BRPI0407160B1 - Método para separação de sólido-líquido de alimento comestível e bebida mediante extração e/ou espremedura contínua - Google Patents

Description

"MÉTODO PARA SEPARAÇÃO DE SÓLIDO-LÍQUIDO DE ALIMENTO COMESTÍVEL Ξ BEBIDA MEDIANTE EXTRAÇÃO E/OU ESPREMEDURA CONTÍNUA" CAMPO TÉCNICO A presente invenção provê um método para produzir economicamente um extrato e/ou um líquido espremido o qual é livre de deterioração em sabor, com boa trabalhabilidade, no qual uma suspensão de sólido-líquido, obtida mediante extração e/ou espremedura de um alimento a ser extraído e/ou imediatamente espremido após e/ou, enquanto moendo o alimento, é submetida à separação contínua de sólido-líquido, rápida e eficientemente.

TÉCNICA ANTECEDENTE

No método de produzir um extrato e/ou um líquido espremido a partir de um alimento a ser extraído e/ou espremido, como um exemplo representativo para produção industrial de um extrato de café comum, é comumente empregado um método de extrair uma quantidade prescrita de uma matéria moí-da de grãos torrados de café com água quente utilizando uma coluna de extração fechada, um amassador, ou semelhante. A-pós torrefação, os grãos de café são moídos por um moedor ou semelhante. No métodc de gotejamento de filtro de papel para uso doméstico, os grãos de café são moídos até um certo ponto de aproximadamente 0,4 mm. Enquanto que, no caso de gotejamento industrial utilizando um amassador e uma coluna de extração, e, uma vez que um pó fino causa entupimento, em muitos casos, a remoção do pó fino é realizada antecipadamente utilizando-se uma peneira ou semelhante para unificar o tamanho de partícula no momento da moagem em aproximadamente 3 a 5 mm. Posteriormente, os grãos moídos são mantidos em água quente a aproximadamente 90°C por vários minutos e são, então, submetidos à separação de sólido-líquido por intermédio de gotejamento espontâneo utilizando uma flanela, um filtro de malha, ou semelhante.

Contudo, de acordo com o método mencionado acima, ocorre oxidação rapidamente uma vez que a operação de extração deve ser repetida para cada lote e devido às elevadas temperaturas, o que resulta em deterioração no sabor e perda dos componentes aromáticos. Adicionalmente, quando a escala se torna grande, leva muito tempo para drenar completamente o líquido. Em geral, o resíduo é transferido em uma etapa de eliminação após vários minutos. Contudo, o resíduo não atinge o estado onde o líquido é suficientemente drenado, porém, contém água numa quantidade de cinco vezes ou mais que aquela no momento da secagem. Desse modo, para recuperar sufici-entemente o extrato de café, água quente ou semelhante é borrifada em alguns casos. Para realizar essa operação, gastam- se dezenas de minutos, e a drenagem de líquido do resíduo final após a separação de sólido-líquido ainda é insuficiente. Consequentemente, em todos os casos, ainda permanecem problemas tais como putrefação no trabalho de eliminação e uma carga em custos de transporte. À luz do mencionado acima, de acordo com esse método, é impossível obter continuamente componentes úteis com bom sabor em um curtô; período de tempo mediante manutenção de elevada eficiência de extração e eficiência de espremedu- ra em baixas temperaturas nas tecnologias de tratamento de extração e/ou espremedura e separação de sólido-líquido. A-lém disso, o resíduo após a separação de sólido-líquido ainda não está suficientemente desidratado. Conseqüentemente, esse método está longe de ser um método que reduza o trabalho e os custos de eliminação, e não se pode dizer que esse método seja conveniente para o processo de produção do ponto de vista de qualidade de produto, aperfeiçoamento nos trabalhos, e preservação do meio ambiente. 0 presente requerente já reportou um método para produzir um extrato e/ou um líquido espremido, o qual compreende introduzir um alimento a ser extraído e/ou espremido em um aparelho de esmagamento tendo uma abertura estreita, adicionar um solvente de baixa temperatura inferior a 60°C ao mesmo imediatamente após moagem e/ou simultaneamente com a moagem e tratar o alimento dentro do aparelho para extrair e/ou espremer um componente de alimento útil para dentro do solvente, seguido da remoção do resíduo extraído e/ou resíduo espremido resultante, se necessário (vide. JP-A-2003-225054) .

De acordo com a publicação, é possível se obter continuamente uma suspensão de sólido-líquido compreendendo um componente útil com bom sabor em curto período de tempo mediante manutenção de elevada eficiência de extração e eficiência de espremedura em baixas temperaturas nas tecnologias de processamento de extração e/ou espremedura. Contudo, com relação ao método de separação de sólido-líquido de uma suspensão de sólido-líquido, especificamente, é simplesmente descrito nos exemplos de trabalho que a centrifugação é realizada em 750 g.por 10 minutos, porém, é incerto o grau de desidratação do resíduo após separação de sólido-líquido. A publicação não menciona absolutamente se o método de produção é conveniente do ponto de vista de preservação através do qual o trabalho e os custos de eliminação do resíduo podem ser reduzidos.

