JP4469726B2 - 液体調製方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、固体材料から有効成分を抽出して液体を調製する技術に関するもの、更にとくに、従来の液体を調製する「煮沸」方式に代わる装置および方法に関するものである。

固体材料から有効成分を抽出して液体を調製することが、例えば、医薬材料を煮沸する、スープを調理する等、普通に行なわれている。従来の液体調製法は、主として、「煮沸」方式を用いている。すなわち、原材料を水に入れて、その水を加熱して、高温の作用で該材料中の有効成分が放出され、該水に溶解されて、該材料の有効成分を含む液体になる。この方法は割に複雑である。該材料中の該有効成分を十分に抽出するためには、通常、実際の状況、添加される水の量、煮沸時間、残存水量および加熱程度などを制御する必要がある。これらの操作は、長期的な模索と豊富的な経験がなければ、上首尾に行なうことが困難である。同種類の材料でも、これらの操作は、環境と具体的な状況の相違に応じて、調整する必要がある。熟練者がこれらの操作を絶えず観測したとしても、ちょっと油断すれば、加熱過程で、該調製された液体が濃縮され該材料が焦げて使用不能になりかねない。従って、これらの操作を自動的に制御することは実現し難い。一方、当初に加えられた水が、煮沸の過程で徐々に蒸発し、非揮発性の有害物質が該調製された液体中に蓄積され、そのような液体が飲用に供せられると人体に有害である。更に、該揮発性の有効物質は、煮沸の過程で、空気中へ揮発され、有効成分の低減と浪費を引き起こす。

本発明は、液体を調製するに当り、調製された液体中の有害物質を低減し、揮発性有効物質の量を増大させ、また更に、調製された液体を使用不能にすることなしに、液体調製を簡素化および自動化する、方法を提供しようとするものである。

本発明の方法は、最初に液体調製用材料および液体を調製する工程、最後に調製された液体を取得する工程を有し、更に以下の工程を有することを特徴とする。
（１１） 蒸留および吸収：
該蒸留とは、底部に流出口を有する密閉空間内に高温の水蒸気が供給されて、該液体調製用材料が該水蒸気で加熱されて揮発性物質および溶解性物質を放出させることを意味する。該吸収とは、該揮発性物質が該水蒸気と混合されて該流出口から排出されて液体に溶解、吸収されることを意味する。
（１．２） 浸漬：
該浸漬は、該密閉空間への高温の該水蒸気の供給を停止して、該密閉空間内の水蒸気が水に冷却されて、該密閉空間内の気圧が該密閉空間の外部に比して減圧にし、生じた気圧の差により、該流出口または所定の流入口から該密閉空間内へ流入される液体に、工程（１１）における該溶解性物質成分が溶解されることを意味する。
（１．３） 反復：
該反覆は、該水蒸気を該密閉空間内へ供給されて、該密閉空間内の気圧が回復され、該液体が該流出口から排出され、必要により該工程（１１）および（１．２）が繰り返されることを意味する。

本発明の方法に１つの態様に従って、該液体は、水または揮発性物質および溶解性物質を溶解した水溶液である。該密封空間は、液体調製用の厚さ可変な中間材料層、中空の上層、中空の下層、および、該中間材料層を該下層から隔てる、仕切りウェッブ板から構成されている。

