JP4313448B2 - 水溶性物質の連続抽出法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水溶性物質を含む固形物から水溶性物質を連続的に向流抽出する方法に関する。又本発明は、本方法によって製造した水溶性物質に関する。水溶性物質は、例えば、可溶性コーヒーおよび茶の固形物である。
【０００２】
【従来の技術】
可溶性コーヒーおよび茶の粉末は通常、焙煎粉砕したコーヒー又は茶の葉から可溶性固形物を抽出し、そのようにして得た抽出液を濃縮し、その抽出液を噴霧乾燥又は凍結乾燥により粉末に乾燥することにより製造する。収率を工業的に許容できる水準に増加するために、抽出を通常２つ又はそれ以上の工程で行う。第１の工程において、容易に溶解できる物質は、焙煎粉砕したコーヒー又は茶の葉から抽出される。それに続く工程で、部分的に抽出された粉砕コーヒー又は茶の葉の中に残留する不溶性の炭水化物は、熱による可溶化を利用して可溶化して、更に抽出し；同時か又は別々のいずれかの可溶化および抽出工程で抽出される。
【０００３】
抽出は、伝統的に一組の固定床型反応器にて向流法により行う。抽出用液、通常熱湯を最も抽出された粉砕コーヒー又は茶の葉を含む固定床反応器の中に導入し、１つの反応器から次の反応器に流し、最も新鮮な粉砕コーヒー又は茶の葉を含む反応器を通過の後、一連の反応器を離れる。一定の時間の後、製造を止め、次に最も抽出した粉砕コーヒー又は茶の葉を含む反応器を一連の反応器群から外す。次に新鮮な粉砕コーヒーおよび茶の葉を含む反応器を一連の反応器群の反対側に接続し、そして製造を繰り返す。
【０００４】
伝統的な製法は良好に作動するが、下流製造工程は実質的に連続的であるが連続的でない欠点を有する。抽出された粉砕コーヒー又は茶の葉を反応器から掘り上げたりあるいは空気を吹き入れる必要がある。反応器から、反応器に新鮮な粉砕コーヒー又は茶の葉を再充填する前に、その反応器は一連の反応器群から取り除く。又、伝統的な方法では、本質的に抽出および可溶化を一緒に行う。それ故に可溶化条件を抽出条件と独立して調節することができない。このことは、固定床反応器に対する高圧の低下を伴い、潜在的に有利な可溶化条件の使用を妨げる。更に、これらの問題はしばしば粉砕コーヒー又は茶の葉をその抽出法に長時間保持させ、このことは製品品質に不利益であり、器具を汚すタールを生成する。それ故に、伝統的な方法を連続的方法に代え、かつ抽出と可溶化を一緒に行わないために、数年に渡って多くの試みがなされている。これらの試みの、合体的に成功したものはない。
【０００５】
１つの試みは、米国特許第２，６２９，６６３号明細書に記載されている。この特許に記載されている方法では、コーヒー粉をオーガーを含む管型反応器の中に供給する。次にオーガーは粉砕コーヒーを反応器に運ぶ。抽出用液は、反応器を通して粉砕コーヒーに対して向流の方向に流す。反応器は直径の異なる領域を有して、粉砕コーヒーの膨潤による反応器の詰まりを防止する。この方法の問題点は、粉砕コーヒーの上のオーガーの機械的作用で細粉を生ずる恐れがあることである。又低い抽出温度が使用されて、可溶化されない。その方法は、現在の工業的に利点のある製品を製造することができない。
【０００６】
他の試みが米国特許第３，８６２，３４７号明細書に開示されている。この特許に記載されている方法では、粉砕コーヒーを濃縮したコーヒー抽出液でスラリー化して管型反応器の底部に導入する。低温の希釈されたコーヒー抽出液を抽出用液として管型反応器の頂部に導入する。中空のブレードは管型反応器の底部近くで回転する。反応器の下の方に送られる抽出用液はブレードを通って排出される。ブレードは又粉砕コーヒーを上の方に送るのに役立つ。粉砕コーヒーが中空のブレードの上に送られると、粉砕コーヒーは充填床を形成し、充填床は充填用液体の流れに反して上方に移動する。充填床内部の温度は注意深く制御され、その結果、抽出用液の粘度は減少するか、又は床を下に通過する時と同様の状態である。しかしその特許に記載されている方法は、減少するチャネリングを減ずることによりその系を機械的に最適化する試みである。その方法は、抽出されたコーヒーのフレーバを改善しない。カラムとブレードの配置は、充填床の高さのカラムの直径に対する比率が７：１以上であるようなものである。それ故に抽出液のカラム中の保持時間は、通常否定的にフレーバに影響する長さである。又床を横切る圧力低下は高くなりがちである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
