抽出装置及び抽出方法
【課題】抽出原料に抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができ、装置構造を簡単にしてコスト低減可能な抽出装置及び抽出方法を提供する。
【解決手段】この抽出装置１は、抽出原料の導入口１１を上方に有し、抽出液の取出し口１３ａを下方に有する容器１０と、取出し口１３ａよりも上方のフィルタ１７と、抽出原料を均すための回転可能な攪拌羽根２５と、フィルタ１７上に導入された抽出原料に抽出溶媒を散布するシャワー装置４０とを備え、シャワー装置４０は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置された複数の噴射口６０を有し、各噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量は、前記同心円の内側に位置する噴射口６０の噴射量よりも、同心円の外側に位置する噴射口６０の噴射量の方が、多くなるように設定されている。
【解決手段】この抽出装置１は、抽出原料の導入口１１を上方に有し、抽出液の取出し口１３ａを下方に有する容器１０と、取出し口１３ａよりも上方のフィルタ１７と、抽出原料を均すための回転可能な攪拌羽根２５と、フィルタ１７上に導入された抽出原料に抽出溶媒を散布するシャワー装置４０とを備え、シャワー装置４０は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置された複数の噴射口６０を有し、各噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量は、前記同心円の内側に位置する噴射口６０の噴射量よりも、同心円の外側に位置する噴射口６０の噴射量の方が、多くなるように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば節類、海藻類、茶類、コーヒー類等の抽出原料が有する香気成分や旨味成分を、少量の抽出溶媒によって、十分かつ効率よく抽出することができる、抽出装置及び抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鰹節等の節類や、昆布等の海藻類から得られるだしは、めんつゆや煮物等の和食のベース調味料として広く使用されており、このようなだしを配合した様々な調味料や加工食品が数多く出回っている。
【０００３】
上記の、鰹節等の節類や昆布等の海藻類から得られるだし等を、抽出するための方法としては、抽出原料となる節類及び／又は海藻類を抽出溶媒とともにタンクに入れ、これらを適宜撹拌しながらエキスの抽出を行うバッチ式抽出法や、抽出原料を充填したカラムに抽出溶媒を通液してエキスの抽出を行うカラム式抽出法等が知られている。
【０００４】
一方、本出願人は、受け面にフィルターを備えた容器に節類を充填し、前記容器内に形成された節類の充填層のカラムベッド面に抽出溶媒を滴下して、前記充填層のカラムベッド面に前記抽出溶媒が液溜めされない状態で、前記充填層に前記抽出溶媒を通液することを特徴とする節類エキスの製造方法を提案している（特許文献１）。
【０００５】
また、鰹節等の節類や昆布等の海藻類から得られるだし等を抽出するための装置として、下記特許文献２には、抽出タンクの底部に網状のフィルタを配設するとともに、抽出タンクに投入された原料に熱水を散布するシャワーパイプと、熱水を散布した原料を攪拌する攪拌羽根とを回転可能に設置し、前記シャワーパイプと攪拌羽根の回転軸を個別に回動可能に設けた同軸の２軸により形成するとともに、少なくとも攪拌羽根の回転軸を抽出タンク内で昇降可能に設けた、食品用液体抽出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８―３５７６７号公報
【特許文献２】特開２００４―３２１１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に記載された抽出方法では、カラムベッド上に充填された抽出原料に、抽出溶媒を満遍なく吹き付けることが要求される。
【０００８】
これに関し、上記特許文献２の食品用液体抽出装置では、シャワーパイプを回転させることによって、抽出溶媒である熱水を、抽出タンクに投入された原料に満遍なく散布するように構成されている。しかし、この抽出装置においては、原料を攪拌するための攪拌羽根も回転する構造となっており、結局、攪拌羽根とシャワーパイプとの２つの部材を回転させなければならないので、装置構造が複雑でコストが高いというデメリットがあった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、タンク内に投入された抽出原料に、抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができ、また、装置構造を簡単にしてコストを低減することができる抽出装置及び抽出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の抽出装置は、抽出原料の導入口を上方に有し、抽出液の取出し口を下方に有する容器と、
該容器の前記取出し口よりも上方に配置されたフィルタと、
前記フィルタ上に導入された抽出原料を均すための回転可能な攪拌羽根と、
前記フィルタ上に導入された抽出原料に抽出溶媒を散布するシャワー装置とを備え、
前記シャワー装置は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置された複数の噴射口を有し、
前記各噴射口からの前記抽出溶媒の噴射量は、前記同心円の内側に位置する噴射口の噴射量よりも、前記同心円の外側に位置する噴射口の噴射量の方が、多くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
上記発明によれば、容器のフィルタ上に導入された抽出原料を攪拌羽根で均した後、シャワー装置の複数の噴射口から抽出溶媒を噴射して抽出原料の上面に吹き付けることにより、抽出原料に抽出溶媒が通液されて、抽出原料のもつ香気成分や旨味成分等が抽出される。
【００１２】
そして、上記シャワー装置は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置された複数の噴射口を有しているので、抽出溶媒を、抽出原料の上面全体に漏れなく確実に吹き付けることができる。
【００１３】
それと共に、各噴射口からの前記抽出溶媒の噴射量は、前記同心円の内側に位置する噴射口の噴射量よりも、前記同心円の外側に位置する噴射口の噴射量の方が、多くなるように設定されている。すなわち、各噴射口の吹付け領域の重なり度合いが多く、抽出溶媒の噴射量が過剰になりがちな容器の中心側へは、抽出溶媒の噴射量を少なくする一方、各噴射口の吹付け領域の重なり度合いが少なく、抽出溶媒の噴射量が不足しがちな容器の内周縁側へは、抽出溶媒の噴出量を多くすることにより、抽出溶媒の噴出量を適宜調整して、吹付けムラを少なくすることができ、抽出原料の上面領域にほぼ満遍なく、溶出溶媒を吹き付けることができる。
【００１４】
上記のように、この抽出装置によれば、抽出溶媒を抽出原料の上面領域全体に確実かつ満遍なく吹き付けることができるので、抽出原料の香気成分や旨味成分等を充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【００１５】
また、この抽出装置においては、シャワー装置の各噴射口の配置を上記のように設定することにより、シャワー装置を特に回転させることなく、抽出原料に抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができるので、シャワー装置を回転させる構造が不要となる。その結果、装置構造を簡単にすることができると共に、装置全体をコンパクト化することができ、装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００１６】
本発明の抽出装置においては、前記各噴射口から噴射されて前記抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されていることが好ましい。これによれば、抽出溶媒の吹付けムラをより少なくして、抽出原料の上面領域により満遍なく、溶出溶媒を吹き付けることができる。
【００１７】
本発明の抽出装置においては、前記シャワー装置は、同心状に配置された複数の環状又は円弧状の配管を有し、各環状又は円弧状の配管は互いに連通されており、各環状又は円弧状の配管の周方向に沿って所定間隔で前記噴射口が形成されていることが好ましい。これによれば、同心状に配置された複数の配管が互いに連通されているので、複数の配管のいずれかに抽出溶媒を供給するだけの簡単な構造で、各配管に設けた噴射口から抽出溶媒を抽出原料に吹き付けることができ、装置構造をより簡単にすることができると共に、各配管が環状又は円弧状をなしているので、抽出溶媒の流動抵抗を低減させて、各噴射口に抽出溶媒をスムーズに供給することができる。
【００１８】
