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Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Extrakten aus Genussmitteln und Nahrungsmitteln verschiedener Art, z. B. aus Kaffee, Tee, aus Kaffee-und Teesurrogaten, aus Früchten, aus Zuckerrüben, aus gewissen Gemüsen und Pilzen, verschiedenen Kräutern und Gewürzen, aus Getreidemalz, aus Fleisch u. dgl. m. Das Wesentliche der neuen Extraktion besteht darin, dass die Extraktionsflüssigkeit geteilt wird, und zwar in der Weise, dass die beiden Teile ganz verschieden temperiert sind und von entgegengesetzten Seiten auf das Extraktionsgut einwirken, sich in ihm begegnend. Beispielsweise wirkt frisches, kaltes Wasser von oben und andrerseits hoch erhitztes Wasser bzw. Wasserdampf von unten auf die zu extrahierende Masse ein.
Es findet also innerhalb des Extraktionsgutes eine während der Extraktion anhaltende Abschreckung, die man als Wechselwirkung wohl bezeichnen kann, zwischen der hochtemperierten und der niedrig temperierten Flüssigkeit statt und durch diesen Effekt der Gegensätze erfolgt eine eigenartige Belebung des Extraktionsgutes, die vorzügliche Wirkungen ausübt.
Das Extraktionsgut, wenn es sich beispielsweise um die Herstellung von Kaffee-Extrakt handelt, also Bohnenkaffee, der in rechter Weise geröstet und gemahlen ist, wird zu dem Zweck
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Temperatur im Innern der Masse übersteigt 60 bis 650 C selten. Die Auslaugung ist infolge dieses Umstandes eine sehr vorsichtige.
Der abfliessende Extrakt, der sich von Minute zu Minute mehr anreichert, wird eventuell wieder auf die Masse zurückgegossen, um sie beim Hindurchfiltern noch weiter auszulaugen, oder er wird automatisch, und zwar durch den Dampfdruck, vom Grunde des Kessels mittels einer (später zu beschreibenden) Steigevorrichtung auf das Gut zurückgefördert und erzeugt so eine beständige Bewegung in der Masse, indem zugleich in ihr die abschreckende Wechselwirkung zwischen heiss und kalt noch mehr gesteigert wird.
Durch die ständig auf die gleiche Stelle bzw. die gleichen Stellen des Gutes aufschlagende kalte Extraktionsflüssigkeit wird jenes sehr schnell durchdrungen, indem sich Rinngänge in der Masse bilden, und diese wird so vorzüglich ausgelaugt. Die Anbringung komplizierter Einrichtungen zum Zwecke einer innigen Mischung des Gutes mit der Extraktionsflüssi gkeit, wie z. B. von Rührwerken, erübrigt sich also dadurch nicht nur, sondern es würden solche sogar eine störende Wirkung ausüben.
In der Zeichnung sind Vorrichtungen, die zur Ausübung des Wechselwirkungsverfahrens dienen sollen, dargestellt. Es veranschaulicht Fig. i einen senkrechten Schnitt durch einen Extraktionsapparat, wie er zur fabrikatorischen Herstellung der Extrakte im Grossen dient.
Der Extraktionskessel a trägt in seinem unteren Teile in einiger Entfernung vom Boden
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an dem auch, zwecks besserer Regelung des Zuflusses, ein Hahn oder Regelorgan y angeordnet sein kann, um je nach Bedarf einen mehr oder weniger dünnen Strahl auf das Gut im Siebeinsatz b leiten zu können. Es befindet sich auch am Kesseldeckel h, eventuell mit dem Zuflussrohr q kombiniert, eine Brause i, mittels der ein feiner Regen von kalter Extraktionsflüssigkeit auf die Masse im Siebeinsatz b geführt werden kann. Am Boden des Kessels führt der Abflusshahn c nach aussen.
Zum Gebrauch der Vorrichtung wird der Abflusshahn c geschlossen, etwas heisse Extraktionsflüssigkeit in den unteren Teil des Kessels auf seinen Boden gegossen und dann wird der Siebeinsatz b mit der nötigen Menge des Extraktionsgutes eingesetzt. Hierauf wird der Deckel (der eventuell aus zwei Teilen bestehen kann, einem grösseren mit dem Zuflussrohr q und der Brause i und einem kleineren, leicht einsetzbaren) geschlossen und der Kessel angeheizt.
Wenn
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wird die kalte Extraktionsfüssigkeit von oben zugeleitet : Es kann, wie schon angegeben, die Durchdämpfung des Gutes auch von aussen geschehen, indem ihm durch ein geeignet angebrachtes Rohr* N von aussen Dampf zugeführt wird ; in diesem Falle braucht natürlich vorher keine Extraktionsflüssigkeit auf den Boden des Kessels gebracht zu werden.
