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Verfahren zur Herstellung eines aufgussfertigen, praktisch löslichen Kaffeekonzentrates
Es ist bekannt, dass bei der Herstellung von getrockneten Kaffee-Extrakten, beispielsweise in Pulverform, eine besondere Geschmacks- und Aromafülle erhalten bleibt, wenn kolloidale KaffeeExtraktstoffe zugefügt werden. In jüngster Zeit (österr. Patentschrift Nr. 252699) ist der Vorschlag gemacht worden, ein mit den Aromastoffen des Kaffees versetztes Kaffee-Extraktpulver dadurch zu gewinnen, dass man aus einem gemahlenen Röstkaffee in einer üblichen Extraktion einen Dicksaft gewinnt, der mit einer Lösung von Röstkaffee-Aromastoffen in Öl, insbesondere Kaffeebohnenöl, emulgiert wird.
Das Besondere dieses Vorschlages liegt darin, dass zusätzlich eine kleine Menge, beispielsweise 2 bis 3%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Dicksaftes, eines kolloidfein zermahlenen Röstbohnenkaffeemehles vor der anschliessenden Gefriertrocknung des Dicksaftes zugesetzt wird. Die Überprüfung dieses Vorschlages hat gezeigt, dass der Verwirklichung eines solchen Verfahrens erhebliche Schwierigkeiten im Wege stehen. Ganz abgesehen davon, dass es sich bei einem solchen Produkt nicht um einen echten Kaffee-Extrakt, sondern um ein Material handelt, das zusammen mit dem Extraktpulver nichtextrahiertes, frisches Röstbohnenkaffeemehl enthält, ergeben sich Schwierigkeiten bei dem Wiederauflösen dieses Materials.
Die zugesetzten nichtextrahierten Kolloidanteile neigen zu unkontrollierbaren Ausflockungen, die den Wert des Mischproduktes mindern oder gar zu unbrauchbaren Produkten führen.
In den nicht vorveröffentlichten österr. Patentschriften Nr. 277730 und Nr. 277731 werden Verfahren zur Herstellung von aufgussfertigen, praktisch löslichen Kaffeekonzentraten mit verbesserter Geschmacksfülle geschildert. Beide Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass kolloidfein vermahlener Kaffee bei der Herstellung des löslichen Kaffeekonzentrates mitverwendet wird, wobei jedoch kennzeichnend gegenüber den Verfahren aus dem Stand der Technik ist, dass die Verfahrensstufen von Kolloidmahlung und Extraktion miteinander verbunden werden. So wird beispielsweise in der Patentschrift Nr. 277731 ein Teil des für die Extraktion vorgesehenen Röstkaffees einer Kolloidmahlung unterworfen, das Mahlgut mit dem andern Teil des Röstkaffees, der in üblicher Weise vorgemahlen ist, vermischt und dann dieses Gemisch extrahiert.
Man erhält dabei eine flüssige Extraktphase, die einen beträchtlichen Anteil an geschmacksbildenden und geschmacksbewahrenden Kolloidstoffen enthält. Durch aromaschonende Auftrocknung kann daraus ein verbessertes, lösliches Kaffeeprodukt erhalten werden, das nicht nur als solches, sondern insbesondere auch in Abmischung mit üblichem, löslichem Kaffeetrockenpulver eine neuartige Geschmacksfülle entfaltet.
In den genannten Patentschriften wird dabei als wesentlicher Bestandteil des Verfahrens die Methode geschildert, durch die eine Ausflockung des Kolloidanteiles im Extrakt und auch nach dem Wiederauflösen des Trockenproduktes mit Sicherheit vermieden werden kann. Entscheidend hiefür ist die pH-Wertsregulierung des kolloidhaltigen Anteiles vor dem Auftrocknen. Stellt man den PH-Wert der kolloidhaltigen Extrakte vor dem Auftrocknen auf Werte unter 5,0, beispielsweise auf Werte von 4,3 bis 4,9, dann wird ein Trockenprodukt erhalten, bei dem unerwünschte Ausflockungen in der späteren Verwendung mit befriedigender Sicherheit vermieden werden können. Durch diese verhältnismässig niedrige PH-Werts-Wahl können allerdings unerwünschte Sekundäreffekte hervorgerufen werden.