本発明の抽出装置においては、前記攪拌羽根及び前記シャワー装置は、前記容器内でそれぞれ昇降可能に支持されていることが好ましい。これによれば、抽出原料の導入量に応じて、攪拌羽根を上下させ、均し効果が高い位置に配置することができると共に、シャワー装置を上下させて、各噴射口からの抽出溶媒の吹付け領域を拡大又は縮小させ、シャワー装置を抽出原料に対して最適な距離に配置することができる。
【００１９】
一方、本発明の抽出方法は、上記抽出装置を用い、所定量の抽出原料を前記フィルタ上に導入し、前記攪拌羽根でフィルタ上の抽出原料の厚さが均一になるように均し、前記シャワー装置の各噴射口から抽出溶媒を噴射して、前記抽出原料の上面に前記抽出溶媒が液溜めされない状態で、前記抽出原料の充填層に前記抽出溶媒を通液させることを特徴とする。
【００２０】
上記発明によれば、上記構造の抽出装置を用いたことにより、容器のフィルタ上に導入された抽出原料を攪拌羽根で均した後、抽出溶媒を抽出原料の上面領域全体に確実かつ満遍なく吹き付けることができると共に、抽出原料の上面に抽出溶媒が液溜めされない状態で、抽出原料の充填層に抽出溶媒を通液させるようにしたので、充填層が余分な抽出溶媒を含み膨潤して、物理的及び／又は化学的に劣化することを防ぐことができる。
【００２１】
そして、抽出過程中、前記充填層を形成する原料節類からの良好な抽出状態を保つことができるので、風味、旨味のバランスを損ねる成分が抽出されることを抑制することができ、余分な抽出溶媒の圧力によって、前記充填層に不均一な移動相の通り道が形成されることを防ぎ、抽出溶媒を均一に分散させつつ通液させることができる。
【００２２】
上記のように、この製造方法においては、抽出溶媒を抽出原料の上面領域全体に確実かつ満遍なく吹き付けつつ、抽出原料の上面に抽出溶媒が液溜めされない状態で、抽出原料の充填層に抽出溶媒を通液させるようにしたので、抽出原料の香気成分や旨味成分等を充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【００２３】
本発明の抽出方法においては、前記抽出原料が、節類、海藻類、茶類、コーヒー類から選ばれた一種であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように複数の噴射口が配置されていると共に、同心円内側の噴射口の噴射量よりも、同心円外側の噴射口の噴射量の方が多くなるように設定されているので、抽出溶媒を抽出原料の上面領域全体に確実かつ満遍なく吹き付けることができ、抽出原料の香気成分や旨味成分等を充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【００２５】
また、シャワー装置を回転させることなく、抽出原料に抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができるので、シャワー装置の回転構造が不要となり、装置構造を簡単かつコンパクトにして、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の抽出装置の一実施形態を示す、一部を断面とした正面図である。
【図２】同抽出装置の平面図である。
【図３】同抽出装置の要部断面図である。
【図４】本発明の抽出装置において、複数の噴射口の配置及び各噴射口の吹付け領域が示されており、（Ａ）は外側の配管に設けた噴射口の吹付け領域を示す説明図、（Ｂ）は内側の配管に設けた噴射口の吹付け領域を示す説明図である。
【図５】図４（Ａ），（Ｂ）の噴射口の吹付け領域を合成した状態の説明図である。
【図６】本発明の抽出装置の他の実施形態を示しており、各噴射口の配置状態を示す説明図である。
【図７】抽出装置の抽出液の濃度確認試験に用いられる噴射口の配置状態を示しており、（Ａ）は実施例の説明図、（Ｂ）は比較例１，２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図１〜５を参照して、本発明による抽出装置の一実施形態について説明する。
【００２８】
図１，２に示すように、この抽出装置１は、上方が閉塞し、下方が開口した略円筒状の容器１０を有している。この容器１０の上方天井壁の所定位置には、抽出原料を容器１０内に導入するための導入口１１が形成されている。この導入口１１には、上蓋１２が図示しないヒンジ構造を介して開閉可能に取付けられている。
【００２９】
一方、容器１０の下方開口部には、エアシリンダ１４及びヒンジ装置１５を介して、下蓋１３が開閉可能に取付けられている。この下蓋１３の下方中央には、抽出液の取出し口１３ａが設けられている。同下蓋１３の上方には、格子状のフィルタ支持枠１３ｂ（図２参照）が配設され、その上面にメッシュ状のフィルタ１７が載置されており、前記取出し口１３ａよりも上方にフィルタ１７が配置されるようになっている。このフィルタ１７は、抽出溶媒の通過を許容しつつ、フィルタ１７上に導入された抽出原料の、下蓋１３底部への流出を防ぐものである。なお、フィルタ１７上に、フィルタ１７の目詰まりを防止するために、図示しない補助フィルタを載置してもよい。
【００３０】
容器１０の天井壁上方には、支持部材２０を介して矩形状の昇降ベース２１（図２参照）が配置されており、該昇降ベース２１の上方に均しモータ２３が配設されている。この均しモータ２３には下方に向けて回転軸２４が連結されており、同回転軸２４は前記昇降ベース２１及び容器１０の上面中央を通って、容器１０の内部中心に配置されている。この回転軸２４の下端には、フィルタ１７上に導入された抽出原料を均すための、攪拌羽根２５が回転可能に装着されている。
【００３１】
また、前記昇降ベース２１の角部（図２参照）にはナット２６が固着され、該ナット２６内にネジ軸２７が螺入されており、いわゆるボールねじ構造を構成している。更に、昇降ベース２１の前記ナット２６に対角線上の角部（図２参照）には、ガイド筒２８が固着され、同ガイド筒２８内にガイド軸２９が挿通されている。また、容器１０の上方には支持アーム３１（図１参照）を介して第１昇降モータ３２が配設されている。この第１昇降モータ３２には駆動プーリ３２ａが固着されており、この駆動プーリ３２ａと、前記ネジ軸２７の上端に固着された従動プーリ２７ａとの間にベルト３２ｂが張設されている。
【００３２】
したがって、第１昇降モータ３２が回転すると、駆動プーリ３２ａ、ベルト３２ｂ、従動プーリ２７ａを介して、ネジ軸２７が回転して、それに伴ってナット２６に固着された昇降ベース２１が、ガイド筒２８及びガイド軸２９によりガイドされつつ、上下に昇降動作するようになっている。
【００３３】
更に、この抽出装置１は、フィルタ１７上に導入された抽出原料に抽出溶媒を散布するためのシャワー装置４０を備えている。すなわち、容器１０の上方外周の、前記導入口１１に対向した位置に、支持部４１を介して第２昇降モータ４３が配設されており、これにネジ軸４３ａが上方に向けて連結されている。このネジ軸４３ａにはナット４４が螺着されており、前記攪拌羽根２５の昇降機構と同様に、いわゆるボールねじ構造をなしている。このナット４４には、昇降ベース４５を介して一対の昇降軸４６，４６（図２参照）が連結されている。各昇降軸４６の下方部分は、容器１０内に挿入されており、その下端に後述する外側配管５２が固着されている。
【００３４】
また、このシャワー装置４０には、前記昇降ベース４５の中央を通り、下方部分が容器１０内に挿入される供給管４８が配設されており、同供給管４８の下端に前記外側配管５２が連結されている。この供給管４８により外側配管５２に抽出溶媒が供給される。
【００３５】
したがって、上記構造をなすシャワー装置４０では、第２昇降モータ４３及びネジ軸４３ａが回転すると、ナット４４に固着された昇降ベース４５及び昇降軸４６を介して、外側配管５２及びこれに連結された供給管４８が上下に昇降動作するようになっている。
【００３６】
上記シャワー装置４０には、更に複数の噴射口６０が設けられている。これについて図４及び図５を併せて説明すると、円筒状の容器１０の内部には、容器１０の内部中央（回転軸２４が配置された位置）を中心として配置された環状の内側配管５０と、該内側配管５０の外側に同心状に配置された、環状の外側配管５２とを有している。
【００３７】
各配管５０，５２は、周方向の一部が所定幅で切除されてＣ字環状をなし、それらの切除された開口部分がほぼ整合した位置となるように各配管５０，５２が配置されている。更に、各配管５０，５２の開口部分は、容器上方の導入口１１に整合して配置されており（図２参照）、容器１０内に投入された抽出原料を通過させて、各配管５０，５２の上方に抽出原料が乗ってしまうことを防止する。また、内側配管５０の開口部分の幅の方が、外側配管５２の開口部分の幅よりも大きくなっている。内側配管５０及び外側配管５２の間であって、各管の開口部分に直交した位置には、一対の連結管５４，５４が配置され、各配管５０，５２は一対の連結管５４，５４により連結されて互いに連通されている。
【００３８】
