JP4415199B2 - 回転釜加熱処理装置と製茶方法 - Google Patents

Description

本発明は、茶葉を炒るための回転釜加熱処理装置と、その装置を用いた製茶方法に関するものである。

従来から、緑茶の製造法には摘採した茶生葉を飽和水蒸気にて蒸熱した後、粗揉、揉捻、中揉、精揉、乾燥の各工程を経て煎茶を製造する方法と、茶生葉を加熱した「釜」の上で炒り、その後、揉捻、水乾、締炒り、仕上げ、の各工程を経て釜炒り茶を製造する方法とがある。煎茶は大量の蒸気を茶生葉に当てることによって、酸化酵素の活性を失わせる処理のため、茶生葉の緑色を保つことに特徴があるのに対し、一方、釜炒り茶は、加熱した鉄板の上で炒るため、茶の炒り香味を得ることに特徴がある。従って、同じ茶生葉であっても最終的に求めるお茶の形態によって、それぞれの製造法に対応した各加工処理装置にて製造されていた。一般的には煎茶の製造が主であるが、嗜好の多様化により、特有の香味を持つ釜炒り茶が見直されると、共に緑色の煎茶であっても、より豊かな香味も求められている昨今である。従って、こうした香りの良い釜炒り香味を得た茶を、より安く高能率で連続的に製茶することが求められている。

また、特に鮮やかな緑色が求められる抹茶においては、古くからの茶道文化を代表するものであって、その作法と共に点てた抹茶の香りを楽しむことが重要視されている。この抹茶は茶葉を揉まずに作られるてん茶を臼で挽いたものであって、このてん茶はてん茶炉と呼ばれる、非常に大型の炉形乾燥機でネット状コンベアーを長い距離、移動させながら長時間かけて乾燥するものである。従って、製茶能率が悪いばかりでなく、多大な設備費と、多大な加工コストを必要とするので、結果的に抹茶は大変高価なものとなっている。この抹茶を、もっと手軽にポピュラーなものとして、安いコストで能率よく製茶されることが求められている。

従来の技術としては、前記釜炒り茶志向については、釜炒り茶と煎茶の利点を持った緑茶を大量に製造できる装置としたものが開示されている。（例えば特許文献１参照。）
従来の、この装置は外部バーナーと共に加熱空気を送り込む撹拌型茶葉処理装置であり、茶葉を揉んでいるので、釜炒り煎茶を作ることを目的としたものであって、香りの良い、てん茶とは全く異なる茶であり、しかも回分式であるので製造能率も低いものである。
また、従来のてん茶製法の蒸熱工程に代えて釜炒り処理をするものが開示されている。（例えば特許文献２参照。）
更に、当該製造方法を改良して、釜入り後の乾燥工程も炒り釜で行なうものもある。（例えば特許文献３参照。）
これらは、どちらも蒸熱工程がなく、炒った生葉から蒸発する水分による炒り蒸し作用であって、ボイラーを使用しないので、蒸気による均一な酸化酵素の不活性化を図ることができず、その結果できた、お茶の色も香味も従来の、てん茶とは、ほど遠いものである。
そして、「蒸し炒り茶の製造方法」として、蒸熱工程の後に撹拌機と炒り機によって、揉み乾燥処理をするものも開示されている。（例えば特許文献４参照。）
当製造方法は、蒸し工程が不十分になりやすい葉芯及び茎を、より十分に炒ることによって、独自の芳香を内蔵させる方法であって、撹拌炒り工程、揉捻り工程を有しているので、高い香りと言えども、やはり、従来の、てん茶とは異なるものである。
その他、茶葉乾燥機における局所加熱を回避し、そしてドラム内の位置による温度差の影響を回避するものも開示されている。（例えば特許文献５参照。）
従来の、この装置は外部加熱の代わりに茶葉乾燥機の回転ドラム内に加熱乾燥用のバーナーが配設されていると共に、回転ドラムに投入された茶葉を蛇行させながら拡散するものであって、あくまでも粗茶の乾燥ムラをなくして、より完全なる乾燥を能率よく行なうことを目的としている。従って、筒内の温度も、従来の乾燥機と同程度のものである。
この装置は本発明と構造上共通部分があるが、技術思想上両者は全く異なるものである。その訳は、本発明でポイントとする、多量に水分が含まれた蒸熱処理後の茶葉を、冷却した後、そのまま直接に回転釜加熱処理装置にて、筒の内外両側から強力に加熱して、揉まずに高温高速で加熱処理するという考え方は業界全体としても全くなかったものである。即ち、蒸し葉を高温高速加熱処理によって、一気に急速乾燥させるものである。
出願人は香味の高い抹茶を作るに当たって、従来のてん茶を製造する、てん茶炉を観察して、蒸熱処理・冷却後の茶葉を最初に、てん茶炉の最低部にある最高温度室にて高温加熱処理をしてから、少し温度の低い最高部に移動して順次コンベアーで茶葉を広げたまま何ら力を加えることなく、長時間長い乾燥工程にて処理することに着眼して、これをドラムの中で一気に行なえないかを研究したものである。
即ち、蒸した茶葉を冷却後、筒内で螺旋溝を落下反転進行させながら、遠赤外線による高温加熱で繰り返し自動落下反転させて、従来のてん茶以上の香味を引き出し、望む結果を得たものである。

