CN105941781A - 一种组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺，因为采用了高效的组合式恒温逆流提取罐，有效成分提尽率高；应用本设备有效成份提取率可提高3%～8%；由于采用了系统性的智能控制，产品质量稳定，克服了批次之间差异的弊病。加热均匀、温度恒定，易控制。最大限度地保证咖啡可溶部分提取出来，不浪费原料。排渣及进料均为气动控制，节省了因进料及排渣所需要的时间，节省人力，一人即可以控制一整组咖啡逆流恒温提取罐。电子浓度仪的使用可以很直观的显示出物料提取状态，最大限度的保障咖啡物料不存在过分提取造成后续蒸发器浓缩时间较长及蒸汽消耗，也不存在提取不充分造成咖啡粉浪费。

Description

一种组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺

技术领域

本发明涉及提取罐领域，尤其涉及一种组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺。

背景技术

咖啡是世界三大饮料之一，含有丰富的蛋白质，粗纤维，粗脂肪，咖啡碱等，具有独特的香醇口味和提神、兴奋的作用。咖啡是西方的象征，有数据表明，我国的咖啡消费正逐年以20%的速度上升，有望成为世界主要的咖啡消费国，而速溶咖啡是目前咖啡的主流，速溶咖啡方便经济已成为新兴阶层的主要选择，而中国的咖啡无论从种植还是加工都起步较晚，咖啡的综合利用率低，在深加工方面更是落后，特别是在速溶咖啡提取技术上，国内目前自主研发的设备多为多功能提取罐或组装式逆流提取罐等，因其提取率低、提取温度及压力差异大，人工用量大、设备可操控性差、提取时间长、提取液量大、咖啡浪费大等因素无法满足规模化生产速溶咖啡在提取阶段的需要。

目前，国内速溶咖啡提取生产技术及装备普遍采用传统的提取工艺，主要有以下几种：煎煮提取、循环回流提取、渗漉提取等，都是在封闭单元中完成浸出，随着浸出过程进行，浸出液浓度加大，物料浓度减小（指物料中可溶性物质浓度），浸出速率的速度减慢，并逐步达到一定平衡状态，单个多功能提取罐因其容量大，物料多，为保证尽可能增大提取率需要压力增大溶剂和物料接触时间长，因其溶剂和物料长时间处于高温高压状态下易造成咖啡香气流失，咖啡口感苦涩味加大，浸液量大，加大后期工序(蒸发器)工作负荷。逆流提取罐组，通常采用2—3个逆流提取罐组合而成，即物料均加满提取罐后开始进溶剂，待第一罐溶液装满后直接进入第二罐，作为提取第二罐物料的溶剂，因溶剂在流通过程中温度会被提取罐罐壁和连接管道带走一部分，致使进入第二关后温度较低，压力不能正常升起，为保证提取率必须加大溶剂从而造成第一罐长期高温高压下过度蒸煮，把很多苦涩成分带出，而第二罐低温低压状态下提取，造成不能充分把咖啡的可溶性物质提出，浪费原材料等。这些工艺还存在着难以避免的缺陷：提取率低,咖啡浪费大；提取时间长；出液系数大，且易引起溶液堵塞或过滤不完全，加重后续处理负担，能耗较高；批间差异较大；属于间歇操作，劳动条件较差。

咖啡深加工提取设备均采用西方国家的生产设备，国内自主研发的可实际利用的设备较少，采用国外进口设备价格高昂（一般是国内设备的5—8倍），且维修困难、耗材贵，通常维修均需要国外公司派人维修，时间长、费用高，不利于连续化、规模化生产。严重制约着我国的咖啡产业发展，采用该设备代替传统的多功能提取罐组建大幅度地降低提取车间整体投资(减少约50%)。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种提高提取率、减少能耗、缩短提取时间，减少设备投资、控制方便、减少人力、减少速溶咖啡产品批次间差异的组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺。

