撹拌装置
【課題】 原料の付着を抑制、更には防止でき、衛生的でしかも清掃が容易で、処理効率の良い抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置を提供する。
【解決手段】 抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置１０であって、一端部に原料の流入口１１〜１４が他端部に原料の流出口１５〜１８がそれぞれ設けられた円筒状の中空短管１９〜２２を、直列、並列、又は直並列に接続した中空短管群を有し、しかも流入口１１〜１４が中空短管１９〜２２の内壁面３４、３７に対して実質接線方向に向けられ、使用にあっては、流入口１１〜１４から中空短管１９〜２２内へ流入する原料が、中空短管１９〜２２の内壁面３４、３７に沿って旋回して、中空短管１９〜２２内に原料の旋回流を発生させる。
【解決手段】 抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置１０であって、一端部に原料の流入口１１〜１４が他端部に原料の流出口１５〜１８がそれぞれ設けられた円筒状の中空短管１９〜２２を、直列、並列、又は直並列に接続した中空短管群を有し、しかも流入口１１〜１４が中空短管１９〜２２の内壁面３４、３７に対して実質接線方向に向けられ、使用にあっては、流入口１１〜１４から中空短管１９〜２２内へ流入する原料が、中空短管１９〜２２の内壁面３４、３７に沿って旋回して、中空短管１９〜２２内に原料の旋回流を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置に係り、更に詳細には、例えば、動物性原料（例えば、鹿の角粉末）又は植物性原料（例えば、人参、クコ、ゴーヤ、又は葉緑素含有物）から、食品、化粧品、又は香料を製造するための抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロロフィルとも呼ばれる葉緑素は、植物の緑葉細胞中の葉緑体の基質に、例えば、カロチン、ルテイン、及びキサントフィルと共に存在する緑色の色素である。葉緑素には、例えば、皮膚疾患及び火傷の回復作用、また悪臭を防ぐ作用があるため、この葉緑素を、飲料、粉末、又は錠剤に加工して健康食品にして使用している。
中でも、健康食品として飲用されている飲料は、従来、植物の葉及び茎を洗浄し、必要により例えば、ミキサー又はジューサーの機械的破砕手段を用いて細切りに破砕し、この破砕した植物の葉及び茎を搾ることで製造されていた。しかし、葉緑素は、植物の硬い細胞膜内に存在するため、この方法では多くの葉緑素を抽出できなかった。このため、この方法で製造した飲料中には、葉緑素が十分に入っておらず、飲料には前記した作用があまりなかった。
【０００３】
そこで、特許文献１には、２つのタンクと、この２つのタンクの間に設けられた超音波加振機とを有し、抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置（葉緑素を含む健康飲料の製造装置）が開示されている。
この撹拌装置は、油脂分を含む葉緑素と水とを、一方のタンクで撹拌羽根により撹拌混合し、配管による移送途中で超音波分散処理しながら他方のタンクへ移した後、このタンクで撹拌羽根により撹拌混合し、再度別の配管による移送途中で超音波分散処理しながら一方のタンクへ移すという操作を繰り返し行うことで、葉緑素と水とを分散混合して乳化処理する装置である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５７１０５号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の撹拌装置には未だ解決すべき以下のような問題があった。
前記した撹拌装置は、その装置構成が複雑であるため、例えば、タンク内、配管内、及び撹拌羽根に、葉緑素含有物（脂肪分）が滞留し易く、こびりつき除去しづらい。このため、こびりついたものが、水と接触することによって腐敗を起こし、撹拌装置で製造する製品を汚染する恐れがある。
また、こびりついたものは、例えば、市販の洗浄剤を使用してもなかなか取り除くことができない。このように、洗浄剤を使用した場合には、この洗浄剤がこびりついた葉緑素含有物に染み着き易く、製造した製品に匂いが付着する恐れがあるため、商品として使用できない恐れもある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、原料の滞留がなく、原料の付着を抑制、更には防止でき、衛生的でしかも清掃が容易で、処理効率の良い抽出又は乳化に使用可能な撹拌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】
前記目的に沿う本発明に係る撹拌装置は、抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置であって、
一端部に原料の流入口が他端部に前記原料の流出口がそれぞれ設けられた円筒状の中空短管を、直列、並列、又は直並列に接続した中空短管群を有し、しかも前記流入口が該中空短管の内壁面に対して実質接線方向に向けられ、使用にあっては、前記流入口から前記中空短管内へ流入する前記原料が、該中空短管の内壁面に沿って旋回して、該中空短管内に前記原料の旋回流を発生させる。
ここで、内部に原料の旋回流を発生させる中空短管とは、従来使用されている内部に螺旋状となった案内部材を装入した管とは異なり、内部には何も装入されておらず、中空短管の接線方向から流入する原料の流れ（遠心力）によって、中空短管の内壁面に沿って原料を旋回移動させ、原料の旋回流を形成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の撹拌装置は、直列、並列、又は直並列に接続されて中空短管群を構成する円筒状の中空短管内に、その内壁面に対して実質接線方向に向けられた流入口から原料を流入させ、原料を中空短管の内壁面に沿って旋回させるので、従来のように内部に螺旋状となった案内部材を配置することなく、中空短管内に原料の旋回流を発生させることができる。このように、装置構成を簡単にでき、原料の滞留が無く、原料の付着を従来よりも抑制、更には防止でき、衛生的でしかも清掃が容易な撹拌装置を提供できる。
【０００９】
ここで、中空短管群の液出口に、ポンプ及びこれに接続される連結配管を介して、中空短管群の液入口を連結した場合には、撹拌装置に原料の循環路が形成されるので、例えば、装置構成をコンパクトにでき、省スペースで経済的な装置を提供できる。
また、中空短管群に超音波加振機を設け、しかも超音波加振機を、中空短管内、隣り合う中空短管の間、及び連結配管のいずれか１又は２以上に設けた場合には、原料を滞留させることなく、常に一定の速度で連続的に原料に対して超音波を照射できるので、超音波処理の時間を短縮でき、製品の製造時間を短縮できる。
【００１０】
中空短管内で旋回する原料が旋回しながら流出するように、流出口を中空短管の内壁面に対して実質接線方向に一致させた場合には、例えば、流出口が中空短管に対して垂直方向に設けられている場合と比較して、中空短管内からの原料の流出をスムーズに実施できる。これにより、原料の滞留箇所を更に削減できるので、原料の付着を従来よりも抑制、更には防止できる。
そして、中空短管群に加熱手段を設けた場合には、例えば、撹拌装置の清掃時に、この加熱手段で加熱された水を各中空短管内に流すことができるので、装置の滅菌処理が可能になり、衛生的で安定した品質の製品を製造できる。なお、例えば、熱水を別の場所から運んで撹拌装置内に供給する必要が無いので、撹拌装置の清掃時における作業性が良好である。
ここで、加熱手段が、熱水製造用容器と、その内部に設置されたヒーターとを有する場合には、簡単な構成で水を加熱できる。
【００１１】
更に、各中空短管を隣り合う中空短管から着脱可能な構造とした場合には、例えば、撹拌装置の使用後に、各中空短管をそれぞれ取り外すことで、仮に中空短管内部に原料が残存付着していても、中空短管内部の清掃を容易かつ確実に実施でき、メンテナンスが非常に楽である。
原料を、蚕の糞及び蚕の粉砕物のいずれか一方又は双方を主体とする葉緑素含有物と抽出用溶媒とした場合には、葉緑素含有物中の葉緑素を抽出用溶媒に抽出できる。また、原料を、油脂分を含む葉緑素と水とした場合には、葉緑素と水とを乳化状態に混合できる。
これにより、有効な成分を多く含む葉緑素飲料を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る撹拌装置の説明図、図２（Ａ）は同撹拌装置の最上段の中空短管の平面図、（Ｂ）は図１のａ−ａ矢視断面図、（Ｃ）は図１のｂ−ｂ矢視断面図、図３は本発明の第２の実施の形態に係る撹拌装置の説明図、図４（Ａ）は同撹拌装置に使用する超音波加振機の説明図、（Ｂ）は同超音波加振機の取付け部品の正面図である。
【００１３】
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る撹拌装置１０は、上流側端部（一端部）に原料の流入口１１〜１４が、下流側端部（他端部）に原料の流出口１５〜１８がそれぞれ設けられた円筒状の中空短管１９〜２２を、複数段（ここでは、４段）直列に接続した中空短管群を有し、しかも各流入口１１〜１４が中空短管１９〜２２の内壁面に対して実質接線方向に向けられた装置であり、例えば、抽出処理又は乳化処理の使用に適した装置である。以下、詳しく説明する。
