(57)【要約】【課題】  薬草や茶葉等の抽出対象物からジュール熱により液体に抽出成分を迅速に抽出させる。【解決手段】  抽出対象物は水等の液体と混合されて混合液１１が生成されるとともに抽出対象物に液体を滲出させて導電率が液体と同等もしくはこれよりも高められる。このようにして形成された混合液１１は、通電加熱機１３に対してホッパ１２から搬送される。通電加熱機１３は、混合液１１を案内する流路を有する管部材と、管部材に対をなして取り付けられる電極と、電極に電力を供給する電源ユニットとを有し、混合液１１は流路内を流れながら連続的に通電加熱される。通電加熱されると電気抵抗が液体と同等若しくはこれよりも小さい抽出対象物は発熱によりも加熱されることになり、抽出対象物から抽出成分が液体に抽出される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬草および茶葉等の抽出対象物の抽出成分を前記抽出対象物の加熱により液体に抽出する抽出方法であって、
前記抽出対象物と前記液体とを混合する調合工程と、
前記抽出対象物と前記液体との混合液に電流を流してジュール熱により前記混合液を発熱させる通電加熱工程と、
加熱後の前記混合液を抽出液と抽出カスとに分離する濾過工程とを有することを特徴とする抽出方法。
【請求項２】
請求項１記載の抽出方法において、前記調合工程により前記抽出対象物の導電率を前記液体の導電率と同等もしくは高い状態に調合することを特徴とする抽出方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の抽出方法において、前記通電加熱工程と前記濾過工程との間に前記混合液を所定の温度に保持する保温工程を有することを特徴とする抽出方法。
【請求項４】
薬草および茶葉等の抽出対象物の抽出成分を前記抽出対象物の加熱により液体に抽出する抽出装置であって、
前記抽出対象物と液体との混合液を介して対をなす電極に電力を供給してジュール熱により前記混合液を発熱させる通電加熱機と、
前記通電加熱機により加熱された混合液を抽出液と抽出カスとに分離する濾過機とを有することを特徴とする抽出装置。
【請求項５】
請求項４記載の抽出装置において、前記通電加熱機により加熱された混合液を所定の温度に保持する保温機を有することを特徴とする抽出装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の抽出装置において、前記通電加熱機は前記混合液を案内する流路を有する管部材と、当該管部材に対をなして取り付けられる電極と、前記電極に電力を供給する電源ユニットとを有し、前記混合液を前記流路内に流しながら連続的に通電加熱することを特徴とする抽出装置。
【請求項７】
薬草および茶葉等の抽出対象物の抽出成分を前記抽出対象物の加熱により液体に抽出する抽出装置であって、
前記抽出対象物と前記液体との混合液を混合させた状態で収容するホッパと、
前記ホッパから吐出された前記混合液を前記ホッパに戻す循環路に設けられ、前記混合液を案内する流路を有する管部材、当該管部材に対をなして取り付けられる電極、および前記電極に電力を供給する電源ユニットを有し、ジュール熱により前記混合液を発熱させる通電加熱機と、
前記ホッパと前記通電加熱機との間を循環して加熱された混合液を抽出液と抽出カスとに分離する濾過機とを有することを特徴とする抽出装置。
【請求項８】
薬草および茶葉等の抽出対象物の抽出成分を前記抽出対象物の加熱により液体に抽出する抽出装置であって、
前記抽出対象物と前記液体との混合液を混合させた状態で収容するホッパと、
前記混合液を案内する流路を有する管部材、前記管部材に対をなして取り付けられる電極、および前記電極に電力を供給する電源ユニットを有し、ジュール熱により前記混合液を発熱させる通電加熱機と、
