特開 2024-113748 フリーズドライ装置、フリーズドライシステム、およびフリーズドライ方法

(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】P2024113748

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】フリーズドライ装置、フリーズドライシステム、およびフリーズドライ方法

(51)【国際特許分類】

   F26B 5/06 20060101AFI20240816BHJP

   A23F 3/24 20060101ALI20240816BHJP

   A23F 5/30 20060101ALI20240816BHJP

   A23L 3/44 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

F26B5/06

A23F3/24

A23F5/30

A23L3/44

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018893

(22)【出願日】2023-02-10

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-08-03

(71)【出願人】

【識別番号】518246992

【氏名又は名称】株式会社ワコー

(74)【代理人】

【識別番号】100148275

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100142745

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 世子

(72)【発明者】

【氏名】乾 雅夫

【テーマコード（参考）】

3L113

4B022

4B027

【Ｆターム（参考）】

3L113AA01

3L113AC07

3L113AC21

3L113AC23

3L113CA04

3L113CB05

3L113CB15

3L113DA24

4B022LA08

4B022LB06

4B022LR06

4B022LT04

4B027FB11

4B027FB22

4B027FC01

4B027FC02

4B027FE02

4B027FP76

4B027FQ13

4B027FR03

4B027FR06

(57)【要約】

【課題】風味豊かなコーヒーや茶を実現するためのフリーズドライ装置、フリーズドライシステム、およびフリーズドライ方法を提供する。
【解決手段】上方が開放され、抽出後のコーヒーまたは茶が貯められた容器７５０を収容するためのチャンバー８０１と、チャンバー内を冷却することによって、容器内のコーヒーまたは茶を凍結させるための冷却部８２０と、チャンバー８０１内を減圧することによって、容器内のコーヒーまたは茶の水分を蒸発させるための減圧部８３０と、を備えるフリーズドライ装置８００が提供される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上方が開放され、抽出後のコーヒーまたは茶が貯められた容器を収容するためのチャンバーと、
前記チャンバー内を冷却することによって、前記容器のコーヒーまたは茶を凍結させるための冷却部と、
前記チャンバー内を減圧することによって、前記容器のコーヒーまたは茶の水分を蒸発させるための減圧部と、を備えるフリーズドライ装置。

【請求項2】

前記冷却部と前記減圧部とを制御するための制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記冷却部を制御して、前記コーヒーまたは茶を冷凍した後、前記減圧部を制御して、チャンバー内を減圧しながら、２４時間以上かけて、前記コーヒーまたは茶の水分を蒸発させる、請求項１に記載のフリーズドライ装置。

【請求項3】

前記冷却部と前記減圧部とを制御するための制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記冷却部を制御して、チャンバー内の空気の温度、または前記容器が載置される棚の温度を、－３０℃～－４５℃にすることによって前記コーヒーまたは茶を冷凍した後、前記減圧部を制御して前記コーヒーまたは茶の水分を蒸発させる、請求項１に記載のフリーズドライ装置。

【請求項4】

ヒーターをさらに備え、
前記制御部は、前記減圧部と前記ヒーターとを制御することによって、チャンバー内の空気の温度、または前記容器が載置される棚の温度を、－１５℃～－３０℃に維持しながら、前記コーヒーまたは茶の水分を蒸発させる、請求項３に記載のフリーズドライ装置。

【請求項5】

前記冷却部と前記減圧部とを制御するための制御部と、
ヒーターと、をさらに備え、
前記制御部は、
前記冷却部を制御して、チャンバー内の空気の温度、または前記容器が載置される棚の温度の目標値を第１の所定温度として前記コーヒーまたは茶を冷凍し、
前記減圧部と前記ヒーターとを制御することによって、チャンバー内の空気の温度、または前記容器が載置される棚の温度の目標値を、前記第１の所定温度よりも１０℃～２０℃高い第２の所定温度として、前記コーヒーまたは茶の水分を蒸発させる、請求項１に記載のフリーズドライ装置。

【請求項6】

水を所定の温度まで温めるための装置と、
コーヒー豆または茶葉とフィルタとがセットされ、コーヒーまたは茶を抽出するための抽出機と、
当該抽出液を、所定の容器に入れたままで、フリーズドライさせるための、請求項１から４のいずれか１項に記載のフリーズドライ装置と、を備えるフリーズドライシステム。

【請求項7】

前記抽出機は、ブリックス値が１０以下のコーヒーまたは茶を抽出し、
前記フリーズドライ装置は、当該ブリックス値が１０以下のコーヒーまたは茶をフリーズドライさせる、請求項６に記載のフリーズドライシステム。