【００１４】
各中空短管１９〜２２は、それぞれ流入口１１〜１４側を高く、流出口１５〜１８側を低く傾斜させて、上下方向にジグザグ状に配置され、中空短管１９の流出口１５と中空短管２０の流入口１２、中空短管２０の流出口１６と中空短管２１の流入口１３、及び中空短管２１の流出口１７と中空短管２２の流入口１４をそれぞれ形成する接続配管２３〜２５が、隣り合う中空短管１９、２０、中空短管２０、２１、及び中空短管２１、２２を接続している。なお、各中空短管１９〜２２は、それぞれ地上面に対して角度α、β、γ、及びδ（例えば、上限が２０度、好ましくは１０度、更に好ましくは５度、下限が０．５度、好ましくは１度の範囲内）に傾斜して配置されている。
【００１５】
この各中空短管１９〜２２は、耐食性のあるステンレスで構成されており、例えば、その内径が１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下、長さが１ｍ以上２ｍ以下（ここでは、内径が２０ｃｍ、長さが１．５ｍで、その内容積が約４７リットル）のものである。なお、各中空短管の内径は、その内部で原料が旋回可能であれば、上記した内径に限定されるものでなく、内径を大きくした場合には、原料の流速を上昇させることで対応できる。また、各中空短管の長さについても、その内部の清掃が可能な長さであれば、前記した長さに限定されるものではないが、旋回流の減衰を考慮すれば、必要以上に長くする必要はない。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、最上段に配置される中空短管１９は、円筒状となってその両端部にフランジ部２６、２７が設けられた管本体２８と、この各フランジ部２６、２７にそれぞれ当接するフランジ部２９、３０を備えた蓋材３１、３２とで構成されている。使用にあっては、管本体２８の各フランジ部２６、２７と、各蓋材３１、３２のフランジ部２９、３０との間にシール材（図示しない）を配置し、フランジ部２６、２９同士、フランジ部２７、３０同士をボルト（図示しない）で締め付けることで、その密閉状態を維持している。ここで、各中空短管は、フランジ部を備えない管本体と、この管本体に、例えばねじによって着脱可能な蓋材とで構成することも可能である。
なお、他の中空短管２０〜２２についても、中空短管１９と略同様の構成になっている。
【００１７】
図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、中空短管１９の上流側端部には、原料の流入口１１を形成する第１の連結配管３３の下流側端部が接続され、流入口１１が中空短管１９の内壁面３４に対して、実質接線方向に向けられるようになっている。なお、中空短管１９は中空短管群の最上流側に位置するので、その原料の流入口１１は、中空短管群の液入口に相当する。
第１の連結配管３３の下流側端部の軸心は、図２（Ａ）に示すように、平面視して中空短管１９の軸心ｍと垂直な方向に対し、角度ε（例えば、例えば、上限が２０度、好ましくは１０度、更に好ましくは５度、下限が０．５度、好ましくは１度の範囲内）だけ傾斜している。
【００１８】
また、中空短管１９の下流側端部には、原料の流出口１５を形成する接続配管２３が接続され、流出口１５が中空短管１９の内壁面３４に対して、実質接線方向に一致するようになっている。これにより、図２（Ｂ）に示すように、第１の連結配管３３から中空短管１９内に流入し、中空短管１９内で時計回りに旋回している原料を、その旋回方向を変えることなく、接続配管２３から流出させることができる。なお、接続配管２３の軸心は、地上面に対して略垂直になっているため、地上面に対して角度α傾斜した中空短管１９の軸心と垂直な方向に対して、角度αだけ傾斜している。
【００１９】
ここで、中空短管１９の内壁面３４と、第１の連結配管３３の下流側端部の外側内壁面（原料接触面）３５及び接続配管２３の上流側端部の外側内壁面（原料接触面）３６は、段差がない連続面を形成している。
これにより、第１の連結配管３３から流入した原料は、中空配管１９の流入口１１近傍のみで旋回するだけでなく、中空配管１９の上流側から下流側へかけて、その内壁面３４に沿って旋回しながら旋回流を形成すると共に、滞留することなく流出口１５を形成する接続配管２３から流出する。
【００２０】
図１、図２（Ｃ）に示すように、中空短管１９に接続された接続配管２３は、２段目の中空短管２０の上流側端部に接続されている。この接続配管２３は、２段目の中空短管２０の原料の流入口１２を形成するものであり、流入口１２が中空短管２０の上流側端部の内壁面３７に対して実質接線方向に向くように、中空短管２０に接続されている。また、中空短管２０の下流側端部の内壁面３７には、原料の流出口１６を形成する接続配管２４が接続されている。
この中空短管２０においても、各接続配管２３、２４の軸心が、地上面に対して略垂直になっているため、地上面に対して角度β傾斜した中空短管２０の軸心と垂直な方向に対して、角度βだけ傾斜している。
【００２１】
これにより、最上段の中空短管１９に接続された接続配管２３から、２段目の中空短管２０に流入した原料は、この中空配管２０の流入口１２近傍のみで旋回するだけでなく、中空配管２０の上流側から下流側へかけて、その内壁面３７に沿って旋回しながら旋回流を形成すると共に、滞留することなく３段目の中空短管２１と接続される接続配管２４から流出する。
なお、他の中空短管、即ち、３、４段目の中空短管２１、２２についても、各接続配管２４、２５の軸心、及び最下段の中空短管２２では、原料の流出口１８を形成する第２の連結配管３８の上流側端部の軸心が、地上面に対して角度γ及びδ傾斜した中空短管２１、２２の軸心と垂直な方向に対して、角度γ及びδだけそれぞれ傾斜している。この中空短管２２は中空短管群の最下流側に位置するので、その原料の流出口１８は、中空短管群の液出口に相当する。
ここで、各中空短管１９〜２２は、第１の連結配管３３、各接続配管２３〜２５、及び第２の連結配管３８に対して、例えば、ねじ又はワンタッチ式によってそれぞれ着脱可能な構造となっている。
【００２２】
図１に示すように、最上段に配置された中空短管１９の第１の連結配管３３の上流側端部と、最下段に配置された中空短管２２の第２の連結配管３８の下流側端部は、原料搬送用ポンプ３９に接続され、原料を、例えば、０．１ｍ3 ／分以上０．５ｍ3 ／分（ここでは、０．３ｍ3 ／分）の流速で、中空短管群へ送ることが可能となっている。これにより、原料は、各中空短管１９〜２２内部を、例えば、５秒以上３０秒以下（ここでは、約１０秒）で通過できる。なお、原料の流速は、上記した数値範囲に限定されるものではなく、例えば、各中空短管の大きさ及び原料搬送用ポンプの作動出力を調整することによって、更に大きくすることもできる。
【００２３】
第１の連結配管３３と第２の連結配管３８とは、原料搬送用ポンプ３９を介して連結されて連結配管を構成し、各中空短管１９〜２２を直列に接続した中空短管群の液出口が、原料搬送用ポンプ３９及び連結配管を介して中空短管群の流入口に連結されて、原料が同じ系内で循環するための流路４０が形成される。これにより、従来のように、例えば、撹拌用タンク、及びその内部に設置される撹拌羽根を使用することなく、原料を循環させて処理できるので、装置構成をコンパクトにできる。
【００２４】
なお、流路４０は、外部に対して閉じられた系となっているため、最上段の中空短管１９の上部には、空気抜き用バルブ４１が設けられた配管４２が取付けられ、撹拌装置１０の内圧を調整可能としている。
また、最上段に配置された中空短管１９の第１の連結配管３３の原料搬送用ポンプ３９側には、原料取出用バルブ４３が設けられた原料取出用配管４４が接続されている。また、最下段に配置された中空短管２２に連結される第２の連結配管３８には、原料の貯留槽４５に接続され、原料供給用バルブ４６を備える原料供給用配管４７が設けられている。
【００２５】
ここで、２段目の中空短管２０の上流側端部には、中空短管２０と第１の連結配管３３とを接続し、原料流入用予備バルブ４８、４９が設けられた流入用配管５０を設けることも可能である。このように構成することで、原料量が少ないときは、第１の連結配管３３の下流側にある流路を開閉するバルブ５９を閉じて、原料流入用予備バルブ４８、４９を開けることにより、原料（例えば、液）は最上段の中空短管１９に流れ込むことなく、流入用配管５０を介して２段目の中空短管２０に流れ込む。
このような構成を、３、４段目の各中空短管２１、２２に適用することも可能である。
これにより、撹拌装置の原料の流路を、原料量に応じて変更できるので、原料の少量抽出又は乳化を効率良く実施できる。
【００２６】
図１に示すように、最下段に配置された中空短管２２と第２の連結配管３８には、加熱手段５２が接続されている。
加熱手段５２は、内部にヒーター５３が配置される耐熱用の熱水製造用容器５４を有し、その上流側端部が中空短管２２の下流側下部に、下流側端部が第２の連結配管３８に、バルブ５５、５６を介して設けられた接続配管５７、５８を介して接続されている。
