(57)【要約】【課題】目詰まりが起こりにくく、風味に優れた飲料を得られる飲料用セラミックフィルタ及び該飲料用セラミックフィルタの製造方法を提供すること。【解決手段】セラミックフィルタ１は、９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間が３秒〜１５秒である。セラミックフィルタ１の製造方法は、アルミナ５５〜６５質量％、ベントナイト６〜１２質量％、非水溶性有機微粒子６〜１０質量％、水１５〜３０質量％が混合された混練物を得る混練工程と、混練物をフィルタ型に押し付けて一次成形物を成形する一次成形工程と、一次成形工程において成形された一次成形物をプレス加工して二次成形物を成形する二次成形工程と、二次成形工程において成形された二次成形物を焼成する焼成工程と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間が３秒〜１５秒である飲料用セラミックフィルタ。
【請求項２】
全細孔容積が０．２３０〜０．２７０ｃｍ３／ｇであり、中央細孔直径が１００〜１６０μｍである請求項１に記載のセラミックフィルタ。
【請求項３】
椀状に形成される請求項１又は２に記載の飲料用セラミックフィルタ。
【請求項４】
９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間が３秒〜１５秒である飲料用セラミックフィルタの製造方法であって、
アルミナ５５〜６５質量％、ベントナイト６〜１２質量％、非水溶性有機微粒子６〜１０質量％、水１５〜３０質量％が混合された混練物を得る混練工程と、
前記混練物をフィルタ型に押し付けて一次成形物を成形する一次成形工程と、
一次成形工程において成形された一次成形物をプレス加工して二次成形物を成形する二次成形工程と、
二次成形工程において成形された二次成形物を焼成する焼成工程と、を備える飲料用セラミックフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料用セラミックフィルタ及び該飲料用セラミックフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コーヒーや紅茶等の飲料を淹れる場合に、粉状に挽いたコーヒー豆や茶葉から飲料を抽出して濾過するためにフィルタが用いられる。このような飲料用のフィルタとして、紙製のフィルタが多く用いられる。また、紙製のフィルタに代えて、多数の微細孔が形成された多孔質のセラミック製のフィルタを用いることも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−５４７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セラミック製のフィルタを用いた場合には、紙製のフィルタを用いた場合のように紙に含まれる成分を溶出させずに飲料を抽出及び濾過できる。また、セラミック製のフィルタは、繰り返し使用できる。更に、セラミック製のフィルタを用いて飲料を抽出及び濾過した場合には、飲料中に含まれる油分や雑味がセラミックの微細孔に吸着され、風味に優れた飲料を得られる。
【０００５】
ところで、セラミック製のフィルタにおいては、微細孔の大きさが小さすぎると油分や雑味が過剰に吸着されて飲料の風味が低下してしまうと共に、フィルタに目詰まりが生じやすくなる。一方、微細孔の大きさが大きすぎると油分や雑味が飲料に多く残存してしまいやはり風味が低下してしまう。
【０００６】
従って、本発明は、目詰まりが起こりにくく、風味に優れた飲料を得られる飲料用セラミックフィルタ及び該飲料用セラミックフィルタの製造方法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】
本発明者は、セラミックフィルタについて、特定の速度で飲料の濾過が行われるように微細孔を形成することで、風味に優れた濾過が行え、かつ、目詰まりを生じにくくできることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
