JP4083192B2 - 飲料抽出装置及び抽出残渣の除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、お茶、コーヒ等の飲料を原料材から抽出する飲料抽出装置及び飲料抽出装置に残った抽出残渣を除去する抽出残渣の除去方法に関する。

この種の飲料抽出装置は、特許文献１の図４に記載のように、容器底部が開閉自在な構成となっており、飲料抽出後に濾材層上に残った残渣は、容器底部を開いて、濾材層上の残渣を下方にある搬送コンベアやホッパーに落下させて排出した後、容器底部を開いた状態で濾材層表面を洗浄液で洗浄していた。

特開平１１−２２１１５３号公報

しかし、上述の特許文献１に記載の従来技術では、濾材層上の残渣を落下した際に周囲に残渣が飛散して周囲を汚染するという問題があった。特に、飲料抽出装置の周囲には配管等が多数あったり、機械部品に残渣が付着しやすい為、清掃し難く、飛散した残渣を取り除くのは困難であった。

また、お茶やコーヒの残渣が装置周辺に残ってしまうと、虫の誘引や発生の温床となりやすいため、衛生面での問題が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、飲料抽出後の残渣を除去するときに残渣が周囲に飛散するのを防止でき且つ衛生的に優れた飲料抽出装置及び抽出残渣の除去方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、容器の底面よりも上方に設けて容器内を上下に区画する濾材層と、濾材層の上方で容器内を攪拌する攪拌翼と、容器底面に設けて濾材層を通過した抽出液を取り出す抽出口とを備え、容器内の濾材層上に原料材と原液を投入して濾材層で濾過することにより原料材から飲料液を抽出する飲料抽出装置であって、濾材層の中央部に設けて抽出残渣を排出する排出口と、排出口に接続されて容器外に延出した排出管とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、容器底面に洗浄液の注入口を有することを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の発明において、濾材層の上方で且つ容器側面の周方向に沿って洗浄液を噴射する側方ノズルを備えることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の発明において、側方ノズルの制御部を備え、制御部は側方ノズルから洗浄液を時間的な間隔をあけて間欠的に噴射する制御を行うことを特徴とする。

請求項５に記載された発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、濾材層は、水平方向中央部を低く傾斜した円錐形状としてあることを特徴とする。

請求項６に記載された発明は、容器の底面よりも上方に濾材層を有し、容器底面には濾材層を通過した抽出液を取り出す抽出口を有し、濾材層の中央部には抽出残渣の排出口を有し、排出口に容器外に延出した排出管が接続されており、容器の濾材層上に原料材と原液を投入して濾材層で濾過することにより原料材から飲料液を抽出する飲料抽出装置において、飲料抽出後に抽出口と排出口を閉じ、濾材層の上方まで洗浄液を注入した後、洗浄液を容器内で攪拌して容器周方向の旋回流を生じさせた状態で排出口を開き、洗浄液と共に残渣を排出口から排出管により容器外に排出することを特徴とする。

請求項７に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、飲料抽出後に、容器底面から洗浄液を注入して、濾材層の下方から上方に洗浄液の水位を上げることを特徴とする。

請求項８に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、排出口から洗浄液と共に残渣が排出されているときに、濾材層の上面に周方向に向けて洗浄液を噴射することを特徴とする。

請求項９に記載された発明は、請求項８に記載の発明において、排出口から洗浄液と共に残渣が排出されて洗浄液面が濾材層表面に達した後、周方向に向けて噴射する洗浄液は、時間的な間隔をあけて間欠噴射することを特徴とする。

請求項１０に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、濾材層の上面は水平方向中央部を低くしてあり、濾材層上の上に液面が位置する洗浄液が渦を形成して排出口から排出することを特徴とする。

請求項１１に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、容器内洗浄液の液面が濾材層表面以下になったときには濾材層の上方から下方に向けても洗浄液を噴射することを特徴とする。

請求項１２に記載された発明は、請求項６〜１１の何れか一項に記載の発明において、残渣は、茶粕又はコーヒ粕であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、飲料の抽出後に、容器内を洗浄するときには、洗浄液を容器内に注入して攪拌することにより、濾材層上に残った残渣（抽出残渣）を洗浄液に混合させてスラリーとし、洗浄液と共に濾材層に設けた排出口を介して排出管により容器外に排出する。

従って、残渣は洗浄液と共にスラリー状にして流出するので、残渣が装置周囲に飛散するのを防止できる。また、残渣はスラリー状（以下「残渣スラリー」という）にしているので、次に脱水処理する回収タンク等への搬送が、例えば、配管やポンプを用いて容易にできる。

容器は、従来技術のように底部を開閉する必要がないので、容器の構成を簡易にでき、且つ残渣の除去は抽出後の容器にそのまま洗浄水の注入と攪拌を行うだけであるから、作業性に優れる。