Além disso, é reportado um método para extração de um componente efetivo de café mediante introdução de grãos torrados de café em uma extrusora de hélices conjugadas e prensagem dos grãos de café com água quente adicionada para separar o líquido extraído contendo componentes solúveis em água nos grãos de café a partir de um resíduo (vide JP-A-62-126935). A invenção dessa publicação se refere a um método para extrair café no qual é racionalmente obtido um líquido concentrado o qual causa pouca dissipação dos componentes de sabor. Uma vez que a quantidade de água quente a ser adicionada é mantida em um mínimo necessário para extração, o líquido concentrado recuperado é forte de modo que ele pode ser usado diretamente como a matéria-prima para café instantâneo. O líquido concentrado é obtido mediante extração dos componentes solúveis em água nos grãos de café em água quente através do calor e pressão da extrusora e espremendo-se por intermédio da extrusora através de uma abertura em um barril de fendas, provido em uma posição adequada, mediante força de compressão para frente. 0 resíduo dos grãos de café a partir do qual os componentes solúveis em água foram ex- traídos é diretamente empurrado para fora de um orifício de descarga na extremidade dianteira do extrusora.

Conseqüentemente, uma vez que esse método se relaciona à extração utilizando uma quantidade mínima de água quente, de alta temperatura, sob elevada pressão, em uma extrusora, o mesmo tem uma vantagem em que o resíduo extraído é desidratado até um certo ponto. Contudo, esse método não evita deterioração em sabor mediante oxidação rápida dos grãos de café, causada pela alta temperatura.

De acordo com os métodos convencionais mencionados acima, é extremamente difícil extrair e/ou espremer eficiente e continuamente componentes sólidos solúveis a partir de um alimento a ser extraído e/ou espremido particularmente com um solvente em uma região de baixa temperatura rapidamente após moagem. Conseqüentemente, moagem é necessária, e o trabalho subseqüente, como separação de sólido-líquido, não pode ser realizado rápida e continuamente pelos métodos convencionais, em uma escala industrial.

Além disso, foi reportado o método para produzir um extrato de café o qual contém elevado teor de gordura (vide JP-A-11-075694). A publicação revela um método para a produção de um extrato de café que contém elevado teor de gordura mediante moagem e extração simultâneas dos grãos de café, que compreende misturar grãos de café torrados e moí-dos cruamente com água e passar a água misturada através de um moedor de meio úmido para moer adicionalmente os grãos de café. üm extrato de café que contém elevado teor de gor- dura e é rico em sabor pode ser obtido mediante uso de um moedor de meio úmido compreendendo uma constituição específica. Contudo, uma vez que os grãos de café são moídos cruamente antes da moagem, o sabor do café se dissipa e o líquido de extrato de café resultante contém menos sabor.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

Para resolver os problemas mencionados acima das tecnologias convencionais, é um objetivo da invenção prover um método de produção o qual permite que se realize produção em massa, contínua, extremamente eficiente, mesmo em temperatura ambiente, o qual é extremamente útil para prevenir deterioração em sabor causada pela oxidação, ou semelhante, de um alimento a ser extraído e/ou espremido e para eficiência econômica e para um método de tratamento viável bem como para um método ambientalmente amigável o qual permite fácil eliminação do resíduo após separação de sólido-líquido, em comparação com os métodos de separação de sólido-líquido a-crescidos de extração e/ou espremedura convencionalmente empregados, incluindo o método de extração em baixa temperatura o qual exige um longo período de tempo, elevadas temperaturas, e separação de sóiido-líquido em lotes.

Para atingir o objetivo mencionado acima, foi feita a presente invenção. Os inventores da presente invenção fizeram investigações a partir de cada perspectiva. Como resultado, descobriu-se que é possível realizar rápida e continuamente a extração e/ou espremedura e separação de só-lido-líquido, de modo a se obter um extrato e/ou um líquido espremido livre de deterioração em sabor, e também obter um resíduo extraído suficientemente desidratado e/ou um resíduo espremido mediante introdução de um alimento a ser extraído e/ou espremido em um aparelho de esmagamento tendo aberturas estreitas, adicionando-se um solvente ao aparelho imediatamente após e/ou enquanto moendo o alimento, extraindo-se e/ou espremendo-se um componente de alimento útil do alimento para dentro do solvente, e realizando separação contínua de sólido-líquido mediante remoção do resíduo extraído e/ou resíduo espremido resultante com um aparelho de separação contínua de sólido-líquido. Adicionalmente, a extração e/ou espremedura e separação de sólido-líquido são realizadas continuamente de modo que oxidação levando à deterioração em sabor pode ser suprimida tanto quanto possível e, portanto, pode ser obtido um extrato e/ou líquido espremido com menos deterioração em sabor.

Além disso, é possível se obter um extrato e/ou um líquido espremido com bom sabor, tendo uma quantidade reduzida do resíduo extraído e/ou resíduo espremido e sendo i-sento de deterioração em sabor, mediante remoção de substâncias inibidoras do paladar tais como componentes de óleo contidos no líquido extraído e/ou extrato espremido obtido pelo processo mencionado acima por intermédio de uma centrífuga e, se necessário, absorvendo-se e/ou filtrando-se sub-seqüentemente o resíduo extraído e/ou o resíduo espremido que permanece no extrato e/ou líquido espremido por intermédio de um filtro ou semelhante.

