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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von löslichen Aromakonzentraten aus organischem Material, beispielsweise aus Pflanzen, Früchten, Gemüsen, Samen sowie Teilen von diesen und tierischen Produkten, nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 8.
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Unter Aromakonzentrat sind dabei sowohl reine flüchtige Duft- und/oder Geschmacksstoffe als auch feinste Bestandteile des organischen Materials selbst, die das Aroma beinhalten bzw. tragen, zu verstehen.
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Zur Herstellung von trockenen, leicht löslichen Aromakonzentraten ist ein sehr umfangreicher Stand der Technik bekannt. Eine ausgesprochen breite Anwendung von Aromakonzentraten ist ihre Verwendung zur Herstellung von löslichem Kaffepulver. Diesbezügliche patentrechtliche Veröffentlichungen zur industriemäßigen Herstellung des dafür erforderlichen Kaffee-Extraktes reichen bis an den Beginn des 20. Jahrhunderts zurück.
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Das Grundprinzip der Herstellung von löslichem Kaffee besteht darin, die löslichen, das Aroma tragenden Substanzen vom Kaffeesatz zu trennen. Bei einem bekannten Verfahren wird zur Herstellung eines trockenen löslichen Kaffee-Extraktes gerösteter, gemahlener Kaffee auf eine Temperatur nahe seiner Rösttemperatur erhitzt. Die dadurch frei werdenden aromatischen flüchtigen Bestandteile werden mittels eines Stromes kühler Luft oder inerten Gases aus dem gemahlenen Kaffee entfernt und auf einen fein pulverisierten Kaffeeextrakt geleitet, der aus dem entaromatisierten Kaffee hergestellt wird, und dort von dem Kaffeepulver gebunden. Das mit den Aromastoffen beladene Kaffeepulver ist vollständig in Wasser löslich (
DE 339215 ).
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Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Herstellung des Kaffeeextraktes an den Röstprozess der Kaffeebohne gebunden ist. Außerdem werden auch die bei den hohen Temperaturen des Röstprozesses entstehenden Verbrennungsprodukte mit abgeleitet, die die für den Instantkaffee typischen, seinen Geschmack verschlechternden Off-Flavour-Noten bewirken.
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Bekannt ist auch ein Verfahren zur Herstellung von haltbarem Kaffee-Extraktpulver mit einem erhöhten Gehalt an ernährungsphysiologisch wertvollen Inhaltsstoffen, bei dem der bei der herkömmlichen Heißwasserextraktion von Röstkaffee oder anderen Röstwaren anfallende Rückstand bei maximal 50°C mit einem stark angesäuerten mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel extrahiert wird. Die Extraktivstoffe werden an einem lipophilen Sorbens adsorbiert und mittels basisch eingestelltem Wasser wieder desorbiert und als wasserlösliches Salz anschließend durch Kationenaustauscher in der H
+-Form entionisiert und entweder für sich alleine oder nach Zumischen zu herkömmlichem Röstkaffee-Heißwasserextrakt getrocknet (
DE 1 237 416 ). Der Nachteil dieses Verfahrens ist nicht nur in seinem verhältnismäßig hohen Aufwand sondern auch in den erforderlichen chemisch-physikalischen Ionenprozessen zu sehen.
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Bei einem anderweitigen Verfahren zur Herstellung von Instant-Tee, Instant-Kaffee, Instant-Bonitos oder Instant-Shitake werden diese Produkte oder Teile von diesen getrocknet und mit flüssigem Dimethyläther mit oder ohne Wasser versetzt, so dass ein flüssiger Extrakt entsteht. Danach wird das Lösungsmittel ganz oder teilweise von diesem Extrakt entfernt, so dass ein erster pulverförmiger, pastöser, öliger oder flüssiger Extrakt entsteht. Von der Dimethylätherextraktion mit Wasser wird der Rückstand extrahiert und das Wasser verdampf, so dass ein zweiter pulverförmiger, pastöser, öliger oder flüssiger Extrakt entsteht. Anschließend wird ein Teil des ersten pulverförmigen, pastösen, öligen oder flüssigen Extrakts mit dem aus der zweiten Stufe vereinigt und der restliche Dimethyläther und das restliche Wasser unter Bedingungen entfernt, unter denen das Wasser gefriert (
DE 2 462 504 A1 ). Auch dieses Verfahren ist sehr aufwändig und verwendet als Lösungsmittel einen für die Nahrungsmittelherstellung nicht unbedenklichen Dimethyläther. Hinzu kommt, dass Dimethyläther bei Raumtemperatur gasförmig ist, so dass die erste Extraktionsstufe entweder bei Normaltemperatur bei einem Druck oberhalb vier atm oder bei einer Temperatur unterhalb –25°C durchgeführt werden muss. Beide Varianten erhöhen den apparativen Aufwand wesentlich.
