(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抽出原料を入れた複数の抽出器を配管によって直列に連結し、一端の抽出器に抽出用水を圧入して最終端の抽出器から高濃度に抽出された抽出液を取り出すバッチ連続抽出装置であって、
上から抽出原料が投入され、下から抽出粕を排出する複数の抽出器と、該抽出器の上部にフィルタを介して接続された上部配管と、該抽出器の下部にフィルタを介して接続された下部配管と、各抽出器の前記上部配管及び前記下部配管に夫々バルブを介して接続された抽出用水供給配管と、上流側となる抽出器の上部配管と下流側となる抽出器の下部配管、又は上流側となる抽出器の下部配管と下流側となる抽出器の上部配管を切り替え可能に連通する抽出器接続配管類と、を備えたことを特徴とするバッチ連続抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーヒ、茶、生薬等の抽出原料から高濃度の抽出液を自動的に抽出するバッチ連続抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コーヒ、茶などの抽出原料から高フレーバー、高濃度の抽出液を抽出する装置として、抽出原料を入れた多数の抽出器を配管によって直列に連結し、連結の一端の抽出器に温水等の抽出用水を圧入し、連結した複数の抽出器を通過するごとに段階的に濃度を増した抽出液を最終端の抽出器から自動的に回収するバッチ連続抽出装置が利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的にコーヒ等の豆類の場合は、抽出器における抽出方向を下から上、つまり、抽出器の下から抽出用水を入れて抽出器の上から抽出液を回収した方が、抽出方向を上から下にするよりも効率的に濃度の高いものを取得することができることが知られており、一方、お茶の葉など水分を含むと広がる性質を有する原料は、抽出器における抽出方向を上から下にした方が効率的に濃度の高いものを取得することができることが知られている。
【０００４】
このため、コーヒとお茶など原料性質の異なる飲料を生産する場合は、抽出原料の種類によって、抽出方向が上から下となる配管構造を有するバッチ連続抽出装置と、抽出方向が下から上となる配管構造を有するバッチ連続抽出装置を使い分けるか、若しくは、一方の抽出原料の抽出効率を犠牲にして、１種類のバッチ連続抽出装置を双方の抽出原料に対して使用しなければならなかった。
【０００５】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、抽出原料の種類に応じて抽出器における抽出方向を選択することができるバッチ連続抽出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載のバッチ連続抽出装置は、抽出原料を入れた複数の抽出器を配管によって直列に連結し、一端の抽出器に抽出用水を圧入して最終端の抽出器から高濃度に抽出された抽出液を取り出すバッチ連続抽出装置であって、上から抽出原料が投入され、下から抽出粕を排出する複数の抽出器と、該抽出器の上部にフィルタを介して接続された上部配管と、該抽出器の下部にフィルタを介して接続された下部配管と、各抽出器の前記上部配管及び前記下部配管に夫々バルブを介して接続された抽出用水供給配管と、上流側となる抽出器の上部配管と下流側となる抽出器の下部配管、又は上流側となる抽出器の下部配管と下流側となる抽出器の上部配管を切り替え可能に連通する抽出器接続配管類と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るバッチ連続抽出装置について、図面に基づき説明する。図１に示すように、該バッチ連続抽出装置１は、例えば６つの抽出器２と、該抽出器２の上部にフィルタ３を介して接続された上部配管４と、該抽出器２の下部にフィルタ３を介して接続された下部配管５と、各抽出器２の上部配管４及び下部配管５に夫々バルブ６、７を介して接続された抽出用水供給配管８と、上流側となる抽出器２の上部配管４と下流側となる抽出器２の下部配管５、又は上流側となる抽出器２の下部配管５と下流側となる抽出器２の上部配管４を切り替え可能に連通する抽出器接続配管類９と、を備えたものであり、各抽出器２の上方に設けられたサイクロンレシーバタンク１０によって設定量の抽出原料が抽出器２に投入された後、４つの抽出器２が直列に連結され、一端の抽出器２に抽出用水としての仕込み水が圧入して最終端の抽出器２から高濃度に抽出される抽出液を自動的に回収するものである。以下、更に詳細に説明する。
