JPS59500087A - 抽出方法および抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 抽出方法および実施のための装置 本発明は実質的に冷温で千床一過抽出器のなかで向流原理により種々の濃度を有 する抽出溶液により細粉砕抽出材料から抽出物質を抽出する抽出方法に関する。

我々はすでにドイツ出願Ｐ３１３０３６０．９に上記方法を記述した。この方法 では抽出物の濃縮抽出溶液はそのっど一過媒体を通じて吸引、分離される。この とき抽出物に含有する容易に揮発性の抽出物質たとえば芳香物質が吸引されるた めに溶液に移行できないことはさけられなかった。そのような芳香物質の損失は 高百分率で芳香物豊富な抽出物たとえばコーヒー抽出物を得るときにはできるか ぎシさけるべきである、 本発明の課題は容易ＶＣ揮発性の抽出物質とくに芳香物質の損失をさけると同時 に高収量の抽出物質を得る抽出方法を開発することである。

その課題はさらに冷抽出段階において最高濃度溶ｗｉ．をさらに濃縮しそして抽 出材料をそのためにあらズ粉砕することによシ解決されるものである。

主抽出段階からの最高濃度溶ｇ．ｔ！、さらに加工処理と＜Ｖｃｅ縮および脱水 のために排出さ九、さらに抽出工程が行われ、その溶液はさらに濃縮される。抽 出材料はあらく粉砕されているので、抽出材料からの濃縮された抽出溶液の分離 はいちぢるしく容易になシ、その結果、容易に揮発性の抽出物質とくに芳香物質 は、抽出溶液中に移行し、その材料から除去することができる。さらに冷抽出段 階での比較的低い温度は先行する抽出段階の場合と同じように芳香物を大切にし て処理することになる。

追加的冷抽出段階＃′ｉ種々な種類および方法によ多処理することができる。そ の一つの変形は向流原理によって処理する。そのときさら［濃縮溶液はまえもつ てあらく粉砕された抽出原料の多くの種々の強さに浸出された装入量によって行 われる。そのときこの方法は最も強く浸出された装入量をもって開始され、最も 弱く浸出された装入ｔもしくは新しく加えらｎる装入量をもって終了することか らなる。この抽出段階の他の変形はさらに処理するために排出されるまえにさら に濃ｉ浴ｇはあらく粉砕された抽出原料の単一装入量によって実行されることか らなっている。各場合において、抽出原料Ｆｉ佃出出段階対してｌから’ｌｔｍ ％＆ｃＪからＪｔｌｌｎの粒子の大きさにまえもって粉砕さ九る。そのような粒 子の大きさのときには抽出液体は心配することなしに抽出原料によってポンプで 吸みあけられまたは抽出原料によって自動的に一過媒体を通じて流出せしめられ る。

各場合においてとくに芳香物は大切にして抽出される。

追加的冷抽出段階のときに生成しただそのかぎりで浸出される抽出残滓は最高＆ 度の溶液としてｈ１Ｊ述の抽出段階からさらに濃縮され得るが主抽出段階で置換 するためにこの残滓はあとでこまかに粉砕される。とくに主抽出段階から最高濃 度の抽出溶液の添加のもとて抽出残滓の細粉砕化が処理され、最終的に再びそれ から分離され、さらに冷抽出段階では抽出液体として入れら九る。とくにボール ミルのなかで細粉砕が行われ、それ故、この粉砕において抽出原料は、次の抽出 物質の分離のために最強に砕解される。こｆｌＫ対して抽出原料の粉子を粉砕す ることはロールミルのなかでも行うことができる。

乾燥抽出物についてできる限り高い収量を得るために、コーヒーのときには抽出 原料はボールミルのなかでの抽出残滓と高濃度抽出浴液との比率は／：≠から／ ：ｌＯであり、特に／ニアから／：どの比率であるのが合目的であると証明さ九 た。得られた抽出物を細粉砕することによって抽出物はｊからｊｏμの粒径を有 し、次の抽出段階において平床−過抽出器のなかで抽出さた、そこでの抽出物の 層の高さはごくわずかであり、例えばＳＯから１００謳である。