残渣の除去時には、濾材層上まで洗浄水を満たして攪拌するので、濾材層上に残った残渣を殆んど残すことなく取り除くことができ、洗浄効率が良い。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を奏すると共に、洗浄液は容器底部から注入しているので、洗浄液は濾材層を下から上に通過することにより、濾材層を逆洗でき、濾材層に捕捉された残渣の取り残しを防止できる。また、濾材層の目詰まりを防止できる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の作用効果を奏すると共に、残渣スラリーに混入している残渣の沈殿を防止しつつ排出口から排出できる。従って、残渣の取り残しを防止できる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の作用効果を奏すると共に、洗浄液が間欠噴射することにより、濾材層上に取り残された残渣を直接押し流すので、取り残した残渣やその微粉末を効果的に排出できる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の作用効果を奏すると共に、濾材層を円錐形状としているので、残渣スラリーを渦状にして排出できる。従って、残渣スラリーの排出速度を早くできると共に容器内における残渣スラリーの旋回速度を早くして残渣の沈殿を防止できる。

請求項６に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の効果が得られる。

請求項７に記載された発明によれば、請求項２に記載された発明と同様の効果が得られる。

請求項８に記載された発明によれば、請求項３に記載された発明と同様の効果が得られる。

請求項９に記載された発明によれば、請求項４に記載された発明と同様の効果が得られる。

請求項１０に記載された発明によれば、請求項５に記載された発明と同様の効果が得られる。

請求項１１に記載された発明によれば、上方からの洗浄液により容器内及び濾材層表面をすすぐので、洗浄能力を更に高めることができる。

請求項１２に記載された発明によれば、請求項６〜１１の何れか一項に記載の請求項４に記載された発明と同様の効果を奏すると共に、特に、お茶やコーヒの抽出における残渣（茶粕やコーヒ粕）は、虫の誘引や温床となりやすいことから有効である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る飲料抽出装置の概略的構成を示す縦断面図であり、図２は図１に示す容器の横断面図であり、図３〜図６は各洗浄工程（抽出残渣の除去工程）における飲料抽出装置の断面図であり、図７は抽出残渣の除去方法のフローチャートであり、図８は飲料抽出装置における飲料抽出方法を説明する断面図である。

まず、図１及び図２を参照して本発明の実施の形態に係る飲料抽出装置１の構成を説明する。飲料抽出装置１は、お茶抽出装置であり、容器３は円筒状の側壁５と縦断面が円弧状の底部７と有し、側壁５と底部７とは一体に形成されている。

容器３内には、底面７ａの上方に濾材層（フィルタ）９が設けてあり、容器３内を上下に区画しており、底面７ａには抽出液を取り出す抽出口１１が設けられている。

抽出口１１には、抽出液受けタンク１３に接続された抽出管１５と、洗浄液を流入する洗浄液流入管１７とが接続してあり、抽出口１１は抽出液の取り出し口と洗浄液の流入口を兼ねている。尚、抽出管１５には抽出バルブ１９が設けてあり、洗浄液流入管１７には洗浄液バルブ２１が設けてある。

濾材層９は、平面視円盤状のメッシュ材であり、円盤の中央部を低くした円錐状（コーン状）を成している。コーンの傾斜は３〜１０°が好ましく、本実施の形態では約５°である。コーンの中央部には残渣スラリーの排出口２３が設けてあり、排出口２３には排出管２５が接続されている。

排出管２５は茶粕受けタンク２７に接続されていると共に、排出管２５を開閉する排出バルブ２９が設けてある。

容器３内において、濾材層９の上方には攪拌翼（パドラー）３１が設けてあり、攪拌翼３１はモータ３３により駆動されるようになっている。攪拌翼３１の上方には下方に向けて洗浄液を噴射する上方ノズル３５が列状に設けてあり、上方ノズル３５の支持材３７は水平方向に回転可能になっている。上方ノズル３５は上方バルブ３９の開閉により洗浄液の供給と停止を行うようになっている。

容器３の側壁５内面には側方ノズル４１が配置されている。側方ノズル４１は側壁５の内面周方向に向けて洗浄液を噴射する。側壁ノズル４１は洗浄液管４３に接続されており、洗浄液管４３の側方バルブ４５の開閉により洗浄液の供給と停止を行うようになっている。また、側方バルブ４５の開閉は、間欠制御装部４６により制御されており、側方ノズル４１からの洗浄液の噴射を所定間隔で間欠的に噴射できるようになっている。

次に、本実施の形態による作用効果を説明する。まず、図８を参照して、飲料（お茶）の抽出について説明する。抽出バルブ１９、洗浄液バルブ２１、排出バルブ２９を閉状態にして、原料茶葉と原料水（熱水）を容器３内に上方から投入する。原料水は熱水パイプ４７から供給する。その後、抽出バルブ１９を開いて、濾材層９を通過して濾過した抽出液を抽出管１５を介して抽出液タンク１３に回収する。

