JP3224043U - コーヒー豆の細胞壁破壊装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コーヒー生豆に含まれるクロロゲン酸が焙煎処理での高熱で分解されるという問題を解決するためのコーヒー豆の細胞壁破壊装置を提供する。【解決手段】コーヒー豆の細胞壁破壊装置は、リアクター１及び二酸化炭素ソース２を含むことができ、リアクターの内部に生豆処理空間１１を有し、生豆処理空間は給気口Ｈ１及び排気口Ｈ２に連通し、加熱部品１２はリアクターの外周面に周設され、二酸化炭素ソースは給気管セットＴ１によりリアクターの給気口に連接され、給気管セットには第一ポンプＰ１が設けられ、生豆処理空間は容積を有し、排気口は開口面積を有し、生豆処理空間の容積１リットル当たり、排気口の開口面積は０．２５〜３２．５ｃｍ2である。【選択図】図１

Description

本考案は、コーヒー豆の処理装置に関し、特に、コーヒー豆の細胞壁破壊装置に係るものである。

一般的に、コーヒー豆（コーヒー生豆）を洗浄や天日干しした後、焙煎処理（ロースト）を行い、すなわち生豆を加熱して一連の物理及び化学反応を発生させることで、コーヒー豆が次第に褐色を呈するようになる。焙煎処理されたコーヒー豆はさらに粉砕され、抽出されることで、独特な香りを放つコーヒー飲料となる。
コーヒー生豆には大量なクロロゲン酸が含まれている。クロロゲン酸は優れた抗酸化能力を有し、ラジカルの消去、血圧の降下、血糖値の降下、脂肪の燃焼、ダイエットなどの効果を有し、さらに抗腫瘍効果を有する。しかしながら、焙煎処理されたコーヒー豆では、クロロゲン酸は高熱で分解され、クロロゲン酸の含有量が大幅に低減してしまうので、このように焙煎処理されたコーヒー豆から抽出したコーヒー飲料を飲んでもクロロゲン酸を摂取することができない。
以上に鑑みて、コーヒー生豆に対して細胞壁破壊処理を行うためのコーヒー豆の細胞壁破壊装置を提供できれば、細胞壁破壊処理されたコーヒー生豆が焙煎処理を経ても大量なクロロゲン酸を含有し、消費者はコーヒーを飲用する過程で大量なクロロゲン酸を摂取できるので、消費者の健康を顕著に向上させることができる。

米国特許第２８２４８０５号

本考案の目的は、細胞壁破壊処理されたコーヒー生豆が焙煎処理を経ても大量なクロロゲン酸を含有できるように、コーヒー生豆を処理するためのコーヒー豆の細胞壁破壊装置を提供することである。

さらに、本考案の目的は、細胞壁破壊処理の際に使用した二酸化炭素を回収できるコーヒー豆の細胞壁破壊装置を提供することである。

本明細書において方向を示す用語、例えば、「前」、「後」、「左」、「右」、「上（頂）」、「下（底）」、「内」、「外」、「側」などは、主に、添付図面上における方向を示すもので、本考案の各実施例に対する説明と理解を補助するためのものであり、本考案は、これらの方向に限定されるものではない。

本明細書において用いられる「一つ」、「一個」などの用語は、便宜上使われるものであり、且つ、本考案の範囲について通常の意味を与えるものであり、本考案では、一つ或いは少なくとも一つとして解釈すべきであり、また、別の数を指すと明言される場合を除いて、一つの概念に複数の場合を含むこともある。

本考案において、「結合」、「組合」或いは「組み立て」等の近似語は、主に連結した後、破壊しなくても分離することができるもの、或いは、連結した後分離することが不可能なもの等の様態を含み、当業者が連接しようとする部材の材質、または組み立ての需要によって選択できるものである。

本考案のコーヒー豆の細胞壁破壊装置は、リアクター及び二酸化炭素ソースを含むことができ、前記リアクターの内部に生豆処理空間を有し、前記生豆処理空間は給気口及び排気口に連通し、加熱部品は前記リアクターの外周面に周設され、前記二酸化炭素ソースは給気管セットにより前記リアクターの給気口に連接され、給気管セットには第一ポンプが設けられ、前記生豆処理空間は容積を有し、前記排気口は開口面積を有し、前記生豆処理空間の容積１リットル当たり、前記排気口の開口面積は０．２５〜３２．５ｃｍ²である
ことを特徴とする。

これにより、本考案に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置は、給気管セットを経由して生豆処理空間内へ気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を流入させて、及び生豆処理空間内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を加熱、加圧できる加熱部品及び第一ポンプにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度、圧力がそれぞれ所定温度、所定圧力（例えば、３５〜５０℃、９５０〜３，０００ｐｓｉ）に達するようにすることで、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に変化させ、かつ所定温度及び所定圧力で生豆処理空間内のコーヒー生豆に所定時間（例えば、３〜３０分）をもって接触させてから、超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を速やかに排気口から外界へ流出させ、これにより細胞壁破壊処理を完了させることができる。本考案は、細胞壁破壊処理されたコーヒー生豆は焙煎処理を経ても大量なクロロゲン酸を含有することができるという効果を有する。