【０００８】
前記抽出器２は、図２に示すように、その上端部にサイクロンレシーバタンク１０から投入される抽出原料の投入口１１が形成され、その下端部に抽出粕を排出する排出口１２が形成された耐圧容器からなり、その上部にはフィルタ３を介して上部配管４が連通して接続され、その下部にもフィルタ３を介して下部配管５が連通て接続されている。該上部配管４と下部配管５は、該抽出器２への仕込み温水の供給管路又は該抽出器２の内部で抽出された抽出液の搬出管路をとなる。また、該抽出器２の周囲には、保温ジャケット１４が設けられており、この中に高温スチームが適宜供給されて、内部を一定の温度で保温するようになっている。
【０００９】
さらに、該抽出器２内の上部には、排出口１２から抽出粕を排出すると同時に内部を清掃するため、洗浄水をシャワー状に噴出するスプレーボール１３が固設されている。加えて、前記フィルター３として、目づまりがし難い、いわゆるウエッジワイヤスクリーンが採用されているので、フィルタ３の目地に詰まった抽出粕は、スプレーボール１３から噴出される洗浄液のみで殆ど取り除かれる。このため、抽出器２内の清掃は、前記スプレーボール１３からの洗浄液の噴出のみで十分に行うことができ、清掃メンテナンス工数の削減が図られる。
【００１０】
図１に示すように、前記抽出用水供給配管８は、仕込み温水タンク１５ａ、高圧ポンプ１５ｂ等からなる仕込み温水供給装置１５に接続されており、その途中で、前記抽出器２の上方へ配置された上部抽出用水供給配管８ａと、抽出器２の下方へ配置された下部抽出用水供給配管８ｂとに分岐している。そして、該上部抽出用水供給配管８ａと各抽出器２の上部配管４がバルブ６を介して接続され、下部抽出用水供給配管８ｂと各抽出器２の下部配管５がバルブ７を介して接続されている。
【００１１】
前記抽出器接続配管類９は、前述したように、抽出器２を連結したときに、上流側となる抽出器２の上部配管４と該抽出器２に対して下流側となる抽出器２の下部配管、又は上流側となる抽出器２の下部配管５と下流側となる抽出器２の上部配管４を切り替え可能に連通するものである。該抽出器接続配管類９は、例えば図示するような配管とバルブにより構成される。すなわち、一端がバルブ１８を介して上部配管４のバルブ６より抽出器２側に接続され、他端がバルブ１９を介して下部配管５のバルブ７より抽出器２側に接続された上下接続配管１６と、隣接する（連結すべき）抽出器２の該上下接続配管１６同士を接続する連結配管２０とからなるものである。該配管構成によれば、例えば抽出器Ａの上部配管４と抽出器Ｂの下部配管５を連通するときは、連結配管２０の途中に設けられたバルブ２１を開放すると共に、抽出器Ａの上部配管４側のバルブ１８及び抽出器Ｂの下部配管５側のバルブ１９を開放する。また、抽出器Ａの下部配管５と抽出器Ｂの上部配管４を連通するときは、バルブ２１を開放すると共に、抽出器Ａの下部配管側に設けられた前記バルブ１９及び抽出器Ｂの上部配管側に設けられた前記バルブ１８を開放する。なお、上記した切り替え可能に連通する抽出器接続配管類９は、該配管構成に限定されずともよく、他の配管構成によって、上記の如く切り替え可能に連通する抽出器接続配管類を設けてもよい。
【００１２】
前記サイクロンレシーバタンク１０は、図外の抽出原料貯蔵タンクから配管を通じて搬送される抽出原料を設定量だけ自動的に取り込んで蓄積するものでありその下部が原料投入バルブ２２を介して抽出器２の投入口１１と接続されている。
【００１３】
また、各抽出器２の下方には、その排出口１２から排出される抽出粕を受け取って搬送する図示しない抽出粕搬送装置が設置されている。
【００１４】
