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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-131097(P2020-131097A)
(43)【公開日】2020年8月31日
(54)【発明の名称】組織液抽出方法
(51)【国際特許分類】
   B01D 3/10 20060101AFI20200803BHJP
   A61K 8/9755 20170101ALI20200803BHJP
【FI】
   B01D3/10
   A61K8/9755
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2019-26419(P2019-26419)
(22)【出願日】2019年2月18日
(71)【出願人】
【識別番号】519055515
【氏名又は名称】株式会社野口システム
(74)【代理人】
【識別番号】100099966
【弁理士】
【氏名又は名称】西 博幸
(74)【代理人】
【識別番号】100134751
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 隆一
(72)【発明者】
【氏名】野口 健一
(72)【発明者】
【氏名】野口 祐輔
【テーマコード(参考)】
4C083
4D076
【Fターム(参考)】
4C083AA111
4C083FF01
4D076AA16
4D076AA22
4D076BB13
4D076CD03
4D076CD04
4D076CD22
4D076DA02
4D076EA08Z
4D076EA12Z
4D076EA14Z
4D076FA03
4D076FA22
4D076FA23
4D076HA03
(57)【要約】
【課題】植物等の被処理物から組織液を蒸留法によって抽出するにおいて、抽出効率を向上させる。
【解決手段】抽出方法では、水エゼクタ方式等の真空式乾燥装置1が使用される。乾燥装置1は、断熱層37及び加温空間38を有する処理容器18と、処理容器18の内部に配置された回転体19とを有している。回転体19は、回転軸31と第1及び第2アーム42,43の対とを有しており、第1アーム42の対には破砕部材44を固定して、第2アーム43の対には攪拌部材45を固定している。被処理物Wは、破砕部材44によって処理容器18の内面に押さえ付けられるが、攪拌部材45は被処理物Wを掻き上げ機能に優れているため、被処理物Wが処理容器18の内面にこびりつくことを防止して、乾燥した被処理物Wの回収が容易になる。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理物を処理容器に投入する準備工程と、
前記処理容器の内部を減圧及び加温して発生した蒸気を冷却して液化する蒸留工程とを有しており、
前記蒸留工程の大部分が、前記処理容器の真空度を−98kPaよりも真空側に高く維持した状態で行われる、
組織液抽出方法。
【請求項2】
被処理物を処理容器に投入する準備工程と、
前記処理容器の内部を減圧及び加温して発生した蒸気を冷却して液化する蒸留工程とを有しており、
前記蒸留工程の大部分が、前記処理容器の温度を45〜70℃に維持した状態で行われる、
組織液抽出方法。
【請求項3】
被処理物を処理容器に投入する準備工程と、
前記処理容器の内部を減圧及び加温して発生した蒸気を冷却して液化する蒸留工程とを有しており、
前記蒸留工程の大部分が、前記処理容器の真空度を−98kPaよりも真空側に高く維持すると共に、前記処理容器の内部温度を48〜70℃に維持した状態で行われる、
組織液抽出方法。
【請求項4】
前記被処理物として草木類の葉が使用されている、
請求項3に記載した組織液抽出方法。
【請求項5】
前記被処理物として、杉、檜、栂、アスナロ、ヒバ、松又は他の針葉樹の1種又は複数種の葉が使用されている、
請求項4に記載した組織液抽出方法。
【請求項6】
前記被処理物として複数種類の原料の混合物が使用されている、
請求項1〜5のうちのいずれかに記載した組織液抽出方法。
【請求項7】
前記複数の原料のうちの1種類は海洋深層水である、
請求項6に記載した組織液抽出方法。
【請求項8】
前記乾燥装置として、下部を下窄まり部に形成した処理容器の内部に鉛直軸心回りに回転する回転体を配置した縦型乾燥装置が使用されており、前記回転体にて前記被処理物を破砕及び攪拌しながら前記蒸留工程が行われている、
請求項1〜7のうちのいずれかに記載した組織液抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、減圧式(真空式)の乾燥装置を使用した蒸留法によって被処理物の組織液を得る方法に関するものである。ここに、組織液とは、被処理物の組織(細胞)を構成する液体のことであり、組織水、生体水、細胞水と呼ぶこともできる。被処理物が液体である場合は、組織液は、有効成分が溶出した液体になる。
【背景技術】
【0002】
減圧すると沸点が低下することを利用して、処理容器の内部を減圧及び加温することによって、被処理物の組織液を効率良く蒸発させて冷却・液化(蒸留)し、組織液を取り出すことが行われている。
【0003】