また、前記排気口の開口面積は、前記給気口の開口面積の２〜６倍であっても良い。
これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が給気口を経由して生豆処理空間へ流入する時間を精確に制御することができ、かつ超臨界二酸化炭素流体が排気口を経由して外界へ流出する時間を精確に制御することができる。

また、コーヒー豆の細胞壁破壊装置は冷却部品を含むことができ、前記冷却部品が前記給気管セットに設けられ、かつ前記二酸化炭素ソースと前記第一ポンプとの間に位置することができる。
これにより、生豆処理空間へ流入する気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度が所定温度より低いことを確保することができる。

また、コーヒー豆の細胞壁破壊装置はさらに二酸化炭素回収ユニットを含むことができ、前記二酸化炭素回収ユニットは輸送管セットによって前記生豆処理空間及び前記給気管セットに連通され、前記二酸化炭素回収ユニットは貯蔵タンクを含み、前記貯蔵タンク内部に貯蔵空間を有することを特徴とする。例えば、輸送管セットは前記貯蔵空間及び前記給気管セットを連通する連接部を含むことができる。
二酸化炭素回収ユニットの設置により、生豆処理空間内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）が気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元した後、輸送管セットに沿って二酸化炭素回収ユニットへ輸送し、貯蔵空間に貯蔵することができる。操作者は次回分の細胞壁破壊処理を行う際、二酸化炭素ソースからの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の一部又は全部に代わって貯蔵空間内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を使用できるので、細胞壁破壊処理にかかる新たな気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の使用量を低減でき、さらに細胞壁破壊処理のコストを削減する効果を有する。

また、コーヒー豆の細胞壁破壊装置はさらに二酸化炭素回収ユニットを含むことができ、前記二酸化炭素回収ユニットは前記給気管セットに設けられ、かつ前記第一ポンプと前
記二酸化炭素ソースとの間に位置し、前記二酸化炭素回収ユニットは輸送管セットによって前記生豆処理空間に連通され、前記二酸化炭素回収ユニットは貯蔵タンクを含み、前記貯蔵タンク内部に貯蔵空間を有することを特徴とする。なお、前記給気管セットは充填部及び給気部を含むことができ、前記二酸化炭素ソースは、前記充填部により前記貯蔵空間に連通され、前記二酸化炭素回収ユニットは前記給気部によって前記リアクターの給気口に連接されることを特徴とする。
二酸化炭素回収ユニットの設置により、生豆処理空間内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）が気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元した後、輸送管セットに沿って二酸化炭素回収ユニットへ輸送し、貯蔵空間に貯蔵することができる。操作者は次回分の細胞壁破壊処理を行う際、二酸化炭素ソースからの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の一部又は全部に代わって貯蔵空間内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を使用できるので、細胞壁破壊処理にかかる新たな気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の使用量を低減でき、さらに細胞壁破壊処理のコストを削減する効果を有する。

また、前記二酸化炭素回収ユニットは分離器及び第二ポンプを含むことができ、前記分離器は前記リアクターと前記貯蔵タンクとの間に位置し、かつ前記第二ポンプは前記分離器と前記貯蔵タンクとの間に位置することを特徴とする。
これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は第二ポンプの働きにより、貯蔵タンクへ輸送される前に、分離器によって気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）とそれに混ざった不純物（コーヒー生豆の残滓など）とが分離され、続いて貯蔵タンクの貯蔵空間に貯蔵されることができる。

また、前記二酸化炭素回収ユニットはろ過器を含むことができ、前記ろ過器は前記リアクターと前記分離器との間に位置することを特徴とする。
これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が分離器に進入する前に、大きな不純物が予めろ過されることで、大きな不純物に起因する分離器の詰まりを減少して、分離器の寿命を向上させることができる。

また、前記輸送管セットは順次に連接する回収部、巻回部及び処理部を含むことができ、前記回収部は前記生豆処理空間に連通され、前記巻回部は前記貯蔵タンクの外周壁に巻回され、前記処理部には前記分離器及び前記第二ポンプが設置され、かつ前記処理部は前記貯蔵空間に連通され、冷却部品は循環路によって前記貯蔵タンクの外周壁に連接されることが好ましい。
これにより、冷却部品から提供される低温の流体は、貯蔵空間に収容される気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）及び巻回部内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を同時に冷却することができるので、より優れた冷却効果を有する。

また、前記冷却部品は前記給気管セットに設けられ、かつ前記二酸化炭素ソースと前記第一ポンプとの間に位置することができる。
これにより、冷却部品から提供される低温の流体は、二酸化炭素ソースからの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）をも同時に冷却することができるので、生豆処理空間へ流入する気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度が所定温度より低いことを確保することができる。

