(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に開閉自在の下蓋１ａ、天井部に原料投入口１ｂを備えた円筒形の抽出タンク１の中心部に回転および昇降自在に支持された垂直回転軸２に攪拌翼３およびスプレーパイプ４を取り付け、かつ、天井部に初期給湯用スプレーボール５を設けるとともに、前記回転軸２の回転駆動用のインバーターモータ６および昇降駆動用のギヤードモータ付ジャッキ８を制御する制御盤７を備え、該制御盤７は、予め入力された制御データおよび液位センサ９から入力される抽出タンク１内の液位に従って前記インバーターモータ６およびギヤードモータ付ジャッキ８に制御信号を出力することを特徴とする茶系飲料抽出装置。
【請求項２】
下蓋１ａの上面には水平方向に濾過網１ｃが張設され、底部中央には抽出孔１ｄが設けられている請求項１記載の茶系飲料抽出装置。
【請求項３】
原料供給タンク１０の下部を、渦気流吸引式移送パイプ１３に接続し、該移送パイプ１３の一端にエア取入口１４を設け、他端をサイクロン分離機１５の側壁に接線方向に接続し、該サイクロン分離機１５の下端排出口を計量ホッパ１６を介して原料投入口１ｂに、上端吸引口を吸引パイプ１７，バグフィルタ１８を介して吸引ブロワ１９に、それぞれ接続してなる原料移送供給装置を備えた請求項１又は２記載の茶系飲料抽出装置。
【請求項４】
原料供給タンク１０の下部は、ロータリーフィーダ１１，ロータリーバルブ１２を介して渦気流吸引式移送パイプ１３に接続されている請求項３記載の茶系飲料抽出装置。
【請求項５】
エア取入口１４の形状が末広がりの漏斗状をなしている請求項３又は４記載の茶系飲料抽出装置。
【請求項６】
所定温度に加熱された熱水を抽出タンク１内の所定レベルＷＬまで初期給湯するとともに、所定の配合割合に混合調整された所定量の抽出原料茶葉を抽出タンク１内に投入し、次いで、初期給湯された前記所定レベルＷＬにおいて攪拌翼３を水平方向に回転させて初期攪拌を行い、湯面付近に浮遊する原料茶葉を熱水内に巻き込み浸漬させた後、攪拌翼３を所定の攪拌レベルＳＬまで降下させて浸漬抽出攪拌を行い茶葉から有効成分を抽出させ、その後、抽出液を一方向に旋回させつつ抽出タンク１の下蓋１ａの抽出孔１ｄから排出させることを特徴とする請求項１ないし５記載の装置による茶系飲料の抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コーヒー豆，茶葉等の抽出原料から、コーヒー，紅茶，ウーロン茶，麦茶，煎茶，玉露，多品種配合茶等、多種多様の抽出飲料液体を抽出可能とした多機能抽出装置、なかんづく茶系飲料の抽出装置および抽出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コーヒー挽豆，茶葉等の抽出原料から、コーヒー，紅茶等の飲料を抽出する装置は、種々の形態のものが知られているが、その抽出には、それぞれ抽出条件に対応した抽出装置が必要であった。
【０００３】
例えば、コーヒーの抽出には、主として円筒ろ過板抽出器を使用したドリップ抽出方式が用いられ、一方、茶葉系の抽出については、ニーダー抽出器を使用した浸漬方式が一般的であり、幾多の異なった飲料を製造するためには、工場内に多種多様の抽出装置を設備しなければならなかった。
【０００４】
そこで、出願人は、一台の抽出装置によってコーヒーの抽出と茶系飲料の抽出とに兼用できる多機能抽出装置を開発し、登録実用新案第３０２２５１７号公報に開示したが、コーヒー抽出にはドリップ式抽出、茶系飲料の抽出には浸漬式抽出の使い分けが必要であり、後者の浸漬式抽出においては、次のような問題点があることを発見した。
【０００５】