本発明は、９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合に係る透過時間が３秒〜１５秒である飲料用セラミックフィルタに関する。
【０００９】
また、飲料用セラミックフィルタは、椀状に形成されることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間が３秒〜１５秒である飲料用セラミックフィルタの製造方法であって、アルミナ５５〜６５質量％、ベントナイト６〜１２質量％、非水溶性有機微粒子６〜１０質量％、水１５〜３０質量％が混合された混練物を得る混練工程と、前記混練物をフィルタ型に押し付けて一次成形物を成形する一次成形工程と、一次成形された一次成形物をプレス加工して二次成形物を成形する二次成形工程と、二次成形工程において成形された二次成形物を焼成する焼成工程と、を備える飲料用セラミックフィルタの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、目詰まりが起こりにくく、風味に優れた飲料を得られるセラミックフィルタ及び該セラミックフィルタの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るセラミックフィルタ、フィルタ受け及びカップを示す斜視図である。
【図２】図１に示すセラミックフィルタ、フィルタ受け及びカップを分離した状態で示す斜視図である。
【図３】本発明のセラミックフィルタの製造工程を示す図である。
【図４】本発明のセラミックフィルタの製造工程を示す図である。
【図５】実施例のセラミックフィルタの細孔分布を示す図である。
【図６】比較例１のセラミックフィルタの細孔分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本実施形態のセラミックフィルタ１は、粉状に挽いたコーヒー豆や茶葉から飲料を抽出して濾過する場合に用いられる。このセラミックフィルタ１は、図１及び図２に示すように、多数の微細孔が形成された多孔質セラミックにより椀状に成形される。即ち、セラミックフィルタ１は、椀状のフィルタ全体が濾過機能を有する多孔質セラミックにより一体成形されて構成される。
より詳細には、本実施形態では、セラミックフィルタ１は、縦断面（図４（ｃ）参照）において、底面が下方に膨出する円弧状を有し、側面がわずかに内側に湾曲した曲線状（ほぼ直線状）の内面を有する。また、セラミックフィルタ１の縦断面において、側面同士の成す角度θは、６０度程度となっている。
【００１４】
また、セラミックフィルタ１の厚みは、セラミックフィルタ１の強度を保つと共に、好適な濾過性能を確保する観点から、２ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。本実施形態では、セラミックフィルタ１の厚みは、２．５ｍｍに形成される。
【００１５】
セラミックフィルタ１は、９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間が３秒〜１５秒の範囲である。９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間を３秒〜１５秒の範囲とすることで、セラミックフィルタ１を用いて抽出及び濾過された飲料を風味に優れたものとできる。また、濾過後のコーヒー豆や茶葉等の被濾過物によりセラミックフィルタ１に詰まりが発生することを抑制できる。また、９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間は３秒〜１０秒の範囲であることが好ましく、４秒〜８秒の範囲であることがより好ましい。
【００１６】
また、セラミックフィルタ１は、２０℃の水１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間が５秒〜４０秒の範囲であることが好ましい。２０℃の水１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間を５秒〜４０秒の範囲とすることで、セラミックフィルタ１を用いて冷たい飲料（例えば、日本酒や水）を濾過した場合に、まろやかな味の飲料を得られる。また、２０℃の水１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間は５秒〜２０秒の範囲であることが好ましく、７秒〜１５秒の範囲であることがより好ましい。
