点からもより高濃度の芳香水を製造することが可能である。
しかも、芳香準備水１５を取り出すために芳香水の製造サイクルを停止して、取り出した芳香準備水１５をバラ花弁香料抽出液１８とする新しいサイクルを別に開始する必要もないので、時間や労力あるいは原料の観点から芳香水の生産効率を高めることが可能である。
また、微細気泡生成装置３から芳香準備水貯留槽４への戻り配管である微細気泡生成装置流出配管７及び冷却装置５から芳香準備水貯留槽４への戻り配管である冷却装置流出配管１０はいずれも図１では芳香準備水貯留槽４の液相に出口が形成されているが、これはいずれも芳香準備水貯留槽４の気相に出口が形成されてもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造方法について図３を参照しながら説明する。図は本発明の第２の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造方法の工程フロー図である。なお、図３では、発明の内容を理解容易にするために各工程が図１に示されるシステムの構成要素のいずれの機能に対応するかを明示している。
図３において、香料植物由来の芳香水の製造方法のステップＳ１はプラスに帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物を浸漬した第１の液体を加熱する工程であり、ステップＳ２は香料植物を浸漬した第１の液体を加熱する工程である。この２つの工程を実施可能とするシステム構成は圧力容器２である。本実施の形態では、香料植物としてバラ花弁を用いている。
ステップＳ１及びＳ２で、バラ花弁１９から芳香成分が抽出され、これが第１の液体に溶解してバラ花弁香料抽出液１８が生成される。このバラ花弁香料抽出液１８が加熱されることで蒸気を発生する。第１の液体としては水が代表的であるが、この水にはマイナスに帯電する微細気泡を含有させており、バラ花弁１９から抽出される芳香成分が第１の液体である水に溶解するにつれてバラ花弁香料抽出液１８となる。

ステップＳ３ではバラ花弁香料抽出液１８となった第１の液体から発生して芳香成分を含む蒸気と第２の液体を混合して気液混合流体とする。第２の液体としても水が代表的である。
気液混合流体に対して急激にせん断力を加えることなどによって微細気泡を発生させ、この微細気泡中に芳香成分を保持した気液混合流体が形成される。この微細気泡を生成させる具体的な方法については既に第１の実施の形態の説明時に述べたとおりであり、すでに知られた技術で実現することが可能である。
第２の液体である水とバラ花弁香料抽出液１８の蒸気が混合され、さらに微細気泡を発生させ、微細気泡中に芳香成分が保持された気液混合流体が生成されるにつれて、第２の液体も芳香準備水１５となる。

さらに、ステップＳ５では、この気液混合流体が第２の液体と混合され、その混合された第２の液体をステップＳ３で用いられる第２の液体として還流させるのがステップＳ６である。
すなわち、第２の液体に対して芳香成分が保持されて芳香準備水１５となり、その芳香準備水１５を再度第２の液体としてバラ花弁香料抽出液１８の蒸気と混合させて、さらに微細気泡を発生させることでさらに芳香成分を保持させることが可能である。このようにして芳香準備水１５を第２の液体として還流させることで、元々第１の液体（バラ花弁香料抽出液１８）で抽出されたバラ花弁１９からの芳香成分を逃すことなく効率的に芳香準備水１５中に保持させて高い濃度の芳香準備水１５を生産することが可能である。また、この芳香準備水１５は微細気泡を含有する気液混合流体と混合されることから、微細気泡も含有されている。

また、ステップＳ７ではステップＳ４で生成された気液混合流体から気体を分離して、これをステップＳ１における第１の液体、すなわちバラ花弁香料抽出液１８に接触させながら、再度ステップＳ３で用いられる蒸気として第２の液体（芳香準備水１５）と混合させるのがステップＳ８である。気液混合流体から蒸気を分離してバラ花弁香料抽出液１８に接触させることで、分離された蒸気中に含まれる芳香成分のうち、バラ花弁香料抽出液１８に溶解可能なものは溶解させることでバラ花弁香料抽出液１８の濃度を高めることが可能であり、さらに、ステップＳ２における第１の液体の蒸気として、ステップＳ３で第２の液体（芳香準備水１５）と混合させることで、芳香準備水１５の濃度も高めることが可能である。
なお、本実施の形態においては、ステップＳ５とＳ６をステップＳ７とＳ８の前段として説明したが、これらのステップＳ５とＳ６及びステップＳ７とＳ８の組合せはステップＳ６及びステップＳ８の還流が実行される限りいずれを前段、後段としてもよい。
以上説明したとおり、本実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造方法においては、芳香準備水１５を、別の芳香水製造サイクルのために、香料植物を含浸させる当初の水としても用いることが可能であり、新たな香料植物を浸漬して加熱することで、より高濃度の芳香成分を抽出して保持させることが可能となり、バラ花弁香料抽出液１８をより高濃度の芳香水とすることができる。
さらに、ステップＳ７で気液混合流体から分離された蒸気をバラ花弁香料抽出液１８の蒸気に混合させることで、バラ花弁香料抽出液１８の蒸気を再利用することが可能であり、それによってバラ花弁香料抽出液１８の蒸気に含まれる芳香成分の濃度を高めることも可能である。

