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.
Process for the production of pure, soluble tea extract in powder form The present invention relates to a process for the production of pure, soluble tea extract in powder form without any extraneous addition, as well as the tea extract obtained by this process.
The method according to the invention is characterized in that tea leaves are extracted using hot water, the volatile aromatic substances are separated from the extract by evaporation of part of the extraction water and / or by distillation using steam and / or an inert gas, and the volatile substances are condensed The extract freed from flavorings is concentrated, the volatile flavorings are added to the concentrate and the mixture is spray-dried.
It has been shown that the tea extract produced according to the invention in terms of taste and aroma corresponds to the natural, ie. H. is at least very close to the tea drink produced using a tried and tested household method.
To make a tea drink, the housewife usually first preheats the teapot with boiling water. After emptying the pot, pour in the required amount of tea leaves and pour boiling water over them. The tea is then allowed to infuse until it has the desired golden brown color. The longer you let the tea steep, the more brown the infusion becomes and it gets an increasingly sharp bitter taste. If the tea leaves are extracted continuously, these conditions can easily be observed in the process according to the invention, especially when using an apparatus whose working conditions vary little during operation.
It has been observed several times in experiments that browning also occurs if the leaching is heated to above 70 C between the manufacturing stages or is kept at such temperatures for a certain time. For this reason, the operating speeds of the devices used are expediently synchronized in such a way that the accumulation of liquid extract between the successive devices can be kept to a minimum. Such jams are unavoidable in order to compensate for small irregularities in the equipment.
It is also advisable, as far as the manufacturing process allows, to cool the liquid extract and the aroma solution to below <B> 70 '</B> C as soon as possible.
So far, direct atomization of the extract obtained was usually common. Tests have shown, however, that with the usual, highly diluted extracts, in contrast to the extracts obtainable by the process according to the invention, this is not possible without damaging the aroma.
The extract, from which the sensitive and easily lost components have previously been removed, can be thickened continuously or by evaporation, preferably at a low temperature (30-55 ° C.) and under reduced pressure. Concentration is also possible under atmospheric pressure by freezing out or in any other way. The volume of the thickening apparatus should, however, expediently be designed so that the extract remains in the apparatus for a minimum of time in order to avoid physical or chemical changes as far as possible. The continuously operating evaporators correspond best to these conditions.
The extract, which has been freed from flavoring, can be thickened in the thickener without any loss of quality to a dry content of 40-60%. The concentrate can be removed continuously or intermittently. However, it is advantageous to protect from air and to cool immediately below <B> 55 '</B> C. Protection from air can also be done with inert gases such as carbon dioxide or nitrogen.
The removal of the aroma components from the extract is expediently done in such a way that it is immediately transferred to a closed system, e.g. B. is introduced into a distillation column with the usual packing material or in a special stripping device. In the first case, the extract is expediently evaporated to a maximum of 50%, the vapors being fractionated and concentrated in a distillation column. The extract is preferably separated from the steam by means of a centrifugal separator.
The steam-volatile aromatic substances can, however, also be separated from the extract in countercurrent in a stripping column specially designed for this purpose by means of steam and / or an inert gas, for example nitrogen, carbon dioxide or a noble gas. The steam stripping is done with very small amounts of steam, e.g. B. 1-5% of the amount of extract to be stripped, possible, but can also be carried out with larger amounts of steam.
Both types of aroma removal, distillation and stripping, can also be used in combination.
A highly concentrated distillate is suitably obtained with a packing column. The volatile components can be cooled with tap water and ice water in a condenser or in some other way. In order to keep the sensitive aroma components unchanged, it is advisable to work quickly while avoiding the ingress of air. The proportion of aroma distillate obtained is, for example, 3.5-5%, calculated on the amount of distilled extract, and its weight should not be greater than 70% of the weight of the tea used.
It is advisable to ensure that when stripping, loss of aroma due to foam formation is avoided.
The thickened, cooled extract is expediently mixed as soon as possible with a proportionate amount of cooled aroma distillate (preferably corresponding to at most 50% of the weight of the tea leaves). The mixing can be continuous or suds, e.g. B. done by means of pumps, etc. in a suitable, special mixing apparatus. This gives the extract ready for drying, containing 35 to 60% dry matter, which contains all of the volatile and non-volatile components of the natural tea drink and which, due to its high concentration, no longer loses the same during the drying process. Experiments have shown that z.