これにより、前記した原料供給用配管４７を介して流路４０内に流入させた水を、熱水製造用容器５４に貯留してヒーター５３で加熱し、例えば、８５℃以上１００℃以下の熱水を製造した後、原料搬送用ポンプ３９を使用して、流路４０内部に熱水を流し、高温殺菌処理を行うことができる。
また、各中空短管１９〜２２、連結配管、及び熱水製造用容器５４全てに流入させた水を、原料搬送用ポンプ３９で循環させ、例えば、８５℃以上１００℃以下の熱水を製造しながら、高温殺菌処理を行うこともできる。
ここで、熱水製造用容器５４も、前記した中空短管１９〜２２と同様に、各接続配管５７、５８に対して着脱可能な仕組みになっているので、清掃が容易である。
なお、使用済みの熱水は、原料取出用配管４４を介して、外部へ排出することができる。
【００２７】
なお、撹拌装置１０は、主として直線状の配管と継手（ユニオン）とで構成され、例えば、ねじ又はボルトによって互いに着脱可能な構造となっているので、必要に応じて撹拌装置１０を分解し、各部材をそれぞれ洗浄することも可能であり、メンテナンスが非常に楽である。
また、このように、撹拌装置１０は、市販品（規格品）の各部材を組み合わせて製造できるので、各部材を特別に製造する必要性がなく、安価に製造できる。
そして、例えば、従来使用されていたタンクを無くし、撹拌装置１０を主として直線状の配管を使用して構成することで、常に全ての原料が撹拌装置１０の流路４０内を循環できるので、原料の滞留が無い。
【００２８】
続いて、前記した撹拌装置１０の使用方法について説明する。
まず、貯留層４５に、例えば、スラリー状の原料を貯留した後、原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３のバルブ５９、第２の連結配管３８の流路を開閉するバルブ６０、空気抜き用バルブ４１、及び原料供給用バルブ４６を開状態とし、熱水製造用容器５４に接続された各接続配管５７、５８のバルブ５５、５６、及び原料取出用バルブ４３を閉状態として、原料搬送用ポンプ３９を始動する。これにより、撹拌装置１０内に原料が流入する。なお、例えば、粉砕物である固形物は、最上段の中空短管１９の配管４２から投入することも可能である。
このとき、撹拌装置１０内に流入させる原料の量は、全中空短管１９〜２２の容積の例えば、５０体積％以上１００体積％以下程度とする。また、第１の連結配管３３のバルブ５９を閉じて、原料流入用予備バルブ４８、４９を開き、最上段の中空短管１９を使用しない場合は、原料の量を各中空短管２０〜２２の容積の例えば、５０体積％以上１００体積％以下程度とする。
【００２９】
撹拌装置１０の流路４０内に、所定量の原料を供給した後は、開状態であった空気抜き用バルブ４１及び原料供給用バルブ４６を閉状態とし、原料の流速が、前記した条件を満足する範囲になるように、原料搬送用ポンプ３９を運転制御する。なお、最上段の中空短管１９内を流れる原料は、中空短管１９内で旋回するので、空気抜き用バルブ４１を開状態に維持しても、原料の吹き出しはほとんどない。このとき、配管４２から原料を供給することも可能であり、この場合、中空短管１９内での吸引作用により、原料が中空短管１９内へ引き込まれる。
ここで、原料の流速は、例えば、原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３又は第２の連結配管３８に流量計（図示しない）を設けることで確認できる。
【００３０】
これにより、原料搬送用ポンプ３９によって第１の連結配管３３内を流れる原料は、最上段の中空短管１９の上流側端部の内壁面３４に沿って中空短管１９内へ流れ込み、その流速によって得られる遠心力により、中空短管１９の内壁面３４に沿って旋回しながら接続配管２３から排出される。
なお、第１の連結配管３３のバルブ５９を閉じて、原料流入用予備バルブ４８、４９を開き、最上段の中空短管１９を使用しない場合は、原料搬送用ポンプ３９によって第１の連結配管３３内を流れる原料が、流入用配管５０を介して２段目の中空短管２０の上流側端部の内壁面３７に沿って中空短管２０内へ流れ込む。
【００３１】
接続配管２３へ排出された原料は、前記した中空短管１９に直列接続された各中空短管２０〜２２内で、中空短管１９と同様に旋回流を発生させながら撹拌され、最下段の中空短管２２から第２の連結配管３８へ排出される。この操作を、予め設定した所定時間複数回繰り返し行って、原料の撹拌を行う。
原料の撹拌処理が終了した後は、開状態となっていた原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３のバルブ５９を閉状態とし、閉状態となっていた空気抜き用バルブ４１及び原料取出用バルブ４３を開状態とする。そして、原料搬送用ポンプ３９の運転により、撹拌装置１０の流路４０内の処理された原料を、原料取出用配管４４から取り出した後、原料搬送用ポンプ３９を停止する。
【００３２】
なお、原料としては、例えば、蚕の糞及び蚕の粉砕物のいずれか一方又は双方を主体（例えば、８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上）とする葉緑素含有物と、エチルアルコール（抽出用溶媒の一例）との混合物、また油脂分を含む葉緑素と水との混合物を使用できる。
この葉緑素は、油脂分を含んでおり、撹拌装置１０の流路４０内部にこびりつき易いものであるが、装置構成が単純である（各中空短管１９〜２２内部には、従来のように螺旋状になった案内部材が無い）ので、例えば、流路４０内部での原料の滞留、付着、及び残存が生じにくい。
従って、撹拌装置１０は、葉緑素含有物とエチルアルコールとの混合物を撹拌しながら搬送し、葉緑素含有物から葉緑素をエチルアルコール中に抽出する抽出処理、又は油脂分を含む葉緑素と水との混合物を撹拌しながら搬送し、葉緑素と水とを乳化状態に分散混合する乳化処理を行うことができる。
【００３３】
また、原料としては他のもの、例えば、動物性原料（例えば、鹿の角粉末）又は植物性原料（例えば、人参、クコ、又はゴーヤ）を使用でき、抽出処理又は乳化処理を行うことで、食品、化粧品、又は香料を製造することも可能である。
ここで、例えば、鹿の角粉末については、この粉末とアルコールとの混合物を撹拌装置１０にかけ、抽出処理を行うことで、エキス（有効成分）を製造できる。また、人参及びクコについては、アルコール又は水と共に撹拌装置１０にかけて抽出処理を行うことで、エキスを製造できる。
特に、高麗人参を撹拌装置１０にかけ、抽出処理を行うことで得られるエキスは、その一滴で、従来と同等の品質を備えた人参酒が製造できる程度の抽出液であることを確認できた。このように、撹拌装置１０は、短時間で効率よくエキスを抽出可能な装置である。
【００３４】
前記したように、処理した原料を撹拌装置１０の流路４０から取り出した後は、引き続き撹拌装置１０の洗浄を行う。
まず、貯留槽４５に洗浄水を貯留した後、原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３のバルブ５９、第２の連結配管３８のバルブ６０、空気抜き用バルブ４１、原料供給用バルブ４６、及び熱水製造用容器５４に接続された各接続配管５７、５８のバルブ５５、５６を開状態とし、原料取出用バルブ４３を閉状態として、原料搬送用ポンプ３９を始動する。
これにより、撹拌装置１０の流路４０に洗浄水を流す。このとき、流路４０を流れる洗浄水の量は、各中空短管１９〜２２、接続配管２３〜２５、第１の連結配管３３、第２の連結配管３８、熱水製造用容器５４、及び各接続配管５７、５８の内容積の例えば、５０体積％以上１００体積％以下程度とする。なお、水道の蛇口に接続したホース（図示しない）を、原料供給用配管４７に直接接続した後、水道のコックを開状態として、撹拌装置１０内に洗浄水を供給することも可能である。
【００３５】
撹拌装置１０の流路４０に、所定量の洗浄水を供給した後は、開状態であった空気抜き用バルブ４１を開状態のまま、また開状態であった原料供給用バルブ４６を閉状態とし、原料搬送用ポンプ３９を作動させ、ヒーター５３に通電して、熱水製造用容器５４内に流入する（循環）洗浄水を熱水となるように加熱する。これにより、撹拌装置１０内を高温殺菌処理できる。
なお、撹拌装置１０内を流れる熱水は、その使用によって温度低下する。このため、熱水製造用容器５４に接続された接続配管５７、５８の各バルブ５５、５６を開状態として、殺菌時においても、熱水を加熱することにより、熱水の温度低下を極力抑制することができる。
【００３６】
殺菌処理が終了した後、開状態となっていた原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３のバルブ５９を閉状態とし、閉状態となっていた空気抜き用バルブ４１及び原料取出用バルブ４３を開状態とする。そして、原料搬送用ポンプ３９の運転により、撹拌装置１０内の処理された熱水を、原料取出用配管４４から取り出した後、原料搬送用ポンプ３９を停止する。
前記したように、撹拌装置１０の装置構成は単純であるので、殺菌処理を容易に実施できる。
このようにして、撹拌装置１０の殺菌処理を行う。なお、撹拌装置１０内に熱水を流す前に、加熱前の洗浄水を使用して、撹拌装置１０内の付着物を予め除去することも可能である。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撹拌装置７０について説明するが、この撹拌装置７０は、前記した撹拌装置１０の中空短管１９〜２２の一部（ここでは、３段目の中空短管２１）を、それぞれ原料が直線的に流れる搬送管７１〜７３に取り替えたものである。従って、撹拌装置１０に使用した部材と同一部材については同一番号を付す。
