专利名称：苶叶末的制造方法及茶叶末制造用球磨机装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用球磨机装置制造茶叶末的方法及茶叶末制造用球磨 机装置。
背景技术：
一直以来，公知的是使用磨石将原料茶叶粉碎，由此制造粉茶及茶叶末的传统的方法。尤其是，使用磨石(millstone)制造粉茶时，由于原料 茶叶必须通过磨的粉碎部，因此，叶脉确实地被切断，可以得到品质优良 的制品。但是，按照该方法，存在的缺点为，茶叶的粉碎耗费时间，另外，用 适度地加、减磨磨需要长时间的经验，另外，每单位时间的生产量少。为解决这一问题，使用球磨机装置制造粉茶及茶叶末的方法(参照特 许文献l、 2及3)已被提案。按照这些方法，使用具有由不锈钢和铁等形 成的锅、和由铬钢、陶瓷、氧化铝或氧化锆等形成的球的球磨机装置将原 料茶叶粉碎来制造茶叶末。但是，按照使用现有的球磨机装置的方法制造的茶叶末与使用磨石制 造的茶叶末相比，滋味、口感差，另外，味觉方面也次之。人为'^^主要原 因是以下几方面，由于用比重大的硬质球打击，茶叶中的尤其是叶脉在粉 碎前压瘪而扁平化且变得柔韧，没有被细细地切断而大量残留，不能使茶 叶均一地微粉末化。另外，在现有的装置中粉碎时茶叶的温度上升，从而 产生使所制造的茶叶末的品质劣化的问题。另外，使用铬钢球等重金属时， 也可能由于磨耗粉的发生造成食品卫生上的问题。特许文献1:特开2000-135057号公报特许文献2:特开2001-45971号公报特许文献3:特开2003-93907号公报
发明内容因此，本发明的课题是提供一种使用球磨机装置可以制造具有和使用 磨石时同样品质的茶叶末，也可以解决食品卫生上的问题的茶叶末的制造 方法。另外，本发明的课题是提供一种适用于使用上述茶叶末的制造方法的 球磨机装置。为解决上述问题，本发明提供一种茶叶末的制造方法，其特征在于， 使用具备合成树脂制的锅的球磨机装置，将茶叶末的原料和合成树脂制的 球封入所述锅中，使所述锅作公转运动或公转及自转运动，从而将所述茶 叶末的原料粉碎。在上述的构成中，优选使用具有所述球的直径的2.6 4倍大小的内径 的所述锅，并且，将同样的4 8个所述球封入所述锅中。另外，在由盖体将所述锅的上端开口密封的状态下，优选将从所述锅 的内部空间的周壁面向底壁面的过渡部分及从周壁面向上壁面的过渡部 分的一方或双方以规定的曲率半径弯曲而形成，使所述过渡部分的曲率半 径与所述球的曲率半径相等或比所述球的曲率半径大。另外，在由盖体将 所述锅的上端开口密封的状态下，优选以所述锅的内部空间的高度约为所 述球的直径的U 1.9倍的方式形成所述锅。在上述的构成中，另外优选将所述球设计为两层结构，该两层结构由 用第一合成树脂形成的球形的核、和用包围在所述核的外侧的第二合成树 脂形成的外皮层构成。另外，在由合成树脂构成的球过度轻量时，优选在 内部装入由金属球构成的芯的球，或球过重时，优选将球的内部做成中空 的球。所述合成树脂只要是对人体没有毒性、耐磨性优异的合成树脂均可以 使用，尤其是优选从由聚乙醛、特氟纶(注册商标)、尼龙、聚乙烯、聚 丙烯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚甲基戊烯、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇 酯中的一种构成的组中选择的聚合物；或者可以是由这些聚合物进行配合后的合成树脂构成的混合物；或者也可以是由这些聚合物的构成单体构成 的共聚物。