前記通電加熱機により加熱された混合液を抽出液と抽出カスとに分離する濾過機とを有することを特徴とする抽出装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか１項に記載の抽出装置において、前記抽出対象物の導電率が前記液体の導電率と同等もしくは高い状態に調合された混合液を前記通電加熱機により発熱させることを特徴とする抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薬草、茶葉およびコーヒー豆等の抽出対象物の抽出成分を液体に抽出する抽出方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
漢方薬のうち煎じ薬は、薬草を抽出対象物としてこれを容器で熱湯により煎じて熱湯に抽出成分を抽出することにより飲料に供される抽出液であり、容器内の液体をガス等の熱源により加熱して煎じることにより抽出が行われている。同様に、緑茶等のお茶は、茶葉を抽出対象物としてこれに熱湯を注いで茶葉に含まれる抽出成分を熱湯に抽出することにより飲料に供され、コーヒーは、粉粒化されたコーヒー豆を抽出対象物としてこれに熱湯を注いでコーヒー豆に含まれる抽出成分を熱湯に抽出することにより飲料に供される。
【０００３】
このように、煎じ薬、茶、コーヒー等のように、抽出対象物に含まれる抽出成分を液体に抽出して飲料に供される飲料物を製造するには、ガスや電気を加熱源として水を加熱して温水に抽出成分を抽出させている。例えば、煎じ薬を製造するには、容器に薬草と水とを投入して水を外部から加熱することにより抽出成分を水に抽出させており、抽出には時間がかかることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
抽出操作を短時間で行うべく種々の研究がなされた結果、薬草、茶葉およびコーヒー豆等のようにそれ自体は導電性を有しない抽出対象物であっても、これに水分をしみ込ませた状態つまり水分を滲入させた状態とすると、通電性を有し電流が流れる性質を持つことになるということが判明した。しかも、純水と相違して不純物を含む水道水や地下水などは導電性を有するが、水分が滲入した薬草や茶葉は水道水等よりも電気抵抗が小さく、つまり導電率が高くなることが判明した。
【０００５】
そこで、発明者は上述した抽出対象物を細片状や粉粒状に粉砕してこれと水道水に混ぜて混合液としこれに電流を流して混合液にジュール熱を発生させて抽出対象物を加熱する実験を行った結果、温水が加熱される温度よりも抽出対象物が加熱される温度の方が高い温度になるとともに、抽出対象物に流れる電流の作用によって抽出成分が迅速に温水に抽出されることが確認された。
【０００６】
本発明の目的は、薬草や茶葉等の抽出対象物からジュール熱により液体に抽出成分を迅速に抽出させて、能率的に抽出液を製造し得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の抽出方法は、薬草および茶葉等の抽出対象物の抽出成分を前記抽出対象物の加熱により液体に抽出する抽出方法であって、前記抽出対象物と前記液体とを混合する調合工程と、前記抽出対象物と前記液体との混合液に電流を流してジュール熱により前記混合液を発熱させる通電加熱工程と、加熱後の前記混合液を抽出液と抽出カスとに分離する濾過工程とを有することを特徴とする。本発明の抽出方法は、前記調合工程により前記抽出対象物の導電率を前記液体の導電率と同等もしくは高い状態に調合することを特徴とする。本発明の抽出方法は、前記通電加熱工程と前記濾過工程との間に前記混合液を所定の温度に保持する保温工程を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の抽出装置は、薬草および茶葉等の抽出対象物の抽出成分を前記抽出対象物の加熱により液体に抽出する抽出装置であって、前記抽出対象物と液体との混合液を介して対をなす電極に電力を供給してジュール熱により前記混合液を発熱させる通電加熱機と、前記通電加熱機により加熱された混合液を抽出液と抽出カスとに分離する濾過機とを有することを特徴とする。本発明の抽出装置は、前記通電加熱機により加熱された混合液を所定の温度に保持する保温機を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の抽出装置は、前記通電加熱機は前記混合液を案内する流路を有する管部材と、当該管部材に対をなして取り付けられる電極と、前記電極に電力を供給する電源ユニットとを有し、前記混合液を前記流路内に流しながら連続的に通電加熱することを特徴とする。