また、前記輸送管セットにはスリーウェイバルブが設置されても良く、前記スリーウェイバルブが前記排気口を有することを特徴とする。
これにより、操作者はスリーウェイバルブを開き、生豆処理空間内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元させ、かつ輸送管セットに沿って二酸化炭素回収ユニットへ輸送し、貯蔵空間に
貯蔵することができる。また、貯蔵空間に適量な気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が貯蔵されている場合、操作者はさらにスリーウェイバルブを調整して、余剰の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）をスリーウェイバルブの排気口から外界へ流出させることができる。

また、前記輸送管セットには逆止弁及び圧力弁が設置されても良く、前記圧力弁は前記逆止弁と前記二酸化炭素回収ユニットとの間に位置し、前記圧力弁が前記排気口を有することを特徴とする。
これにより、生豆処理空間から流出した気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の圧力が所定値より高い場合に、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は圧力弁の排気口から外界へ流出することができる。気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の圧力が所定値より低い場合に、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は輸送管セットに沿って二酸化炭素回収ユニットへ輸送されることで、生豆処理空間から流出した気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の制御効率を向上させることができる。

また、前記リアクターは前記給気口及び空気排出口を有することができ、前記空気排出口は前記生豆処理空間に連通され、前記リアクターは相対する第一端及び第二端を有し、前記給気口は前記第一端に近接し、前記空気排出口は前記第二端に近接することを特徴とする。
これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が給気口を経由して生豆処理空間へ流入すると、生豆処理空間内の空気は容易に空気排出口を経由して外界へ流出できるので、細胞壁破壊処理の効果を向上させることができる。

本考案の第一実施例によるコーヒー豆の細胞壁破壊装置の模式図である。 本考案の第二実施例によるコーヒー豆の細胞壁破壊装置の模式図である。 本考案の第三実施例によるコーヒー豆の細胞壁破壊装置の模式図である。 本考案の第四実施例によるコーヒー豆の細胞壁破壊装置の模式図である。

本考案の実施例について、以下、図面を参照して説明する。

図１に示されるように、本考案に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置の第一実施例は、リアクター１及び二酸化炭素ソース２を含み、二酸化炭素ソース２が給気管セットＴ１によりリアクター１に連結される。

詳しく述べると、リアクター１の内部に、細胞壁破壊処理を行おうとするコーヒー生豆を収容するための生豆処理空間１１を有することができる。加熱部品１２はリアクター１の外周面に周設され、生豆処理空間１１を加熱するのに用いられる。生豆処理空間１１は給気口Ｈ１及び排気口Ｈ２に連通し、本実施例において、給気口Ｈ１及び排気口Ｈ２がリアクター１に設置される。給気口Ｈ１を経由して生豆処理空間１１へ流入した気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は、加熱、加圧されることで超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）となることができ、さらに生豆処理空間１１に収容されたコーヒー生豆に対して細胞壁破壊処理を行い、その後、超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）は排気口Ｈ２から外界へ流出することができる。

生豆処理空間１１は空気排出口Ｈ３に連通することができる（図１に示されるように、空気排出口Ｈ３がリアクター１に設置されることができる）。これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が給気口Ｈ１を経由して生豆処理空間１１へ流入すると、元々生豆処理空間１１に収容された空気が空気排出口Ｈ３から外界へ流出することがで
きるので、これにより生豆処理空間１１に空気が存在しないよう確保し、細胞壁破壊処理の効率を向上させることができる。

また、リアクター１は相対する第一端１ａ及び第二端１ｂを有し（図１に示されるように、第一端１ａはリアクター１の底部端であり、第二端１ｂはリアクター１の頂部端である）、給気口Ｈ１は第一端１ａに近接することが好ましく、空気排出口Ｈ３は第二端１ｂに近接することが好ましい。気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の密度は約１．４２９ｇ／Ｌであり、空気の密度（約１．２９４ｇ／Ｌ）より若干高いため、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が給気口Ｈ１を経由して生豆処理空間１１へ流入する際に、生豆処理空間１１内の空気は気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の上になるので、空気排出口Ｈ３が第二端１ｂ（頂部端）に近接するように設置した場合、空気が外界へ流出しやすくなるようにすることができる。