在上述的构成中，另外，优选以所述锅内的温度为规定温度以下的方 式设定转速或旋转持续时间，使所述锅进行公转运动或公转及自转运动， 从而将所述茶叶末的原料粉碎。为解决上述问题，本发明还提供一种球磨机装置，其适用于制造茶叶 末，具备合成树脂制的锅和合成树脂制的球，且可以使所述涡进行公转运 动或公转及自转运动。在上述的构成中，优选所述锅的内侧空洞部的直径具有所述球的直径的2.6 4倍的大小，且在所述锅中封入4 8个同样的所述球。另外，再优选在用盖体将所述锅的上端开口密封的状态下，从所述锅 的内部空间的周壁面向底壁面的过渡部分及从所述周壁面向上壁面的过 渡部分的一方或双方以规定的曲率半径弯曲，所述过渡部分的曲率半径与 所述球的曲率半径相等或比所述球的曲率半径大。另外，优选在用盖体将所述锅的上端开口密封的状态下，所述锅的内 部空间的高度约为所述球的直径的Ll 1.9倍。根据本发明，因为使用比重小的软质球，所以，直到叶脉被细细地粉 碎，也不会象使用现有的比重大的硬质球时那样，茶叶尤其是叶脉在粉碎 前压瘪而扁平化且变得柔韧。另外，根据本发明，锅及球都由合成树脂形 成，因此，利用由于球、锅及茶叶相互接触及碰撞发生的静电，可以将粉 碎过程中的茶叶的碎片很好地分散并与锅及球碰撞。其结果是，茶叶的叶脉被和使用磨石时同样程度地细细地切断，茶叶 被均一地微粉末化到和市场出售的茶叶末同程度的大小(茶叶末的平均大 小约3 4um)。而且，所得到的茶叶末和使用磨石制造的茶叶末具有同 样的品质。
图l是表示锅被固定在球磨机装置的旋转台上的状态的立体图。另外， 图中，省略球磨机装置的操作板部及在运转中保护旋转的锅的保护罩等；图2是表示球磨机装置的锅的一实施例的图，(A)是立体图，(B)是 纵剖面图；图3是表示球被收容在锅内的状态的图，(A)是平面图，(B)是纵剖
面图4是表示球磨机装置的锅的另一实施例的图，(A)是球被收容在锅
内的状态的平面图，(B)是其纵剖面图5是说明利用图4的实施例的粉碎过程中锅内的球的运动状态的图； 图6是表示球的直径、和锅、球磨机装置的动作开始后、直到球间的
碰撞声消失的时间的关系的图表；
图7是使用本发明的方法得到的茶叶末的光学显微镜照片； 图8是使用本发明的方法得到的茶叶末的光学显微镜照片； 图9是使用具备不锈钢制的锅及球的球磨机装置得到的茶叶末的光学
显微镜照片；
图IO是使用磨石得到的茶叶末的光学显微镜照片； 图11是粉碎前的壳聚糖的光学显微镜照片； 图12是使用本发明的方法粉碎的壳聚糖的光学显微镜照片。 符号说明
1、 旋转台
2、 锅旋转台座
3、 锅
4、 锅主体 4a、周壁面 4b、底壁面 4c、过渡部分
5、 盖体
6、 内侧空洞部
7、 环状衬垫
8、 球
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的最佳实施例进行说明。根据本发明的最佳 实施例的茶叶末的制造方法，首先，具备合成树脂制的锅和合成树脂制的 球，而且，准备好可以使锅进行公转及自转运动的球磨机装置。
