JP6770399B2 - 生葉の香味誘発萎凋装置並びにこの装置を用いた生葉の香味誘発萎凋方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば生茶葉を原料として、芳香、滋味に優れた発酵茶を製造するにあたっての萎凋手法に関するものであって、萎凋工程に含まれる異なった加工工程要素を一基の装置内で完結することを可能とした、生葉の香味誘発萎凋装置並びにこの装置を用いた生葉の香味誘発萎凋方法に係るものである。

例えば生茶葉を原材料とした茶は、我が国では緑茶が一般的に普及しているが、近時、消費者の嗜好の多様化により、生茶葉を半発酵させたウーロン茶、発酵させた紅茶等を製造する試みも広がりつつある。
このような発酵茶（以下、半発酵茶も含めて発酵茶と称する）は、その製造にあたってまず最初に、生茶葉に含まれる水分を減少させるとともに酸化酵素の活性を促すための萎凋工程を必須とするが、この萎凋工程は、「日干萎凋」、「静置萎凋」、「揺青」といった異なる加工工程要素の全て又は一部が選択的に実施されるものである。
具体的には前記「日干萎凋」は、生茶葉に日光を当てて昇温、萎凋させる工程要素であり、水分減による重量減を伴うものである。
また前記「静置萎凋」は、室内に設けた棚に茶葉を薄く広げて、時間を掛けて萎凋させる工程要素である。
更にまた前記「揺青」は、茶葉に振動を与えながら攪拌したり、両手で持ち上げて揺り落とすことにより、物理的刺激を与えて表面に微細な傷を付与して酸化酵素の活性を促す工程要素である。
そして実際の発酵茶の製造においては、これらの工程要素を一部簡略化、省力化するにせよ、複数段階行うことが良質の発酵茶を得るためには必要である。
このため「日干萎凋」、「静置萎凋」、「揺青」の各工程要素の多くは手作業により行われている。

ところでこのような萎凋工程の自動化、乃至は省力化の試みとして、例えば特公平６−８７７３８号（特許文献１）や特開２０１０−８１９１２号（特許文献２）等に開示された先行技術があるが、これらは「日干萎凋」を行うための装置と、「静置萎凋」を行うための装置と、「揺青」を行うための装置を、各工程要素専用の装置あるいは二工程を行う装置として具え、各装置間を移送装置で直列的に接続したものであり、大掛かりな装置構成となってしまうものである。
更にこれら先行技術は、予め「日干萎凋」、「静置萎凋」、「揺青」の各工程要素を所定の順番で行うことを前提としたものであり、工程要素の順序を変えたい場合には各工程要素を担う装置の大幅なレイアウト変更や、移送装置の増設等が必要となってしまうものであるため、実質的に工程要素の順序を変更できるものではなかった。

更に生茶葉の収穫は４月下旬から１０月中旬頃にかけて行われるが、一番茶期（４月下旬から五月上旬）の気温と、二、三番茶期（６月下旬から８月上旬）の外気とは大きく異なり、このため装置内に位置する茶葉の温度を２０〜２５℃とするための温度調整は大きく異なるものであった。

特公平６−８７７３８号公報 特開２０１０−８１９１２号公報

本発明は、このような背景を考慮してなされたものであって、発酵茶を製造する際に重要な工程である萎凋工程の各工程要素での処理を好適に行うことができるとともに、各工程要素の順序、回数、時間、環境を柔軟に設定することができ、更に全ての茶期において高品質の処理を行うことのできる、新規な生葉の香味誘発萎凋装置並びにこの装置を用いた生葉の香味誘発萎凋方法を開発することを技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の生葉の香味誘発萎凋装置は、内部に加工生葉を収納でき、且つ一定角度の揺動又は回転の動きができる加工ドラムと、この加工ドラム内の加工環境を制御する送風装置と、加工生葉を昇温させる加温装置と、少なくとも加工ドラム内で加工されている加工生葉の温度、重量、加工ドラム内の温度、湿度を測定する各種のセンサとを具えて成るものであり、前記加工ドラムは、その周面の一部に軸方向に沿って開口部を具え、この開口部の閉鎖と開放とを選択できるものであり、閉鎖するための蓋板として、密閉カバーを付け外し自在とした通気性を有する通気蓋と、内側に加温装置を設けた加温蓋との双方が用意され、加工目的に応じて、いずれかの蓋体を選択して開口部を閉鎖状態とするか、開放状態とするかを選択可能に構成されていることを特徴として成るものである。