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Ein wasserlösliches Kaffee- oder Teeprodukt, das ein dem gefriergetrockneten Kaffe ähnliches Erscheinungsbild aufweist, wird aus einem nicht wiederbefeuchteten Partikelmaterial durch Trocknung eines Extraktes gewonnen. Hierzu wird eine Schicht von Partikelmaterial mit einem im Wesentlichen einheitlichen Feuchtegehalt, der etwas höher als der des Endproduktes ist, einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei sich das Partikelmaterial auf einem endlosen Band oder in einer Anordnung von Schalen befindet und sich in eine kompakte, kuchenartige Struktur verwandelt. Die Wärme wird mittels Beheizungselementen durch Wärmeleitung auf die Schicht übertragen. Nach einer Abkühlung und vor einer abschließenden Trocknung wird das Partikelmaterial granuliert (
DE 60 024 325 T3 ).
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Bei der Trocknung des Extraktes gehen wertvolle leicht flüchtige Bestandteile des Aromas verloren, so dass der in Wasser gelöste Extrakt nicht den gleichen guten Geschmack wie das Grundprodukt erbringt.
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Das Problem der Verschlechterung des Geschmacks von löslichem Kaffee durch die längere erhöhte Temperaturbelastung bei der Gewinnung der Kaffee-Extrakte ist Gegenstand eines Verfahrens zur Herstellung von löslichem Kaffe mit verbessertem Aroma durch eine Hochdruckextraktion des Sekundärextrakts und jedes weiteren Extrakts mit flüssigem oder überkritischem CO
2. Hierbei wird zunächst gemahlener Röstkaffee zur Abtrennung wesentlicher Aromabestandteile mit Wasserdampf gestrippt. Anschließend erfolgt eine erste und danach eine zweite Extraktion des verbliebenen Röstkaffees. Die den Geschmack des Kaffees beeinträchtigenden Off-Flavour-Substanzen entstehen in der Regel ab der zweiten, bei höheren Temperaturen als der ersten durchgeführten Extraktion. Daher werden diese Extrakte ganz oder teilweise bei einem Druck von ca. 60 bis 400 bar einer CO
2-Extraktion unterzogen. Nach Abscheidung der Off-Flavour-Substanzen aus dem CO
2 wird dieses dem Prozess wieder zugeführt. Der so behandelte Sekundärextrakt wird mit dem Primärextrakt und den gewonnenen Aromen vereinigt und durch Gefrier- oder Sprühtrocknung zu löslichem Kaffeepulver weiterverarbeitet (
DE 691 01 770 T2 ).
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Dieses Verfahren liefert zwar einen von den unerwünschten Geschmacksnoten freien löslichen Kaffee, erfordert aber aufgrund der hohen Drücke sehr massive und mit den entsprechenden Sicherheitsausrüstungen versehene Anlagen, wodurch sich die Aromagewinnung verteuert. Außerdem ist die abschließende Gefrier- oder Sprühtrocknung zur Gewinnung des löslichen Produkts sehr energieintensiv. Nicht zuletzt beeinträchtigt der Druck des CO2 während der Extraktion die Natur der zu extrahierenden Komponente.
