JPH031041B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、平床濾過抽出器のなかで細かく粉
砕した抽料からコーヒー等の抽出液を抽出する技
術に係わり、特に、実質的に冷温の状態で向流抽
出によつて種々の濃度を有する抽出液を用いて抽
出する技術に関するものである。

［従来の技術およびその課題］ 本出願人はドイツ特許出願P3130360.9号によつ
て上記技術を開示した。この方法によれば、濃縮
された抽出液はそのつど濾過媒体に吸引され固形
分と分離される。ところが、このとき抽質に含有
されている揮発性の抽出物質、例えば芳香物質が
濾過媒体に吸引されてしまい、抽出液にあまり含
有されなくなつてしまうという欠点があつた。そ
のような芳香物質の損失は、高い歩留りで例えば
コーヒー抽出物を得るような場合にはできる限り
避けなければならない。

［発明の目的］ この発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、揮発性の抽出物質、特に芳香物質の損失をで
きる限り防ぐことができるとともに、歩留りを向
上することができる抽出方法および装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、抽出によつて得られた抽出液のう
ち最高濃度のものを抽剤とし、その抽出の際に用
いた抽料よりも粗く粉砕した抽料で常温抽出を行
うことを主たる特徴とするものである。

つまり、主抽出段階で得られた最高濃度の抽出
液を取り出してさらに濃縮するものであり、その
際の抽料は粗く粉砕されているため抽出液の抽残
物からの分離が迅速に行われる。この結果、揮発
し易い芳香物質が抽出液中により多くとどまるこ
とになる。また、常温抽出のため味と芳香を維持
することができる。

このように本発明は、主抽出の後に粗い抽料を
用いて常温抽出を行う段階（以下、追加冷抽出段
階という）を有するものであり、その追加冷抽出
段階の方法としては例えば向流抽出を採用するこ
とができる。

この場合の抽出は、種々の抽料を用いて行われ
る。すなわち、抽出回数が最も多い（つまり抽残
物に近いもの）抽料から抽出を開始し、抽出回数
の少ないものへと順次抽出を繰り返して行く方法
である。また、必要に応じて最後の抽出を新しい
抽料で行うものでもある。また、別の抽出方法と
して、一種類の抽料を用いて抽出を行うことも可
能である。いずれの場合においても、抽料の粒子
の大きさは１〜４mm、望ましくは２〜３mmとされ
る。このような粒子径のため、抽料と抽出液の混
合物から抽出液のみをポンプで容易にくみ上げる
ことができ、あるいは濾過媒体（例えば濾布）を
通して迅速に分離することができる。したがつ
て、芳香物質が抽出液から飛散することが少な
い。

上記のような追加冷抽出段階において生成した
抽残物は抽質を充分含んでいるため、細かく粉砕
されて主抽出段階での使用に供される。この粉砕
を湿式粉砕で行う場合には、主抽出段階で生成さ
れた最高濃度の抽出液が加えられ、その後抽出液
と抽料とが分離される。粉砕はボールミルあるい
はロールミルにおいて行われる。

歩留りを向上させるために、例えばコーヒーで
はボールミル内での抽料と高濃度抽出液との比が
１：４〜１：10とされ、特に１：７〜１：８が好
適であることが確認された。この細粉砕によつて
５〜50μｍの粒径を有する抽料が生成され、平床
濾過抽出器において行われる主抽出に供される。
平床濾過抽出器での抽料のたい堆積高さはわずか
50〜100mmである。これに対して、追加冷抽出段
階では抽料の粒径が大きく抽出液の分離が速やか
に行われるため、抽料の堆積高さは400〜1000mm
にも及ぶ。なお、もつと高く堆積することも可能
であるが、その場合、堆積物の中に巣ができる危
険性が増し、それによつて返つて歩留りが低下す
ることに留意しなければならない。

追加冷抽出段階において抽料の堆積高さは、一
般的な円塔抽出での高さにとどめるべきである。
できる限り芳香物に富んだ抽出液を得るために、
主抽出における歩留りを高める必要がある。実験
では、主抽出の次に最終抽出を高温下で行い得る
ことが確認された。この最終抽出の後に残つた抽
残物は比較的濃度の低い抽出液による向流抽出に
供される。加熱下による抽出は一回だけで充分で
ある。その加熱温度は60〜90℃であることが望ま
しい。さらに温度を上げることも可能であるが、
エネルギー消費量のわりには歩留りはさほど向上
しない。

加熱抽出の代わりに、反応容器の中を炭酸ガス
や窒素ガスのような不活性ガスで充満しておき、
抽料と抽出液との混合物を静置しておくようにし
ても良い。この場合の静置時間は24〜72時間が好
ましい。

