CN1035098C - 生产可溶性粉状速溶咖啡的方法 - Google Patents

Abstract

一种制备可溶性粉状速溶咖啡的方法，其中在渗滤器中将碎炒咖啡分裂提取，由常压段(1)产生第一液体提取物，由加压段(2)产生第二液体提取物，然后将第一液体提取物蒸发至干物质浓度高于35%(重量)，将第二液体提取物蒸发至干物质浓度低于25%(重量)，然后将这两种液体提取物混合，第一液体提取物的蒸汽冷凝和浓缩，将所得的浓缩物重新加入到将混合物转化成可溶性咖啡粉的流程中。此方法可用于通过分裂提取生产速溶咖啡粉。

Description

生产可溶性粉状速溶咖啡的方法

本发明涉及生产可溶性粉状速溶咖啡的方法。

可溶性咖啡粉通常的生产方法是，用提取液穿过装满碎炒咖啡的浸提器进行渗滤而得到咖啡提取物，在咖啡提取物蒸发后进行冷冻干燥或喷雾干燥(Sivetz《咖啡加工工艺》第一卷第262、263页，AVI，1963)。

提取是以逆流方式进行的，即，将温度为150到180℃的水在压力下加入到装有碎炒咖啡批料的浸提器中，此咖啡已在浸提器底部经受了最强烈的提取(已提取N次)。然后将此浸提器的液体提取物通过装有已提取(N-1)次的咖啡批料的浸提器中，依此类推，直到液体提取物通过刚装满新鲜碎炒咖啡的浸提器。

最后的提取物离开最后一个浸提器时的温度约为100℃。

因此，经过最强烈提取的咖啡经受最高的温度，而新鲜咖啡所经受的温度最低。

通常将加压段与常压段相区分，加压段也称作高压釜区，它由装有经过最强烈提取的咖啡的浸提器组成，常压段则由装有经过最不强烈提取的咖啡的浸提器组成。

在每次提取循环之后，将装有经过最强烈提取的咖啡的浸提器排空，装上新鲜咖啡，在各浸提器之间已连接妥当之后，开始另一提取循环。

因此，在这种常规的提取方法中只使用一种提取液。

在称作分裂提取的另一种方法中，使用两种提取液，浸提器分成加压段和常压段。每一段都用自身的提取液提取。

常压段中的咖啡用第一提取液在中等温度和压力下提取，加压段的咖啡则用第二提取液在温度和压力高得多的条件下提取。

例如，在Pintauro的《咖啡增溶》一书第41-42页(NoyesData公司，1975)和美国专利3,790,689中，介绍了这样一种方法。

因此，得到了两种不同的液体提取物，在加压段的提取物部分蒸发之后，这两种提取物可以彼此合并，随后用常规方法，例如用喷雾干燥或冷冻干燥法，转化成粉状。

用这种方法有可能得到感官质量明显改进的咖啡，特别是由于常压段的提取液不含有在加压段中提取出的化合物。

在美国专利3,790,689的方法中，常压段的提取物不进行分裂蒸发，而加压段的提取物进行蒸发，使其干物质含量达到50％左右。然后将这两个提取物混合使最终提取物的干物质含量为25％左右。然后将得到的提取物蒸发浓缩，然后转化成粉状。在这个蒸发步骤中，从常压和加压段的提取物中逸出的挥发性化合物损失掉了。在加压段的挥发性化合物已知在终产物中造成令人不愉快的感官特性时，这样做是有利的。反之，在常压段提取物中的挥发性化合物造成合意感官特性时，这种损失是不利的。

已经进行了各种努力使混合后的最终提取物的干物质含量达到甚至超过30％，其目的特别在于，减少在冷冻干燥或喷雾干燥之前的最后蒸发步骤所需的能量，该步骤用来使提取物中干物质的含量达到约40％(重量)或更高。