その例として特許文献1には、ウコンの根茎に含まれる組織液を蒸留によって抽出して保湿剤を得るにおいて、圧力(真空度)が98〜93kPaで温度が25〜40℃の状態で蒸留工程を行うことが開示されている。
【0004】
他方、特許文献2には、組織水と酵素とを含む生物由来液の獲得方法として、25〜45℃の温度域で10kPa以下の圧力に維持することにより、酵素を失活させることなく抽出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第5535539号公報
【特許文献2】特開2018−7654号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
さて、真空蒸留法では、真空度が高いほど沸点は低くなるため、蒸留効率は向上する。しかるに、特許文献1は98kPaよりも高い真空度は想定していないため、蒸留効率の向上に限度がある。他方、特許文献2は酵素を含んだ組織液の獲得を目的としているため、圧力の上限(真空度の下限)を10kPa(−91.3kPa)に設定しているが、活性酵素の獲得を目的としない場合は、このような圧力(真空度)での運転では蒸留効率が悪くなって、経済性に劣ることが有り得る。
【0007】
また、蒸留能率は処理容器の内部の温度に比例して高くなるが、特許文献1,2のように蒸留工程での処理容器の内部温度を25〜40℃に設定していると、設定温度が低すぎて蒸留効率が悪化する場合が想定される。つまり、特許文献1,2は、特定の被処理物を対象にしており、様々な性状の被処理物を広くカバーできているとは言い難い。
【0008】
また、処理容器は容量が大きいと単位時間当たりの処理能力が大きくなるが、蒸気取出口は1箇所であるため、両特許文献に記載されている横型処理容器では、大型化すると被処理物に対する真空吸引作用にムラが生じて、効率的な抽出が阻害されるおそれがある。つまり、被処理物を攪拌しても、蒸気取出口に部分には吸引作用が強く作用するが、蒸気取出口から遠い部分への吸引作用は弱くなる現象が生じるおそれがあり、このため、抽出にムラが生じて蒸留能率が低下することが懸念される。
【0009】
更に、被処理物の組織液はそれぞれ固有の有効成分を有しており、複数種類の有効成分が一体化することによって更に優れた作用を持つことがが考えられるが、特許文献1は、
その趣旨に基づいて生ウコンという単一種類のものを原料にしている一方、特許文献2は、処理できる物は多々記載しているが、実際の運転で処理するのは1種類であると解され、このため、複数種類の組織液の持つ有効成分を一度に享受できるには至っていない。
【0010】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本願発明は、真空蒸留式の組織液抽出方法に係るものであって様々な構成を含んでおり、その典型例を各請求項で特定している。このうち請求項1の発明は上位概念を成すもので、
「被処理物を処理容器に投入する準備工程と、
前記処理容器の内部を減圧及び加温して発生した蒸気を冷却して液化する蒸留工程とを有しており、
前記蒸留工程の大部分が、前記処理容器の真空度を−98kPaよりも真空側に高く維持した状態で行われる」
という構成になっている。
【0012】
請求項2の発明も上位概念を成すものであり、
「被処理物を処理容器に投入する準備工程と、
前記処理容器の内部を減圧及び加温して発生した蒸気を冷却して液化する蒸留工程とを有しており、
前記蒸留工程の大部分が、前記処理容器の温度を45〜70℃に維持した状態で行われる」
という構成になっている。
【0013】
請求項3の発明は請求項1,2の発明を組み合わせたものであり、
「被処理物を処理容器に投入する準備工程と、
前記処理容器の内部を減圧及び加温して発生した蒸気を冷却して液化する蒸留工程とを有しており、
前記蒸留工程の大部分が、前記処理容器の真空度を−98kPaよりも真空側に高く維持すると共に、前記処理容器の内部温度を48〜70℃に維持した状態で行われる」
という構成になっている。
【0014】
請求項4の発明は請求項3の展開例であり、請求項4において、
「前記被処理物として草木類の葉が使用されている」
という構成になっている。
【0015】
請求項5の発明は請求項4を具体化したもので、請求項4において、
「前記被処理物として、杉、檜、栂、アスナロ、ヒバ、松又は他の針葉樹の1種又は複数種の葉が使用されている」
という構成になっている。
【0016】
請求項6の発明は被処理物に特徴を有するもので、請求項1〜5のうちのいずれかにおいて、
「前記被処理物として複数種類の原料の混合物が使用されている」
という構成になっている。
【0017】
請求項7の発明は請求項6を具体化したもので、請求項6において、
「前記複数の原料のうちの1種類は海洋深層水である」
という構成になっている。
【0018】
請求項8の発明は使用する装置に特徴を有しており、請求項1〜7のうちのいずれかにおいて、
「前記乾燥装置として、下部を下窄まり部に形成した処理容器の内部に鉛直軸心回りに回転する回転体を配置した縦型乾燥装置が使用されており、前記回転体にて前記被処理物を破砕及び攪拌しながら前記蒸留工程が行われている」
という構成になっている。
【発明の効果】