また請求項２記載の生葉の香味誘発萎凋装置は、前記要件に加え、前記加工ドラムの開口部の外側となる開口部の上方に、加温装置が設けられていることを特徴として成るものである。

更にまた請求項３記載の生葉の香味誘発萎凋装置は、前記要件に加え、前記加工ドラムを加熱することにより、加工ドラム内に位置する加工生葉を伝熱加熱することができることを特徴として成るものである。

また請求項４記載の生葉の香味誘発萎凋方法は、前記請求項１記載の生葉の香味誘発萎凋装置を用い、加工ドラム内で加工されている加工生葉を取り出すことなく、回転・揺動を伴う日干萎凋、静置萎凋及び揺青が行われる萎凋工程を実施することを特徴として成るものである。

また請求項５記載の生葉の香味誘発萎凋方法は、前記請求項２または３記載の生葉の香味誘発萎凋装置を用い、加工ドラム内で加工されている加工生葉を取り出すことなく、揺動を伴う日干萎凋が行われる萎凋工程を実施することを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

まず請求項１記載の発明によれば、加工ドラム内において日干萎凋、静置萎凋、揺青といった萎凋工程で行われる各工程要素を実施することができる。
また加工ドラム内において行われる日干萎凋を、従来、天日を用いて行われていた日干萎凋と同様のものとすることができる。
更にまた一番茶に適した静置萎凋の条件と、二、三番茶に適した静置萎凋の条件とを選択して適用することができる。
更にまた加工ドラムの形態を、日干萎凋に適した状態と、静置萎凋に適した状態とに選択的に変更することができる。

また請求項２記載の発明によれば、開口部の外側となる開口部の上方に、加温装置を設けることにより、開口部において加工ドラム内の加工生葉に加温装置を作用させることが可能となる。

更にまた請求項３記載の発明によれば、日干萎凋における加工生葉の加熱を、ドラム本体を加熱することによる伝熱加熱によって行うことができる。

更にまた請求項４及び５記載の発明によれば、加工ドラム内において、日干萎凋、静置萎凋、揺青といった萎凋工程で行われる各工程要素を実施することができる。

通気蓋が具えられた本発明の香味誘発萎凋装置を一部透視して示す斜視図である。 同上正面図である。 本発明の香味誘発萎凋装置を示す左側面図である。 加温蓋が具えられた本発明の香味誘発萎凋装置を一部透視して示す斜視図である。 同上平面図である。 通気蓋が具えられた本発明の香味誘発萎凋装置を示す底面図である。 日干萎凋時の加工ドラム内を示す側面図（ａ）（ｂ）、静置萎凋及び揺青時の加工ドラム内を示す側面図（ｃ）である。

本発明の最良の形態は以下の実施例に述べる通りであるが、本発明の技術的思想の範囲で適宜変更を加えることも可能である。
なお以下の説明にあたっては、まず本発明の生葉の香味誘発萎凋装置Ｗ（以下、萎凋装置Ｗと称する。）の構成を説明し、次いでこの装置を用いた生葉の香味誘発萎凋方法について説明する。
また本明細書中において、茶樹から刈り取られたままの状態で未加工の茶葉を生茶葉Ａと呼び、萎凋装置Ｗによって萎凋されている状態の茶葉を加工生葉Ａ１と呼ぶ。