これに対して追加的抽出段階では抽出残滓からの抽出溶液の排出が実質的により 大きい粒子径の抽出原料によって主抽出のときより同じようにしてよりすみやか にはかどるので、実質的により高い層で抽出される。追加的抽出段階のとき、抽 出物の層の高さはたとえばｑｏｏから１１０００ｔｐｒにすることができる。よ り大きい層の高さを選択することもでき、そのときＫは層の高さが増加するにつ れて抽出物における巣形成の危険が増加し、そ−ｎＫよって収量が妨げられるこ とに注意すべきでおる。各場合において追加的冷抽出段階のとき、層の高さは慣 例の円柱抽出での通常の高さにとどまるべきである。追加的抽出段階のとき特別 に芳香物質が抽出される間はできる限り芳香物豊富な抽出物を得るために、主抽 出のとき通常の抽出物質の圧倒的部分をでｊｒルかぎシ高収量に得ることができ るように抽出すべきである。実験では主抽出で得られた収量はさらに高めること ができ、そこでは主抽出は終結抽出に接続され、高い温度条件で行われることが 示さ九た１、この終結抽出のときのこった抽出物質は比較的に僅小な濃度の抽出 溶液をもって抽出物から向流原理により前述の抽出物の加熱によυ段階的に抽出 される。抽出物はただ−ルＩの加熱で充分である。とくに抽出物は乙Ｏからりｏ ′ｃｖｃ抽出溶液と共に加熱される。さらに温度を上昇させることは本来可能で あるが、温度上昇により達成する収量の上昇はとｆｌＫ対して要求されるエネル ギ消費に対する関係≠・らして重要でない。

抽出物の加熱を行なう代シに反応容器のなかを炭酸ガスまたは窒素ガスのような 保護気体をもって光満させておいてさらに抽出物質を溶解せしめるために静置せ しめることができる。その時間は約、２≠から７２時間である。

すでに示したように本発明の抽出方法は芳香物質貴重の天然物質から芳香物豊富 な抽出物を得るために優先的に適用さ九る。とくにコーヒー抽出物の＠得に対し て行なうときには、もし必要とあればコーヒー浸出液に対してただちに溶ける基 礎物質に濃縮および脱水によって処理することＦｉ特に有利である。

コーヒーのとき、本発明による方法によって収量ｊＯチ以上の乾燥物質含量を得 ることが示さｎた。

本発明はなお方法を実施するための装置に関するものである。この装置は一つま たそれ以上の平床濾過抽出器および多くの互にそ九と交差させた抽出溶液容器を 持ち、とくにすくなくとも別の冷抽出段階［対して別の抽出器を設け、容器およ び平床濾過抽出器を接続することを％徴としている。

本発明の装置および方法をさらに詳しく、添付のブロック図と関係させて本発明 の実施例をもって次に説明する。

高湊縮状態での液状コーヒー抽出物を得るための抽出装置は実質的に追加的冷抽 出段階に対してお元に交差された抽出円柱１１一つ畜たは七九以上の主抽出およ び終結抽出に対する平床濾過抽出器、そして抽出に対する抽出溶液の受容のため の゛第１のお互に交差された型出溶液容器３、および終結抽出に釣する比較的低 い濃縮抽出溶液の受容のため第２のお互に交差する容器４とからなっている。さ らに抽出円柱１は導管６を経由してボールミル７のなかに抽出残滓を輸送するた めにボールミル７と接続する。ボールミル７は第７の導管８を経由して抽出残滓 の湿式粉砕のためにそのつど抽出溶液の補給に対して抽出溶液容器３と、そして 導管９を経由して平床濾過抽出器のなかに粉砕された抽出物を運搬するために平 床濾過抽出器２と接続される。接Ｍ、導管１０は分離器１１を経由して平床−過 抽出器から作拌抽出器１２に導かれる。そこで、抽出器２から輸送される抽出物 は最終抽出のために容器４からそのつど抽出溶液と一緒に撹拌さする。導管１３ は抽出物と抽出溶液から撹拌容器１２に生成した混合物の輸送のために熱又換器 １４を経由して攪拌容器１２から抽出器２Ｋかえす　容器４から攪拌容器１２へ の抽出溶液の供給に対して容器４は導管１５を経由してその中間で交差する熱交 換器１４と蒸気によって加熱される加熱器１６とを置き、攪拌容器１２と接続さ れる。抽出器２の濃縮溶液を相当する抽出溶液容器へ　錬れもどすために抽出浴 液３と抽出溶液容器４と４導管系１７を経由して抽出器と接続される。導管５Ａ は抽出円柱１から一組の容器３の一つの容器３ＡＫ導かれそ九からさらに分離器 １８を経由して図示されてない脱水装置に導か九、そして濃縮抽出溶液をさらに 処理するために前抽出のときの抽出物質とくに芳香物質と共に濃縮抽出溶液の除 去に役立つ。容器３も容器４も同じく導管系１９もしくは２０に炭酸ガスまたは 窒素のような保該ガスの供給および除去のためＫ　＠　精さ九る。コーヒーの粗 粉砕のためにロールミル２１および焙焼装置２２は、抽出円柱１に直列接続され る。完全に浸出される抽出残滓の平床濾過抽出器２からの排出は排水管２３を経 由して行う。導管１０から導管分岐２４が分岐し、そ九を経由して抽出の個々の 段階で中ｍＪ粉砕のためボールミルに抽出物を供給できる１、装置はとくに詳し く記載される弁やポンプを持っていない。弁やポンプによって抽出溶液と抽出物 は本発明による方法経過に一致して装危なかを輸送される。