So
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wird ein derart sauer eingestellter Kaffee von einem nicht unbeträchtlichen Teil der Verbraucher als zu sauer empfunden. Es kann darüber hinaus bei der Zugabe von Milch zum Kaffee zu Ausflockungen des Milcheiweisses kommen.
Wie man auch diesen Schwierigkeiten begegnet, ist in den genannten älteren Patentschriften geschildert. Es hat sich nämlich erstaunlicherweise gezeigt, dass der Kolloidanteil des im genannten sauren pH-Bereich aufgetrockneten Kaffees selbst dann stabil ist, wenn er mit einem im pH-Wert normal eingestellten Kaffee vermischt wird. Selbst wenn beträchtliche Mengen eines üblichen, beispielsweise durch Sprühtrocknung gewonnenen Kaffee-Extraktes, mit dem kolloidhaltigen Kaffee-Extrakt vermischt werden, so dass nur ein Viertel bis ein Drittel des kolloidhaltigen Extraktes im Endprodukt vorliegt, bleibt der kolloide Anteil beim Aufgiessen stabil.
Es ergibt sich daraus die prinzipielle Lehre, zur Herstellung eines kolloidreichen und damit aromareicheren gefriergetrockneten Kaffees zwei Chargen getrennt zu extrahieren und aufzuarbeiten-wobei die eine Charge kolloidreich ist-und dann die beiden Trockenprodukte miteinander zu vermischen. Dabei lässt sich geschmacklich der höchste Genusswert dann erzielen, wenn der Kolloidanteil an der gesamten Trockenmasse zwischen etwa 10 und 155fa liegt.
Es ergibt sich damit die Notwendigkeit, den Kolloidgehalt der einen Charge verhältnismässig hoch zu
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Die Erfindung, die von dem in den genannten älteren Patentschriften geschilderten Erkenntnissen ausgeht, auf ihnen aufbaut und sie mitverwendet, betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung des kolloidhaltigen Trockenproduktes. Dieses Trockenprodukt kann als solches zu einem Kaffee mit verbesserter Geschmacksfülle aufgegossen werden, insbesondere eignet es sich jedoch auch hier wieder für den Verschnitt mit trockenen Kaffee-Extrakten, die in konventioneller Weise hergestellt worden sind.
Dem neuen Verfahren liegt die überraschende Feststellung zugrunde, dass die Geschmacksfülle des gerösteten Frischkaffees bei seiner Verarbeitung zu löslichen Trockenprodukten dann besonders wirkungsvoll erhalten bleibt, wenn die Extraktion des gerösteten Frischkaffees nicht einfach mit Wasser, sondern mit einem wässerigen Extraktionsmittel durchgeführt wird, das eine nicht unbeträchtliche Menge an kolloidfeinen Kaffeefeststoffen enthält. Die Erklärung dieses Effektes möge dahingestellt sein.
Tatsache ist, dass die Mitverwendung von kolloiden Kaffeefeststoffen im Extraktionsmittel bei der Extraktion des frischen Röstkaffees einerseits zu einer unerwarteten Entwicklung und Bewahrung des Kaffeegeschmacks im Fertigprodukt führt, anderseits eine noch grössere Sicherheit gegen unerwünschte Ausflockungen des Kolloidanteiles beim Aufgiessen des Trockenproduktes mit heissem Wasser gibt.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung eines aufgussfertigen, praktisch löslichen Kaffeekonzentrates mit verbesserter Geschmacksfülle durch Extraktion von gemahlenem Röstkaffee und Auftrocknen des Extraktes, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist,
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mung dieser Kolloide extrahiert, den dabei angefallenen Extrakt auf einen pH-Wert unter etwa 5,0 einstellt und den Extrakt schliesslich zu einem Trockenprodukt auftrocknet.
Das neue Verfahren sieht also vor, dass zunächst eine wässerige Lösung bzw. Aufschlämmung kolloidal vermahlener Röstkaffeefeststoffe hergestellt und dann hiemit frischer Röstkaffee extrahiert wird. Der zu extrahierende Röstkaffeeanteil kann gleicher oder verschiedener Provenienz wie der kolloidale Kaffeeanteil sein. Bevorzugt wird es gemäss der Erfindung, zur Extraktion eine kolloidhaltige Flüssigphase einzusetzen, deren Kolloidfeststoffgehalt unterhalb von 10 Gew. -0/0 - bezogen auf diese Flüssigphase - liegt. Vorzugsweise macht der Kolloidanteil bis etwa 5 Grew.-% aus, wobei in der Regel mit Kolloidgehalten von 2 bis 5 Gew. -0/0 gearbeitet wird.