また、前述した抽出溶媒を供給する供給管４８は、外側配管５２の開口部分に対向した位置に連結されており、この部分が抽出溶媒の流入口となっている。これに関連して、各配管５０，５２はＣ字環状となっていて、抽出溶媒の流入口から最も離れた部分を開口部分としたので、各噴射口６０からの抽出溶媒の噴射圧力をほぼ均等にできるようになっている。
【００３９】
そして、各配管５０，５２には、その周方向に沿って所定間隔で複数の噴射口６０が形成され、これら複数の噴射口６０は、隣接する内側配管５０及び外側配管５２において、半径方向に重ならないように配置されている。すなわち、複数の噴射口６０は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置されている。この実施形態では、内側配管５０に４つの噴射口６０が形成され、外側配管５２に８つの噴射口６０が形成されている。
【００４０】
したがって、前記供給管４８から抽出溶媒が外側配管５２に供給されると、抽出溶媒は外側配管５２の内周を周方向に沿って流動すると共に、その途中で一部が分流されて一対の連結管５４，５４を通って内側配管５０へと流れ、内側配管５０の内周を周方向に沿って流動し、各配管５０，５２に形成された複数の噴射口６０から所定の噴射角度で、抽出溶媒が噴射されるようになっている。なお、抽出溶媒としては、水又はアルコール溶液が用いられる。
【００４１】
図４には、各噴射口６０から噴射されて、抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域が示されている。図４（Ａ）には、外側配管５２に形成された各噴射口６０からの吹付け領域が、円形の１点鎖線で示されており、図４（Ｂ）には、内側配管５０に形成された各噴射口６０からの吹付け領域が、同じく円形の１点鎖線で示されている。
【００４２】
そして、図５には、図４（Ａ），（Ｂ）で示す、各噴射口６０の吹付け領域を合成した、吹付け領域が示されている。符号Ｔ１で示す部分が、１つの噴射口６０からのみ抽出溶媒が吹き付けられる領域を示し（１重領域Ｔ１）、符号Ｔ２で示す部分が、２つの噴射口６０から抽出溶媒が吹き付けられる領域を示し（２重領域Ｔ２）、符号Ｔ３で示す部分が、３つの噴射口６０から抽出溶媒が吹き付けられる領域を示し（３重領域Ｔ３）、符号Ｔ４で示す部分が、４つの噴射口６０から抽出溶媒が吹き付けられる領域を示している（４重領域Ｔ４）。
【００４３】
図５に示すように、同心状に複数の噴射口６０を配置した場合、容器１０の中心側に向かうに従って吹付け領域の重なり度合が多く（３重領域Ｔ３、４重領域Ｔ４の占める範囲が多い）、容器１０の内周縁側に向かうに従って、吹付け領域の重なり度合いが少なくなっている（主として１重領域Ｔ１、２重領域Ｔ２となっている）。
【００４４】
これに関連して、この抽出装置１においては、各噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量は、同心円の内側に位置する噴射口６０（内側配管５０側の噴射口６０）の噴射量よりも、同心円の外側に位置する噴射口６０（外側配管５２側の噴射口６０）の噴射量の方が、多くなるように設定されていることを特徴の一つとしている。
【００４５】
このように設定するためには、例えば、外側配管５２の内側の流路面積を、内側配管５０の内側の流路面積よりも大きく形成したり、外側配管５２側の噴射口６０の口径を、内側配管５０側の噴射口６０の口径よりも大きく形成したり、或いは、外側配管５２に形成する噴射口６０の数を、内側配管５０に形成する噴射口６０の数よりも多くすることによって達成される。
【００４６】
また、この実施形態では、各噴射口６０から噴射されて抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されている。すなわち、この実施形態では、図５に示す４重吹付け領域Ｔ４の吹付け量が、１重吹付け領域Ｔ１の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されている。また、重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜３倍であることがより好ましい。重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１倍未満とするには、同心状に配置された噴射口６０の噴射量の調整が困難で現実的ではなく、５倍を超えた場合には、抽出原料の上面に吹付けられる吹付け量のバラツキが多くなり、抽出原料の上面にムラなく吹き付けることができないので好ましくない。
【００４７】
次に、上記構成からなる抽出装置１を用いた、本発明の抽出方法について説明する。
【００４８】
まず、本発明において用いる抽出原料としては、一般的に入手可能な原料であれば特に制限はなく、この実施形態では、節類、海藻類、茶類、コーヒー類から選ばれた一種が好ましく用いられる。上記２種類以上の抽出原料の混合物を使用する場合には、それらをブレンドして、上記容器１０に充填してもよく、また、抽出原料を多層状に充填してもよく、得たい抽出成分等によって適宜選択することができる。
【００４９】
そして、下蓋１３を閉じて容器１０の下方開口部を閉塞した状態にセットし、適当な大きさに粉砕した上記抽出原料を、容器上方の導入口１１から投入して、フィルタ１７上に抽出原料を導入する。このとき、第１昇降モータ３２を回転させて、攪拌羽根２５を下降させ、容器１０の下方に配置すると共に、第２昇降モータ４３を回転させて、シャワー装置４０の各配管５０，５２を適当な位置に配置する（図１の２点鎖線参照）。
【００５０】
次いで、均しモータ２３を回転させることにより、攪拌羽根２５を回転させて抽出原料を攪拌すると共に、第１昇降モータ３２を回転させることにより、攪拌羽根２５を上下に適宜昇降動作させ、厚く充填された抽出原料をムラなく攪拌して、抽出原料の充填厚さをほぼ均一に均すことができる。その結果、ほぼ均一な厚さとされた抽出原料の充填層Ｆが容器１０内に形成される。また、充填層Ｆを均し終えた攪拌羽根２５は、充填層Ｆの上方に配置される（図１の実線参照）。なお、抽出原料は１度に投入してもよいが、数回に分けて投入して、その都度、上記のように攪拌羽根２５で均すようにしてもよい。
【００５１】
上記状態で第２昇降モータ４３を回転させて、シャワー装置４０の各配管５０，５２に設けた複数の噴射口６０を、抽出原料の充填層Ｆの上面から適当な距離を設けてセットする（図１の実線参照）。その後、供給管４８から抽出溶媒を供給することにより、抽出溶媒が外側配管５２内を流動すると共に、連結管５４を通って内側配管５０へも流れて、各配管５０，５２の複数の噴射口６０から抽出溶媒が噴射されて、充填層Ｆの上面に吹付けられる。
【００５２】
このとき、複数の噴射口６０は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置されているので、抽出溶媒を、抽出原料の充填層Ｆの上面全体に漏れなく確実に吹き付けることができる。
【００５３】
それと共に、各噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量は、同心円の内側の噴射口６０の噴射量よりも、同心円の外側の噴射口６０の噴射量の方が、多くなるように設定されている。その結果、図５に示すように、各噴射口６０による吹付け領域のうち、３重領域Ｔ３、４重領域Ｔ４の占める範囲が多く、抽出溶媒の噴射量が過剰になりがちな容器１０の中心側に対しては、抽出溶媒の噴射量が少なくなる。一方、１重領域Ｔ１、２重領域Ｔ２の占める範囲が多く、抽出溶媒の噴射量が不足しがちな、容器１０の内周縁側に対しては、抽出溶媒の噴射量が多くなる。このように、抽出溶媒の噴射量が、容器１０の中心から内周縁に向かって適宜調節されるので、抽出溶媒の吹付けムラを少なくすることができ、抽出原料の充填層Ｆの上面領域にほぼ満遍なく、溶出溶媒を吹き付けることができる。
【００５４】
そして、抽出原料の充填層Ｆの上面に吹付けられた抽出溶媒は、充填層Ｆを通液して、充填層Ｆから香気成分や旨味成分等が抽出され、その抽出液がフィルタ１７を通って、下蓋１３内に貯留されて、取出し口１３ａから容器外へと取出される。その後、下蓋１３を開くことにより、容器内から抽出原料の充填層Ｆが排出される。取出された抽出液は、そのまま、又は、公知の方法により適宜濃縮、乾燥することでアルコール除去及び／又は固形分調整して、抽出エキスとされる。
【００５５】
このとき、この抽出方法においては、抽出原料の上面に抽出溶媒が液溜めされない状態で、抽出原料の充填層Ｆに抽出溶媒を通液させるようにしているので、充填層Ｆが余分な抽出溶媒を含み膨潤して、物理的及び／又は化学的に劣化することを防ぐことができる。これにより、抽出過程中、前記充填層Ｆを形成する抽出原料からの良好な抽出状態を保つことができ、風味、旨味のバランスを損ねる成分が抽出されることを抑制することができる。また、余分な抽出溶媒の圧力によって、前記充填層Ｆに不均一な移動相の通り道が形成されることを防ぎ、抽出溶媒を均一に分散させつつ通液させることができるので、抽出原料のもつ香気成分及び呈味成分を充分、かつ効率よく抽出することができる。
【００５６】