【００１７】
更に、セラミックフィルタ１は、水銀圧入法により測定した細孔分布において、全細孔容積が０．２３０〜０．２７０ｃｍ３／ｇの範囲にあり、中央細孔直径が１００〜１６０μｍの範囲にあることが好ましい。セラミックフィルタ１の微細孔を、上記の範囲となるように形成することで、セラミックフィルタ１は、より、目詰まりが起こりにくく、風味に優れた飲料を得られる。
【００１８】
本実施形態のセラミックフィルタ１は、材料の配合及び製造方法を以下のように行うことで製造できる。即ち、材料の配合及び製造方法を以下のように行うことで、セラミックフィルタ１に形成される多数の微細孔のサイズ及び空隙率が適切に設定され、これにより、上記の濾過速度が実現される。
【００１９】
［セラミックフィルタの製造方法］
次に、本実施形態のセラミックフィルタ１の製造方法につき、図３及び図４を参照しながら説明する。
本実施形態のセラミックフィルタ１の製造方法は、（１）混練工程、（２）一次成形工程、（３）二次成形工程、（４）乾燥工程、及び（５）焼成工程を備える。
【００２０】
（１）混練工程
混練工程では、セラミックフィルタ１の材料が粘土状となるように混練される。混練工程においては、アルミナ５５〜６５質量％、ベントナイト６〜１２質量％、非水溶性有機微粒子６〜１０質量％、水１５〜３０質量％が混合されて混練物が得られる（図３（ａ）参照）。
【００２１】
アルミナ、ベントナイト及び非水溶性有機微粒子としては、いずれも粉状のものが用いられる。より具体的には、アルミナは、粒径（中心粒径）が１００μｍ〜５００μｍのものを用いることが好ましく、１５０μｍ〜４００μｍのものを用いることがより好ましく、２００μｍ〜３００μｍのものを用いることが更に好ましい。
また、非水溶性有機微粒子としては、例えば粉状の結晶セルロースを用いることができる。
【００２２】
本実施形態では、アルミナ５５〜６５質量％、ベントナイト６〜１２質量％、非水溶性有機微粒子６〜１０質量％、水１５〜３０質量％を、この範囲の配合で混合して混練物を得ることで、得られた混練物を用いて製造されたセラミックフィルタ１に好適な微細孔を形成でき、また、適切な空隙率を設定できる。特に、混練工程における非水溶性有機微粒子の含有量を６〜１０質量％の範囲とすることで、製造されたセラミックフィルタ１に好適な微細孔を適切な割合で形成できる。また、水分含有量を１５〜３０質量％の範囲とすることで、後述の一次成形工程における一次成形を容易に行える固さに混練物を形成できる。
尚、アルミナの含有量は、５８〜６３質量％であることが好ましく、ベントナイトの含有量は、８〜１０質量％であることが好ましい。また、非水溶性有機微粒子の含有量は７〜９％であることが好ましく、水分含有量は１７〜２３質量％であることが好ましい。
【００２３】
（２）一次成形工程
一次成形工程では、混練工程で得られた混練物がフィルタ型に押し付けられて一次成形物が成形される。セラミックフィルタ１のフィルタ型としては、石膏製の型が用いられる。具体的には、一次成形工程では、図３（ｂ）に示すように、セラミックフィルタ１の内側を形成する凸状の内型Ｍ１の表面に粘土状の固形の混練物が所定の厚さ（３．０〜３．５ｍｍ）となるように押し付けられる。これにより、一次成形物が成形される。
このように、一次成形工程において、固形の混練物が所定の厚さとなるように押し付けられて一次成形されることで、次の二次成形工程におけるプレス圧力を高くしすぎることなく二次成形物を成形できる。これにより、製造されるセラミックフィルタ１の水の透過性を高められる。一次成形工程におけるフィルタ型への混練物の押し付けは、人の手により行われることが好ましい。
【００２４】
（３）二次成形工程