【００１０】
本発明の抽出装置は、薬草および茶葉等の抽出対象物の抽出成分を前記抽出対象物の加熱により液体に抽出する抽出装置であって、前記抽出対象物と前記液体との混合液を混合させた状態で収容するホッパと、前記ホッパから吐出された前記混合液を前記ホッパに戻す循環路に設けられ、前記混合液を案内する流路を有する管部材、当該管部材に対をなして取り付けられる電極、および前記電極に電力を供給する電源ユニットを有し、ジュール熱により前記混合液を発熱させる通電加熱機と、前記ホッパと前記通電加熱機との間を循環して加熱された混合液を抽出液と抽出カスとに分離する濾過機とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の抽出装置は、薬草および茶葉等の抽出対象物の抽出成分を前記抽出対象物の加熱により液体に抽出する抽出装置であって、前記抽出対象物と前記液体との混合液を混合させた状態で収容するホッパと、前記混合液を案内する流路を有する管部材、前記管部材に対をなして取り付けられる電極、および前記電極に電力を供給する電源ユニットを有し、ジュール熱により前記混合液を発熱させる通電加熱機と、前記通電加熱機により加熱された混合液を抽出液と抽出カスとに分離する濾過機とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の抽出装置は、前記抽出対象物の導電率が前記液体の導電率と同等もしくは高い状態に調合された混合液を前記通電加熱機により発熱させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、茶葉等の抽出対象物と液体とを混合させて調合された混合液を形成し、これに電流を流してジュール熱により混合液を発熱させて通電加熱すると、抽出対象物はこれに電流が流れることによる抽出と加熱されることによる抽出とにより、内部の抽出成分が迅速に液体に抽出され、短時間で抽出率を高めることができる。通電加熱による抽出が終了した後には、混合液は抽出液と抽出カスとに分離されて、抽出液を得ることができる。
【００１４】
抽出対象物の導電率を液体の導電率と同等もしくはこれよりも高くなるように混合液を調合してこれにジュール熱を流して混合液を発熱させるようにすると、抽出対象物の温度は液体の温度よりも低くなることなく充分に加熱され抽出対象物の抽出成分が液体に抽出される。特に、液体よりも抽出対象物の導電率を高く調合すると、抽出対象物の温度の方が液体の温度よりも早く高くなるとともに高い温度に加熱される。
【００１５】
混合液を抽出液と抽出カスとに分離する前に、混合液を所定時間保温した状態で保持するようにすると、混合液が保有する熱により抽出を促進することができる。
【００１６】
混合液を収容するホッパと通電加熱機を流路で連通させることにより、ホッパ内の混合液を連続的に通電加熱機に搬送しながら、効率的に抽出液を製造することができる。通電加熱機により加熱された混合液をホッパに戻すことにより、ホッパと通電加熱機との間に混合液を循環させることにより、抽出率を高めることができる。
【００１７】
抽出対象物としては、水等の液体を滲出させることにより抽出対象物とにより混合液を形成する液体と同等もしくはこれよりも導電率を高めることができるものであって、液体に抽出させる成分を含むものであれば、どのようなものでも良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である抽出装置を示す概略図である。この抽出装置１０は、抽出対象物と水道水等の液体とが投入されてこれらの混合液１１を収容する容器であるホッパ１２と、混合液１１に電流を流し混合液１１にジュール熱を発生させてこれを加熱する通電加熱機１３とを有している。通電加熱機１３の流入口は循環路１４ａによりホッパ１２の吐出口に接続され、通電加熱機１３の流出口は循環路１４ｂによりホッパ１２の投入口に接続されており、循環路１４ａに設けられたポンプ１５によってホッパ１２内の混合液１１は、循環路１４ａ，１４ｂを介してホッパ１２と通電加熱機１３との間を循環移動し、通電加熱機１３により連続的に通電加熱される。