【0019】
請求項1の発明は、蒸留工程での処理容器の真空度を−98kPaよりも真空側に高く維持した状態で行うものであるが、処理容器の内部をこのような高真空に維持することにより、蒸発を促進して組織液の抽出能率を大幅に向上できる。なお、このような高真空は、水エゼクタを使用した減圧装置によっても実現できるし,真空ポンプを使用した減圧装置によっても実現できる。
【0020】
請求項2の発明は、蒸留工程を45〜70℃の範囲で行うものであり、このような温度域で行うこととにより、被処理物に含まれている液体の蒸発を促進して、蒸留能率を格段に向上できる。なお、請求項1では、45℃未満又は70℃より高い温度で稼働させることができる。また、請求項2では、−98kPaよりも低い真空度で稼働させることができる。
【0021】
請求項3の発明は、請求項1と2との特徴を併有しているため、蒸留能率の向上に更に貢献できる。
【0022】
被処理物の組織に含まれている組織液の安定性は様々であり、45℃以上での抽出であると、組成が破壊されたり変質したりすることも有り得る。従って、本願発明においても、使用するのに好適な被処理物は存在する。請求項4に記載した草木類の葉は、本願発明の使用対象として好適なものである。すなわち、草木類の葉は花びらに比べて組織が硬く、また、含まれている組織液の耐熱性も高いため、45℃以上での蒸留に使用することにより、組織液を効率よく抽出できる。
【0023】
なお、草木類には、針葉樹や広葉樹のような樹木、笹を含む竹類、蔦類、硬い幹を持たない草類などが含まれる。
【0024】
樹木は、おおまかには針葉樹と広葉樹とに大別されるが、檜や杉等の針葉樹の葉に含まれている組織液には、消臭作用や殺菌作用、芳香作用を持つものがある。そして、針葉樹の葉は硬いため組織液を抽出しにくいが、本願発明では、従来技術に比べて高真空・高温で蒸留するため、組織が高い針葉樹の葉からも組織液を効率良く抽出できる。具体的には、檜の葉からは、ヒノキチオールを含有する消臭機能液体を抽出できる一方、杉の葉からは殺菌性・防虫性に優れた液体を抽出できる。栂、ヒバ、アスナロ、松などの葉も有効成分を含んでいると期待される。
【0025】
さて、我が国の植林地の大半は杉と檜を中心にした針葉樹であるが、山林従事者の高齢化などの問題から間伐が遅れており、山林の荒廃が問題になっている。また、安価な外材との競争力の低下も、山林荒廃の一因になっている。しかるに、本願発明では、廃棄物である葉を有効利用して高い経済的価値を付与できるものであり、林業の振興と山村の活性化に大きく貢献できと期待される。
【0026】
請求項6の発明は、被処理物として複数種類の原料の混合物を使用することを特徴とするものであり、この発明では、異なる成分が混合した複合機能液体を得ることができるが、蒸気の状態で混合しているため、出来上がった液体を混合する場合とは異なって、異種成分同士が強く結合した複合機能液を得ることができると期待される。
【0027】
複数種類の原料を使用する場合、例えば、杉の葉と檜の葉とを混合するというように同種原料を混合する場合と、海洋深層水とウコン根茎とを混合するというように異種原料を混合する場合とがある。3種類以上の原料の混合も可能である。このように複数の種類の原料を混合することにより、例えば、保湿性と殺菌性とに優れた基礎化粧品を得たり、複数の香りが混合した香水(香料)を得たり、殺菌性と抗炎症性に優れた薬剤を得たりすることが可能になると云える。
【0028】
海洋深層水はミネラル分を豊富に含んでいて健康飲料として注目されているが、本願発明者たちが真空式乾燥装置を使用して海洋深層水の蒸留水を得たところ、そのままの状態よりもまろやかで風味があった。これは、海洋深層水の有効成分が蒸留しても残っているためと思料される。
【0029】
そして、請求項7の発明では、海洋深層水が持つ有効成分と他の機能性成分とが混合して優れた機能性液体を得ることができると期待される。従って、特にサプリメントや医療補助品への適用が期待される。
【0030】
本願発明は、様々な構造の乾燥装置を使用できるが、請求項8のように、回転体が水平回転する縦型乾燥装置を使用すると、大量の被処理物を均等に乾燥させて組織液を効率良く抽出できる。
【0031】
すなわち、処理容器の下部が下窄まり部になっていると、被処理物は重力によって処理容器の下部に向けて集まろうとするため、回転体の攪拌作用と破砕作用とを被処理物に対して効率よく作用させることができて、被処理物をまんべん無く破砕及び攪拌できるのであり、これにより、被処理物を効率よく乾燥させて組織液を効率良く抽出できるのである。
【図面の簡単な説明】
【0032】
図1】本願発明に使用する装置の配置ブロック図である。
図2】本願発明に使用する第1例乾燥装置の斜視図である。
図3】第1例乾燥装置の正面図である。
図4図3の IV-IV視断面図である。
図5】(A)は図4の IVA-IVA視図、(B)は(A)のB−B視断面図、(C)は破砕部材44の別例図、(D)は破砕部材が固定刃の箇所に移行している状態での図4の IVC-IVC視方向から見た図、(E)は(D)のE−E視断面図である。
図6】第2例乾燥装置の正面図である。
図7】第2例乾燥装置の要部の縦断正面図である。