原料茶葉を供給するための自動搬送過程において茶葉の微粉化が生じやすく、微粉が混入すると抽出液が混濁して精澄な製品飲料が得られず、また、濾過網の目詰まりや抽出液排出の停滞による製品品質の不安定化および濾過網の洗浄不良等のトラブルの一因となっていた。
【０００６】
多品種配合茶葉（例えば１６種配合茶葉）を抽出原料として、抽出タンクに投入した場合、当初は湯面上に浮遊し順次沈降を開始して浸漬されるが、原料品種により、比重，形状，粒度，親水性等が異なるため均一に沈降せず、浸漬速度に変化が生じ均一な抽出を行うことが困難であった。
【０００７】
抽出液の排出時に、濾過網全面に茶葉が堆積して目詰まり状態となり、自然排出に任せると排出に時間がかかり、滞留液含有粕量が増大し、加圧排出を試みると堆積層から不要成分が抽出されて製品の品質劣化を招くばかりでなく、濾過網に過大な負荷がかかりその寿命が短くなる等の問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記問題点を解決することを課題としてなされたものであって、原料茶葉の自動搬送過程における微粉化を防止し、多品種配合茶葉を抽出原料とする場合でも均一な抽出を可能とし、かつ、抽出液の排出時に目詰まり状態となることなく不要成分の抽出を防止し、精澄な高品質の茶葉系飲料を製造することができる抽出装置およびその抽出方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点を解決することを課題としてなされたものであって、請求項１，２の発明は、底部に開閉自在の下蓋１ａ、天井部に原料投入口１ｂを備えた円筒形の抽出タンク１の中心部に回転および昇降自在に支持された垂直回転軸２に攪拌翼３およびスプレーパイプ４を取り付け、かつ、天井部に初期給湯用スプレーボール５を設けるとともに、前記回転軸２の回転駆動用のインバーターモータ６および昇降駆動用のギヤードモータ付ジャッキ８を制御する制御盤７を備え、該制御盤７は、予め入力された制御データおよび液位センサ９から入力される抽出タンク１内の液位に従って前記インバーターモータ６およびギヤードモータ付ジャッキ８に制御信号を出力することを特徴とする茶系飲料抽出装置を要旨とするものである。
【００１０】
また、請求項３，４，５の発明は、原料供給タンク１０の下部を、ロータリーフィーダ１１，ロータリーバルブ１２を介して渦気流吸引式移送パイプ１３に接続し、該移送パイプ１３の一端にエア取入口１４を設け、他端をサイクロン分離機１５の側壁に接線方向に接続し、該サイクロン分離機１５の下端排出口を計量ホッパ１６を介して原料投入口１ｂに、上端吸引口を吸引パイプ１７，バグフィルタ１８を介して吸引ブロワ１９に、それぞれ接続してなる原料移送供給装置を備えた請求項１，２記載の茶系飲料抽出装置を要旨とするものである。
【００１１】
さらに、請求項６の発明は、上記装置による茶系飲料の抽出方法に関するものであって、所定温度に加熱された熱水を抽出タンク１内の所定レベルＷＬまで初期給湯するとともに、所定の配合割合に混合調整された所定量の抽出原料茶葉を抽出タンク１内に投入し、次いで、初期給湯された前記所定レベルＷＬにおいて攪拌翼３を水平方向に回転させて初期攪拌を行い、湯面付近に浮遊する原料茶葉を熱水内に巻き込み浸漬させた後、攪拌翼３を所定の攪拌レベルＳＬまで降下させて浸漬抽出攪拌を行い茶葉から有効成分を抽出させ、その後、抽出液を一方向に旋回させつつ抽出タンク１の下蓋１ａの抽出孔１ｄから排出させることを特徴とする茶系飲料の抽出方法を要旨とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜４によりこの発明の実施の形態について説明する。図１は抽出装置の断面図であって運転開始当初の状態を示し、図２は同じく抽出液排出過程で液面が稍々下がった状態を示す。また、図３は原料茶葉の移送供給要領を、図４は抽出粕の除去搬出要領を示す説明図である。