方法の経過は実質的に次のようである。主抽出で得られた高濃度の抽出溶液に抽 出物質とくに芳香物質をもってさらに濃縮するために平床濾過抽出器のなかで分 離したのちに同広原理によシ抽出円柱１によって導かれ、抽出円柱１には種々の 強さに浸漬さ九、あらく粉砕されたコーヒーが満される一抽出円柱１の貫流は抽 出円柱がそのなかに含有さ九た抽出物装入量の抽出度の順番で最も強く抽出され たコーヒーを含む抽出円柱で開始し、新しく満さｎたコーヒーを含む抽出円柱で 終了するような方法で行われる。最も強く抽出された抽出物質装入量がさらに抽 出することのできない、すなわち、主抽出から生じる抽出溶液が持つ乾燥物質含 量がそれに一致するとき、この装入量は排出さ九、ボールミル７に送られる。排 せつ抽出円柱はそこで新しく粉砕されたコーヒーで満され、抽出円柱１の切り換 えが新しいコーヒーで満した抽出円柱が今から一番あとにすぐ次の抽出溶液によ って貫流され、一方、先行段階において最後に貫流する抽出円柱が貫流の順で最 後から２番目の位置につくという方法で行われる。先行段階で前の？＋１の位置 で貫流する抽出円柱１＃−ｉすぐ次の段階で最後から３番目の位置もしくは、第 、２香目の位置で貫流さ九、先行段階において第２番目位置で貫流する抽出円柱 は貫流の順番で最初の位置につく。冷抽出の間、貫流の順番は抽出円柱１を順々 にかえる。本発明によれば、追加的冷抽出段階において主抽出段階におけると同 じように正規の温度条件の下で、すなわちＪ”Ｃから室温までの温度範囲で行わ ｎる。

ＩＯから、２０ｔＩＤの乾燥物質含量をもつ抽出溶液は、追加的抽出段階におい て−ｊから≠０％の乾燥物質含量に濃縮されることが実験で示された。そのとき 追加的抽出段階における乾燥物質含量の増加の大きさＦｉ抽出円柱の数におよび 個々の円柱における抽出物の層の高さに依存することが考えられる。ブロック図 には弘つの抽出円柱が示さ九ている。抽出円柱を多くしてもすくなくても使用す ることができる。追加的抽出段階における乾燥物質含量の増加の大きさはコーヒ ーの出所および焙焼に依存する。一般的に６０％収量のとき追加的抽出段階にお ける溶液のなかＪ／Ｃ２０から３０％が生ずることが計算できる。

すでに示したように、その抽出円柱は排せつされ、そのなかでは乾燥物質含量は 補給される抽出溶液の含量に一致する。主抽出段階から補給された抽出溶液が／ ！俤の乾燥物質含量を有するときＩＣｔｉ最初の段階で貫流さｎる抽出円柱の排 せつが行われ、この抽出円柱から排出する溶液の乾燥物質含量は生成する溶液と 同一である。

付加的、抽出段階のなかにおいてさらＶｃ濃縮された抽出溶液は最後の抽出円柱 １からの出口からそれ以上の処理力ために排出され、ボールミル７のなかに入れ られた抽出残滓は今や主抽出からの高い濃度を有する溶液と一緒にしてこまかに 粉砕される。この溶液は相当する抽出円柱から抽出残滓を洗浄し、ボールミル７ のなかに送シたすために使用することができる。抽出残滓と溶液との比率は約、 ／＝７か／：ｒでりるべきである。ボールミル７のなかで細粉砕される抽出物は そこで平床濾過抽出器２にみちびかれ、そこで抽出される。そのとき生じた溶液 は追加的抽出段階に対する抽出液体である。

最後の抽出過程は向流原理により行なわれる。容器３のなかにある溶液は順々に 抽出物を平床濾過抽出器２に供給し、再びそれから分離し、そのとき最高濃度の 溶液で開始され、最低濃度の溶液で終了する。抽出方法の各段階においてその溶 液が持つ濃度値で行われる。