本発明の方法のもう１つの態様に従って、該工程（１１）において、一定の圧力を有する高温の水蒸気が、該密封空間の該上層に圧入され、該中間材料層中の材料の細孔空間を通して、該材料を蒸留し、該揮発性物質と一緒に該下層に入って、該流出口から排出される。
本発明の方法のもう１つの態様に従って、1回の蒸留および吸収の時間は０．３〜１０分間に設定することができ、また１回の浸漬の時間は０．３〜８分間に設定することができる。
本発明の方法のもう１つの態様に従って、該工程（１．３）で規定される必要とされる反覆の回数は、所定の回数（２回またはそれより多い）より多くなると該工程（１．３）を終了し、そうでなければ、該工程（１１）および（１．２）を繰り返す。
本発明の方法のもう１つの態様に従って、該工程（１．３）で規定される必要とされる反覆の回数は、該液体調製用材料が主として該揮発性および溶解性物質の放出を完了し、且つ該揮発性および溶解性物質が該液体に十分に溶解吸収されたと検知されると該工程（１．３）を終了し、そうでなければ、該工程（１１）および（１．２）を繰り返す。
本発明の装置の１つの態様に従って、該装置は、水蒸気発生器（２）、中間スイッチバルブ（６）、材料室（８）を有し、それらは順次パイプで連結されており、更に該材料室の底部に流出口パイプ（１０）を有し、該流出口パイプがその中へ伸びる液体容器（１１）を有する。水蒸気発生器（２）は、高温の水蒸気を発生し、外殻、該外殻内の加熱体（１）、該外殻の上部の水位制御器（３）、そのトップの注水入口を密封するカバー（４）およびそのトップの圧力バルブ（５）から構成される。材料室（８）は、該材料を保持し、密封トップカバー（７）、その底部の流出口パイプ（１０）および仕切りウェッブ板から構成される。液体容器（１１）は、該揮発性物質および溶解性物質を溶解し吸収するための水を保持するのに用いられる。該中間スイッチバルブ（６）は、該材料室（８）中への高温の該水蒸気の流入を制御する。

本発明の装置のもう１つの態様に従って、該装置は、更に、その一端が該流出口パイプ（１０）に連結され、その他端が該材料室の上部に連結されている、バイパス還流パイプ（１３）；該流出口パイプ（１０）と該材料室（８）との間を連結する、ワンウェイ（単一方向の）バルブ（１５）；および該バイパス還流パイプ（１３）と該材料室（８）と間を連結する、ワンウェイバルブ（１４）を有する。
本発明の装置のもう１つの態様に従って、該水蒸気発生器（２）は、更に、水の流入装置、水流入スイッチ、該水位制御器（３）、該中間スイッチバルブ（６）、該加熱体（１）、および、水の流入を試験し制御する、電気回路を有する。

本発明の液体調製方法は、最も重要な点において、液体調製材料を蒸留してその有効物質を放出させる工程、およびそれと共に、その中の揮発性物質および溶解性物質を収集する工程からなる。これらの工程は繰り返される。この液体調製方法は、次の装置を用いて、大気圧原理を利用して達成される。本発明の液体調製方法を、図面および実施態様と共に、更に説明する。

まず、本発明の装置について、以下に述べる。
本発明の装置は、図１に示されるような、標準的な液体調製装置であり得る。該装置は、水蒸気発生器（２）、該水蒸気発生器とパイプで連結された材料室（８）、該水蒸気発生器（２）と該材料室間（８）との間の中間スイッチバルブ（６）、該材料室の下に置かれた液体容器（１１）、および該液体容器（１１）中の水溶液中へ伸びる該材料室の底部の出口パイプ（１０）から構成されている。水蒸気発生器（２）は、その内部の低い部分の加熱体（ヒーター）（１）、外殻（ハウジング）の上部の水位制御器（３）、並びにその頂部（トップ）の、密封カバー（キャップ）（4）および圧力バルブ（5）から構成されている。材料室（８）は、頂部（トップ）密封カバー（キャップ）(7)、その底部の流出口パイプ（１０）、および仕切りウェッブ板(16)から構成される。水蒸気発生器（２）と材料室（８）を連結するパイプは、その一端は水蒸気発生器（２）の上部につながり、その他端は材料室（８）の上部を繋がっている。
また、本発明の装置は、図２に示されるような、バイパス還流パイプを有する液体調製装置であり得る。該装置は、標準的な液体発生装置と比べてみると、バイパス還流パイプ（13）を有し、その一端は材料室（８）の底部の流出口パイプ（１０）とつながり、その他端は材料室（８）の上部とつながっている。流出口パイプ（１０）と材料室（８）との間には、それを通して水蒸気を排出するためのワンウェイバルブ(15)が置かれている。バイパス還流パイプ（13）と材料室（８）との間には、それを通して液体を圧送するためのワンウェイバルブ(14)が置かれている。液体容器（１１）は、普通の液体を保持する容器であり、例えばコップ、盆、かめ、桶、鍋、および専用容器が挙げられる。