二次成形工程では、一次成形工程において成形された一次成形物がプレス加工されて二次成形物が成形される。二次成形工程では、図３（ｃ）に示すように、一次成形工程において成形された一次成形物に対して、セラミックフィルタ１の外側を形成する凹状面を有する石膏製の外型Ｍ２が被せられる。そして、この外型Ｍ２を所定の力にて押圧して一次成形物にプレス加工が施される。
二次成形工程は、例えば、一次成形物が挟み込まれた内型Ｍ１及び外型Ｍ２を、複数セット（例えば５セット）積み重ねた状態で万力等により圧力を加えて行うことができる。二次成形工程では、１時間程度プレス加工が行われる。これにより、二次成形物が成形される。
ここで、本実施形態では、一次成形工程により一次成形物を成形した後に二次成形（プレス加工）を行うことで、プレス加工により付加される圧力を低く設定できる。これにより、成形された二次成形物中に水分を均一に存在させられるので、製造されるセラミックフィルタ１に形成される微細孔の分布を均質化できる。即ち、一次成形工程を経ずにプレス成形のみでセラミックフィルタを成形した場合には、付加される圧力をより高める必要がある。高い圧力で成形を行うと、混練物中に含まれる水分がプレス加工中に滲出することで成形物中に含まれる水分に隔たりが生じやすくなる。その結果、製造されるセラミックフィルタに形成される微細孔が均質化されにくくなる。
【００２５】
（４）乾燥工程
乾燥工程では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、二次成形工程において成形された二次成形物がフィルタ型Ｍから取り出され、乾燥される。乾燥工程における乾燥時間は、気温や湿度等により適宜設定できる。乾燥工程における乾燥は、例えば、２５℃、６０％の湿度の環境において、３日程度行う。
【００２６】
（５）焼成工程
焼成工程では、二次成形工程において成形され、乾燥工程において乾燥された二次成形物が焼成される。より詳細には、乾燥工程において乾燥された二次成形物には、まず、バリ仕上げが施される。バリ仕上げにおいては、二次成形物から製品に不要な部分であるバリが削り取られる。その後、バリ仕上げが施された二次成形物は、１２００℃〜１３００℃にて１０時間〜１５時間焼成される。この焼成工程において、二次成形物中に含まれる非水溶性有機微粒子が分解されて多数の微細孔が形成される。また、二次成形物中に残存する水分が蒸発することによっても微細孔が形成される。
以上の各工程を経て、セラミックフィルタ１は製造される（図４（ｃ）参照）。
【００２７】
本実施形態のセラミックフィルタ１は、図１に示すように、フィルタ受けＰと共に使用される。本実施形態のフィルタ受けＰは、中央部にセラミックフィルタ１が配置される穴部１１が形成された板状部材により構成される。穴部１１は、セラミックフィルタ１を少なくとも３点で支持すると共に、セラミックフィルタ１の外面との間に所定の隙間が形成される形状に形成される。このように、穴部１１を、セラミックフィルタ１を少なくとも３点で支持すると共に、所定の隙間が形成される形状とすることで、フィルタ全体で濾過可能なセラミックフィルタ１であっても好適に飲料の濾過ができる。また、隙間から濾過された飲料を視認しやすくできる。本実施形態では、フィルタ受けＰは、外形及び穴部１１がいずれもハート形状に形成される。
【００２８】
セラミックフィルタ１によりコーヒーを淹れる場合には、まず、セラミックフィルタ１に挽かれたコーヒー豆を入れる。コーヒー豆の挽き方は、粗挽き又は中挽きであることが好ましい。
次いで、コーヒーカップＣの上にフィルタ受けＰを配置し、フィルタ受けＰの穴部１１に挽かれたコーヒー豆が入れられたセラミックフィルタ１を配置する。この状態で、豆全体に湯がかかる程度まで一度湯を注ぎ、しばらく（例えば２０秒程度）おく。その後、更に１５０ｍｌ程度の湯をゆっくりと注ぐ。これにより、風味に優れるコーヒーが得られる。
【００２９】
以上、本発明のセラミックフィルタの好ましい各実施形態及び実施例につき説明したが、本発明は、上述の各実施形態及び実施例に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
【実施例】
【００３０】
以下に実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって制限されるものではない。