【００１３】
図において、１は円筒形の抽出タンクであって、底部に開閉自在の下蓋１ａ，上部に原料投入口１ｂを備え、密閉可能となっている。下蓋１ａの上面には濾過網１ｃが張設され、底部中央には抽出孔１ｄが設けられている。以上については公知のとおりである。
【００１４】
２は前記抽出タンク１の中心部に回転および昇降自在に支持された垂直回転軸であって、その下端部には水平方向に攪拌翼３が取り付けられ、その上方に適当な距離を置いてドリップ給湯用スプレーパイプ４が同じく水平方向に取り付けられている。５は抽出タンク１の天井部に設けられたスプレーボールであって、槽内に初期給湯できるようになっている。
【００１５】
６は前記回転軸２の回転駆動用のインバーターモータであって、制御盤７からの信号指令によってインバーターの周波数が変化し、回転方向および回転数が制御されるようになっている。回転軸２は、後述するスクリュー軸８ａの下端に回転自在に支持されている。
【００１６】
８は前記回転軸２の昇降駆動用のギヤードモータ付ジャッキであって、ドライブナットの駆動によりスクリュー軸８ａを昇降させるようになっており、パルス発信機付ロータリーエンコーダを内蔵し、制御盤７からの信号指令によって昇降制御され、ロータリエンコーダにより検出される昇降ストロークに応じてパルス発信機から、例えば、１パルス＝0.04mmストロークの信号が制御盤７にフィードバックされ、所定の位置で停止するようになっている。
【００１７】
９は液位センサであって、水圧の変化を検知することによってタンク１内の液位を連続的に感知し、アナログ信号で制御盤７に液位信号を送るようになっている。
【００１８】
制御盤７は、各品種（緑茶，配合茶葉，etc.）毎に、攪拌翼の位置，回転数，回転方向，運転サイクル，水位等の最適運転データを記憶しているデータエリアをソフト上に持っており、品種を選択するだけで、自動的に前記制御信号指令を発信するようになっている。
【００１９】
図３により原料茶葉の移送供給要領について説明する。１０は原料供給タンクであって、所定の配合茶葉、例えば、ハトムギ，緑茶，大麦，玄米，大豆，ハブ茶，ウーロン茶，昆布，よもぎ，霊芝，クコ，熊笹，柿の葉，椎茸，アマチャヅル，ミカンの皮等、多種類の抽出原料を所定の割合で混合してなる多種類配合茶葉が収容されている。
【００２０】
原料供給タンク１０の下部は、ロータリーフィーダ１１，ロータリーバルブ１２を介して渦気流吸引式移送パイプ１３に接続されている。１４は移送用の二次エア取入口であって、その形状は末広がりの漏斗状をなしている。
【００２１】
移送パイプ１３の端部はサイクロン分離機１５の側壁に接線方向に接続され、該サイクロン分離機１５の下端排出口は原料投入口１ｂ上の計量ホッパ１６に、上端吸引口は吸引パイプ１７，バグフィルタ１８を介して吸引ブロワ１９に、それぞれ接続されている。
【００２２】
ロータリーフィーダ１１，ロータリーバルブ１２を開き、吸引ブロワ１９を駆動すると、供給タンク１０内の配合茶葉は、エア取入口１４から取り入れられる渦気流に担持されて流動し、移送パイプ１３からサイクロン分離機１５に接線方向に流入する。なお、エア取入口１４から移送パイプ１３に流入する空気は、圧送ではなく吸引により漏斗状のエア取入口１４から取り入れられるので、渦気流となって移送パイプ１３に流入し、茶葉は、その渦気流に担持されて移送されるのである。
【００２３】
サイクロン分離機１５において気固分離が行われ、茶葉は下方の計量ホッパ１６内に落下し、若干の微粉を含む移送空気は吸引パイプ１７を経てバグフィルタ１８に流入して微粉が除去され、吸引ブロワ１９から清浄空気のみが室内に放出される。
【００２４】
