JP6933844B2 - 多機能抽出装置 - Google Patents
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Description
この手法は基本的には抽出にあたり抽出器内を高圧雰囲気とすると共に、抽出液の流れを下方から上方に向かうようにするものであり、短時間でありながらも入念な抽出を可能としたものである。
具体的には、抽出工程終了後に、装置点検や抽出済の材料を取り出す作業が行われるが、抽出器内が高圧状態のままであると、点検の際に蓋部材や点検口が開けられた瞬間、高圧気体が外部に勢いよく噴出し、これに伴い材料も外部に飛散してしまう状態となる場合があった。
このような状態となるのは、例えば抽出材料が茶葉等、圧力を受けて密に重なる傾向のあるものの場合に顕著である。
また圧力解放弁を適切な位置に設置できる。
また排圧調整弁により、取出配管側の流量を制約することができ、例えばエスプレッソコーヒーの抽出に当り行うタッピングを容器本体内で擬似的に行わせることができる。
また、仕切フィルタにおけるフィルタエレメントが楔断面の金属線であるから、抽出時における処理液の通過が円滑で且つその材料あるいは処理液等の通過に伴う機械的負荷に充分対応し得るものである。
また、仕切フィルタは更に支持枠によっても支持される状態となるから、稼動時における機械的負荷等に耐えることができる。
そしてこの冷却器3の前段における取出配管21には、その途中から分岐するように圧力開放配管25が接続されている。この圧力開放配管25は、その途中に圧力開放弁26を具えると共に、その端部は排気ピット4に至り、その後は適宜のダクトにより内部気体が適宜の環境保全がされた状態で外気へ排出されるように構成されている。
更に前記取出配管21は、冷却器3の前段に排圧調整弁35を具える。この排圧調整弁35は、取出配管21の管流路を絞ることができるものであって、結果的に抽出器1内に背圧を加えることができるように作用する。
(1)材料の準備
材料Wとしては、以下コーヒーのエスプレッソを中心に述べるが、このようなコーヒー以外にも紅茶、緑茶、ウーロン茶、更にはドクダミ茶、その他エキスを抽出して飲用として適する素材すべてが適用可能である。またそれらの一般的な飲料のほか、薬用の飲料として朝鮮人参等を材料Wとして適用できる。抽出にあたっては、まずこのような材料Wを容器本体10における材料受入部10Cに所定量投入する。もちろんこの際は胴部11に対し、下蓋部12Aを閉鎖した状態にし、且つその間に下方の仕切フィルタ15を挟み込んで保持したような状態とし、一方、上蓋部12Bを開放した状態としてこの作業を行う。
この手法について本明細書では「擬似的タッピング」と定義するものであって、具体的手法については後述の「特殊な抽出」の項で説明する。
このような作業が終了した後、上蓋部12Bを上方の仕切フィルタ15を挟み込むような状態に閉鎖する。このような状態で給液タンク2からの処理液Lを給液配管20を通って給液口17から容器本体10内に注入する。なおこの処理液L自体は当然コーヒー等を抽出させる場合には熱水であるが、前記生薬等のエキス分を抽出する場合には例えばアルコール等を用いることも可能である。なおこのエスプレッソコーヒー等を抽出する場合には、この処理液Lは加圧した状態とすることが好ましい。その圧力はほぼ20kg/cm2 前後を上限とした圧力とすることが好ましい。もちろん処理液Lを容器本体10に対し下方から供給し、上方から抜き出すわけであるから、そのような動きが達成される相応の圧力を最低限有することは言うまでもない。
このようにして処理液Lが容器本体10に供給されてくると、まず下方の通液部10Aを満たした後、液面が更に上昇して処理液Lはフィルタエレメント15Cを通って材料Wと接し、その材料Wのエキスを充分抽出しながら上方の通液部10Bを満たし、更にここから逸流する処理液Lは取出口18から取出配管21に取り出されてゆくのである。この抽出作用を行う際、前記請求項6または8において定義したように加振装置14を作動させ、材料Wと処理液Lとに振動を与え、抽出をより効果的に行わせることが好ましい。もちろんこの加振にあたっては請求項8の記載からも理解されるように、加振手段は必ずしも請求項6で定義したような容器本体10に取り付けた加振装置14であることを要しない。例えば加振棒を容器本体10内、特に材料受入部10C等に設け、材料W、処理液Lに直接接触しながら加振するようなものであってもよい。
更に本発明では、取出配管21に設けた排圧調整弁35を絞り込むことによって、エスプレッソコーヒー等を抽出する際に、別途タッピングを行わなくとも擬似的にタッピングを行った状態とすることができる。もちろんこの場合、コーヒー粉の材料Wは、物理的なタッピングは行っていないので、抽出速度等が極端に遅くなってしまうことがなく、効果的な抽出ができる。
その結果、抽出器1内で擬似的タッピングによる抽出、即ち排圧調整弁35を絞った状態での抽出は、タッピングを行った従来手法と比べ、同様の抽出が行われていることが確認された。即ち抽出安定温度に到達する時間についても同等であるし、払い出し流量(抽出後の取出流量)も同等である。
一方で抽出器1内の圧力は、現行手法より低くした場合でも同等の抽出が可能であることが確認された。
結果的に擬似的タッピングでは、製造工程全体で俯瞰すると次のような効果が得られる。
またコーヒー豆を例にとると、この場合コーヒー豆の投入量について、タッピングを行った場合、抽出器1の実機で重量を検証することが不可欠である。一方、タッピングを行わない擬似的タッピングの場合には、抽出器1内の容積分しか投入できないため、粉砕したコーヒー豆のかさ密度等で投入量は事前にある程度、予測乃至は目安を立てられる。
因みに従来のタッピングを行う場合、コーヒー粉の性状により実投入量に差が出てしまう。