抽出液の回収が終了した後、容器３内の洗浄（残渣の除去）を行う。洗浄方法は主に図７に示すフローを参照して説明する。

まず、図１に示すように、抽出バルブ１９及び排出バルブ２９を閉じ、洗浄液バルブ２１を開いて、洗浄液（水）を容器内に流入する（ステップＳ１）。洗浄液は容器３の底部７から流入するので洗浄液面が上昇して、下方から上方に向けて濾材層９を通過し、攪拌翼３１が漬かるまで（残渣Ｋの容積が２〜４倍になるまで）注入する。洗浄液は濾材層９を逆洗するように濾過と反対の方向から通過するので、濾材層９に捕捉された残渣も濾材層９から浮き上がらせるようにして除去しつつ液面が上昇する。

洗浄液の液面が所定の液位に達したところで、図３に示すように、洗浄バルブ２１を閉じ、攪拌翼（パドラー）３１を回転する（ステップＳ２）。これにより、洗浄液に残渣Ｋを混合してスラリー状（残渣スラリー）にすると共に残渣スラリーＳを容器内で旋回させる。

残渣Ｋが洗浄液に混ざり、スラリー状になったところで、排出バルブ２９を開いて、排出口２３をあける（ステップＳ３）。これにより、濾過層９上にある残渣スラリーＳが排出口２３から排出管２５を通って、茶粕受けタンク２７への回収が開始される。

排出バルブ２３を開いた後に液面が低下してきたところで、側方バルブ４５を開いて、側方ノズル４１から洗浄液の噴射を開始する（ステップＳ４）。尚、残渣スラリーＳの液面が攪拌翼（パドラー）以下になりそうな位置でパドラーの駆動を停止する（ステップＳ５）。

図４及び図５に示すように、残渣スラリーＳが排出口２３から排出されるに従って残渣スラリーＳの液位が下がり、残渣スラリーＳの液面が攪拌翼３１より下がっても、側方ノズル４１から噴射される洗浄液により残渣スラリーＳに旋回力を付与して旋回を維持することができる。

尚、排出口２３はコーン状の濾材層９の中央部に形成されているから、残渣スラリーＳは渦を巻くようして排出口２３から排出される。

そして、残渣スラリーＳの液面が濾材層９（周縁部）に達したところで、側方ノズル４１の噴射を停止（ステップＳ６）し、続いてバルブ３９を開いて上方ノズル３５から洗浄液を噴射する（ステップＳ７）。上方ノズル３５を支持している支持材３７が回転するので、噴射された洗浄液は濾材層９全面を上方からすすぐと共に、容器側壁５の内面をすすぐ。

残渣スラリーＳ及び上方ノズル３５から噴射した洗浄水が殆んど排出口から排出されたところで、上方バルブ３９を閉じて上方ノズル３５の噴射を停止する（ステップＳ８）。

次に、図６に示すように、側方ノズル４１から間欠噴射を行う（ステップＳ９）。間欠噴射は、数秒間噴射して数秒間停止することを３〜７回繰り返し、濾材層９の表面に残った茶粕の微粉末等をすすぎ出して、排出口２３から排出する。

以上により残渣除去が終了する。尚、茶粕受けタンクに回収された残渣スラリーＳは脱水処理される。

本実施の形態によれば、残渣Ｋは洗浄液と共にスラリー状にして流出するので、残渣Ｋが装置周囲に飛散するのを防止できる。また、残渣Ｋはスラリー状であるから、茶粕受けタンク２７への搬送が配管のみや、ポンプを用いて容易にできる。

残渣Ｋの除去時には、濾材層９上まで洗浄水を満たして攪拌するので、濾材層９に残った残渣Ｋを殆んど残すことなく取り除くことができ、洗浄効率が良い。

容器３は、従来技術のように底部７を開閉する必要がないので、容器３の構成を簡易にでき、且つ残渣Ｋの除去は抽出後の容器３にそのまま洗浄水の注入と攪拌を行うだけであるから、作業性に優れる。

洗浄液は容器底部７から注入しているので、洗浄液は濾材層９を下から上に通過することにより、濾材層９を逆洗でき、濾材層９に捕捉された残渣Ｋの取り残しを防止できる。また、濾材層９の目詰まりを防止できる。

容器内の残渣スラリーＳは攪拌翼３１又は側方ノズル４１により常時旋回させているので、残渣スラリーＳに混入している残渣Ｋの沈殿を防止しつつ排出でき、残渣Ｋの取り残しを防止できる。

