JP2016010320A - 製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来廃棄していた蒸気から香気成分を捕集して商品化するために、本発明は、低コストで、効率よく香気成分を捕集することができる装置を提供することを課題としている。【解決手段】本発明の第１手段の製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置は、製茶蒸機の茶葉排出側の蒸気排出口上に、該蒸気排出口に向けて開口を備えた蒸気回収フードと、前記蒸気排出口より排出された蒸気を吸引するための吸引ファンと、前記蒸気をサイクロン内で旋回させて凝縮水を分離する凝縮水分離手段と、これらを連結するダクトと、前記分離した凝縮水の貯留手段と、より構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、製茶工場で使用している製茶蒸機から茶生葉の香気成分を捕集する装置に関するものである。

従来、製茶工場では、茶生葉を茶生葉コンテナで一時貯留し、一定量ずつ製茶蒸機へ投入し、蒸気を当てて蒸熱処理を行ない、酸化酵素を不活性化してから、製茶粗揉機、製茶揉捻機、製茶中揉機・・・の順に揉乾処理を行ない、荒茶を製造している。酸化酵素を不活性化すると、茶葉からは茶生葉の青臭い香りが消え、その香りは蒸気にうつる。この蒸気は、従来、製茶工場では自然排気され、廃棄されていた。

近年、この製茶工場の製茶蒸機の蒸気の香りに着目され、特許文献１のように、この蒸気を回収して、香気成分を捕集する装置が発明されている。この装置によると、茶生葉の香気成分の中で、特に低沸点のフレッシュな香気を多く捕集することができる。

特開２０１１−２５０７３８号公報

上記特許文献１の装置は、回収した蒸気を冷却器１３にて冷却して、凝縮水にすること、詳しくは、冷却器１３の中にパイプ３２を通し、そのパイプ３２の内側に蒸気、外側に水を通すこと、または、パイプ３２の外側に蒸気、内側に水を通すことが記載されている。しかし、冷媒の水は蒸気によりあっという間にあたためられるので、蒸気を冷却するためには、装置の稼働中、冷媒の水を垂れ流しすることになり、多量の水を使用することになり、水道料がかかる。

冷媒の水を垂れ流しにするのではなく、一定の水を循環冷却することも可能である。しかし、この設備は高価で大掛かりなものとなり、稼働するためには多大な熱量（エネルギー）つまりは電気料がかかる。

特許文献１には、冷却器１３の冷却媒体は空気でもよいことが記載されているが、水の代わりに空気を通すだけでは蒸気はほとんど冷却されなかった。

従来廃棄していた蒸気から香気成分を捕集して商品化するために、本発明は、低コストで、効率よく香気成分を捕集することができる装置を提供することを課題としている。

本発明の第１手段の製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置は、
製茶蒸機の茶葉排出側の蒸気排出口上に、該蒸気排出口に向けて開口を備えた蒸気回収フードと、
前記蒸気排出口より排出された蒸気を吸引するための吸引ファンと、
前記蒸気をサイクロン内で旋回させて凝縮水を分離する凝縮水分離手段と、
これらを連結するダクトと、
前記分離した凝縮水の貯留手段と、
より構成する。

本発明の第２手段は、第１手段において、
上記凝縮水分離手段において、サイクロンを複数設け、前のサイクロンより排出された蒸気を後のサイクロンへ送入する。
本発明の第３手段は、第１または２手段において、
上記サイクロンの蒸気排出口に排蒸筒を設け、該排蒸筒には蒸気を当てて逃がす当て板を設ける。
本発明の第４手段は、第１、２または３手段において、
上記貯留手段に蒸気排出口を設け、該蒸気排出口には排蒸筒を設け、該排蒸筒には蒸気を当てて逃がす当て板を設ける。
本発明の第５手段は、第１、２、３または４手段において、
周囲の空気を冷却する。
本発明の第６手段は、第１、２、３、４または５手段において、
任意に高さ調整可能な昇降手段に載置する。

本発明の装置によると、装置の構造が簡易となり、多量な水や電気を使うことなく、低コストにて茶生葉の香気成分を捕集することが可能となる。

図１は本装置の実施例を示した説明図である。 図２は本装置の実施例を示した説明図である。 図３は本装置の実施例を示した説明図である。 図４は本装置の実施例を示した説明図である。

図１に本発明の装置を示す。製茶工場では、茶生葉Ａを荷受け、茶生葉コンテナ（図示しない）で一時貯留し、順次搬送装置（図示しない）により製茶蒸機１へ搬送して、蒸熱処理を行なう。この時、製茶蒸機１へは茶生葉Ａを一定量ずつ投入しなければ、蒸しムラが起こるため、茶生葉供給装置６を用いて、一定量ずつ製茶蒸機１の茶生葉投入口２へ投入している。製茶蒸機１は、一般的に回転胴型蒸機と送帯型蒸機があるが、製茶蒸機であればどちらでもよい。ボイラ（図示しない）にて生成された蒸気を、蒸気供給管４により製茶蒸機１の蒸気供給口５へ供給する。製茶蒸機１内では、供給された茶生葉Ａに蒸気が当てられ、蒸熱処理を行ない、酸化酵素を不活性化させている。通常、６０〜１２０秒間くらい蒸熱処理を行ない、茶生葉１ｋｇあたり、３００〜４００ｇ程度の蒸気を製茶蒸機１へ供給している。蒸熱処理が終了した茶葉Ｂは、製茶蒸機１の茶葉排出口３より搬送装置７上に排出され、次の製茶装置（図示しない）へ運ばれ、製茶が行われる。茶生葉Ａに当たり、不要になった蒸気Ｃは蒸気排出口８から製茶蒸機１の外へ排出される。この蒸気Ｃには、茶生葉Ａの香気成分がうつっている。