Als kolloidale Teilchengrösse wird dabei der Bereich bis etwa 10 li bezeichnet, wobei der Durchschnittswert der Grösse der Einzelteilchen im Bereich von 3 bis 10 p liegt.
Die Gewinnung dieser kolloidhaltigen, wässerigen Flüssigphase für die Kaffee-Extraktion erfolgt in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung derart, dass der auf kolloide Teilchengrösse aufzuarbeitende Kaffeeanteil nicht unmittelbar der Kolloidmahlung, sondern zunächst einer Vorextraktion unterworfen wird. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird der auf eine mässige Teilchengrösse - Mahlung z. B. auf zirka 2 bis 3 mm-vorgebrochene Röstkaffee zunächst einer Extraktion unter milden Bedingungen unterworfen. Es eignen sich hier insbesondere Temperaturen unter 100 C, wobei in Extrak- tionskolonnen unter Normaldruck gearbeitet werden kann.
Es kann dabei zweckmässig sein, die dabei abgezogene Menge des Flüssigextraktes etwa gleich der Menge des in dieser Verfahrensstufe eingesetzten Kaffeeausgangsmaterials zu wählen. Dieser Vorextrakt kann in einer späteren Verfahrensstufe dem
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Produkt wieder zugefügt werden. Hierauf wird noch eingegangen.
Der so vorextrahierte Röstkaffee - der sich natürlich jetzt leichter und damit aromaschonender ver- mahlen lässt als trockener Röstkaffee - wird der Kolloidmahlung zugeführt. Diese kolloidale Feinstver- mahlung lässt sich am besten als Nassmahlung unter Wasserzusatz durchführen. Hier und auch in den sonstigen Verfahrensstufen wird die Verwendung von enthärtetem Wasser bevorzugt. Am besten lässt sich die Kolloidvermahlung durchführen, wenn die Wassermenge ein Mehrfaches des trockenen Einsatzgewichtes des Röstkaffees ausmacht, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem
Mengenverhältnis von etwa 5 bis 12 : I, insbesondere etwa 9 : 1 gearbeitet wird.
Die Kolloidmahlung des vorextrahierten Materials erfolgt zweckmässigerweise in mehreren Stufen.
Zunächst kann die Aufschlämmung einer Vorzerkleinerung zugeführt werden, die zweckmässigerweise in einer Zahn-Kolloidmühle durchgeführt wird. Danach folgt eine weitere Feinzerkleinerung, für die sich z. B. eine Carborund-Scheibenmühle gut eignet. Allerdings hat es sich auch hier gezeigt, dass zweckmässigerweise in wenigstens zwei Gängen gearbeitet wird. Man erzielt zunächst einen durchschnittlichen Feinheitsgrad von 100 bis 50011. Dieser Feinheitsgrad ist aber noch nicht ausreichend, um ein stabiles Kolloid zu erzielen, so dass z. B. in einer Mühle gleichen Systems, aber engerer Einstellung durch eine weitere Zerkleinerung der angestrebte Durchschnittswert der Grösse der Einzelteilchen von
3 bis 10 erreicht wird.
Die auf diese Weise gewonnene kolloidreiche Flüssigphase weist bereits einen gewissen viskosen Charakter auf.
Da in den konventionellen Mahlvorrichtungen stets nur ein Teil der Feststoffe auf die gewünschte Kolloidfeinheit gemahlen wird, empfiehlt es sich, den Kolloidanteil in an sich bekannter Weise von dem noch nicht kolloiden Anteil abzutrennen. Geeignet sind hier Zentrifugen oder andere Dekantiersysteme. Der Dekanterrückstand kann erneut durch die Kolloidmühle in Feinsteinstellung gegeben werden, wobei zweckmässigerweise erneut Wasser, z. B. wieder im Verhältnis 9 : 1 (Wasser zu Trockengewicht des Feststoffes) zugesetzt wird.