参考文献

特開２００６−２０４１８３ 特公昭５９−４４０１７ 特公昭６０−２５０９５ 特公平０１−４７１３０ 特開２００５−２２４１８２

鮮やかな緑色と香りの良い緑茶を、安いコストで能率よく製茶されることが求められている最近の多くの市場の要求に応えようとするものである。
即ち、従来のてん茶炉製法以上に香味を引き出した、てん茶（抹茶の原料）を効率よく生産する製茶装置および製茶方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の回転釜加熱処理装置は、機枠に略水平に支承された回転ドラムを設け、当該回転ドラムの外部からの加熱装置と、当該回転ドラムの内壁には所定幅の連続した螺旋溝とすべくガイド板を設けると共に当該両ガイド板に橋渡しされた堰板を溝の円周を略所定等分すべく位置に設け、更に、前記回転ドラムの筒内に、略下方向に放熱すべく所定角度に保持して配設された加熱手段を設け、当該加熱手段の上部を屋根状に被覆する被覆板を設け、当該被覆板頂部には、屋根に乗った蒸熱処理後の茶葉の除去手段を設けたことである。
ここで言う「略所定等分」とは、ドラムの直径寸法によって、円周を大体等分されて決まる一定の分割数を示し、本実施例でのドラム直径が約１２０ｃｍの場合には３等分乃至４等分が好ましい。

そして、前記回転ドラムの筒内に配設された加熱手段を遠赤外線放熱装置とすると好ましい。ここで言う「遠赤外線放熱装置」とは、例えば、ガス炎の上に多孔のセラミック板を有するシュバンクバーナーである。

そして、前記被覆板頂部の屋根に乗った茶葉の除去手段を屋根の尾根部に沿った軸上に設けた偏芯カムを設けた回転釜加熱処理装置とすることである。

製茶方法は、蒸熱処理後の茶葉を請求項１、請求項２または請求項３に記載の回転釜加熱処理装置にて、蒸熱処理後の茶葉を揉まずに高温高速で加熱処理することである。

以上のとおり、本発明によれば、筒内に加熱手段を設けた高温回転ドラム（回転釜）を用いることによって、大掛かりのてん茶炉による製茶品以上に優れた茶の香りが得られるとともに、当該茶の香りの強弱および葉色の鮮やかさはドラムの回転速度やドラム内の温度管理などによって、任意自在に設定することができる。
また、筒内壁に螺旋状のガイド側壁を設けた高温回転ドラム（回転釜）を用いることによって、十分に香味を引き出した、てん茶を連続的に能率よく生産することができる。
従って、製茶（抹茶）の大量処理・大量生産を可能とした。
さらに、てん茶炉のように事前の多くの予熱を必要としないし、設備が大型で嵩張ることなく、しかも設置コストも著しく低減することや、容易に設置移動をすることができる。

そして、筒内の加熱手段をシュバンクバーナー装置とすることによって、遠赤外線を大量に放出して、蒸した茶葉を冷却後、短時間で高温高速で茶葉の内部から乾燥処理できるので、より一層、緑色が鮮やかで、香味のよい茶を能率よく作ることができる。

そして、前記被覆板頂部の屋根に乗った茶葉の除去手段を屋根の尾根部に沿った軸上に設けた偏芯カムを設けたことによって、屋根に乗った茶葉を速やかに確実に除去落下させることができるので、茶葉を焦がすことが無く、品質の良い製茶ができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の回転釜加熱処理装置の実施例を示す簡略断面側面図である。図２は一部を図１のＹ−Ｙで切り欠いた正面図である。
図１および図２に示すように、１は機枠、２は外部バーナー、３は回転ドラム、４は内部バーナー、５はバーナーカバー、６は偏芯カムで、主に概略これらで構成されている。