さらに、コーヒー豆の細胞壁破壊装置は給気管セットＴ１、排気管Ｔ２及び空気排出管Ｔ３を含むことができる。給気管セットＴ１、排気管Ｔ２及び空気排出管Ｔ３はそれぞれリアクター１の給気口Ｈ１、排気口Ｈ２及び空気排出口Ｈ３に連接される。給気管セットＴ１には、二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が給気口Ｈ１を経由して生豆処理空間１１へ流入し続けるようにする第一ポンプＰ１が設けられ、このとき、生豆処理空間１１内の空気は気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に押され、空気排出口Ｈ３から空気排出管Ｔ３を経由して外界へ流出することができる。生豆処理空間１１内に収容された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の圧力が所定の圧力に達すると、リアクター１の外周面に周設された加熱部品１２が生豆処理空間１１内に収容された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）をその温度が所定温度に達するように加熱し、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に変化させる。その後、超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）は排気管Ｔ２を経由して外界へ流出することができる。

給気管セットＴ１、排気管Ｔ２及び空気排出管Ｔ３にはそれぞれ第一逆止弁Ｖ１、第二逆止弁Ｖ２及び第三逆止弁Ｖ３が設けられても良い。これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）及び空気は単方向にのみ生豆処理空間１１へ流入し、或いは生豆処理空間１１から流出するようになるので、細胞壁破壊処理を行う際の気体の組成を確保し、生豆処理空間１１に収容されるコーヒー生豆が外界から完全に隔離されるようにすることができる。

生豆処理空間１１内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度、圧力それぞれが所定温度及び所定圧力に達すると、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に変化し、かつ生豆処理空間１１内のコーヒー生豆に所定時間（例えば、３〜３０分）で接触することができる。本実施例において、所定圧力は９５０〜３，０００ｐｓｉであっても良く、所定温度は３５〜５０℃であっても良く、かつ、「気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が生豆処理空間１１へ流入し始める」、「超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）が生豆処理空間１１内のコーヒー生豆に接触する所定時間」及び「気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が生豆処理空間１１から完全に流出」の合計時間は１０〜４０分である。

注意すべきことは、クロロゲン酸は超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に溶解するので、コーヒー生豆に含まれるクロロゲン酸が超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に溶解して、第二逆止弁Ｖ２を開く際に、超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に溶解したクロロゲン酸が、排気管Ｔ
２を経由して外界へ流出する超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に流されることがないよう、コーヒー生豆と超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）との接触時間を短縮するために、本実施例のコーヒー豆の細胞壁破壊装置では、生豆処理空間１１の容積と排気口Ｈ２の開口面積とが特定の割合を有するようにすることで、第二逆止弁Ｖ２を開いた後、生豆処理空間１１内の圧力が速やかに常圧に戻ることができる（このとき、超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）は気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元する）。すなわち、生豆処理空間１１の容積１リットル当たり、排気口Ｈ２の開口面積は０．２５〜３２．５ｃｍ²であるこ
とが好ましく（すなわち、生豆処理空間１１の容積が５リットルの場合、排気口Ｈ２の開口面積は１．２５〜１６２．５ｃｍ²である）、これにより、気体二酸化炭素（及び／又
は液体二酸化炭素）は速やかに生豆処理空間１１から流出することができるので、コーヒー豆の細胞壁破壊装置の総稼働時間（「気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を生豆処理空間１１へ流入させる時間」、「超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）でコーヒー生豆に対して細胞壁破壊処理を行う時間」及び「気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を生豆処理空間１１から完全に流出させる時間」を含む）を減少するだけでなく、コーヒー生豆の風味が損なわれることを防ぐこともできる。

さらに、排気口Ｈ２の開口面積は、給気口Ｈ１の開口面積の２〜６倍であることが好ましい（すなわち、生豆処理空間１１の容積が５リットルの場合、排気口Ｈ２の開口面積は１．２５〜１６２．５ｃｍ²であり、給気口Ｈ１の開口面積は０．２〜８１．２５ｃｍ²である）。これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が給気口Ｈ１を経由して生豆処理空間１１へ流入する時間を精確に制御することができ、かつ超臨界二酸化炭素流体が排気口Ｈ２を経由して外界へ流出する時間を精確に制御することができる。

また、生豆処理空間１１へ流入する気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度が所定温度より低いことを確保するために、コーヒー豆の細胞壁破壊装置はさらに冷却部品Ｃを含んでも良い。冷却部品Ｃは給気管セットＴ１に設けられ、かつ二酸化炭素ソース２と第一ポンプＰ１との間に位置することができる。冷却部品Ｃにより提供される低温の流体は二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を冷却できるので、生豆処理空間１１へ流入する気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度が所定温度より低いことを確保することができる。

上記によると、本考案の第一実施例に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置を使用する際、操作者はコーヒー生豆を生豆処理空間１１に置いて、第一逆止弁Ｖ１及び第三逆止弁Ｖ３を開く（第二逆止弁Ｖ２は閉じたままにする）ことで、二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が第一ポンプＰ１の働きにより給気管セットＴ１に沿って給気口Ｈ１を経由して生豆処理空間１１へ流入し続けることができる。このとき、生豆処理空間１１に収容されていた空気は空気排出口Ｈ３を経由して空気排出管Ｔ３に沿って外界へ流れることができる。生豆処理空間１１に収容されていた空気がすべて流出したと確定すると、操作者は第三逆止弁Ｖ３を閉めることで、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を生豆処理空間１１に充填し続け、生豆処理空間１１内の二酸化炭素の圧力が所定圧力に達すると第一逆止弁Ｖ１を閉めることができる。