主抽出における抽出物からの個々の溶液の分離はこまか々目の織物からなるｐ過 底部を通して吸引により行われる。揮発しやすい芳香物質が抽出溶液の先行抽出 段階のなかで供給されるので主抽出における抽出溶液の吸引によって芳香物質を 多く損失させプい。それ故事抽出の目的はまづ第１に高収率の達成を確めること ができ、−男前抽出は、第１に芳香物保存に役立つ。同時に、主抽出は熱供給な しに行われる。

主抽出において最低濃度の溶液は約ｌからユｊチの乾燥物質含量に濃縮される。

そのあと、最終抽出かつぎのように経過して終了する。さらに浸出された抽出物 は平床濾過抽出器２から攪拌容器１２にみちびか九、そこで−組の容器４から最 高濃度の６０からりＯｏに加熱された溶液と混合さ九る。固体−液体の比率はこ のとき／：３からノ：ｒであシ、とくにｌニアにすべきである。実験によ如加熱 および抽出物の攪拌によシさらに前述の主抽出のときなお不溶性であった抽出物 質が溶液に移行することが示された。混合物は攪拌容器１２から熱交換器を経由 してそこにおいて混合物の冷却を行ない、抽出器２にもどされる。そこにおいて 溶液は最高濃度を有して抽出物から分離さｎる。この溶液は一組の容器３の一つ の容器の相当する直線内容物にそそぎ入れら九る。

終結抽出の工程は同時に向流原理ｉＣよシすなわち常により強く浸出さ九た抽出 物が一組の容器４のよシ弱く浸出された抽出溶液により抽出され、そのとき抽出 方法の各段階の間の抽出物の撹拌はそのつどの抽出溶液をもって行われる。さら 匠抽出物の加熱はこれに対して必要で（嘘ない。

終結抽出の終結で新しい溶剤が加えられる。それは前抽出の後に排出さ九た溶液 量を置換するためである。溶剤の量はさらに固体−油体の比率がｌニアからｌ： ざになるように割り当てる。しかもなおすべての前述の抽出段階のように全く同 じくよくｌ：ｊから／：６の比率をもって行われる。

全抽出方法の最後で、抽出物が加熱されるので、温度に敏感なコーヒーの芳香物 質を分解する危険はなく、それ故、このものは前抽出においてさらに抽出さ九、 抽出溶液からとりだされるのである。

主抽出は温度上昇なしに行われるので、抽出方法のこの段階は前抽出の後の抽出 物において必要とあればなお含有する芳香物質を大事に扱う結果となる。

ここにひきつづき述べられた抽出方法に所望の濃度に抽出溶液を継輪するために 一回の前交差プロセスが先行する。この前ダ差プロセスは実質的に次の連続方法 のように行われ、しかもそのつどの最高濃縮された抽出溶液が次の処理のたいし て排出されないでむしろさらに望ましい濃度に達するまでさらＫｉ！縮するとい うことで区別さ九る。よシ低い濃度の溶ｉは同じ方法で段階的に濃縮される。比 較できる前交差プロセスはついでに言うと我々の前掲の特許出願のなかに記載し である。