遗憾的是，所有这些努力都遇到事实上美国专利3,790,689所述方法中已经存在的问题。

为了能获得尽可能高浓度的最终混合物，所得到的两种提取物显然都必须进行蒸发处理。

遗憾的是，这涉及到两个相互矛盾的要求。第一，加压段提取物的过度蒸发会由于提取物的特定组成而造成蒸发器的堵塞。这是因为，当希望此提取物的浓度达到25％(重量)以上时，不溶性化合物大量出现(随浓度迅速增加)，于是堵塞了蒸发器，工艺过程无法以工业规模操作。

第二，加压段提取物蒸发的这一限制不能通过增大常压段提取物的蒸发来补偿。这是因为常压段的提取物不能经受过度蒸发，否则将会造成芳香物的损失。与加压段的提取物不同，常压段提取物的芳香物无论如何必须保留。

由于这一原因，分裂提取方法还没有成为任何实际工业开发的对象。

因此，本发明的目的就是解决这一问题。

现已发现，在一定的条件下，有可能将常压段的提取物蒸发到干物质浓度为40％(重量)，而加压段的提取物只蒸发到干物质浓度为20％(重量)左右，从而使所得混合物的干物质浓度超过30％(重量)，然后可用蒸发法将其浓缩，并用任何已知方法转化成粉状。

这是因为常压段提取物蒸发产生的含芳香物蒸汽可以回收和冷凝，凝结物可以用任何已知方法(例如低温浓缩或反渗透法)浓缩。

随后可以将所得的浓缩物刚好在液体提取物转化成粉状之前重新加入其中。也可以用固定芳香物的油与其接触，然后用已知方法将油喷在咖啡粉上。

因此，本发明涉及一种生产可溶性粉状速溶咖啡的方法，其作法是，通过在渗滤器中对碎炒咖啡进行分裂提取，由常压段产生第一液体提取物，由加压段产生第二液体提取物，然后将第一液体提取物蒸发到干物质浓度超过35％(重量)，第二液体提取物蒸发到干物质浓度低于25％(重量)，然后将两份液体提取物混合，将第一液体提取物的蒸汽冷凝和浓缩，将所得的浓缩物重新加入到用来将混合物转化成可溶性咖啡粉的流程中。

本发明的其它特点和优点将在以下结合图1的说明中变得显而易见，图1只是用来举例，说明实施本发明方法的一种装置。

如图1所示，提取装置由若干(优选六个)渗滤器组成，槽中装有碎炒咖啡，彼此通过适当的管道系统连接。提取装置分为构成常压段1的第一组渗滤器和构成加压段2的第二组渗滤器，通过管11向常压段1供应提取液，产生的液体提取物经由管12排出。类似地，加压段2具有进料管21和卸料管22。

在常压段的出口处可以安装一个加热器3以将液体提取物加热到温度为95到98℃。然后可以将加热过的液体提取物在柱4(例如多层柱)中用蒸汽汽提。

在此汽提步骤中，液体提取物下行，与上行蒸汽流成逆流形式。挥发性化合物被蒸汽捕集并且通过蒸汽的冷凝被回收，不会受到随后的蒸发处理所产生的任何侵害性热作用。

然后液体提取物进入蒸发器5中，该蒸发器带有用来将产生的蒸汽冷凝和浓缩(例如用低温浓缩或反渗透法)的装置6。

在这个蒸发步骤期间，提取物的干物质含量增加到35％(重量)以上。事实上，对于这种用蒸发法进行的浓缩没有实际极限。但是已经发现，如果干物质含量达到50％(重量)，提取物会变得太粘，以后不容易与加压段2的提取物混合。

类似地，在加压段2的出口处液体提取物进入蒸发器7。

在这一操作期间，加压段2的提取物的于物质含量达到15-25％(重量)，优选20％(重量)左右。

然后将蒸发器5和7流出的液体提取物在混合器8中混合，所得的混合物在蒸发器9中再次蒸发，使其干物质含量达到40-45％(重量)左右。事实上对于这一蒸发没有实际极限，它取决于将提取物转化成粉状所用装置的操作参数。