このような効果が得られる結果、抽出にあたってのいわゆる段取り作業に要する人力、労力、時間等を充分省力化することが可能となった。
このような抽出にあたり、フィルタエレメント15Cは楔状断面の部材であり、且つサポート杆15Bとの組み合わせによって充分な剛性を発揮し、処理液L等の材料Wあるいは処理液L等の圧力等に充分耐え得るものである。そして特に処理液Lの流れ方向に見て、材料受入部10Cと上方の通液部10Bとの間では処理液Lの上流側においてフィルタエレメント15Cの通過幅Dが狭く、下流側(通液部10B側)が広くなっているから、フィルタエレメント15Cにおいて材料Wの目詰まりが生じにくくなっているのである。
このようにして抽出された材料Wのエキスを抽出したほぼ製品となった処理液Lは冷却器3を通り、その管路が冷却液31中に浸漬されていることにより冷却液31との間で熱交換を行い、例えばエスプレッソコーヒーの場合、ほぼ110℃の温度をほぼ20℃に低下させるようにしているのである。
このような基本的な操作により処理液Lによる材料Wのエキス分の抽出が行われるわけであるが、例えば処理液Lが冷水の場合、例えば緑茶等であってもエキス分の抽出が充分に行われない場合が生ずる。この場合、例えば前記給気口19から加熱した蒸気またはシャワー状の熱水を供給して例えば茶葉のような材料Wの場合、材料の茶葉を開かせるようにして抽出がより活性化できるような状態に予備処理を行う。そしてその後冷水の処理液Lを通過させて抽出を行う。
更に本発明の特徴として、抽出終了後の機材の保守、点検、材料取出等の作業を、安全に且つ周辺環境を汚損することなく行うことができる。
即ち抽出の工程終了後、例えば茶等において顕著であるが、材料が密に積層して抽出器1の内部圧力が残存してしまいがちの場合、先ず圧力開放配管25に設けられている圧力開放弁26を開放する。この圧力開放弁26は、実質的に抽出器1の内部と連通しているから、抽出器1内の圧力が排気ピット4に開放される。この結果、次に行う上蓋部12Bを開けての保守作業に際して、抽出器1の内部残留圧力に起因する材料W等の飛散が防止される。
2 給液タンク
3 冷却器
4 排気ピット
10 容器本体
10A 通液部(下方の)
10B 通液部(上方の)
10C 材料受入部
11 胴部
12 蓋部
12A 下蓋部
12B 上蓋部
13 開閉機構
13A ヒンジ
13B アーム
13C シフトシリンダ
13D シリンダ駆動モータ
13E クランプ
14 加振装置
15 仕切フィルタ
15A リム
15B サポート杆
15C フィルタエレメント
16 支持枠
17 給液口
18 取出口
19 給気口
20 給液配管
21 取出配管
22 給気配管
23 反転配管
24 切替弁
25 圧力開放配管
26 圧力開放弁
30 冷媒コイル
31 冷却液
35 排圧調整弁
A 多機能抽出装置
D 通過幅
F 架台
L 処理液
P ポンプ
W 材料
Claims (8)
- 抽出器の前段に給液タンクを接続するとともに、後段に冷却器を接続して成る多機能抽出装置であって、
前記抽出器は、密閉自在の容器本体の内部に、材料受入部と、この材料受入部の上下に位置する通液部とを仕切フィルタによって区画して成り、
前記容器本体に接続される取出配管には、その管流路を絞ることのできる排圧調整弁が設けられ、
更に抽出器の後段となる冷却器への取出配管における排圧調整弁の前段から分岐した圧力開放配管に、抽出器の内部と外部とを連通することのできる圧力開放弁を具え、
抽出にあたっては、処理液を容器本体の下方から加圧状態で供給した後、上方から材料のエキス分を抽出した状態の処理液として取り出せるようにするとともに、取り出した処理液を、この加圧密閉状態のまま冷却器に送り、加圧密閉状態のまま冷却するものであり、
一方、抽出終了後には、前記圧力開放弁を開放して抽出器の内部圧力を下げ、その後の材料の取り出しを含む保全作業に備えることを特徴とする多機能抽出装置。
- 前記仕切フィルタは、作用面が容器本体の胴断面にほぼ等しくなるように形成され、且つその構成は、環状のリムに対して簀子状に形成されたサポート杆の材料受入部側にフィルタエレメントを張設した構成であって、更にこの簀子状のサポート杆側から支持枠によって支承するものであり、
また、前記フィルタエレメントは、楔断面の金属線材が、楔状先端を通液部側に向けるように多数並列配置されて成ることを特徴とする請求項1記載の多機能抽出装置。
- 前記抽出器は、材料受入部を形成する胴部と、
この胴部に対し上下に設けられ、内部を通液部とした蓋部を有することを特徴とする請求項1または2いずれか一項記載の多機能抽出装置。
- 前記容器本体には給気配管が並設されていることを特徴とする請求項1、2または3いずれか一項記載の多機能抽出装置。
- 前記容器本体には処理液の流れ方向を上方から下方へ向かわせる反転配管が並設されていることを特徴とする請求項1、2、3または4いずれか一項記載の多機能抽出装置。
- 前記容器本体には、加振装置が付設されていることを特徴とする請求項1、2、3、4または5いずれか一項記載の多機能抽出装置。
- 前記抽出にあたっては、抽出に先立ち容器本体内に蒸気または熱水のいずれか一方または双方を供給し、材料を活性化させる予備処理を行うことを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6いずれか一項記載の多機能抽出装置。
- 前記抽出にあたっては、処理液が材料と接触している際におけるすべての時間または一部の時間にわたって加振がされることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6または7いずれか一項記載の多機能抽出装置。
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