【００１９】
ホッパ１２には内部の混合液１１を排出する排出管１６が三方弁１７を介して接続されており、排出管１６にはフィルタつまり濾過機１８に接続されている。三方弁１７を切換操作してホッパ１２と通電加熱機１３とを連通させた状態のもとで、混合液１１を所定時間ホッパ１２と通電加熱機１３との間を循環させることにより抽出対象物に含まれた抽出成分が液体に抽出される。抽出操作後には、三方弁１７を切換操作してホッパ１２と濾過機１８とを連通状態として、通電加熱が終了した後の混合液１１を濾過機１８に供給する。これにより、混合液１１は抽出液と抽出カスとに分離され、抽出液のみが収容容器１９に供給される。
【００２０】
ホッパ１２には内部に供給された抽出対象物と液体とを混合するための攪拌機２１が取り付けられており、ホッパ１２内の混合液１１は液体の中に所定の割合で抽出対象物が分散された状態となる。このホッパ１２には予め抽出対象物と液体とを混合した状態で投入するようにしても良く、ホッパ１２に抽出対象物と液体とを別々に投入するようにしても良い。
【００２１】
抽出装置１０は抽出対象物の種類に応じて混合液１１を大気圧のもとで通電加熱する場合と、大気圧よりも高い加圧状態のもとで通電加熱する場合とに切り換えられるように、通電加熱機１３の下流側には絞り弁等からなる圧力調整弁２２が設けられており、この圧力調整弁２２により通電加熱機１３内の背圧を高めることによって通電加熱機１３内を大気圧以上に設定し、この状態のもとで混合液１１に通電加熱を行うと、１００℃以上の温度にまで混合液１１を加熱することができる。ただし、圧力調整弁２２を設けなければ、抽出装置１０は大気圧状態のもとにおいてのみ通電加熱を行う抽出装置となる。
【００２２】
図２は本発明の他の実施の形態である抽出装置を示す概略図であり、この抽出装置１０ａは、図１に示す抽出装置１０と同様のホッパ１２と通電加熱機１３とを有している。通電加熱機１３の流入口はポンプ１５が設けられた供給路２３によりホッパ１２の吐出口に連結されており、ホッパ１２内の混合液１１は連続的に通電加熱機１３に送られて通電加熱される。通電加熱機１３の吐出口には保温機２４が接続されており、通電加熱機１３により加熱された混合液１１は保温機２４により所定時間保温された後に排出管２５により濾過機１８に供給される。この抽出装置１０ａにおいても、図１に示した攪拌機２１および圧力調整弁２２が設けられている。
【００２３】
このような抽出装置１０，１０ａを用い、抽出対象物を茶葉としてこれの抽出成分である茶の成分を温水に抽出するには、水道水等の水と茶葉とをホッパ１２内に供給してホッパ１２内で攪拌機２１により攪拌して混合液１１を生成する。この攪拌操作によって水が茶葉内に滲入して茶葉はそれ自体の成分と水分とによって水よりも電気抵抗が小さくなり、導電率が水よりも高くなる。このように、ホッパ１２は抽出対象物と水との混合液１１を混合するとともに茶葉を水よりも導電率が高い状態に調整する調整工程として機能する。ただし、予め容器の中に茶葉と水を投入して、茶葉を水よりも導電率が高い状態に調整した後に、混合液１１をホッパ１２に投入するようにしても良い。
【００２４】
抽出対象物として薬草を用いてこれを煎じる際には、薬草は予め細片状に細かく砕かれた状態に加工され、水と細片状の薬草とを所定の割合で混合することにより混合液１１を生成する。得られた混合液１１を攪拌混合して薬草に水分を滲入させて薬草の導電率を水よりも高く調整する。薬草やコーヒー豆も水分がこれらに滲入すると、それぞれは水よりも導電率が高くなる。
【００２５】
図１および図２に示す抽出装置１０，１０ａにおいては、予め攪拌混合工程において抽出対象物と液体とを混合し、この混合液をホッパ１２内に投入するか、攪拌機２１によりホッパ１２内でそれぞれ別々に投入された抽出対象物と液体とを攪拌混合させて混合液を生成する。混合液１１は通電加熱工程としての通電加熱機１３により加熱され、次いで濾過工程としての濾過機１８により混合液１１は抽出液と抽出カスとに分離される。
【００２６】