Apresente invenção se refere ao seguinte (1) a (9) . (1) Um método para produzir um extrato e/ou um líquido espremido, o qual compreende: introduzir um alimento a ser extraído e/ou espremido em um aparelho de esmagamento; adicionar um solvente ao aparelho de esmagamento imediatamente após e/ou enquanto moendo o alimento; extrair e/ou espremer um componente de alimento útil do alimento no solvente; e realizar a separação de líquido-sólido mediante remoção do resíduo extraído e/ou resíduo espremido resultante com um aparelho de separação contínua de sólido-líquido. (2) 0 método de acordo com (1), em que o alimento a ser extraído e/ou espremido é um alimento não-pulverizado. (3) 0 método de acordo com (1) ou (2), em que o aparelho de separação contínua de sólido-líquido é um decan-tador. (4) Método para produzir um extrato e/ou um líquido espremido, o qual compreende remover, com uma centrífuga, uma substância inibidora de paladar contida no extrato e/ou no líquido espremido que pode ser obtido pelo método de a-cordo com qualquer utr. de (1) a (3) . (5) Método de acordo com (4), em que a centrífuga é um separador centrífugo para separação trifásica ou uma centrífuga vertical mòdelo cesto. (6) Um métcdo para produzir um extrato e/ou um líquido espremido, o qual compreende absorver e/ou filtrar um resíduo extraído e/ou um resíduo espremido do extrato e/ou do líquido espremido que pode ser obtido pelo método de a-cordo com qualquer um de (1) a (5). (7) 0 método, de acordo com a reivindicação (6), em que a absorção e/ou a filtragem é realizada com um filtro. (8) 0 método de acordo com qualquer um de (1) a (7) , o qual é realizado em uma baixa temperatura inferior a 60°C. (9) Um extrato e/ou um líquido espremido sem deterioração de sabor o qual pode ser obtido pelo método de a-cordo com qualquer um de (1) a (8).

DESCRIÇÃO RESUMIDA DO DESENHO A Figura 1 mostra o fluxo de uma série de etapas compreendendo extração, separação de sólido-líquido e remoção de componente de óleo de acordo com a invenção.

MELHOR MODO PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO A invenção será descrita abaixo em detalhe.

Os inventores da presente invenção fizeram previamente investigações extensivas e intensivas sobre as condições de extração de grãos torrados de café, e como resultado, descobriram um método de extração por intermédio de uma extrusora de hélices conjugadas, ou semelhante, e depositaram um pedido de patente com o título de "METHOD OF EXTRACTING AND/OR SQUEEZING EDIBLE FOOD OR DRINK" (JP-A-2003-225054). Os detalhes são como a seguir: grãos torrados de café são moídos até um tamanho médio de partícula de a-proximadamente 0,02 a 0,05 mm e, preferivelmente de 0,02 a 0,04 mm, por intermédio de uma extrusora de hélices conjugadas, para aumentar as áreas de superfície dos grãos de café, torrados,'moídos, pelo que um extrato com elevada concentração pode ser rapidamente obtido mesmo em uma região de baixa temperatura devido a um efeito de amassamento eficaz pela rotação das duas hélices. Além disso, em um moinho de colói- des tal como um aparelho de colóides de massa, quando grãos de café torrados são misturados com um solvente em uma alta velocidade no momento da moagem, é possível se obter o mesmo efeito como no caso da extrusora de hélices conjugadas.

Adicionalmente, de acordo com o método, quando grãos torrados de café com água a aproximadamente 20^0 são extraídos por intermédio de uma extrusora de hélices conjugadas, ou aparelho análogo, como um moinho de colóides, uma tal vantagem é provida que uma eficiência de extração de a-proximadamente 20 a 30% pode ser obtida da mesma maneira como no caso em que grãos de café moídos e torrados são extraídos com água quente comum.

Contudo, tornou-se evidente que uma suspensão de sólido-líquido obtida mediante introdução de um alimento a ser extraído e/ou espremido em um aparelho de esmagamento tendo uma abertura estreita, adicionando-se um solvente dentro do aparelho de esmagamento, imediatamente após e/ou enquanto moendo o alimento, e extraindo e/ou espremendo um componente de. alimento útil no solvente, não pode ser submetida à separação de sólido-líquido eficiente e rapidamente pela filtragem convencional utilizando uma flanela ou um filtro de malha tendo uma abertura de várias dezenas de mi-crômetros.

Na presente invenção, essa suspensão de sólido-líquido é submetida à separação contínua de sólido-líquido por intermédio de um aparelho de separação contínua de sólido- líquido, preferivelmente um decantador como um tipo de aparelho de separação contínua de sólido-líquido e uma cen- trífuga análoga. Além disso, posteriormente, o resíduo restante e o componente de óleo desnecessário, e semelhantes, são removidos por uma centrífuga, preferivelmente um separador trifásico ou uma centrífuga vertical modelo cesto a qual é um tipo de centrífuga, se necessário, seguido de filtragem com um filtro para separar as partículas de aproximadamente 0,001 mm. Dessa forma, é possibilitado tratamento contínuo e rápido em temperatura ambiente, pelo que pode ser obtido um extrato e/ou um líquido espremido livre de deterioração em sabor. Além disso, durante o mesmo, o resíduo pode ser desidratado até um certo ponto em que nenhuma gotícula de líquido esteja presente mediante compressão, mediante espremedura manual ou semelhante. Dessa forma, trabalho e custos da eliminação podem ser amplamente reduzidos.

Na presente invenção, exemplos de alimento a serem extraídos e/ou espremidos não são particularmente limitados, desde que o mesmo seja um alimento que possa ser extraído ou espremido, e exemplos incluem um ou mais de .café, chá verde, chá preto, variedades de chá preto, chá puer, chá· tekkannon, chá de ervas, chá de gramíneas silvestres, chá medicinal chinês, cacau, baunilha, fruta, e legume.