水溶性物質を含む固形物から、水溶性物質を連続的に抽出する方法を供すること、特に良好なフレーバの飲料製品を供することが、この発明の目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
それ故に、１つの見地において、この発明は水溶性物質を含む固形物から水溶性物質を連続的に抽出する方法を供し、その方法は：
抽出される固形物および抽出液を固液分離器のすぐ上の管型反応器の中に導入し、固形物は固液分離器上の上方へ移動する充填床を形成し、一方抽出液は固液分離器を通って流出させ；
固形物を充填床から掻き取って充填床の上部表面を区画し；
抽出用液を充填床の上部表面の上の管型反応器に導入し、抽出用液の一部を充填床を通って浸透させて充填床の中の固形物から水溶性の物質を抽出し、ついで固液分離器を通って抽出液として流出させ、抽出用液の残りの部分で充填床から掻き取った固形物を伴出して消費された固形物のスラリーを供し；
消費された固形物スラリーを管型反応器から除去し；そして
固液分離器の下から抽出液を取り出すことを包含する。
【０００９】
その方法は、抽出を可溶化工程と別にする方法で行うことができる利点を有する。それ故に、抽出液は可溶化作用を受けず、そして飲料用の抽出液に異臭を生じない。又消費された固形物は、有利でかつ的確に制御された条件下で可溶化作用を受けることができる。更に、固形物は、管型反応器にスラリーの形態で導入されるから、固形物は一様に湿っており、かつ管型反応器に入る前に脱気される。それ故に、管型反応器の中の液体のチャネリングは最小限になる。更にその方法は高さを減少した充填床の使用を可能にし、それはより低い圧力低下および充填低下の抽出液のより低い保持時間を生ずる。
【００１０】
他の見地では、この発明は水溶性物質を含む固形物から水溶性物質を抽出する方法を供し、その方法は：
新鮮な固形物を第１の抽出反応器の中にスラリーの形態で導入し、固形物で第１の抽出反応器の中に上方に移動する充填床を形成し；
第１の抽出用液を、上方に移動する充填床の上の第１の抽出反応器の中に８０℃から１８０℃の温度で導入し、第１の抽出用液の一部を上方に移動する充填床を通して浸透させて最初の抽出液を供し、第１の抽出用液体の残りの部分は一部が消費された固形物を第１の抽出反応器から伴出し；
抽出用液は一部が消費された固形物を濾過して第１の濾液および一部が消費された固形物を供し；
一部が消費された固形物を１５０℃から２６０℃の温度で１分から１５分間の加熱により水に可溶化して、可溶化した固形物を供し；
可溶性化した固形物を第２の抽出反応器の中にスラリーの形態で導入し、かつ可溶化した固形物で第２の抽出反応器の中に上方に移動する充填床を形成し、
第２の抽出用液を、上方に移動する充填床の上の第２の抽出反応器の中に、８０℃から１８０℃の温度で導入し、第２の抽出用液の一部を上方に移動する充填床を通して浸透させ、第２の抽出用液の残りの部分は一部が消費された粉砕コーヒーを第２の抽出反応器から伴出し；そして
第１の抽出反応器を離れる第１の抽出液の少なくとも一部を回収することを包含する。
【００１１】
好ましくは、その方法は更に、第２の抽出反応器を離れる第２の抽出液の少なくとも一部を回収して、第１の抽出液を供する。
【００１２】
その方法は更に：第２の抽出用液を第２の抽出反応器を離れる一部が消費された固形物から濾過し；
一部が消費された粉砕コーヒーを１５０℃から２６０℃の温度で１分から１５分間の加熱により水に可溶化して可溶化された固形物を供し、
可溶化された固形物を第３の抽出反応器の中にスラリーの形態で導入し、そして可溶性固形物で第３の抽出反応器の中に上方に移動する充填床を形成し、
第３の抽出用液を、上方に移動する充填床の上の第３の抽出反応器の中に８０℃から１８０℃の温度で導入し、第３の抽出用液の一部は上方に移動する充填床を通して浸透させて、第３の抽出液を供し、第３の抽出用液の残りの部分は一部が消費された粉砕コーヒーを第３の抽出反応器から伴出することを含む。
【００１３】
好ましくは、その方法は更に、第３の抽出反応器を離れる第３の抽出液の少なくとも一部を回収して、第２の抽出用液を供することを含む。
【００１４】
固形物は粉砕コーヒー又は茶の葉であるのが好ましく、そして水溶性物質は可溶性コーヒー固形物および可溶性茶固形物であるのが好ましい。
【００１５】