操作者はさらに加熱部品１２により、生豆処理空間１１に収容される気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を所定温度に達するまで加熱することで、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に変化させて、所定温度、所定圧力で所定時間をもって生豆処理空間１１内のコーヒー生豆に接触させることができる。

超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を所定時間をもって生豆処
理空間１１内のコーヒー生豆に接触させた後、操作者は第二逆止弁Ｖ２を開き、生豆処理空間１１内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元させ、排気口Ｈ２から排気管Ｔ２に沿って外界へ流出させることができる。このとき、生豆処理空間１１の容積と排気口Ｈ２の開口面積とが特定の割合を有するので、生豆処理空間１１内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）が速やかに排気管Ｔ２に沿って外界へ流出することができ、これにより細胞壁破壊処理が完了し、かつ超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）とコーヒー生豆との接触時間を効果的に制御することができる。

生豆処理空間１１内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）が速やかに排気管Ｔ２に沿って外界へ流出することができ、コーヒー生豆に染み込んだ超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）がコーヒー生豆の細胞壁を破壊できるので、後続の焙煎処理で、コーヒー生豆内部に化学反応によって生じた二酸化炭素及び水蒸気が速やかに逃げることができ、燻ることや爆発することはないので、細胞壁破壊処理されたコーヒー生豆は焙煎処理を経ても大量なクロロゲン酸を含有することができる。実験結果によると、細胞壁破壊処理されなかったコーヒー生豆１０ｇが焙煎処理後に含有するクロロゲン酸は約５０〜８０ｍｇであるが、細胞壁破壊処理されたコーヒー生豆１０ｇが焙煎処理後に含有するクロロゲン酸は１５０〜２００ｍｇであることが証明された。

図２に示されるように、細胞壁破壊処理の際に余分に使う気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の使用量（すなわち、二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を低減し、細胞壁破壊処理のコストを削減するために、本考案の第二実施例において、リアクター１及び二酸化炭素ソース２の他に、さらに二酸化炭素回収ユニット３を含むことができる。二酸化炭素回収ユニット３は輸送管セットＴ４によってリアクター１及び給気管セットＴ１に連接されることで、生豆処理空間１１内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）は輸送管セットＴ４に沿って二酸化炭素回収ユニット３へ輸送されても良く、或いは排気管Ｔ２に沿って外界へ流出しても良い。

詳しく述べると、二酸化炭素回収ユニット３は貯蔵タンク３１を含むことができる。生豆処理空間１１から流出した気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は輸送管セットＴ４を経由して貯蔵タンク３１へ輸送され、貯蔵タンク３１内の貯蔵空間３１１に一時的に貯蔵されることができる。

また、二酸化炭素回収ユニット３はさらに分離器３２及び第二ポンプＰ２を含むことができる。分離器３２はリアクター１と貯蔵タンク３１との間に位置し、かつ第二ポンプＰ２は分離器３２と貯蔵タンク３１との間に位置する。これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は第二ポンプＰ２の働きにより、貯蔵タンク３１へ輸送される前に、分離器３２によって気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）とそれに混ざった不純物（コーヒー生豆の残滓など）とが分離され、続いて貯蔵タンク３１の貯蔵空間３１１に貯蔵されることができる。

さらに、二酸化炭素回収ユニット３はろ過器３３を含むことができる。ろ過器３３はリアクター１と分離器３２との間に位置する。これにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が分離器３２に進入する前に、大きな不純物が予めろ過されることで、大きな不純物に起因する分離器３２の詰まりを減少して、分離器３２の寿命を向上させることができる。

輸送管セットＴ４は順次に連接する回収部Ｔ４１、巻回部Ｔ４２及び処理部Ｔ４３を含み、回収部Ｔ４１は生豆処理空間１１に連通され、巻回部Ｔ４２は貯蔵タンクの外周壁に
巻回され、処理部Ｔ４３には分離器３２及び第二ポンプＰ２が設置され、かつ処理部Ｔ４３は貯蔵タンク３１内の貯蔵空間３１１に連通される。また、輸送管セットＴ４はさらに、貯蔵タンク３１内の貯蔵空間３１１及び給気管セットＴ１を連通するための連接部Ｔ４４を含む。連接部Ｔ４４には第五逆止弁Ｖ５が設けられても良く、これにより、貯蔵空間３１１に貯蔵された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は単方向に給気管セットＴ１へ流入し、さらに生豆処理空間１１へ流入することができる。