このように、混合液１１に含まれる抽出対象物が液体よりも電気抵抗が小さく、つまり導電率が高くなっているので、通電加熱機１３において混合液１１に電流を流すと、通電加熱過程ではジュール熱により抽出対象物の方が液体よりも高い温度に発熱し、発熱した抽出対象物の温度が液体に伝達されて液体はそれ自体の発熱とともに抽出対象物によっても加熱されることになる。これにより、短時間で高い抽出効率で液体には抽出成分が抽出される。抽出対象物の導電率は液体よりも高い方が望ましいが、液体の導電率よりも導電率が低くなければ同等の導電率の抽出対象物でも同様に高い抽出率で液体に抽出成分を抽出することができる。
【００２７】
図１に示す抽出装置１０は循環路１４ａ，１４ｂにより通電加熱機１３内を複数回循環するので、通電条件が同じであれば、混合液１１を図２に示す抽出装置１０ｂよりも長い時間にわたり繰り返して通電加熱することができる。いずれの抽出装置１０，１０ａにおいても、混合液１１を流路内に流しながらジュール熱により抽出対象物を連続的に加熱するようにしたので、抽出液となる液体は抽出対象物を搬送する搬送物として利用され、その液体に抽出対象物の抽出成分が抽出されることになり、抽出液の製造を効率的に行うことができる。いずれの抽出装置１０，１０ａを使用するかは、抽出対象物の種類によって選択される。
【００２８】
図３は抽出対象物としての茶葉と液体としての水道水との混合液１１を通電加熱したときにおける茶葉と水との温度変化の実験結果を示す特性線図である。実験には、一対の電極が対向して配置された容器に水を注入するとともに茶葉を布製の袋に収容した状態で水の中に浸した。茶葉の量は、水１０重量部に対して１重量部とした。この状態のもとで、電極に５００Ｖ、２０ｋHzの高周波電力を印加して、時間の経過とともに水の温度変化と布製袋内の茶葉の温度とを検出したところ、図３に示すように、通電開始とともに茶葉の温度はいち早く水の温度よりも高くなり、通電開始から約５秒で茶葉は水よりも早く水の沸点温度に近づき、茶葉から抽出成分が水に抽出された。
【００２９】
図４は通電加熱機１３の具体例を示す縦断面図であり、この通電加熱機１３は混合液１１を案内する流路３１が形成された断面円形の管状部材３２を有している。管状部材３２は複数のリング状の電極３３とこれらの間に配置され複数の円筒体３４とを有し、それぞれの電極３３はチタンやステンレスにより形成され、それぞれの円筒体３４は樹脂等の絶縁材料により形成されている。管状部材３２の両端部には流入側と流出側のジョイント部３５，３６が取り付けられている。それぞれの電極３３には電源ユニット３７がケーブルにより接続されており、混合液１１の流れる方向に隣り合う電極３３が逆極性となるように電源ユニット３７から高周波電流が供給される。
【００３０】
図５（Ａ）は通電加熱機１３の他の具体例を示す縦断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の横断面図である。この通電加熱機１３は混合液１１を案内する流路３１が形成された断面四角形の管状部材４１を有している。この管状部材４１は樹脂等の絶縁材料により形成され、この内面には２枚の板状の電極４２が相互に対向して取り付けられており、それぞれの電極４２には電源ユニット３７がケーブルにより接続されている。管状部材４１の両端には流入側と流出側のジョイント部３５，３６が取り付けられている。
【００３１】
図６は通電加熱機１３の更に他の具体例を示す縦断面図である。この通電加熱機１３は混合液１１を案内する流路３１が形成された断面円形の管状部材５１を有し、管状部材５１は樹脂等の絶縁材料により形成されている。管状部材５１の両端面には相互に対向するように板状の電極５２が取り付けられており、それぞれの電極５２には電源ユニット３７がケーブルにより接続されている。管状部材５１の両端部には流入側と流出側のジョイント部３５，３６が設けられている。なお、このタイプの通電加熱機１３においては、管状部材５１を断面四角形としても良い。
【００３２】