【請求項8】

上方が開放された容器に、抽出後のコーヒーまたは茶を入れるステップと、
当該容器をチャンバー内の棚に載置するステップと、
前記チャンバー内を冷却することによって、前記コーヒーまたは茶を前記容器に入れたままで冷凍するステップと、
前記チャンバー内を減圧することによって、前記コーヒーまたは茶を容器に入れたままで、その水分を蒸発させるステップと、を備えるフリーズドライ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フリーズドライの技術に関し、特にコーヒーや茶などの抽出液をフリーズドライするための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従前より、真空凍結乾燥技術（フリーズドライ）に関する技術が知られている。たとえば、特表平１１－５０５１１８号公報（特許文献１）には、ペレット形態のコーヒー抽出物をフリーズドライする方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表平１１－５０５１１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した通り、通常のフリーズドライにおいては、コーヒー抽出物を凍結させ、ペレット形態にしてから、真空状態において短期間に水分を蒸発させるというものである。しかしながら、このような方法では、コーヒーの風味が損なわれてしまうという不具合があった。そこで、本発明の目的は、風味豊かなコーヒーや茶を実現するためのフリーズドライ装置、フリーズドライシステム、およびフリーズドライ方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に従うと、上方が開放され、抽出後のコーヒーまたは茶が貯められた容器を収容するためのチャンバーと、チャンバー内を冷却することによって、容器内のコーヒーまたは茶を凍結させるための冷却部と、チャンバー内を減圧することによって、容器内のコーヒーまたは茶の水分を蒸発させるための減圧部と、を備えるフリーズドライ装置が提供される。

【発明の効果】

【0006】

以上のように、本発明によれば、従来よりも風味豊かなコーヒーや茶を実現することができるフリーズドライ装置、フリーズドライシステム、およびフリーズドライ方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施の形態にかかるコーヒーのフリーズドライ製品の製造システム１の全体構成を示すイメージ図である。

【図2】第１の実施の形態にかかる真空凍結乾燥装置の構造を示す模式図である。

【図3】第１の実施の形態にかかる製造システム１を利用したコーヒーのフリーズドライ製品の製造方法を示すフローチャートである。

【図4】第２の実施の形態にかかる真空凍結乾燥装置の構成を示すイメージ図である。

【図5】第２の実施の形態にかかる製造システム１を利用したコーヒーのフリーズドライ製品の製造方法を示すフローチャートである。

【図6】第３の実施の形態にかかる製造システム１を利用したコーヒーのフリーズドライ製品の製造方法を示すフローチャートである。

【図7】第４の実施の形態にかかる製造システム１の全体構成を示すイメージ図である。

【図8】第４の実施の形態にかかる制御装置１００の構成を示すブロック図である。

【図9】第４の実施の形態にかかる製造システム１Ｂを利用したコーヒーのフリーズドライ製品の製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
［第１の実施の形態］
＜全体構成＞

【0009】

まず、本実施の形態にかかるノンカラム式、すなわち通常のドリップ式コーヒーのフリーズドライ製品を製造するための製造システム１の全体構成について説明する。図１を参照して、本実施の形態にかかるフリーズドライコーヒー製造システム１は、主な構成部品として、コンロ２００と、第１の容器３００と、充てん装置４００と、第２の容器５００と、第３の容器６００と、小分け装置７００と、真空凍結乾燥装置８００と、密封装置９００と、印刷装置９５０と、を含む。

【0010】

コンロ２００は、第１の容器３００を温める。コンロ２００は、ガスコンロであってもよいし、ＩＨ（Induction heating）などであってもよい。

【0011】

第１の容器３００は、アルミや鉄製の寸動鍋などであって、コンロ２００から供給される熱によって湯を沸かす。本実施の形態においては、第１の容器３００では、水から９３℃まで温める。

【0012】

充てん装置４００は、第１の容器３００の湯を第２の容器５００に供給するものである。本実施の形態においては、充てん装置４００は、操作部４２０や、ポンプ４６０や、出力部としてのパイプやホース４１０などを有している。操作部４２０がユーザからの流量調節命令を受け付けて、ポンプ４６０を駆動させる。充てん装置４００は、パイプやホース３１０などを介して第１の容器３００から湯を吸い上げて、パイプやホース４１０などを介して当該湯を第２の容器５００に供給する。

【0013】

第２の容器５００は、アルミや鉄製の寸動鍋などであって、上端部に第１のフィルタ５３０がセットされる。第１のフィルタ５３０は円錐状にセットされることが好ましい。たとえば、第１のフィルタ５３０には、ポリエステルのスパンボンド不織布の、目付が５０ｇ／ｍ^２のものなどを利用できる。

【0014】

そして、第１のフィルタ５３０には、粉砕されたコーヒー豆Ｃがセットされる。なお、たとえば、４リットル分のコーヒー飲料を製造する場合は、４００グラム程度のコーヒー豆Ｃがセットされる。また、たとえば、１６リットル分のコーヒー飲料を製造する場合は、１６００グラム程度のコーヒー豆Ｃがセットされる。１６リットル分のコーヒー飲料を製造する場合は、まず、８００グラム程度のコーヒー豆Ｃを第１のフィルタ５３０にセットして、８リットル分の抽出を行ってから、当該第１のフィルタ５３０を取り換えて再度８００グラム程度のコーヒー豆Ｃをセットして８リットル分の抽出を行ってもよい。

【0015】

本実施の形態においては、コーヒーの作業者は、片方の手で充てん装置４００の操作部４２０を介して流量を制御しながら、もう一方の手で充てん装置４００の出力部としてのパイプやホース４１０を握って湯を第１のフィルタ５３０の任意の点に注ぎ込む。たとえば、本実施の形態においては、コーヒーの作業者は、９０秒で８リットル程度を出力するぐらいの流量となるように、充てん装置４００の操作部４２０を調整する。