このように、茶葉の移送は空気輸送により行われるが、圧送ではなく吸引により行われ、渦気流に担持されて移送されるので衝突の機会が少なく、茶葉の微粉化は最少限に抑えられる。また微粉が発生したとしても、微粉は移送空気と共に吸引されてバグフィルタ１８で回収され粉茶として再利用でき、吸引ブロワ１９からは清浄空気のみが放出されるので、作業環境を汚染することもない。
【００２５】
原料茶葉の移送供給要領は上記のとおりであるが、続いて、抽出方法について説明する。
【００２６】
▲１▼  熱水供給
流量コントロール弁にて調整された所定量（通常、茶葉原料に対し約３０倍）の処理水は、プレートヒータにより設定温度（通常、約９０°Ｃ）まで加熱され、抽出タンク１内上部に設けられたスプレーボール５から槽内の設定湯面レベルＷＬまで初期給湯される。このとき、攪拌翼３は該湯面レベルＷＬとほぼ等しい高さ位置で待機する。
【００２７】
▲２▼  原料茶葉供給
所定の配合割合に混合され供給タンク１０に貯えられた原料茶葉は、前記要領により計量ホッパ１６に移送されるが、液位センサ９が槽内の湯面が前記設定レベルＷＬに達したことを感知すると、制御盤７からの指令により、計量された所定量が原料投入口１ｂから抽出タンク１内に投入され、同時に、設定湯面レベルＷＬで待機していた攪拌翼３が回転を開始する。
【００２８】
▲３▼  茶葉の浸漬開始（初期攪拌）
抽出タンク１内に投入された茶葉は当初湯面上に浮遊するが、制御盤７からの指令によりモータ６が起動し、設定湯面レベルＷＬで待機していた攪拌翼３が回転を開始するので、回転軸２を所定の回転数に設定し、正転又は逆転で間欠的に所定時間攪拌し、その後、所定時間停止するサイクルを繰り返すことにより、茶葉は即座といえるほど短時間のうちに熱水内に巻き込まれ沈降浸漬される。
【００２９】
▲４▼  初期攪拌の一例
多品種配合茶葉の場合、原料品種により浮遊時間，沈降速度等が異なるため、予めデータと照合し、最適な回転数，回転方法，運転サイクルを設定する。その一例を示せば、回転数25rpm,正転攪拌時間90秒，停止時間 150秒で１サイクル運転で湯面下に沈み込み、初期攪拌が完了する。
【００３０】
▲５▼  浸漬攪拌抽出（抽出攪拌）
初期攪拌が完了すると、制御盤７からの指令によりギヤードモータ付ジャッキ８が作動し、攪拌翼３を所定の攪拌レベルＳＬまで降下させ、その位置ＳＬで抽出攪拌が行われ、茶葉から有効成分が抽出される。この場合、回転軸２を所定の回転数に設定し、正転又は逆転で間欠的に所定時間攪拌し、その後、所定時間停止する運転サイクルを繰り返すことにより、浸漬抽出効率を高め短時間で抽出作業を完了することができる。
【００３１】
▲６▼  抽出攪拌の一例
原料茶葉の性状により抽出時間に差異があるので、予めデータと照合し、最適な回転数，回転方法，運転サイクルを設定するが、一例を示せば、回転数25rpm,正転攪拌時間10秒，停止時間 110秒で３サイクル運転で抽出攪拌が完了する。
【００３２】
▲７▼  抽出液の攪拌液抜き（旋回液抜き）
浸漬攪拌抽出後、下蓋１ａの底部中央の抽出孔１ｄを全開し、抽出液の液抜きを開始すると共に、液位センサ９から送られる液位低下信号に追随して攪拌翼３の位置を降下しつつ一方向に旋回させ、液位が所定レベルまで低下した以後は慣性旋回流のみで液抜きを行う。
【００３３】
▲８▼  液抜き終了
このように、タンク１内に旋回流を起こさせつつ液抜きを行うと、液の旋回速度が中心部は小さく周辺部は大きいので、茶葉は中央部に竜巻状に集積し、図２に示すように、濾過網１ｃの中央部に山状に盛り上がって堆積し周辺部には堆積しない。したがって、濾過網全面に茶葉が堆積して目詰まり状態となるようなことがなく、抽出液は茶葉が堆積していない濾過網１ｃの周辺部からスムーズに排出され、短時間で液抜き作業を完了することができる。
【００３４】
▲９▼  旋回液抜きの一例
