(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を加熱することによって、原料から揮発成分を抽出し回収する抽出装置であって、
原料を投入するための投入口、原料から抽出された揮発成分を回収するための回収口、及び成分抽出後の原料を取り出すための取出口を有するシリンダと、
前記回収口近傍のシリンダ内領域を加熱する加熱装置と、
シリンダ内に原料収容領域を画成するとともにシリンダ軸方向に沿って摺動自在に配設される一対の仕切部と、
前記仕切部をシリンダ軸方向に駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御して、原料収容領域が前記投入口と連通する投入位置、前記回収口と連通すると共に前記加熱装置に臨む回収位置、又は前記取出口と連通する取出位置に位置するように前記仕切部を移動させる制御部と、を備えることを特徴とする抽出装置。
【請求項２】
前記投入口、前記回収口、及び前記取出口は、シリンダ軸方向に沿って順次配設されていることを特徴とする請求項１に記載の抽出装置。
【請求項３】
前記制御部は、原料収容領域が回収位置にある場合に、原料収容領域が投入位置にある場合よりも、前記仕切部の間隔を狭めて原料収容領域容積を小さくするように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の抽出装置。
【請求項４】
前記制御部は、原料収容領域が取出位置にある場合に、原料収容領域が投入位置及び回収位置にある場合よりも、前記仕切部の間隔を狭めて原料収容領域容積を小さくするように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の抽出装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記仕切部の間隔を狭めて成分抽出後の原料を押し固めるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項４に記載の抽出装置。
【請求項６】
前記シリンダは、円筒状に形成されており、
前記仕切部は、前記シリンダ内に摺動自在に設けられるピストンと、端部に前記ピストンが連結され、前記シリンダの外部へ突出するピストンロッドと、を備え、
前記駆動部は、前記ピストンロッドをシリンダ軸方向に進退させるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料から揮発成分を抽出して回収する抽出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、動植物由来の原料（植物の葉や枝、柑橘類の果実や皮等）を加熱し、原料に含まれる揮発成分を抽出して回収する装置が広く知られている。
【０００３】
特許文献１には、柑橘類の果実及び皮を加熱し、果実等に含まれる芳香性のある揮発油（精油）を気化させて抽出し、抽出した精油を凝縮させて回収する抽出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９１００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の抽出装置では、精油抽出後の原料は密閉容器の側部に設けられた取出口から取り出される。しかしながら、精油抽出後の原料は取出口の近くだけでなく密閉容器内全体に収容されているため、原料を取出口から取り出しにくく、取出作業性が悪いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、成分抽出後の原料を容易に取り出すことが可能な抽出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】
【０００７】
本発明は、原料を加熱することによって、原料から揮発成分を抽出し回収する抽出装置であって、原料を投入するための投入口、原料から抽出された揮発成分を回収するための回収口、及び成分抽出後の原料を取り出すための取出口を有するシリンダと、前記回収口近傍のシリンダ内領域を加熱する加熱装置と、シリンダ内に原料収容領域を画成するとともにシリンダ軸方向に沿って摺動自在に配設される一対の仕切部と、前記仕切部をシリンダ軸方向に駆動する駆動部と、前記駆動部を制御して、原料収容領域が前記投入口と連通する投入位置、前記回収口と連通すると共に前記加熱装置に臨む回収位置、又は前記取出口と連通する取出位置に位置するように前記仕切部を移動させる制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、駆動部の駆動力に基づいて仕切部を移動させ、原料収容領域の位置を投入位置、回収位置、又は取出位置に変更するので、原料収容領域に収容された原料を取出口がある位置まで移動させることができ、成分抽出後の原料を容易に取り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による抽出装置の概略構成図である。
【図２】（Ａ）は原料収容領域が投入位置にある時の抽出装置を示す模式図であり、（Ｂ）は原料収容領域が回収位置にある時の抽出装置を示す模式図であり、（Ｃ）は原料収容領域が取出位置にある時の抽出装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照して、本発明の実施形態による抽出装置１００の構成を説明する。
【００１１】
抽出装置１００は、植物の葉や枝等を細かく粉砕したものを原料とし、当該原料をマイクロ波により加熱し、葉や枝等に含まれる揮発成分（精油）を抽出して回収する装置である。