更に、本発明の装置を用いて液体を調製する方法を、以下に述べる。
一）作業フロー：
水蒸気発生器（２）で水が沸騰するまで加熱されて、高温の水蒸気を発生し、中間スイッチバルブ（６）が開かれ、水蒸気が中間スイッチ（６）を通して材料室（８）に圧入され→引き続き発生する水蒸気に絶えず推進されて、水蒸気が下方へ進行する過程で液体調製材料（生薬原材料）を蒸留し有効成分を吸収し→有効成分を含有する水蒸気が底部の出口パイプ（１０）に入り、それを通じて液体容器（１１）に導入され→そこで水蒸気がその中の水に溶解して、水溶液（12）になり→中間バルブ（６）が閉じられ（閉じられる同時に水蒸気発生器が作業停止）→材料室（８）中の水蒸気が冷却されて、材料室内が減圧となり→大気圧の作用で、液体容器（１１）中の水溶液（12）が材料室（８）に押し込まれて、該材料を浸漬し→中間スイッチバルブ（６）が再度開かれ（同時に水蒸気発生器（２）が開かれ）→水蒸気が再度材料室（８）に押し込まれ→水蒸気圧力が外界大気圧より大きいから、材料室（８）中の該材料が浸漬された水溶液が液体容器（１１）に押し込まれ→それから水蒸気も該溶液中に入り、一つの循環過程（サイクル）が完成される。この循環は、適宜な効果が実現するまで繰り返し行われる。
二）具体的な過程（標準的液体発生装置を例とする）

使用前の段階：
水蒸気発生器（２）に水を入れて、密封カバー（4）をかぶせて緊密にネジ締めし、薬物容器（８）に液体調製材料（生薬原材料）を入れ、密封カバー（7）をかぶせて緊密にネジ締めし、更に液体容器（１１）に水を入れる。この時、液体容器（１１）中の水の量は、流出口パイプ（１０）の底部より高くなり、しかも該材料（9）を浸漬するのに充分な量である。それから、中間スイッチ（６）を開く。

使用中の段階：
水蒸気発生器（２）中の加熱体（ヒーター）（１）に電力を供給して水を加熱して沸騰させて、水蒸気を発生させる。その水蒸気は、パイプおよび中間スイッチバルブ（６）を通して材料室（８）に入って、液体調製材料（生薬原材料）（9）を蒸留して、有効物質が放出され、その中で揮発性有効物質が水蒸気に混合されて、医薬含有水蒸気となります。この医薬含有水蒸気は流出口パイプ（１０）を通して液体容器（１１）中の水溶液（12）中に導入される。一定の時間が過ぎると、中間スイッチバルブ（６）が閉じられると共に、加熱体（１）が閉じられて、材料室（８）中の該水蒸気が冷却されてと水になり、それによって材料室（８）内が減圧となり；外界大気圧の作用で、液体容器（１１）中の水溶液が、材料室（８）中に押し込まれて、材料室（８）中の該材料を浸漬して、該材料から放出されたその溶解性有効成分を溶解するようになる。一定の時間ほど浸漬された後、再度中間スイッチバルブ（６）が開かれ、同時に加熱体（１）に電力が供給されて、発生された水蒸気が再度材料室（８）に入り；水蒸気圧力の作用で、材料室（８）中の有効（医薬）成分が溶解されている溶液が流出口パイプ（１０）を通して液体容器（１１）に排出される。次いで、再度蒸留が繰り返される。中間スイッチバルブ（６）の開閉が繰り返されて、液体調製材料（生薬原材料）中の有効成分が全く放出されて、要求される医薬水溶液が調製される。