Ao realizar a presente invenção, o alimento a ser tratado é tratado com um aparelho de esmagamento. O aparelho de esmagamento é preferivelmente uma extrusora de hélices conjugadas, comercialmente disponível. Adicionalmente, qualquer máquina pode ser empregada desde que ela seja um aparelho de esmagamento de amassamento contínuo equipado com hélices conjugadas, e semelhantes, tendo uma função análoga (por exemplo, um amassador contínuo KRC, fabricado pela Ku-rimoto, Ltd.). Consequentemente, uma vez que um moinho de colóides, tal como um aparelho de colóides de massa, é um aparelho de esmagamento tendo uma abertura a qual pode ser ajustada entre rotor de alta velocidade e um estator fixo, que trata um alimento a ser tratado com uma grande força de cisalhamento para moer o alimento, o mesmo pode ser empregado da mesma maneira que a extrusora de hélices conjugadas, ou semelhantes, na presente invenção. A presente invenção será descrita abaixo com referência à extrusora de hélices conjugadas como um exemplo representativo.

Na invenção, o alimento a ser extraído e/ou espremido é tratado com uma extrusora de hélices conjugadas. No tratamento, um solvente, especialmente um solvente de baixa temperatura, é adicionado à extrusora de hélices conjugadas, sendo adicionado imediatamente após e/ou enquanto moendo o alimento após alimentação. Dessa forma, quando o alimento a ser tratado é tratado com a extrusora ou um aparelho de esmagamento de amassarnento contínuo análogo, o mesmo é moído de modo a ter um tamanho de partícula de aproximadamente 0,001 a 5 mm ou ter um tamanho médio de partícula de 0,02 a 0,5 mm incluindo moinho de colóides, preferivelmente de 0,02 a 0,1 mm, mais preferivelmente de 0,02 a 0,05 mm, um solvente é adicionado ao mesmo, e o tratamento com a extrusora é realizado. Dessa forma, é possível realizar eficientemente a extração e/ou espremedura em um período de tempo extremamente curto enquanto, suprimindo a formação de sabores mistos, suprimindo a oxidação e mantendo a qualidade dos componentes úteis. A proporção de solvente para alimento a ser extraído e/ou espremido é normalmente de 1/10 a 1/3, e preferivelmente de 1/7 a 1/4 no caso de grãos torrados de café; e de 1/40 a 1/20, e preferivelmente de 1/35 a 1/25, em peso, no caso de chá verde. Contudo, o solvente pode ser acrescentado em uma quantidade maior ou menor do que a faixa mencionada acima. Com relação a outro alimento a ser extraído e/ou espremido, a quantidade de solvente a ser acrescentada é determinada adequadamente de acordo com essas proporções. A concentração de sólidos solúveis em um sobrena-dante da suspensão de sólido-líquido obtida a partir do ex-trusora de hélices conjugadas é ajustada para ser de 2 a 10 Brix, e preferivelmente de 3 a 8 Brix no caso de grãos torrados de café; e de 0,5 a 1,5 Brix, e preferivelmente de 0,7 a 1,3 Brix no caso de chá verde. Contudo, a concentração pode ser ajustada superior ou inferior à faixa mencionada acima dependendo do uso do extrato e/ou líquido espremido. Com relação a outros alimentos a serem extraídos e/ou espremidos, a concentração de sólidos solúveis é determinada adequadamente de acordo com essas proporções.

Na presente invenção, exemplos do solvente o qual é usado para extração e/ou espremedura inclui água, leite, laticínios, líquidos contendo açúcar, líquidos contendo álcool de açúcar, líquidos contendo mineral, líquidos contendo vitamina, e líquidos contendo estabilizante. Esses solventes podem ser usados individualmente ou em mistura de dois ou mais dos mesmos. A temperatura do solvente a ser usado no tratamento com a extrusora e tratamentos subseqüentes incluindo tratamento com máquina de separação contínua de sólido-líquido, tratamento com centrífuga, e semelhante, pode estar em uma região de alta temperatura de, por exemplo, aproximadamente 95°C, porém, está preferivelmente em uma região de baixa temperatura inferior a 60°C, e mais preferivelmente 30°C ou inferior. 0 limite inferior da baixa temperatura não é restrito, desde que esteja em uma temperatura na qual o solvente não seja congelado. Embora a mesma varie com o tipo do solvente, ela é normalmente de -5°C ou superior, e preferivelmente -3°C ou superior. Especificamente, uma região de baixa temperatura de 2 a 30°C é desejável. Quando a temperatura do solvente é de 60°C ou superior, a geração de causas de deterioração no sabor incluindo dispersão dos componentes aromáticos e vazamento de componentes de gosto amargo, como tanino, será percebida, a qual resulta em restrição dos e-feitos da presente invenção.

Dessa forma, a suspensão de sólido-líquido obtida pela extração e/ou espremedura é separada por um decantador ou por uma centrífuga análoga em a partir de 1.500 a 4.000 G, e preferivelmente a partir de 2.000 a 3.000 G, para obter um extrato e/ou um líquido espremido e um resíduo extraído e/ou um resíduo espremido. Dessa forma, torna-se possível reduzir o teor de água do resíduo, o qual continha de aproximadamente 70 a 90% de água antes da separação, até 40% ou menos, de modo que o resíduo é desidratado mediante compres-sãd, mediante espremedura manual até um tal ponto em que nenhuma gotícula de líquido esteja presente. Dessa forma, tra- balho e custos de eliminação podem ser amplamente reduzidos. É preferível que a suspensão de sólido-líquido obtida pelo tratamento com extrusora de hélices conjugadas seja imediata e continuamente submetida â separação de sólido-líquido por intermédio de um decantador para suprimir oxida-ção que leva à deterioração em sabor, tanto quanto possível.