所述组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺,其特征在于,包括如下步骤：

（1）先将咖啡加入到组合式速溶咖啡恒温逆流提取罐的提取罐中，待物料灌满后备用；

（2）打开热交换控制柜，连通蒸汽，并对提取溶媒进行加热，待加热到160--180℃，溶媒从第一提取罐底部进入第一提取罐；

（3）待浸满第一提取罐后料液从第一提取罐顶部浸液出料管排出；

（4）料液在浸液出料管内经过电子浓度仪的检测，当浓度达不到要求时，通过打开控制阀，将料液通过浸液循环管道进入热交换控制柜；

（5）料液在热交换控制柜内再次加热，当料液加热到160--180℃后通过热交换控制柜另一端的浸液循环管道，使料液进入第二提取罐，待浸满第二提取罐后料液从第二提取罐顶部浸液出料管排出；

（6）料液在浸液出料管内经过电子浓度仪的检测，当浓度达不到要求时，继续在后续的提取罐内重复步骤3-5；当浓度达到15%—20%时，通过打开控制阀另一端，让料液通过循环冷却器冷却后排入料液暂存罐。

所述提取罐的数量为七个。

所述步骤2中蒸汽的用量为0.3—0.4Kpa。

所述步骤6中冷却温度为3--4℃，料液冷却后温度在8--9℃。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺，因为采用了高效的组合式恒温逆流提取罐，有效成分提尽率高；应用本设备有效成份提取率可提高3%～8%；由于采用了系统性的智能控制，产品质量稳定，克服了批次之间差异的弊病。加热均匀、温度恒定，易控制。最大限度地保证咖啡可溶部分提取出来，不浪费原料。排渣及进料均为气动控制，节省了因进料及排渣所需要的时间，节省人力，一人即可以控制一整组咖啡逆流恒温提取罐。电子浓度仪的使用可以很直观的显示出物料提取状态，最大限度的保障咖啡物料不存在过分提取造成后续蒸发器浓缩时间较长及蒸汽消耗，也不存在提取不充分造成咖啡粉浪费。

由于采用了高效的连续恒温逆流提取，各个提取罐提取溶液溶媒间温差恒定，缩短了提取时间，提取速度快，一次把所有罐体加满物料后既可以连续循环提取。一次开车后连续化生产，因而处理能力大、效率高。免除了单个多功能提取罐间歇生产过程中加料、预热、出渣等工序所花费的额外等待时间。以单个浸出舱容积为0.6m³的设备为例,组合式恒温逆流提取罐运行10天可处理50吨原料咖啡（提取时间180 min），相当于6个4m³多功能提取罐。

出液系数小（一般控制在4～8倍之间），而多功能提取罐出液系数大（一般控制在15～20倍之间），节省多余倍数溶媒加热所需的蒸汽消耗，电力消耗。同时可大幅度减少后道工序（蒸发器）的浓缩时间和蒸汽消耗，提高蒸发设备的利用率。提取相同数量的咖啡时，使用该设备所需提取时间明显少于多功能提取罐提取时间（一般减少30%以上）,并节省多余时间溶媒加热所需的蒸汽消耗。加热温度自动控制(而多功能提取罐一般可控性差)，节省蒸汽消耗。 通过实际生产运行数据分析，使用该设备总体上可节约相当于多功能提取罐能耗的30%。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明实施例组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺,包括热交换控制柜1及通过提取溶媒管道2与所述热交换控制柜1循环连接的七个提取罐,所述热交换控制柜1与所述第一提取罐3底部连通,所述第一提取罐3顶部设置有浸液出料管道4,所述浸液出料管道4另一端连接设置有控制阀5及电子浓度仪6,所述控制阀5的一端通过浸液循环管道7与热交换控制柜1连接,另一端通过循环冷却器8与浸液暂存罐9连接;所述热交换控制柜1通过另一端的浸液循环管道与第二提取罐10再次循环连接。所述提取罐包括七个，所述第一提取罐3通过提取溶媒管道2与所述热交换控制柜1连接，与所述第一提取罐3相邻的其他提取罐通过所述浸液循环管道与所述热交换控制柜1连接。所述提取罐的上、下两端均设置有200目的过滤网，所述提取管物料入口处设置有气动球阀11。