从常压段流出的提取物的干物质含量最好达到40％(重量)左右。实际上常压段的液体提取物不需要经过蒸发处理，因为这种处理将使其干物质含量达到最终混合物转化成粉状所必需的干物质含量。更具体地说，因为从常压段1流出的浓缩液体提取物在从加压段2流出的浓缩液体提取物中被稀释，所以常压段的这种液体提取物最好是不经受两次使其干物质含量超过40％(重量)的蒸发处理。

出乎意料的是，虽然由于上述原因不可能用蒸发法将加压段2的提取物浓缩到干物质含量高于25％(重量)，但是可以容易地将常压段和加压段提取物的混合物浓缩到40％以上。虽然没有明确的解释，但是看来这是由于在常压段的提取物中存在的特定化合物抑制了加压段提取物中存在的化合物中不溶性组分的形成。

在蒸发器9的出口处，将装置6产生的浓缩的蒸发凝结物和柱4中得到的汽提产物引入到最终的液体提取物中，随后将此提取物在装置10中(例如冷冻干燥装置或喷雾干燥塔)转化成粉状。

下表示例说明了本发明方法的应用。

在这些试验过程中，对常压段和加压段产生的每种提取物测定比值R(每个循环的提取物重量/每个渗滤器中的咖啡重量，也称作排液比)的影响。类似地，测定提取物在蒸发前和蒸发后的干物质含量Tc，以及最终混合物在转化成粉状之前于蒸发前和蒸发后的干物质含量。

在此表中，常压段的提取物表示成EF，加压段的提取物表示成EC。

                          8

       R    Tc  蒸发后的Tc   混合物的Tc  蒸发后混合物的Tc

           (％)   (％)         (％)           (％)EF      5.0    5.6    41.3          31.0          43.3EC      3.0    4.9    21.0EF      5.0    5.5    41.0          29.5          44.3EC      3.7    4.4    21.0EF      5.0    5.6    41.0          26.2          43.2EC      5.0    3.2    16.0EF      3.2    8.4    40.0          29.6          45.7EC      4.5    3.8    21.0EF      1.0    16.4   40.0          25.5          45.3EC      4.5    6.1    21.0EF      1.0    17.1   40.0          25.5          37.7EC      6.0    4.8    19.5EF      2.0    9.6    40.0          25.5          45.6EC      6.0    3.2    18.5EF      2.5    10.2   40.0          33.1          47.6EC      4.0    4.0    18.5EF      3.5    7.7    40.0          25.5          47.2EC      6.0    3.3    17.0

可以清楚地看出，利用本发明的方法可以通过分裂提取得到干物质含量高于40％(重量)的最终提取物，在这种分裂提取中，加压段的提取物只浓缩到干物质含量为20％(重量)左右，而常压段的提取物则浓缩到干物质含量为40％(重量)左右，常压段提取物没有任何变性，其中的挥发性化合物在蒸发处理之前回收，然后重新加入，而加压段提取物中的挥发性化合物则排放掉。

Claims (2)

1.一种制备粉状可溶性咖啡的方法，该方法包括：

a)在具有一个常压提取段和一个加压提取段的提取系统中，分裂提取碎炒咖啡，由常压段得到第一提取物，由加压段得到第二提取物；

b)蒸发浓缩第一提取物，得到干物质浓度为35％(重量)以上的第一浓缩提取物，将蒸气冷凝和浓缩，得到含芳香物的浓缩物；

c)蒸发浓缩第二提取物，将第二提取物的干物质浓度提高到低于25％(重量)，得到第二浓缩提取物；

d)将第一和第二浓缩提取物混合，得到提取物混合物；

e)蒸发浓缩提取物混合物，得到干物质浓度大于40％(重量)的浓缩提取物混合物；

f)将b)中得到的含芳香物的浓缩物引入浓缩提取物混合物中；

g)将含芳香物的浓缩提取物混合物转化成粉末。

2.权利要求1的方法，该方法进一步包括：在a)中得到的第一提取物浓缩之前，蒸汽汽提第一提取物，将从第一提取物中汽提出的挥发性化合物冷凝，得到凝结的挥发性化合物，并在将浓缩混合物转化成粉末之前，将凝结的挥发性化合物加入到浓缩混合物中。

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