【００３８】
各搬送管７１〜７３は、２段目の中空短管２０と最下段の中空短管２２との間に、高さ方向にジグザグ状に複数本（ここでは３本）配置されている。最上段に位置する搬送管７１の下流側端部は、２段目に位置する搬送管７２の上流側端部に接続される接続配管７４に接続され、この搬送管７２の下流側端部が、最下段に位置する搬送管７３の上流側端部に接続される接続配管７５に接続されている。
なお、最上段に位置する搬送管７１の上流側端部は、２段目の中空短管２０の流出口１６を形成する接続配管７６に接続され、最下段に位置する搬送管７３の下流側端部は、最下段の中空短管２２の流入口１４を形成する接続配管７７に接続されている。
【００３９】
この各搬送管７１〜７３は、耐食性のあるステンレスで構成された中空円筒状のものであり、例えば、その内径が１ｃｍ以上５ｃｍ以下、長さが１ｍ以上２ｍ以下のものである。なお、各搬送管の内径及び長さは、上記した範囲に限定されるものではなく、撹拌装置７０の規模（原料の処理量）に応じて、種々調整することが可能である。
各搬送管７１〜７３は、略平行に配置され、地上面に対して角度ζ（例えば、上限が２０度、好ましくは１０度、更に好ましくは５度、下限が０．５度、好ましくは１度の範囲内）に傾斜して配置されている。ここで、各搬送管７１〜７３は、直線状となった配管と、その両端部に取付け可能なＬ字状の継手とで構成され、配管に対して継手が着脱可能な構造となっている。
なお、各搬送管７１〜７３は、平行に配置することなく、上流側から下流側へかけて、地上面へ向かって傾斜して配置することも可能であり、また各搬送管７１〜７３の傾斜角度を、上記した範囲内で全て異なる角度に設定することも可能である。
【００４０】
隣り合う搬送管７１、７２、搬送管７２、７３、及び搬送管７３と中空短管２２との接続部分には、超音波加振機が７８がそれぞれ設けられている。
この超音波加振機７８は、図４（Ａ）に示すように、搬送管７１（他の搬送管７２、７３についても同じ）の径よりも拡径した流体通路７９と、流体通路７９内に配置され、超音波を、搬送管７１を流れてくる原料に対して照射可能な発振子８０と、ホーン８１とを有している。照射される超音波の周波数は、例えば、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度であるが、本発明はこの周波数に限定されない。
【００４１】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、発振子８０は、円盤状となった固定板８２の側面中央部に取付けられ、この固定板８２を、流体通路７９の端部に設けられたフランジ部８３に当接させ、止め輪（スナップリング）８４により流体通路７９に取付ける構造となっている。なお、固定板８２の周辺部と流体通路７９のフランジ部８３との間には、シール材（図示しない）が配置され、その密閉状態を維持している。
これにより、流体通路７９に発振子８０を、容易に着脱できる。
この場合、各搬送管７１〜７３と流体通路７９とを、一体型の構成としても、各搬送管７１〜７３内の掃除を行うことは容易であるが、各搬送管と流体通路とを、例えば、ねじによって着脱自在の構成とすることも可能である。
【００４２】
以上のように構成することで、各搬送管７１〜７３から流体通路７９内を通過する原料は、各搬送管７１〜７３を上流側から下流側へ流れるときに、超音波が照射される。
このように、各搬送管７１〜７３で滞留することなく、常に一定の速度で流れる原料に対して超音波照射が可能なので、抽出処理及び乳化処理を、従来よりも短時間で実施でき、製品の生産性が良好になる。
なお、超音波加振機７８は、隣り合う搬送管７１、７２、搬送管７２、７３、及び搬送管７３と中空短管２２との接続部分に設けたが、各中空短管１９、２０、２２のいずれか１又は２以上の上流側側端部又は下流側端部に設けることも可能である。また、超音波加振機を、中空短管群の液出口と液入口とを連結する連結配管に設けることも可能である。
【００４３】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の撹拌装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、各中空短管を、上下（縦）方向にジグザグ状に配置し、直列接続した場合について説明したが、原料の搬送にポンプを使用しているため、各中空短管の配置位置は、これに限定されるものではなく、撹拌装置の設置スペースに応じて、例えば、水平（横）方向又は斜め方向にジグザグ状に直列接続してもよく、また、ジグザグ状でなく、例えば、直線状又は円周状に配置することも可能である。
【００４４】
そして、前記実施の形態においては、複数の中空短管を直列接続した場合について説明したが、複数の中空短管を並列に接続し、原料の撹拌処理を、各中空短管で並列的に実施することも可能である。この場合、並列に配置される中空短管は、１本ずつでもよく、また複数の中空短管を直列接続したものを、並列接続（直並列）することも可能である。なお、並列又は直並列に接続配置された複数の中空短管が中空短管群を構成するので、この中空短管群の上流側端部の液入口と、下流側端部の液出口とを連結することで、撹拌装置に原料が循環する流路を形成できる。
更に、前記実施の形態においては、第２の実施の形態に係る撹拌装置の装置構成に、超音波加振機を加えた場合について説明したが、第１の実施の形態に係る撹拌装置の中空短管内又は隣り合う中空短管の間に、１又は２以上の超音波加振機を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撹拌装置の説明図である。
【図２】（Ａ）は同撹拌装置の最上段の中空短管の平面図、（Ｂ）は図１のａ−ａ矢視断面図、（Ｃ）は図１のｂ−ｂ矢視断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る撹拌装置の説明図である。
【図４】（Ａ）は同撹拌装置に使用する超音波加振機の説明図、（Ｂ）は同超音波加振機の取付け部品の正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：撹拌装置、１１〜１４：流入口、１５〜１８：流出口、１９〜２２：中空短管、２３〜２５：接続配管、２６、２７：フランジ部、２８：管本体、２９、３０：フランジ部、３１、３２：蓋材、３３：第１の連結配管、３４〜３７：内壁面、３８：第２の連結配管、３９：原料搬送用ポンプ、４０：流路、４１：空気抜き用バルブ、４２：配管、４３：原料取出用バルブ、４４：原料取出用配管、４５：貯留槽、４６：原料供給用バルブ、４７：原料供給用配管、４８、４９：原料流入用予備バルブ、５０：流入用配管、５２：加熱手段、５３：ヒーター、５４：熱水製造用容器、５５、５６：バルブ、５７、５８：接続配管、５９、６０：バルブ、７０：撹拌装置、７１〜７３：搬送管、７４〜７７：接続配管、７８：超音波加振機、７９：流体通路、８０：発振子、８１：ホーン、８２：固定板、８３：フランジ部、８４：止め輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置に係り、更に詳細には、例えば、動物性原料（例えば、鹿の角粉末）又は植物性原料（例えば、人参、クコ、ゴーヤ、又は葉緑素含有物）から、食品、化粧品、又は香料を製造するための抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロロフィルとも呼ばれる葉緑素は、植物の緑葉細胞中の葉緑体の基質に、例えば、カロチン、ルテイン、及びキサントフィルと共に存在する緑色の色素である。葉緑素には、例えば、皮膚疾患及び火傷の回復作用、また悪臭を防ぐ作用があるため、この葉緑素を、飲料、粉末、又は錠剤に加工して健康食品にして使用している。
中でも、健康食品として飲用されている飲料は、従来、植物の葉及び茎を洗浄し、必要により例えば、ミキサー又はジューサーの機械的破砕手段を用いて細切りに破砕し、この破砕した植物の葉及び茎を搾ることで製造されていた。しかし、葉緑素は、植物の硬い細胞膜内に存在するため、この方法では多くの葉緑素を抽出できなかった。このため、この方法で製造した飲料中には、葉緑素が十分に入っておらず、飲料には前記した作用があまりなかった。
【０００３】
そこで、特許文献１には、２つのタンクと、この２つのタンクの間に設けられた超音波加振機とを有し、抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置（葉緑素を含む健康飲料の製造装置）が開示されている。
この撹拌装置は、油脂分を含む葉緑素と水とを、一方のタンクで撹拌羽根により撹拌混合し、配管による移送途中で超音波分散処理しながら他方のタンクへ移した後、このタンクで撹拌羽根により撹拌混合し、再度別の配管による移送途中で超音波分散処理しながら一方のタンクへ移すという操作を繰り返し行うことで、葉緑素と水とを分散混合して乳化処理する装置である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５７１０５号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の撹拌装置には未だ解決すべき以下のような問題があった。