Na presente invenção, um aparelho de separação contínua de sólido-líquído é usado para a separação de sóli-do-líquido da suspensão de sólido-líquido obtida pela extração e/ou espremedura. Como o aparelho de separação contínua de sólido-líquido, um aparelho de sedimentação centrífuga, um aparelho de filtragem centrífuga, um aparelho de filtragem contínua, e semelhante, podem ser empregados, porém, um decantador é empregado preferivelmente do ponto de vista de velocidade de tratamento, desempenho de tratamento, operabi-1idade, e taxa de desidratação do resíduo extraído e/ou resíduo espremido. 0 decantador também é chamado de centrífuga do tipc decantador ou aparelho de inclinação centrífuga, e seu modelo representativo inclui um transportador ou tipo de descarga de hélice e um tipo de escumadeira. Esses aparelhos comercialmente disponíveis podem ser empregados adequadamente. Além disso, na presente invenção, centrífugas análogas ao decantador, tal como uma centrífuga do tipo De-Cone (fabricado. pela Tanabe Willtec Inc.), são incluídas no decantador, e elas podem ser empregadas similarmente.

Por intermédio do tratamento com decantador, é possível reduzir o teor do resíduo extraído e/ou do resíduo espremido no extrato ç/ou líquido espremido a aproximadamen- te 1 a 3% em peso.

Por exemplo, é possível realizar boa separação de sólido-líquido mediante uso de um decantador modelo 660 fabricado pela Tomoe Engineering Co., Ltd. e operando o mesmo sob condições de uma taxa de fornecimento da suspensão de sólido-líquido de a partir de 150 a 250 kg/h, velocidade de rotação da bacia de aproximadamente 6.000 rpm (3.000 G), e um movimento diferencial de eixo espiral de revolvimento de aproximadamente 50 rpm.

Na presente invenção, mediante tratamento adicional do extrato e/ou líquido espremido resultante obtido como mencionado acima com uma centrífuga, preferivelmente um separador para separação trifásica ou uma centrífuga vertical modelo cesto, é possível remover as substâncias inibidoras de paladar e resíduos restantes. 0 resíduo separado é outra vez retornado para dentro do aparelho de separação contínua de sólido-líquido e desidratado.

Por intermédio desse tratamento com o aparelho de separação, é possível reduzir os teores do resíduo extraído e/ou resíduo espremido e os componentes de óleo no extrato e/ou líquido espremido a aproximadamente 0,05 a 0,2% em peso, respectivamente. Como exemplo de substâncias inibidoras de paladar, além dos componentes de óleo, substâncias finas que causam espuma são incluídas. Elas podem ser reduzidas de modo a serem inferiores a 0,05% em peso pelo tratamento com o aparelho de separação. Como o separador para separação trifásica a ser usado aqui, um aparelho comercialmente disponível, como a centrífuga do tipo De Lavai, equipada com um orifício de fornecimento de líquido, um orifício de descarga de líquido pesado, um orifício de descarga de líquido leve, e um orifício de descarga de sólidos, pode ser empregado.

Por exemplo, quando um separador para separação trifásica, SA101, fabricado pela West Falia Separator, Inc. é usado, o mesmo é operado sob condições de uma quantidade de fornecimento do extrato e/ou líquido espremido a partir de 150 a 250 kg/h, uma velocidade de rotação da chapa de separação de aproximadamente 9.000 rpm (4.700 G) e um intervalo de descarga de borra de 2 minutos de modo a separar o líquido em uma quantidade a partir de 5 a 20% da quantidade total do líquido em termos da proporção de quantidade de líquido na porção de componente de óleo de líquido leve.

Além disso, como a centrífuga vertical modelo cesto, máquinas comercialmente disponíveis, como uma centrífuga do tipo Sharples, equipada com um orifício de fornecimento de líquido, um orifício de descarga de líquido pesado, e um orifício de descarga.de líquido leve, pode ser empregada a-dequadamente. Essa centrífuga é operada de acordo com as condições de operação como no separador para separação trifásica, SA101, fabricado pela West Falia Separator, Inc. O extrato e/ou líquido espremido dessa forma obtido é subsequentemente submetido à adsorção e/ou filtragem do resíduo extraído e/ou resíduo espremido e espuma no alimento a ser extraído e/ou espremido permanecendo no líquido utilizando um filtro capaz de separar partículas tendo um tamanho de aproximadamente 0,001 mm ou semelhante, se necessário. Como o filtro, um filtro tendo uma função de adsorção medi- ante potencial zeta é usado preferivelmente em adição aos filtros tendo um tamanho de malha o qual pode separar partículas como a partícula mencionada acima. Adicionalmente, um tipo de agentes suplementares de filtragem, usados para alimentos comuns e bebida, como carvão ativado e terra diatomá-céa, pode ser usado em conjunto.

Na presente invenção, o tempo de retenção da suspensão de sólido-líquido dentro do extrusora de hélices conjugadas está compreendido na faixa de 10 á 30 segundos, o tempo de retenção do extrato e/ou líquido espremido dentro do decantador está compreendido na faixa de 30 a 60 segundos; e o tempo de retenção do extrato e/ou líquido espremido dentro do separador para separação trifásica está na faixa de 20 a 40 segundos. Cada uma das etapas de extração, separação de sólido-líquido e remoção de componente de óleo pode ser realizada rapidamente em um curto período de tempo. Além disso, essas etapas são, determinadas em uma série da linha de produção e podem ser realizadas continuamente. O tempo de retenção exigido para a totalidade dos tratamentos a partir do início da alimentação do alimento a ser extraído e/ou espremido até o término de obtenção de extrato e/ou líquido espremido é curto como a partir de 60 a 130 segundos. Esses tempos de retenção póflem se tornar possivelmente mais longos ou mais curtos do que a faixa mencionada acima dependendo das diferenças nos aparelhos a serem usados, tal como uma extrusora de hélices conjugadas, um decantador, e um separador para separação trifásica e o tipo e modelo de aparelhos, e diferenças em suas condições de operação.