図8】(A)は図7の VIIIA-VIIIA視平断面図、(B)は要部の斜視図、(C)は図7の VIIIC-VIIIC視断面図、(D)は(A)のD−D視図、(E)は(D)のE−E視図、(F)は図7の VIIIF-VIIIF視断面図である。
図9】第3実施形態を示す図で、(A)は外観の斜視図、(B)は大まかな縦断正面図である。
図10】(A)は図9に示した回転体の詳細図、(B)は(A)のB−B視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
(1).組織液回収システムの概要
次に、本願発明に使用する装置を図面に基づいて説明する。まず、組織液回収システムの概要を図1に基づいて説明する。
【0034】
液体回収システムは、例えば植物の葉や根、花、茎などから組織液(組織液、細胞水)を抽出するものであり、被処理物を乾燥させる乾燥装置(乾燥機)1と、乾燥装置1を減圧する減圧装置2と、乾燥装置1と減圧装置(真空発生源)2とを繋ぐ回収管路3と、回収管路3の中途部に配置されていて蒸気を凝縮液化させる熱交換器4と、生成された組織
液を溜める製品タンク5とを備えている。
【0035】
回収管路3は乾燥装置1と減圧装置2とを繋いでおり、その中途部に熱交換器4と製品タンク5とが、熱交換器4を蒸留側にした状態で配置されている。熱交換器4は、プレート状やパイプ状の冷却エレメントの内部を冷却水が通過する水冷式であり、冷却水は、ポンプ6を備えた冷却水循環路7により、冷却水タンク8から供給されてチラー等の冷却器(放熱器)9に送られ、冷却器9で降温されてから熱交換器4を経由して、冷却水タンク8に戻る。冷却水タンク8には、吸水管10と排水管(オーバーフロー管)11とが接続されている。
【0036】
減圧装置2として、本例では水エゼクタ方式のものを使用している。すなわち、減圧装置2は、水タンク12と、水タンク12の水を圧送ポンプ13によって循環させる循環管路14とを有しており、循環管路14の中途部にエゼクタ15を挿入して、エゼクタ15の終端部に回収管路3の始端を接続している。本例の減圧装置2は、−98kPaG以上の高真空を実現できる。
【0037】
本例では、冷却水循環路7のうち冷却器9よりも上流側の部位が、減圧装置2の水タンク12を経由している。すなわち、冷却水循環路7に、水タンク12の内部において蛇行した熱交換部7aを設けて、水タンク12の水を冷却している。これにより、エゼクタ15に作用する水の昇温を防止して、気泡の発生を防止することにより、減圧効果の向上を図っている。
【0038】
図1において符号16で示すのはドレン管、符号17で示すのは殺菌機能等を供えたフィルタである。なお、減圧装置2は、水エゼクタ方式には限らず、空気エゼクタ、蒸気エゼクタ、真空ポンプなどの様々な構造のものを使用できる。
【0039】
第1例の乾燥装置1は横型であり、処理容器18の内部に、攪拌機能と破砕機能とを有する回転体19が、水平軸心回りに回転するように配置されている。以下、図2〜5を参照して、乾燥装置1の詳細を説明する。
【0040】
(2).乾燥装置の基本構造
図2に示すように、乾燥装置1は、上面に角形の投入口18dを設けた処理容器18と、処理容器18を支持する左右の支持フレーム20を有している。処理容器18の左右両端面に中心軸21が設けられており、中心軸21が軸受け22を介して支持フレーム20で支持されている。そして、中心軸21に大径スプロケット23が固定されている一方、支持フレーム20の下部に反転用モータ24を配置して、反転用モータ24に設けた小径スプロケット25と大径スプロケット23とにチェーン26を巻き掛けている。
【0041】
従って、反転用モータ24を駆動することにより、処理容器18は、投入口18dを上向きにした姿勢と下向きにした姿勢とに反転させることができ、投入口18dを下向きにすると、乾燥した被処理物を取り出すことができる。なお、反転手段としては、ギア機構等の他の伝動機構も採用できる。また、処理容器18を反転式とすることに代えて、処理容器18の底部に被処理物Wの取り出し口を設けてもよい。この場合、取り出し口は、ヒンジ方式の蓋や着脱式の蓋で塞ぐことができる。
【0042】
投入口18dは、蓋27によって塞がれる。図示していないが、蓋27はヒンジ手段によって処理容器18の上面に回動自在に連結されており、油圧シリンダやエアシリンダ、電磁シリンダなどの駆動手段によって開閉することができる(手動開閉式に構成することも可能である。)。蓋27には、厚い透明板よりなる覗き窓28を設けている。
【0043】
図3に示すように、中心軸21は、筒体29及びフランジ30を介して処理容器18の端面に固定されており、筒体29の内部に、回転体19を構成する回転軸31の端部が配置されている。回転軸31の端部は、処理容器18の端板に軸受けを介して回転自在に保持されており、反転用モータ24に近い側の筒体29に回転用モータ32を固定して、傘歯車機構やウォームギア機構なの伝動機構を介して回転軸31を回転させるようになっている。
【0044】
図4に示すように、処理容器18は、外板34及び内板35、両者の間に位置した中間板36を有しており、内板35の内面は、回転軸31の軸心方向から見て円弧状になっている。従って、処理容器18の内面は、その全体が円弧部になっている。また、外板34と中間板36の間は断熱材が配置された断熱層37と成して、内板35と中間板36との間は加温空間38と成している。加温空間38には、蒸気を通してもよいし、温水を通してもよい。