本発明の萎凋装置Ｗは、図１〜６に示すように、機枠Ｆに対して回転可能に具えられる加工ドラム１と、この加工ドラム１内に温風または冷風を供給するための送風装置２と、前記加工ドラム１内に位置する加工生葉Ａ１を加温するための加温装置３と、前記加工ドラム１の周面に形成される開口部１５を塞ぐための蓋体５とを主要部材として具えて成るものである。以下、これら各構成部について説明する。

まず前記加工ドラム１について説明する。このものは、中空円筒状のドラム本体１０が横置き状態に設けられるとともに、対向する一対の側板１１の外面中心にそれぞれ具えられた円柱状の回転軸１２が、機枠Ｆに具えられた二基のローラ１３間に載置状態とされることにより、内部に加工生葉Ａ１を収納でき、且つ一定角度の揺動又は回転の動きができる状態とされたものである。
そして前記回転軸１２には適宜スプロケットが具えられるとともに、モータＭの出力軸に具えられるスプロケットとの間にチェーンが巻回されることにより、ドラム本体１０の回転・揺動が可能に構成される。
なお前記ドラム本体１０は中空角柱状のものとすることもできる。

またドラム本体１０の周面には、軸方向に沿って開口部１５が開放状態に形成され、更にドラム本体１０の内周面には、軸方向に沿ってリフタ１６及びダク１７が設けられる。
なお前記リフタ１６は、部分ごとに高さ寸法や傾斜角度が異なるような形態とされ、加工生葉Ａ１が塊にならないような工夫がされている。
また前記側板１１にはガラスやアクリル等の透明素材が嵌め込まれた窓１１ａが複数個所に形成されている。なおこの窓１１ａを開閉自在とすることにより、通気口として機能させることができる。

また前記開口部１５は蓋体５により閉鎖できるように構成されており、この蓋体５として通気蓋５Ａと加温蓋５Ｂとの二種類が用意される。
前記通気蓋５Ａは、その全面に多数の通気孔５１が穿孔されることにより通気性が付与されており、把手５ａが具えられている。また前記通気孔５１を実質的に塞いで通気性を無くすための密閉カバー５２が別途用意される。
また前記加温蓋５Ｂは、一方の面に加温装置３が具えられるものであり、この実施例では一例として九基のパネルヒータ３１を配列するようにした。なお加温装置３としてはこの他に、赤外線ランプ３２、マイクロ波照射装置、紫外線照射装置等を採用することもでき、更にこれらを組み合わせるようにしてもよい。
なお蓋体５は、開口部１５の縁に沿って設けられた枠体１５ａに対して開口部１５を覆うように固定されるものであり、一例としてラッチ１５ｂを用いることにより、着脱を容易に行うことが可能とされる。更に通気蓋５Ａを覆うように装着される密閉カバー５２も適宜枠体１５ａに対して同様に固定される。

また前記送風装置２は図２に示すように、ドラム本体１０内に配設されるダクト２０に対して、ヒータ２１及びクーラ２２が接続されて成り、所望の温度に調節された吹込風を、ダクト２０に形成された噴出口２０ａからドラム本体１０内に供給することができるように構成されたものである。
ここで前記ダクト２０は、前記回転軸１２を貫通した状態で機枠Ｆに固定されるとともに、ドラム本体１０内においてクランク状に屈曲し、もう一方の回転軸１２付近でクランク状に屈曲し、この回転軸１２を貫通するように配設される。
またダクト２０は、図３の左側面視において左斜め上４５°の方向に傾いた状態で設置されており、図７（ｃ）に示すように前記噴出口２０ａが直近のドラム本体１０の内周面に対向するように形成される。