他の見地では、この発明は、もっぱら焙煎したコーヒー豆から得た炭水化物を含む可溶性コーヒー製品を供し、その可溶性コーヒー製品は、少なくとも４０重量％の全糖分を含み、その全糖分の少なくとも約５．５重量％が遊離の糖であり、かつ少なくとも約１０重量％はモノ−、ジ−およびオリゴ−サッカライドであり、オリゴ−サッカライドは３から１０糖ユニットを含む。好ましくは可溶性コーヒー製品は、少なくとも約６重量％の；例えば約６．５％から約７．５％の遊離の糖を含む。更に可溶性のコーヒー製品は、好ましくは少なくとも約１２重量％の；例えば約１４％から約１８％のモノ−、ジ−およびオリゴ−サッカライドを含む。製品は、好ましくは、約４４％から約４５％の全糖分を含む。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明の実施態様を、ここで例のみによって、図面について記述し、図中：
図１は、１段のコーヒー抽出系の略図であり；
図２は、２段のコーヒー抽出系のフローシートであり；
図３は、他の２段のコーヒー抽出系のフローシートであり；そして
図４は、３段のコーヒー抽出系のフローシートである。
【００１７】
本発明はコーヒー抽出法に関して詳細に記述する。しかし、その方法はコーヒー抽出に限定するものではない。その方法は、実に、多くの水溶性物質をそれを含む固形物から抽出するのに適用できる。
【００１８】
一段のコーヒー抽出系の例を図１に例示する。その系は管型抽出反応器１０を含み、それは垂直に設置される。回転可能な供給管１２は抽出反応器１０をその軸に沿って、抽出反応器の低部端から上部端に伸びる。供給管１２は２つの同軸に設置されたシャフトから成る（示さない）。供給管１２のシャフトは１つ又はそれ以上のモーターに接続し（示さない）、モーターは供給管１２を形成するシャフトの回転を駆動する。スクリーン１４は抽出反応器１０の低部の近くに張られている。スクリーン１４の目の大きさは、液体はスクリーン１４を通過するが粉砕コーヒーは通過しない大きさである。
【００１９】
ワイパーブレード１６はスクリーン１４の直ぐ上の供給管１２から放射状に外側に広がっている。ワイパーブレード１６は、抽出反応器１０の中の粉砕コーヒーに、上方に向かう力を与えるために設置される。いくつかのワイパーブレードを使用することができる。液分配器（図示せず）は供給管１２に接続されて、供給管１２の中のスラリーを管型反応器１０の中に液分配器を通って流入することができる。液分配器の例は、供給管１２から外に向かって放射状に伸び、かつその長さ方向に沿って１つ又はそれ以上の出口を有する分配パイプである。必要ならば、１つ以上の分配パイプを使用することができる。
【００２０】
１セットの掻き取り用ブレード１８は、抽出反応器１０の最上部近くで供給管１２から放射状に外側に伸びる。いくつかの掻き取り用ブレードを使用することができる。掻き取り用ブレード１８は、便利には、取り外すことができるように取り付けられて、供給管１２上のそれらの位置を、必要ならば調節することができる。又必要ならば、セットの掻き取り用ブレード１８は、好ましくはワイパーブレード１６とは異なるシヤフトに取り付けて、掻き取り用ブレード１８はワイパーブレード１６とは反対方向の回転で回転さすことができる。
【００２１】
又抽出反応器１０は、消費された粉砕コーヒーのスラリー２４の除去のための上部出口、希薄な抽出用液２８の導入のための上部入口２６、およびコーヒー抽出液３２を取り出すための、スクリーン１４の下に位置する、低部の出口を有する。供給管１２には、粉砕コーヒーのスラリー３６を供給管１２の中に、従って抽出反応器１０の中に導入するための低部の入口３４が設置されている。
【００２２】
使用の際に、供給管１２のシャフトは回転する。粉砕コーヒー３８をミキサー４０の中に供し、ミキサーの中で、粉砕コーヒーは再利用されるコーヒー抽出液４２でスラリー化させる。次に生成される粉砕コーヒースラリー３６を、供給管１２の中に下部の入口３４を通って供給する。ポンプ（図示せず）を、粉砕コーヒースラリー３６を供給管１２の中に導入するのに使用することができる。次に、スラリーは供給管１２を上に流れ、分配用パイプの中に、ついで抽出反応器１０の中に流れる。粉砕コーヒーの流路は図１において矢印で示す。抽出反応器１０に入る際に、スラリーの中の粉砕コーヒーはスクリーン１４の上に保持され、そこでそれらは充填床を形成する。
スラリーの中の液体は、スクリーン１４を通って排出される。
【００２３】
供給管１２のシャフトで回転するワイパーブレード１６は、粉砕コーヒーに上方に向かう力を与え、充填床の中の粉砕コーヒーを徐々に上方に移動させる。分配パイプを通って抽出反応器１０に入る新鮮な粉砕コーヒーは、上方に移動する粉砕コーヒーによって残された空間を満たす。充填床の中の粉砕コーヒーは、スクリーン１４に関して上方に移動する間、特に充填床の最上部近くで互いについて実質的に固定した位置のままである。
【００２４】