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Ferner ist ein Verfahren zum Extrahieren eines oder mehrerer Bestandteile aus einem Material natürlichen Ursprungs, welche Öle in ihrem Kochverfahren akkumuliert haben, bekannt, bei dem das Material mit einem nichtchlorierten Tetrafluorethan-Lösungsmittel in Kontakt gebracht wird, um das Lösungsmittel mit dem Bestandteil zu beladen, das beladene Lösungsmittel gesammelt wird und in einem letzten Schritt das Lösungsmittel zur Gewinnung des Bestandteils entfernt wird. Es entsteht eine hochkonzentrierte Flüssigkeit des Aromas, in der Regel ein ÖL (
DE 694 28 729 T2 ). Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass das Aroma als Flüssigkeit vorliegt und damit leichter flüchtig ist als wenn es in Pulverform vorliegen würde. Außerdem werden vom Kunden Instantprodukte auch deshalb in fester Form bevorzugt, da sie leichter lagerbar und einfacher in ihrer Handhabung sind. So lassen sich Getränke leicht durch Aufgießen von Wasser auf ein Pulver herstellen. Die Umwandlung dieses Aromaextraktes in ein Pulver wäre jedoch mit einem zusätzlichen apparatetechnischen und energetischen Aufwand und außerdem mit Verlusten des Aromas verbunden.
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Schließlich ist ein Verfahren zur Gewinnung einer Aromakomponente aus einer Aromaquelle bekannt, bei dem die Aromaquelle erhitzt wird und das dabei frei werdende Aroma von einem inerten Trägergasstrom abtransportiert und durch ein das Aroma lösendes Lösungsmittel, z. B. Alkohol, geleitet wird. Nach dem Abzug des Lösungsmittels verbleibt ein geleeartiges Aromakonzentrat (
DE 692 13 969 T2 ). Auch bei diesem Verfahren müsste sich zur Gewinnung eines Feststoffes ein Trocknungsverfahren anschließen.
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Die Erfindung und ihre Vorteile
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass es ein qualitativ hochwertiges, trockenes, pulverförmiges Aromakonzentrat liefert. Es ist in der gewonnenen Form sofort verwendbar, d. h. entweder direkt als Aromazusatz zu Speisen und Getränken oder als Ausgangsstoff für ein Instantprodukt zur Herstellung eines Getränks. Sowohl das Aroma selbst als auch wieder in Wasser gelöst gibt es den Duft und/oder Geschmack des Ausgangsprodukts nahezu identisch wieder. Diese hohe Qualität ist besonders bei der Herstellung eines Instant-Kaffeepulvers von Bedeutung. Mit dem aus diesem Aromakonzentrat hergestellten löslichen Kaffepulver lässt sich ein ausgesprochen wohlschmeckender Kaffee brühen. Das Kaffeepulver entfaltet nicht nur das volle Kaffeearoma, sondern ist auch frei von bitteren Off-Flavour-Noten. Bereits das Kaffeepulver selbst duftet, anders als herkömmliche Instant-Kaffeepulver, nach frisch gemahlenem Kaffee. Damit wird zumindest die Qualität der durch Gefriertrocknung hergestellten Aromen erreicht. Diese hohe Qualität ist insbesondere durch die schonende Trennung der als organisches Lösungsmittel wirkenden Alkohole von den Aromabestandteilen in der Schutzatmosphäre bedingt, wobei diese Trennung ohne eine thermische Schädigung des Aromas bei Temperaturen, die weit unter 100°C liegen, erfolgt. Auch hinsichtlich der Ausbeute an Aroma werden zumindest die gleichen Werte wie sie die Gefriertrocknung liefert erreicht.
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Der erfindungsgemäße energetisch günstigere Trennprozess hat ferner den Vorteil, dass die Herstellung des Aromakonzentrats im Vergleich zu der Gefriertrocknung sowie den anderen im Stand der Technik genannten Verfahren im Energieverbrauch wesentlich sparsamer ist. Ebenso ist der apparative Aufwand des Verfahrens deutlich geringer, da das Trennverfahren mit nur einem Reaktor auskommt. Weder sind mehrere nacheinander zu durchlaufende Kolonnen noch aufwändige Sicherheitstechnik erforderlich. Zur Erzeugung des das Aroma tragenden Fluides im Vorfeld des Trennprozesses in der Schutzatmosphäre ist es ausreichend, lediglich eine Extraktionsstufe vorzusehen.