前記した撹拌装置は、その装置構成が複雑であるため、例えば、タンク内、配管内、及び撹拌羽根に、葉緑素含有物（脂肪分）が滞留し易く、こびりつき除去しづらい。このため、こびりついたものが、水と接触することによって腐敗を起こし、撹拌装置で製造する製品を汚染する恐れがある。
また、こびりついたものは、例えば、市販の洗浄剤を使用してもなかなか取り除くことができない。このように、洗浄剤を使用した場合には、この洗浄剤がこびりついた葉緑素含有物に染み着き易く、製造した製品に匂いが付着する恐れがあるため、商品として使用できない恐れもある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、原料の滞留がなく、原料の付着を抑制、更には防止でき、衛生的でしかも清掃が容易で、処理効率の良い抽出又は乳化に使用可能な撹拌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】
前記目的に沿う本発明に係る撹拌装置は、抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置であって、
一端部に原料の流入口が他端部に前記原料の流出口がそれぞれ設けられた円筒状の中空短管を、直列、並列、又は直並列に接続した中空短管群を有し、しかも前記流入口が該中空短管の内壁面に対して実質接線方向に向けられ、使用にあっては、前記流入口から前記中空短管内へ流入する前記原料が、該中空短管の内壁面に沿って旋回して、該中空短管内に前記原料の旋回流を発生させる。
ここで、内部に原料の旋回流を発生させる中空短管とは、従来使用されている内部に螺旋状となった案内部材を装入した管とは異なり、内部には何も装入されておらず、中空短管の接線方向から流入する原料の流れ（遠心力）によって、中空短管の内壁面に沿って原料を旋回移動させ、原料の旋回流を形成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の撹拌装置は、直列、並列、又は直並列に接続されて中空短管群を構成する円筒状の中空短管内に、その内壁面に対して実質接線方向に向けられた流入口から原料を流入させ、原料を中空短管の内壁面に沿って旋回させるので、従来のように内部に螺旋状となった案内部材を配置することなく、中空短管内に原料の旋回流を発生させることができる。このように、装置構成を簡単にでき、原料の滞留が無く、原料の付着を従来よりも抑制、更には防止でき、衛生的でしかも清掃が容易な撹拌装置を提供できる。
【０００９】
ここで、中空短管群の液出口に、ポンプ及びこれに接続される連結配管を介して、中空短管群の液入口を連結した場合には、撹拌装置に原料の循環路が形成されるので、例えば、装置構成をコンパクトにでき、省スペースで経済的な装置を提供できる。
また、中空短管群に超音波加振機を設け、しかも超音波加振機を、中空短管内、隣り合う中空短管の間、及び連結配管のいずれか１又は２以上に設けた場合には、原料を滞留させることなく、常に一定の速度で連続的に原料に対して超音波を照射できるので、超音波処理の時間を短縮でき、製品の製造時間を短縮できる。
【００１０】
中空短管内で旋回する原料が旋回しながら流出するように、流出口を中空短管の内壁面に対して実質接線方向に一致させた場合には、例えば、流出口が中空短管に対して垂直方向に設けられている場合と比較して、中空短管内からの原料の流出をスムーズに実施できる。これにより、原料の滞留箇所を更に削減できるので、原料の付着を従来よりも抑制、更には防止できる。
そして、中空短管群に加熱手段を設けた場合には、例えば、撹拌装置の清掃時に、この加熱手段で加熱された水を各中空短管内に流すことができるので、装置の滅菌処理が可能になり、衛生的で安定した品質の製品を製造できる。なお、例えば、熱水を別の場所から運んで撹拌装置内に供給する必要が無いので、撹拌装置の清掃時における作業性が良好である。
ここで、加熱手段が、熱水製造用容器と、その内部に設置されたヒーターとを有する場合には、簡単な構成で水を加熱できる。
【００１１】
更に、各中空短管を隣り合う中空短管から着脱可能な構造とした場合には、例えば、撹拌装置の使用後に、各中空短管をそれぞれ取り外すことで、仮に中空短管内部に原料が残存付着していても、中空短管内部の清掃を容易かつ確実に実施でき、メンテナンスが非常に楽である。
原料を、蚕の糞及び蚕の粉砕物のいずれか一方又は双方を主体とする葉緑素含有物と抽出用溶媒とした場合には、葉緑素含有物中の葉緑素を抽出用溶媒に抽出できる。また、原料を、油脂分を含む葉緑素と水とした場合には、葉緑素と水とを乳化状態に混合できる。
これにより、有効な成分を多く含む葉緑素飲料を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る撹拌装置の説明図、図２（Ａ）は同撹拌装置の最上段の中空短管の平面図、（Ｂ）は図１のａ−ａ矢視断面図、（Ｃ）は図１のｂ−ｂ矢視断面図、図３は本発明の第２の実施の形態に係る撹拌装置の説明図、図４（Ａ）は同撹拌装置に使用する超音波加振機の説明図、（Ｂ）は同超音波加振機の取付け部品の正面図である。
【００１３】
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る撹拌装置１０は、上流側端部（一端部）に原料の流入口１１〜１４が、下流側端部（他端部）に原料の流出口１５〜１８がそれぞれ設けられた円筒状の中空短管１９〜２２を、複数段（ここでは、４段）直列に接続した中空短管群を有し、しかも各流入口１１〜１４が中空短管１９〜２２の内壁面に対して実質接線方向に向けられた装置であり、例えば、抽出処理又は乳化処理の使用に適した装置である。以下、詳しく説明する。
【００１４】
各中空短管１９〜２２は、それぞれ流入口１１〜１４側を高く、流出口１５〜１８側を低く傾斜させて、上下方向にジグザグ状に配置され、中空短管１９の流出口１５と中空短管２０の流入口１２、中空短管２０の流出口１６と中空短管２１の流入口１３、及び中空短管２１の流出口１７と中空短管２２の流入口１４をそれぞれ形成する接続配管２３〜２５が、隣り合う中空短管１９、２０、中空短管２０、２１、及び中空短管２１、２２を接続している。なお、各中空短管１９〜２２は、それぞれ地上面に対して角度α、β、γ、及びδ（例えば、上限が２０度、好ましくは１０度、更に好ましくは５度、下限が０．５度、好ましくは１度の範囲内）に傾斜して配置されている。
【００１５】
この各中空短管１９〜２２は、耐食性のあるステンレスで構成されており、例えば、その内径が１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下、長さが１ｍ以上２ｍ以下（ここでは、内径が２０ｃｍ、長さが１．５ｍで、その内容積が約４７リットル）のものである。なお、各中空短管の内径は、その内部で原料が旋回可能であれば、上記した内径に限定されるものでなく、内径を大きくした場合には、原料の流速を上昇させることで対応できる。また、各中空短管の長さについても、その内部の清掃が可能な長さであれば、前記した長さに限定されるものではないが、旋回流の減衰を考慮すれば、必要以上に長くする必要はない。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、最上段に配置される中空短管１９は、円筒状となってその両端部にフランジ部２６、２７が設けられた管本体２８と、この各フランジ部２６、２７にそれぞれ当接するフランジ部２９、３０を備えた蓋材３１、３２とで構成されている。使用にあっては、管本体２８の各フランジ部２６、２７と、各蓋材３１、３２のフランジ部２９、３０との間にシール材（図示しない）を配置し、フランジ部２６、２９同士、フランジ部２７、３０同士をボルト（図示しない）で締め付けることで、その密閉状態を維持している。ここで、各中空短管は、フランジ部を備えない管本体と、この管本体に、例えばねじによって着脱可能な蓋材とで構成することも可能である。
なお、他の中空短管２０〜２２についても、中空短管１９と略同様の構成になっている。
【００１７】
図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、中空短管１９の上流側端部には、原料の流入口１１を形成する第１の連結配管３３の下流側端部が接続され、流入口１１が中空短管１９の内壁面３４に対して、実質接線方向に向けられるようになっている。なお、中空短管１９は中空短管群の最上流側に位置するので、その原料の流入口１１は、中空短管群の液入口に相当する。
第１の連結配管３３の下流側端部の軸心は、図２（Ａ）に示すように、平面視して中空短管１９の軸心ｍと垂直な方向に対し、角度ε（例えば、例えば、上限が２０度、好ましくは１０度、更に好ましくは５度、下限が０．５度、好ましくは１度の範囲内）だけ傾斜している。
【００１８】
また、中空短管１９の下流側端部には、原料の流出口１５を形成する接続配管２３が接続され、流出口１５が中空短管１９の内壁面３４に対して、実質接線方向に一致するようになっている。これにより、図２（Ｂ）に示すように、第１の連結配管３３から中空短管１９内に流入し、中空短管１９内で時計回りに旋回している原料を、その旋回方向を変えることなく、接続配管２３から流出させることができる。なお、接続配管２３の軸心は、地上面に対して略垂直になっているため、地上面に対して角度α傾斜した中空短管１９の軸心と垂直な方向に対して、角度αだけ傾斜している。