供給管１２のシヤフトで同様に回転する掻き取りブレード１８は、粉砕コーヒーを充填床から除去する。それ故に、掻き取りブレード１８は充填床の上部の水平面を区画する。その結果、掻き取りブレード１８の位置を設定することにより、充填床の深さを容易に設定することができる。
【００２５】
希釈した抽出用液２８は、上部入口２６を通って抽出反応器１０に入る。希釈した抽出用液２８の一部は、充填床を通って下の方に浸透し、それが進行するに従って可溶性コーヒー固形物を抽出する。希薄な抽出用液２８の残りは、掻き取りブレード１８により充填床から掻き取られた粉砕コーヒーを伴出し、これらの粉砕コーヒーを消費された粉砕コーヒーのスラリー２４として上部の出口２２を通って運ぶ。消費された粉砕コーヒーのスラリー２４は、次に濾過器４４で濾過して、一部抽出された粉砕コーヒー４６を除去する。濾過器４４は遠心器が便利である。濾過器４４からの濾液４８は、次に新鮮な抽出用液１０と一緒にし、希釈された抽出用液２８として抽出反応器１０に返送される。
【００２６】
スクリーン１４を通って抽出反応器１０の底部に流れる液は、充填床を通って浸透された液体および粉砕コーヒースラリー３６中の液体で構成される。それ故に液体は抽出されたコーヒー固形物を含む。液体はコーヒー抽出液３２として低部出口３０を通って抽出反応器１０を離れる。次に、コーヒー抽出液３２は、２つの流れ、新鮮な粉砕コーヒーをスラリー化するためにミキサー４０に供給される再循環されたコーヒー抽出液４２およびコーヒー抽出液の製品２０に分けられる。必要ならば、コーヒー抽出液３２は２つの流れに分ける前に、清浄化することができる。
【００２７】
抽出反応器１０の操作温度は、必要望に応じて選択することができる。しかし、その温度は通常約８０℃から約１８０℃であり、例えば約１００℃から約１５０℃である。必要ならば、適切な熱交換器を系に組み入れて、希釈された抽出用液２８および粉砕コーヒースラリー３６の何れか又はその両者を加熱することができる。
【００２８】
粉砕コーヒーを構成する粒子の大きさは、適切には、全焙煎豆について約０．５mmの範囲内であり、好ましくは約１mmから約２mmである。例えば、粒子の大きさは、約１．２mmから約１．８mmである。それ故に、小さな粒子の大きさの粉砕コーヒーを使用することができ、それは十分で、かつ急速な抽出を可能にする。
【００２９】
抽出反応器１０の中に形成される充填床の高さは、要望通りに選択することができる。しかし、約０．４m から約０．８m の範囲の床の高さは、適切であることが分かった。床の高さの床の径に対する比率は約１．５：１未満が好ましく、約１：１未満が更に好ましい。例えば、床の高さの床の直径に対する比率は約０．５：１未満である。これらの高さの直径に対する比率の充填床の使用はより低い圧力低下、例えば約５０kPa 未満の利点を提供する。
【００３０】
コーヒー抽出法は１つ以上の抽出反応器を包含することができ、かつ可溶化工程を含むことができる。例えば図２に例示しているごとく、コーヒー抽出法は２つの抽出反応器１００、１０２および可溶化反応器１０４を有することができる。２つの抽出反応器は、実質的に上記の通りである。新鮮な粉砕コーヒー１０６は第１の混合器１０８の中でスラリー化し、ついで第１の反応器１００の中に導入する。第１の反応器１００を離れるコーヒー抽出液１１０の一部は、新鮮な粉砕コーヒー１０６をスラリー化するのに使用される。残りの部分は抽出液の製品１３６として回収される。第１の反応器１００を離れる消費された粉砕コーヒーのスラリーは、第１の濾過器１１２の中で濾過される。
【００３１】
第１の濾過器１１２を離れる一部抽出された粉砕コーヒー１１４は、次に可溶化反応器１０４に運ばれる。可溶化反応器１０４は、高い温度と圧力に耐えることができる任意の適切な反応器でよい。例えば、可溶化反応器は、固定床反応器、オートクレーブ、プラグ・フロー反応器、オーガー又は輸送用ブレンダーを有する管型反応器、押出機、又は同種のものである。可溶化反応器のデザインは選択事項であり、方法に重要な影響を与えない。
【００３２】
可溶化反応器１０４の中で、一部抽出された粉砕コーヒーは、例えば約１５０℃から約２６０℃の温度で約１分から約１５分間の加熱による、熱的な可溶化を受ける。約１８０℃から約２２０℃の温度が望ましい。加熱は蒸気を使用して、好ましくは蒸気の直接噴射により行うことができる。
【００３３】
可溶化反応器１０４を離れる可溶化された粉砕コーヒー１１６は第２の混合器１１８に運ばれる。一部抽出された粉砕コーヒー１０６は、第２の混合器１１８の中で第２の反応器１０２を離れるコーヒー抽出液１２０の一部を使用してスラリー化する。その結果生成されるスラリーは、次に第２の反応器１２０の中に導入される。第２の反応器１０２を離れる消費された粉砕コーヒースラリーは、第２の濾過器１２２で濾過される。第２の濾過器１２２から得た第２の抽出された粉砕コーヒー１２４は、次に廃棄又は他の処理のために送られる。第２の濾過器１２２から得た濾液１２６を新鮮な水１２８と混合し、次に第２の抽出反応器１０２の頂部に導入される。