Dessa forma, é desnecessário dizer que a presente invenção é praticável em uma região de alta temperatura como nas tecnologias convencionais. Além disso, de acordo com a invenção, é possível realizar extração e/ou espremedura e separação de sólido-líquido de forma rápida e contínua mesmo sob temperaturas de 60°C ou inferiores incluindo a temperatura ambiente. Dessa forma, a presente invenção proporciona efeitos extremamente úteis em aperfeiçoamento em sabor e do ponto de vista de economia e trabalhabilidade, em comparação com os métodos convencionalmente empregados de extração e/ou espremedura e de separação de sólido-líquido incluindo extração de baixa temperatura, trabalhos de alta temperatura e separação de sólido-líquido em lotes, que provavelmente causam deterioração em sabor devido à oxidação após moagem de um alimento a ser extraído e/ou espremido e exigem longos períodos de tempo. Além disso, a presente invenção tem uma tal vantagem em que o resíduo após a separação de sólido-líquido, por um decantador ou semelhante, é suficientemente desidratado, pelo que putrefação na região de, temperatura ambiente, etc., pode ser suprimida. Consequentemente, a presente invenção é uma invenção importante do ponto de vista preservação do meio ambiente.

Uma parte ou a totalidade desses processos pode ser realizada sob condição desoxigenada, na presença de gás inerte tal como gás nitrogênio.

Além disso, de acordo com a presente invenção, o extrato e/ou líquido espremido obtido a partir dos tratamentos rápidos e contínuos em uma série de etapas compreendendo extração e/ou espremedura, separação de sóiido-líquido, e remoção de componentes de óleo para o alimento a ser extraído e/ou espremido especialmente em uma região de baixa temperatura inferior a 60°C de acordo com a invenção tem uma característica de qualidade com bom sabor de modo que seu valor de uso é extremamente elevado. Dessa forma, no caso onde o alimento a ser extraído e/ou espremido não é moído, um extrato e/ou um líquido espremido com melhor sabor pode ser provido sem difundir o sabor específico no alimento como em café. O extrato e/ou líquido espremido dessa forma obtido de acordo com a presente invenção pode ser conduzido para dentro de um recipiente diretamente para preparar um produto de bebida, quando produzido mediante preparo e uso de um solvente adequado tal como um líquido contendo açúcar. Se desejado, materiais ou componentes por exemplo leite ou laticínios; adoçantes tais como açúcares, álcoois de açúcar, estévia, e mel; ajustadores de pH tais como bicarbonato de sódio; antioxidantes tais como vitamina C e seus sais de sódio; agentes de paladar tais como ácidos nucléicos e aminoá-cidos; compostos minerais tais como cálcio e magnésio; vitaminas tais como vitamina A, vitamina B, vitamina C, vitamina D, e vitamina E; estabilizantes tais como pectina e celulose de carboximetila; emulsificadores tais como ésteres de ácido graxo de glicerina; agentes bacteriostáticos tais como ésteres de ácido graxo de sacarose; flavorizantes; e corantes podem ser adicionados para formar produtos. Além disso, o extrato e/ou líquido espremido pode ser usado como uma maté- ria prima para uma variedade de produtos sem ser provido como um produto final. A presente invenção será descrita abaixo com referência ao exemplo a seguir, mas não deve ser considerado que a presente invenção é limitada ao mesmo. A seguir, a menos que de outra forma indicado, % significa % em peso. EXEMPLO 1 Utilizando KEX-50 (fabricado pela Kurimoto, Ltd.) como um extrusora de hélices conjugadas; uma hélice de pá de 12 mm de passo foi instalada em cada uma da segunda, terceira a quarta seções de barril, e uma hélice inversa, de 16 mm de passo, foi instalada imediatamente abaixo da seção a jusante da hélice de pá de cada uma das terceira e quarta seções de barril, desse modo otimizando a capacidade de amas-samento. Além disso, a velocidade de rotação da hélice foi regulada em 220 rpm, e a temperatura do barril foi regulada em 20°C.

Grãos de café produzidos na Colômbia, os quais foram torrados de modo a ter um valor L de 21, e não foram mo-ídos, foram usados como grãos de café e conduzidos para dentro de uma primeira seção de barril da extrusora de hélices conjugadas em uma taxa de 28,6 kg/h utilizando um alimenta-dor de vibração. Os grãos torrados foram enviados à força para dentro de uma abertura estreita e moídos mediante rotação da hélice.