【００１９】
ここで、中空短管１９の内壁面３４と、第１の連結配管３３の下流側端部の外側内壁面（原料接触面）３５及び接続配管２３の上流側端部の外側内壁面（原料接触面）３６は、段差がない連続面を形成している。
これにより、第１の連結配管３３から流入した原料は、中空配管１９の流入口１１近傍のみで旋回するだけでなく、中空配管１９の上流側から下流側へかけて、その内壁面３４に沿って旋回しながら旋回流を形成すると共に、滞留することなく流出口１５を形成する接続配管２３から流出する。
【００２０】
図１、図２（Ｃ）に示すように、中空短管１９に接続された接続配管２３は、２段目の中空短管２０の上流側端部に接続されている。この接続配管２３は、２段目の中空短管２０の原料の流入口１２を形成するものであり、流入口１２が中空短管２０の上流側端部の内壁面３７に対して実質接線方向に向くように、中空短管２０に接続されている。また、中空短管２０の下流側端部の内壁面３７には、原料の流出口１６を形成する接続配管２４が接続されている。
この中空短管２０においても、各接続配管２３、２４の軸心が、地上面に対して略垂直になっているため、地上面に対して角度β傾斜した中空短管２０の軸心と垂直な方向に対して、角度βだけ傾斜している。
【００２１】
これにより、最上段の中空短管１９に接続された接続配管２３から、２段目の中空短管２０に流入した原料は、この中空配管２０の流入口１２近傍のみで旋回するだけでなく、中空配管２０の上流側から下流側へかけて、その内壁面３７に沿って旋回しながら旋回流を形成すると共に、滞留することなく３段目の中空短管２１と接続される接続配管２４から流出する。
なお、他の中空短管、即ち、３、４段目の中空短管２１、２２についても、各接続配管２４、２５の軸心、及び最下段の中空短管２２では、原料の流出口１８を形成する第２の連結配管３８の上流側端部の軸心が、地上面に対して角度γ及びδ傾斜した中空短管２１、２２の軸心と垂直な方向に対して、角度γ及びδだけそれぞれ傾斜している。この中空短管２２は中空短管群の最下流側に位置するので、その原料の流出口１８は、中空短管群の液出口に相当する。
ここで、各中空短管１９〜２２は、第１の連結配管３３、各接続配管２３〜２５、及び第２の連結配管３８に対して、例えば、ねじ又はワンタッチ式によってそれぞれ着脱可能な構造となっている。
【００２２】
図１に示すように、最上段に配置された中空短管１９の第１の連結配管３３の上流側端部と、最下段に配置された中空短管２２の第２の連結配管３８の下流側端部は、原料搬送用ポンプ３９に接続され、原料を、例えば、０．１ｍ3 ／分以上０．５ｍ3 ／分（ここでは、０．３ｍ3 ／分）の流速で、中空短管群へ送ることが可能となっている。これにより、原料は、各中空短管１９〜２２内部を、例えば、５秒以上３０秒以下（ここでは、約１０秒）で通過できる。なお、原料の流速は、上記した数値範囲に限定されるものではなく、例えば、各中空短管の大きさ及び原料搬送用ポンプの作動出力を調整することによって、更に大きくすることもできる。
【００２３】
第１の連結配管３３と第２の連結配管３８とは、原料搬送用ポンプ３９を介して連結されて連結配管を構成し、各中空短管１９〜２２を直列に接続した中空短管群の液出口が、原料搬送用ポンプ３９及び連結配管を介して中空短管群の流入口に連結されて、原料が同じ系内で循環するための流路４０が形成される。これにより、従来のように、例えば、撹拌用タンク、及びその内部に設置される撹拌羽根を使用することなく、原料を循環させて処理できるので、装置構成をコンパクトにできる。
【００２４】
なお、流路４０は、外部に対して閉じられた系となっているため、最上段の中空短管１９の上部には、空気抜き用バルブ４１が設けられた配管４２が取付けられ、撹拌装置１０の内圧を調整可能としている。
また、最上段に配置された中空短管１９の第１の連結配管３３の原料搬送用ポンプ３９側には、原料取出用バルブ４３が設けられた原料取出用配管４４が接続されている。また、最下段に配置された中空短管２２に連結される第２の連結配管３８には、原料の貯留槽４５に接続され、原料供給用バルブ４６を備える原料供給用配管４７が設けられている。
【００２５】
ここで、２段目の中空短管２０の上流側端部には、中空短管２０と第１の連結配管３３とを接続し、原料流入用予備バルブ４８、４９が設けられた流入用配管５０を設けることも可能である。このように構成することで、原料量が少ないときは、第１の連結配管３３の下流側にある流路を開閉するバルブ５９を閉じて、原料流入用予備バルブ４８、４９を開けることにより、原料（例えば、液）は最上段の中空短管１９に流れ込むことなく、流入用配管５０を介して２段目の中空短管２０に流れ込む。
このような構成を、３、４段目の各中空短管２１、２２に適用することも可能である。
これにより、撹拌装置の原料の流路を、原料量に応じて変更できるので、原料の少量抽出又は乳化を効率良く実施できる。
【００２６】
図１に示すように、最下段に配置された中空短管２２と第２の連結配管３８には、加熱手段５２が接続されている。
加熱手段５２は、内部にヒーター５３が配置される耐熱用の熱水製造用容器５４を有し、その上流側端部が中空短管２２の下流側下部に、下流側端部が第２の連結配管３８に、バルブ５５、５６を介して設けられた接続配管５７、５８を介して接続されている。
これにより、前記した原料供給用配管４７を介して流路４０内に流入させた水を、熱水製造用容器５４に貯留してヒーター５３で加熱し、例えば、８５℃以上１００℃以下の熱水を製造した後、原料搬送用ポンプ３９を使用して、流路４０内部に熱水を流し、高温殺菌処理を行うことができる。
また、各中空短管１９〜２２、連結配管、及び熱水製造用容器５４全てに流入させた水を、原料搬送用ポンプ３９で循環させ、例えば、８５℃以上１００℃以下の熱水を製造しながら、高温殺菌処理を行うこともできる。
ここで、熱水製造用容器５４も、前記した中空短管１９〜２２と同様に、各接続配管５７、５８に対して着脱可能な仕組みになっているので、清掃が容易である。
なお、使用済みの熱水は、原料取出用配管４４を介して、外部へ排出することができる。
【００２７】
なお、撹拌装置１０は、主として直線状の配管と継手（ユニオン）とで構成され、例えば、ねじ又はボルトによって互いに着脱可能な構造となっているので、必要に応じて撹拌装置１０を分解し、各部材をそれぞれ洗浄することも可能であり、メンテナンスが非常に楽である。
また、このように、撹拌装置１０は、市販品（規格品）の各部材を組み合わせて製造できるので、各部材を特別に製造する必要性がなく、安価に製造できる。
そして、例えば、従来使用されていたタンクを無くし、撹拌装置１０を主として直線状の配管を使用して構成することで、常に全ての原料が撹拌装置１０の流路４０内を循環できるので、原料の滞留が無い。
【００２８】
続いて、前記した撹拌装置１０の使用方法について説明する。
まず、貯留層４５に、例えば、スラリー状の原料を貯留した後、原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３のバルブ５９、第２の連結配管３８の流路を開閉するバルブ６０、空気抜き用バルブ４１、及び原料供給用バルブ４６を開状態とし、熱水製造用容器５４に接続された各接続配管５７、５８のバルブ５５、５６、及び原料取出用バルブ４３を閉状態として、原料搬送用ポンプ３９を始動する。これにより、撹拌装置１０内に原料が流入する。なお、例えば、粉砕物である固形物は、最上段の中空短管１９の配管４２から投入することも可能である。
このとき、撹拌装置１０内に流入させる原料の量は、全中空短管１９〜２２の容積の例えば、５０体積％以上１００体積％以下程度とする。また、第１の連結配管３３のバルブ５９を閉じて、原料流入用予備バルブ４８、４９を開き、最上段の中空短管１９を使用しない場合は、原料の量を各中空短管２０〜２２の容積の例えば、５０体積％以上１００体積％以下程度とする。
【００２９】
撹拌装置１０の流路４０内に、所定量の原料を供給した後は、開状態であった空気抜き用バルブ４１及び原料供給用バルブ４６を閉状態とし、原料の流速が、前記した条件を満足する範囲になるように、原料搬送用ポンプ３９を運転制御する。なお、最上段の中空短管１９内を流れる原料は、中空短管１９内で旋回するので、空気抜き用バルブ４１を開状態に維持しても、原料の吹き出しはほとんどない。このとき、配管４２から原料を供給することも可能であり、この場合、中空短管１９内での吸引作用により、原料が中空短管１９内へ引き込まれる。
ここで、原料の流速は、例えば、原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３又は第２の連結配管３８に流量計（図示しない）を設けることで確認できる。
【００３０】
これにより、原料搬送用ポンプ３９によって第１の連結配管３３内を流れる原料は、最上段の中空短管１９の上流側端部の内壁面３４に沿って中空短管１９内へ流れ込み、その流速によって得られる遠心力により、中空短管１９の内壁面３４に沿って旋回しながら接続配管２３から排出される。