【００３１】
［実施例１］
上述の製造方法により、実施例のセラミックフィルタ（容量２００ｍｌ）を製造した。
混練工程では、アルミナ（株式会社不二製作所製、製品名フジランダムＡ６０）３０６５ｇ、ベントナイト（株式会社ホージュン製、製品名穂高）４６５ｇ、セルロース微粒子（旭化成株式会社製、製品名セオラスＴＧＦ−２０）４００ｇ、水１０７０ｇをミキサーで混合した後、手捏ねにより混練した。
一次成形工程において、混練物を石膏製の内型の表面に手で押し付けて一次成形物を成形した。
二次成形工程において、内型の表面に成形された一次成形物に外型を被せたものを５セット積み重ねて万力にてプレス加工を施し、一時間放置した。
乾燥工程において、二次成形物をフィルタ型から外し、３日間乾燥させた。
焼成工程において、乾燥工程を経た二次成形物にバリ加工を施した後、１２６０℃で１２時間酸化焼成し、実施例のセラミックフィルタを得た。
【００３２】
［比較例１］
水の量を２６２０ｇ（４０質量％）とした以外は、実施例と同じ配合にて原料混合物を作製した。原料混合物は、流動性を有する泥漿状態のものであった。作製した泥漿を、圧力を付加した状態で型に注入するいわゆる圧力鋳込みにより実施例のセラミックフィルタと同形状に成形した。成形された成形品をフィルタ型から外し、３日間乾燥させた。そして、実施例と同様にバリ加工を施した後、１２６０℃で１２時間焼成し、比較例１のセラミックフィルタを得た。
【００３３】
［比較例２］
ペーパーフィルタ（ＨＡＲＩＯ株式会社製、製品名Ｖ６０用  ペーパーフィルタ  ０２Ｍ）を、比較例２のペーパーフィルタとした。
【００３４】
［細孔分布測定］
実施例１のセラミックフィルタ及び比較例１のセラミックフィルタにつき、細孔分布を測定した。細孔分布の測定は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製、ＡｕｔｏＰｏｒｅＩＶ９５２０を使用し、水銀圧入法により行った。試験条件を以下の表１に示す。また、試験結果を表２に示す。また、実施例のセラミックフィルタの細孔の頻度分布を図５に、比較例１のセラミックフィルタの細孔の頻度分布を図６に示す。
【００３５】
【表１】
2019118568.tif 000003
【００３６】
【表２】
2019118568.tif 000004
【００３７】
［透過速度の測定］
実施例のセラミックフィルタ、比較例１のセラミックフィルタ、及び比較例２のペーパーフィルタそれぞれにつき、２０℃の水１５０ｍｌを透過させた場合、９０℃の湯１５０ｍｌを透過させた場合、及び粉状に挽いたコーヒー１０ｇを入れた状態で９０℃の湯１５０ｍｌを透過させた場合にかかった時間（秒）を測定した。尚、透過速度の測定は、セラミックフィルタ及びペーパーフィルタを乾燥させた状態で行った。
結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
2019118568.tif 000005
【００３９】
［味の評価］
実施例のセラミックフィルタ、比較例１のセラミックフィルタ及び比較例２のペーパーフィルタそれぞれにつき、表１の方法で抽出及び濾過して得たコーヒーの味を評価した。コーヒーの味は、甘味、渋味、苦味、旨味、酸味、油分の項目に分けて評価した。
尚、味の評価は、３名の官能評価により行った。具体的には、ペーパーフィルタを用いて抽出及び濾過を行って得た比較例２のコーヒーを基準として、同等の甘味、渋味、苦味、旨味、酸味、油分である場合を○、比較例２のコーヒーよりも強い甘味、渋味、苦味、旨味、酸味、油分を感じた場合を◎、比較例２のコーヒーよりも弱い甘味、渋味、苦味、旨味、酸味、油分であった場合を△とした。
結果を表４に示す。
【００４０】
【表４】
2019118568.tif 000006
【００４１】
表２に示すように、実施例のセラミックフィルタ１は、比較例１のセラミックフィルタに比して、微細孔の大きさ（中央細孔直径）が小さく、また、全細孔容積が大きいことが分かった。また、図５及び図６に示すように、実施例及び比較例１のセラミックフィルタでは、微細孔のサイズ分布は、中央細孔直径の近傍に集中していることが分かった。