なお、本発明における「抽出溶媒が液溜めされない状態」とは、噴射口６０から吹付けられた抽出溶媒が容器１０内に形成された抽出原料の充填層Ｆに浸透して、充填層Ｆの上面において液溜されない状態を保ちながら通液することを意味する。
【００５７】
以上説明したように、上記構造をなした抽出装置１及びそれを用いた抽出方法によれば、抽出溶媒を、抽出原料の充填層Ｆの上面領域全体に、確実かつ満遍なく吹き付けることができるので、抽出原料の香気成分や旨味成分等を、充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【００５８】
また、この実施形態の抽出装置１では、シャワー装置４０の各噴射口６０を、図３〜５に示すように配置したことにより、シャワー装置４０を特に回転させることなく、抽出原料の充填層Ｆに抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができるので、シャワー装置４０の回転構造が不要となり、装置構造を簡単にできると共に、装置全体をコンパクト化することができ、装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００５９】
更に、この実施形態の抽出装置１では、各噴射口６０から噴射されて、抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されているので、抽出溶媒の吹付けムラをより少なくして、抽出原料の上面領域により満遍なく、溶出溶媒を吹き付けることができる。
【００６０】
また、この実施形態の抽出装置１では、同心状に配置された複数の配管５０，５２が互いに連通されているので、一方の配管５２に抽出溶媒を供給する供給管４８を接続するだけの簡単な構造で、両配管５０，５２の各噴射口６０から抽出溶媒を抽出原料に吹き付けることができ、装置構造をより簡単にすることができると共に、各配管５０，５２が略Ｃ字環状をなしているので、抽出溶媒の流動抵抗を低減させて、抽出溶媒をスムーズに供給することができる。
【００６１】
更に、この実施形態の抽出装置１では、攪拌羽根２５が容器１０内にて昇降可能とされているので、抽出原料の導入量が多く、抽出原料が容器１０内で上下に厚く充填されても、抽出原料を均一に攪拌することができる。また、シャワー装置４０も容器１０内で昇降可能とされているので、容器１０内に導入された抽出原料の上面に対する、噴射口６０の距離を適宜設定することができ、各噴射口６０からの抽出溶媒の吹付け領域を拡大又は縮小することができ、抽出溶媒の吹付け領域を調整しやすくすることができる。
【００６２】
図６には、本発明による抽出装置の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
この実施形態の抽出装置１ａでは、複数の噴射口６０が３重の同心円上に配置されている。すなわち、容器１０の内部中央を中心として配置された、略Ｃ字環状の内側配管５０と、該内側配管５０の外側に同心状に配置された、略Ｃ字環状の中間配管５６と、該中間配管５６の外側に同心状に配置された、略Ｃ字環状の外側配管５２とからなり、３重配管構造をなしている。各配管５０，５６，５２は、開口部分がそれぞれ整合して配置されており、更に、各配管５０，５６，５２どうしは、３つの連結管５４により連結されていて、互いに連通されている。
【００６４】
そして、この実施形態においても、各配管５０，５６，５２の周方向に沿って所定間隔で複数の噴射口６０が形成され、これら複数の噴射口６０は、隣接する配管５０，５６，５２において、半径方向に重ならないように配置されている。
【００６５】
上記構造の抽出装置１ａにおいても、前記実施形態の抽出装置１と同様に、抽出溶媒を、抽出原料の充填層Ｆの上面領域全体に、確実かつ満遍なく吹き付けることができ、抽出原料の香気成分や旨味成分等を、充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【実施例】
【００６６】
（抽出液の濃度確認試験）
本発明の抽出装置によって、所定の抽出原料から、どの程度の濃度（Ｂｒｉｘ：％）の抽出液を生成することができるか確認した。
【００６７】
（実施例）
直径５０ｃｍの容器１０を備える抽出機を用い、フィルタ支持枠１３ｂ上に５０メッシュのフィルタ１７をセットして、その上に抽出原料として鰹節粗砕品（７メッシュパス）を３５ｋｇ仕込んだ。この鰹節粗砕品は、３回に分けて仕込み、その都度攪拌羽根２５により均し、その上面がほぼ平行となるように容器１０内に充填した。
【００６８】
シャワー装置は、図７（Ａ）に示すように、円環状の配管が２重配管状に配置された構造のものを用いた。内側配管５０ａには、容器中心から１５ｃｍの距離で、周方向に均等に４つの噴射口６０を形成した。一方、外側配管５２ａには、容器中心から２０ｃｍの距離で、周方向に均等に４つの噴射口６０を、前記内側配管５０ａの各噴射口６０に半径方向に重ならないように形成した。
【００６９】
また、外側配管５２ａに形成した噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量を、内側配管５０ａに形成した噴射口６０からの噴射量を３倍に設定した。更に、各噴射口６０から噴射されて抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して２．２倍となるように設定した。
【００７０】
そして、抽出溶媒は温度７０℃の熱水で、流量は、抽出原料の上面に抽出溶媒である熱水が液溜めされないように、７０ｌ／ｈ（リットル毎時）で供給し、フィルタ１７下方の下蓋１３の取出し口１３ａから回収される、抽出液が３５ｋｇになるまで抽出を行った。このときの、抽出液のＢｒｉｘを調べた。
【００７１】
（比較例１）
図７（Ｂ）に示すように、抽出装置の配管構造を内側配管５０ａのみとして、容器中心から１５ｃｍの距離で、周方向に均等に４つの噴射口６０を形成した以外は、前記実施例と同じ条件で、抽出液のＢｒｉｘを調べた。
【００７２】
（比較例２）
外側配管５２ａに形成した噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量と、内側配管５０ａに形成した噴射口６０からの噴射量とを同じとし、各噴射口６０からの吹付け領域の重なり度合いを特に考慮しない以外は、前記実施例と同じ条件で、抽出液のＢｒｉｘを調べた（噴射口６０配置は、図７（Ａ）に示されるものである）。
【００７３】
（試験結果）
上記抽出条件では、比較例１における抽出液のＢｒｉｘが１０．５％、比較例２における抽出液のＢｒｉｘが１２．０％であるのに対して、実施例における抽出液のＢｒｉｘが１５．６％となり、濃度の高い抽出液が得られることを確認でき、効率的に抽出できることが分かった。
【符号の説明】
【００７４】
１ 抽出装置
１０ 容器
１１ 導入口
１２ 上蓋
１３ 下蓋
１３ａ 取出し口
１３ｂ フィルタ支持枠
１４ エアシリンダ
１５ ヒンジ装置
１７ フィルタ
２０ 支持部材
２１ 昇降ベース
２３ 均し昇降モータ
２４ 回転軸
２５ 攪拌羽根
２６ ナット
２７ ネジ軸
２７ａ 従動プーリ
２８ ガイド筒
２９ ガイド軸
３１ 支持アーム
３２ 第１昇降モータ
３２ａ 駆動プーリ
３２ｂ ベルト
４０ シャワー装置
４１ 支持部
４３ 第２昇降モータ
４３ａ ネジ軸
４４ ナット
４５ 昇降ベース
４６ 昇降軸
４８ 供給管
５０，５０ａ 内側配管
５２，５２ａ 外側配管
５４ 連結管
５６ 中間配管
６０ 噴射口
Ｆ 充填層
Ｔ１ １重領域
Ｔ２ ２重領域
Ｔ３ ３重領域
Ｔ４ ４重領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば節類、海藻類、茶類、コーヒー類等の抽出原料が有する香気成分や旨味成分を、少量の抽出溶媒によって、十分かつ効率よく抽出することができる、抽出装置及び抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鰹節等の節類や、昆布等の海藻類から得られるだしは、めんつゆや煮物等の和食のベース調味料として広く使用されており、このようなだしを配合した様々な調味料や加工食品が数多く出回っている。
【０００３】
上記の、鰹節等の節類や昆布等の海藻類から得られるだし等を、抽出するための方法としては、抽出原料となる節類及び／又は海藻類を抽出溶媒とともにタンクに入れ、これらを適宜撹拌しながらエキスの抽出を行うバッチ式抽出法や、抽出原料を充填したカラムに抽出溶媒を通液してエキスの抽出を行うカラム式抽出法等が知られている。
【０００４】
一方、本出願人は、受け面にフィルターを備えた容器に節類を充填し、前記容器内に形成された節類の充填層のカラムベッド面に抽出溶媒を滴下して、前記充填層のカラムベッド面に前記抽出溶媒が液溜めされない状態で、前記充填層に前記抽出溶媒を通液することを特徴とする節類エキスの製造方法を提案している（特許文献１）。
【０００５】