また萎凋装置Ｗには各種センサ６が具えられるものであり、まずドラム本体１０内に位置する加工生葉Ａ１の重量を測定するためのロードセル６１が機枠Ｆの適宜の個所に具えられる。またドラム本体１０内に位置する加工生葉Ａ１の温度を測定するための葉温センサ６２、ドラム本体１０内の雰囲気の温度を測定するための温度センサ６３、湿度を測定するための湿度センサ６４が適宜の個所に具えられる。
更に機枠Ｆ上の適宜の箇所には、各種センサ６からの信号に基づいて、萎凋装置Ｗの運転を制御するための制御盤７が具えられる。

本発明の生葉の萎凋装置Ｗは、一例として以上のような基本構造を有するものであり、以下、この装置を用いた生葉の香味誘発萎凋方法について説明する。
なお、生葉に含まれる水分を減少させるとともに酸化酵素の活性を促すための萎凋工程は、「日干萎凋」、「静置萎凋」、「揺青」といった異なる加工工程要素が全て又は一部が選択的に実施されるものであり、以下各工程要素毎に説明する。
またここでは生葉として茶葉を用いるが、加工にあたって萎凋工程が行われる他の植物の葉や茎、種子等を適用対象とすることもできる。

（１）日干萎凋
はじめに従来手法による日干萎凋は、生茶葉Ａに日光を当てて昇温、萎凋させる工程要素であり、水分減による重量減を伴うものである。
そしてこのような日干萎凋を、萎凋装置Ｗを用いて実現するものであり、以下に示す二通りの手法が採り得る。

（１−１）揺動を伴う日干萎凋
まず加工ドラム１を揺動させながら日干萎凋を行う手法について説明する。
この手法においては、蓋体５を用いることなく、加工ドラム１の開口部１５を開放した状態とする。
そして図７（ａ）に示すように、ドラム本体１０を回転させて開口部１５が最上部に位置する状態とするとともに、開口部１５から生茶葉Ａを投入する。
この際、開口部１５の外側となる開口部１５の上方に、加温装置３たる赤外線ランプ３２を設けることにより、開口部１５において加工ドラム１内の加工生葉Ａ１に加温装置３を作用させる。
そして加工ドラム１を一例として±９０°の範囲で揺動させることにより、リフタ１６により加工生葉Ａ１を攪拌しながら、葉温センサ６２の検出値に基づいて赤外線ランプ３２の出力を調整し、加工生葉Ａ１の温度を２５〜４０℃に保つようにする。同時にロードセル６１の検出値がモニタリングされるものであり、加工生葉Ａ１の重量が、生茶葉Ａの重量から３〜１５％減少するまで上記操作が継続される。なおこのような操作の継続は、予め設定された工程時間にしたがって行ってもよく、更にはオペレータが萎凋香で判断して行うようにすることもできる。
なおこの日干萎凋における加工生葉Ａ１の加熱は、後述する静置萎凋と同様に送風装置２を用いた温風による加熱、あるいはドラム本体１０を加熱することによる伝熱加熱によって行うようにしてもよいし、更にはマイクロ波照射装置、紫外線照射装置を用いて行うようにしてもよい。
なお送風装置２を起動してダクト２０における噴出口２０ａから調温調湿された空気を噴出することにより、加工生葉Ａ１の蒸れを防止することができる。

（１−２）回転・揺動を伴う日干萎凋
次に加工ドラム１を回転・揺動させながら日干萎凋を行う手法について説明する。
この手法においてはドラム本体１０内に生茶葉Ａを投入した後、図７（ｂ）に示すように加温蓋５Ｂを用いて開口部１５を塞いだ状態として、開口部１５において加工ドラム１内の加工生葉Ａ１に加温装置３を作用させる。
そして加工ドラム１の回転と揺動とを適宜組合わせて、リフタ１６により加工生葉Ａ１を攪拌、分散させながら、葉温センサ６２の検出値に基づいてパネルヒータ３１の出力を調整し、加工生葉Ａ１の温度を２５〜４０℃に保つようにする。同時にロードセル６１の検出値がモニタリングされるものであり、加工生葉Ａ１の重量が、生茶葉Ａの重量から３〜１５％減少するまで上記操作が継続される。なおリフタ１６は、部分ごとに高さ寸法や傾斜角度が異なるような形態とされているため加工生葉Ａ１を掻きならし、塊になるのを防止する。またダク１７によって加工生葉Ａ１のすべりが防止される。