また、前記連結配管２０のバルブ２１より上流側に、中間部にバルブ２３を有する分岐回収配管２４の一端が接続されており、各分岐回収配管２４はその他端側で１本の回収配管２５に統合され、冷却プレート２６、複数適宜配置されたバルブ２７を介してストレージタンク２８及びカットタンク２９に接続されている。
【００１５】
つぎに、抽出液を製造するときのバッチ連続抽出装置１が行う一連の動作について説明する。なお、該バッチ連続抽出装置１の各部に使用されているバルブは、電動弁など遠隔操作可能なものであり、これらバルブは、図外の制御盤によるシーケンス制御に従って動作するようになっている。また、抽出方式として抽出器における抽出方向を下から上にする「上方向抽出」と、抽出方向を上から下にする「下方向抽出」をオペレータが制御盤上から選択指示できるようになっている。また、該バッチ連続抽出装置１は初期状態において、全てのバルブが閉鎖されているとの前提で説明する。
【００１６】
まず、制御盤上で所定の操作を行うことにより、抽出原料が貯蔵された図外の抽出原料貯蔵タンクから抽出原料が搬送されて前記サイクロンレシーバタンク１０に設定量で抽出原料が蓄積される。そして、「上方向抽出」が選択指示されると、原料投入バルブ２２が開放され、各サイクロンレシーバタンク１０内の抽出原料が各々抽出器２の中に投入される。
【００１７】
つぎに、下部抽出用水供給配管８ｂと抽出器Ａの下部配管５の間のバルブ７及び抽出器Ａ内のエアーを大気開放するめに設けられた図示しないエアー抜きバルブが開放されると共に、高圧ポンプ１５ｂが運転して、図３に示すように、仕込み温水タンク１５ａに貯められた仕込み温水が下部抽出用水供給配管８ｂ、下部配管５を経由して抽出器Ａ内に圧入される。
【００１８】
抽出器Ａ内が抽出用水で満液となると、図示しない満液センサの感知信号が制御盤に伝達されて、高圧ポンプ１５ｂが停止され、エアー抜きバルブ及び下部配管５と下部抽出用水供給配管８ｂの間のバルブ７が閉鎖されて、制御盤内の抽出保持タイマーが起動し、原料から成分を抽出するために、この状態を所定時間保持する。
【００１９】
前記抽出保持タイマーに設定された時間が経過すると、抽出器Ａと抽出器Ｂの間において、抽出器Ａの上部配管４と上下接続配管１６の間に設けられたバルブ１８、連結配管２０に設けられたバルブ２１、及び抽出器Ｂの下部配管５と上下接続配管１６の間に設けられたバルブ１９が開放されると共に、高圧ポンプ１５ｂが運転されて、図４に示すように、仕込み温水が抽出器Ａの下部配管５からさらに圧入され、該抽出器Ａにおいて抽出された抽出液がその上部配管４、抽出器Ｂの下部配管５を通じて抽出器Ｂの中へ圧入される。
【００２０】
抽出器Ｂ内が満液となると、前述した抽出器Ａ内が満液となった場合と同様に、図示しない抽出器Ｂの満液センサの感知信号が制御盤に伝達されて、高圧ポンプ１５ｂが停止し、エアー抜きバルブ及び抽出器Ａの下部配管５と下部抽出用水供給配管８ｂの間のバルブ７が閉鎖され、制御盤内の抽出保持タイマーが起動して、この状態を所定時間保持する。
【００２１】
以上の動作が抽出器Ｃ、抽出器Ｄに対しても同様に行われ、抽出器Ｄが満液状態となり、満液センサで所定時間が経過すると、つぎに、図５に示すように、抽出器Ｄと抽出器Ｅの間の分岐回収配管２４に設けられたバルブ２３が開放されると共に、高圧ポンプ１５ｂが運転されて、仕込み温水がさらに抽出器Ａの下部配管５から圧入され、最終端の抽出器Ｄの上部配管４から抽出液が吐出され、冷却プレート２６により冷却されて、ストレージタンク２８又はカットタンク２９へ移送される。このストレージタンク２８又はカットタンク２９への管路の切り替えは抽出液の濃度に基づき行われる。すなわち、回収配管２５に設けられた濃度センサ３１により、規定濃度以上であると判断されたときは、バルブ２７が適宜開閉してストレージタンク２８へ抽出液が移送される一方、規定濃度以下であると判断されたときはカットタンク２９へ抽出液が移送される。通常、抽出開始時には濃度が低いため、カットタンク２９へ移送されるが、すぐに濃度が規定値となり、管路が切り替えられてストレージタンク２８に移送され、抽出液の濃度が再び規定値を下回るまで抽出が続けられる。
【００２２】
