Verfahren zur Herstellung von reinem löslichem Tee-Extrakt in Pulverform Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von reinem, löslichem Tee-Extrakt in Pulverform ohne jeden fremden Zusatz sowie den nach diesem Verfahren erhaltenen Tee-Extrakt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeich net, dass man Teeblätter mittels heissen Wassers extra hiert, aus dem Extrakt die flüchtigen Aromastoffe durch Verdampfen eines Teils des Extraktionswassers und/oder durch Destillation mittels Wasserdampf und/ oder einem inerten Gas abtrennt und kondensiert, den von den flüchtigen Aromastoffen befreiten Extrakt kon zentriert, das Konzentrat mit den flüchtigen Aroma stoffen versetzt und die Mischung sprühtrocknet.
Es hat sich gezeigt, dass der erfindungsgemäss her gestellte Tee-Extrakt bezüglich Geschmack und Aroma dem natürlichen, d. h. nach einer bewährten Haus haltmethode hergestellten Teegetränk mindestens sehr nahe steht.
Zur Herstellung eines Teegetränkes wärmt die Hausfrau gewöhnlich die Teekanne zuerst mit sieden dem Wasser vor. Nach Entleeren der Kanne wird die nötige Menge Teeblätter eingeschüttet und diese mit siedendem Wasser übergossen. Man lässt dann den Tee ziehen , bis dieser die gewünschte goldbraune Farbe gewonnen hat. Je länger man den Tee ziehen lässt, je brauner wird der Aufguss und dieser bekommt einen immer schärfer werdenden Bittergeschmack. Wenn die Teeblätter kontinuierlich extrahiert werden, sind diese Bedingungen auch beim erfindungsgemässen Verfahren leicht einzuhalten, insbesondere bei Ver wendung eines Apparates, dessen Arbeitsbedingungen während des Betriebes wenig variieren.
Bei Versuchen wurde mehrmals beobachtet, dass ein Braunwerden ebenfalls vorkommt, wenn zwischen den Fabrikationsstufen die Auslaugung auf über 70 C erhitzt wird oder eine bestimmte Zeit bei solchen Temperaturen gehalten wird. Deshalb sind zweck- mässigerweise die Arbeitsgeschwindigkeiten der ver wendeten Apparate derart synchronisiert, dass die Stauung von flüssigem Extrakt zwischen den aufein anderfolgenden Apparaten auf einem Minimum ge halten werden kann. Solche Stauungen sind unver meidlich, um kleine Unregelmässigkeiten in der Appa ratur zu kompensieren.
Ferner empfiehlt es sich, so weit das Fabrikationsverfahren es erlaubt, den flüs sigen Extrakt sowie die Aromalösung so bald als möglich auf unterhalb<B>70'</B> C zu kühlen.
Bisher war meist die direkte Zerstäubung des erhal tenen Extraktes üblich. Versuche haben aber gezeigt, dass dies mit den üblichen, stark verdünnten Extrakten im Gegensatz zu den nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältlichen Extrakten nicht ohne Schädi gung des Aromas möglich ist.
Das Eindicken des Extraktes, aus welchem die empfindlichen und leicht verlierbaren Komponenten zuvor entfernt worden sind, kann kontinuierlich oder sudweise durch Eindampfen, vorzugsweise bei tiefer Temperatur<B>(30-55'</B> C) und unter vermindertem Druck erfolgen. Das Konzentrieren ist aber auch unter Atmosphärendruck mittels Ausfrieren oder auf irgend eine andere Art möglich. Das Volumen des Eindick apparates ist aber zweckmässig so zu gestalten, dass der Extrakt während eines Minimums an Zeit in der Apparatur verbleibt, um physikalische oder chemische Veränderungen nach Möglichkeit zu vermeiden. Die kontinuierlich arbeitenden Eindampfapparate ent sprechen am besten diesen Bedingungen.
Der von Aromastoff befreite Extrakt kann in dem Eindick apparat ohne Einbusse an Qualität bis auf 40-60% Trockengehalt eingedickt werden. Das Konzentrat kann kontinuierlich oder intermittierend weggeschafft werden. Es ist aber vorteilhaft, vor Luft zu schützen und sofort unter<B>55'</B> C zu kühlen. Der Schutz vor Luft kann auch mit inerten Gasen wie Kohlensäure oder Stickstoff erfolgen.
Die Entfernung der Aromabestandteile aus dem Extrakt geschieht zweckmässig derart, dass dieser sofort in ein geschlossenes System, z. B. in eine Destillier kolonne mit dem üblichen Packmaterial oder in eine besondere Strippvorrichtung eingeführt wird. Im ersten Falle wird nun der Extrakt zweckmässig bis höchstens 50% verdampft, wobei die Brüden in einer Destillierkolonne fraktioniert und konzentriert wer den. Die Trennung des Extraktes vom Dampf erfolgt vorzugsweise mittels eines Zentrifugalabscheiders.
