DE1120854B - Verfahren zur Herstellung eines konzentrierten Kaffee-Extraktes - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von dem Verfahren zur Herstellung eines konzentrierten Kaffee-Extraktes aus einem Gemisch aus gemahlenen Röstkaffeeteilchen und gekörnten Kaffeefeinstteilchen in Extraktionsanlagen aus und beschäftigt sich mit der Aufgabe, die durch die Verarbeitung der Feinstteilchen auftretenden Betriebsschwierigkeiten bei der großtechnischen Extraktion zu beseitigen.

Die Erfindung schafft eine Möglichkeit, den beim Auspressen von Kaffeeöl aus Röstkaffee zurückbleibenden Preßkuchen wirtschaftlich und obendrein in den endgültigen Kaffee-Extrakt verbessernder Weise auszunutzen. Dieser Preßkuchen, der beispielsweise beim Ölauspressen von Röstkaffee in Schrauben-oder Schneckenpressen mit Siebmantel anfällt, besteht etwa zur Hälfte aus Kaffeeteilchen einer solchen Feinheit, daß sie ein Sieb von 0,3 mm Maschenweite passieren. Kaffeestaub ähnlicher Feinheit entsteht übrigens auch beim Vermählen des Röstkaffees, und daher bezieht sich die Erfindung auch auf diese Art von Röstkaff eefeinstteilchen.

Eine Extraktion des Preßkuchens selbst scheitert an seiner geringen Durchlässigkeit. Wenn er aber im Gemisch mit gemahlenem Röstkaffee in die Perkolationssäule eingegeben und extrahiert wird, tritt eine Aufteilung in die Feinstteilchen auf, die dann zusammen mit den normalerweise im Mahlkaffee als Mahlstaub vorhandenen Feinstteilchen das Kaffeebett beim Anfeuchten in seiner Durchlässigkeit stark beeinträchtigen und hohe Perkolationswasserdrücke erforderlich machen. Außerdem quellen und wandern die Feinstteilchen und verstopfen mit fortschreitender Perkolation die Bettfüllung derart, daß die Perkolation vielfach und je nach Kaffeemenge schon vor völliger Extraktion aller gewünschten Feststoffe zum Stillstand kommt.

Diese Betriebsschwierigkeiten werden bei dem Verfahren zur Herstellung eines konzentrierten Kaffee-Extraktes aus einem Gemisch aus gemahlenen Röstkaffeeteilchen und gekörnten Kaffeefeinstteilchen in Extraktionsanlagen nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß zwecks Verhinderung durchflußhemmender, zusammenhängender Feinstteilchenschichten während des Extraktionsvorganges als Extraktionsgut ein Gemisch verwendet wird, das neben den groben, gemahlenen Röstkaffeeteilchen druckverformte Feinstteilchenpreßlinge von größerer Korngröße als die groben, gemahlenen Röstkaffeeteilchen enthält.

Es ist zwar bereits ein Kaffeeprodukt aus einer Vielzahl von Kaffeekörnern gleicher Größe bekannt, bei dem ein Teil der Körner aus den beim Vermählen anfallenden Kaffeefeinstteilchen besteht, die durch Verfahren zur Herstellung
eines konzentrierten Kaffee-Extraktes

Anmelder:

General Foods Corporation,
White Plains, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. phil. G. Henkel,

Berlin-Schmargendorf, Auguste-Viktoria-Str. 63,

und Dr. W.-D. Henkel, München 9, Patentanwälte

George Franck, Barrington, 111.,

und Herbert Guggenheim, Bronx, N. Y. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

ein genießbares, nicht zerfließendes Bindemittel, aus z.B. Gelatine, Akaziengummi usw., zusammengehalten werden. Dieses Kaffeeprodukt stellt aber ein Verbrauchsprodukt dar, das sich einerseits durch die beim Transport von der Fabrik zum Verbraucher auftretenden Erschütterungen nicht in Grob- und Feinstkornschichten aufteilt, andererseits aber beim Aufbrühen auf dem Filter eine Feinstteilchenschicht als durchlaufhemmende und extrakterhöhende Auflage ergeben soll. Bei diesem bekannten Kaffeeprodukt wird also eine Wiederaufteilung der Feinstteilchenkörner ausdrücklich angestrebt und daher ihre Korngröße kleingehalten.

Im Gegensatz dazu beschäftigt sich die Erfindung nicht mit der Schaffung eines Handelsproduktes mit extraktionsverzögernden Eigenschaften, sondern mit der verarbeitungsgünstigen Ausgestaltung des Ausgangsmaterials bei der großtechnischen Herstellung eines konzentrierten Kaffee-Extraktes, bei der es einerseits auf größtmögliche Ausnutzung aller im Röstkaffee enthaltenen Aroma- und sonstigen Extraktionsstoffe und andererseits auf möglichst druckschwache Perkolation ankommt.