なお、第１の連結配管３３のバルブ５９を閉じて、原料流入用予備バルブ４８、４９を開き、最上段の中空短管１９を使用しない場合は、原料搬送用ポンプ３９によって第１の連結配管３３内を流れる原料が、流入用配管５０を介して２段目の中空短管２０の上流側端部の内壁面３７に沿って中空短管２０内へ流れ込む。
【００３１】
接続配管２３へ排出された原料は、前記した中空短管１９に直列接続された各中空短管２０〜２２内で、中空短管１９と同様に旋回流を発生させながら撹拌され、最下段の中空短管２２から第２の連結配管３８へ排出される。この操作を、予め設定した所定時間複数回繰り返し行って、原料の撹拌を行う。
原料の撹拌処理が終了した後は、開状態となっていた原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３のバルブ５９を閉状態とし、閉状態となっていた空気抜き用バルブ４１及び原料取出用バルブ４３を開状態とする。そして、原料搬送用ポンプ３９の運転により、撹拌装置１０の流路４０内の処理された原料を、原料取出用配管４４から取り出した後、原料搬送用ポンプ３９を停止する。
【００３２】
なお、原料としては、例えば、蚕の糞及び蚕の粉砕物のいずれか一方又は双方を主体（例えば、８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上）とする葉緑素含有物と、エチルアルコール（抽出用溶媒の一例）との混合物、また油脂分を含む葉緑素と水との混合物を使用できる。
この葉緑素は、油脂分を含んでおり、撹拌装置１０の流路４０内部にこびりつき易いものであるが、装置構成が単純である（各中空短管１９〜２２内部には、従来のように螺旋状になった案内部材が無い）ので、例えば、流路４０内部での原料の滞留、付着、及び残存が生じにくい。
従って、撹拌装置１０は、葉緑素含有物とエチルアルコールとの混合物を撹拌しながら搬送し、葉緑素含有物から葉緑素をエチルアルコール中に抽出する抽出処理、又は油脂分を含む葉緑素と水との混合物を撹拌しながら搬送し、葉緑素と水とを乳化状態に分散混合する乳化処理を行うことができる。
【００３３】
また、原料としては他のもの、例えば、動物性原料（例えば、鹿の角粉末）又は植物性原料（例えば、人参、クコ、又はゴーヤ）を使用でき、抽出処理又は乳化処理を行うことで、食品、化粧品、又は香料を製造することも可能である。
ここで、例えば、鹿の角粉末については、この粉末とアルコールとの混合物を撹拌装置１０にかけ、抽出処理を行うことで、エキス（有効成分）を製造できる。また、人参及びクコについては、アルコール又は水と共に撹拌装置１０にかけて抽出処理を行うことで、エキスを製造できる。
特に、高麗人参を撹拌装置１０にかけ、抽出処理を行うことで得られるエキスは、その一滴で、従来と同等の品質を備えた人参酒が製造できる程度の抽出液であることを確認できた。このように、撹拌装置１０は、短時間で効率よくエキスを抽出可能な装置である。
【００３４】
前記したように、処理した原料を撹拌装置１０の流路４０から取り出した後は、引き続き撹拌装置１０の洗浄を行う。
まず、貯留槽４５に洗浄水を貯留した後、原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３のバルブ５９、第２の連結配管３８のバルブ６０、空気抜き用バルブ４１、原料供給用バルブ４６、及び熱水製造用容器５４に接続された各接続配管５７、５８のバルブ５５、５６を開状態とし、原料取出用バルブ４３を閉状態として、原料搬送用ポンプ３９を始動する。
これにより、撹拌装置１０の流路４０に洗浄水を流す。このとき、流路４０を流れる洗浄水の量は、各中空短管１９〜２２、接続配管２３〜２５、第１の連結配管３３、第２の連結配管３８、熱水製造用容器５４、及び各接続配管５７、５８の内容積の例えば、５０体積％以上１００体積％以下程度とする。なお、水道の蛇口に接続したホース（図示しない）を、原料供給用配管４７に直接接続した後、水道のコックを開状態として、撹拌装置１０内に洗浄水を供給することも可能である。
【００３５】
撹拌装置１０の流路４０に、所定量の洗浄水を供給した後は、開状態であった空気抜き用バルブ４１を開状態のまま、また開状態であった原料供給用バルブ４６を閉状態とし、原料搬送用ポンプ３９を作動させ、ヒーター５３に通電して、熱水製造用容器５４内に流入する（循環）洗浄水を熱水となるように加熱する。これにより、撹拌装置１０内を高温殺菌処理できる。
なお、撹拌装置１０内を流れる熱水は、その使用によって温度低下する。このため、熱水製造用容器５４に接続された接続配管５７、５８の各バルブ５５、５６を開状態として、殺菌時においても、熱水を加熱することにより、熱水の温度低下を極力抑制することができる。
【００３６】
殺菌処理が終了した後、開状態となっていた原料搬送用ポンプ３９に接続された第１の連結配管３３のバルブ５９を閉状態とし、閉状態となっていた空気抜き用バルブ４１及び原料取出用バルブ４３を開状態とする。そして、原料搬送用ポンプ３９の運転により、撹拌装置１０内の処理された熱水を、原料取出用配管４４から取り出した後、原料搬送用ポンプ３９を停止する。
前記したように、撹拌装置１０の装置構成は単純であるので、殺菌処理を容易に実施できる。
このようにして、撹拌装置１０の殺菌処理を行う。なお、撹拌装置１０内に熱水を流す前に、加熱前の洗浄水を使用して、撹拌装置１０内の付着物を予め除去することも可能である。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撹拌装置７０について説明するが、この撹拌装置７０は、前記した撹拌装置１０の中空短管１９〜２２の一部（ここでは、３段目の中空短管２１）を、それぞれ原料が直線的に流れる搬送管７１〜７３に取り替えたものである。従って、撹拌装置１０に使用した部材と同一部材については同一番号を付す。
【００３８】
各搬送管７１〜７３は、２段目の中空短管２０と最下段の中空短管２２との間に、高さ方向にジグザグ状に複数本（ここでは３本）配置されている。最上段に位置する搬送管７１の下流側端部は、２段目に位置する搬送管７２の上流側端部に接続される接続配管７４に接続され、この搬送管７２の下流側端部が、最下段に位置する搬送管７３の上流側端部に接続される接続配管７５に接続されている。
なお、最上段に位置する搬送管７１の上流側端部は、２段目の中空短管２０の流出口１６を形成する接続配管７６に接続され、最下段に位置する搬送管７３の下流側端部は、最下段の中空短管２２の流入口１４を形成する接続配管７７に接続されている。
【００３９】
この各搬送管７１〜７３は、耐食性のあるステンレスで構成された中空円筒状のものであり、例えば、その内径が１ｃｍ以上５ｃｍ以下、長さが１ｍ以上２ｍ以下のものである。なお、各搬送管の内径及び長さは、上記した範囲に限定されるものではなく、撹拌装置７０の規模（原料の処理量）に応じて、種々調整することが可能である。
各搬送管７１〜７３は、略平行に配置され、地上面に対して角度ζ（例えば、上限が２０度、好ましくは１０度、更に好ましくは５度、下限が０．５度、好ましくは１度の範囲内）に傾斜して配置されている。ここで、各搬送管７１〜７３は、直線状となった配管と、その両端部に取付け可能なＬ字状の継手とで構成され、配管に対して継手が着脱可能な構造となっている。
なお、各搬送管７１〜７３は、平行に配置することなく、上流側から下流側へかけて、地上面へ向かって傾斜して配置することも可能であり、また各搬送管７１〜７３の傾斜角度を、上記した範囲内で全て異なる角度に設定することも可能である。
【００４０】
隣り合う搬送管７１、７２、搬送管７２、７３、及び搬送管７３と中空短管２２との接続部分には、超音波加振機が７８がそれぞれ設けられている。
この超音波加振機７８は、図４（Ａ）に示すように、搬送管７１（他の搬送管７２、７３についても同じ）の径よりも拡径した流体通路７９と、流体通路７９内に配置され、超音波を、搬送管７１を流れてくる原料に対して照射可能な発振子８０と、ホーン８１とを有している。照射される超音波の周波数は、例えば、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度であるが、本発明はこの周波数に限定されない。
【００４１】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、発振子８０は、円盤状となった固定板８２の側面中央部に取付けられ、この固定板８２を、流体通路７９の端部に設けられたフランジ部８３に当接させ、止め輪（スナップリング）８４により流体通路７９に取付ける構造となっている。なお、固定板８２の周辺部と流体通路７９のフランジ部８３との間には、シール材（図示しない）が配置され、その密閉状態を維持している。
これにより、流体通路７９に発振子８０を、容易に着脱できる。
この場合、各搬送管７１〜７３と流体通路７９とを、一体型の構成としても、各搬送管７１〜７３内の掃除を行うことは容易であるが、各搬送管と流体通路とを、例えば、ねじによって着脱自在の構成とすることも可能である。
【００４２】
以上のように構成することで、各搬送管７１〜７３から流体通路７９内を通過する原料は、各搬送管７１〜７３を上流側から下流側へ流れるときに、超音波が照射される。
このように、各搬送管７１〜７３で滞留することなく、常に一定の速度で流れる原料に対して超音波照射が可能なので、抽出処理及び乳化処理を、従来よりも短時間で実施でき、製品の生産性が良好になる。