【００１２】
抽出装置１００は、シリンダ１０と、シリンダ１０内に原料収容領域Ａを画成する一対の仕切部２０と、仕切部２０を駆動する駆動ユニット３０と、原料をマイクロ波によって加熱するマイクロ波発振ユニット４０と、駆動ユニット３０やマイクロ波発振ユニット４０の動作を制御するコントローラ５０と、を備える。
【００１３】
シリンダ１０は、円筒状に形成された容器であって、軸心が水平となるように配置されている。シリンダ１０の側壁には、原料を投入するための投入口１１、原料から抽出された精油を回収するための回収口１２、及び精油抽出後の原料を取り出すための取出口１３が形成されている。
【００１４】
投入口１１は左端寄りのシリンダ１０の上部に設けられ、取出口１３は右端寄りのシリンダ１０の下部に設けられる。また、回収口１２は、軸方向略中央のシリンダ１０の上部に設けられる。投入口１１、回収口１２、取出口１３はシリンダ１０の軸方向に沿って設けられ、シリンダ１０の左端側から投入口１１、回収口１２、取出口１３の順で配置される。
【００１５】
投入口１１が位置するシリンダ１０の側壁には原料をシリンダ１０内へと導く供給部１４が設けられており、取出口１３が位置するシリンダ１０の側壁には取出口１３から原料をシリンダ１０外に導く排出部１５が設けられている。なお、排出部１５の上端には、精油抽出後の原料が取出時以外のタイミングで落下することを防止するための開閉弁１６が設けられる。開閉弁１６の開閉動作は、後述するコントローラ５０によって制御される。
【００１６】
仕切部２０は、シリンダ１０の側壁内周面に沿って摺動するピストン２１と、端部にピストン２１が連結され、シリンダ１０の外部へ突出するピストンロッド２２と、を備える。仕切部２０は一対設けられ、二つの仕切部２０はピストンロッド２２が形成されていない側のピストン面が対向するように配置される。これら仕切部２０のピストン２１の間の空間部が原料収容領域Ａとなる。
【００１７】
なお、ピストン２１の外周面にはＯリングが装着されており、Ｏリングを介してシリンダ１０の側壁内周面とピストン２１の外周面との隙間がシールされている。シリンダ１０は円筒状に形成されているので、シリンダ１０とピストン２１との間のシールが容易となる。
【００１８】
各ピストンロッド２２のシリンダ１０の外側に位置する端部には、ピストン２１を移動させるための駆動ユニット３０が設けられている。
【００１９】
駆動ユニット３０（駆動部）は、動力源としての駆動モータと、駆動モータの駆動力をピストンロッド２２に伝達する動力伝達機構と、から構成されている。仕切部２０のピストン２１は、駆動ユニット３０の駆動モータの駆動力に基づいてシリンダ１０内を軸方向に移動する。駆動ユニット３０は、各仕切部２０にそれぞれ設けられており、各仕切部２０を別々に駆動できるように構成されている。
【００２０】
ピストン２１がシリンダ１０内を移動することによって、原料収容領域Ａは、投入口１１と連通する投入位置（図２（Ａ）参照）、回収口１２と連通する回収位置（図２（Ｂ）参照）、取出口１３と連通する取出位置（図２（Ｃ）参照）の３つの位置に移動する。
【００２１】
マイクロ波発振ユニット４０は、回収位置にある原料収容領域Ａに収容されている原料に対してマイクロ波を発振するよう、回収口１２近傍のシリンダ１０に設けられている。本実施形態ではシリンダ１０の側壁にマイクロ波発振ユニット４０を二つ設けているが、マイクロ波発振ユニット４０の設置数は、二つに限られず、原料収容領域Ａの容積等に応じて任意に設定される。マイクロ波発振ユニット４０は、原料に対してマイクロ波を発振し、原料を加熱する。原料の加熱温度はシリンダ１０に設けられた温度センサ５１によって検出され、温度センサ５１の検出信号はコントローラ５０に送信される。
【００２２】
シリンダ１０の回収口１２には、加熱された原料から気化した精油を回収する回収通路６１が接続されている。回収通路６１の途中には気体の精油を凝縮するための冷却器６２が設置されており、冷却器６２よりも下流の回収通路６１には分岐路６３を介して真空ポンプ６４が設置されている。
【００２３】
真空ポンプ６４は、回収位置にある原料収容領域Ａ内の圧力を所定圧まで減圧するためのポンプである。真空ポンプ６４によって原料収容領域Ａ内を減圧することで、精油の沸点を通常よりも低くすることができ、原料の加熱に要するエネルギを抑制することができる。回収位置にある原料収容領域Ａ内の圧力はシリンダ１０に設けられた圧力センサ５２によって検出され、圧力センサ５２の検出信号はコントローラ５０に送信される。
【００２４】
回収通路６１の下流端は、外部に開口する開口端として形成されている。回収通路６１の開口端の下方には、冷却器６２によって凝縮された液体状の精油を蓄える貯蔵タンク６５が設けられる。
【００２５】
コントローラ５０（制御部）は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏインターフェイス）を有するコンピュータである。コントローラ５０は、駆動ユニット３０やマイクロ波発振ユニット４０、真空ポンプ６４等に接続されている。
【００２６】
コントローラ５０は、駆動ユニット３０の動作を制御し、ピストン２１を移動させて原料収容領域Ａの位置を変更する。また、コントローラ５０は、温度センサ５１及び圧力センサ５２の検出信号に基づいてマイクロ波発振ユニット４０及び真空ポンプ６４の動作を制御し、回収位置にある原料収容領域Ａ内の圧力及び原料の加熱温度を調整する。
【００２７】
次に、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）を参照して、抽出装置１００の精油抽出に関する一連の動作を説明する。