Es ist fernerhin bekannt, gemahlenen Kaffee dadurch selbstfilternd und für Aufgußbeutel mit gegebenenfalls verhältnismäßig großen Poren verwendbar zu machen, daß der gemahlene Kaffee in Grobkorn und Kaffeemehl aufgetrennt und beiden Teilen je ge-

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sondert eine zucker- und harzhaltige Lösung zugesetzt plattieren« wird dabei der Vorgang verstanden,

wird, um die Kaffeeteilchen mit einer dünnen, kon- daß das Kaffeeöl auf den trocknen Kaffee-Extrakt

servierenden Schicht zu überziehen, die die Poren der aufgesprüht wird, während dieser zwecks gleich-

Kaffeeteilchen schließt, das Mehl zu grobem Pulver mäßiger Ölverteilung umgewälzt oder umgerührt

körnt und ein Verdunsten der Aromastoffe verhin- 5 wird.

dert. Dieses bekannte Verfahren arbeitet also mit Durch das Körnen werden die feinen Kaffeemehl-Hüllschichten und bewirkt bezüglich des mehlartigen teilchen schon vor der Extraktion im trocknen Zu-Kaffeeanteils lediglich eine Krümelung durch Anein- stand unbeweglich gemacht und massemäßig und anderhaften der klebrigen Pulverteilchen, die für den räumlich getrennt in dem Bett aus gröberen Kaffeebekannten Anwendungszweck, eine Aufgußbeutelfül- io teilchen innerhalb der Extraktionszone verteilt. Die lung zu schaffen, ausreicht, bei der Erfindungsauf- Feinstteilchen behalten dadurch selbst beim Angabe der großindustriellen Kaffeeaufbereitung aber feuchten ihre Unbeweglichkeit und neigen daher nicht versagen würde. zum Wandern. Dadurch wird die Kanal- und Brük-

Die Erfindung wird insbesondere derart verwirk- kenbildung in dem im Extraktionsraum befindlichen,

licht, daß grüne Kaffeebohnen geröstet werden, den 15 zu perkolierenden Röstkaffee verringert. Im Ver-

Röstbohnen durch Auspressen oder Extraktionsmittel gleich zu anderen, ohne Kaffeemehl arbeitenden

das Kaffeeöl entzogen, das zurückbleibende Kaffee- Extraktionsprozessen wird beim erfindungsgemäßen

mehl zu Körnern von über Mahlkaffee-Korngröße Verfahren in dem aus einem gegebenen Perkolations-

druckverformt wird und diese Körner mit dem Mahl- raum gewonnenen Extrakt eine höhere Konzentration

kaffee zum Extraktionsgut vereinigt werden. In glei- 20 an löslichen Kaffeefeststoffen erzielt. Außerdem ist

eher Weise wird der Mahlstaub aufgearbeitet, indem der Extrakt von Feinstteilchen und Ablagerungen

er zusammen mit dem Preßmehl oder gesondert ge- praktisch frei. Die Verteilung von Kaffeemehl und

körnt und dem Mahlkaffee zugemischt wird. Mahlkaffeefeinstteilchen in gekörnter Form in einer

Das Körnen geschieht folgendermaßen: Die Feinst- Säule aus gemahlenem Röstkaffee ermöglicht die Verteilchen werden unter Druck, z. B. mittels Strang- 25 Wendung von femer gemahlenem Kaffee zum Perkopreßdüsen, Tablettierpressen od. dgl., und Vorzugs- Heren ohne störenden Druckabfall und gibt infolgeweise unter Verwendung eines Bindemittels, wie z. B. dessen eine hohe Extraktionsausbeute an löslichen feuchten Kaffee-Extraktes, geformt, wobei im letzte- Kaffeefeststoffen.