Die wasserdampfflüchtigen Aromastoffe können aber auch in einer speziell hierfür ausgebildeten Stripp- kolonne mittels Wasserdampf und/oder einem inerten Gas, beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxyd oder einem Edelgas, im Gegenstrom vom Extrakt abge trennt werden. Das Strippen mit Dampf ist mit sehr kleinen Dampfmengen, die z. B. 1-5% der zu strippen den Extraktmenge betragen, möglich, kann aber auch mit grösseren Dampfmengen durchgeführt werden.
Beide Arten der Aromaentfernung, Destillation und Strippen, können auch kombiniert angewandt werden.
Ein hochkonzentriertes Destillat wird in geeigneter Weise mit einer Packkolonne erhalten. Die flüchtigen Komponenten können mit Leitungs- und Eiswasser in einem Kondensor oder auch auf andere Weise ge kühlt werden. Um die empfindlichen Aromabestand- teile unverändert zu erhalten, ist ein rasches Arbeiten unter Vermeidung von Luftzutritt zweckmässig. Der Anteil an erhaltenem Aromadestillat beträgt beispiels weise 3,5-5%, berechnet auf die destillierte Extrakt menge, und dessen Gewicht sollte nicht grösser sein als 70% des Gewichtes des verwendeten Tees.
Es empfiehlt sich, darauf zu achten, dass beim Strippen Aromaverluste infolge Schaumbildung vermieden wer den.
Der eingedickte gekühlte Extrakt wird zweckmässig sobald wie möglich mit einem proportionalen Anteil an gekühltem Aromadestillat (vorzugsweise entspre chend höchstens 50% des Gewichtes der Teeblätter) vermischt. Das Vermischen kann kontinuierlich oder sudweise, z. B. mittels Pumpen usw. in einer geeigneten, speziellen Mischapparatur geschehen. Man erhält so den zur Trocknung bereiten Extrakt, enthaltend 35 bis 60% Trockensubstanz, der die Gesamtheit der flüchtigen und nichtflüchtigen Bestandteile des natür lichen Teegetränks enthält und der wegen seiner hohen Konzentration während des Trocknungsprozesses die selben nicht mehr verliert. Durch Versuche wurde fest gestellt, dass z.
B. bei der Zerstäubungstrocknung die Verluste flüchtiger und wasserdampfdestillierbarer Aroma- und Geschmacksbestandteile mit steigender Konzentration abnehmen.
Es empfiehlt sich, dem Extrakt vor der Sprüh trocknung Gase, insbesondere Kohlensäure, einzuver leiben, um das spezifische Gewicht des Trockenpro duktes herabzusetzen und dessen Dosierung zu erleich tern und die Löslichkeit zu begünstigen. Man kann so Pulver erhalten, deren Gewicht pro cm3 nicht mehr als 0,15 g beträgt, was einem Teelöffel auf eine Tasse heisses Wasser entspricht.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine zur Durch führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung sche matisch dargestellt.
Der Extraktor 10, bekannter Konstruktion, hat die Form eines abgeflachten Hufeisens und arbeitet unter atmosphärischem Druck. Die Teeblätter werden durch die Rinne 11 kontinuierlich vom Vorratsbehälter 12 in abgewogenen Mengen dem Extraktor zugeführt. Das heisse Extraktionswasser gelangt in kontrollierter Menge durch den Stutzen 13 in den Apparat und der flüssige Extrakt fliesst durch den Stutzen 14 aus. Die Teeblätter werden durch eine nicht gezeigte, aber an sich bekannte Mitnehmervorrichtung durch den Appa rat (in Pfeilrichtung) gefördert und verlassen den Extraktor durch die Öffnung 15. Die Teeblätter werden also in einem Gegenstromsystem mit Wasser von 100 C in kontinuierlicher Weise ausgezogen.
Die pro Stunde kontinuierlich eingefüllte Teeblättermenge so wie die pro Stunde durch den Extraktor fliessende Heisswassermenge werden entsprechend dem innern Querschnitt des Extraktors gewählt, so dass die Tee blätter nicht länger als 8-10 Minuten, vorzugsweise 6 Minuten, mit dem Extraktionswasser in Berührung bleiben. Der somit erhaltene flüssige Extrakt ist dem nach dem Haushaltverfahren hergestellten Teegetränk bezüglich Geschmack und Aroma sehr ähnlich.