使用後の段階：
蒸留の工程で材料室（８）中の水溶液が完全に排出されると、まず加熱体（１）の電源を切って、加熱を停止し、次いで中間スイッチバルブ（６）を閉じて、調製された液体を取り出す。その際に、水蒸気発生器（２）中の水蒸気が冷却され、減圧下に圧力バルブ（安全バルブ）（5）が自動的に開かれ、その中の空気が、水蒸気発生器（２）および材料室（８）の内外の気圧がバランスを取るようになり、全部の作業過程を完成する。

また、材料室（８）中の仕切りウェッブ板（16）は、液体調製材料（生薬原材料）が流出口パイプを塞ぐのを防止し、水蒸気と揮発性物質がスムーズに流出口パイプより排出されるようにすることを可能ならしめる。水位制御器（３）は、水蒸気発生器（２）中の水位が加熱体（１）を安全に浸漬するに充分に高いことを確保するのに用いられる。作業中に予想外の管路の閉塞が生じて、水蒸気発生器（２）中の気圧が上昇した場合、圧力バルブ（安全バルブ）(5)が自動的に開かれて、圧力を開放し、不慮の意外の発生が回避できる。中間スイッチバルブ（６）、水位制御器（３）及び加熱体（１）は、電気的に測定し、電気的に制御することができる。

更に、本発明において、種々の材料（生薬原材料）、材料の量および種々の液体調製目的に応じて、蒸留および浸漬の時間は広範囲に変えることができる。具体範囲は、毎回の蒸留時間が０．３〜１０分間で、毎回の浸漬時間が０．３〜８分間にわたり変えることができる。この工程は、少なくとも二回ほど繰り返して行われる必要がある。実際の状況によって、蒸留および浸漬の時間、及び繰り返す回数を予め設定することができる。また、水蒸気発生器（２）に、電気的に制御された給水装置および給水スイッチを取り付けて、水位制御器（３）の水位を自動測定することができる。水が不足の場合には、制御電気回路が給水スイッチを自動的に開いて水蒸気発生器（２）へ水を入れる。蒸留の開始時には、制御電気回路で中間スイッチバルブ（６）を自動的に開き、それと同時に加熱体（１）に電力を供給して加熱する（水蒸気発生器（２）で水蒸気の発生を開始する）。蒸留の終了後には、制御電気回路で中間スイッチバルブ（６）を自動的に閉じると同時に加熱体（１）の電気を切って（水蒸気発生器（２）の水蒸気発生を停止して）、浸漬工程を開始する。上記工程が全て制御電気回路で繰り返して行われるから、使用する前に、材料室（８）に生薬原材料、液体容器（１１）に水を入れるだけで、液体調製方法を自動化することができる。該材料（生薬原材料）および水は、量に応じて調製される。

本発明は、さらに、種々の分野における好ましい態様を表わす、次の実施例により、説明される。
一、新しい型の漢方薬薬液調製機
本発明の装置は、漢方薬薬液調製機として使用することができる。この装置は、高い効力を有する（より多くの揮発性有効成分を含有するので）漢方薬薬液を調製することができる。煮沸の必要がないから、水溶液が濃縮されず、人体にもっと有利であり、また、定量生産を実現すると共に、材料の浪費、医薬の焦げ、鍋乾せ（空炊き）などという現象も回避できる。この漢方薬調製機は、プログラム制御技術を利用して、操作がとても簡便で、経験のない者でもこの機械で優れた品質の漢方薬薬液を生産することができる。
二、新しい型の入浴剤薬液調製機
本発明の装置は、医薬材料（生薬）から入浴剤薬液を調製する、入浴剤薬液調製機としても使用することができる。この場合、生薬から抽出された液体は、その他の成分と共に浴液中へ調合されるか、或は直接に浴槽へ輸送されて、種々の薬用入浴剤用の薬液を提供できる。この場合、液体容器が浴槽になり、流出口パイプが浴槽中へ差し込まれる導管になる。
三、新しい型の種々の自動スープ調理機
本発明の装置は、自動スープ調理機として使用することができる。この場合、液体容器が、スープ容器として用いられる。この機械は、家禽などの種々の固体食材から抽出された栄養豊富な成分を含有する美味しいスープを作ることができる。
四、種々の飲料用液体調製用装置
本発明の装置は、新鮮な果物、乾燥果物、補助食品、生薬などの固体食品から液体を抽出し、飲料を高効率で且つ簡便に生産するのに用いることができる。