製茶蒸機１の蒸気排出口８上に蒸気Ｃを回収できるように、蒸気回収フード１１を設け、蒸気回収フード１１内の蒸気Ｃを効率よく回収するため、吸引ファン１２を設ける。この蒸気回収フード１１に集められた蒸気Ｃはダクト１５を通り、凝縮水分離手段であるサイクロン１３へ蒸気送入口１３Ａから運ばれる。サイクロン１３内では蒸気を旋回させ、旋回流で生じる遠心力で蒸気中の水分を凝縮水として分離する。詳しくは、放熱により蒸気の一部が冷却されて凝縮水となり、その凝縮水に遠心力が働いて外側に吹き飛ばされ、吹き飛ばされた凝縮水はサイクロン１３の内壁面を伝わって重力で下方へ移動する。凝縮水と分離された蒸気は蒸気排出口１３Ｂから排出される。分離された凝縮水はサイクロン１３の下部の凝縮水排出口１３Ｄから貯留手段である貯留タンク１４へ溜められる。貯留タンク１４に凝縮水が溜まったら、貯留タンク１４の凝縮水排出口１４Ｄから運搬用タンク１６へ凝縮水を移す。

この凝縮水には、茶生葉の香気成分が含まれており、青葉アルコールなどのフレッシュな香りが含まれている。この凝縮水の香りは、茶畑の香りと同様である。

茶生葉Ａが茶生葉供給装置６から製茶蒸機１の茶生葉投入口２へ投入される付近に透過型のセンサ３０が設置されている。このセンサ３０では茶生葉Ａが存在するか否かをチェックしている。このセンサ３０が茶生葉Ａの存在を感知すると、茶生葉供給装置６から製茶蒸機１への茶生葉Ａの投入が行われていることを意味しており、この時、吸引ファン１２を起動する。

吸引ファン１２の起動に関しては、センサ３０が茶生葉Ａの存在を感知してすぐに起動してもよいが、センサ３０が茶生葉Ａの存在を感知し始めてから所定時間後に吸引ファン１２を起動するように設定しておくと、より効率的である。製茶蒸機１では通常、茶生葉Ａを投入し始める前から蒸気を供給し始め、蒸気が安定的に供給され、その他の準備が整ってから、茶生葉の供給を始める。そのため、茶生葉の供給と吸引ファン１２が連動することにより、茶生葉の香気成分を含まない不要な蒸気や空気は回収せずに、効率よく、香気成分を含んだ蒸気のみを回収することができる。更に、実験を行うと、茶生葉の蒸しはじめの香りは不快な香りがする。そこで、茶生葉Ａの存在を感知し始めてから数分後に吸引ファン１２を起動するように設定しておくと、その不快な香りを回収しなくて済む。

センサ３０が茶生葉Ａの存在を感知しなくなると、茶生葉供給装置６から製茶蒸機１への茶生葉Ａの供給が終了することを意味しているため、吸引ファン１２を停止する。このように自動的に吸引ファン１２が停止することで、茶生葉の香気成分を含まない蒸気や空気を回収しなくても良い。

茶生葉の香気成分を捕集する流れについて説明する。茶生葉Ａを茶生葉供給装置６へ投入し、あらかじめボイラ（図示しない）より蒸気を供給している製茶蒸機１への投入が始まると、センサ３０が茶生葉Ａの存在を感知し、所定時間（例えば、０分、１分、２分、３分、４分など）経過後に、吸引ファン１２を起動する。この吸引ファン１２は蒸気の量に合わせて吸引量を調整する。茶生葉Ａは茶生葉投入口２より製茶蒸機１へ投入され、製茶蒸機１内にて蒸気で蒸熱処理され、茶葉排出口３へ排出され、次の製茶機械（図示しない）へ搬送装置７により運ばれる。茶生葉Ａを蒸熱処理した蒸気Ｃには、茶生葉の香気成分がうつっている。この蒸気Ｃは、蒸気排出口８より放出され、蒸気回収フード１１内にたまり、吸引ファン１２により吸引され、ダクト１５を通り、サイクロン１３の中で凝縮水を分離する。この凝縮水には茶生葉の香気成分が含まれている。凝縮水は貯留タンク１４へ入れられ、必要に応じて、フィルタなどにより濾過し、運搬用タンク１６へ移し変え、運搬する。サイクロン１３にて凝縮水を分離した蒸気は、蒸気排出口１３Ｂから排出される。茶生葉Ａが製茶蒸機１へ投入されている間（センサ３０が茶生葉Ａを感知している間）は、これを継続する。茶生葉Ａの製茶蒸機１への投入が終了すると、センサ３０が茶生葉Ａを感知しなくなり、吸引ファン１２を停止する。