Posteriormente, água a 20°C foi acrescentada em uma taxa de 171,4 kg/h a partir da segunda seção de barril, desse modo submetendo os grãos de café moídos torrados a ci- salhamento, amassamento e emulsificação. Os grãos torrados de café foram moídos de modo a ter um tamanho médio de partícula a partir de 0,03 a 0,04 mm dentro da extrusora e foram então providos para extração. Uma suspensão de sólido-líquido foi extrusada a partir de uma saída de matriz por aproximadamente 20 segundos e atingiu estado estacionário dentro de aproximadamente 3 minutos. A suspensão de sólido-líquido resultante foi centrifugada em 750 G por 10 minutos. A quantidade de um sobrenadante, e a quantidade de um precipitado, foram medidas, e o teor de sólidos solúveis do sobrenadante foi medido por intermédio de um sacarímetro. A suspensão de sólido-líquido a partir da saída da extrusora foi fornecida a um decantador Modelo 660 fabricado pela Tomoe Engineering Co., Ltd. e tratada na velocidade de rotação da baixa de aproximadamente 6.000 rpm (3.000 G) , a velocidade de rotação de um eixo de pinhão de 1.250 rpm e um movimento diferencial de eixo de espiral de revolvimento de aproximadamente 50 rpm. Aproximadamente de 30 segundos a 1 minuto após fornecer a suspensão ao decantador, ocorreu a separação, e atingiu um estado estacionário dentro de aproximadamente 3 minutos. O extrato resultante foi centrifugado em 750 G por 10 minutos. A quantidade de um sobrenadante, e a quantidade de um precipitado, foram medidas, e o conteúdo de sólidos solúveis do sobrenadante foi medido por intermédio de um sacarímetro. Além disso, o teor de água do resíduo extraído descarregado a partir do decantador foi medido. 0 extrato resultante foi fornecido a um separador para separação trifásica, SA101, (fabricado por West Falia Separator, Inc.), e o separador foi operado na velocidade de rotação de 9.000 rpm enquanto descarregando uma borra em um intervalo de 2 minutos, e a velocidade foi ajustada de modo a separar o líquido em uma quantidade a partir de 5 até 20% da quantidade total do líquido extraído em termos de proporção de quantidade de líquido na porção de componente de óleo líquido leve. Aproximadamente 30 segundos após fornecer o extrato ao separador, ocorreu a separação, e se tornou de estado estacionário dentro de aproximadamente 1 minuto. O extrato resultante foi centrifugado em 750 G por 10 minutos. A quantidade de um sobrenadante, e a quantidade de um precipitado, foram mediadas, e o teor de sólidos solúveis do sobrenadante foi medido por intermédio de um sacarímetro. Além disso, o resíduo descarregado a partir do separador foi retornado para dentro de um tanque de compensação antes do de-cantador e outra vez desidratado no decantador.

Como métodos de controle, um método no qual 20 kg da suspensão de sóiido-líquido a partir da saída do extruso-ra foram filtrados por intermédio de um filtro de flanela; e um método no qual 17,1 kg de água quente a 90°C foram adicionados a 2,9 kg de grãos torrados de café tendo um tamanho / médio de partículas fie aproximadamente 0,4 mm imediatamente após moagem em um aparelho de granulação, e após retenção por 10 minutos, seguido por filtração por intermédio de um filtro de flanela. O fluxo do Exemplo 1 é mostrado na Figura 1. Os grãos torrados de café são conduzidos para dentro da primeira seção de barril do extrusora KEX-50, por intermédio do alimentador de vibração, e a água é adicionada à segunda seção de barril. A suspensão de sóiido-líquido a partir da saída do extrusora é continuamente fornecida para dentro do decantador Modelo 660 enquanto armazenando uma pequena quantidade da suspensão no tanque de compensação, separada em líquido extraído e o resíduo, e cada um deles é, então, removido. 0 resíduo descarregado é descartado. 0 extrato a partir da saída do decantador é subse-qüentemente fornecido para dentro do separador para separação trifásica, SA101, por intermédio de uma bomba, tratado e separado em líquido extraído, o componente de óleo, e o resíduo. 0 extrato da presente invenção é obtido, o resíduo é retornado para dentro do tanque de compensação antes do decantador Modelo 660.

Cada uma das suspensões de sólido-líquido (na saída do extrusora), dos líquidos extraídos (na saída do decantador e saída do separador) e dos filtrados após filtração por um filtro de flanela do Exemplo 1 (método da presente invenção) e os métodos de controle foi medida na taxa de centrifugação (%) de 750 G por 10 minutos, isto é, teor de resíduo (%) de extrato, e o teor de sólido solúvel de sobre-nadante (Brix), e o teor de água de cada um do resíduo descarregado a partir do; decantador e do resíduo após filtração pelo filtro de flanela. Os resultados são mostrados na Tabela 1. A parte que nãó precisa ser medida é representada como w _ n De acordo com o método do Exemplo 1 (método da presente invenção), os grãos torrados de café foram tratados continuamente na região de temperatura ambiente de 20°C, e aproximadamente 5 minutos após o tratamento, o extrato tendo um teor de sólidos solúveis de 5,2 Brix da presente invenção podería ser obtido de modo estacionário a partir da saída do separador. Além disso, o tempo de retenção do líquido tratado dentro de uma série de etapas a partir da entrada, da ex-trusora até a saída do separador foi de aproximadamente 1 minuto e 30 segundos. Dessa forma, de acordo com o método do Exemplo 1, uma vez que uma série de etapas compreendendo mo-agem dos grãos torrados de café, extração, separação de só-lido-líquido, e remoção de componente de óleo são realizadas continuamente, porém, não na forma de lotes, a eficiência de operação é boa, e oxidação que se refere à deterioração em sabor pode ser suprimida tanto quanto possível pelo tratamento em um tempo curto. Além disso, o teor de água do resíduo extraído é reduzido a aproximadamente 40% pelo tratamento com decantador, e o resíduo extraído é desidratado mediante compressão por intermédio de espremedura manual ou semelhante até um ponto tal em que nenhuma gotícula de líquido esteja presente. Dessa forma, trabalho e custos da eliminação podem ser amplamente reduzidos.

Considerando que, de acordo com o método de controle no qual após extração do extrusora, filtragem por intermédio de um filtro de flanela é realizada, mesmo após realizar o tratamento de separação de sólido-líquido por 3 horas, foi impossível completamente terminar o gotejamento de água. Neste momento, o teor de água era tão elevado quanto 70%.