輸送管セットＴ４には第四逆止弁Ｖ４が設けられても良い。本実施例において、第四逆止弁Ｖ４が輸送管セットＴ４の回収部Ｔ４１に設けられることで、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は同様に単方向にのみ生豆処理空間１１から流出するようになるので、細胞壁破壊処理を行う際の気体の組成を確保し、生豆処理空間１１に収容されるコーヒー生豆が外界から完全に隔離されるようにすることができる。

さらに、生豆処理空間１１へ流入した気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度が所定温度より低いことを確保するために、コーヒー豆の細胞壁破壊装置はさらに冷却部品Ｃを含んでも良い。冷却部品Ｃは循環路Ｔ５によって貯蔵タンク３１の外周壁に連接されることで、冷却部品Ｃから提供される低温の流体は、貯蔵空間３１１に収容される気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）及び巻回部Ｔ４２内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を同時に冷却することができるので、より優れた冷却効果を有する。かつ、冷却部品Ｃは給気管セットＴ１に設けられ、二酸化炭素ソース２と第一ポンプＰ１との間に位置することができ、これにより冷却部品Ｃから提供される低温の流体は、二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）をも同時に冷却することができるので、生豆処理空間１１へ流入する気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度が所定温度より低いことを確保することができる。

上記によると、本考案の第二実施例に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置を使用する際、操作者は同様にコーヒー生豆を生豆処理空間１１において、二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が給気管セットＴ１に沿って生豆処理空間１１へ流入し続けるようにし、生豆処理空間１１内に収容された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度、圧力がそれぞれ所定温度、所定圧力に達すると、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に変化し、所定時間をもって生豆処理空間１１内のコーヒー生豆に接触することができる。

超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を所定時間をもって生豆処理空間１１内のコーヒー生豆に接触させた後、操作者は選択的に第二逆止弁Ｖ２を開き、生豆処理空間１１内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元させ、排気口Ｈ２から排気管Ｔ２に沿って外界へ流出させることができ、これにより細胞壁破壊処理が完了する。或いは、操作者は選択的に第四逆止弁Ｖ４を開き、生豆処理空間１１内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元させ、かつ輸送管セットＴ４に沿って二酸化炭素回収ユニット３へ輸送し、順次にろ過器３３、分離器３２に通することで気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に混ざった不純物を除去して、最終的に気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を貯蔵タンク３１に貯蔵することができる。

次回分の細胞壁破壊処理を行う際、操作者は再びコーヒー生豆を生豆処理空間１１に置いた後、第五逆止弁Ｖ５を開き、貯蔵タンク３１に貯蔵された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を給気管セットＴ１に沿って給気口Ｈ１を経由して生豆処理空間１１内へ流入させることができる。なお、貯蔵タンク３１に貯蔵された気体二酸化炭素（及び
／又は液体二酸化炭素）が不足な場合、操作者は同時に第一逆止弁Ｖ１を開くことで、貯蔵タンク３１に貯蔵された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）と二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）とが同時に給気口Ｈ１を経由して生豆処理空間１１内へ流入させることができる。

図３に示されるように、本考案に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置の第三実施例は、同様にリアクター１、二酸化炭素ソース２及び二酸化炭素回収ユニット３を含むことができる。二酸化炭素ソース２は給気管セットＴ１によりリアクター１に連接され、二酸化炭素回収ユニット３は給気管セットＴ１に設けられ、かつ輸送管セットＴ４によりリアクター１に連接される。

詳しく述べると、給気管セットＴ１は充填部Ｔ１１及び給気部Ｔ１２を含む。二酸化炭素ソース２は、充填部Ｔ１１により二酸化炭素回収ユニット３に連接され、例えば、充填部Ｔ１１により二酸化炭素回収ユニット３の貯蔵タンク３１内の貯蔵空間３１１に連接されることで、二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が一時的に貯蔵空間３１１に貯蔵されることができる。二酸化炭素回収ユニット３が入気部Ｔ１２によりリアクター１の給気口Ｈ１に連接され、第一ポンプＰ１が給気部Ｔ１２に設けられることで、貯蔵空間３１１に貯蔵された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は生豆処理空間１１へ流入し続けることができる。

また、生豆処理空間１１から流出する気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の制御効率を向上させるために、第三実施例において、排気口Ｈ２は輸送管セットＴ４により生豆処理空間１１に連通されることができる。例えば、輸送管セットＴ４の回収部Ｔ４１には、外界へ連通する排気口Ｈ２を有するスリーウェイバルブＶ６が設けられても良く、操作者はスリーウェイバルブＶ６を制御することにより、生豆処理空間１１から流出する気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の流向を調整することができる。例えば、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）をスリーウェイバルブＶ６の排気口Ｈ２から外界へ流出させることができ、或いは気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を輸送管セットＴ４に沿って二酸化炭素回収ユニット３へ輸送することで、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に混ざった不純物を除去し、及び気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を貯蔵タンク３１に貯蔵することができる。