【0045】
加温空間38に温水を通す場合は、処理容器18の下部に、加温空間38と連通した補助室39を形成し、補助室39にヒータ40を配置したらよい。もとより、加温空間38にヒータ40を配置することも可能である。加温空間38に蒸気を通す場合は、加温空間38に蒸気を直接通してもよいし、補助室39にスチーム噴気管41を配置してもよい。加温空間38と補助室39とを連通させるには、中間板36に多数の小穴や連通穴をを空けたらよい。
【0046】
(3).回転体
図3,4から理解できるように、回転体19を構成する回転軸31のうち左右端部に設けたボス部に、互いに逆方向に向いた一対ずつの第1及び第2アーム42,43が固定されており、一対の第1アーム42に板状の破砕部材44を固定し、一対の第2アーム43に板状の攪拌部材45を固定している。
【0047】
破砕部材44はステンレス板のような金属板からなっていて、処理容器18の内部の全長近くに亙って延びており、第1アーム42に固定されたビーム46にボルト47で固定されている。そして、破砕部材44に、外向きに開口した切り欠き部48を断続的に形成している一方、処理容器18のうち回転軸31よりも下方の部位でかつ破砕部材44が下向き動する部位に、破砕部材44の切り欠き部48が通過する板状の固定刃49を配置している。
【0048】
破砕部材44の先端は角張っているが、図5(C)に示すように、回転方向の後ろ側の面を傾斜させて、先端部を鋭角に形成してもよい。いずれにしても、被処理物Wは、処理容器18と破砕部材44との間の隙間や、切り欠き部48と固定刃49との間の隙間に挟圧されて、細かく破砕されていく。
【0049】
攪拌部材45は例えば硬質樹脂板からなっており、破砕部材44と同様に、ビーム46にボルト47で固定されている。また、攪拌部材45にも、固定刃49から逃がすための切り欠き部50を形成している。但し、攪拌部材45は樹脂製であるため、破砕機能は備えていない。図5(B)(E)の比較から判るように、攪拌部材45の軸方向の長さは破砕部材44よりも短くなっているが、破砕部材44の同様の長さに設定してもよい。攪拌部材45の先端を処理容器18の内周面に当接させる(摺接させる)ことにより、処理容器18にこびりついた被処理物を掻き落とすことも可能である。
【0050】
攪拌部材45は、ステンレス板のような金属板で製造することも可能であるし、本体を金属板で形成して、先端部のみを合成樹脂製としたり、全体をステンレス板のような金属板で製造して、処理容器18の内面に当接又は近接する部位に、樹脂等からなる磨耗抑制層を形成することも可能である。攪拌部材45の全体又は先端部を板ばね等の弾性金属板
製として、先端を処理容器18の内面に弾性に抗して当てるといったことも可能である。
【0051】
図3,4に示すように、処理容器18の上端部に、処理容器18の内部で発生した蒸気を取り出す蒸気取り出し口51が開口しており、蒸気取り出し口51に回収管路3の終端が接続されている。
【0052】
(4).まとめ
以上の構成において、被処理物Wを投入口18dから処理容器18に投入してから、減圧装置2によって処理容器18の内部を減圧すると共に適度な温度に加温しつつ、回転体19を駆動して被処理物Wを攪拌しつつ破砕していくことにより、被処理物Wを速やかに乾燥させることができる。処理容器18の内部で発生した蒸気は、既述のとおり、熱交換器4によって凝縮して液体となり、製品タンク5に貯留される。
【0053】
また、被処理物Wは、破砕部材44によって処理容器18の内面に押し付けられて小片化・小粒化していくと共に、固定刃49と破砕部材44とによる挟圧作用によっても小片化・小粒化していく。従って、被処理物Wは、小片化・小粒化して表面積を増大させながら攪拌されていくのであり、これにより、乾燥能率を向上できる。また、本例の減圧装置2は−98kPaG以上の高真空を実現できるため、乾燥能率を更に向上できる。
【0054】
また、回転体19に破砕部材44しか存在しない場合は、被処理物Wが破砕部材44によって処理容器18に過剰に押し付けられて、被処理物Wが処理容器18の内面にこびりついてしまうことがあるが、本例のように破砕部材44と攪拌部材45とを周方向に分離して設けると、被処理物Wが処理容器18の内面に過剰に押し付けられることを防止して、こびり付きの現象を防止して攪拌作用を向上できる。
【0055】
図4に一点鎖線で示すように、一対のアーム42,43のうちいずれか一方又は両方に、その基端と先端との間に位置した攪拌部材45を設けることも可能である。また、本例では一対ずつのアーム42,43を互いに逆方向に向くように配置したが、3対のアームを三ツ矢状に配置して、一対又は2対に攪拌部材45を設けたり、4対のアームを十字状に配置して、攪拌部材45と破砕部材44とを90度間隔で配置するといったことも可能である。
【0056】