次に、図４を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造方法について説明する。
図は本発明の第３の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造方法の工程フロー図である。なお、図４でも図３と同様に発明の内容を理解容易にするために各工程が図１に示されるシステムの構成要素のいずれの機能に対応するかを明示している。
図４から容易に理解できるとおり、第３の実施の形態は、第２の実施の形態とステップＳ６までは同じであり、その後のステップＳ７，８に代えて、気液混合流体と混合した第２の液体を第１の液体に混合させるステップＳ７Ａを備えるものである。具体的には、第２の実施の形態において説明したとおり、第１の液体はバラ花弁香料抽出液１８であり、第２の液体は芳香準備水１５であるので、ステップＳ３でバラ花弁香料抽出液１８の蒸気と芳香準備水１５を混合し、ステップＳ４で微細気泡を含有する気液混合流体を生成させて、さらに、ステップＳ７Ａとして、この気液混合流体を芳香準備水１５に混合させて、それをバラ花弁香料抽出液１８に混合させるというものである。
このようにして得られるバラ花弁香料抽出液１８は、還流されて芳香成分と微細気泡の濃度が高まった芳香準備水１５の流入によって、芳香成分と微細気泡をより高濃度とすることが可能である。よって、より高濃度の芳香水（バラ花弁香料抽出液１８）を製造することが可能である。
以上説明した第２及び第３の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造方法においては、第１の実施の形態に係る香料植物由来の芳香水の製造システムを方法発明として捉えたものであるので、以上説明した効果の他、第１の実施の形態において発揮される効果と同等の効果を発揮することが可能である。

最後に図１に示すシステムを用いて実際にバラを用いて芳香水を製造し、その芳香水の中のゲラニオールとシトロネロールの含有濃度を測定した結果を表１に示す。
まず、図１に示す香料植物由来の芳香水の製造システム１で、圧力容器２との接続を外した圧力容器流出配管６から空気が吸入できるようにしておき、芳香準備水貯留槽４に純水１６Ｌ（リットル）を貯留し、微細気泡生成装置３と芳香準備水貯留槽４の間で貯留水を循環させて空気を用いて、気液混合流体を生成して、芳香準備水貯留槽４内の純水に微細気泡を含有させる。このようにしてできた微細気泡を含有した純水を芳香準備水貯留槽４から圧力容器２に移して、芳香準備水貯留槽４には別の純水を貯留して、バラ１．２ｋｇを圧力容器２に入れ、９０℃まで加熱し、気化分を微細気泡生成装置３及び芳香準備水貯留槽４を介して圧力容器２に還流させて芳香水（バラ花弁香料抽出液１８）を生産した。還流は微細気泡生成装置３と芳香準備水貯留槽４間での還流及び芳香準備水貯留槽４から圧力容器２へも還流させた。加熱時間は３０分であった。
なお、対照区（従来例）として、単に鍋に純水１６Ｌとバラ１．２ｋｇを入れて９０℃まで加熱し、その後３０分間加熱して得られた芳香水を取得して比較を行った。
測定方法はガスクロマトグラフィーによる。ゲラニオール（和光特級）、シトロネロール（和光特級）をそれぞれ約２０ｍｇ取り、水を加えて１００ｍＬとした。この液２ｍＬを取り、水を加えて２０ｍＬとした（約２０ｐｐｍ）。この液１０ｍＬを取り、６０℃で１５分加熱した後、ヘッドスペース法により分析した。２，５，１０ｐｐｍになるように調製した液においても同様に分析し、検量線を作成した。
図１に示すシステムによって得られた芳香水（実施例）と対照区の芳香水（従来例）をそれぞれ１０ｍＬ取り、６０℃で１５分加熱した後、ヘッドスペース法により分析した。

表１により、従来例の芳香水はゲラニオールが０．８ｐｐｍであったのに対し、実施例の芳香水では１．６ｐｐｍと２倍の濃度で検出された。また、シトロネロールでは従来例では不検出であったのに対し、実施例では０．１ｐｐｍで検出され、芳香成分の濃度が従来例に比較して向上しており、本実施の形態における香料植物由来の芳香水を製造するシステム及びその製造方法の効果が確認された。