本発明の抽出方法は、芳香物質を含有する天然
物質から芳香物豊富な抽質を得るために適してい
る。特に、コーヒー抽出物を得るために適用する
ときは、コーヒーの抽出液を濃縮しまたは脱水し
て容易に溶解し得る抽出物を製造するのに適して
いる。

なお、コーヒーを製造する場合には、本発明で
は50％以上の歩留りが達成された。

本発明はまた上記のような抽出方法を実施する
ための装置をも提供するものである。この装置
は、１または２以上の平床濾過抽出器と、互いに
接続された抽出液容器を具備し、特に、少なくと
も別の冷抽出段階に対して別の抽出器を設け、抽
出液容器と平床濾過抽出器とを接続したことを特
徴とするものである。

［実施例］ 以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施
例について説明する。

高濃縮状態の液状コーヒー抽出物を得るための
抽出装置は、追加的に行われる冷抽出段階で使用
される互いに接続された抽出円塔１と、主抽出お
よび最終抽出に使用される平床濾過抽出器２と、
各抽出での抽出液を受容するための互いに接続さ
れた第１容器群３と、最終抽出で抽出される比較
的低い濃度の濃縮抽出を受容するための第２容器
群４とが配置されている。ここで、抽出円筒１
は、導管６によつてボールミル７に接続されてお
り、ボールミル７に抽残物を導入し得るようにな
つている。また、ボールミル７は、第１の導管８
によつて第１容器群３に接続されており、抽残物
を湿式粉砕するために抽出液が補給されるように
なつている。また、ボールミル７は、導管９によ
つて平床濾過抽出器２と接続されており、ボール
ミル７で粉砕された抽料が導入されるようになつ
ている。平床濾過抽出器２は途中に分離器１１を
介装した接続導管１０によつて撹拌抽出器１２に
接続されており、撹拌抽出器１２内において平床
濾過抽出器２から出た抽残物と第２容器群４から
供給された抽出液とが最終抽出のために撹拌され
るようになつている。また、撹拌抽出器１２と平
床濾過抽出器２とは、途中に熱交換器１４を介装
させた導管１３によつても接続されており、抽残
物と抽出液との混合物を平床濾過抽出器２に戻す
ようになつている。また、第２容器群４と撹拌容
器とは、途中に加熱器１６を介装するとともに上
記熱交換器１４に接続された導管１５によつて接
続されている。さらに、第１容器群３と第２容器
群４はそれぞれが導管系１７によつて平床濾過抽
出器２に接続されており、そこを出た抽出液が受
容されるようになつている。

第１容器群３の容器３Ａは、導管５Ａによつて
抽出円塔１に接続され、さらに分離器１８を経由
して図示しない脱水装置に接続され、さらに濃縮
されるようになつている。

第１および第２容器群３，４には導管系１９，
２０がそれぞれ接続され、炭酸ガスや窒素ガスな
どの不活性ガスが導入されるようになつている。
また、抽出円塔１には、コーヒー豆を粗く粉砕す
るためのロールミル２１および焙焼装置２２が直
列に接続されている。平床濾過抽出器２内で完全
に抽出された後の抽残物は、排水管２３を通して
排出される。また、導管１０からは導管分岐２４
が枝別れしており、この導管分岐２４を経由して
中間粉砕のための抽料がボールミル７に供給され
るようになつている。

次に、上記装置による抽出工程について説明す
る。主抽出で得られた高濃度の抽出液は抽質とく
に芳香物質を加えてさらに濃縮するために、平床
濾過抽出器２から抽出円塔１内に導入される。抽
出円塔１中には粗く粉砕されたコーヒー粉が満た
されている。各抽出円塔１内のコーヒー粉はそれ
ぞれ抽出の回数が異なつており、最も多くの回数
抽出が行われた、すなわち古いコーヒー粉の抽出
円塔１から順番に抽出が行われ、新しいコーヒー
粉が満たされた抽出円塔１で最後の抽出が行われ
る。最も古いコーヒー粉がもはや抽出できなくな
つたとき、つまり、抽出後の濃度が供給される主
抽出後の抽出液の濃度と等しくなつたとき、その
コーヒー粉は排出されてボールミル７に送られ
る。そして、その抽出円塔１は新しいコーヒー粉
で満たされ、そこで今度は最終の抽出が行われ
る。このようにして、抽出の順番が１づつずれて
いく。このような抽出は主抽出段階と同様の正規
の温度条件、すなわち、８℃〜室温までの温度範
囲で行われる。