また、鰹節等の節類や昆布等の海藻類から得られるだし等を抽出するための装置として、下記特許文献２には、抽出タンクの底部に網状のフィルタを配設するとともに、抽出タンクに投入された原料に熱水を散布するシャワーパイプと、熱水を散布した原料を攪拌する攪拌羽根とを回転可能に設置し、前記シャワーパイプと攪拌羽根の回転軸を個別に回動可能に設けた同軸の２軸により形成するとともに、少なくとも攪拌羽根の回転軸を抽出タンク内で昇降可能に設けた、食品用液体抽出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８―３５７６７号公報
【特許文献２】特開２００４―３２１１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に記載された抽出方法では、カラムベッド上に充填された抽出原料に、抽出溶媒を満遍なく吹き付けることが要求される。
【０００８】
これに関し、上記特許文献２の食品用液体抽出装置では、シャワーパイプを回転させることによって、抽出溶媒である熱水を、抽出タンクに投入された原料に満遍なく散布するように構成されている。しかし、この抽出装置においては、原料を攪拌するための攪拌羽根も回転する構造となっており、結局、攪拌羽根とシャワーパイプとの２つの部材を回転させなければならないので、装置構造が複雑でコストが高いというデメリットがあった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、タンク内に投入された抽出原料に、抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができ、また、装置構造を簡単にしてコストを低減することができる抽出装置及び抽出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の抽出装置は、抽出原料の導入口を上方に有し、抽出液の取出し口を下方に有する容器と、
該容器の前記取出し口よりも上方に配置されたフィルタと、
前記フィルタ上に導入された抽出原料を均すための回転可能な攪拌羽根と、
前記フィルタ上に導入された抽出原料に抽出溶媒を散布するシャワー装置とを備え、
前記シャワー装置は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置された複数の噴射口を有し、
前記各噴射口からの前記抽出溶媒の噴射量は、前記同心円の内側に位置する噴射口の噴射量よりも、前記同心円の外側に位置する噴射口の噴射量の方が、多くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
上記発明によれば、容器のフィルタ上に導入された抽出原料を攪拌羽根で均した後、シャワー装置の複数の噴射口から抽出溶媒を噴射して抽出原料の上面に吹き付けることにより、抽出原料に抽出溶媒が通液されて、抽出原料のもつ香気成分や旨味成分等が抽出される。
【００１２】
そして、上記シャワー装置は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置された複数の噴射口を有しているので、抽出溶媒を、抽出原料の上面全体に漏れなく確実に吹き付けることができる。
【００１３】
それと共に、各噴射口からの前記抽出溶媒の噴射量は、前記同心円の内側に位置する噴射口の噴射量よりも、前記同心円の外側に位置する噴射口の噴射量の方が、多くなるように設定されている。すなわち、各噴射口の吹付け領域の重なり度合いが多く、抽出溶媒の噴射量が過剰になりがちな容器の中心側へは、抽出溶媒の噴射量を少なくする一方、各噴射口の吹付け領域の重なり度合いが少なく、抽出溶媒の噴射量が不足しがちな容器の内周縁側へは、抽出溶媒の噴出量を多くすることにより、抽出溶媒の噴出量を適宜調整して、吹付けムラを少なくすることができ、抽出原料の上面領域にほぼ満遍なく、溶出溶媒を吹き付けることができる。
【００１４】
上記のように、この抽出装置によれば、抽出溶媒を抽出原料の上面領域全体に確実かつ満遍なく吹き付けることができるので、抽出原料の香気成分や旨味成分等を充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【００１５】
また、この抽出装置においては、シャワー装置の各噴射口の配置を上記のように設定することにより、シャワー装置を特に回転させることなく、抽出原料に抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができるので、シャワー装置を回転させる構造が不要となる。その結果、装置構造を簡単にすることができると共に、装置全体をコンパクト化することができ、装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００１６】
本発明の抽出装置においては、前記各噴射口から噴射されて前記抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されていることが好ましい。これによれば、抽出溶媒の吹付けムラをより少なくして、抽出原料の上面領域により満遍なく、溶出溶媒を吹き付けることができる。
【００１７】
本発明の抽出装置においては、前記シャワー装置は、同心状に配置された複数の環状又は円弧状の配管を有し、各環状又は円弧状の配管は互いに連通されており、各環状又は円弧状の配管の周方向に沿って所定間隔で前記噴射口が形成されていることが好ましい。これによれば、同心状に配置された複数の配管が互いに連通されているので、複数の配管のいずれかに抽出溶媒を供給するだけの簡単な構造で、各配管に設けた噴射口から抽出溶媒を抽出原料に吹き付けることができ、装置構造をより簡単にすることができると共に、各配管が環状又は円弧状をなしているので、抽出溶媒の流動抵抗を低減させて、各噴射口に抽出溶媒をスムーズに供給することができる。
【００１８】
本発明の抽出装置においては、前記攪拌羽根及び前記シャワー装置は、前記容器内でそれぞれ昇降可能に支持されていることが好ましい。これによれば、抽出原料の導入量に応じて、攪拌羽根を上下させ、均し効果が高い位置に配置することができると共に、シャワー装置を上下させて、各噴射口からの抽出溶媒の吹付け領域を拡大又は縮小させ、シャワー装置を抽出原料に対して最適な距離に配置することができる。
【００１９】
一方、本発明の抽出方法は、上記抽出装置を用い、所定量の抽出原料を前記フィルタ上に導入し、前記攪拌羽根でフィルタ上の抽出原料の厚さが均一になるように均し、前記シャワー装置の各噴射口から抽出溶媒を噴射して、前記抽出原料の上面に前記抽出溶媒が液溜めされない状態で、前記抽出原料の充填層に前記抽出溶媒を通液させることを特徴とする。
【００２０】
上記発明によれば、上記構造の抽出装置を用いたことにより、容器のフィルタ上に導入された抽出原料を攪拌羽根で均した後、抽出溶媒を抽出原料の上面領域全体に確実かつ満遍なく吹き付けることができると共に、抽出原料の上面に抽出溶媒が液溜めされない状態で、抽出原料の充填層に抽出溶媒を通液させるようにしたので、充填層が余分な抽出溶媒を含み膨潤して、物理的及び／又は化学的に劣化することを防ぐことができる。
【００２１】
そして、抽出過程中、前記充填層を形成する原料節類からの良好な抽出状態を保つことができるので、風味、旨味のバランスを損ねる成分が抽出されることを抑制することができ、余分な抽出溶媒の圧力によって、前記充填層に不均一な移動相の通り道が形成されることを防ぎ、抽出溶媒を均一に分散させつつ通液させることができる。
【００２２】
上記のように、この製造方法においては、抽出溶媒を抽出原料の上面領域全体に確実かつ満遍なく吹き付けつつ、抽出原料の上面に抽出溶媒が液溜めされない状態で、抽出原料の充填層に抽出溶媒を通液させるようにしたので、抽出原料の香気成分や旨味成分等を充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【００２３】
本発明の抽出方法においては、前記抽出原料が、節類、海藻類、茶類、コーヒー類から選ばれた一種であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように複数の噴射口が配置されていると共に、同心円内側の噴射口の噴射量よりも、同心円外側の噴射口の噴射量の方が多くなるように設定されているので、抽出溶媒を抽出原料の上面領域全体に確実かつ満遍なく吹き付けることができ、抽出原料の香気成分や旨味成分等を充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【００２５】
また、シャワー装置を回転させることなく、抽出原料に抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができるので、シャワー装置の回転構造が不要となり、装置構造を簡単かつコンパクトにして、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の抽出装置の一実施形態を示す、一部を断面とした正面図である。
【図２】同抽出装置の平面図である。
【図３】同抽出装置の要部断面図である。