本発明の方法（はコーヒーのほか他の芳香性物質からの芳香物豊富な抽出物質の 抽出に対しても同じ結果をもって応用することができた。た七えに茶、薬用植物 もしくは薬用香料槓物、肉、魚、ポツプ等々、それ自身、抽出困難な物質たとえ ばペクチンは本発明の方法および抽出装置により効果的に実施される。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　向流原理によシ実質的に冷平床−過抽出器中で槁４目ユふ１邦ユ紬２鼻曇虫 壬種々の濃度の抽出溶液にょシ細かく粉砕した抽出原料から抽出物質を抽出する 方法であシさらに冷抽出段階において最高濃度の溶液をさらに濃縮しこれに対し て抽出原料は前もってあらく粉砕することを特徴とする抽出方法。 よ　さらに冷抽出段階において向流原理によシ抽出されさらＶＣＳＣＳ液溶液く の種々の大きさに浸出された抽出原料の装入量によって導かれ、そのとき最高級 浸出した装入量で始ま如新しく供給された装入量で終ることを特徴とする特許請 求の範囲第１項記載による抽出方法。 ３　さらに冷抽出段階においてさらＶｃ濃縮溶液は抽出原料の単一の装入量によ って導かれることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載による抽出方法。 引　抽出原料はさらに冷抽出段階のために７からり■の大きさの粒子に粉砕さ九 ることを特徴とする特許 による抽出方法っ よ　粉砕抽出原料の粒子の大きさが２から３■であることを特徴とする特許請求 の範囲第１項記載による抽出方法。 乙　さらに冷抽出段階において抽出溶液は追加的圧力をもってまたは追加的圧力 なしにまたは低圧で抽出原料によって供給されることを特徴とする先行特許請求 の範囲記載の一つによる抽出方法。 ク　さらに冷抽出相段階においてただ部分的に浸出された抽出残滓は先行抽出段 階からの最高濃度の溶液と共に湿粉砕され　それによシそのとき濃縮された溶液 は再びそれから分離され、そこでさらに冷抽出段階のために使用することを特徴 とする先行特許請求の範囲記載の一つによる抽出方法。 ｇ　抽出残滓の先行抽出段階からの湿粉砕はさらに抽出段階から最高澱度の溶液 をもってボールミルのなかで処理することを特徴とする特許請求の範囲第７項記 載による抽出方法。 ヲ　抽出原料のあらい粉砕はローラミルのなかで処理されることを特徴とする先 行特許請求の範囲記載の一つＫよる抽出方法。 ／ａ　抽出残滓は最高濃度溶液と／：≠から／：／０の比率で粉砕されることを 特徴とする特許請求の範囲第７項から同じく第２項記載の一つＫよる抽出方法。 ／／　抽出残滓／抽出溶液の比率が／：７からｌ：ｔであることを特徴とする特 許請求の範囲第７０項記載による抽出方法。 ／ユ　さらに冷抽出段階において通常の抽出段階のときよシ抽出原料のよシ高い 層を持って抽出が処理されることを％徴とする先行特許請求の範囲記載の一つに よる抽出方法。 ｌ３　終結抽出段階において残余抽出物質は比較的僅かの濃度の抽出溶液によっ て向流原理でさきの加熱のちとまたは平床Ｐ過抽出器のなかで段階的に抽出原料 の使用時間の後に抽出することを特徴とする先行特許請求の範囲記載の一つによ る抽出方法。 ／ｌＡ　各抽出段階の間抽出原料はそのつど抽出溶液と共に攪拌されることを特 徴とする特許請求の範囲第７３項記載による抽出方法。 ７よ　抽出原料は終結抽出段階からの抽出溶液と６０からタＯ′Ｃに加熱される ことを特徴とする特許請求の範囲第７２項または第７３項記載の一つによる抽出 方法。 ／乙　芳香物質含有天然物質から芳香物豊富な抽出物を得るために先行特許請求 の範囲記載の一つによる抽出方法の応用。 ／２　高百分率のコーヒー抽出物を得るために特許請求の範囲第７項から第７を 項記載の一つによる抽出方法の応用。 ／ざ　一つまたけそれ以上の平床一過抽出器と多くの互に抽出器に交差する抽出 溶液容器をもって先行特許請求の範囲記載の一つによる方法を処理するための装 置であってすくなくと４さらに冷抽出段階のためにさらに抽出器（１）を設け、 抽出溶液容器（３、４）と平床濾過抽出器（２）とを接続することを特徴とする 抽出装置。 ／デ　多くのお互に交差する抽出器（１）がさらに冷抽出段階に対して設けられ 、容器（３、４）と平床一過抽出器（２）とが接続されることを特徴とする特許 請求の範囲第１り項記載による装置。 コθ　抽出器（１）がさらに冷抽出段階に対してボールミルを中間に挿入して千 床汗過抽出器（２）と接続することを特徴とする特許請求の範囲第１り項または 第２０項記載の一つによる装置。 コｌ　抽出器（２）は円柱形状容器の下端部Ｋｐ−過部を持つことを特徴とする 特許 による装置。 コユ　互に交差する抽出溶液容器（４）は終結抽出のために設けられ、中間ＶＣ ９差して加熱器（１６）をおいた平床Ｅ過抽出器を通常の容器（３）ｋ接続する ことを特徴とする先行特許請求の範囲第ノタ項から第２一項記載の一つによる装 置。 ２３　抽出溶液の前加熱および同時に抽出溶液と共に混合された抽出原料の冷却 のために熱交換器（１４）が設けらｎることを特徴とする特許請求の範囲第２３ 項記載による装置。 ２ｔ　各平床ｆ５過抽出器（２）は行き導管（１０）と還り導管（１３）を経由 して撹拌容器（１２）Ｋ接続し、そのつどの抽出溶液と抽出原料との混合を行な うこと、熱交換器（１４）が還シ導管（１３）に設けら九ること、撹拌容器（１ ２）がそのつど抽出溶液に対して送出導管（１５）を経由して終結抽出のために 抽出容器（４）と接続し、加熱器（１６）と熱交換器（１４）とを中間に交差す るととを特徴とする特許請求の範囲第２３項または第一≠項記載による装置っ