図７は通電加熱機１３の更に他の具体例を示す断面図である。この通電加熱機１３は混合液１１を案内する流路３１が形成された断面円形の管状部材６１を有し、管状部材６１の両端は端板部６２により閉塞されており、この管状部材６１は端板部６２を含めて樹脂等の絶縁材料により形成されている。管状部材６１の内面には円筒形状の電極６３が固定され、管状部材６１の中心部に配置される棒状の電極６４はその両端が端板部６２により固定されている。円筒形状と棒状の両方の電極６３，６４には電源ユニット３７がケーブルにより接続されている。管状部材６１の両端部には流入側と流出側のジョイント部３５，３６が設けられている。
【００３３】
図４〜図７に示された通電加熱機１３が図１に示す抽出装置１０に使用されるときには、ジョイント部３５は循環路１４ａを介してホッパ１２の吐出口側に接続され、ジョイント部３６は循環路１４ｂを介してホッパ１２の投入口側に接続される。また、図４〜図７に示された通電加熱機１３が図２に示す抽出装置１０ａに使用されるときには、ジョイント部３５は供給路２３に接続され、ジョイント部３５は流路を介して保温機２４に接続される。
【００３４】
上述した抽出装置１０，１０ａによって抽出成分を抽出することができる抽出対象物としては、抽出対象物が沈殿することなく液体とともに混合液となって流すことができ、混合液１１となった状態のもとで液体の導電率と同等若しくはこれよりも導電率を高くすることができる物であれば、例えば、煮干し、鶏ガラ、豚骨等の粉粒物を抽出対象物として、抽出装置によりスープやダシ汁を製造するようにしても良い。また、椎茸等の野菜や昆布およびワカメ等の海藻を抽出対象物としてダシ汁を抽出製造するようにしても良い。水分を滲入させたのみでは電気抵抗が水よりも小さくならないような抽出対象物については、通電加熱前に抽出対象物を塩水に浸して電気抵抗を小さくして、抽出対象物の導電率を予め水よりも高くなるように調整しておく。
【００３５】
図２に示した保温機２４としては、通電加熱機１３から吐出した混合液１１を吐出したときの温度あるいはそれに近い温度に所定時間保持するものであれば、外部から熱を加えない構造でも熱を加える構造でも良く、通電加熱機１３と同様のものを使用してジュール熱を僅かに加えるようにしても良い。濾過機１８により抽出カスから分離された抽出液を殺菌加熱する場合には、通電加熱機１３と同様の加熱装置を用いて１２０℃以上の温度に加熱するようにしても良い。
【００３６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、通電加熱機１３としては、図４〜図７に示した構造に限られず、容器内に電極対を配置するようにしたタイプのものを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態である抽出装置を示す概略図である。
【図２】本発明の他の実施の形態である抽出装置を示す概略図である。
【図３】抽出対象物としての茶葉と液体としての水道水との混合液を通電加熱したときにおける茶葉と水との温度変化の実験結果を示す特性線図である。
【図４】通電加熱機の具体例を示す縦断面図である。
【図５】（Ａ）は通電加熱機の他の具体例を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の横断面図である。
【図６】通電加熱機の更に他の具体例を示す縦断面図である。
【図７】通電加熱機の更に他の具体例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０，１０ａ    抽出装置
１１    混合液
１２    ホッパ
１３    通電加熱機
１４ａ，１４ｂ    循環路
１８    濾過機
２１    攪拌機
３１    流路
３２    管状部材
３３    電極
４１    管状部材
４２    電極
５１    管状部材
５２    電極
６１    管状部材
６３，６４    電極
【図１】
2006223531.tif 000003
【図２】
2006223531.tif 000004
【図３】
2006223531.tif 000005
【図４】
2006223531.tif 000006
【図５】
2006223531.tif 000007
【図６】
2006223531.tif 000008
【図７】
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