图1是表示锅被固定在该球磨机装置的旋转台上的状态的立体图。另 外，在图1中，省略球磨机装置的操作板部及在运转中保护旋转的锅的保 护罩等。本发明的方法使用的球磨机装置除锅及球以外，和公知的球磨机装置 具有同样的构成。因此，下面省略有关球磨机装置的锅及球以外的构成要 素的详细说明。参照图1，球磨机装置具有圆盘状的旋转台1、在旋转台1上配置的 锅旋转台2。旋转台1绕其中心轴旋转驱动，锅旋转台2分别绕其中心轴、、相对于旋转台1旋转驱动。在内部封入了球及茶叶末原料的锅3以直立状 态牢固地固定在锅旋转台2上，且通过旋转台1的旋转驱动进行公转运动， 另外，通过锅旋转台2的旋转驱动进行自转运动。图2是表示锅的一实施例的图，(A)是立体图，(B)是纵剖面图。如 图2所示，锅3由一端封闭的圆筒状的锅主体4和通过环状衬垫7可将锅 主体4的另一端开口封闭的盖体5构成。另外，从锅主体4的内侧空洞部 6的周壁面4a向底壁面4b的过渡部分4c以规定的曲率半径弯曲而形成。锅3及球8由合成树脂形成。合成树脂只要是对人体无毒性、耐磨性 优异的合成树脂都可以使用，尤其是优选从由聚乙醛、特氟纶(注册商标)、 尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚甲基戊烯、聚醚砜、聚 对苯二甲酸乙二醇酯中的一种构成的组中选择的聚合物；或者，也可以是 将这些聚合物进行配合的混合物；或者，也可以是由这些聚合物的构成单 体构成的共聚物。另外，不必总是将由同一种类的合成树脂形成的锅3及球8组合使用， 也可以将由不同种类的合成树脂形成的锅3及球8组合使用。锅3只要其内壁面是合成树脂制即可，为防止变形等，在形成内壁面 的合成树脂层的外侧，做成具有由不锈钢和铁等金属构成的外皮的锅也可 以。为实现良好的粉碎，只要根据球8及锅3的尺寸、以及茶叶末的原料 的种类适当地变化球8的比重而使用即可。作为改变球8的比重的方法有 改变比重的方法、或增大比重的方法、或者减小比重的方法。其中，改变 比重的方法为准备相互比重不同的两种合成树脂，将球8设计成双层结
构，该双层结构为由用第一合成树脂形成的球形的核、和由包围在核的外 侧的第二合成树脂形成的外皮层构成；增大比重的方法为在球8的内部 装入由金属球构成的芯而增大比重；减小比重的方法为将球8的内部作 成中空而使其比重减小。
图3是表示球被收容在锅内的状态图，(A)是平面图，(B)是纵剖面 图。参照图3，从锅3的内侧空洞部6的周壁面4a向底壁面4b的过渡部 分4c的曲率半径r和球8的曲率半径相等或比其大。
另外，锅3的内侧空洞部6的直径s具有球8的直径R的2.6 4倍的 大小，且在锅3内收容有4 8个同样的球8。
根据本发明的茶叶末的制造方法，将封入了茶叶末原料及球8的锅3 安装于球磨机装置上，使球3进行公转及自转运动。
根据本发明的茶叶末的制造方法，茶叶的叶脉被和使用磨石时同程度 地细细地切断，茶叶可以均一地微粉末至和市场销售的茶叶末同样大小。 这样，可以得到和使用磨石制造的同样品质的茶叶末。
下面，将锅及球实际地做成，并进行是否可得到所希望的结果的演示 实验。演示实验的内容如下。
作为球磨机装置的锅，做成以下两种锅。
(a) 锅1#:内径s-40mm、深度d=40mm的聚乙醛制锅
(b) 锅2#:内径s-40mm、深度d=40mm的不锈钢制锅 另外，作为球，做成以下三种球。
(c) 球1#:放入铁球且尼龙包裹的球(比重约3.2、直径R45mm、 个数为6个)
(d) 球2#:尼龙制成的球(比重约1.1、直径R45.89mm、个数为6
个)
(e) 球3#:不锈钢制成的球(比重约7.9、直径R45mm、个数为6
个)
实施例1