（２）静置萎凋
また従来処方における静置萎凋は、室内に設けた棚に茶葉を薄く広げて、時間を掛けて萎凋させる工程要素である。
そしてこのような静置萎凋を、萎凋装置Ｗを用いて実現するものであり、ドラム本体１０内に生茶葉Ａを投入した後、図７（ｃ）に示すように通気蓋５Ａを用いて開口部１５を塞いだ状態とする。
次いでドラム本体１０を回転させて開口部１５の中心が回転方向に対して０〜４５°に 位置するようにして、通気蓋５Ａの通気孔５１上に加工生葉Ａ１が堆積した状態にする。
次いで送風装置２を起動してダクト２０における噴出口２０ａから調温調湿された吹込風を噴出するものであり、温度センサ６３、湿度センサ６４、葉温センサ６２の検出値に基づいてヒータ２１及びクーラ２２を調整し、加工生葉Ａ１の温度を１５〜３０℃、ドラム本体１０内温度を１５〜３５℃、ドラム本体１０内湿度を４０〜９０％に保つようにする。
同時にロードセル６１の検出値がモニタリングされるものであり、加工生葉Ａ１の重量が、日干萎凋が終了した加工生葉Ａ１の重量から５〜２５％減少するまで上記操作が継続される。
なおダクト２０における噴出口２０ａから噴出された空気は、いったんドラム本体１０の内周部にぶつかった後、ほどよく分散されて通気孔５１上に堆積した加工生葉Ａ１の表面に至り、この加工生葉Ａ１の層を通過して通気孔５１から外部に排出されることとなるため、上乾きや青枯れが防止され、均一な萎凋が行われるとともに萎凋が促進される。
なお加工生葉Ａ１の状況に応じて、ダクト２０における噴出口２０ａを通じてドラム本体１０内の雰囲気を吸引して、ドラム本体１０内の雰囲気の流れを変化させることも可能であり、この場合、通気孔５１外側から外気が取り込まれて温度等の環境コントロールを行うこともできる。
また側板１１に形成された窓１１ａを開閉し、通気口として機能させることにより、ダクト２０における噴出口２０ａからドラム本体１０内に供給される調温調湿された空気と、排気とのバランスをとることができる。

〔一番茶の静置萎凋〕
なお上述のように通気蓋５Ａの通気孔５１上に加工生葉Ａ１が堆積した状態とし、通気孔５１を通じて加工生葉Ａ１が外気に接した状態で行われる静置萎凋は、一番茶を扱う場合に行われるものである。
すなわち一番茶期は４月下旬から五月上旬であり、この時期の国内茶産地における平均気温は概ね２０℃以下であり特に夜間の気温は低くなり、また平均湿度は概ね５０〜６０％であるため、ドラム本体１０内温度の設定値を２０〜２３℃とし、送風装置２による吹込風の温度が２４〜２７℃となるように制御される。

〔二、三番茶の静置萎凋〕
一方、二、三番茶を扱う場合には、密閉カバー５２を用いて通気蓋５Ａの通気孔５１を塞ぎ、この通気孔５１上に堆積した加工生葉Ａ１が、外気と遮断された状態で静置萎凋が行われる。
すなわち二、三番茶期は６月下旬から８月上旬であり、この時期の国内茶産地における平均気温は概ね２５℃以上であり、また平均湿度は概ね７０％以上であるため、ドラム本体１０内温度の設定値を２０〜２５℃とし、送風装置２による吹込風の温度が１８〜２０℃となるように制御される。