【0016】

より詳細には、本実施の形態においては、充てん装置４００の出力側のホース４１０の内径は７ｍｍ～１３ｍｍ程度、より好ましくは８．５ｍｍ～１１ｍｍ程度、に形成されており、上記の流量、すなわち９０秒で８リットル程度、を出力する場合には、ホース３１０の先から加圧された湯が噴出する構成となっている。これによって、第１のフィルタ５３０上のコーヒー豆Ｃがよくかき回されながら、コーヒー飲料が抽出される。

【0017】

第３の容器６００は、アルミや鉄製の寸動鍋などであって、上端部に第２のフィルタ６３０がセットされる。なお、第２のフィルタ６３０としては、第１のフィルタ５３０よりも目が細かいものが使用される。たとえば、第２のフィルタ６３０には、８０ミクロンのネル生地などを利用することができる。第２の容器５００に貯められたコーヒー飲料は、パイプまたはホース５１０を介して、第３の容器６００へ供給さえる。たとえば、ポンプ５２０を利用することによって、第２の容器５００から第３の容器６００にコーヒー飲料を移してもよい。

【0018】

より詳細には、第１のフィルタ５３０よりも第２のフィルタ６３０の方が目が細かいものを利用してもよいし、逆に、第１のフィルタ５３０よりも第２のフィルタ６３０の方が目が粗いものを利用してもよい。ただし、第１のフィルタ５３０の方が粉砕したコーヒー豆からの抽出液すなわちコーヒーをスムーズにろ過するものであることが好ましい。たとえば、第２のフィルタ６３０の方が第１のフィルタ５３０よりも起毛しやすい材質で構成されてもよい。これによって、第１のフィルタ５３０によって抽出液すなわちコーヒーをスムーズにろ過しつつ、第２のフィルタ６３０によってコーヒーから細かい不純物を取り除くことができる。

【0019】

本実施の形態においては、コーヒー飲料の風味を損なわないように、第１のフィルタ５３０すなわちコーヒー豆Ｃに湯が供給され始めてから約５分が経過すると、作業者がフィルタ５３０ごとコーヒー豆Ｃを第２の容器５００から外すようにしている。

【0020】

第２のフィルタ６３０を通過したコーヒー飲料は、パイプやホース６１０を介して小分け装置７００に送られる。作業者は、小分け装置７００を操作して、第３の容器６００からのコーヒー飲料を所定の量ずつ、容器７５０，７５０・・・に入れていく。なお、この容器は、略直方体の、数ｃｍ四方の、上方が開口されたプラスチック製であることが好ましい。１つの容器毎に１杯分のコーヒーが注入されるスペースが設けられてもよいし、１つの容器に複数の凹部が形成されて、それぞれの凹部に１杯分のコーヒーが注入されてもよい。

【0021】

コーヒー飲料が貯められた容器７５０，７５０は、真空凍結乾燥装置８００の内部に載置される。図２に示すように、真空凍結乾燥装置８００は、複数の棚８０２，８０２・・・が設けられたチャンバー８０１と、チャンバー８０１内の空気を冷却する冷却ユニット８２０と、チャンバー８０１内を真空にするために空気を抜き出す真空ユニット８３０と、それらを制御するための制御部８１０とを含む。

【0022】

制御部８１０は、ＣＰＵ８１１やメモリ８１２やタイマー８１３などを含む。棚８０２やチャンバー８０１の内壁には温度センサ８１６が設けられる。温度センサ８１６は、測定した温度を制御部２１０に入力する。また、チャンバー８０１の内側にはチャンバー８０１内の気圧を測定する圧力センサ８１７が設けられる。圧力センサ８１７は、測定した気圧を制御部８１０に入力する。

【0023】

そして、作業員は、チャンバー８０１内の棚８０２，８０２・・・にコーヒー飲料が貯められた複数の容器７５０，７５０・・・を載置してから、チャンバー８０１の扉８０３を閉じる。制御部８１０は、作業員による操作に基づいて、冷却ユニット８２０を稼働させて、チャンバー８０１内の温度を－３０℃～－４５℃まで低下させる。

【0024】

その後、コーヒー飲料が凍結すると、制御部８１０は、自動的に、あるいは作業員による操作に基づいて、真空ユニット８３０を稼働させて、チャンバー８０１内の気圧を１００Ｐａ以下まで低下させる。特に、本実施の形態においては、制御部８１０は、２４時間以上かけて、ゆっくりと複数の容器７５０，７５０・・・内のコーヒーを乾燥させていくものである。より好ましくは、制御部８１０は、４８時間以上かけて、ゆっくりと複数の容器７５０，７５０・・・内のコーヒーを乾燥させていくものである。

【0025】

作業員は、乾燥後のコーヒーの容器７５０，７５０を密封装置９００に投入する。密封装置は、１つの容器７５０を１枚のアルミ袋に入れて、窒素充填してから、当該アルミ袋を密封する。