機枠１に略水平に支承された回転ドラム３を設け、当該回転ドラム３の外部からの加熱装置２と、ドラム内壁には所定幅の連続した螺旋溝３４とすべくガイド板３５を設けると共にガイド板３５に橋渡しされた堰板３６を、螺旋溝３４の一円周を略三等分すべく位置に設け、更に、前記回転ドラム３の筒内に、略下方向に放熱すべく所定角度に保持して配設された加熱手段としてのシュバンクバーナー４を設け、当該加熱手段の上部を屋根状に被覆する被覆板であるバーナーカバー５を設け、当該バーナーカバー５の頂部には、屋根に乗った蒸熱処理後の茶葉の除去手段である偏芯カム６を設けたものである。

前記回転ドラム３は、円筒状の胴部３ａと、当該胴部３ａの内壁には筒内全域に亘り、一定の所定幅での一条の螺旋溝３４を形成するために、ガイド板３５を設けると共に、当該ガイド板に橋渡しされた堰板３６を、前記螺旋溝３４の一円周を略三等分する１２０度間隔の位置に設ける。前期堰板３６は螺旋溝３４の側壁であるガイド板３５の高さの約２０％にしておくと良い。これは、茶葉が螺旋溝３４を流れながら、堰板３６に所定量集積したものが反転するためである。
そして、回転ドラム３の両端付近の外周胴部３２には、図２に示すように、従来の茶葉乾燥機の構造と同じような輪環状の案内レール３３が、左右各々共に回転ドラム３に固定して設けられている。機枠１の両側部位にそれぞれ一対の軸支されたローラー７によって、前記左右の案内レール３３が受け支えられている状態となって、前記回転ドラム３が機枠１に対して略水平に支承されているものである。
また、変速手段を備えた駆動モーター９と同軸に取付けられた駆動スプロケット８によって、チエン８１を介して、回転ドラム３に固設された大円環状のドラムスプロケット３８に噛みあっていて、回転ドラム３は、この駆動モーター９で、図１において白抜き大きな矢印で示す、反時計回りに回転される。従って、茶葉は図の小さな連続矢印で示すように、約９０度の位置から反転落下による裏返しされ、一つ前の螺旋溝３４内に移り、これを連続的に繰り返して螺旋溝３４を回転ドラム３の最先端まで進行する。

回転ドラム３の筒内においては、回転ドラム３が回転して螺旋溝３４の堰３６から茶葉が自然落下して反転した後集積する位置に最も効率良く遠赤外線を放熱させる場所に遠赤外線ガスバーナーであるシュバンクバーナー４を設置する。
当該シュバンクバーナーとは、ガス炎の先に多孔のセラミック板を有するもので、遠赤外線として特に水に吸収されやすい部分の波長（約２．８ミクロン前後）の遠赤外線を多量に放出するものである。
そして、前記シュバンクバーナー４上部を屋根状に被覆する被覆板であるバーナーカバー５を逆Ｖ文字形屋根状に形成して、シュバンクバーナー４の上部位置に設置固定する。
更に、バーナーカバー５の頂部の屋根に乗った茶葉の除去手段として、バーナーカバー５の頂上部に、屋根の尾根部に沿ったカム軸６１を設けると共に、当該カム軸６１上に設けた偏芯カム６を先端が屋根頂上部に接触するようにして設ける。
前記のシュバンクバーナー４と、バーナーカバー５と、偏芯カム６およびカム軸６１は常に最適な位置関係にした一体に組み立てられた状態にして、回転ドラム３内の所定位置に保持できるようにして設置する。ここでは筒内の温度の均等性とシュバンクバーナー４の大きさの問題から、回転ドラム３の両端から、中央部に突き当てる形態で挿入して、着脱できるように各ステー部材などで機枠１に取り付け固定しておく。
また、前記のカム軸６１を回転させることによって、偏芯カム６の先端が間欠的に屋根頂上部に接触するので、ここに引っかかった茶葉を定時的に落下、除去することができる。偏芯カム６は断面が略円で回転軸の中心を偏らせ時々先端が屋根に接するものが良い。
バーナーカバー５の屋根の傾斜部に乗った茶葉は傾斜角度が急なので自然に落下する。