更に、アーム42,43は回転軸31に一対ずつ設けているが、1本の破砕部材44及び攪拌部材45に対応して1本ずつとしたり、3対以上としたりすることも可能である。また、アーム42,43を丸棒や丸パイプのように棒材やパイプ材で構成することも可能であるし、本例のように板材で構成する場合、図5(F)に示すように、軸心に対して捩じった姿勢と成すことも可能である。(F)の場合は、被処理物Wを軸方向に移動させることができるため、被処理物Wの攪拌機能を更に向上できる。
【0057】
処理容器18の温度が高いほど乾燥効率は高くなるが、被処理物Wから組織液を回収する場合は、被処理物Wの耐熱温度を考慮して、被処理物Wの内部温度をできるだけ高く設定したらよい。被処理物Wが例えば花びらやハーブのような軟弱原料であって組織液の変質温度が低い場合は、40℃以下(30〜40℃程度)程度が好ましいが、ウコンや黒生姜のような植物の根、檜の葉や杉の葉、栂の葉や楠の葉のような草木類の葉、軸物の茎、植物の実のように組織液の耐熱温度が高い場合は、60℃程度でも運転可能である。
【0058】
針葉樹の葉は硬いので、特に温度は高めであってよいと云える。海洋深層水を濃縮したり蒸留水を得ることに使用する場合も、60℃程度で運転できる。なお、海洋深層水のような液体の蒸留水を得る場合は、回転体19は必ずしも駆動する必要はない。
【0059】
植物としては、他に、甜茶の葉や竹類の葉(笹)、柿の葉、筍、茸などの乾燥や組織液抽出に使用できる。また、被処理物Wは単一種類である必要はないのであり、複数種類を混合して使用することもできる。この場合の混合態様は、例えば、杉の葉と楠の葉とを混合するというように同種品(植物の葉)を混合したり、ウコンと海洋深層水とを混合するというように異種品を混合するなど、任意の組み合わせを選択できる。
【0060】
敢えて述べるまでもないが、被処理物Wから液体を抽出する場合、抽出した液体のみが有用物になる場合と、乾燥した被処理物Wも有用別として価値がある場合とがある。ウコンや黒生姜のように被処理物W自体に有効成分が含まれている場合は、乾燥して粉状になった物品も価値があるが、檜や杉の葉から組織液を抽出する場合は、粉状等の状態で残った物は、基本的には廃棄物になる。
【0061】
破砕部材44は板状の形態であるため、攪拌機能も有している。従って、攪拌部材45と破砕部材44との両方の攪拌による攪拌作用により、被処理物Wをまんべんなく掻き上げできるため、被処理物Wに真空をまんべん無く作用させて、効率良く乾燥させることができる(組織液を効率良く抽出できる。)。
【0062】
既述のとおり、加温手段として温水又は蒸気を使用できるが、温水を使用すると、比熱が大きいため、被処理物Wを速やかに加温して運転の立ち上がり速度を速くできると共に、温度の安定性にも優れてる。他方、蒸気を使用すると、ヒータは不要であるため、構造は簡単になる。
【0063】
いずれにしても、図示例のように処理容器18の外層を断熱層37で構成すると、室内への放熱を抑制できるため、熱効率を向上できると共に空調コストも抑制できる。運転によって処理容器18の内部が大きく昇温する場合は、加温空間38に冷却水を通して処理容器18の内部を降温させることも可能である。
【0064】
被処理物Wとして植物の葉を使用する場合、枝を含まない葉のみを使用してもよいが、枝の外径が3,4mm以内であれば、枝付きであっても差し支えない。檜の葉の場合、細い枝が付いていても、10cm程度の長さであれば使用できる。もとより、枝を全く含まない状態での使用は好ましい。葉を、例えは数センチの大きさに裁断して使用することも可能である。杉の葉は細長くて細い枝から分岐しているが、細い枝が付いていてもよいし、細い枝が複数本繋がっている状態でも使用可能である。
【0065】
ウコンの根茎のような植物の根茎の場合は、5〜20mm角程度に裁断してから使用するのが好ましい。擦り卸して使用することも可能である。苔類の場合は、そのまま使用することも可能である。蔦類の場合、茎から有効成分を抽出する場合は、5〜20mm角程度に裁断してから使用するのが好ましい。
【0066】
(5).第2例の乾燥装置(図6〜8)
次に、図6〜8に基づいて、請求項7に使用する縦型乾燥装置1を説明する。この乾燥装置の処理容器18は、上窄まり部18aと下窄まり部18bと両者の間に位置したストレート筒部18cとを有しており、ソロバン玉のような外観になっている。上窄まり部18aには投入口18dを設けており、投入口18dはハッチ状の蓋27で塞がれている。蓋27は手動式であって略水平方向に回動するが、上下回動式に構成することも可能である。
【0067】
上窄まり部18aの上端にはヘッダー53が上フランジ板54を介して固定されており、ヘッダー53の上端に回収管路3の始端が接続されている。また、処理容器18は、上窄まり部18aに固定されたブラケット55を介して左右の支持フレーム20に支持され
ている。左右の支持フレーム20は、その下部が補強フレーム56で連結されている。
【0068】
図7に示すように、処理容器18は、外板34と内板35とを有していて、両者の間に加温空間38が形成されている。第1例のように、加温空間38の外側に断熱層37を形成することも可能である。
【0069】