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Die Verwendung von Alkoholen als organisches Lösungsmittel hat den Vorteil, dass sie bei Raumtemperatur flüssig und somit auch unter Normaldruckbedingungen einsetzbar sind. Das reduziert den apparativen Aufwand bei der Herstellung der Extraktionslösung aus dem organischen Material.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das organische Material bereits vor der Kontaktierung mit dem in der Schutzatmosphäre agierenden Lösungsmittel, also noch vor dem Verdampfungsprozess, mit dem Alkohol in Kontakt gebracht. Dieser Verfahrensschritt der Umsetzung der Aromabestandteile des organischen Materials in einen fließfähigen Zustand, um zumindest dessen Aromabestandteile in den Reaktionsraum einzubringen, ist sehr einfach umsetzbar. Es muss allerdings ein Alkohol verwendet werden, der das Aroma aus dem organischen Material möglichst vollständig herauslöst. Mittels des ebenfalls in den Reaktionsraum eingebrachten Alkohols erfolgt dann die Trennung des Aromas aus der Extraktionslösung.
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Zur Herstellung des Aromaextrakts können alle an sich bekannten Lösungsmittel, wie Wasser oder organische Lösungsmittel, verwendet werden. Bei der Herstellung eines Kaffee- oder Tee-Extrakts ist es von Vorteil, das Material mit heißem Wasser aufzubrühen oder auch länger in heißem Wasser zu belassen. Wird das Aroma vor dem eigentlichen Trennprozess in der Schutzatmosphäre mittels Wasser aus dem organischen Material herausgelöst, so muss das dort agierende Lösungsmittel dann allerdings ein dehydrierendes Lösungsmittel sein. Hierzu eignen sich insbesondere Alkohole und auch Aceton. In einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Lösungsmittel Ethanol verwendet. Das steht zu wirtschaftlich günstigen Bedingungen zur Verfügung und ist zudem physiologisch unbedenklich. Außerdem lässt sich Ethanol auf einfache Weise aus dem Prozess zurückgewinnen, beispielsweise über eine Kältefalle.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Alkohol im Überschuss zum Volumen des von dem organischen Material hergestellten flüssigen Aromaextraktes in den Reaktionsraum eingebracht. Der Überschuss an Alkohol beschleunigt den Trocknungs- und Trennprozess in der Schutzatmosphäre, wenn zur Herstellung des Aromaextraktes Wasser verwendet wurde.
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Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das fließfähige organische Material in dem Reaktionsraum in eine Wirbelschicht versetzt, wodurch ein besonders guter Stoff- und/oder Energieübergang aus bzw. an dem zu behandelnden Gut möglich ist.
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Das pulverförmige Aromakonzentrat kann in jeder beliebigen Weise weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann durch eine Granulation in der Wirbelschicht bereits unmittelbar anschließend an den Trennprozess und in ein und demselben Reaktionsraum das Aromakonzentrat in eine gut handhabbare Form gebracht werden.
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Anders als bei flüssigen Aromakonzentraten, die sich bei ihrer Anwendung als Nahrungsergänzungsmittel oder Würzstoff relativ gut dosieren lassen, ist ihre Anwendung in pulverisierter Form schwieriger. Zunächst lassen sich Pulver nicht leicht in Öl oder Wasser lösen. Zum andern ist das in Back- und Kochrezepten häufig angegebene und in jedem Haushalt auch vorhandene kleinste Dosiermittel der Teelöffel. Auch die Dosierung von löslichem Kaffee wird mit einer bestimmten Anzahl von Teelöffeln angegeben. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnenen pulverförmigen Aromakonzentrate sind jedoch so hoch konzentriert, dass für die meisten Anwendungen deutlich geringere Dosierungen als z. B. ein halber Teelöffel ausreichend sind. Deshalb ist es vorteilhaft, das Aromakonzentrat zu konditionieren. So ist es beispielsweise möglich, das Aromakonzentrat mit einem wasserlöslichen Zusatzstoff zu mischen. Die Mischung reduziert die Konzentration, so dass es in leichter handhabbaren Dosiermengen angewendet werden kann, beispielsweise durch Angabe der Anzahl halber oder ganzer Teelöffel pro Tasse bei der Bereitung eines löslichen Kaffees oder Tees. Als Zusatzstoffe können solche Stoffe verwendet werden, die zur Erzeugung gewünschter Eigenschaften des herzustellenden Produkts beitragen, beispielsweise Zucker zum Süßen eines Getränks oder einer Speise oder Milchpulver, um einen Milchkaffee oder eine Fruchtmilch herzustellen.