本発明である回転釜加熱処理装置を使用する場合には、以下の手順で作業する。
先ず外部バーナー２を点火して、回転ドラム３を外部から加熱し、続いて駆動モーター９を運転して、駆動スプロケット８およびチエン８１、ドラムスプロケット３８を介して、回転ドラム３を回転させる。続いてドラム３内のシュバンクバーナー４を点火して、内外バーナーを燃焼させることによって、回転ドラム３内部温度を約１５０度から２５０度程度まで上昇させ、その状態の一定の温度に保持できるように温度制御装置を調節する。
次に、乾燥処理をする予め計測された所定量の蒸熱処理後の茶葉を茶葉投入コンベアーによって、図２の回転ドラム３の左端の茶葉投入ホッパー１２から投入すると共に、カム軸６１を回転させる。
その後は、回転ドラム３内の螺旋溝３４から茶葉の落下反転状態が円滑に繰り返されて、順次出口方向に送られていくかを確認して、もし途中でバーナーカバー５の屋根に茶葉が乗った場合でも、偏芯カム６によって速やかに落下除去されるかを確認すればよい。
最後に、回転ドラム３の先端の茶葉出口の開口部３１から、高速高温乾燥処理された茶葉を受け取って次工程に送る。従って、至って簡単な作業である。

本装置の作用について説明すると、回転ドラム３の一端から投入された蒸熱処理された茶葉は回転ドラム３内壁の螺旋溝３４に散らばって、回転ドラム３と共に回転される。回転角度が９０度に達した位置になると、茶葉は下方に寄り集まって螺旋溝３４の堰板３６のところで止められて集積され、更に回転ドラム３が回転することによって、寄り集まった茶葉の上層部から落下し始め、回転が１８０度に達すると全ての茶葉が落下して、茶葉は反転されることになる。
この反転落下した茶葉は対向する下側に位置した螺旋溝３４の一条進んだ螺旋溝３４内に入り、回転ドラム３と共に回転される。回転ドラム３の回転角度が９０〜１８０度に達しながら、前述同様に全ての茶葉は反転落下することになる。
そして、再び螺旋溝３４の一条分前進して送られることになる。これを連続的に繰り返すことによって、茶葉は反転を螺旋溝の数だけドラム内を反転しながら回転ドラム３の先端の開口部３１まで送られて排出される。

この間、回転ドラム３の外側下部から加熱バーナーによって外壁が高温になり、回転ドラム３の内壁も高温に熱せられて茶葉の表面に出てきた水分を急速に乾燥させると共に、加えて回転ドラム３の内部に設けられたシュバングバーナー４によって、大量な遠赤外線と高熱（約１５０度から２５０度）が茶葉に当てられるので、茶葉の中から水分が表面に出され、短時間で連続的に急速に乾燥されることになる。
このシュバンクバーナー４は水分保有材料の中心部に向かって水を出す熱が急速に浸透する作用を持っていて、一見網のように見える表面の多孔セラミックにて、一般に豊富な遠赤外線を出すといわれる備長炭同等以上の遠赤外線を放熱するものである。
この結果、茶葉には全く外力が掛けられることなく、自然落下だけで反転を繰り返して回転ドラム３内外壁の両側から高温で急速乾燥されるので、てん茶炉での乾燥と殆んど同一、むしろ、それを上回る好ましい結果となって、緑色の鮮やかな、且つ香りの豊富なお茶が得られることになる。

こうした場合に於いては、蒸熱処理された茶葉の原料の種類や品質および形態に合せて、求める香味と葉色を任意自在に引き出すことができる。
また、非常に大きな利点として、従来から、蒸熱処理された茶葉を高温処理する方法としては、てん茶炉装置があるが、このてん茶炉は大型であって極めて嵩張るもので、しかも設備するのに多大な費用を必要とするものである。

図３は本発明である回転釜加熱処理装置による製茶方法の流れを示す図である。
図３で示すように、本装置で加工処理する前に収穫した茶生葉を蒸熱処理する。蒸熱処理を終了した（湿気を十分含んだ）茶葉を一旦冷却して表面水分を取り除いた後、本装置内へ投入する。本装置は前記茶葉を投入する前に、予め、回転ドラム３の外部バーナー２と、筒内部のシュバンクバーナー４も点火燃焼稼動させて、回転ドラム３内部を約１５０度〜２５０度になるように、一定の高温に保持する。それから前記茶葉を投入ホッパ１２に投入する。投入された茶葉は内壁の螺旋溝３４に沿って、数多くの自然落下反転を繰り返し高温高速で乾燥されて、約５分〜１０分で処理が終了し、回転ドラム３の先端の茶葉出口から排出される。こうして排出されたものを、従来の仕上げ調整用の乾燥機に送られて一連の製造工程が完了するのである。