Das Regelorgan f ist in einer solchen Weise eingestellt, dass die für die Herstellung des Extraktes erforderliche Flüssigkeitsmenge innerhalb des erfahrungsgemäss erprobten Zeitraumes
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zu klein sein, damit der herabfallende Flüssigkeitsstrahl mit einer gewissen Fallkraft unten auf die Masse aufschlägt. (Auch kann nach Bedarf die Regenbrause i schon jetzt zeitweise eingestellt werden.)
Dass der Vorgang sich in der eben geschilderten Weise abspielt, ist übrigens nachher deutlich an der Oberflächengestaltung der Masse im Siebeinsatz zu ersehen : bei Kaffee-Extraktion beispielsweise bildet sich in der obersten Schicht des Gutes (welche übrigens infolge der sich ausscheidenden Harzstoffe des Kaffees einen glänzenden braunen Spiegel zeigt) eine trichterartige Vertiefung an der Aufschlagstelle des Strahles.
Durch diesen Vorgang des Zuflusses bleibt die Extraktionsflüssigkeit auch nicht, wie es bei anderen Extraktionsvorrichtungen zumeist geschieht, längere Zeit über dem Extraktionsgut träge stehen.
Die zugleich mit der so vorsichtigen und subtilen Auslaugung des Gutes stattfindende schnelle Durchdringung desselben seitens der auslaugenden Flüssigkeit und verbunden damit die besonders leichte Filtration durch die Masse (die also selbst als Filter dient), das sind die charakteristischen Merkmale und Vorzüge bei dem Vorgange des Wechselwirkungsverfahrens, das sich dabei auch durch Einfachheit auszeichnet.
Während des Vorganges der Extraktion kann eventuell die Temperatur im Innern der Masse durch Thermometer oder Thermostaten (diese sind nicht eingezeichnet) von aussen beobachtet werden ; die Temperatur des entstehenden Extraktes beobachtet man zweckmässig öfters. Von dem Extrakt können inzwischen Proben durch den Hahn c entnommen werden, damit er, falls er sich noch nicht als genügend konzentriert erweist oder auch ncch nicht sogleich die gewünschte Klarheit besitzt, wieder auf die Masse zurückgeführt wird.
Dies geschieht dadurch, dass man mittels des Zuflussrohres m, das etwa in der Mitte der Kesselwand von aussen schräg nach innen führt und eine trichterförmige Erweiterung zum Einfüllen hat, den Extrakt auf das inzwischen mehr oder weniger ausgelaugte Gut zurückgiesst. Auch kann, wie schon oben gesagt, dieses Zurückführen des Extraktes auf das Extraktionsgut automatisch mittels der bei Fig. 2 später zu beschreibenden Steigrohrvorrichtung geschehen.
Nachdem der Extraktionsprozess beendet ist, wird die Erhitzung des Kessels eingestellt und der Extrakt durch den Hahn c zur Verwendung abgelassen. Damit möglichst viel klarer Extrakt gewonnen werden kann, ist der Kesselboden zweckmässig mit einer flachen tellerförmigen Vertiefung y versehen, in welcher sich die während des Extraktionsprozesses eventuell ausfallenden trüben Stoffe ablagern können. Es kann auch zu gleichem Zweck ein kleines Schutzblech z dicht unter der Ausflussöffnung des Abflusshahnes c schräg angebracht sein, gegen das sich dieser Niederschlag trüber Stoffe (beim Bohnenkaffee sind es gewisse, als "Satz" bezeichnete, infolge ihres höheren spezifischen Gewichtes zu Boden fallende Eiweissstoffe), stösst-und so zurückgehalten wird.
Soll der erzielte Extrakt, der natürlich in sauberster Weise aufgefangen werden muss, für längere Aufbewahrung bestimmt sein und nicht sogleich verwandt werden, so ist er besonders intensiv und schnell abzukühlen. Um schliesslich die in der Masse noch vorhandenen Extraktreste zu gewinnen, setzt man die feine Regenbrause i in Tätigkeit.
Für die Bereitung hochkonzentrierter bzw. hocharomatischer Extrakte sind zweckentsprechende Vorrichtungen zu treffen, mittels derer es sich ermöglichen lässt, die erzielten Produkte sogleich nach ihrer Herstellung bei Verwendung nur relativ kleiner Mengen von Extraktionsflüssigkeit aus dem Kessel abzuleiten, damit sie nicht in die auf dem Boden befindliche erhitzte Flüssigkeit einfliessen. Es werden so die zarten aromatischen Öle auf das äusserste geschont. Der Siebeinsatz ist bei einer solchen Vorrichtung trichterförmig laufend ; unter ihm befindet sich ein kleiner flacher Auffangbehälter t, von dem ein Rohr x schräg nach unten laufend, aus dem Kessel heraustritt.
Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine kleinere Extraktionsvorrichtung, wie solche z. B. für Tischkaffeemaschinen zur Verwendung kommt, welche durch eine Spirituslampe k erhitzt werden (auch mittels elektrischer oder Gasbeheizung).
Es ist in einer solchen möglichst einfach und handlich ausgestalteten Vorrichtung der Kaltwasserbehälter w mit dem Extraktionskessel a kombiniert. Der erstere kann in ihm (wie die Zeichnung zeigt) von oben eingehängt oder ach auf seinen oberen Rand aufgesetzt werden. Da übrigens das kalte Wasser in W während des Extraktionsvorganges durch den Dampf im Innern des Kessels etwas angewärmt wird, kann man ihm, damit es kalt bleibe, ein Stückchen Eis zusetzen.
Das Regelorgan zum Zufliessen des kalten Wassers aus dem Behälter w besteht zweck-
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mässig (siehe Fig. 3) aus einer kleinen vertikalen Spindelstange , die von oben durch eine Drehschraube g geregelt wird, so dass dadurch der enge Abflusskanal e nach Wunsch geschlossen oder mehr oder weniger geöffnet werden kann. s
Um den Extrakt vom Boden auf die Masse im Siebeinsatz b, gewissermassen automatisch, zurückzuführen, ist an ihm die schon oben erwähnte Steigevorrichtung angebracht, welche eine geysirartige Wirkung ausübt ; sie erfolgt also mit Hilfe des wenn auch schwachen Dampfdruckes, der auf die Oberfläche der Flüssigkeit am Kesselboden wirkt.
Diese Vorrichtung besteht einerseits aus einem dem Kesselboden sich gut anpassenden und auf ihn dicht aufliegenden Ring M, der nach unten rinnenartig ausgebildet ist, und andrerseits aus einem auf dem Ring aufsitzenden, nach oben führenden offenen Rohr t, das in das Innere des Siebeinsatzes hineinführt. Durch diese Vorrichtung wird der im unteren Teil des Kessels befindliche, inzwischen bereits erzielte Extrakt bzw. die Mischung desselben mit der am Boden befindlichen Extraktionsflüssigkeitzumeist geschieht es stossweise-auf die Masse im Siebeinsatz hinaufgepumpt. Sie fliesst durch diese dann, sich weiter anreichernd, hindurch und filtriert wiederum, wird also immer klarer.
Ausser den Stehformen können auch-so für Tischkaffeemaschinen u. dgl. - die oft beliebten Kippformen verwandt werden, welche, in einem Rahmen hängend, sich kippen lassen, so dass der Inhalt des Kessels aus einem Ausflussrohr nach aussen geführt wird. Die innere Einrichtung einer solchen Kippmaschine weicht natürlich von der Stehmaschine ein wenig ab.
Ebenso müssen die einzelnen Vorrichtungen in entsprechender Weise mehr oder weniger modifiziert werden, wenn an Stelle der Genussmittel Kaffee oder Tee andere Extraktionsgüter (Früchte, Gewürze, Fleisch u. a. ) dem Wechselwirkungsverfahren unterworfen werden. Beispiels- weise erfolgt die Auslaugung von Früchten, da diese grösstenteils an sich sehr wasserhaltig sind, abweichend von der des trockenen, nur wenig Wasser enthaltenden Pulvers gerösteter Kaffeebohnen.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Herstellung von Extrakten aus Genussmitteln, Nahrungsmitteln usw., z. B. Bohnenkaffee, Malzkaffee, Tee, Früchten, Zuckerrüben, Getreidemalz, Fleisch usw., dadurch gekennzeichnet, dass das auf einem Siebeinsatz gelagerte Extraktionsgut zuerst der Einwirkung von Dampf bzw.
Wasserdampf ausgesetzt und dadurch die Aufschliessung begonnen wird, worauf Extraktionsflüssigkeit von niedrigerer Temperatur in einem feinen, beliebig regelbaren Strahlauch eventuell mehreren solcher-von oben zugeführt und das Extraktionsgut beim Durchdringen ausgelaugt wird und schliesslich eventuell auch noch der ausfliessende von Minute zu Minute mehr angereicherte Extrakt vom Grunde des Kessels mittels einer Steigerohrvorrichtung (also gewissermassen automatisch mittels des Dampfdruckes) auf das Extraktionsgut zurückgefördert wird, zu dem Zwecke, eine ständige Bewegung und zugleich eine gesteigerte Wechselwirkung von heisser Extraktionsflüssigkeit bzw. dem im späteren Verlaufe des Vorganges erzielten heissen Extrakt einerseits und kühler Extraktionsflüssigkeit andrerseits in der Masse herbeizuführen.