ストレージタンク２８へ回収される抽出液の濃度が再び規定値以下となったときは、直列に連結されている抽出器Ａ乃至Ｄから抽出器Ａを切り離し、抽出器Ｂ乃至Ｅを連結する動作が行われる。すなわち、図６に示すように、抽出器Ｂの下部配管５と下部抽出用水供給配管８ｂの間のバルブ７が開放されると共に、抽出器Ａの下部配管５と下部抽出用水供給配管８ｂの間のバルブ７及び抽出器Ａと抽出器Ｂを連通している管路上の前記バルブ１８、２１、１９が閉鎖され、さらに、抽出器Ｄと回収配管２５を連通している分岐回収配管２４の前記バルブ２３が閉鎖されて、抽出器Ｄの上部配管４と抽出器Ｅの下部配管５がバルブ１８、２１、１９が開放されることにより連通されることで、抽出器Ｂから抽出器Ｅまでが直列に連結される。
【００２３】
一方、連結から切り離され、抽出粕が内部に残された抽出器Ａにおいては、抽出粕の排出及び新しい抽出原料の投入動作が行われる。すなわち、排出口に設けられた排出口バルブ３０が開放されて、内部の抽出粕が下方の抽出粕搬送装置（図外）へ排出されると共に、スプレーボール１３から洗浄液が噴出されて内部が洗浄された後、排出口バルブ３０が閉鎖され、再び原料投入バルブ２２が開放されてサイクロンレシーバタンク１０に蓄積された設定量の抽出原料が該抽出器Ａに投入される。
【００２４】
このように、バッチ連続抽出装置１は、６つの抽出器のうち４つの抽出器２を順次交代しながら連結して抽出を行い、その間他の２つの抽出器２の内部の清掃、抽出原料の入れ替え等を行うことにより、連続抽出運転を行う。なお、当然ながら、抽出器２の数及び連結される抽出器２の数は、前記に限定されずともよく、例えば抽出器を３つ設置して、連結する抽出器を２つとしても同様の連続運転が可能である。
【００２５】
つぎに、制御盤上から「下方向抽出」が選択指示された場合のバッチ連続抽出装置１の動作について説明する。
【００２６】
まず、制御盤上で所定の操作を行うことにより、抽出原料が貯蔵された図外の抽出原料貯蔵タンクから抽出原料が搬送されて前記サイクロンレシーバタンク１０に設定量で抽出原料が蓄積される。そして、「下方向抽出」が選択指示されると、原料投入バルブ２２が開放され、各サイクロンレシーバタンク１０内の抽出原料が各々抽出器２の中に投入される。
【００２７】
つぎに、図７に示すように、上部抽出用水供給配管８ａと抽出器Ａの上部配管４の間に設けられたバルブ６及び抽出器Ａの図示しないエアー抜きバルブが開放され、高圧ポンプ１５ｂが運転して、仕込み温水タンク１５ａから上部抽出用水供給配管８ａ、上部配管４を経由して仕込み温水が抽出器Ａ内に圧入される。
【００２８】
抽出器Ａ内が抽出用水で満液となると、図示しない満液センサの感知信号が制御盤に伝達されて、高圧ポンプ１５ｂが停止され、エアー抜きバルブ及び前記バルブ６が閉鎖されて、制御盤内の抽出保持タイマーが起動する。
【００２９】
前記抽出保持タイマーに設定された時間が経過すると、図８に示すように、抽出器Ａと抽出器Ｂの間において、抽出器Ａの下部配管５と上下接続配管１６の間に設けられたバルブ１９、連結配管２０に設けられたバルブ２１、及び抽出器Ｂの上部配管４と前記上下接続配管１６の間に設けられたバルブ１８が開放され、高圧ポンプ１５ｂが運転されて、仕込み温水が抽出器Ａの上部配管４からさらに圧入され、該抽出器Ａにおいて抽出された抽出液が抽出器Ａの下部配管５、抽出器Ｂの上部配管４を通じて抽出器Ｂの中へ圧入される。
【００３０】
抽出器Ｂ内が満液となると、前述した抽出器Ａ内が満液となった場合と同様に、図示しない抽出器Ｂの満液センサの感知信号が制御盤に伝達されて、高圧ポンプ１５ｂが停止し、エアー抜きバルブ及び上部配管４と上部抽出用水供給配管８ａの間のバルブ６が閉鎖され、制御盤内の抽出保持タイマーが起動し、この状態が所定時間保持される。
【００３１】
以上の動作が抽出器Ｃ、抽出器Ｄに対しても同様に行われ、抽出器Ｄが満液状態となり、満液センサで所定時間が経過すると、つぎに、図９に示すように、抽出器Ｄと抽出器Ｅの間の分岐回収配管２４に設けられたバルブ２３が開放されると共に、高圧ポンプ１５ｂが運転されて、仕込み温水が抽出器Ａの上部配管４からさらに圧入されて、最終端となる抽出器Ｄの下部配管５から抽出液が吐出され、前述した「上方向抽出」の場合と同様に、ストレージタンク２８又はカットタンク２９へ適宜移送される。