残渣スラリーＳの排出終了間じかには、上方ノズル３５により上方からも洗浄液を噴射して濾材層９表面をすすぐことにより、洗浄能力を更に高めることができる。

濾材層９を円錐形状（コーン状）としているので、残渣スラリーＳを渦状にして排出できる。従って、排出速度を早くできると共に容器内における残渣スラリーＳの旋回速度を早くして残渣Ｋの沈殿を防止できる。

ステップＳ９では側方ノズル４１から洗浄液が間欠噴射することにより、洗浄液が取り残された残渣Ｋやその微粉末を直接押し流すので、取り残した残渣やその微粉末を効果的に排出できる。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、抽出口１１や排出口２３の開閉は、バルブ１９、２３により行うことなく、栓を設けて、栓を取り除くことにより開く構成にしてもよい。

各バルブ１９、２１、２９、３１、４５の各開閉制御は時間経過や水位センサに同期して行う自動制御であってもよい。

本発明の実施の形態にかかる飲料抽出装置の概略的構成を示す縦断面図である。 図１に示す容器の横断面図である。 図７のステップＳ２における工程を示す図であり、飲料抽出装置の概略的構成を示す縦断面図である。 図７のステップＳ４、５における工程を示す図であり、飲料抽出装置の概略的構成を示す縦断面図である。 図７のステップＳ４、５における工程を示す図であり、容器の水平断面図である。 図７のステップＳ９における工程を示す図であり、飲料抽出装置の概略的構成を示す縦断面図である。 抽出残渣の除去方法のフローチャートである。 飲料抽出装置における飲料抽出方法を説明する図であり、飲料抽出装置の概略断面図である。

符号の説明

１ 飲料抽出装置
３ 容器
５ 側壁
７ 底部
７ａ 底面
９ 濾材層
１１ 抽出口
２３ 排出口
３１ 攪拌翼（パドラー）
３５ 上方ノズル
４１ 側方ノズル
Ｋ 残渣
Ｓ スラリー

Claims (12)

1. 容器の底面よりも上方に設けて容器内を上下に区画する濾材層と、濾材層の上方で容器内を攪拌する攪拌翼と、容器底面に設けて濾材層を通過した抽出液を取り出す抽出口とを備え、容器内の濾材層上に原料材と原液を投入して濾材層で濾過することにより原料材から飲料液を抽出する飲料抽出装置であって、濾材層の中央部に設けて抽出残渣を排出する排出口と、排出口に接続されて容器外に延出した排出管とを備えることを特徴とする飲料抽出装置。
2. 容器底面に洗浄液の注入口を有することを特徴とする請求項１に記載の飲料抽出装置。
3. 濾材層の上方で且つ容器側面の周方向に沿って洗浄液を噴射する側方ノズルを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の飲料抽出装置。
4. 側方ノズルの制御部を備え、制御部は側方ノズルから洗浄液を時間的な間隔をあけて間欠的に噴射する制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の飲料抽出装置。
5. 濾材層は、水平方向中央部を低く傾斜した円錐形状としてあることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の飲料抽出装置。
6. 容器の底面よりも上方に濾材層を有し、容器底面には濾材層を通過した抽出液を取り出す抽出口を有し、濾材層の中央部には抽出残渣の排出口を有し、排出口に容器外に延出した排出管が接続されており、容器の濾材層上に原料材と原液を投入して濾材層で濾過することにより原料材から飲料液を抽出する飲料抽出装置において、飲料抽出後に抽出口と排出口を閉じ、濾材層の上方まで洗浄液を注入した後、洗浄液を容器内で攪拌して容器周方向の旋回流を生じさせた状態で排出口を開き、洗浄液と共に残渣を排出口から排出管により容器外に排出することを特徴とする抽出残渣の除去方法。
7. 飲料抽出後に、容器底面から洗浄液を注入して、濾材層の下方から上方に洗浄液の水位を上げることを特徴とする請求項６に記載の抽出残渣の除去方法。
8. 排出口から洗浄液と共に残渣が排出されているときに、濾材層の上面に周方向に向けて洗浄液を噴射することを特徴とする請求項６に記載の抽出残渣の除去方法。
9. 排出口から洗浄液と共に残渣が排出されて洗浄液面が濾材層表面に達した後、周方向に向けて噴射する洗浄液は、時間的な間隔をあけて間欠噴射することを特徴とする請求項８に記載の抽出残渣の除去方法。
10. 濾材層の上面は水平方向中央部を低くしてあり、濾材層上の上に液面が位置する洗浄液が渦を形成して排出口から排出することを特徴とする請求項６に記載の抽出残渣の除去方法。
11. 容器内洗浄液の液面が濾材層表面以下になったときには濾材層の上方から下方に向けても洗浄液を噴射することを特徴とする請求項６に記載の抽出残渣の除去方法。
12. 残渣は、茶粕又はコーヒ粕であることを特徴とする請求項６〜１１の何れか一項に記載の抽出残渣の除去方法。

Images