図7に示すように、処理容器18の内部には、回転体19の要素として、処理容器18の中心線回りに回転する縦型回転軸57が配置されている。縦型回転軸57の上端部は上フランジ板54に軸受けを介して回転自在に保持されている一方、縦型回転軸57の下端部は、図6に示すように、処理容器18の底板58に軸受け59を介して回転自在に保持されている。回転体19の下端部は軸受け59の下方に突出しており、この下向き突出部に設けたスプロケット60に、図示しないモータで駆動されるチェーンが巻き掛けられている。
【0070】
処理容器18の底部はストレート筒状になっている。また、底板58のうち縦型回転軸57から外れた対称部位に、乾燥した被処理物Wの取り出し口61aと掃除用穴61bとが形成されており、これらは、下方から嵌脱できる蓋62a,62bで塞がれている。従って、蓋62a,62bを取り外すと、乾燥した被処理物Wを取り出したり、内部の掃除(例えば水洗い)を行うことができる。
【0071】
本例では、回転体19は、既述の縦型回転軸57を基本要素として、縦型回転軸57に、上から順に、第1〜第4のアーム63〜66が筒型ボス67を介して固定されている。第1アーム63及び第3アーム65と、第2アーム64及び第4アーム66とは互いに逆方向を向いている。
【0072】
各アーム63〜66は丸棒材からなっていて、それぞれ、先端に向けて低くなるように傾斜しており、先端は処理容器18の下窄まり部18bに向かっている。そして、第1〜第3アーム63,64,65の先端に、処理容器18の下窄まり部18bに近接した破砕部材44を固定し、第3アーム65の中途部は第4アーム66の先端とに、板状の攪拌部材45を固定している。破砕部材44の中間部には、切り欠き部48を形成している。処理容器18に、切り欠き部48が通過する固定刃を突設してもよい。切り欠き部48は必ずしも必要はないが、設ける場合は、複数形成してもよい。
【0073】
図8(D)(E)に示すように、図7図8(A)では攪拌部材45のおおまかにしか表示していないが、攪拌部材45をアーム66の先端に固定する場合、平坦部68に当て板69を溶接で固定し、当て板69に攪拌部材45をボルト70で固定している。破砕部材44の固定構造も同様である。
【0074】
図8(B)から理解できるように、破砕部材44は、概ね上下方向に長い姿勢でありつつ、回転方向に向かって低くなるようにけ傾斜している。従って、破砕部材44も、被処理物Wを上向きに掻き上げる攪拌機能を備えている。
【0075】
他方、攪拌部材45は、図8(B)(C)から理解できるように、回転方向に向かって低くなるように傾斜していると共に、アーム65,66の軸心方向から見ても、回転方向に向かって低くなるように傾斜している。このため、被処理物Wの掬い上げ機能に優れている。
【0076】
図8(F)のとおり、縦型回転軸57の下端には筒型ボス67が固定されており、筒型ボス67に、処理容器18の底板58に近接するように板状の下攪拌部材71を固定している。下攪拌部材71を、下に行くに従って回転方向前方にずれるように傾斜させることにより、その回転によって被処理物Wが斜め上向きに押し上げられるように設定している
。下攪拌部材71は、軸心を挟んだ両側に1枚ずつ配置しているが、3枚の下攪拌部材71を三ツ矢状に配置したり、4枚の下攪拌部材71を十文字状に配置したりすることも可能である。
【0077】
この例の乾燥装置では、処理容器18の下部は下窄まり部18bになっているため、被処理物Wは、処理容器18の底部に集まってくる。すなわち、被処理物Wは、処理容器18の下に行くに従って密度が高くなる傾向を呈する。このため、攪拌部材45と破砕部材44とによって、被処理物Wを効率よく掻き上げることができる。
【0078】
また、本例では、破砕部材44はその機能からして処理容器18の内面に近接して配置されるが、本例の攪拌部材45は、処理容器18の内面からかなり離れた部位に配置されているため、被処理物Wは、その全体がまんべんなく攪拌される。従って、被処理物Wの全体を減圧環境下に晒して、効率よく乾燥させることができる。
【0079】
つまり、被処理物Wは、処理容器18の内周部においては破砕部材44によって破砕機能を受けつつ攪拌されて、縦型回転軸57に寄った部位では攪拌部材45によって攪拌作用を受けるのであり、このダブル効果により、被処理物Wはまんべくなく攪拌される。更に、下攪拌部材71を設けているため、被処理物Wの一部が処理容器18の底に溜まったままになる現象を防止できる。
【0080】
アーム63,64,65,66の本数は、処理容器18の大きさに等に応じて任意に設定できる。この例でも、アーム63,64,65,66は三ツ矢状や十文字状などに配置することが可能である。また、アーム63,64,65,66を段違い状に配置すると攪拌機能や破砕機能に優れるが、処理容器18の容積が小さい場合は、例えば、逆向き姿勢の2本のアームを同じ高さに配置すると言ったことも可能である。
【0081】
本例では、処理容器18の底に被処理物Wの取り出し口61を設けているため、乾燥した被処理物Wの回収が容易である。被処理物Wをコンベヤで投入口18dから投入し、取り出し口61から落下した被処理物Wをコンベヤで搬出するといったことも可能である。
【0082】
(6).第3例の乾燥装置
次に、図9,10に示す第3例の乾燥装置1を説明する。第3例の乾燥装置1は、横型で反転しない固定式である。
【0083】