使用锅1#和球1#的组合，作为茶叶末的原料使用点茶5g，以公转 600rpm及自转600rpm的转数，且使公转及自转的旋转方向相互逆向，使 球磨机装置工作10分种来制造茶叶末。图7中表示有所得到的茶叶末的 光学显微镜照片。 实施例2使用锅1#和球2#的组合，同量使用和实施例1相同的点茶，以公转 600rpm及自转600rpm的转数，且使公转及自转的旋转方向相互逆向，使 球磨机装置工作20分种来制造茶叶末。图8中表示有所得到的茶叶末的 光学显微镜照片。比较例1使用锅2#和球3#的组合，同量使用和实施例1同样的点茶，以公转 600rpm及自转600rpm的转数，且使公转及自转的旋转方向相互逆向，使 球磨机装置工作10分种来制造茶叶末。图9中表示有所得到的茶叶末的 光学显微镜照片。比较例2使用磨石，并使用和实施例1同样的点茶制造茶叶末。图10中表示 有所得到的茶叶末的光学显微镜照片。将实施例l、 2的结果和比较例1、 2的结果进行比较研究。在实施例1中，叶脉被确实地切断，点茶被均一地微粉末化，被粉碎 成和在比较例2中所得到的粉茶大致同程度的大小。所得到的茶叶末手感 也和在比较例2得到的粉茶同样。在实施例2中，和实施例l的情况同样，点茶被均一地微粉末化，得 到比在比较例2中得到的粉茶小的粒径。在比较例1中，能看到大的粒径的粉茶，另外，叶脉被压聽，没有被 细细地切断。手感与在比较例2中得到的粉茶相比有几分粗糙感。味道也 有几分涩。图4是表示锅的另外的实施例的图，(A)是球被收容在锅内的状态的 平面图，(B)是其纵剖面图。图4的实施例和图3的实施例只是锅的内部 结构不同。因此，图4中，对和图3相同的构成要素付与同一的符号，且 省略详细的说明。参照图4，在该实施例中，在用盖体5将锅主体4的上端开口密封的 状态下，从锅3的内部空间6中的周壁面4a向底壁面4b的过渡部分4c、
及从周壁面4a向上壁面的过渡部分4d都以规定的曲率半径r弯曲形成。 这时，过渡部分4c、 4d的曲率半径r和球8的曲率半径相等或比其大。在该实施例中，另外，在用盖体5将锅主体4的上端开口密封的状态 下，锅3的内部空间6的高度d约为球8的直径R的l.l 1.9倍。因此， 在该实施例中，锅3内的球8不能配置成两层。和图3的实施例同样，锅3的内侧空洞部的直径s具有球8的直径的 2.6 4倍的大小，且在锅3中封入4 8个同样的球8。然后，将封入了茶叶末原料及球8的锅3安装于球磨机装置上，使球 磨机装置进行公转及自转运动。该实施例是粉碎过程的初期阶段，在未继续粉碎前，球8在进行行星 运动的锅3内运动时，由于茶叶的粘性大，球8的运动无秩序，球8之间 的碰撞、球8和锅3内壁间的碰撞频繁发生(参照图5 (A))，从而发生 起因于此的碰撞声。而且，在该碰撞的时候，茶叶进入球8间、及球8和 锅3内壁之间被粉碎。伴随着球8之间、及球8和锅3内壁之间的碰撞，茶叶被粉碎而变细 时，茶叶产生的粘性降低，对球8的运动给予无秩序度的力变弱，球8整 体开始作井然有序的运动，不会产生上述的碰撞(参照图5 (B))，随之 碰撞声消失。而且，之后，茶叶主要是依靠球8的集合体和锅3内壁的相 对运动产生的剪断力被粉碎，且被微粉化。球磨机装置的工作开始后直到碰撞声消失的时间，依赖于锅3的公转 速度、自转速度、原料茶叶的种类、所制造的茶叶末的量或粒径等。若公 转速度、自转速度、原料茶叶的种类、及制造的茶叶末的量全部相同，则 粉的粘度变大时时间变长，另外，若公转速度、自转速度、及原料茶叶的 种类相同，则制造的茶叶末的量增多时时间变长。其结果是，产生碰撞声期间的粉碎过程是粗粉碎过程，碰撞声消失后 的粉碎过程是进一步向微细的粒径的粉碎过程。为了使茶叶末进一步微粉 化，最好使碰撞声消失后的粉碎过程继续进行。在该实施例中也和图1 图3的实施例的情况同样，可以得到品质和 使用磨石所制造的茶叶末同程度的茶叶末。根据本发明的方法，随着锅的公转或自转运动的速度变大，另外，随