本発明の液体調製装置は、蒸留と浸漬が交互に繰り返し行われる方式で、従来法で生産される液体における有害物質を低減し、溶解性有効物質を充分に抽出できるばかりでなく、揮発性有効物質の損失も低減できる。液体調製の方法を簡素化し規定することによって、液体を調製する過程で、焦げと脱水現象を回避して、定量の液体を効率よく生成することができる。それと同時に、電気測定と電気制御によって、自動制御を実現し、従来の水で煮沸する方式の欠点を克服できる。

本発明の標準的な液体調製装置の構造見取り図（断面図） 本発明のバイパス還流パイプを有する液体調製装置の構造見取り図（断面図）

符号の説明

１：加熱体
２：水蒸気発生器
６：中間スイッチバルブ
８：材料室
１０：流出口パイプ
１１：液体容器

Claims (6)

1. 最初に液体調製用材料および液体を調製する工程、最後に調製された液体を取得する工程、および以下の工程からなる、液体を調製する方法：
   （１．１） 蒸留および吸収：
   但し、該蒸留は、底部に流出口を有する密閉空間内に高温の水蒸気が供給されて、該液体調製用材料が該水蒸気で加熱されて揮発性物質および溶解性物質を放出させることを意味し、該吸収は、該揮発性物質が該水蒸気と混合されて該流出口から排出されて該液体に溶解、吸収されることを意味し；
   （１．２） 浸漬：
   但し、該浸漬は、該密閉空間への高温の該水蒸気の供給を停止して、該密閉空間内の水蒸気が水に冷却されて、該密閉空間内の気圧が該密閉空間の外部に比して減圧にし、生じた気圧の差により、該流出口または所定の流入口から該密閉空間内へ流入される、該揮発性物質が溶解、吸収された該液体に、工程（１．１）における該溶解性物質が溶解されることを意味し；
   （１．３） 反復：
   但し、該反復は、該水蒸気を該密閉空間内へ供給されて、該密閉空間内の気圧が回復され、該液体が該流出口から排出され、該工程（１．１）および（１．２）が繰り返されることを意味する。
2. 該液体が水、または揮発性物質および溶解性物質を溶解した水溶液であり；該密閉空間が、該液体調製用材料用の厚さ可変な中間材料層、中空の上層、中空の下層、および、該中間材料層を該下層から隔てる、仕切りウェッブ板から構成されている、請求項１に記載の方法。
3. 該工程（１．１）における高温の該水蒸気が、該密封空間の該上層に圧入され、該中間材料層中の該材料の細孔空間を通して、該材料を蒸留し、該揮発性物質と一緒に該下層に入って、該流出口から排出される、請求項２に記載の方法。
4. 1回の蒸留および吸収の時間が０．３〜１０分間であり、1回の浸漬の時間が０．３〜８分間である、請求項１、２または３に記載の方法。
5. 反覆の回数が、2回またはそれ以上である、所定の回数に達するまで、該工程（１． １）および（１．２）を繰り返した段階で、該工程（１．３）が終了される、請求項１、２、３または４に記載の方法。
6. 該液体調製用材料が主として該揮発性および溶解性物質の放出を完了し、且つ該揮発性および溶解性物質が該液体に十分に溶解吸収されたと検知されるまで、該工程（１．１）および（１．２）を繰り返した段階で、該工程（１．３）が終了される、請求項１、２、３または４に記載の方法。

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