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Eine andere Möglichkeit der Konditionierung besteht darin, das Aromakonzentrat oder das aus Aromakonzentrat und Zusatzstoff bestehende Gemisch auf ein wasserlösliches Trägersubstrat aufzubringen. Auch dadurch wird die Löslichkeit des Aromakonzentrats verbessert.
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Da Aromen in der Regel flüchtige Stoffe sind, d. h. unverschlossen bei Normaltemperatur sich aus dem Molekülverband des Trägers lösen, wird das Aromakonzentrat immobilisiert. Hierzu ist es bereits bekannt, das Aromakonzentrat oder das aus Zusatzstoff und Aromakonzentrat bestehende Gemisch oder das mit dem Aromakonzentrat versehene Substrat zu Formkörpern zu pressen. Die Presslinge können in jeder beliebigen Form hergestellt werden, beispielsweise in Tablettenform. Besonders originell ist es, dem Pressling die Form derjenigen Pflanze oder Frucht oder von Teilen von diesen zu geben, aus der bzw. denen sie gewonnen wurden. So ist es beispielsweise sehr wirkungsvoll, das Instant-Kaffeearoma in Form einer Kaffebohne oder das Tee-Aromakonzentrat in Form eines Teeblattes herzustellen.
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Um die Presslinge in Wasser schneller auflösen zu können, ist es bekannt, dem Aromakonzentrat, dem Gemisch aus Aromakonzentrat und Zusatzstoff oder dem Trägersubstrat vor dem Pressen ein Dispergiermittel, beispielsweise ein Sprengmittel, beizumischen. Ebenso ist es möglich, die aus dem Aromakonzentrat hergestellten Granulatpartikel, Trägersubstratpartikel oder Formkörper zur Immobilisierung des Aromas mit einer wasserlöslichen aromadichten Schutzschicht zu überziehen.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 wird das organische Material in einen sprühfähigen Zustand überführt, die sprühfähige Komponente des organischen Materials und das organische Lösungsmittel gleichzeitig in einen Reaktionsraum eingebracht, in dem sich eine Schutzatmosphäre befindet und in dem die Temperatur während des Trennvorganges unterhalb 100°C gehalten wird. Der den Reaktionsraum verlassende, aus Aroma und Lösungsmittel bestehende Gasstrom wird über ein oder mehrere nachgeschaltete Kondensatoren geleitet, in denen das Aromakonzentrat auskondensiert und so in flüssiger Form und in unterschiedlicher Konzentration als ein qualitativ hochwertiges in einem Alkohol gelöstes Aromakonzentrat vorliegt.
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Das in flüssiger Form mit einem Restgehalt an Ethanol vorliegende Aromakonzentrat ist durch das Ethanol konserviert und kann je nach Bedarf durch Verdampfen dieses Restgehalts an Ethanol in ein anwendungsbereites Produkt überführt werden.