【図４】本発明の抽出装置において、複数の噴射口の配置及び各噴射口の吹付け領域が示されており、（Ａ）は外側の配管に設けた噴射口の吹付け領域を示す説明図、（Ｂ）は内側の配管に設けた噴射口の吹付け領域を示す説明図である。
【図５】図４（Ａ），（Ｂ）の噴射口の吹付け領域を合成した状態の説明図である。
【図６】本発明の抽出装置の他の実施形態を示しており、各噴射口の配置状態を示す説明図である。
【図７】抽出装置の抽出液の濃度確認試験に用いられる噴射口の配置状態を示しており、（Ａ）は実施例の説明図、（Ｂ）は比較例１，２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図１〜５を参照して、本発明による抽出装置の一実施形態について説明する。
【００２８】
図１，２に示すように、この抽出装置１は、上方が閉塞し、下方が開口した略円筒状の容器１０を有している。この容器１０の上方天井壁の所定位置には、抽出原料を容器１０内に導入するための導入口１１が形成されている。この導入口１１には、上蓋１２が図示しないヒンジ構造を介して開閉可能に取付けられている。
【００２９】
一方、容器１０の下方開口部には、エアシリンダ１４及びヒンジ装置１５を介して、下蓋１３が開閉可能に取付けられている。この下蓋１３の下方中央には、抽出液の取出し口１３ａが設けられている。同下蓋１３の上方には、格子状のフィルタ支持枠１３ｂ（図２参照）が配設され、その上面にメッシュ状のフィルタ１７が載置されており、前記取出し口１３ａよりも上方にフィルタ１７が配置されるようになっている。このフィルタ１７は、抽出溶媒の通過を許容しつつ、フィルタ１７上に導入された抽出原料の、下蓋１３底部への流出を防ぐものである。なお、フィルタ１７上に、フィルタ１７の目詰まりを防止するために、図示しない補助フィルタを載置してもよい。
【００３０】
容器１０の天井壁上方には、支持部材２０を介して矩形状の昇降ベース２１（図２参照）が配置されており、該昇降ベース２１の上方に均しモータ２３が配設されている。この均しモータ２３には下方に向けて回転軸２４が連結されており、同回転軸２４は前記昇降ベース２１及び容器１０の上面中央を通って、容器１０の内部中心に配置されている。この回転軸２４の下端には、フィルタ１７上に導入された抽出原料を均すための、攪拌羽根２５が回転可能に装着されている。
【００３１】
また、前記昇降ベース２１の角部（図２参照）にはナット２６が固着され、該ナット２６内にネジ軸２７が螺入されており、いわゆるボールねじ構造を構成している。更に、昇降ベース２１の前記ナット２６に対角線上の角部（図２参照）には、ガイド筒２８が固着され、同ガイド筒２８内にガイド軸２９が挿通されている。また、容器１０の上方には支持アーム３１（図１参照）を介して第１昇降モータ３２が配設されている。この第１昇降モータ３２には駆動プーリ３２ａが固着されており、この駆動プーリ３２ａと、前記ネジ軸２７の上端に固着された従動プーリ２７ａとの間にベルト３２ｂが張設されている。
【００３２】
したがって、第１昇降モータ３２が回転すると、駆動プーリ３２ａ、ベルト３２ｂ、従動プーリ２７ａを介して、ネジ軸２７が回転して、それに伴ってナット２６に固着された昇降ベース２１が、ガイド筒２８及びガイド軸２９によりガイドされつつ、上下に昇降動作するようになっている。
【００３３】
更に、この抽出装置１は、フィルタ１７上に導入された抽出原料に抽出溶媒を散布するためのシャワー装置４０を備えている。すなわち、容器１０の上方外周の、前記導入口１１に対向した位置に、支持部４１を介して第２昇降モータ４３が配設されており、これにネジ軸４３ａが上方に向けて連結されている。このネジ軸４３ａにはナット４４が螺着されており、前記攪拌羽根２５の昇降機構と同様に、いわゆるボールねじ構造をなしている。このナット４４には、昇降ベース４５を介して一対の昇降軸４６，４６（図２参照）が連結されている。各昇降軸４６の下方部分は、容器１０内に挿入されており、その下端に後述する外側配管５２が固着されている。
【００３４】
また、このシャワー装置４０には、前記昇降ベース４５の中央を通り、下方部分が容器１０内に挿入される供給管４８が配設されており、同供給管４８の下端に前記外側配管５２が連結されている。この供給管４８により外側配管５２に抽出溶媒が供給される。
【００３５】
したがって、上記構造をなすシャワー装置４０では、第２昇降モータ４３及びネジ軸４３ａが回転すると、ナット４４に固着された昇降ベース４５及び昇降軸４６を介して、外側配管５２及びこれに連結された供給管４８が上下に昇降動作するようになっている。
【００３６】
上記シャワー装置４０には、更に複数の噴射口６０が設けられている。これについて図４及び図５を併せて説明すると、円筒状の容器１０の内部には、容器１０の内部中央（回転軸２４が配置された位置）を中心として配置された環状の内側配管５０と、該内側配管５０の外側に同心状に配置された、環状の外側配管５２とを有している。
【００３７】
各配管５０，５２は、周方向の一部が所定幅で切除されてＣ字環状をなし、それらの切除された開口部分がほぼ整合した位置となるように各配管５０，５２が配置されている。更に、各配管５０，５２の開口部分は、容器上方の導入口１１に整合して配置されており（図２参照）、容器１０内に投入された抽出原料を通過させて、各配管５０，５２の上方に抽出原料が乗ってしまうことを防止する。また、内側配管５０の開口部分の幅の方が、外側配管５２の開口部分の幅よりも大きくなっている。内側配管５０及び外側配管５２の間であって、各管の開口部分に直交した位置には、一対の連結管５４，５４が配置され、各配管５０，５２は一対の連結管５４，５４により連結されて互いに連通されている。
【００３８】
また、前述した抽出溶媒を供給する供給管４８は、外側配管５２の開口部分に対向した位置に連結されており、この部分が抽出溶媒の流入口となっている。これに関連して、各配管５０，５２はＣ字環状となっていて、抽出溶媒の流入口から最も離れた部分を開口部分としたので、各噴射口６０からの抽出溶媒の噴射圧力をほぼ均等にできるようになっている。
【００３９】
そして、各配管５０，５２には、その周方向に沿って所定間隔で複数の噴射口６０が形成され、これら複数の噴射口６０は、隣接する内側配管５０及び外側配管５２において、半径方向に重ならないように配置されている。すなわち、複数の噴射口６０は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置されている。この実施形態では、内側配管５０に４つの噴射口６０が形成され、外側配管５２に８つの噴射口６０が形成されている。
【００４０】
したがって、前記供給管４８から抽出溶媒が外側配管５２に供給されると、抽出溶媒は外側配管５２の内周を周方向に沿って流動すると共に、その途中で一部が分流されて一対の連結管５４，５４を通って内側配管５０へと流れ、内側配管５０の内周を周方向に沿って流動し、各配管５０，５２に形成された複数の噴射口６０から所定の噴射角度で、抽出溶媒が噴射されるようになっている。なお、抽出溶媒としては、水又はアルコール溶液が用いられる。
【００４１】
図４には、各噴射口６０から噴射されて、抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域が示されている。図４（Ａ）には、外側配管５２に形成された各噴射口６０からの吹付け領域が、円形の１点鎖線で示されており、図４（Ｂ）には、内側配管５０に形成された各噴射口６０からの吹付け領域が、同じく円形の１点鎖線で示されている。
【００４２】
そして、図５には、図４（Ａ），（Ｂ）で示す、各噴射口６０の吹付け領域を合成した、吹付け領域が示されている。符号Ｔ１で示す部分が、１つの噴射口６０からのみ抽出溶媒が吹き付けられる領域を示し（１重領域Ｔ１）、符号Ｔ２で示す部分が、２つの噴射口６０から抽出溶媒が吹き付けられる領域を示し（２重領域Ｔ２）、符号Ｔ３で示す部分が、３つの噴射口６０から抽出溶媒が吹き付けられる領域を示し（３重領域Ｔ３）、符号Ｔ４で示す部分が、４つの噴射口６０から抽出溶媒が吹き付けられる領域を示している（４重領域Ｔ４）。
【００４３】
図５に示すように、同心状に複数の噴射口６０を配置した場合、容器１０の中心側に向かうに従って吹付け領域の重なり度合が多く（３重領域Ｔ３、４重領域Ｔ４の占める範囲が多い）、容器１０の内周縁側に向かうに従って、吹付け領域の重なり度合いが少なくなっている（主として１重領域Ｔ１、２重領域Ｔ２となっている）。
【００４４】
これに関連して、この抽出装置１においては、各噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量は、同心円の内側に位置する噴射口６０（内側配管５０側の噴射口６０）の噴射量よりも、同心円の外側に位置する噴射口６０（外側配管５２側の噴射口６０）の噴射量の方が、多くなるように設定されていることを特徴の一つとしている。
【００４５】
このように設定するためには、例えば、外側配管５２の内側の流路面積を、内側配管５０の内側の流路面積よりも大きく形成したり、外側配管５２側の噴射口６０の口径を、内側配管５０側の噴射口６０の口径よりも大きく形成したり、或いは、外側配管５２に形成する噴射口６０の数を、内側配管５０に形成する噴射口６０の数よりも多くすることによって達成される。