Für die Extraktion von 100 kg Tee werden 1000-1500 kg Wasser verwendet. Hievon gelangt ein Teil mit den ausgelaugten Teeblättern ins Freie, so dass noch 500 bis 1000 kg flüssiger Extrakt mit einem Trockenmasse gehalt von 6-3% und einer Temperatur von 85-90 C gewonnen werden. Da das Extraktionswasser den Apparat im Gegenstrom zu den Teeblättern durch läuft, trägt das mit den ausgelaugten Blättern ab gehende Wasser keine Aromabestandteile mit sich fort. Um zu hohe Wärmeverluste zu vermeiden, kann der Extraktor isoliert werden.
Das spezifische Gewicht des heissen, flüssigen Tee- Extraktes wird kontinuierlich mittels eines im Aus laufstutzen 14 montierten Apparates gemessen. Der Extrakt wird sofort nach Verlassen des Extraktors filtriert, zuerst mittels eines Grobfilters 16 und dann mittels eines Feinfilters (z. B. Nylon) 17. Der filtrierte Extrakt wird mittels der Förderpumpe 18 durch den Wärmeaustauscher 19 in die Strippkolonne 20 geführt. Der Dampf für die Strippkolonne wird im Generator 21 erzeugt. Die Kolonne ist mit dem Kondensor 22 verbunden.
Das Kondensat wird rasch im Kühler 23 gekühlt und in den Destillathaltetank 24 geleitet. Für das Strippen von 500-600 kg flüssigem Extrakt, der aus 100 kg Teeblättern gewonnen worden ist, sind 20-30 kg Dampf nötig. Man erhält 20-24 kg Aroma destillat.
Der gestrippte Extrakt verlässt die Strippkolonne durch den Stutzen 30 und wird im Kühler 31 auf höchstens<B>50'</B> C gekühlt und hierauf im Verdampfer 25 vorteilhaft kontinuierlich bei einer Temperatur von 30-55 C eingeengt. Es werden 55-67 kg konzen trierter Extrakt mit einem Trockenstoffgehalt von 55-40% erhalten.
Der konzentrierte Extrakt wird mittels Pumpe 26 in den Haltetank 27 geleitet. Zu abgewogenen Mengen des konzentrierten Extraktes wird die entsprechende Menge Aromadestillat aus dem Vorratsbehälter 24 zugesetzt. Nach guter Mischung beider Komponenten mittels einer Rührvorrichtung wird die Mischung mittels der Pumpe 28 durch die Zerstäubungsdüsen gepresst und in Pulverform im Trocknungsapparat getrocknet.
Apparate zur ständigen Kontrolle des spezifischen Gewichtes sowohl des frischen als auch des konzen trierten Tee-Extraktes können in den Auslaufleitungen des Extraktors respektive des Eindickapparates ein gebaut werden. Auch können der konzentrierte Tee- Extrakt und die Aromalösung separat gewogen wer den, um vor der Zerstäubung im richtigen Verhältnis gemischt zu werden. Eine Mischung im richtigen Ver hältnis kann aber ebenfalls durch die Verwendung einer Proportionierungspumpe erhalten werden.
<I>Beispiel</I> 100 kg Teeblätter werden im Gegenstrom mit 1000 bis 1500 kg IOOgrädigem Wasser extrahiert. Es werden etwa 500-l000 kg flüssiger Tee-Extrakt mit einem Teebestandteilgehalt von 6-3% erhalten. Dies ent spricht ungefähr 30 kg Tee-Trockensubstanz. Der filtrierte Extrakt wird dann mittels 20-30 kg Dampf gestrippt, womit sich 20-24 kg Aromalösung ergeben. Der gestrippte Extrakt wird in einem Kondensier- apparat vorzugsweise unter Vakuum bei einer Tem peratur von<B>30-55'</B> C kontinuierlich bis auf eine Konzentration von 40-55% Trockensubstanz ein gedickt. 55-75 kg konzentrierter Extrakt werden er halten.
Die Aromalösung wird diesem Extrakt im richtigen Verhältnis zugesetzt. Die Mischung erfolgt bei einer Temperatur von 45-50' C. Sein Trocken substanzgehalt ist gewöhnlich 35-40%. Die Mischung wird mit C02 imprägniert und so bald als möglich mittels Zerstäubung in Pulverform getrocknet. Beim Auflösen von 0,8-1,0 g des erhaltenen Pulvers in 200 cm3 heissem Wasser wird ein Getränk erhalten, das die typischen Eigenschaften eines frischen, natür lichen Teegetränkes aufweist. Das Pulver hat ein Schüttgewicht von weniger als 0,20 g pro cm3.