【００４２】
表３に示すように、比較例１のセラミックフィルタ及び比較例２のペーパーフィルタは、ほぼ同様の速度で水を透過させている。また、比較例１のセラミックフィルタは、比較例２のペーパーフィルタよりも若干早い速度で湯を透過させ、また、コーヒーを抽出・濾過している。
【００４３】
一方、実施例のセラミックフィルタは、比較例１のセラミックフィルタ及び比較例２のペーパーフィルタに比して、５倍以上の速度で水及び湯を透過させている。また、コーヒーに関しても、実施例のセラミックフィルタでは、比較例１のセラミックフィルタ及び比較例２のペーパーフィルタに比して３０％以上早い速度で抽出・濾過が行われている。
【００４４】
以上より、いわゆる圧力鋳込みでセラミックフィルタを成形した場合には、水及び湯の透過速度がペーパーフィルタと同程度となり、透過速度を十分に早くできないことが確認された。これは、圧力をかけて原料の混合物を注入することで、成形物の密度が高くなり、その結果、好適な微細孔の形成が妨げられることが理由として考えられる。
【００４５】
また、表４に示すように、実施例のセラミックフィルタを用いて入れたコーヒーは、甘味、渋味、苦味、旨味、酸味、油分すべての項目において、比較例２のペーパーフィルタを用いて淹れたコーヒーよりも優れ、また、甘味を除くすべての項目において、比較例１のセラミックフィルタを用いて淹れたコーヒーよりも優れていることが分かった。尚、比較例２のセラミックフィルタにおいては、甘味についてはペーパーフィルタよりも優れるものの、渋味、苦味、旨味、酸味、油分においては、ペーパーフィルタよりも弱いものとなってしまった。
【００４６】
［フィルタの詰まりの評価］
実施例のセラミックフィルタ及び比較例１のセラミックフィルタにつき、粉状に挽いたコーヒー１０ｇを入れた状態で９０℃の湯１５０ｍｌを透過させてコーヒーを淹れた後、セラミックフィルタを水洗いして乾燥させ、再度同様にコーヒーを淹れる作業を繰り返した。
【００４７】
その結果、比較例１のセラミックフィルタでは、回数を重ねるに従って湯を透過させるのにかかる時間が増加し、２〜３回目で、湯を全量透過させることができなくなった。
一方、実施例１のセラミックフィルタでは、回数を重ねても湯を透過させる時間にほとんど変化はなく、２０回繰り返した後にも、１回目とほぼ同様の速度（６５秒）で湯を透過させることができた。
【００４８】
以上の結果から、実施例のセラミックフィルタによれば、目詰まりが起こりにくく、風味に優れた飲料を得られることが確認された。尚、実施例のセラミックフィルタの細孔分布の数値に対して、少なくともプラスマイナス１０％程度の範囲にセラミックフィルタの細孔分布を設定することで、本実施形態と同様の効果を奏するセラミックフィルタが得られる。
【符号の説明】
【００４９】
１  セラミックフィルタ
１０  穴部
Ｃ  カップ
Ｐ  フィルタ受け
【図１】
2019118568.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月6日(2018.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
９０℃の湯１５０ｍｌを導入した場合にかかる透過時間が３秒〜１５秒であり、
全細孔容積が０．２３０〜０．２７０ｃｍ３／ｇであり、中央細孔直径が１００〜１６０μｍである飲料用セラミックフィルタ。
【請求項２】
椀状に形成される請求項１に記載の飲料用セラミックフィルタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の飲料用セラミックフィルタの製造方法であって、
アルミナ５５〜６５質量％、ベントナイト６〜１２質量％、非水溶性有機微粒子６〜１０質量％、水１５〜３０質量％が混合された混練物を得る混練工程と、
前記混練物を手作業によりフィルタ型に押し付けて一次成形物を成形する一次成形工程と、
一次成形工程において成形された一次成形物をプレス加工して二次成形物を成形する二次成形工程と、
二次成形工程において成形された二次成形物を焼成する焼成工程と、を備える飲料用セラミックフィルタの製造方法。