【００３４】
第２の抽出反応器１０２を離れるコーヒー抽出液１２０の、第２のミキサー１１８に再循環されない部分１３０は、ついで第１の濾過器１１２から得た濾液１３２と一緒にする。次にその混合物を、第１の抽出反応器１００の最上部に、希釈された抽出液１３４として導入される。要望があれば、追加の新鮮な水を、コーヒー抽出液１２０の部分１３０に加えることができ、それは濾液１３２と一緒にされる。
【００３５】
この方法について、粉砕コーヒーは可溶化工程によって分離された２つの向流抽出工程を受ける。更に又、第２の抽出反応器１０２で新鮮な抽出液が系に入る全工程は向流であり、抽出反応器で消費された粉砕コーヒー１２４は排出される。その抽出工程の他端において、新鮮な粉砕コーヒー１０６を、系の中に導入し、そしてコーヒー抽出液１３６を回収する。しかし、抽出用液は可溶化工程を受けず、それ故に、コーヒー抽出液が可溶化を受ける時に生ずる異臭の形成および収量の損失、その両者が避けられる。
【００３６】
図２に示したように系をアレンジすることは必要でないことが分かる。例えば、コーヒー抽出液１２０の一部１３０を、第２の抽出反応器１０２から第１の抽出反応器１００に向けることは必要ではない。その代わりに、部分１３０を回収し、第１の抽出反応器１００を出る抽出液製品１３６と一緒にすることができる。この場合、新鮮な水１４０は、第１の濾過器１１２を出る濾液１３２と一緒にすることができる。これは図３に示した最良のものである。
【００３７】
又、追加の抽出反応器および可溶化反応器を、必要ならば系に接続することができる。例えば、図４に示すごとく、コーヒー抽出法は第３の抽出反応器１４４および第２の可溶化反応器１４２を有することができる。抽出反応器１４４および可溶化反応器１４２は、実質的に図１から３についてしたようなものである。第２の濾過器１２２を離れる抽出された粉砕コーヒー１２４は、次に第２の可溶化反応器１４２に運び、そこで上記のごとく可溶化される。
【００３８】
第２の可溶化反応器１４２を離れる可溶化された粉砕コーヒーを、第３のミキサー１４６に運ぶ。可溶化された粉砕コーヒーは、第３のミキサー１４６の中で、第３の反応器１４４を離れるコーヒー抽出液１５２の一部を使用してスラリー化する。
【００３９】
生成されるスラリーは、次に上記のごとく第３反応器１４４に導入される。第３の反応器１４４を離れる消費された粉砕コーヒーのスラリーは、第３の濾過器１４８で濾過される。第３の濾過器１４８から得た抽出された粉砕コーヒー１５４は、次に廃棄又は他の処理のために送られる。第３の濾過器１４８から得た濾液１５６は新鮮な水１２８と一緒にし、ついで第３の抽出反応器１４４の頂部に導入される。
【００４０】
第３の抽出反応器１４４を離れるコーヒー抽出液１５２の、第３のミキサー１４６に再循環されない部分１５０は、次に第２の濾過器１２２から得た濾液１２６と一緒にする。次にその混合物を、第２の抽出反応器１０２の頂部に、希薄な抽出液として導入する。
【００４１】
勿論、コーヒー抽出液１５２の一部１５０を、第３の抽出反応器１４４から第２の抽出反応器１０２に向ける必要はない。その代わりに、部分１５０を回収し、次に第１の抽出反応器１００を離れる抽出液生成物１３６と一緒にすることができる。この場合に、新鮮な水を第２の濾過器１２２を離れる濾液１２６と一緒にし、ついで第２の抽出反応器１０２のための希釈された抽出用液として使用することができる。同様に図３に関して、コーヒー抽出液１２０の一部１３０を、第２の抽出反応器１０２から第１の抽出反応器１００に向ける必要がない。その代わりに、部分１３０を回収し、第１の抽出反応器１００を出る抽出液生成物１３６と混合する。更に追加の新鮮な水を、コーヒー抽出液１２０, １５２の一部１３０, １５０に加え、それを反応器１００, １０２に希釈された抽出液として導入することができる。
【００４２】
更に、一つ以上の抽出反応器を使用する代わりに、追加の抽出工程を、固定床反応器又は他の適切な反応器を使用することにより供することができる。しかし、全ての追加の抽出工程のための抽出反応器の使用は、より良好なフレーバプロフィールを有するコーヒー製品を得ることができる故に好ましい。
【００４３】