10〜20％の濃度を持つ抽出液は、追加冷抽出段
階において25〜40％に濃縮されることが実験によ
り確認された。この場合の濃縮の度合いは、抽出
円塔１の数およびその中に堆積される抽料の層の
厚さに依存する。図には４つの抽出円塔１が示さ
れているが、これより多くても少なくても良い。
また、最終的な歩留りはコーヒー豆の出所や焙焼
の条件によつても異なる。一般に、歩留りが50％
のときは、追加冷抽出段階における抽出液の濃度
が20〜30％であることが計算により把握できる。

前述のように、抽出後の濃度が抽出円塔１に補
給される抽出液の濃度と等しくなつたときそのコ
ーヒー粉は排出されるが、その濃度は15％であ
る。追加冷抽出段階により濃縮された抽出液は最
後の抽出円塔１から排出され、一方、抽出円塔１
から排出されボールミル７に供給されたコーヒー
粉は、主抽出された高い濃度を有する抽出液と混
合され、細かく粉砕される。この場合の抽出液は
抽出円塔１の内部の抽残物を洗浄したあとにボー
ルミル７に送り込まれる。抽出円塔１内における
抽残物と抽出液との比は１：７〜１：８が望まし
い。ボールミル７の中で細粉砕された抽料は平床
濾過抽出器２に導入され、そこで主抽出に供され
る。この主抽出で得られた抽出液がその後の最終
抽出を得て追加冷抽出段階に供給されることは前
述の通りである。

また、主抽出は向流抽出により行われる。第１
容器群３の中にある抽剤は平床濾過抽出器２に供
給され、抽出後もとの容器に戻される。以後の抽
出は濃度の高い順番に行われる。主抽出での濾過
は、細かな目を有する織物で構成された濾過底部
から抽出液を真空吸引することによつて行われ
る。揮発し易い芳香物質は追加冷抽出段階におい
て補充されるので、抽出液の吸引によつて芳香物
質が損失しても問題はない。したがつて、主抽出
の目的はまず抽出液の濃度をできる限り高めるこ
とにある。なお、主抽出は加熱なしに行われる。

主抽出において抽出溶液は25％の濃度まで高め
られる。そのあとに最終抽出が次のようにして行
われる。すなわち、平床濾過抽出器２内の抽残物
は撹拌抽出器１２に導入される。一方、第２容器
群４には主抽出が終了した抽出液が受容されてお
り、そのうち最も高い濃度を有するとともに60〜
90℃に加熱された抽出液が撹拌抽出器１２に供給
されて抽残物（抽料）と混合される。このときの
抽残物と抽出液との比率は１：３〜１：８、好ま
しくはる１：７とされる。実験では、前工程であ
る主抽出では不溶性を示した抽出物質が、加熱と
撹拌により抽出液に含有されることが確認され
た。その後、混合物は撹拌抽出器１２から熱交換
器１４に移され、そこで冷却されて平床濾過抽出
器２に供給される。その後混合物は濾過されて抽
出液が排出される。その抽出液は第１容器群３の
いずれかに受容される。

上記最終抽出も向流抽出によつて行われる。す
なわち、抽出回数の多い古い抽料がより濃度の低
い抽出液で抽出される。なお、抽料の加熱は不用
である。最終抽出が終わつたら新しい抽剤が加え
られる。抽剤の量は、固体−液体の比率が１：７
〜１：８となるように調整される。