【００４６】
また、この実施形態では、各噴射口６０から噴射されて抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されている。すなわち、この実施形態では、図５に示す４重吹付け領域Ｔ４の吹付け量が、１重吹付け領域Ｔ１の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されている。また、重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜３倍であることがより好ましい。重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１倍未満とするには、同心状に配置された噴射口６０の噴射量の調整が困難で現実的ではなく、５倍を超えた場合には、抽出原料の上面に吹付けられる吹付け量のバラツキが多くなり、抽出原料の上面にムラなく吹き付けることができないので好ましくない。
【００４７】
次に、上記構成からなる抽出装置１を用いた、本発明の抽出方法について説明する。
【００４８】
まず、本発明において用いる抽出原料としては、一般的に入手可能な原料であれば特に制限はなく、この実施形態では、節類、海藻類、茶類、コーヒー類から選ばれた一種が好ましく用いられる。上記２種類以上の抽出原料の混合物を使用する場合には、それらをブレンドして、上記容器１０に充填してもよく、また、抽出原料を多層状に充填してもよく、得たい抽出成分等によって適宜選択することができる。
【００４９】
そして、下蓋１３を閉じて容器１０の下方開口部を閉塞した状態にセットし、適当な大きさに粉砕した上記抽出原料を、容器上方の導入口１１から投入して、フィルタ１７上に抽出原料を導入する。このとき、第１昇降モータ３２を回転させて、攪拌羽根２５を下降させ、容器１０の下方に配置すると共に、第２昇降モータ４３を回転させて、シャワー装置４０の各配管５０，５２を適当な位置に配置する（図１の２点鎖線参照）。
【００５０】
次いで、均しモータ２３を回転させることにより、攪拌羽根２５を回転させて抽出原料を攪拌すると共に、第１昇降モータ３２を回転させることにより、攪拌羽根２５を上下に適宜昇降動作させ、厚く充填された抽出原料をムラなく攪拌して、抽出原料の充填厚さをほぼ均一に均すことができる。その結果、ほぼ均一な厚さとされた抽出原料の充填層Ｆが容器１０内に形成される。また、充填層Ｆを均し終えた攪拌羽根２５は、充填層Ｆの上方に配置される（図１の実線参照）。なお、抽出原料は１度に投入してもよいが、数回に分けて投入して、その都度、上記のように攪拌羽根２５で均すようにしてもよい。
【００５１】
上記状態で第２昇降モータ４３を回転させて、シャワー装置４０の各配管５０，５２に設けた複数の噴射口６０を、抽出原料の充填層Ｆの上面から適当な距離を設けてセットする（図１の実線参照）。その後、供給管４８から抽出溶媒を供給することにより、抽出溶媒が外側配管５２内を流動すると共に、連結管５４を通って内側配管５０へも流れて、各配管５０，５２の複数の噴射口６０から抽出溶媒が噴射されて、充填層Ｆの上面に吹付けられる。
【００５２】
このとき、複数の噴射口６０は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置されているので、抽出溶媒を、抽出原料の充填層Ｆの上面全体に漏れなく確実に吹き付けることができる。
【００５３】
それと共に、各噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量は、同心円の内側の噴射口６０の噴射量よりも、同心円の外側の噴射口６０の噴射量の方が、多くなるように設定されている。その結果、図５に示すように、各噴射口６０による吹付け領域のうち、３重領域Ｔ３、４重領域Ｔ４の占める範囲が多く、抽出溶媒の噴射量が過剰になりがちな容器１０の中心側に対しては、抽出溶媒の噴射量が少なくなる。一方、１重領域Ｔ１、２重領域Ｔ２の占める範囲が多く、抽出溶媒の噴射量が不足しがちな、容器１０の内周縁側に対しては、抽出溶媒の噴射量が多くなる。このように、抽出溶媒の噴射量が、容器１０の中心から内周縁に向かって適宜調節されるので、抽出溶媒の吹付けムラを少なくすることができ、抽出原料の充填層Ｆの上面領域にほぼ満遍なく、溶出溶媒を吹き付けることができる。
【００５４】
そして、抽出原料の充填層Ｆの上面に吹付けられた抽出溶媒は、充填層Ｆを通液して、充填層Ｆから香気成分や旨味成分等が抽出され、その抽出液がフィルタ１７を通って、下蓋１３内に貯留されて、取出し口１３ａから容器外へと取出される。その後、下蓋１３を開くことにより、容器内から抽出原料の充填層Ｆが排出される。取出された抽出液は、そのまま、又は、公知の方法により適宜濃縮、乾燥することでアルコール除去及び／又は固形分調整して、抽出エキスとされる。
【００５５】
このとき、この抽出方法においては、抽出原料の上面に抽出溶媒が液溜めされない状態で、抽出原料の充填層Ｆに抽出溶媒を通液させるようにしているので、充填層Ｆが余分な抽出溶媒を含み膨潤して、物理的及び／又は化学的に劣化することを防ぐことができる。これにより、抽出過程中、前記充填層Ｆを形成する抽出原料からの良好な抽出状態を保つことができ、風味、旨味のバランスを損ねる成分が抽出されることを抑制することができる。また、余分な抽出溶媒の圧力によって、前記充填層Ｆに不均一な移動相の通り道が形成されることを防ぎ、抽出溶媒を均一に分散させつつ通液させることができるので、抽出原料のもつ香気成分及び呈味成分を充分、かつ効率よく抽出することができる。
【００５６】
なお、本発明における「抽出溶媒が液溜めされない状態」とは、噴射口６０から吹付けられた抽出溶媒が容器１０内に形成された抽出原料の充填層Ｆに浸透して、充填層Ｆの上面において液溜されない状態を保ちながら通液することを意味する。
【００５７】
以上説明したように、上記構造をなした抽出装置１及びそれを用いた抽出方法によれば、抽出溶媒を、抽出原料の充填層Ｆの上面領域全体に、確実かつ満遍なく吹き付けることができるので、抽出原料の香気成分や旨味成分等を、充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【００５８】
また、この実施形態の抽出装置１では、シャワー装置４０の各噴射口６０を、図３〜５に示すように配置したことにより、シャワー装置４０を特に回転させることなく、抽出原料の充填層Ｆに抽出溶媒を満遍なく吹き付けることができるので、シャワー装置４０の回転構造が不要となり、装置構造を簡単にできると共に、装置全体をコンパクト化することができ、装置の製造コストの低減を図ることができる。
【００５９】
更に、この実施形態の抽出装置１では、各噴射口６０から噴射されて、抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されているので、抽出溶媒の吹付けムラをより少なくして、抽出原料の上面領域により満遍なく、溶出溶媒を吹き付けることができる。
【００６０】
また、この実施形態の抽出装置１では、同心状に配置された複数の配管５０，５２が互いに連通されているので、一方の配管５２に抽出溶媒を供給する供給管４８を接続するだけの簡単な構造で、両配管５０，５２の各噴射口６０から抽出溶媒を抽出原料に吹き付けることができ、装置構造をより簡単にすることができると共に、各配管５０，５２が略Ｃ字環状をなしているので、抽出溶媒の流動抵抗を低減させて、抽出溶媒をスムーズに供給することができる。
【００６１】
更に、この実施形態の抽出装置１では、攪拌羽根２５が容器１０内にて昇降可能とされているので、抽出原料の導入量が多く、抽出原料が容器１０内で上下に厚く充填されても、抽出原料を均一に攪拌することができる。また、シャワー装置４０も容器１０内で昇降可能とされているので、容器１０内に導入された抽出原料の上面に対する、噴射口６０の距離を適宜設定することができ、各噴射口６０からの抽出溶媒の吹付け領域を拡大又は縮小することができ、抽出溶媒の吹付け領域を調整しやすくすることができる。
【００６２】
図６には、本発明による抽出装置の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
この実施形態の抽出装置１ａでは、複数の噴射口６０が３重の同心円上に配置されている。すなわち、容器１０の内部中央を中心として配置された、略Ｃ字環状の内側配管５０と、該内側配管５０の外側に同心状に配置された、略Ｃ字環状の中間配管５６と、該中間配管５６の外側に同心状に配置された、略Ｃ字環状の外側配管５２とからなり、３重配管構造をなしている。各配管５０，５６，５２は、開口部分がそれぞれ整合して配置されており、更に、各配管５０，５６，５２どうしは、３つの連結管５４により連結されていて、互いに連通されている。
【００６４】