その方法から得たコーヒー抽出液は、望まれる時に、可溶性粉砕コーヒーに加工することができる。通常、コーヒー抽出液は蒸気を使用してストリップしてアロマの揮発性物質を除去し、濃縮し、ついで噴霧乾燥又は凍結乾燥する。これらの方法はよく知られており、よく文献に記載されており、かつ本発明に重大な影響を有しない。又アロマは、ガスストリッピング、スチーミング等の周知の方法により抽出する前に、焙煎粉砕したコーヒーから回収することができる。
【００４４】
必要ならば、図１に例示した管型反応器１０の中のスクリーン１４を、壁面に代えることが可能であり、その壁面は管型反応器１０の低部の壁面であることができる。次に、適切なスクリーン（図示せず）は、管型反応器１０の低部の端の近くの管型反応器１０の側面の壁に供することができる。この場合に、抽出液３２は、スクリーン１４を通る代わりに、側面の壁の中のスクリーンを通って流出される。
【００４５】
例１
２つの抽出反応器および可溶化反応器で構成される抽出系を使用する。反応器は図２に例示したごとく接続する。抽出反応器は約０．６m の直径を有する。そして約１．３mmから約１．４mmの平均粒度の粉砕コーヒを使用する。
約３３０kg／時の新鮮な粉砕コーヒーを、コーヒー抽出液でスラリー化し、ついで第１の抽出反応器の中に約９０℃の温度で供給する。水を第２の抽出反応器から得た濾液と一緒にし、第２の抽出反応器に抽出用液として供給する。抽出用液の温度は約１１０℃である。系の抽出率反応系から回収されるコーヒー抽出液重量対反応系に導入される新鮮なコーヒー粉砕物の重量比は約４：１であり、床の高さは約０．５m である。
第２の抽出反応器から得たコーヒー抽出液の一部を、第１の抽出反応器から得た濾液と一緒にし、ついで第１の抽出反応器の中に抽出用液として供給する。抽出用液の温度は、約１３０℃である。
第１の抽出用液から得た一部抽出された粉砕コーヒーを、可溶化反応器の中に供給して約１９８℃で約５分間の熱的な可溶化処理に供する。可溶化反応器を離れる可溶化された粉砕コーヒーを、第２の抽出反応器から得たコーヒー抽出液の残りの部分でスラリー化し、ついで第２の抽出反応器に約９６℃の温度で供給する。
第１の抽出反応器を離れるコーヒー抽出液生成物を回収し、次に可溶性コーヒー固形物含量を測定する。収率は、系に入る新鮮な粉砕コーヒーを基準として約４９％である。コーヒー抽出液生成物を、次に通常の方法で粉末コーヒーに加工する。粉末コーヒーを熱湯に溶解し、ついでそのコーヒー飲料をパネルにより試験する。そのコーヒー飲料は、こくのある、焙煎されたフレーバを有することが分かった。
比較のために、通常の粉末コーヒーを、可溶化工程で分けられた２つの抽出工程を供するために配置した固定床反応器を使用して製造する。その系を、４９％の収率を得るような条件下で作動する。通常の粉末コーヒーから製造されたコーヒー飲料は、十分に強力であるが、しかし粗悪なフレーバを有することが、パネル試験によって特徴づけられた。
【００４６】
例２
３つの抽出反応器および２つの可溶化反応器で構成される抽出系を使用する。反応器は次のごとく接続する。第１の抽出反応器、第１の可溶化反応器、第２の抽出反応器、第２の可溶化反応器、および第３の抽出反応器。
新鮮な粉砕コーヒーを第１の抽出反応器に入れ、ついで逐次各反応器に運び、第３の抽出反応器を通過後系を離れる。水を第３の抽出反応器から得た濾液と一緒にして系に入れる。その混合液を第３の抽出反応液の中に抽出用液として約１２０℃の温度で供給する。第３の抽出反応器を離れるコーヒー抽出液の一部を第３の抽出反応器の中に再循環し、一方残りのコーヒー抽出液は第２の抽出反応器に供給する。同様に、第２の抽出反応器を離れるコーヒー抽出液の一部を第２の抽出反応器に再循環し、一方残りのコーヒー抽出液を第１のコーヒー抽出反応器に供給する。第１および第２の抽出反応器の中に供給する抽出用液の温度は約１２０℃である。床の高さの床の径に対する比率は、約０．３３：１である。第１の抽出反応器を離れる一部抽出された粉砕コーヒーは、第１の可溶化反応器の中で約１９０℃で３分間の熱的な可溶化を受ける。第２の抽出反応器を離れる一部抽出された粉砕コーヒーは、第２の可溶化反応器の中で約２０４℃で８分間の熱的な可溶化を受ける。
第１の抽出反応器を離れるコーヒー抽出液製品を回収し、ついで可溶性コーヒー固形物含量を測定する。収率は系に入る新鮮な粉砕コーヒーを基準として約５２．５％である。次にコーヒー抽出液製品を通常の方法で粉末コーヒーに加工する。粉末コーヒーをサンプル１と表示する。
次にサンプル１を分析して、遊離糖含量、全糖含量、モノ−サッカライド含量、ジ−サッカライド含量および３から１０糖ユニットを含むオリゴ−サッカライドの含量を測定する。