B. in spray drying, the losses of volatile and steam-distillable aroma and flavor components decrease with increasing concentration.
It is advisable to incorporate gases, in particular carbonic acid, into the extract prior to spray drying in order to reduce the specific gravity of the dry product and to facilitate its dosage and to promote solubility. Powder can thus be obtained whose weight per cm3 is no more than 0.15 g, which is equivalent to one teaspoon per cup of hot water.
In the accompanying drawing a suitable device for implementing the method is shown schematically.
The extractor 10, of known construction, has the shape of a flattened horseshoe and operates under atmospheric pressure. The tea leaves are continuously fed through the channel 11 from the storage container 12 in weighed quantities to the extractor. The hot extraction water enters the apparatus in a controlled amount through the nozzle 13 and the liquid extract flows out through the nozzle 14. The tea leaves are conveyed through the apparatus (in the direction of the arrow) by a driver device, not shown, but known per se, and leave the extractor through the opening 15. The tea leaves are thus continuously drawn out in a countercurrent system with water at 100 ° C.
The amount of tea leaves continuously filled in per hour and the amount of hot water flowing through the extractor per hour are selected according to the inner cross-section of the extractor, so that the tea leaves do not remain in contact with the extraction water for longer than 8-10 minutes, preferably 6 minutes. The liquid extract thus obtained is very similar in taste and aroma to the tea drink produced by the household process.
1000-1500 kg of water are used for the extraction of 100 kg of tea. Part of this is released into the open with the leached tea leaves, so that 500 to 1000 kg of liquid extract with a dry matter content of 6-3% and a temperature of 85-90 ° C can be obtained. Since the extraction water runs through the apparatus in countercurrent to the tea leaves, the water leaving with the leached leaves does not carry any aromatic components with it. The extractor can be insulated to avoid excessive heat loss.
The specific weight of the hot, liquid tea extract is measured continuously by means of an apparatus installed in the outlet connection 14. The extract is filtered immediately after leaving the extractor, first by means of a coarse filter 16 and then by means of a fine filter (e.g. nylon) 17. The filtered extract is fed by means of the feed pump 18 through the heat exchanger 19 into the stripping column 20. The steam for the stripping column is generated in generator 21. The column is connected to the condenser 22.
The condensate is rapidly cooled in the cooler 23 and passed into the distillate holding tank 24. For the stripping of 500-600 kg of liquid extract obtained from 100 kg of tea leaves, 20-30 kg of steam are required. 20-24 kg of aroma distillate are obtained.
The stripped extract leaves the stripping column through the nozzle 30 and is cooled to a maximum of 50 ° C. in the cooler 31 and then concentrated in the evaporator 25, advantageously continuously at a temperature of 30-55 ° C. There are 55-67 kg of concentrated extract obtained with a dry matter content of 55-40%.
The concentrated extract is fed into the holding tank 27 by means of the pump 26. The corresponding amount of aroma distillate from the storage container 24 is added to the weighed amounts of the concentrated extract. After the two components have been thoroughly mixed by means of a stirring device, the mixture is pressed through the atomizing nozzles by means of the pump 28 and dried in powder form in the drying apparatus.
Apparatus for constant control of the specific gravity of both the fresh and the concentrated tea extract can be built into the outlet lines of the extractor or the thickening apparatus. The concentrated tea extract and the aroma solution can also be weighed separately in order to be mixed in the correct ratio before atomization. A mixture in the correct ratio can also be obtained by using a proportioning pump.
<I> Example </I> 100 kg tea leaves are extracted in countercurrent with 1000 to 1500 kg 100-degree water. About 500-1000 kg of liquid tea extract with a tea component content of 6-3% are obtained. This corresponds to about 30 kg of dry tea substance. The filtered extract is then stripped by means of 20-30 kg of steam, resulting in 20-24 kg of aroma solution. The stripped extract is continuously thickened in a condenser, preferably under vacuum at a temperature of 30-55 ° C, to a concentration of 40-55% dry matter. He will keep 55-75 kg of concentrated extract.
The aroma solution is added to this extract in the correct proportion. Mixing takes place at a temperature of 45-50 ° C. Its dry matter content is usually 35-40%. The mixture is impregnated with CO 2 and dried as soon as possible by means of atomization in powder form. When 0.8-1.0 g of the powder obtained is dissolved in 200 cm3 of hot water, a drink is obtained which has the typical properties of a fresh, natural tea drink. The powder has a bulk density of less than 0.20 g per cm3.