なお、超音波加振機７８は、隣り合う搬送管７１、７２、搬送管７２、７３、及び搬送管７３と中空短管２２との接続部分に設けたが、各中空短管１９、２０、２２のいずれか１又は２以上の上流側側端部又は下流側端部に設けることも可能である。また、超音波加振機を、中空短管群の液出口と液入口とを連結する連結配管に設けることも可能である。
【００４３】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の撹拌装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、各中空短管を、上下（縦）方向にジグザグ状に配置し、直列接続した場合について説明したが、原料の搬送にポンプを使用しているため、各中空短管の配置位置は、これに限定されるものではなく、撹拌装置の設置スペースに応じて、例えば、水平（横）方向又は斜め方向にジグザグ状に直列接続してもよく、また、ジグザグ状でなく、例えば、直線状又は円周状に配置することも可能である。
【００４４】
そして、前記実施の形態においては、複数の中空短管を直列接続した場合について説明したが、複数の中空短管を並列に接続し、原料の撹拌処理を、各中空短管で並列的に実施することも可能である。この場合、並列に配置される中空短管は、１本ずつでもよく、また複数の中空短管を直列接続したものを、並列接続（直並列）することも可能である。なお、並列又は直並列に接続配置された複数の中空短管が中空短管群を構成するので、この中空短管群の上流側端部の液入口と、下流側端部の液出口とを連結することで、撹拌装置に原料が循環する流路を形成できる。
更に、前記実施の形態においては、第２の実施の形態に係る撹拌装置の装置構成に、超音波加振機を加えた場合について説明したが、第１の実施の形態に係る撹拌装置の中空短管内又は隣り合う中空短管の間に、１又は２以上の超音波加振機を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撹拌装置の説明図である。
【図２】（Ａ）は同撹拌装置の最上段の中空短管の平面図、（Ｂ）は図１のａ−ａ矢視断面図、（Ｃ）は図１のｂ−ｂ矢視断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る撹拌装置の説明図である。
【図４】（Ａ）は同撹拌装置に使用する超音波加振機の説明図、（Ｂ）は同超音波加振機の取付け部品の正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：撹拌装置、１１〜１４：流入口、１５〜１８：流出口、１９〜２２：中空短管、２３〜２５：接続配管、２６、２７：フランジ部、２８：管本体、２９、３０：フランジ部、３１、３２：蓋材、３３：第１の連結配管、３４〜３７：内壁面、３８：第２の連結配管、３９：原料搬送用ポンプ、４０：流路、４１：空気抜き用バルブ、４２：配管、４３：原料取出用バルブ、４４：原料取出用配管、４５：貯留槽、４６：原料供給用バルブ、４７：原料供給用配管、４８、４９：原料流入用予備バルブ、５０：流入用配管、５２：加熱手段、５３：ヒーター、５４：熱水製造用容器、５５、５６：バルブ、５７、５８：接続配管、５９、６０：バルブ、７０：撹拌装置、７１〜７３：搬送管、７４〜７７：接続配管、７８：超音波加振機、７９：流体通路、８０：発振子、８１：ホーン、８２：固定板、８３：フランジ部、８４：止め輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置であって、
一端部に原料の流入口が他端部に前記原料の流出口がそれぞれ設けられた円筒状の中空短管を、直列、並列、又は直並列に接続した中空短管群を有し、しかも前記流入口が該中空短管の内壁面に対して実質接線方向に向けられ、使用にあっては、前記流入口から前記中空短管内へ流入する前記原料が、該中空短管の内壁面に沿って旋回して、該中空短管内に前記原料の旋回流を発生させることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
請求項１記載の撹拌装置において、前記中空短管群の液出口は、ポンプ及びこれに接続される連結配管を介して、前記中空短管群の液入口に連結されていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
請求項２記載の撹拌装置において、前記中空短管群には超音波加振機が設けられ、該超音波加振機は、前記中空短管内、隣り合う前記中空短管の間、及び前記連結配管のいずれか１又は２以上に設けられ、該超音波加振機により前記原料に超音波を照射することを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の撹拌装置において、前記流出口は、前記中空短管の内壁面に対して実質接線方向に一致し、該中空短管内に流入した前記原料が旋回しながら前記流出口から流出することを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撹拌装置において、前記中空短管群には加熱手段が設けられ、該加熱手段で加熱された水を前記各中空短管内に流すことを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】
請求項５記載の撹拌装置において、前記加熱手段は、熱水製造用容器と、該熱水製造用容器内部に配置されるヒーターとを有することを特徴とする撹拌装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の撹拌装置において、前記各中空短管は、隣り合う前記中空短管からそれぞれ着脱可能な構造となっていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の撹拌装置において、前記原料は、蚕の糞及び蚕の粉砕物のいずれか一方又は双方を主体とする葉緑素含有物と抽出用溶媒、又は油脂分を含む葉緑素と水であることを特徴とする撹拌装置。
【請求項１】
抽出又は乳化に使用可能な撹拌装置であって、
一端部に原料の流入口が他端部に前記原料の流出口がそれぞれ設けられた円筒状の中空短管を、直列、並列、又は直並列に接続した中空短管群を有し、しかも前記流入口が該中空短管の内壁面に対して実質接線方向に向けられ、使用にあっては、前記流入口から前記中空短管内へ流入する前記原料が、該中空短管の内壁面に沿って旋回して、該中空短管内に前記原料の旋回流を発生させることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
請求項１記載の撹拌装置において、前記中空短管群の液出口は、ポンプ及びこれに接続される連結配管を介して、前記中空短管群の液入口に連結されていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
請求項２記載の撹拌装置において、前記中空短管群には超音波加振機が設けられ、該超音波加振機は、前記中空短管内、隣り合う前記中空短管の間、及び前記連結配管のいずれか１又は２以上に設けられ、該超音波加振機により前記原料に超音波を照射することを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の撹拌装置において、前記流出口は、前記中空短管の内壁面に対して実質接線方向に一致し、該中空短管内に流入した前記原料が旋回しながら前記流出口から流出することを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撹拌装置において、前記中空短管群には加熱手段が設けられ、該加熱手段で加熱された水を前記各中空短管内に流すことを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】
請求項５記載の撹拌装置において、前記加熱手段は、熱水製造用容器と、該熱水製造用容器内部に配置されるヒーターとを有することを特徴とする撹拌装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の撹拌装置において、前記各中空短管は、隣り合う前記中空短管からそれぞれ着脱可能な構造となっていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の撹拌装置において、前記原料は、蚕の糞及び蚕の粉砕物のいずれか一方又は双方を主体とする葉緑素含有物と抽出用溶媒、又は油脂分を含む葉緑素と水であることを特徴とする撹拌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−８８０６０（Ｐ２００６−８８０６０Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７７５８３（Ｐ２００４−２７７５８３）
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（５０１０４９８５６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（５０１０４９８５６）
【Ｆターム（参考）】
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