【００３２】
そして、「上方向抽出」の場合と同様に、ストレージタンク２８へ移送される抽出液が規定濃度以下になったところで、直列に連結されている抽出器Ａ乃至Ｄから抽出器Ａを切り離して、抽出器Ｂ乃至Ｅを連結する動作を行う。すなわち、抽出器Ｂの上部配管４と上部抽出用水供給配管８ａの間のバルブ６が開放されると共に、抽出器Ａの上部配管４と上部抽出用水供給配管８ａの間のバルブ６及び抽出器Ａと抽出器Ｂを連通している管路上のバルブ１９、２１、１８が閉鎖され、さらに、抽出器Ｄと回収配管２５を連通している管路上のバルブ２３が閉鎖される。そして、抽出器Ｄと抽出器Ｅの間のバルブ２１及び抽出器Ｅの上部配管４と上下接続管１６の間に設けられたバルブ１８が開放されることにより、抽出器Ｄの下部配管５と抽出器Ｅの上部配管４が連通されて、抽出器Ｂから抽出器Ｅまでが直列に連結される。
【００３３】
以上説明した動作を繰り返して、「上方向抽出」の場合と同様に、６つの抽出器のうち連結する４つの抽出器２を順次交替させながら、２つの抽出器２を連結から切り離して、その内部清掃及び抽出原料の入れ替えを行いながら、連続抽出運転を行う。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、このバッチ連続抽出装置１によれば、配管設備等の変更を伴わずに、制御盤上から抽出器２における抽出方向を適宜選択して、連続抽出運転を行うことが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載のバッチ連続抽出装置は、複数の抽出器と、該抽出器の上部にフィルタを介して接続された上部配管と、該抽出器の下部にフィルタを介して接続された下部配管と、各抽出器の前記上部配管及び前記下部配管に夫々バルブを介して接続された抽出用水供給配管と、上流側となる抽出器の上部配管と下流側となる抽出器の下部配管、又は上流側となる抽出器の下部配管と下流側となる抽出器の上部配管を切り替え可能に連通する抽出器接続配管類と、を備えたものであるので、抽出器における抽出方向を抽出原料の種類に応じて適宜選択して連続抽出運転をすることが可能であり、多種類の飲料を生産する飲料メーカ等にとっては、抽出器における抽出方向が異なる２種類の装置を設置したり、一部の抽出原料については抽出効率が低下するが設備投資上１種類の装置を使用しなければならないという問題などが解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るバッチ連続抽出装置を示した配管図である。
【図２】抽出器の縦断面図である。
【図３】上方向抽出により１つ目の抽出器に抽出用水が圧入されている状態を示した説明図である。
【図４】上方向抽出により２つ目の抽出器に抽出用水が圧入されている状態を示した説明図である。
【図５】上方向抽出により抽出液がストレージタンクへ回収されている状態を示した説明図である。
【図６】連結される抽出器を切り替える場合の動作を示した説明図である。
【図７】下方向抽出により１つ目の抽出器に抽出用水が圧入されている状態を示した説明図である。
【図８】下方向抽出により２つ目の抽出器に抽出用水が圧入されている状態を示した説明図である。
【図９】下方向抽出により抽出液がストレージタンクへ回収されている状態を示した説明図である。
【符号の説明】
１  バッチ連続抽出装置
２  抽出器
３  フィルタ
４  上部配管
５  下部配管
８  抽出水供給配管
８ａ  上部抽出水供給配管
８ｂ  下部抽出水供給配管
９  抽出器接続配管類
１６上下接続配管
１８、１９、２１  バルブ
２０  連結配管
【図１】
0003572519.tif 000002
【図２】
0003572519.tif 000003
【図３】
0003572519.tif 000004
【図４】
0003572519.tif 000005
【図５】
0003572519.tif 000006
【図６】
0003572519.tif 000007
【図７】
0003572519.tif 000008
【図８】
0003572519.tif 000009
【図９】
0003572519.tif 000010