次にサイクロンを２個設ける場合を図２〜４に基づいて説明する。初めにサイクロン１３の蒸気送入口１３Ａへ蒸気が送られる。サイクロン１３にて分離した凝縮水は凝縮水排出口１３Ｄから貯留タンク１４へ貯留される。サイクロン１３内で蒸気から凝縮水を分離したあとの蒸気は蒸気排出口１３Ｂから排出され、ダクト１７を通って、次のサイクロン１８の蒸気送入口１８Ａへ送られる。次のサイクロン１８でも同様に蒸気から凝縮水を分離する。サイクロン１８の蒸気排出口１８Ｂの先端には排蒸筒１８Ｃを設け、この排蒸筒１８Ｃには当て板１８Ｅを設け、排気中の蒸気が冷却されて凝縮水になった時に、サイクロン１８内へ戻すことができるようにする。サイクロン１８で分離された凝縮水は凝縮水排出口１８Ｄから貯留タンク１４へ排出し、サイクロン１３から排出された凝縮水と一緒に混合して貯留する。本実施例ではサイクロンを２個設けたが、３個以上でも同様である。蒸気排出口１８Ｂは分岐させなくてもよいが、２分岐させた方が、凝縮水の回収率が向上する。また、排蒸筒１８Ｃ内の当て板１８Ｅを複数個設けると更に回収率が向上する。

サイクロン１３、１８から凝縮水だけでなく蒸気も貯留タンク１４へ排出されることがあるため、貯留タンク１４には蒸気排出口１４Ｂを設け、蒸気を排出する。この蒸気排出口１４Ｂには排蒸筒１４Ｃを設け、排蒸筒１４Ｃには当て板１４Ｅを設ける。この当て板１４Ｅにより、凝縮水の回収率が向上する。

貯留タンク１４を高さ調整自在な昇降手段２０に載置しておくと、運搬用タンク１６の大きさによって貯留タンク１４の高さを変更することができ、よい。この昇降手段２０に移動手段（コロなど）が備えられていると、既存の製茶蒸機１への増設が容易であり、必要に応じて、配置を変更できる。

スポットクーラ１９を配置して、サイクロン１３、１８や貯留タンク１４の周囲の空気を冷却すると、蒸気の冷却効果を得ることができ、凝縮水の回収率が向上する。本実施例ではスポットクーラ１９を配置したが、周囲の空気を冷却することができれば、冷却ファンでも送風ファンでもよい。

ダクト１５、１７をクランプ式で脱着自在とし、水洗い口２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄを設けることにより、洗浄が容易となり、装置を清潔に保つことができる。

１ 製茶蒸機
２ 茶生葉投入口
３ 茶葉排出口
４ 蒸気供給管
５ 蒸気供給口
６ 茶生葉供給装置
７ 搬送装置
８ 蒸気排出口
１１ 蒸気回収フード
１２ 吸引ファン
１３ サイクロン
１３Ａ 蒸気送入口
１３Ｂ 蒸気排出口
１３Ｃ 排蒸筒
１３Ｄ 凝縮水排出口
１４ 貯留タンク
１４Ｂ 蒸気排出口
１４Ｃ 排蒸筒
１５ ダクト
１６ 運搬用タンク
１７ ダクト
１８ サイクロン
１８Ａ 蒸気送入口
１８Ｂ 蒸気排出口
１８Ｃ 排蒸筒
１８Ｄ 凝縮水排出口
１９ スポットクーラ
２０ リフト
２１Ａ 水洗い口
２１Ｂ 水洗い口
２１Ｃ 水洗い口
２１Ｄ 水洗い口
Ａ 茶生葉
Ｂ 茶葉
Ｃ 蒸気

Claims (6)

1. 製茶蒸機の茶葉排出側の蒸気排出口上に、該蒸気排出口に向けて開口を備えた蒸気回収フードと、
   前記蒸気排出口より排出された蒸気を吸引するための吸引ファンと、
   前記蒸気をサイクロン内で旋回させて凝縮水を分離する凝縮水分離手段と、
   これらを連結するダクトと、
   前記分離した凝縮水の貯留手段と、
   より構成することを特徴とする製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置。
2. 上記凝縮水分離手段において、サイクロンを複数設け、前のサイクロンより排出された蒸気を後のサイクロンへ送入することを特徴とする請求項１記載の製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置。
3. 上記サイクロンの蒸気排出口に排蒸筒を設け、該排蒸筒には蒸気を当てて逃がす当て板を設けることを特徴とする請求項１または２記載の製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置。
4. 上記貯留手段に蒸気排出口を設け、該蒸気排出口には排蒸筒を設け、該排蒸筒には蒸気を当てて逃がす当て板を設けることを特徴とする請求項１、２または３記載の製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置。
5. 周囲の空気を冷却することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置。
6. 任意に高さ調整可能な昇降手段に載置することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の製茶蒸機用茶生葉香気成分捕集装置。

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