以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項７に記載された発明は、香料植物から芳香成分を抽出して芳香水を製造するメーカの他、香料植物に含有される芳香成分を分析・研究する分析機関や研究機関において利用可能であり、検査機関における検査、薬剤メーカによる芳香成分を含む機能性成分に対する薬効試験、更には医療研究機関における種々の疾病の治療法研究においても利用の可能性がある。

１…香料植物由来の芳香水の製造システム ２…圧力容器 ３…微細気泡生成装置 ４…芳香準備水貯留槽 ５…冷却装置 ６…圧力容器流出配管 ７…微細気泡生成装置流出配管 ８…微細気泡生成装置流入配管 ９…余剰芳香蒸気バイパス配管 １０…冷却装置流出配管 １１…冷却装置流入配管 １２…圧力容器流入配管 １３…ポンプ １４…逆止弁 １５…芳香準備水 １６…貯留槽上部空間 １７…圧力容器上部空間 １８…バラ花弁香料抽出液 １９…バラ花弁 ２０…流量調整弁 ２１…圧力容器 ２２…導入部 ２３…ベンチュリーノズル ２４…微細気泡生成モジュール ２５…容器入口 ２６…フランジ ２７…容器出口 ２８…ポンプ

Claims (7)

1. 香料植物由来の芳香水を製造するシステムであって、
   プラス（＋）に帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物を浸漬するために、マイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する第１の液体を貯留し、加熱可能にヒーターを備えた圧力容器と、この圧力容器内で抽出された前記芳香成分を含有する第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させてマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成する微細気泡生成装置と、前記第２の液体を貯留しつつ、生成された前記気液混合流体を導入する貯留槽と、を有し、
   前記貯留槽は、導入された前記気液混合流体と前記第２の液体を混合させ、前記微細気泡生成装置に前記第２の液体として供給することを特徴とする香料植物由来の芳香水の製造システム。
2. 前記貯留槽内において前記気液混合流体から分離された気体又は前記貯留槽内の前記第２の液体を前記圧力容器へ供給し、それぞれ前記第１の液体の蒸気又は前記第１の液体と混合させることを特徴とする請求項１記載の香料植物由来の芳香水の製造システム。
3. 前記微細気泡生成装置は、ベンチュリーノズルを備え、このベンチュリーノズルの吸込口から前記第２の液体を導入し、前記ベンチュリーノズルの喉部に前記第１の液体の蒸気を導いて混合させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の香料植物由来の芳香水の製造システム。
4. 前記貯留槽に貯留される前記第２の液体を抽出して冷却し、冷却後に返送する冷却装置を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の香料植物由来の芳香水の製造システム。
5. 香料植物由来の芳香水を製造する方法であって、
   プラス（＋）に帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物をマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬して加熱し、前記香料植物から前記第１の液体に芳香成分を抽出することを特徴とする香料植物由来の芳香水の製造方法。
6. 香料植物由来の芳香水を製造する方法であって、
   プラス（＋）に帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物をマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬し、加熱して前記第１の液体の蒸気を発生させる第１の工程と、前記第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させてマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成する第２の工程と、前記気液混合流体を前記第２の液体に混合させて前記第２の工程へ供給し、前記第２の液体を還流させる第３の工程と、還流された前記第２の液体を新たな前記第１の液体として、新たにプラス（＋）に帯電する芳香成分を抽出可能な新たな香料植物を浸漬して加熱し、前記新たな香料植物から前記新たな第１の液体に芳香成分を抽出する第４の工程と、を有することを特徴とする香料植物由来の芳香水の製造方法。
7. 香料植物由来の芳香水を製造する方法であって、
   プラス（＋）に帯電する芳香成分を抽出可能な香料植物をマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する第１の液体に浸漬し、加熱して前記第１の液体の蒸気を発生させる第１の工程と、前記第１の液体の蒸気の少なくとも一部と第２の液体を混合させてマイナス（−）に帯電する微細気泡を含有する気液混合流体を生成する第２の工程と、前記気液混合流体を前記第２の液体に混合させて前記第２の工程へ供給し、前記第２の液体を還流させる第３の工程と、還流された前記第２の液体を前記第１の液体に混合させて前記第１の工程へ供給し、前記第１の液体を還流させる第４の工程と、を有することを特徴とする香料植物由来の芳香水の製造方法。
   
   
   

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