このように最後の抽出で加熱されるため、温度
に敏感なコーヒーの芳香物質を分解する危険が少
なく、抽出液内に維持される。

なお、本発明はコーヒーのほか、種々の天然材
料から抽出するのに有効である。たとえば、茶、
薬用植物、薬用香料植物、肉、魚、ホツプ、ペク
チン等の抽出にも適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、芳香物
質を多く含む抽出物を得ることができるととも
に、歩留りを向上させることができるという効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す図であつて、コー
ヒーを抽出する工程のブロツク図である。 １……抽出円塔（抽出器）、２……平床濾過抽
出器、３……第１容器群（抽出溶液容器）、４…
…第２容器群（抽出溶液容器）、７……ボールミ
ル、１２……撹拌抽出器（撹拌容器）、１４……
熱交換器、１６……加熱器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非加熱条件のもと平床濾過抽出器中で向流抽
   出により種々の濃度の抽出液で細かく粉砕した抽
   料から抽質を抽出する主抽出工程と、上記主抽出
   工程によつて得られた抽出液のうち最高濃度のも
   のを抽剤として上記抽料よりも粗く粉砕した抽料
   から抽出する追加冷抽出工程とを具備することを
   特徴とする抽出方法。 ２ 前記追加冷抽出工程は向流抽出により行わ
   れ、前記抽料は、抽出の進行度が互いに異なる複
   数種類のものが別々の容器に用意され、抽出の進
   行度が最も高い古い抽料から抽出を開始し、順番
   に新しい抽料へと移つて抽出の進行度が最も低い
   抽料で最後に抽出することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の抽出方法。 ３ 前記追加冷抽出工程は一種類の抽料によつて
   行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の抽出方法。 ４ 前記追加冷抽出工程での抽料は１〜４mmの粒
   径に粉砕されたものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
   の抽出方法。 ５ 前記追加冷抽出工程での抽料は２〜３mmの粒
   径に粉砕されたものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項に記載の抽出方法。 ６ 前記追加冷抽出工程での抽剤は、加圧状態
   で、または加圧力なしにあるいは低圧状態で前記
   抽料に供給されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第５項に記載の抽出方法。 ７ 前記主抽出工程での抽料は、前記追加冷抽出
   工程での抽残物と上記主抽出工程で得られた最高
   濃度の抽出液とを混合して細粉砕したものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項のいずれかに記載の抽出方法。 ８ 前記細粉砕はボールミルによつて行われるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の抽
   出方法。 ９ 前記追加冷抽出工程での抽料はローラミルに
   よつて粉砕することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第８項のいずれかに記載の抽出方
   法。 １０ 前記追加冷抽出工程で生じる抽残物は、前
   記主抽出工程からの抽出液と１：４〜１：10の割
   合で混合されることを特徴とする特許請求の範囲
   第７項ないし第９項に記載の抽出方法。 １１ 前記抽残物と抽出液との割合は１：７〜
   １：８であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １０項に記載の抽出方法。 １２ 前記追加冷抽出工程の抽料は、前記容器の
   中に前記主抽出工程での抽料の堆積高さよりも高
   く堆積されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第１１項のいずれかに記載の抽出方
   法。 １３ 前記主抽出工程と前記追加冷抽出工程との
   間に、抽剤となる抽出液を加熱して主抽出が終わ
   つた抽料と混合し、その混合物を前記平床濾過抽
   出器で濾過することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第１２項のいずれかに記載の抽出方
   法。 １４ 前記抽料と抽剤とは抽出のたびに撹拌され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記
   載の抽出方法。 １５ 前記抽剤は60〜90℃に加熱されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１２項または第１３項
   に記載の抽出方法。 １６ 前記抽剤と抽料とは互いに混合された状態
   で24〜72時間静置されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１３項または第１４項に記載の抽出方
   法。 １７ 前記抽料は芳香物質を含む天然材料である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   １５項に記載の抽出方法。 １８ 前記抽料はコーヒー豆であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第１６項のいず
   れかに記載の抽出方法。 １９ １または２以上の平床濾過抽出器２と、こ
   の平床濾過抽出器２と流通または非流通が切替え
   可能に互いに接続された複数の抽出溶液容器３，
   ４とを有する主抽出手段と、主抽出手段による主
   抽出の後にさらに抽出するための追加冷抽出手段
   とを具備し、上記追加冷抽出手段は、非加熱状態
   で抽出するための抽出器１を有していることを特
   徴とする抽出装置。 ２０ 前記抽出器１は複数設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１９項に記載の抽出
   装置。 ２１ 前記主抽出手段は、その前記平床濾過抽出
   器２が前記抽出器１に接続されており、抽出器１
   での抽出後の抽残物が供給され、これを粉砕して
   平床濾過抽出器２に供給するボールミルを具備す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１９項また
   は第２０項に記載の抽出装置。 ２２ 前記抽出器１は、円塔形状の容器の下部に
   濾過底部を有する構成であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１９項ないし第２１項のいずれか
   に記載の抽出装置。 ２３ 前記抽出溶液容器４は、前記主抽出手段に
   おける最終抽出用の抽剤が受容されるように設け
   られ、前記平床濾過抽出器２は最終抽出用の抽剤
   を加熱するための加熱器１６と抽出溶液容器３と
   に接続されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１９項ないし第２２項のいずれかに記載の抽
   出装置。 ２４ 前記平床濾過抽出器２は、前記最終抽出後
   の抽剤と抽料の混合物を冷却するための熱交換器
   １４と接続されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２３項に記載の抽出装置。 ２５ 前記平床濾過抽出器２は、行き導管１０と
   戻り導管１３とによつて抽剤と抽料との撹拌を行
   うための撹拌容器１２に接続され、上記戻り導管
   １３には途中に前記熱交換器１４が介装され、上
   記撹拌容器１２は送出導管１５によつて抽出溶液
   容器４に接続されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第２３項または第２４項に記載の抽出装
   置。