茶葉が中央部に竜巻状に集まり、山状に堆積する理由は必ずしも定かではないが、数次に亘る実験の結果この現象を確認することができた。この現象を助長するために濾過網１ｃは水平に張設するのが好ましい。前記配合茶葉の場合の設定は、回転数20rpm,正転攪拌で旋回流を生起させつつ液抜きし、液位が、攪拌翼３の下限位置以下となった後は、慣性旋回流のみで液抜きを行い、液位レベル 150mmで液抜きを完了する。
【００３５】
液抜き完了後、抽出タンク１の下蓋１ａを開き、濾過網１ｃ上に堆積した抽出粕を除去し、洗浄して次回の抽出作業に備えることは、従来公知のとおりであるから図４にその概略を示し説明を省略する。なお、図中２０は抽出粕となった茶葉，２１は搬送コンベヤ，２２は粕受けタンクである。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は以上詳述したとおりの構成であって、請求項１，２の発明によれば、制御盤７に予め入力された制御データおよび液位センサ９から入力される抽出タンク１内の液位に従って、回転軸２の回転駆動用インバーターモータ６および昇降駆動用ギヤードモータ付ジャッキ８に制御信号を出力することができるから、原料茶葉の性状に応じて最適な制御データを入力させることにより、多品種配合茶葉を抽出原料とする場合でも均一な抽出を可能とし、かつ、抽出液の排出時に目詰まり状態となることなく不要成分の抽出を防止することができ、精澄な高品質の茶系飲料を製造することができる。
【００３７】
さらに、請求項３，４，５の発明によれば、茶葉の移送は空気輸送により行われるが、圧送ではなく吸引により行われ、渦気流に担持されて移送されるので衝突の機会が少なく、茶葉の微粉化が最少限に抑えられる。また微粉が発生したとしても、微粉はサイクロン分離機１５により茶葉と分離され、抽出原料に混入しないので製品抽出液が混濁することなく、精澄度の高い高品質の茶系飲料を製造することができる。移送空気と共に吸引された微粉はバグフィルタ１９で回収され、吸引ブロワ１９からは清浄空気のみが放出されるので、作業環境を汚染することもない。
【００３８】
また、請求項６の発明によれば、初期給湯，原料投入後の初期攪拌により湯面付近に浮遊する原料茶葉を速やかに沈降浸漬させることができ、さらに、浸漬抽出攪拌を行うことにより茶葉から有効成分の抽出を促進させ、その後、抽出液を一方向に旋回させつつ排出させることにより、排出時に目詰まり状態となることなく不要成分の抽出を防止することができるから、短時間で精澄な高品質の茶系飲料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す抽出装置の断面略図であって、運転開始当初の状態を示す。
【図２】同じく、抽出液排出過程で液面が稍々下がった状態を示す。
【図３】原料茶葉の移送供給要領を示す説明図である。
【図４】抽出粕の除去搬出要領を示す説明図である。
【符号の説明】
１  抽出タンク
１ａ  下蓋
１ｂ  原料投入口
１ｃ  濾過網
１ｄ  抽出口
２  回転軸
３  攪拌翼
４  スプレーパイプ
５  スプレーボール
６  インバーターモータ
７  制御盤
８  ギヤードモータ付ジャッキ
９  液位センサ
１０  原料供給タンク
１１  ロータリーフィーダ
１２  ロータリーバルブ
１３  移送パイプ
１４  空気取入口
１５  サイクロン分離機
１６  計量ホッパ
１７  吸引パイプ
１８  バグフィルタ
１９  吸引ブロワ
２０  抽出粕となった茶葉
２１  抽出粕搬送コンベヤ
２２  粕受けタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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