よって、本考案に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置の第三実施例を使用する際、超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を所定時間をもって生豆処理空間１１内のコーヒー生豆に接触させた後、操作者はスリーウェイバルブＶ６を開き、生豆処理空間１１内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元させ、かつ輸送管セットＴ４に沿って二酸化炭素回収ユニット３へ輸送し、貯蔵空間３１１に貯蔵することができる。また、貯蔵空間３１１に適量な気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が貯蔵されている場合、操作者はさらにスリーウェイバルブＶ６を調整して、余剰の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）をスリーウェイバルブＶ６の排気口Ｈ２から外界へ流出させることで、細胞壁破壊処理を完了させることができる。

次回分の細胞壁破壊処理を行う際、操作者は貯蔵空間３１１内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が足りているかどうかを確認し、不足な場合に二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を貯蔵タンク３１の貯蔵空間３１１へ充填し、続いて第一逆止弁Ｖ１を開くことで、貯蔵空間３１１に貯蔵された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を生豆処理空間１１内へ流入させることができる。

さらに、図４に示されるように、本考案に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置の第四実施
例において、輸送管セットＴ４の回収部Ｔ４１に圧力弁Ｖ７が設けられても良い。圧力弁Ｖ７は第四逆止弁Ｖ４と二酸化炭素回収ユニット３との間に位置し、同様に外界へ連通する排気口Ｈ２を有するので、生豆処理空間１１から流出した気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の圧力が所定値より高い場合に、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は圧力弁Ｖ７の排気口Ｈ２から外界へ流出することができる。気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の圧力が所定値より低い場合に、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）は輸送管セットＴ４に沿って二酸化炭素回収ユニット３へ輸送されることで、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に混ざった不純物が除去され、及び気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）が貯蔵タンク３１に貯蔵される。

よって、本考案の第四実施例に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置について、超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を所定時間をもって生豆処理空間１１内のコーヒー生豆に接触させた後、操作者は第四逆止弁Ｖ４を開き、生豆処理空間１１内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元させ、かつ輸送管セットＴ４に沿って二酸化炭素回収ユニット３へ輸送することができる。このとき、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の圧力が所定値より高いため、一部の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を圧力弁Ｖ７の排気口Ｈ２から外界へ流出させることで、細胞壁破壊処理を完了させることができる。余剰の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を二酸化炭素回収ユニット３へ輸送し、最終的に貯蔵空間３１１に貯蔵することができる。

貯蔵空間３１１に貯蔵された気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）はさらに、二酸化炭素ソース２からの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）とともに生豆処理空間１１内へ流入することで、次回分の細胞壁破壊処理が行われる。

以上により、本考案に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置は、給気管セットを経由して生豆処理空間内へ気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を流入させて、及び生豆処理空間内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を加熱、加圧できる加熱部品及び第一ポンプにより、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の温度、圧力がそれぞれ所定温度、所定圧力（例えば、３５〜５０℃、９５０〜３，０００ｐｓｉ）に達するようにすることで、気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）に変化させ、かつ所定温度及び所定圧力で生豆処理空間内のコーヒー生豆に所定時間（例えば、３〜３０分）をもって接触させてから、超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）を速やかに排気口から外界へ流出させ、これにより細胞壁破壊処理を完了させることができる。本考案は、細胞壁破壊処理されたコーヒー生豆は焙煎処理を経ても大量なクロロゲン酸を含有することができるという効果を有する。

さらに、本考案に係るコーヒー豆の細胞壁破壊装置は、二酸化炭素回収ユニットの設置により、生豆処理空間内の超臨界二酸化炭素流体（及び／又は亜臨界二酸化炭素流体）が気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）に復元した後、輸送管セットに沿って二酸化炭素回収ユニットへ輸送し、貯蔵空間に貯蔵することができる。操作者は次回分の細胞壁破壊処理を行う際、二酸化炭素ソースからの気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の一部又は全部に代わって貯蔵空間内の気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）を使用できるので、細胞壁破壊処理にかかる新たな気体二酸化炭素（及び／又は液体二酸化炭素）の使用量を低減でき、さらに細胞壁破壊処理のコストを削減する効果を有する。

本考案は、その主旨と必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。
従って、本明細書に記載した実施形態は、例示的なものであり、本考案の範囲を限定するものではない。