（３）揺青
更にまた従来手法における揺青は、茶葉に振動を与えながら攪拌したり、両手で持ち上げて揺り落とすことにより、物理的刺激を与えて表面に微細な傷を付与して酸化酵素の活性を促す工程要素である。
そしてこのような揺青を、萎凋装置Ｗを用いて実現するものであり、図７（ｃ）に示した静置萎凋を行う場合の萎凋装置Ｗの噴出口２０ａからの空気の供給を停止してドラム本体１０を回転させる。この際、ドラム本体１０内に位置する加工生葉Ａ１は、ドラム本体１０の回転に伴ってリフタ１６により攪拌、分散される。なおダク１７によって加工生葉Ａ１のすべりが防止される。
そしてドラム本体１０の回転速度、回転時間が適宜調整されることにより、揺青の強弱、長短が設定されるものである。

そして前述のように本発明の萎凋装置Ｗによって日干萎凋が行われた加工生葉Ａ１は、ドラム本体１０から取り出されることなく、引き続いて静置萎凋、揺青が繰り返し行われるものである。
そして上述のように萎凋工程が完了した加工生葉Ａ１は、連続式炒り葉機を用いた炒り葉工程、揉捻機を用いた揉捻工程、再乾機を用いた乾燥工程を経て独自の香味を有する発酵茶とされるものである。

Ｗ 萎凋装置
１ 加工ドラム
１０ ドラム本体
１１ 側板
１１ａ 窓
１２ 回転軸
１３ ローラ
１５ 開口部
１５ａ 枠体
１５ｂ ラッチ
１６ リフタ
１７ ダク
２ 送風装置
２０ ダクト
２０ａ 噴出口
２１ ヒータ
２２ クーラ
３ 加温装置
３１ パネルヒータ
３２ 赤外線ランプ
５ 蓋体
５Ａ 通気蓋
５ａ 把手
５Ｂ 加温蓋
５１ 通気孔
５２ 密閉カバー
６ センサ
６１ ロードセル
６２ 葉温センサ
６３ 温度センサ
６４ 湿度センサ
７ 制御盤
Ａ 生茶葉
Ａ１ 加工生葉
Ｆ 機枠
Ｍ モータ

Claims (5)

1. 内部に加工生葉を収納でき、且つ一定角度の揺動又は回転の動きができる加工ドラムと、
   この加工ドラム内の加工環境を制御する送風装置と、
   加工生葉を昇温させる加温装置と、
   少なくとも加工ドラム内で加工されている加工生葉の温度、重量、加工ドラム内の温度、湿度を測定する各種のセンサとを具えて成るものであり、
   前記加工ドラムは、その周面の一部に軸方向に沿って開口部を具え、
   この開口部の閉鎖と開放とを選択できるものであり、
   閉鎖するための蓋板として、密閉カバーを付け外し自在とした通気性を有する通気蓋と、内側に加温装置を設けた加温蓋との双方が用意され、
   加工目的に応じて、いずれかの蓋体を選択して開口部を閉鎖状態とするか、開放状態とするかを選択可能に構成されていることを特徴とする生葉の香味誘発萎凋装置。
   
2. 前記加工ドラムの開口部の外側となる開口部の上方に、加温装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の生葉の香味誘発萎凋装置。
   
3. 前記加工ドラムを加熱することにより、加工ドラム内に位置する加工生葉を伝熱加熱することができることを特徴とする請求項１または２記載の生葉の香味誘発萎凋装置。
   
4. 前記請求項１記載の生葉の香味誘発萎凋装置を用い、加工ドラム内で加工されている加工生葉を取り出すことなく、回転・揺動を伴う日干萎凋、静置萎凋及び揺青が行われる萎凋工程を実施することを特徴とする生葉の香味誘発萎凋方法。
   
5. 前記請求項２または３記載の生葉の香味誘発萎凋装置を用い、加工ドラム内で加工されている加工生葉を取り出すことなく、揺動を伴う日干萎凋が行われる萎凋工程を実施することを特徴とする生葉の香味誘発萎凋方法。

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