该设备的设计基于高效的连续逆流浸出原理，通过结合循环回流提取、逆流提取、煎煮提取等设备优势设计而出，主体设备由热交换控制柜（可使纯水加热到180℃--250℃）、提取罐组由7个单一提取罐组合而成（上下两端均带200目的过滤网）、气动球阀，循环冷却器、电子浓度仪（量程范围为0.1%—60%）等，独特设计的连续恒温循环式逆流提取罐组，可单个循环提取，也可多组恒温连续循环提取， 自动进料及气动球阀的使用减少了人力，电子浓度仪的综合利用确保了咖啡水溶性物质的最大化的提取出来，不造成咖啡的浪费、也不造成因过度提取造成提取液过多对后期浓缩处理带来压力，本设计通过让罐一的物料提取出（达不到出料浓度）后不直接进入第二提取罐，而是通过管道循环到热交换控制柜进行二次加热（达到所需要的提取溶媒温度）后进入第二罐，依次类推，当物料浓度达到出料浓度要求时关闭循环加热管道上的控制阀让物料进入料液暂存罐。

该设计因料液从罐一出来后通过加热，料液变为提取下一罐物料的溶媒，温度和罐一保持一致，避免了因料液流动过程中的热量损耗，进入下一罐后温度降低，压力不能正常升起来，延长了提取时间，料液量增大，且无法准确控制每个批次因提取时间、提取温度、提取压力的不同而带来的差异，造成速溶咖啡的产品品质的稳定性差的问题。减少不必要的物料损耗，节省了提取时间，增加了单位时间内的提取能力。

具体生产工艺如下：

1、生产前仔细检查7个提取罐的各阀门、热交换控制柜等是否完好，无问题提取罐备用，进入生产状态。

2、自动进料系统把经过烘焙、研磨的咖啡粉依次灌装到7个提取罐，待咖啡粉灌满后备用。

3、打开热交换控制柜，连通蒸汽（蒸汽压力0.3—0.5Kpa），并对提取溶媒（纯水）进行加热（加热到所需的160——180℃），待加热到所需要温度后，溶媒进入第一提取罐。

4、纯水从第一提取罐罐底部进入，待浸满第一提取罐后从第一提取罐顶部管道排出，此时因提取浓度较低（此时浓度仅为8—9%）达不到所设置出液浓度，需要循环至第二提取罐，用第一提取罐提取液作为第二提取罐咖啡粉的提取溶媒，此时关闭和提取液暂存罐联通的排料管道上的控制阀，让第一提取罐的物料通过浸液循环管道进入热交换控制柜进行物料加热（加热到160--180℃）后，排入第二提取罐，进行第二提取罐物料的提取，依次类推让浸液依次进入第三、四、五、六、七提取罐，当料液浓度达到所设置浓度15%—20%时，关闭和热交换控制柜连接的物料管上的控制阀，让物料通过循环冷却器冷却后进入料液暂存罐，当浓度低于所设置浓度时自动关闭该阀门，让物料通过加热后进入下一提取罐，继续提取。

依次循环，一般为6个提取罐为一个提取单元即随时保证一个提取罐在进物料。即保证提取同时，均有一个罐体是在排渣、清洗，以节约提取时间。。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺,其特征在于,包括如下步骤：

（1）先将咖啡加入到组合式速溶咖啡恒温逆流提取罐的提取罐中，待物料灌满后备用；

（2）打开热交换控制柜，连通蒸汽，并对提取溶媒进行加热，待加热到160--180℃，溶媒从第一提取罐底部进入第一提取罐；

（3）待浸满第一提取罐后料液从第一提取罐顶部浸液出料管排出；

（4）料液在浸液出料管内经过电子浓度仪的检测，当浓度达不到要求时，通过打开控制阀，将料液通过浸液循环管道进入热交换控制柜；

（5）料液在热交换控制柜内再次加热，当料液加热到160--180℃后通过热交换控制柜另一端的浸液循环管道，使料液进入第二提取罐，待浸满第二提取罐后料液从第二提取罐顶部浸液出料管排出；

（6）料液在浸液出料管内经过电子浓度仪的检测，当浓度达不到要求时，继续在后续的提取罐内重复步骤3-5；当浓度达到15%—20%时，通过打开控制阀另一端，让料液通过循环冷却器冷却后排入料液暂存罐。

2.如权利要求1所述的组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺,其特征在于,所述提取罐的数量为七个。

3.如权利要求1所述的组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺,其特征在于, 所述步骤2中蒸汽的用量为0.3—0.4Kpa。

4.如权利要求1所述的组合式速溶咖啡恒温逆流提取工艺,其特征在于,所述步骤6中冷却温度为3--4℃，料液冷却后温度在8--9℃。