【0026】

印刷装置９５０は、当該アルミ袋の表面に、文字や図柄などを印刷する。
＜通常のドリップ抽出によるフリーズドライコーヒーの製造方法＞

【0027】

次に、図３を参照しながら、本実施の形態にかかるノンカラム抽出されたコーヒーのフリーズドライ製品の製造方法について説明する。まず、作業者は、第１の容器３００に水を入れて、コンロ２００による加熱をスタートする（ステップＳ１０２）。

【0028】

作業者が、第２の容器５００に第１のフィルタ５３０をセットして、第３の容器６００に第１のフィルタ５３０よりも目が細かい第２のフィルタ６３０をセットする（ステップＳ１０４）。このとき、第１のフィルタ５３０は、円錐形状となるようにセットすることが好ましい。

【0029】

次に、作業者は、第１のフィルタ５３０上に、焙煎され、その後に粉砕されたコーヒー豆Ｃをセットする（ステップＳ１０６）。

【0030】

第１の容器３００の水の温度が９３℃になると（ステップＳ１０８）、作業者は、充てん装置４００からのホース４１０を握ってコーヒー豆Ｃに向けて、充てん装置４００の操作部４２０を制御することによってコーヒー豆Ｃに向けて湯を噴き付ける（ステップＳ１１０）。

【0031】

これによって、コーヒーの抽出が開始される（ステップＳ１１２）。また、第１のフィルタ５３０によるコーヒー飲料のろ過が開始され、第２の容器５００にコーヒー飲料が貯まり始める（ステップＳ１１４）。ここで、本実施の形態のような容器型のフリーズドライ製品に関しては、コーヒー抽出液のブリックス値は１０以下であることが好ましい。より好ましくは、コーヒー抽出液のブリックス値は４～６程度である。

【0032】

充てん装置４００からの湯の供給が開始されてから、５分が経過すると、作業者は、フィルタ５３０を第２の容器５００から取り外して、第２の容器５００のコーヒー飲料を第３の容器６００のフィルタ６３０上に注ぐ（ステップＳ１１６）。これによって、コーヒー飲料から細かい不純物も取り除く。なお、第２の容器５００にコーヒー飲料をためずに、第１のフィルタ５３０を通過するとそのまま第２のフィルタ６３０上にコーヒー飲料を注ぐ構成であってもよい。

【0033】

作業者は、第３の容器６００に貯まったコーヒー飲料を、小分け装置７００を使って複数の容器７５０，７５０・・・に入れていく（ステップＳ１１８）。

【0034】

作業者は、真空凍結乾燥装置８００のチャンバー８０１の扉８０３を開ける。作業者は、チャンバー８０１内の棚８０２，８０２・・・に、コーヒー飲料が貯められた容器７５０，７５０・・・を載置していく（ステップＳ１２０）。

【0035】

作業者は、チャンバー８０１の扉を閉めて、真空凍結乾燥装置８００の冷却ユニット８２０を起動させて、チャンバー８０１内の温度を－３０℃～－４０℃よりも低い温度に設定する（ステップＳ１２２）。これによって、容器７５０，７５０内のコーヒーを凍結させることができる。

【0036】

コーヒーが凍結すると、作業者は、真空凍結乾燥装置８００の真空ユニット８３０を起動させて、チャンバー８０１内の気圧を１００Ｐａに下げていく（ステップＳ１２４）。

【0037】

これによって、コーヒーに含まれる水分が蒸発していく（ステップＳ１２６）。

【0038】

制御部８１０は、真空状態で所定の時間（たとえば２４時間以上７２時間以下が好ましく、本実施の形態においては４０時間である。）が経過すると、真空ポンプをＯＦＦして、チャンバー８０１内の気圧を通常の気圧に合わせる（ステップＳ１３２）。

【0039】

作業者は、真空凍結乾燥装置８００のチャンバー８０１の扉８０３を開ける。作業者は、チャンバー８０１内の棚８０２，８０２・・・から、乾燥されたコーヒーの容器７５０，７５０・・・を取り出して、密封装置９００に投入する（ステップＳ１３４）。密封装置９００は、乾燥されたコーヒーを収容する容器７５０，７５０・・・を図示しないアルミ袋に入れて、窒素を充填してから、密封される。

【0040】

印刷装置９５０が、図示しないアルミ袋に、製品や会社のロゴや図形や文字などを印刷する（ステップＳ１３６）。

【0041】

このようにして、本実施の形態においては、コーヒーを容器７５０に入れたままで、素早く冷凍することによってコーヒーの酸化を抑制しつつ、逆に時間をかけてでも従来よりも低温でゆっくり真空乾燥させるため、購入者がお湯でコーヒー飲料に戻した際に、従来よりも風味豊かなコーヒーを味わうことができるようになる。
［第２の実施の形態］

【0042】

上記の実施の形態においては、制御部８１０は、ステップＳ１２６において所定の時間が経過すると、コーヒーの乾燥が完了したものと判断して、真空状態を解除するものであった。しかしながら、棚８０２，８０２や壁面やチャンバー８０１に設けた温度センサ８１６や、図４に示すように、容器７５０内のコーヒーに差し込んだ温度センサ８１６Ｂの値に応じて乾燥が完了したと判断するものであってもよい。