そして、この実施形態においても、各配管５０，５６，５２の周方向に沿って所定間隔で複数の噴射口６０が形成され、これら複数の噴射口６０は、隣接する配管５０，５６，５２において、半径方向に重ならないように配置されている。
【００６５】
上記構造の抽出装置１ａにおいても、前記実施形態の抽出装置１と同様に、抽出溶媒を、抽出原料の充填層Ｆの上面領域全体に、確実かつ満遍なく吹き付けることができ、抽出原料の香気成分や旨味成分等を、充分かつムラなく効率的に抽出することができる。
【実施例】
【００６６】
（抽出液の濃度確認試験）
本発明の抽出装置によって、所定の抽出原料から、どの程度の濃度（Ｂｒｉｘ：％）の抽出液を生成することができるか確認した。
【００６７】
（実施例）
直径５０ｃｍの容器１０を備える抽出機を用い、フィルタ支持枠１３ｂ上に５０メッシュのフィルタ１７をセットして、その上に抽出原料として鰹節粗砕品（７メッシュパス）を３５ｋｇ仕込んだ。この鰹節粗砕品は、３回に分けて仕込み、その都度攪拌羽根２５により均し、その上面がほぼ平行となるように容器１０内に充填した。
【００６８】
シャワー装置は、図７（Ａ）に示すように、円環状の配管が２重配管状に配置された構造のものを用いた。内側配管５０ａには、容器中心から１５ｃｍの距離で、周方向に均等に４つの噴射口６０を形成した。一方、外側配管５２ａには、容器中心から２０ｃｍの距離で、周方向に均等に４つの噴射口６０を、前記内側配管５０ａの各噴射口６０に半径方向に重ならないように形成した。
【００６９】
また、外側配管５２ａに形成した噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量を、内側配管５０ａに形成した噴射口６０からの噴射量を３倍に設定した。更に、各噴射口６０から噴射されて抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して２．２倍となるように設定した。
【００７０】
そして、抽出溶媒は温度７０℃の熱水で、流量は、抽出原料の上面に抽出溶媒である熱水が液溜めされないように、７０ｌ／ｈ（リットル毎時）で供給し、フィルタ１７下方の下蓋１３の取出し口１３ａから回収される、抽出液が３５ｋｇになるまで抽出を行った。このときの、抽出液のＢｒｉｘを調べた。
【００７１】
（比較例１）
図７（Ｂ）に示すように、抽出装置の配管構造を内側配管５０ａのみとして、容器中心から１５ｃｍの距離で、周方向に均等に４つの噴射口６０を形成した以外は、前記実施例と同じ条件で、抽出液のＢｒｉｘを調べた。
【００７２】
（比較例２）
外側配管５２ａに形成した噴射口６０からの抽出溶媒の噴射量と、内側配管５０ａに形成した噴射口６０からの噴射量とを同じとし、各噴射口６０からの吹付け領域の重なり度合いを特に考慮しない以外は、前記実施例と同じ条件で、抽出液のＢｒｉｘを調べた（噴射口６０配置は、図７（Ａ）に示されるものである）。
【００７３】
（試験結果）
上記抽出条件では、比較例１における抽出液のＢｒｉｘが１０．５％、比較例２における抽出液のＢｒｉｘが１２．０％であるのに対して、実施例における抽出液のＢｒｉｘが１５．６％となり、濃度の高い抽出液が得られることを確認でき、効率的に抽出できることが分かった。
【符号の説明】
【００７４】
１ 抽出装置
１０ 容器
１１ 導入口
１２ 上蓋
１３ 下蓋
１３ａ 取出し口
１３ｂ フィルタ支持枠
１４ エアシリンダ
１５ ヒンジ装置
１７ フィルタ
２０ 支持部材
２１ 昇降ベース
２３ 均し昇降モータ
２４ 回転軸
２５ 攪拌羽根
２６ ナット
２７ ネジ軸
２７ａ 従動プーリ
２８ ガイド筒
２９ ガイド軸
３１ 支持アーム
３２ 第１昇降モータ
３２ａ 駆動プーリ
３２ｂ ベルト
４０ シャワー装置
４１ 支持部
４３ 第２昇降モータ
４３ａ ネジ軸
４４ ナット
４５ 昇降ベース
４６ 昇降軸
４８ 供給管
５０，５０ａ 内側配管
５２，５２ａ 外側配管
５４ 連結管
５６ 中間配管
６０ 噴射口
Ｆ 充填層
Ｔ１ １重領域
Ｔ２ ２重領域
Ｔ３ ３重領域
Ｔ４ ４重領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抽出原料の導入口を上方に有し、抽出液の取出し口を下方に有する容器と、
該容器の前記取出し口よりも上方に配置されたフィルタと、
前記フィルタ上に導入された抽出原料を均すための回転可能な攪拌羽根と、
前記フィルタ上に導入された抽出原料に抽出溶媒を散布するシャワー装置とを備え、
前記シャワー装置は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置された複数の噴射口を有し、
前記各噴射口からの前記抽出溶媒の噴射量は、前記同心円の内側に位置する噴射口の噴射量よりも、前記同心円の外側に位置する噴射口の噴射量の方が、多くなるように設定されていることを特徴とする抽出装置。
【請求項２】
前記各噴射口から噴射されて前記抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されている請求項１記載の抽出装置。
【請求項３】
前記シャワー装置は、同心状に配置された複数の環状又は円弧状の配管を有し、各環状又は円弧状の配管は互いに連通されており、各環状又は円弧状の配管の周方向に沿って所定間隔で前記噴射口が形成されている請求項１又は２記載の抽出装置。
【請求項４】
前記攪拌羽根及び前記シャワー装置は、前記容器内でそれぞれ昇降可能に支持されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の抽出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の抽出装置を用い、所定量の抽出原料を前記フィルタ上に導入し、前記攪拌羽根でフィルタ上の抽出原料の厚さが均一になるように均し、前記シャワー装置の各噴射口から抽出溶媒を噴射して、前記抽出原料の上面に前記抽出溶媒が液溜めされない状態で、前記抽出原料の充填層に前記抽出溶媒を通液させることを特徴とする抽出方法。
【請求項６】
前記抽出原料が、節類、海藻類、茶類、コーヒー類から選ばれた一種である請求項５記載の抽出方法。
【請求項１】
抽出原料の導入口を上方に有し、抽出液の取出し口を下方に有する容器と、
該容器の前記取出し口よりも上方に配置されたフィルタと、
前記フィルタ上に導入された抽出原料を均すための回転可能な攪拌羽根と、
前記フィルタ上に導入された抽出原料に抽出溶媒を散布するシャワー装置とを備え、
前記シャワー装置は、複数の同心円上に周方向に沿って所定間隔で、かつ、隣接する内外の同心円上で半径方向に重ならないように配置された複数の噴射口を有し、
前記各噴射口からの前記抽出溶媒の噴射量は、前記同心円の内側に位置する噴射口の噴射量よりも、前記同心円の外側に位置する噴射口の噴射量の方が、多くなるように設定されていることを特徴とする抽出装置。
【請求項２】
前記各噴射口から噴射されて前記抽出原料の上面に吹付けられる抽出溶媒の吹付け領域の重なり度合いが最も多い部分の吹付け量が、重なり度合いが最も少ない部分の吹付け量に対して１．１〜５倍となるように設定されている請求項１記載の抽出装置。
【請求項３】
前記シャワー装置は、同心状に配置された複数の環状又は円弧状の配管を有し、各環状又は円弧状の配管は互いに連通されており、各環状又は円弧状の配管の周方向に沿って所定間隔で前記噴射口が形成されている請求項１又は２記載の抽出装置。
【請求項４】
前記攪拌羽根及び前記シャワー装置は、前記容器内でそれぞれ昇降可能に支持されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の抽出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の抽出装置を用い、所定量の抽出原料を前記フィルタ上に導入し、前記攪拌羽根でフィルタ上の抽出原料の厚さが均一になるように均し、前記シャワー装置の各噴射口から抽出溶媒を噴射して、前記抽出原料の上面に前記抽出溶媒が液溜めされない状態で、前記抽出原料の充填層に前記抽出溶媒を通液させることを特徴とする抽出方法。
【請求項６】
前記抽出原料が、節類、海藻類、茶類、コーヒー類から選ばれた一種である請求項５記載の抽出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１７２２２９（Ｐ２０１０−１７２２２９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６３９８（Ｐ２００９−１６３９８）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（３９００３３１４５）焼津水産化学工業株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（３９００３３１４５）焼津水産化学工業株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
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