Unter Benutzung konventioneller Mahlvorrichtungen hat es sich gezeigt, dass man auf diese Weise kolloidhaltige Mahlflüssigkeiten erhalten kann, deren Kolloidanteil unterhalb 10 Grew.-%, beispielsweise im Bereich von 2 bis 5 Gel.-% liegt. Diese Flüssigkeiten sind hervorragend zur anschliessenden Extraktion frischen Röstkaffees geeignet.
Der bei der Kolloidmahlung angefallene Rückstand mit grösseren Teilchen kann in konventioneller Weise für die Gewinnung von löslichen Kaffee-Extrakten eingesetzt werden. So empfiehlt sich seine Extraktion in Autoklaven mit Rührwerk. Das Material ist in der Regel für eine übliche Kolonnenextraktion weniger geeignet, weil die Feinstvermahlung bei hoher Schichtung ohne Rühren in der Kolonne die Durchdringung des Materials mit heissem Wasser und hohem Druck schwierig oder unmöglich macht. In einem Autoklaven mit Rührwerkbehälter ergeben sich jedoch keine Schwierigkeiten. Es werden dabei die gleichen Ausbeuten erreicht wie im üblichen Kolonnenverfahren. Der hiebei gewonnene Extrakt kann in einer Ausführungsform der Erfindung für die Gewinnung des kolloidhaltigen Endproduktes eingesetzt werden.
Auch hierauf wird später eingegangen. Der zweckmässigerweise in dieser letzten Stufe erschöpfend extrahierte Rückstand wird verworfen.
Mit der gegebenenfalls vereinigten kolloidhaltigen Mahlflüssigkeit wird jetzt frischer Röstkaffee extrahiert. Auch hier wird es in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, diese Extraktion mehrstufig derart durchzuführen, dass zunächst in einer ersten Extraktionsstufe unter milden Bedingungen gearbeitet wird. Insbesondere werden hiebei Temperaturen von 80 bis 1000C nicht überschritten und gleichzeitig etwa bei Normaldruck gearbeitet. Es wird dabei vorzugsweise bei diesen Bedingungen eine erste Fraktion derart abgezogen, dass die Flüssigkeitsmenge etwa dem Einsatzgewicht an Kaffee entspricht. Der Feststoffgehalt liegt dann bei etwa 10 bis 15 Gel.-%. Die Lösung ist bemerkenswert trüb, d. h., der Kolloidanteil ist sehr hoch.
Dieser ersten Extraktionsstufe folgt eine übliche Nachextraktion bei erhöhten Temperaturen und zweckmässigerweise erhöhtem Druck. Die Anzahl dieser nachfolgenden Extraktionsstufen, die Höhe der Temperatur und des Druckes sowie das Schaltsystem der Kolonne, wird in an sich bekannter Weise davon bestimmt, welche Ausbeuten an Trockensubstanz, bezogen auf das Einsatzgewicht an Kaffee, erzielt werden sollen. Auch die Extraktionsstufen, die der ersten, unter milden Bedingungen durchgeführten Extraktion folgen, zeigen noch kolloidale Trübung, wenn auch in verringertem Umfang. Der dabei gewonnene vorzugsweise erschöpfend extrahierte Rückstand kann verworfen werden.
Als Ergebnis der bisher geschilderten Verfahrensstufen liegen nunmehr verschiedene Flüssigphasen vor. Diese sind zunächst aus der Stufe der Kolloidgewinnung der Vorextrakte sowie der Rückstandsextrakt bei der erschöpfenden Extraktion des nichtkolloidal gemahlenen Anteiles. Aus der Extraktionsstufe des
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frischen Röstkaffees mit der kolloidhaltigen Flüssigkeit werden der Vorextrakt aus der Extraktion unter milden Verfahrensbedingungen und wenigstens ein Extrakt aus der anschliessenden erschöpfenden Extraktion des Ausgangsmaterials gewonnen. Erfindungsgemäss wird es nun weiterhin bevorzugt, wenigstens die kolloidhaltigen Extrakte zu vereinigen und gemeinsam weiterzuverarbeiten. In einer besonders zweckmässigen Ausführungsform können auch die Extraktphasen zugemischt werden, die bei der Kolloidgewinnung angefallen sind.