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Bei dem nach Anspruch 8 ablaufenden Verfahren gibt es wiederum zwei unterschiedliche Verfahrensweisen. In einer ersten Verfahrensweise wird das Aroma in dem Reaktionsraum unmittelbar von dem in trockener Form eingesprühten organischen Material getrennt. In diesem Fall wird die Sprühfähigkeit des organischen Materials als Voraussetzung, dieses in den Reaktionsraum einsprühen zu können, durch Zerkleinern erreicht, wobei auch die beim Zerkleinerungsprozess entstehenden Temperaturen unter 100°C gehalten werden, um Aromaverluste so gering wie möglich zu halten. Das organische Material kommt somit relativ trocken in den Reaktionsraum. Wird in dem Reaktionsraum als Schutzatmosphäre auch noch ein Vakuum erzeugt, so wird durch dieses ein Verdampfen des in dem organischen Material noch vorhandenen Wasseranteils bewirkt und dadurch dessen Restfeuchte verringert. Eine derartige Verfahrenseise wird u. a. bei solchen Materialien bevorzugt, die im Verlaufe ihrer Wachstums- und Reifephase unterschiedliche Feuchtegehalte aufweisen. So können beispielsweise bestimmte Kräuter, wie Kerbel, Majoran oder Fenchel, sowohl im grünen als auch im trockenen Zustand geerntet werden. Andere Pflanzen oder Früchte werden ausschließlich im getrockneten oder gerösteten Zustand, wie beispielsweise schwarzer Tee oder Kaffee, verwendet.
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In der anderen, besonders vorteilhaften Verfahrensweise der Erfindung wird das organische Material mittels Wasser und/oder eines organischen Lösungsmittels extrahiert, die Extraktionslösung von dem organischen Material getrennt, das organische Material in den Reaktionsraum eingefüllt und die Extraktionslösung gemeinsam mit dem Alkohol in den Reaktionsraum mit Druck eingesprüht. Auch bei dieser Verfahrensweise werden die Aromabestandteile von bzw. mit dem Gasstrom aus dem Reaktionsraum herausgeführt.
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In einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Lösungsmittel im Überschuss zum Volumen des organischen Materials in den Reaktionsraum eingebracht. Dies hat die gleichen Vorteile wie bereits bei dem Verfahren nach dem Hauptanspruch erläutert. Die dort bezüglich der Verwendung von Alkoholen, insbesondere Ethanol, als Lösungsmittel beschriebenen Vorteile sind auch auf die Verfahrensweise nach Anspruch 8 zutreffend.
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Auch bei den zuletzt beschriebenen Verfahrensweisen ist die Anwendung der Wirbelschicht mit ihren bekannten Vorteilen möglich. Einen zusätzlichen Vorteil bewirkt sie bei der Verfahrensweise, bei der das organische Material mit in den Reaktionsraum eingebracht wird, dadurch, dass dieses Material in ständiger Bewegung gehalten wird, infolgedessen schneller trocknet und auch intensiver von dem Lösungsmittel umspült werden kann.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, dass durch die Verwendung brennbarer Lösungsmittel der Reaktionsraum durch eine Schutzatmosphäre gesichert werden muss. Dies ist durch ein Inertgas, beispielsweise die Anwesenheit von Stickstoff, oder die Erzeugung eines Vakuum in dem Reaktionsraum möglich. Im Unterschied zu der Gewährleistung eines Vakuums erfordert das Verfahren bei der Verwendung von Inertgasen außer deren Bereitstellung keinen zusätzlichen Energieaufwand. Der Ablauf aller beschriebenen Verfahrensvarianten unter einem Vakuum intensiviert jedoch den Prozess der Abtrennung des bzw. der Lösungsmittel von den Aromabestandteilen sowie den Austrag des Gasstromes aus dem Reaktionsraum.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.