この乾燥装置1は、第1例と同様に、処理容器18は断熱層37と加温空間38とを備えており、軸心方向から見てU形になっている。従って、処理容器18は、略下半部が円弧部になっている。本例の乾燥装置1は容量が数十リットルの小型であり、処理容器18は、L形のコーナー支柱73と化粧板74とから成るケーシング75の内部に配置されている。処理容器18とケーシング75とが天板76を共有しており、処理容器18は、天板76に吊支したような状態になっている。図示していないが、処理容器18には、蒸気の排出口が開口している。
【0084】
第1例では回転軸31は処理容器18を貫通して長く延びていたが、この第3例では、回転軸は、処理容器18の一端部に第1軸受け77を介して回転自在に保持された第1回転軸78、処理容器18の他端部に第2軸受け79を介して回転自在に保持された第2回転軸80とに分離しており、第2回転軸80がモータ32によって駆動されている。モータ32はケーシング75の内部に配置されている。
【0085】
この例では、処理容器18の一端面の下部に、乾燥した被処理物Wを取り出すための取り出し口81を設け、処理容器18の外面には、被処理物Wの取り出しをガイドするシュ
ート82を設けている。取り出し口81は、運転中は蓋83で塞がれている。
【0086】
この例の回転体19は、既述の第1及び第2の回転軸78,80と、これら各回転軸78,80に固定された三ツ矢状の回転ブラケット84とを有している。従って、一対の回転ブラケット84は、それぞれ3本のアーム部84a,84b,84cを供えており、2対のアーム部84a,84bに板状の破砕部材44を固定して、一対のアーム部84cに板状の攪拌部材45を固定している。
【0087】
この場合、破砕部材44は、処理容器18の内面に向いた先端を尖らせたカッター仕様になっているが、攪拌部材45は、破砕部材44と同じ部材を仕様しつつ、先端の向きを回転方向に向けている。従って、攪拌部材45は、その先端が尖っているが破砕機能は供えておらず、攪拌機能しか供えていない。
【0088】
破砕部材44及び攪拌部材45の両端には一対のブラケット部85が溶接によって固定されており、ブラケット部85がボルト86によってアーム部84a〜84cに固定されている。また、破砕部材44及び攪拌部材45はアーム部84a〜84cの外側にも位置しているが、外側に位置した短い部分と内側に位置した長い部分とは分離している。従って、一直線に延びる破砕部材44及び攪拌部材45は、それぞれ3つのパーツで構成されている。もとより、破砕部材44及び攪拌部材45とも、全体を1本の部材で構成してもよい。
【0089】
この例では、回転軸78,80は繋がっておらず、回転体19は一種のカゴ型になっている。このため、人が内部を掃除するに当たって手を差し込み易い。従って、掃除を容易に行える。また、処理容器18の内部での被処理物Wの流動性も高くなっている一方、回転体19は、2本の破砕部材44と1本の攪拌部材45とを有しており、攪拌部材45は、被処理物Wを回転軸心の方向に掻き上げる機能を供えているため、被処理物Wは処理容器18の内部がまんべんなく掻き上げられる。
【0090】
また、攪拌部材45は、傾斜面87を有する破砕部材44を共用しているが、攪拌部材45としての使用では、傾斜面87が回転方向に向くように配置している。このため、被処理物Wを回転軸心側に移動させる機能に優れている。
【0091】
本例では、3対のアーム部84a〜84cを破砕部材用と攪拌部材用とに使い分けたが、各アーム部84a〜84cの先端には破砕部材44を固定して、基端と先端との間の中途部に攪拌部材45を固定するといった使い方も可能である。更に、破砕部材44、必ずしも刃物状に形成する必要はないのであり、第1例と同様に、先端を角張らせることも可能である。更に、攪拌部材45を合成樹脂製として、これを処理容器18の内周面に近接又は摺接させることも可能である。
【0092】
回転ブラケット84は円板状であってもよいが、三ツ矢状のように複数のアーム部84a〜84cが分離した形態を採用すると、回転ブラケット84を挟んだ左右両側への被処理物Wの移動がスムースに行われるため、攪拌機能を向上できる利点がある。第3例においても、第1例と同様の固定刃49を設けることが可能である。この場合は、破砕部材44には切り欠き部48を形成することになる。
【0093】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、縦型の処理容器においても、水平状の軸心回りに反転させて、乾燥させた被処理物Wを投入口から取り出すことが可能である。また、本願では、例えば針葉樹の葉からの組織水の抽出のように新規な発明を開示しているが、これらの発明は、それ自体として、独立した発明たりうる。
【産業上の利用可能性】
【0094】
本願発明は、組織液の抽出方法に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【0095】
1 乾燥装置
2 減圧装置
3 回収管路
4 熱交換器
15 エゼクタ
18 処理容器
19 回転体
21 中心軸
31 回転軸
44 破砕部材
45 攪拌部材
49 固定刃
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10