【0043】

より詳細には、図３のステップＳ１２６において、コーヒーの水分の蒸発に伴って、コーヒーから気化熱が奪われて、コーヒーの温度がさらに下がろうとする。そのため、制御部８１０は、チャンバー８０１内が真空状態において、温度センサ８１６，８１６の測定温度が上がり始めると、乾燥が完了したものと判断して、真空状態を解除してもよい。

【0044】

たとえば、図５に示すように、コーヒーが凍結すると、作業者は、真空凍結乾燥装置８００の冷却ユニット８２０をＯＦＦにして、真空ユニット８３０を起動させて、チャンバー８０１内の気圧を１００Ｐａに下げていく（ステップＳ２２４）。

【0045】

これによって、コーヒーに含まれる水分が蒸発し始める（ステップＳ２２６）。

【0046】

制御部８１０は、棚８０２，８０２・・・の温度や、チャンバー８０１内のその他の温度が上がり始めたか否かを判断する（ステップＳ２２８）。

【0047】

制御部８１０は、コーヒーの水分の気化熱によって、棚８０２，８０２・・・の温度や、チャンバー８０１内のその他の温度が下がり続けている場合（ステップＳ２２８にてＮＯである場合）、真空状態を続ける（ステップＳ２２６）。

【0048】

制御部８１０は、棚８０２，８０２・・・の温度や、チャンバー８０１内のその他の温度が上がり始めると（ステップＳ２２８にてＹＥＳである場合）、真空ポンプをＯＦＦして、チャンバー８０１内の圧力を通常の気圧に合わせる（ステップＳ１３２）。
［第３の実施の形態］

【0049】

図３のステップＳ１２６の蒸発過程において、コーヒーの温度がステップＳ１２２の凍結用の温度付近まで下がりすぎると、蒸発速度が遅すぎる可能性がある。そこで、本実施の形態においては、ステップＳ１２６において、図４に示すように、制御部８１０は、棚８０２，８０２に設けられた温度センサ８１６の測定値を取得しながら、棚８０２の温度が－２０℃程度となるように真空ユニット８３０のパワーを制御したり、ヒーター８４０を制御したりする。より詳細には、温度が低すぎると、制御部８１０は、真空ユニット８３０のパワーを下げたり、ヒーター８４０をＯＮしたりする。逆に、温度が高すぎると、制御部８１０は、真空ユニット８３０のパワーを上げたり、ヒーター８４０をＯＦＦしたり、冷却ユニット８２０をＯＮしたりする。

【0050】

あるいは、図６に示すように、コーヒーが凍結すると、作業者は、真空凍結乾燥装置８００の真空ユニット８３０を起動させて、チャンバー８０１内の気圧を１００Ｐａに下げていく（ステップＳ３２４）。これによって、コーヒーに含まれる水分が蒸発し始める（ステップＳ３２６）。ここでは、制御部８１０は、棚８０２，８０２に設けられた温度センサ８１６の測定値を取得しながら、棚８０２の温度が－２０℃程度となるように真空ユニット８３０のパワーを制御したり、ヒーター８４０を制御したりする。

【0051】

制御部８１０は、ヒーター８４０をＯＦＦした状態においても、棚８０２，８０２・・・の温度や、チャンバー８０１内のその他の温度が、－１５℃よりも高くなったか否かを判断する（ステップＳ３２８）。

【0052】

制御部８１０は、ヒーター８４０によって、棚８０２，８０２・・・の温度や、チャンバー８０１内のその他の温度を－２０℃で維持できる場合（ステップＳ３２８にてＮＯである場合）、真空状態を続ける（ステップＳ３２６）。

【0053】

制御部８１０は、棚８０２，８０２・・・の温度や、チャンバー８０１内のその他の温度が－１５℃よりも高くなった場合（ステップＳ３２８にてＹＥＳである場合）、真空ポンプをＯＦＦして、チャンバー８０１内の圧力を通常の気圧に合わせる（ステップＳ１３２）。
［第４の実施の形態］

【0054】

上記の実施の形態のフリーズドライコーヒー製造システム１の各装置の役割の一部または全部を他の装置が実行してもよい。たとえば、第１の容器３００とコンロ２００が１つの装置であってもよいし、第２の容器５００と第３の容器６００とが１つの装置であってもよいし、密封装置９００と印刷装置９５０が１つの装置であってもよい。あるいは、上記の実施の形態のフリーズドライコーヒー製造システム１の各装置の役割の一部または全部を人間が実行してもよいし、逆に、作業者の役割の一部または全部をコンピュータや装置が担ってもよい。

【0055】

たとえば、図７に示すように、作業者の代わりに、制御装置１００を利用して、自動的に充てん装置４００の出力を制御したり、ホース４１０の把持装置４５０を利用して、ホース４１０の出力位置を自動的に制御したり、抽出後のコーヒーを容器７５０に自動的に投入したり、容器７５０を自動的にチャンバー８０１に移したり、自動的にチャンバー８０１内を冷却したり真空にしたりしてもよい。