通常のてん茶の製造は、茶生葉を蒸熱処理して、蒸熱処理を終了した（湿気を十分含んだ）茶葉を一旦冷却して表面水分を取り除いた後、てん茶炉にて長時間かけて、ネットコンベアー上を流しながら乾燥処理するのであって、本発明の装置によって著しく短時間で、同等の乾燥処理を行なうことができる。
そして、本製茶方法によれば、茶葉の本装置への投入量とドラム通過時間、即ち、本装置の回転ドラムの回転速度、及び回転ドラムの内部温度を変化や調整することによって、できあがる茶の色や香味の強弱をも任意に、しかも嗜好に合せて選択し、簡単に変えることも可能となった。
一般にドラム内温度が高く回転速度が遅い場合に香りが高くなり、葉色は鮮やかさが弱まる。反対の場合は葉色が鮮やかさを増し、香りが弱くなる。
こうしたことは茶業界における、画期的なことでもある。

この回転釜加熱処理装置によれば、回転ドラム３外部からの一般的な外部バーナー２の加熱処理に加えて、内部のシュバンクバーナー４による多量な遠赤外線を放出して茶葉内部からの水分も一気に放出されて高温高速で乾燥処理されることとなり、香りの良い高品質なお茶が得られることになる。

尚、該筒内加熱手段（実施例ではシュバンクバーナー４）を前記回転ドラム３の内周壁面における対向面に対して放熱距離を移動させる、距離移動調整機構を設けることも容易に考えられる。
また、筒内加熱手段（実施例ではシュバンクバーナー４）を前記回転ドラム３の内周壁面における対向面に対して放熱角度を変向させる、放熱角度調整機構を設けることも容易に考えられる。

こうした場合においては、茶葉の種類や品質および形態によって、または処理結果での得たい茶の区別に応じた最適な微調整が可能となる。
尚、上記追加構成部を部分的に組み合わせても何等問題なく、利用場面に応じてバリエーションを変化させることが最も好ましい。
例えば、前記被覆板頂部の屋根に乗った茶葉の除去手段を屋根の尾根部に沿った軸上に設けた偏芯カムを簡単な角材やチャンネル材、帯状板材、その他耐熱鋼偏芯ワイヤーブラシにすることも考えられる。

これまで、上記のようにいくつかの実施例を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
趣旨を逸脱しない範囲において、本発明内に含まれるものとする。

本発明の実施例を示す簡略断面側面図である。 本発明の一部を切り欠いた正面図である。 本発明の製茶方法の流れを示す図である。

符号の説明

１ 機枠
１１ カバー体
１２ 投入ホッパ
２ 外部バーナー
３ 回転ドラム
３１ 開口部
３２ 胴部
３３ 案内レール
３４ 螺旋溝
３５ ガイド板
３６ 堰板
３８ ドラムスプロケット
４ シュバンクバーナー
５ バーナーカバー
６ 偏芯カム
６１ カム軸
７ ローラー
８ 駆動スプロケット
８１ チエン
９ 駆動モーター

Claims (4)

1. 機枠に略水平に支承された回転ドラムを設け、当該回転ドラムの外部からの加熱装置と、当該回転ドラムの内壁には所定幅の連続した螺旋溝とすべくガイド板を設けると共に当該両ガイド板に橋渡しされた堰板を前記螺旋溝の一円周を略所定等分すべく位置に設け、更に、前記回転ドラムの筒内に、略下方向に放熱すべく所定角度に保持して配設された加熱手段を設け、当該加熱手段の上部を屋根状に被覆する被覆板を設け、当該被覆板頂部には、屋根に乗った蒸熱処理後の茶葉の除去手段を設けたことを特徴とする回転釜加熱処理装置。
2. 前記回転ドラムの筒内に配設された加熱手段を遠赤外線放熱装置とした請求項１に記載の回転釜加熱処理装置。
3. 前記被覆板の屋根に乗った茶葉の除去手段を屋根の尾根部に沿った軸上に偏芯カムを設けた請求項１または請求項２に記載の回転釜加熱処理装置。
4. 請求項１、請求項２または請求項３に記載の回転釜加熱処理装置にて、蒸熱処理後の茶葉を揉まずに高温高速で加熱処理することを特徴とする製茶方法。

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