着公转及自转运动的持续时间加长，锅内的温度上升。该温度上升起因于 碰撞及剪断的力双方。
可是，在原料茶叶粉碎时，锅内的温度上升急剧时，所制造的茶叶末 由于热的作用退色，有时使香味和风味等的品质降低。因此，制造优良的
茶叶末时，理想的是在50'C以下的低温下进行粉碎。因此，理想的是以粉 碎时的锅内的温度上升被控制在约5(TC以下的方式，设定球磨机装置的转 速及旋转持续时间。
该转速及旋转持续时间的设定，例如，反复进行预先试验的粉碎，用 红外线放射温度计等测定粉碎终了之后的温度，基于此时取得的数据，确 定锅及球的尺寸、原料茶叶的种类及每次制造的茶叶末的量等、粉碎时的 温度上升达到约5(TC以下的转速及旋转持续时间的范围，并将其制成表格 化，实际运转时只要每次根据其表格进行即可。
在该实施例中，也将锅及球实际地做成，并进行是否能够得到所希望 的结果的演示实验。演示实验的内容如下。
(f) 锅3#:内径s410mm、深度d=65mm、从周壁面至底壁面及上 壁面的过度部分的曲率半径产20mm的聚乙醛制锅。
另外，作为球，做成以下所述的球。
(g) 球4#:聚乙醛制的球(比重约1.45、直径R-35mm、个数为5
个)
实施例3
使用锅3#和球4#的组合，作为茶叶末的原料，使用点茶、玉露、煎 茶、茎茶、焙制茶各50g，以公转300 320rpm及自转600 640rpm的转 数，且使公转及自转的旋转方向相互逆向，使球磨机装置工作20 60分 种来制造茶叶末。
测定了所得到的茶叶末的粒度分布的部分，在该演示实验时也被确认 是和图1 图3的实施例同样的粒度分布。 实施例4
另外，准备不同直径的聚乙醛制的球各5个，使用锅3#，使用茎茶及 点茶50g作为茶叶末的原料，和实施例3同样，以公转300 320rpm及自 转600 640rpm的转数，且使公转及自转的旋转方向相互逆向，测定使球
磨机装置工作直到球的碰撞声消失的时间。将测定结果表示在图6的图表中。在图6的图表中，纵轴表示球磨机 装置的动作开始后直到碰撞声消失的时间(分)，横轴表示球的直径(mm)。 由图6可知，锅的直径为110mm时，若球的直径为36.7mm，消声时间约 为20分，和另一直径的球相比为其一半。由此可知，在茶叶末的粉碎过 程中，锅的直径和球的直径的比率影响很大。以上，对本发明的最佳的实施例进行了说明，但是，本发明的方法不 仅可应用于茶(茎茶、粗茶、煎茶、玉露、点茶)的微粉末化，而且可以 应用于生药(中药)和壳聚糖的微粉末化、干燥食品(鲣节、海带、蘑菇、 干燥鲍鱼等)的微粉末化、珍珠的微粉末化、药品的微粉末化。图11及图12表示说明将本发明的方法应用于壳聚糖(chitosan)的微粉末化所得到的结果的光学显微镜照片。图11是粉碎前的壳聚糖的光学 显微镜照片，图12是使用本发明的方法粉碎的壳聚糖的光学显微镜照片。 从图11和图12的比较可知，虽然壳聚糖一直是强纤维品质，进行微粉碎 困难，但是，若使用本发明的方法，也可以和茶叶同样极其容易地、均一 地进行微粉末化。
权利要求
1. 一种茶叶末的制造方法，其特征在于，使用具备合成树脂制的锅 的球磨机装置，将茶叶末的原料和合成树脂制的球封入所述锅中，使所述 锅作公转运动或者作公转及自转运动，从而将所述茶叶末的原料粉碎。
2. 如权利要求1所述的茶叶末的制造方法，其特征在于，使用具有所 述球的直径的2.6 4倍大小的内径的所述锅，并且，将同样的所述球4 8个封入所述锅中。