【0056】

より詳細には、制御装置１００は、図８に示すように、主たる構成要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０と、メモリ１２０と、操作部１４０と、通信インターフェイス１６０とを含む。

【0057】

ＣＰＵ１１０は、メモリ１２０に記憶されているプログラムを実行することによって、制御装置１００の各部やフリーズドライコーヒー製造システム１の各装置を制御する。

【0058】

メモリ１２０は、各種のＲＡＭ（Random Access Memory）、各種のＲＯＭ（Read-Only Memory）などによって実現され、制御装置１００に内包されているものであってもよいし、制御装置１００の各種インターフェイスに着脱可能なものであってもよいし、制御装置１００からアクセス可能な他の装置内のデータベースであってもよい。メモリ１２０は、ＣＰＵ１１０によって実行されるプログラムや、ＣＰＵ１１０によるプログラムの実行により生成されたデータや、その他のコーヒー飲料の製造に利用される各種データなどを記憶する。

【0059】

操作部１４０は、作業者などの命令を受け付けて、当該命令をＣＰＵ１１０に入力する。

【0060】

通信インターフェイス１６０は、ＣＰＵ１１０からのデータを、充てん装置４００や小分け装置７００や真空凍結乾燥装置８００や印刷装置９５０などの他の装置に送信する。逆に、通信インターフェイス１６０は、他の装置からのデータを受信して、ＣＰＵ１１０に受け渡す。

【0061】

このように構成されているので、本実施の形態においては、制御装置１００は以下のような情報処理を実行する。なお、本実施の形態においては、予め、作業者が、第１の容器３００に水を入れて、第２の容器５００に第１のフィルタ５３０をセットして、第３の容器６００に第１のフィルタ５３０よりも目が細かい第２のフィルタ６３０をセットして、第１のフィルタ５３０上に粉砕済みのコーヒー豆Ｃをセットする。そして、作業者が制御装置１００の操作部１４０にコーヒー飲料の製造の開始の指示を入力すると、制御装置１００は図９に示すような処理を実行する。

【0062】

まずＣＰＵ１１０は、通信インターフェイス１６０を介して、コンロ２００による第１の容器３００の加熱をスタートする（ステップＳ４０２）。

【0063】

ＣＰＵ１１０は、通信インターフェイス１６０を介して、第１の容器３００の水の温度を取得して、水温が９３℃になると（ステップＳ４０８）、充てん装置４００を制御して、ホース４１０からコーヒー豆Ｃに向けて湯を噴き付ける（ステップＳ４１０）。このとき、把持装置４５０によってホース４１０による湯の噴出目標位置を変化させることが好ましい。

【0064】

これによって、コーヒーの抽出が開始される（ステップＳ４１２）。また、第１のフィルタ５３０によるコーヒー飲料のろ過が開始され、第２の容器５００にコーヒー飲料が貯まり始める（ステップＳ４１４）。

【0065】

充てん装置４００からの湯の供給が開始されてから、３～４分が経過すると、ＣＰＵ１１０は、通信インターフェイス１６０を介して、第２の容器５００の栓５１１を開放し、ポンプ５２０によって第２の容器５００のコーヒー飲料を第２のフィルタ６３０上に注ぎこむ（ステップＳ４１６）。これによって、コーヒー飲料から細かい不純物も取り除く。なお、第２の容器５００にコーヒー飲料をためずに、第１のフィルタ５３０を通過するとそのまま第２のフィルタ６３０上にコーヒー飲料を注ぐ構成であってもよい。

【0066】

ＣＰＵ１１０は、通信インターフェイス１６０を介して、小分け装置７００を制御して、第３の容器６００に貯まったコーヒー飲料を容器７５０，７５０・・・に順番に入れていく（ステップＳ４１８）。

【0067】

ＣＰＵ１１０は、真空凍結乾燥装置８００の制御部８１０に命令を送信することによって、チャンバー８０１の扉８０３のモータを駆動して扉８０３を開放させる。ＣＰＵ１１０は、ロボットアーム８５１やベルトコンベアーなどを制御して、チャンバー８０１内の棚８０２，８０２・・・に、コーヒー飲料が貯められた容器７５０，７５０・・・を載置していく（ステップＳ４２０）。

【0068】

ＣＰＵ１１０、真空凍結乾燥装置８００の制御部８１０に命令を送信することによって、冷却ユニット８２０を起動させて、チャンバー８０１内の目標温度を－３０℃～－４０℃程度に設定する（ステップＳ４２２）。これによって、容器７５０，７５０内のコーヒーを凍結させることができる。

【0069】

コーヒーが凍結すると、ＣＰＵ１１０は、真空凍結乾燥装置８００の制御部８１０に命令を送信することによって、真空ユニット８３０を起動させて、チャンバー８０１内の気圧を１００Ｐａ以下にまで下げていく（ステップＳ４２４）。

【0070】

これによって、コーヒーに含まれる水分が蒸発していく（ステップＳ４２６）。

【0071】

ＣＰＵ１１０は、真空状態で所定の時間（たとえば２４時間以上７２時間以下が好ましく、本実施の形態においては４０時間である。）が経過すると、真空凍結乾燥装置８００の制御部８１０に命令を送信することによって、真空ポンプをＯＦＦして、チャンバー８０１内の圧力を通常の気圧に合わせる（ステップＳ４３２）。