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Nachfolgend soll die Erfindung an drei Beispielen näher erläutert werden:
In einer ersten Verfahrensvariante werden ein Kilogramm geröstete Kaffeebohnen gemahlen, und das Kaffeepulver wird mit einem Liter Wasser bei 100°C ca. fünf Minuten gekocht. Nach dem Trennen der Flüssigkeit vom Kaffeesatz wird der so entstandene Sud mit 2,5 1 Ethanol gemischt und das Wasser-Alkohol-Gemisch in einen Reaktionsraum eingesprüht, in dem mittels einer Vakuumpumpe ein Vakuum von kleiner gleich 300 mbar gehalten wird. Die in dem Reaktionsraum vorherrschende Temperatur ist von der Temperatur der eingesprühten Flüssigkeit abhängig. Aufgrund des Vakuums beginnt das Ethanol zu verdampfen, wobei sich an dem Ethanoldampf die Wasserteilchen des Kaffeesuds anlagern und mit diesem über die Vakuumleitung den Reaktionsraum verlassen. Der Ethanoldampf wird über eine in der Vakuumleitung angeordnete Kältefalle verflüssigt und zurückgewonnen. Das Wasser wird über die Vakuumpumpe abgeführt. Die Prozesszeit ist abhängig von der Größe des Prozessraumes sowie der Leistung der Vakuumpumpe. Auf dem Boden des Reaktionsraumes sammelt sich ein pulverförmiges Aromakonzentrat mit einem äußerst geringen Restfeuchtegehalt an. Als Ausbeute gegenüber der ursprünglich eingesetzten Trockenmasse an Kaffebohnen werden wie bei der Gefriertrocknung bis zu 45% erreicht.
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Die Zumischung des Alkohols kann auch über eine separate Leitung, die mit einer Injektormischdüse verbunden ist, erfolgen.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel werden ein Kilogramm geröstete Kaffeebohnen feinst gemahlen und in einer mittleren Höhe in den Reaktionsraum eingesprüht. Auch in diesem Beispiel wird in dem Reaktionsraum ein Vakuum von kleiner gleich 300 mbar gehalten. Von unten wird ein Liter Ethanol in den Reaktionsraum eingesprüht, wodurch es zu einer intensiven Vermischung mit dem Kaffeepulver kommt. Dabei löst das Ethanol die Aromabestandteile aus dem Kaffeepulver und transportiert sie über die Saugleitung der Vakuumpumpe aus dem Reaktionsraum. In einem in der Saugleitung angeordneten Kondensator sammelt sich das aromabeladene Ethanol. Anschließend erfolgt eine Abtrennung der Aromateilchen von dem Ethanol durch an sich bekannte Verfahren, beispielsweise durch Verdunstung des Ethanols oder über Molekularsiebe. Auch bei dieser Verfahrensweise werden bis zu 45% des ursprünglich eingesetzten Kaffeepulvers als Aroma gewonnen.
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In einem dritten Ausführungsbeispiel werden 500 g Petersilie mit einem Feuchtegehalt von 80 bis 90% mit 500 g Ethanol mehrere Stunden extrahiert. Anschließend wird die Flüssigkeit über ein Sieb abgegossen und die Petersilie in den Prozessraum gegeben. Nachdem in dem Prozessraum ein Vakuum von 60 bis 80 mbar und eine Temperatur von 60°C eingestellt wurde, wird die Extraktionsflüssigkeit mit hohem Druck in den Reaktionsraum eingesprüht. Dabei werden die Aromabestandteile an das bei den genannten Prozessparametern verdampfende Ethanol und von der Produktfeuchte stammende ebenfalls verdampfende Wasser gebunden und verlassen mit diesen über die Vakuumpumpe den Reaktionsraum. Dadurch, dass auch die extrahierte Petersilie mit in den Reaktionsraum eingebracht wurde, werden aus dieser das restliche Ethanol und Wasser mit noch vorhandenen Resten an Aromabestandteilen entfernt und verlassen den Reaktionsraum ebenfalls wie beschrieben. Der mit Aromabestandteilen beladene Wasser- und Ethanoldampf wird über Kondensatoren geleitet, in denen sich das Aroma in flüssiger Form mit unterschiedlicher Konzentration absetzt. Die Trockenbestandteile der im Reaktionsraum verbliebenen Petersilie können als zellulosehaltiger Wertstoff, z. B. als Tierfutter oder Dünger, verwendet werden.
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Alle in der Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 339215 [0004]
- DE 1237416 [0006]
- DE 2462504 A1 [0007]
- DE 60024325 T3 [0008]
- DE 69101770 T2 [0010]
- DE 69428729 T2 [0012]
- DE 69213969 T2 [0013]