米国で市販されている３つの可溶性コーヒー製品を地方のスーパーマーケットから得る。これらの可溶性コーヒー製品をサンプルＡ, ＢおよびＣと表示する。次にサンプルＡ, ＢおよびＣを分析して、遊離糖含量、全糖含量、モノ−サッカライド含量、ジ−サッカライド含量および３から１０糖ユニットを含むオリゴ−サッカライド含量を測定する。その結果は次の通りである。
【表１】

サンプル１は、市販のサンプルより高い遊離糖含量、全糖含量、モノ−サッカライド含量、ジ−サッカライド含量およびオリゴ−サッカライド含量を有する。
【００４７】
例３
３つの抽出反応器および２つの可溶化反応器で構成される抽出系を、使用する。反応器は次のごとく接続する。第１の抽出反応器、第１の可溶化反応器、第２の抽出反応器、第２の可溶化反応器、および第３の抽出反応器。
新鮮な粉砕コーヒーを第１の抽出反応器に入れ、ついで逐次各反応器に運び、第３の抽出反応器を通過した後、系を離れる。水を、第１および第３の抽出反応器で、系の中に導入する。
第３の抽出反応器のために、水を第３の抽出反応器から得た濾液に加える。その混合物を第３の抽出反応器に、抽出用液として約１１０℃の温度で加える。新鮮な粉砕コーヒーを基準とする抽出率は約５：１である。第３の抽出反応器を離れるコーヒー抽出液の一部は第３の抽出反応器の中に再循環し、一方コーヒー抽出液の残りは第２の抽出反応器に供給する。
第２抽出反応器を離れるコーヒー抽出液の一部は、第２の抽出反応器の中に再循環し、一方抽出液の残りは回収する。第２の抽出反応器の中に供給する抽出用液の温度は約１１０℃である。第２のおよび第３の抽出反応器についての収率は約２７．５％である。
第１の抽出反応器のために、水を第１の抽出反応器から得た濾液に加える。その混合液を、第１の抽出反応器の中に抽出用液として約１２０℃の温度で供給する。新鮮な粉砕コーヒーを基準とする抽出率は、約４：１である。第１の抽出反応器についての収率は約２７．５％である。
第１の抽出反応器を離れる一部抽出された粉砕コーヒーは、第１の可溶化反応器の中で約１９０℃で約３分間の熱的可溶化を受ける。第２の抽出反応器を離れる一部抽出された粉砕コーヒーは、第２の可溶化反応器の中で約２０４℃で８分の熱的可溶化を受ける。
系の収率は、系に入る新鮮な粉砕コーヒーを基準として約５５％である。コーヒー抽出液製品を、通常の方法で粉末コーヒーに加工する。粉末コーヒーを熱湯で溶解し、そしてそのコーヒー飲料のパネルテストを行う。そのコーヒー飲料は、全粒の焙煎したコーヒーフレーバを有することが確認された。
【００４８】
例４
例１に記載した抽出系を、茶の葉から可溶性の茶固形物を抽出するのに使用する。操作条件は、実質的に例１に記載したのと同様である。良好なフレーバの可溶性茶粉末が得られる。
多くの修正と変形を、本発明から逸脱することなく、上記の実施態様および例で行うことができることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】１段のコーヒー抽出系の略図を示す。
【図２】２段のコーヒー抽出系のフローシートを示す。
【図３】他の２段のコーヒー抽出系のフローシートを示す。
【図４】３段のコーヒー抽出系のフローシートを示す。
【符号の説明】
１０ 管型抽出反応器
１２ 回転可能な供給管
１４ スクリーン
１６ ワイパーブレード
１８ 掻き取り用ブレード
２２ 上部出口
２４ 消費された粉砕コーヒーのスラリー
２６ 上部入口
２８ 希薄な抽出用液
３０ 下部出口
３２ コーヒー抽出液
３４ 低部入口
３６ 粉砕コーヒーのスラリー
３８ 粉砕コーヒー
４０ ミキサー
４２ コーヒー抽出液
４４ 濾過器
４６ 一部抽出された粉砕コーヒー
４８ 濾液
５０ 新鮮な抽出用液
１００ 第１の抽出反応器
１０２ 第２の抽出反応器
１０４ 可溶化反応器
１０６ 新鮮な粉砕コーヒー
１０８ 第１のミキサー
１１０ コーヒー抽出液
１１２ 第１の濾過器
１１４ １部抽出された粉砕コーヒー
１１６ 可溶化された粉砕コーヒー
１１８ 第２のミキサー
１２０ 一部のコーヒー抽出液
１２２ 第２の濾過器
１２４ 抽出された粉砕コーヒー
１２６ 第２の濾過器から得た濾液
１２８ 新鮮な水
１３０ コーヒー抽出液の再循環されない部分
１３２ 第１の濾過器から得た濾液
１３４ 希釈された抽出用液
１３６ 第１の抽出反応器をでる抽出液生成物
１４０ 新鮮な水
１４２ 第２の可溶化反応器
１４４ 第３の抽出反応器
１４６ 第３のミキサー
１４８ 第３の濾過器
１５０ コーヒー抽出液の一部
１５２ 第３抽出反応器を離れるコーヒー抽出液
１５４ 抽出された粉砕コーヒー
１５６ 第３の濾過器から得た濾液

Claims (9)

1. 水溶性物質を含む固形物粒子から、水溶性物質を連続的に抽出する方法において、その方法は：