【0072】

ＣＰＵ１１０は、真空凍結乾燥装置８００の制御部８１０に命令を送信することによって、チャンバー８０１の扉８０３のモータを駆動して扉８０３を開ける。ＣＰＵ１１０は、ロボットアーム８５２などを制御して、チャンバー８０１内の棚８０２，８０２・・・から、乾燥されたコーヒーの容器７５０，７５０・・・を取り出して、密封装置９００に投入する（ステップＳ４３４）。乾燥されたコーヒーは容器７５０，７５０・・・に入れられたままで図示しないアルミ袋内に密封される。

【0073】

ＣＰＵ１１０は、印刷装置９５０を制御することによって、図示しないアルミ袋に、製品や会社のロゴや図形や文字などを印刷する（ステップＳ４３６）。

【0074】

このようにして、本実施の形態においては、コーヒーを容器７５０に入れたままで、時間をかけて真空乾燥させるため、購入者がお湯でコーヒー飲料に戻した際に、従来よりも風味豊かなコーヒーを飲むことができるようになる。
［第５の実施の形態］

【0075】

上記の実施の形態においては、コーヒー抽出液を入れる容器７５０，７５０・・・として、略直方体の、数ｃｍ四方の、上方が開口された、コーヒー１杯分のプラスチック製品を利用するものであった。しかしながら、コーヒー複数杯分の抽出液を大きめの容器に入れて、チャンバー８０１内で凍結させたり、当該大きめの容器に入れたままで当該チャンバー８０１内にて真空乾燥させたりしてもよい。

【0076】

たとえば、コーヒー抽出液を、縦が数十ｃｍ、横が数十ｃｍ、高さが数ｃｍなどの、金属または樹脂製の容器に入れてもよい。換言すれば、たとえば、コーヒー数十杯分またはコーヒー数百杯分またはそれ以上の抽出液をプラスチックやステンレスなどのバットなどに入れてもよい。そして、当該容器に入れたままで、チャンバー８０１内でコーヒーを冷凍し、そのまま当該容器に入れたままで、チャンバー８０１内を真空にしてコーヒーの水分を蒸発させてもよい。この場合は、乾燥が完了した後で、当該コーヒーを粉砕して、瓶などの容器に入れて、ユーザに販売することも可能である。
［第６の実施の形態］

【0077】

上記の実施の形態においては、粉砕したコーヒー豆から透過式でコーヒーを抽出することによってコーヒーのフリーズドライ製品を製造するシステムについて説明した。しかしながら、エスプレッソ式や、フレンチプレスのような浸漬式の抽出方法によって、コーヒーの抽出液を生成してもよい。

【0078】

さらに、製造の対象物は、コーヒーには限られない。つまり、第１のフィルタ５３０には、コーヒー豆の代わりに、紅茶や緑茶やハーブなどをセットしてもよい。すなわち、茶葉から茶を抽出することによって、それらのフリーズドライ製品を製造するシステムであってもよい。
［まとめ］

【0079】

上記の実施の形態においては、上方が開放され、抽出後のコーヒーまたは茶が貯められた容器を収容するためのチャンバーと、チャンバー内を冷却することによって、容器内のコーヒーまたは茶を凍結させるための冷却部と、チャンバー内を減圧することによって、容器内のコーヒーまたは茶の水分を蒸発させるための減圧部と、を備えるフリーズドライ装置が提供される。

【0080】

好ましくは、フリーズドライ装置は、冷却部と減圧部とを制御するための制御部をさらに備える。制御部は、冷却部を制御して、コーヒーまたは茶を冷凍した後、減圧部を制御して、チャンバー内を減圧しながら、２４時間以上かけて、コーヒーまたは茶の水分を蒸発させる。

【0081】

好ましくは、フリーズドライ装置は、冷却部と減圧部とを制御するための制御部をさらに備える。制御部は、冷却部を制御して、チャンバー内の空気の温度、または容器が載置される棚の温度を、－３０℃～－４５℃にすることによってコーヒーまたは茶を冷凍し、冷凍後に、減圧部を制御して、チャンバー内を減圧しながら、コーヒーまたは茶の水分を蒸発させる。

【0082】

好ましくは、フリーズドライ装置は、ヒーターをさらに備える。制御部は、減圧部とヒーターとを制御することによって、チャンバー内の空気の温度、または容器が載置される棚の温度を、－１５℃～－３０℃に維持しながら、コーヒーまたは茶の水分を蒸発させる。

【0083】

好ましくは、フリーズドライ装置は、冷却部と減圧部とを制御するための制御部と、ヒーターと、をさらに備える。制御部は、冷却部を制御して、チャンバー内の空気の温度、または容器が載置される棚の温度の目標値を第１の所定温度としてコーヒーまたは茶を冷凍し、減圧部とヒーターとを制御することによって、チャンバー内の空気の温度、または容器が載置される棚の温度の目標値を、第１の所定温度よりも１０℃～２０℃高い第２の所定温度として、コーヒーまたは茶の水分を蒸発させる。