Além disso, similarmente, de acordo com o método de controle, no caso onde os grãos torrados de café foram moídos de forma grossa no disco 5 e filtrados, por intermédio de um filtro de flanela, gotejamento foi substancialmente terminado dentro de aproximadamente uma hora, e o efeito de desidratação como na separação mediante decantador não foi obtido. 0 líquido extraído a partir da saída do decantador de acordo com o método do Exemplo 1 estava livre de deterioração em sabor, manteve suficientemente os componentes aromáticos e tinha bom sabor. Além disso, o teor de gordura do extrato era de aproximadamente 0,1% correspondendo ao produto de controle porque o componente de óleo foi separado pelo separador. Dessa forma, também neste ponto, bom sabor podería ser obtido.

De acordo ccm o método de controle no qual após extração pelo extrusora, filtragem por intermédio de um filtro de flanela foi realizada, levou um longo período de tempo, 3 horas ou mais para completar a separação de sólido-líquido. Contudo, uma vez que essa separação foi realizada a 20°C, a deterioração em sabor devido à oxidação durante a separação de sólido-líquido foi pequena.

Além disso, similarmente, de acordo com o método de controle, no caso onde os grãos torrados de café eram moídos de forma grossa sem uso de um extrusora, e filtrados mediante um filtro de: flanela, para reter a eficiência do extrato, o mesmo foi induzido a realizar a extração em tem- peraturas elevadas por um longo período de tempo, desse modo obtendo um extrato tendo uma concentração de teor de sólidos solúveis de 5,1 Brix. Contudo, oxidação do líquido extraído e difusão dos componentes aromáticos ocorreu durante o tratamento de separação de sólído-líquido e do extrato, de modo que o líquido extraído resultante era de qualidade inferior. EXEMPLO 2 Da mesma maneira como no Exemplo 1, chá verde (chá verde do tipo médio, produzido na província de Shizuoka, Ja-: pão) foi conduzido para dentro de uma extrusora na taxa de 5,88 kg/h. Água desionizada a 20°C foi acrescentada em uma taxa de 194,12 kg/h e o chá foi cisalhado, seguido de amas-samento e emulsificação. Na extrusora, o chá foi moído para ter uma partícula média de aproximadamente 0,03 a. 0,04 mm, e provido para extração. A suspensão de sólido-líquido dessa forma obtida foi carregada em um decantador, e tratada, seguido por carregamento no separador para separação trifásica para separar o resíduo e espuma. Um extrato a partir da saída do separador foi submetido continuamente a tratamento de filtragem mediante uso de um saco filtrante de líquido 525 (Sumitomo 3M). 0 líquido de extração de chá dessa forma obtido tinha bom sabor e fragrância de chá verde fresco, e o sabor amargo foi suprimido. Portanto, o líquido tinha um gosto puro com sabor rico. Adicionalmente, o teor de água no resíduo extraído a partir de um decantador foi de 30%. As condições foram as mesmas que no Exemplo 1, exceto pelo fechamento da saída no lado de líquido leve para prevenir separação da fase de líquido leve a partir das três fases.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL A presente invenção aperfeiçoa o procedimento eficiente de extração e/ou espremedura para obtenção de sólidos solúveis a partir de alimentos a serem geralmente extraídos e/ou espremidos, tais como café, chá verde, chá de ervas, chá medicinal chinês, frutas, legumes, seguido de um procedimento de separação de sólido-líquido em um modelo inovador e rápido, contínuo, o qual pode ser conduzido em temperatura ambiente, enquanto evitando conceitos de procedimentos convencionais tais como modo em lotes em alta temperatura. Como resultado, a presente invenção é útil para suprimir causas de deterioração em sabor tal como oxidação do extrato e/ou líquido espremido e difusão de aromas, tanto quanto possível. Além disso, ela é concebida para otimizar amplamente o efeito de desidratação convencional do resíduo no procedimento de extração e/ou espremedura, desse modo melhorando o resultado. Além disso, ela é concebida para reduzir o custo de tratamento e eliminação do resíduo. Dessa forma, a presente invenção atua para aliviar os problemas ambientais eé um sistema de tratamento socialmente atrativo e importante.

Claims (6)

1. Método para produzir um extrato de grãos de café CARACTERIZADO por compreender: introduzir grãos de café torrados em uma extrusora de hélices conjugadas a partir de uma entrada da mesma, moer os grãos de café, adicionar um solvente imediatamente após a moagem dos grãos de café, seguido por esmagamento dos referidos grãos de café moidos para extrair, simultaneamente, um componente útil dos grãos de café no solvente e, subsequentemente, realizar a separação continua sólido-liquido de uma suspensão sólido-liquido ex-trusada a partir de uma saida da extrusora de hélices conjugadas com um aparelho de separação continua liquido-sólido, removendo assim o residuo extraído resultante para obtenção do extrato, em que as operações de amassamento dos grãos de café moidos dentro da extrusora de hélices conjugadas para a separação liquido-sólido com o aparelho de separação contínua liquido-sólido são realizadas dentro de uma região de baixa temperatura com uma temperatura de solvente de 2 a 30°C.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a moagem dos grãos de café torrados é realizada de modo que o tamanho médio de partícula dos grãos de café torne-se de 20 a 40 ym.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho de separação contínua sólido-liquido é um decantador.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO por ainda compreender a remo- ção, com uma centrífuga, de uma substância inibidora de paladar contida no extrato.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a centrífuga é um separador centrífugo para separação (trifásica ou uma centrífuga vertical modelo cesto.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO por ainda compreender a absorção e/ou filtração do resíduo extraído remanescente no extrato a partir do extrato.