In der für die Erfindung typischen Ausführungsform liegt der Kolloidanteil im Bereich bis etwa 400/0 der vereinigten Extraktstoffe und beträgt beispielsweise etwa 20 bis 35%. In Abhängigkeit von dem Gesamtfeststoffgehalt der Extrakte kann jetzt eineAufkonzentrierung der Extrakte bzw. des Extraktgemisches wünschenswert sein. Die Höhe der Konzentration des Extraktes vor der Trocknung richtet sich dabei im wesentlichen nach der gewünschten Beschaffenheit des Endproduktes.
Will man z. B. geschäumt Granulate und ein spez. Gewicht des Trockenproduktes entsprechend den üblichen Sprühkaffees erzielen, so sollte man in der Trockenstufe von einem Kaffee-Extrakt mit 28 bis 361o Feststoff ausgehen. Für die Gewinnung von kristallinen Granulaten genügt dagegen schon eine Vorkonzentration auf 18 bis 221o Feststoffgehalt. Diese Vorkonzentration wird in an sich bekannter Weise unter aromaschonenden Bedingungen durchgeführt ; besonders geeignet ist hiefür die Eiskonzentration.
Vor der Auftrocknung des kolloidhaltigen Extraktes bzw. Extraktgemisches wird die bereits in den genannten älteren Patentschriften geschilderte pH-Wertseinstellung vorgenommen. Auch hier wird wieder der pH-Wert auf den Bereich von beispielsweise 4, 3 bis 5, 0, vorzugsweise oberhalb 4, 5, eingestellt.
Besonders bevorzugt kann der Bereich von 4,7 bis 4,9 sein. Zur pH-Wertsregulierung wird es auch hier bevorzugt, kaffee-eigene Bestandteile einzusetzen. Es wird also dazu ein unter vergleichsweise scharfen Bedingungen und deswegen stärker saurer Kaffee-Extrakt, dessen pH-Wert auch noch durch eine Behandlung mit Ionenaustauschharzen reguliert sein kann, in einer solchen Menge zugesetzt, dass der gewünsche Aziditätsgrad eingestellt wird. Das Mischprodukt wird dann in konventioneller Weise in ein Trockenprodukt umgewandelt. Bevorzugt ist hier die Gefriertrocknung. Es fällt ein sofort lösliches Kaffeepülver an, das durch einen beachtlichen Gehalt an kolloidfein vermahlenen Feststoffen gekennzeichnet ist.
Die aromabewahrende und geschmacksentfaltende Wirkung dieses Bestandteiles ist so gross, dass damit erhebliche Mengen an normalem Kaffee-Extraktpulver veredelt werden können. Im einzelnen wird hier auf die Angaben der genannten älteren Patentschriften verwiesen.
In einer weiteren, besonderen Ausführungsform der Erfindung kann eine geschmackliche Variation dadurch erreicht werden, dass den kolloidhaltigen Extrakten vor der Auftrocknung ein durch Abstreifen mit Wasserdampf erhaltenes Aromenkonzentrat zugesetzt wird. Bei dieser unter dem Namen "stripping" bekannten Verfahrensstufe verfährt man vorzugsweise folgendermassen :
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die Kolloidherstellung bestimmt ist-werden einer Dampfdestillation in gemahlenem Zustand unterworfen. Der mit Aromastoffen angereicherte Dampf wird hinterher kondensiert. Das so gewonnene Kondensat wird dem Extrakt vor der Trocknung zugesetzt.
Es versteht sich von selbst, dass im einzelnen bei der Durchführung der Verfahrensschritte die aus dem Stand der Technik bekannten Massnahmen zur möglichst weitgehenden Erhaltung und Sicherung des Aromas angewendet werden. So empfiehlt es sich beispielsweise, alle Extrakte so rasch wie möglich abzukühlen.
Eine Zusammenfassung aller hier geschilderten Stufen des neuen Verfahrens zur Herstellung eines kolloidreichen Extraktes sind in dem folgenden Fliessbild zusammengefasst. Das Produkt dieses Verfahrens ist seinerseits zum Verschnitt mit üblichem Sprühkaffee geeignet, dessen Herstellung in dem Fliessbild nicht mehr gesondert aufgeführt wird.
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