【0084】

上記の実施の形態においては、水を所定の温度まで温めるための装置と、コーヒー豆または茶葉とフィルタとがセットされ、コーヒーまたは茶を抽出するための抽出機と、当該抽出液を、所定の容器に入れたままで、フリーズドライさせるための、上記のフリーズドライ装置と、を備えるフリーズドライシステムが提供される。

【0085】

好ましくは、抽出機は、ブリックス値が１０以下のコーヒーまたは茶を抽出する。フリーズドライ装置は、当該ブリックス値が１０以下のコーヒーまたは茶をフリーズドライさせる。

【0086】

上記の実施の形態においては、上方が開放された容器に、抽出後のコーヒーまたは茶を入れるステップと、当該容器をチャンバー内の棚に載置するステップと、チャンバー内を冷却することによって、コーヒーまたは茶を容器に入れたままで冷凍するステップと、チャンバー内を減圧することによって、コーヒーまたは茶を容器に入れたままで、その水分を蒸発させるステップと、を備えるフリーズドライ方法が提供される。

【0087】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0088】

１ ：フリーズドライコーヒー製造システム
１Ｂ ：製造システム
１００ ：制御装置
１１０ ：ＣＰＵ
１２０ ：メモリ
１４０ ：操作部
１６０ ：通信インターフェイス
２００ ：コンロ
２１０ ：制御部
３００ ：第１の容器
３１０ ：ホース
４００ ：充てん装置
４１０ ：ホース
４２０ ：操作部
４５０ ：把持装置
４６０ ：ポンプ
５００ ：第２の容器
５１０ ：ホース
５１１ ：栓
５２０ ：ポンプ
５３０ ：第１のフィルタ
６００ ：第３の容器
６１０ ：ホース
６３０ ：第２のフィルタ
７００ ：小分け装置
７５０ ：容器
８００ ：真空凍結乾燥装置
８０１ ：チャンバー
８０２ ：棚
８０３ ：扉
８１０ ：制御部
８１１ ：ＣＰＵ
８１２ ：メモリ
８１３ ：タイマー
８１６ ：温度センサ
８１６Ｂ ：温度センサ
８１７ ：圧力センサ
８２０ ：冷却ユニット
８３０ ：真空ユニット
８４０ ：ヒーター
８５１ ：ロボットアーム
８５２ ：ロボットアーム
９００ ：密封装置
９５０ ：印刷装置
Ｃ ：コーヒー豆

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-18

【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】

フィルタとコーヒー豆とがセットされ、ドリップ式またはエスプレッソ式で、コーヒーを抽出するための抽出部と、
上方が開放され、抽出後のコーヒーが貯められた容器を収容するためのチャンバーと、
前記チャンバー内を冷却することによって、前記容器のコーヒーを凍結させるための冷却部と、
前記チャンバー内を減圧しながら、２４時間以上かけて、前記容器のコーヒーの水分を蒸発させるための減圧部と、を備えるフリーズドライシステム。

【請求項2】

前記冷却部によって、前記チャンバー内の空気の温度、または前記容器が載置される棚の温度を、－３０℃～－４５℃にすることによって前記コーヒーを冷凍する、請求項１に記載のフリーズドライシステム。

【請求項3】

ヒーターをさらに備え、
前記減圧部と前記ヒーターとを制御することによって、前記チャンバー内の空気の温度、または前記容器が載置される棚の温度を、－１５℃～－３０℃に維持しながら、前記コーヒーの水分を蒸発させる、請求項２に記載のフリーズドライシステム。

【請求項4】

ヒーターをさらに備え、
前記冷却部によって、前記チャンバー内の空気の温度、または前記容器が載置される棚の温度の目標値を第１の所定温度として前記コーヒーを冷凍し、
前記減圧部と前記ヒーターとによって、チャンバー内の空気の温度、または前記容器が載置される棚の温度の目標値を、前記第１の所定温度よりも１０℃～２０℃高い第２の所定温度として、前記コーヒーの水分を蒸発させる、請求項１に記載のフリーズドライシステム。

【請求項5】

コーヒーの抽出液を、前記容器に入れたままで、フリーズドライさせる、請求項１から４のいずれか１項に記載のフリーズドライシステム。

【請求項6】

前記抽出部は、ブリックス値が１０以下のコーヒーを抽出し、
前記冷却部と前記減圧部とは、当該ブリックス値が１０以下のコーヒーをフリーズドライさせる、請求項１に記載のフリーズドライシステム。

【請求項7】

フィルタとコーヒー豆とをセットするステップと、
前記コーヒー豆の上から湯を注いで、ドリップ式またはエスプレッソ式にて、コーヒーを抽出するステップと、
上方が開放された容器に、抽出後のコーヒーを入れるステップと、
当該容器をチャンバー内の棚に載置するステップと、
前記チャンバー内を冷却することによって、前記コーヒーを前記容器に入れたままで冷凍するステップと、
前記チャンバー内を減圧しながら、２４時間以上かけて、前記コーヒーを容器に入れたままで、その水分を蒸発させるステップと、を備えるフリーズドライ方法。