１ ・・・リアクター
１ａ ・・・第一端
１ｂ ・・・第二端
１１ ・・・生豆処理空間
１２ ・・・加熱部品
２ ・・・二酸化炭素ソース
３ ・・・二酸化炭素回収ユニット
３１ ・・・貯蔵タンク
３１１・・・貯蔵空間
３２ ・・・分離器
３３ ・・・ろ過器
Ｃ ・・・冷却部品
Ｈ１ ・・・給気口
Ｈ２ ・・・排気口
Ｈ３ ・・・空気排出口
Ｐ１ ・・・第一ポンプ
Ｐ２ ・・・第二ポンプ
Ｔ１ ・・・給気管セット
Ｔ１１・・・充填部
Ｔ１２・・・給気部
Ｔ２ ・・・排気管
Ｔ３ ・・・空気排出管
Ｔ４ ・・・輸送管セット
Ｔ４１・・・回収部
Ｔ４２・・・巻回部
Ｔ４３・・・処理部
Ｔ４４・・・連接部
Ｔ５ ・・・循環路
Ｖ１ ・・・第一逆止弁
Ｖ２ ・・・第二逆止弁
Ｖ３ ・・・第三逆止弁
Ｖ４ ・・・第四逆止弁
Ｖ５ ・・・第五逆止弁
Ｖ６ ・・・スリーウェイバルブ
Ｖ７ ・・・圧力弁

Claims (15)

1. リアクター及び二酸化炭素ソースを含むコーヒー豆の細胞壁破壊装置であって、
   前記リアクターの内部に生豆処理空間を有し、前記生豆処理空間は給気口及び排気口に連通し、加熱部品は前記リアクターの外周面に周設され、
   前記二酸化炭素ソースは給気管セットにより前記リアクターの給気口に連接され、給気管セットには第一ポンプが設けられ、
   前記生豆処理空間は容積を有し、前記排気口は開口面積を有し、前記生豆処理空間の容積１リットル当たり、前記排気口の開口面積は０．２５〜３２．５ｃｍ²であることを特
   徴とするコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
2. 前記排気口の開口面積は、前記給気口の開口面積の２〜６倍であることを特徴とする請求項１に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
3. さらに冷却部品を含み、前記冷却部品が前記給気管セットに設けられ、かつ前記二酸化炭素ソースと前記第一ポンプとの間に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
4. さらに二酸化炭素回収ユニットを含み、前記二酸化炭素回収ユニットは輸送管セットによって前記生豆処理空間及び前記給気管セットに連通され、前記二酸化炭素回収ユニットは貯蔵タンクを含み、前記貯蔵タンク内部に貯蔵空間を有することを特徴とする請求項１または２に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
5. 前記輸送管セットは、前記貯蔵空間及び前記給気管セットを連通する連接部を含むことを特徴とする請求項４に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
6. さらに二酸化炭素回収ユニットを含み、前記二酸化炭素回収ユニットは前記給気管セットに設けられ、かつ前記第一ポンプと前記二酸化炭素ソースとの間に位置し、前記二酸化炭素回収ユニットは輸送管セットによって前記生豆処理空間に連通され、前記二酸化炭素回収ユニットは貯蔵タンクを含み、前記貯蔵タンク内部に貯蔵空間を有することを特徴とする請求項１または２に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
7. 前記給気管セットは充填部及び給気部を含み、前記二酸化炭素ソースは、前記充填部により前記貯蔵空間に連通され、前記二酸化炭素回収ユニットは前記給気部によって前記リアクターの給気口に連接されることを特徴とする請求項６に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
8. 前記二酸化炭素回収ユニットは分離器及び第二ポンプを含み、前記分離器は前記リアクターと前記貯蔵タンクとの間に位置し、かつ前記第二ポンプは前記分離器と前記貯蔵タンクとの間に位置することを特徴とする請求項４または６に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
9. 前記二酸化炭素回収ユニットはろ過器を含み、前記ろ過器は前記リアクターと前記分離器との間に位置することを特徴とする請求項８に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
10. 前記輸送管セットは順次に連接する回収部、巻回部及び処理部を含み、前記回収部は前記生豆処理空間に連通され、前記巻回部は前記貯蔵タンクの外周壁に巻回され、前記処理部には前記分離器及び前記第二ポンプが設置され、かつ前記処理部は前記貯蔵空間に連通されることを特徴とする請求項８に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
11. さらに冷却部品を含み、前記冷却部品は循環路によって前記貯蔵タンクの外周壁に連接されることを特徴とする請求項１０に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
12. 前記冷却部品は前記給気管セットに設けられ、かつ前記二酸化炭素ソースと前記第一ポンプとの間に位置することを特徴とする請求項１１に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
13. 前記輸送管セットにはスリーウェイバルブが設置され、前記スリーウェイバルブが前記排気口を有することを特徴とする請求項４または６に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
14. 前記輸送管セットには逆止弁及び圧力弁が設置され、前記圧力弁は前記逆止弁と前記二酸化炭素回収ユニットとの間に位置し、前記圧力弁が前記排気口を有することを特徴とする請求項４または６に記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。
15. 前記リアクターは前記給気口及び空気排出口を有し、前記空気排出口は前記生豆処理空間に連通され、前記リアクターは相対する第一端及び第二端を有し、前記給気口は前記第一端に近接し、前記空気排出口は前記第二端に近接することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のコーヒー豆の細胞壁破壊装置。

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