3. 如权利要求1或权利要求2所述的茶叶末的制造方法，其特征在于， 在由盖体将所述锅的上端开口密封的状态下，将从所述锅的内部空间的周 壁面向底壁面的过渡部分及从周壁面向上壁面的过渡部分的一方或双方 以规定的曲率半径弯曲而形成，使所述过渡部分的曲率半径与所述球的曲 率半径相等或比所述球的曲率半径大。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的茶叶末的制造方法，其特征在于， 在由盖体将所述锅的上端开口密封的状态下，以所述锅的内部空间的高度 约为所述球的直径的U 1.9倍的方式形成所述锅。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的茶叶末的制造方法，其特征在于， 将所述球设计为两层结构，该两层结构由用第一合成树脂形成的球形的 核、和用包围在所述核的外侧的由第二合成树脂形成的外皮层构成。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的茶叶末的制造方法，其特征在于， 在所述球的内部装入由金属球构成的芯，或将所述球的内部做成中空。
7. 如权利要求1 6中任一项所述的茶叶末的制造方法，其特征在于， 所述合成树脂是从由聚乙醛、特氟纶(注册商标)、尼龙、聚乙烯、聚丙 烯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚甲基戊烯、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯 中的一种构成的组中选择的聚合物，或是该聚合物的混合物，或是由该聚 合物的构成单体构成的共聚物。
8. 如权利要求1 7中任一项所述的茶叶末的制造方法，其特征在于， 以所述锅内的温度为规定温度以下的方式设定转速或旋转持续时间，使所 述锅进行公转运动或公转及自转运动，从而将所述茶叶末的原料粉碎。
9. 一种球磨机装置，适用于制造茶叶末，其具备合成树脂制的锅和合 成树脂制的球，且可以使所述锅进行公转运动、或公转及自转运动。
10. 如权利要求9所述的球磨机装置，其特征在于，所述锅的内侧空 洞部的直径具有所述球的直径的2.6 4倍的大小，且在所述锅中封入4 8个同样的所述球。
11. 如权利要求9或10所述的球磨机装置，其特征在于，在用盖体将 所述锅的上端开口密封的状态下，从所述锅的内部空间的周壁面向底壁面 的过渡部分及从所述周壁面向上壁面的过渡部分的一方或双方以规定的 曲率半径弯曲，所述过渡部分的曲率半径与所述球的曲率半径相等或比所 述球的曲率半径大。
12. 如权利要求9 11中任一项所述的球磨机装置，其特征在于，在 用盖体将所述锅的上端开口密封的状态下，所述锅的内部空间的高度约为 所述球的直径的1.1 1.9倍。
全文摘要
本发明提供一种使用球磨机装置可以制造与使用磨石时具有同样品质的茶叶末的方法。使用具备合成树脂制的锅的球磨机装置，将茶叶末的原料和合成树脂制的球封入锅中，使锅作公转运动或公转及自转运动，从而将茶叶末的原料粉碎。
文档编号A23F3/06GK101146454SQ20068000890
公开日2008年3月19日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者伊藤嘉昭, 吉门进三, 日高重助, 早川洁, 渡边祐子, 白川善幸 申请人:学校法人同志社;国立大学法人京都大学;株式会社福寿园