【００２８】
図２（Ａ）は、原料収容領域Ａが投入位置にある時の抽出装置１００を示す模式図である。図２（Ｂ）は、原料収容領域Ａが回収位置にある時の抽出装置１００を示す模式図である。図２（Ｃ）は、原料収容領域Ａが取出位置にある時の抽出装置１００を示す模式図である。
【００２９】
図２（Ａ）に示す通り、原料収容領域Ａが投入位置に位置している時に、粉砕された枝や葉等からなる原料が、供給部１４及び投入口１１を介して原料収容領域Ａ内に投入される。投入位置では、二つのピストン２１は、ピストン間隔が投入口１１の開口径よりも大きくなるような位置で停止している。
【００３０】
原料投入後、駆動ユニット３０（図１参照）が制御され、各ピストン２１が所定のピストン間隔を保った状態で右方向に移動し、原料収容領域Ａが図２（Ｂ）に示す回収位置まで移動する。原料収容領域Ａが回収位置に位置している時に、真空ポンプ６４及びマイクロ波発振ユニット４０が駆動され、原料収容領域Ａ内が所定圧まで減圧されるとともに原料が加熱される。
【００３１】
このように原料を加熱することで、原料に含まれる精油を気化させて抽出する。気化した精油は、回収口１２を通って回収通路６１内に流入し、冷却器６２で凝縮されて液体となる。液体となった精油は、回収通路６１の開口端から滴下し、貯蔵タンク６５に蓄えられる。
【００３２】
抽出装置１００では、原料収容領域Ａが回収位置にある場合、原料収容領域Ａが投入位置にある場合よりも、原料収容領域容積が小さくなるように二つのピストン２１のピストン間隔が狭められる。なお、原料収容領域容積とは、二つのピストン２１とシリンダ１０の側壁内周面とによって画成される領域の容積のことである。
【００３３】
原料収容領域容積を小さくし、原料収容領域Ａ内に占める原料の割合を高め、当該原料をマイクロ波により加熱することで、精油抽出効率を高められる。また、原料収容領域容積を小さくすることで、真空ポンプ６４による原料収容領域Ａの減圧時間を短縮することが可能となる。なお、通常は真空ポンプによる排気速度を高めることで減圧時間を短縮するが、本実施形態では原料収容領域容積を小さくすることで減圧時間を短縮している。
【００３４】
精油の抽出が終わると、真空ポンプ６４及びマイクロ波発振ユニット４０が停止される。なお、原料収容領域Ａ内の圧力は、例えば分岐路６３に設けた開閉弁によって制御するようにしてもよく、精油抽出終了後に真空ポンプ６４を停止する代わりに、当該開閉弁を閉じてもよい。
【００３５】
その後、駆動ユニット３０が制御され、各ピストン２１が所定のピストン間隔を保った状態で右方向に移動し、原料収容領域Ａが図２（Ｃ）に示す取出位置まで移動する。
【００３６】
原料収容領域Ａが取出位置にある時に、開閉弁１６が開かれ、精油抽出後の原料が取出口１３及び排出部１５を介して取り出される。なお、原料取出後には、各ピストン２１は左方向に移動し、原料収容領域Ａは投入位置まで戻る。
【００３７】
抽出装置１００では、原料収容領域Ａが取出位置にある場合、原料収容領域Ａが回収位置にある場合よりも、原料収容領域容積が小さくなるように二つのピストン２１のピストン間隔が狭められる。
【００３８】
例えば、ピストン間隔を取出口１３の開口径よりも小さく狭めることによって、精油抽出後の原料が取出口１３及び排出部１５を通過しやすくなり、原料の取り出しが容易になる。
【００３９】
また、ピストン間隔をさらに狭めて、取出位置における原料収容領域Ａの原料を押し固めることによって、精油抽出後の原料の取り出しがより容易になるとともに、押し固められた原料を固形燃料等として使用することも可能となる。
【００４０】
上記した本実施形態の抽出装置１００によれば、以下の効果を奏することができる。
【００４１】
抽出装置１００では、駆動ユニット３０の駆動力に基づいて仕切部２０のピストン２１を移動させ、原料収容領域Ａの位置を投入位置、回収位置、又は取出位置に変更するので、原料収容領域Ａに収容された原料を取出口１３がある位置まで移動させることができ、精油抽出後の原料を取出口１３から容易に取り出すことが可能となる。
【００４２】
また、シリンダ１０の左端側から投入口１１、回収口１２、取出口１３が順次配置されているので、原料収容領域Ａを無駄に移動させることがない。
【００４３】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。
【００４４】
本実施形態の抽出装置１００では、植物の枝や葉を原料として当該原料に含まれる精油を抽出したが、果物の果肉や皮、肉類、そのほか揮発成分を含有するものを原料として、これら原料に含まれる揮発成分を抽出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明による抽出装置は、原料に含まれる揮発成分を抽出し回収する装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００  抽出装置
１０    シリンダ
１１    投入口
１２    回収口
１３    取出口
２０    仕切部
２１    ピストン
２２    ピストンロッド
３０    駆動ユニット（駆動部）
４０    マイクロ波発振ユニット
５０    コントローラ（制御部）
６１    回収通路
６２    冷却器
６４    真空ポンプ
６５    貯蔵タンク
【図１】
0005912708.tif 000002
【図２】
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