   抽出される固形物粒子および抽出物を含むスラリーを固液分離器のすぐ上の管型反応器に導入し、固形物粒子で固液分離器の上の上方に移動する充填床を形成させ、一方抽出物は固液分離器を通して流出させ；
   固形物粒子を充填床から掻き取って、充填床の上部表面を区画し；
   抽出用液を充填床の上部表面の上の管型反応器に導入し、抽出用液の一部を充填床を通して浸透させて充填床中の固形物粒子から水溶性物質を抽出し、ついで抽出物として固液分離器を通して流出させ、残部の抽出用液で充填床から掻き取った固形物粒子を伴出させ、消費された粒子のスラリーを供し；
   管型反応器から消費した粒子スラリーを除去し；
   次に抽出物を、抽出液生成物として固液分離器の下から取り出すことを包含する、上記水溶性物質の連続抽出方法。
2. 更に抽出液生成物の一部を固形物粒子と混合してスラリーを供する、請求項１に記載の方法。
3. 更に、消費された粒子のスラリーを濾過して濾液および消費された粒子を供すること；および濾液を抽出用液の一部として管型反応器に導入する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 水溶性物質を含む固形物粒子から水溶性物質を抽出する方法において、その方法は：
   新鮮な固形物粒子を第１の抽出反応器の中にスラリーの形態で導入し、ついで第１の抽出反応器の中において固形物粒子で上方に移動する充填床を形成し、
   第１の抽出用液を上方に移動する充填床の上の第１の抽出反応器に８０℃から１８０℃の温度で導入し、第１の抽出用液の一部を上方に移動する充填床を通って浸透させて第一抽出物を得、第１の抽出用液の残りの部分は第１の抽出反応器からそれぞれの一部が消費された粒子を伴出し；
   それぞれの一部が消費された粒子から抽出用液を濾過して、濾液およびそれぞれの一部が消費された粒子を供し；
   それぞれの一部が消費された粒子を１５０℃から２６０℃の温度において１分から１５分間の加熱により水に可溶化して、可溶化粒子を供し；
   可溶化粒子を第２の抽出反応器にスラリーの形態で導入し、そして第２の抽出反応器の中で、可溶化した粒子で上方に移動する充填床を形成し、
   第２の抽出用液を、上方に移動する充填床の上の第２の抽出反応器に８０℃から１８０℃の温度で導入し、第２の抽出用液の一部を上方に移動する充填床を透過させて第２の抽出液を供し、第２の抽出用液の残りの部分は第２の抽出反応器からそれぞれの一部が消費された粒子を伴出し、ついで
   第１の抽出反応器を離れる第１の抽出液の少なくとも一部を回収して抽出液生成物を供することを包含する、上記水溶性物質の抽出方法。
5. 更に、第１の抽出液の一部を新鮮な固形物粒子と混合して、第１の抽出反応器の中に導入するスラリーを供し；かつ第２の抽出液の一部分を可溶化した粒子と混合して第２の抽出反応器の中に導入するスラリーを供する、請求項４に記載の方法。
6. 更に、第１の濾液を第１の抽出反応器の中に、第１の抽出用液の一部として導入する、請求項４又は請求項５に記載の方法。
7. 第２の抽出用液を、第２の反応器を離れるそれぞれの一部が消費された粒子から濾別して第２の濾液とそれぞれの一部が消費された粒子を供し、次に第２の濾液を第２の抽出用液の一部として第２の抽出反応器の中に導入する、請求項４から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 第２の抽出用液を、第２の抽出反応器から離れるそれぞれの一部が消費された粒子から濾別して、第２の濾液およびそれぞれの一部が消費された粒子を供し；
   それぞれの一部が消費された粒子を１５０℃から２６０℃の温度で１分から１５分間の加熱により水に可溶化して、可溶化粒子を供し；
   可溶化粒子を第３の抽出反応器の中にスラリーの形態で導入し、ついで可溶化粒子で第３の抽出反応器の中に上方に移動する充填床を形成し、
   第３の抽出用液を上方に移動する充填床の上の第３の抽出反応器の中に８０℃から１８０℃の温度で導入し、第３の抽出用液の一部を上方に移動する充填床を透過させて第３の抽出液を供し、第３の抽出液の残りの部分は第３の抽出反応器からのそれぞれの一部が消費された粒子を伴出する、請求項４から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 固形物粒子は粉砕コーヒーであり、そして水溶性物質は可溶性コーヒー固形物である、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。

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