ren Falle die zum Körnen erforderlichen Drücke aus Ein typisches Röstkaffeemehlgut für Extraktionsspäter erläuterten Gründen niedriger sind. Vor dem 30 zwecke besteht zu 45% aus Teilchen, die durch ein Körnen wird das Kaffeemehl zwecks Aufbrechens Sieb von 1,68 mm Maschenweite gehen, zu 45% aus der Agglomerate und leichteren Vermischens mit solchen, die auf einem Sieb von 0,71 mm Maschen-Mahlkaffeefeinstteilchen und Kaffee-Extrakt in einer weite zurückbleiben, und zu 10% aus solchen, die Schlagmühle gemahlen. Der getrocknete Extrakt dies letztgenannte Sieb passieren. Die beiden ersten sollte etwa 10 bis 15 Gewichtsprozent der Gesamt- 35 Sorten entsprechen Mahlkaffeefraktionen und die mischung aus Extrakt und Feinstteilchen ausmachen dritte der zu körnenden Femstteilchenfraktion.
und wird vorzugsweise durch Einblasen von Dampf Das Kaffeemehl kann mit oder ohne die vorin das Gemisch angefeuchtet. Die feuchte Mischung stehende dritte Mahlstaubfraktion allein durch Druck bildet ein plastisches Mehl, das leicht durch etwa gekörnt werden, wird aber, wie angegeben, vorzugs-0,5 mm weite Düsen gepreßt und dann in etwa 0,5 40 weise mit etwas feuchtem Kaffee-Extrakt vermengt, bis 12,7 mm lange Körnchen zerteilt wird. Diese der beim Formen und Trocknen der Masse als Binde-Körnchen werden anschließend abgekühlt und in mittel dient. Die Verwendung von getrocknetem einem Zyklon-Lufttrockner getrocknet und zu kork- Kaffee-Extrakt erlaubt die Anwendung niedriger ähnlich aussehenden Gebilden verfestigt. Die so her- Drücke beim Körnen der Feinstteilchen und läßt dagestellten Körnchen sind praktisch berührangstrocken 45 durch die starke Hitzeentwicklung bei den sonst er- und leicht und bruchsicher handhabbar und lassen forderlichen höheren Drücken vermeiden, die dem sich dadurch in einem Grobkaffeeteilchenbett gleich- Kaffeemehl und damit auch dem Extrakt ein unermäßig verteilen, daß man sie beim Füllen des Extrak- wünschtes Aroma verleihen.

tionsraumes in einen Strom dieser Grobmahlkaffee- Auf jeden Fall werden die Feinstteilchen infolge fraktion einfließen läßt. Die Gemenge aus Körnern 50 ihrer Verteilung in Form von Kaffeemehlkörnern und gemahlenem Röstkaffee werden dann zwecks zwischen den übrigen Röstkaffeeteilchen, zumindest Extraktion der lösbaren Kaffeefeststoffe perkoliert. während der ersten Perkolationsstufen, im Perkolator Wenn der Körnchenanteil 3 bis 25 Gewichtsprozent verhältnismäßig lagenfest gehalten und daher in den der gesamten Säulenfüllung aus Grob- und Feinst- Zwischenräumen zwischen den gröberen Kaffeeteilkaffeefraktion beträgt, treten erfahrungsgemäß in so 55 chen lokalisiert, so daß die übrigen Zwischenräume beschickten Perkolationssäulen keine hinderlichen ziemlich offen bleiben und eine Zusammenballung Druckabfälle auf. Wenn jedoch die Mahlkaffeefeinst- und Kanalbildung im Extraktionsraum weitgehend teilchen nicht abgesiebt und nur Kaffeemehlkörner verringert wird.

mit dem Mahlkaffee vermengt werden, dann ist Wenn auch die bei einer mit Mahlkaffee und

natürlich der gewichtsmäßige Anteil der Kaffeemehl- 60 Kaffeemehl gefüllten Perkolatorsäule für gewöhnlich

körnchen an der Säulenfüllung bei einer Perkolation auftretenden Druckabfallschwierigkeiten durch Kör-

ohne Druckabfall geringer. Dem so gewonnenen nung des Kaffeemehls stark verringert werden, läßt

Kaffee-Extrakt wird das die kaffeeähnlichen, aro- sich, wie Versuche ergeben haben, der in der Kaffee-

matischen Verbindungen enthaltende Kaffeeöl vor- Extrakt-Auslaßregion möglicherweise auftretende

zugsweise in der Art zugesetzt, daß es ent- 65 Druckabfall dadurch weitgehend verringern, daß an

weder auf trocknen Kaffee-Extrakt aufplattiert dieser Stelle ein Bett aus verhältnismäßig grob ge-

oder flüssigem Extrakt beigemischt und die so mahlenem und durch Absieben von Feinstteilchen

entstehende Emulsion getrocknet wird. Unter »Auf- befreitem Röstkaffee angeordnet wird. Die Extrak-

tionsgeschwindigkeit am Ort einer gegebenen Bettfläche nimmt nämlich in dem an das Auslaßende angrenzenden Gebiet beträchtlich zu und fördert daher das Wandern von selbst gekörnten Feinstteilchen, die sich dadurch während der Perkolation in diesem Grenzgebiet anstauen und hier hohen Druckabfall hervorrufen. Der hierdurch zwecks Sicherung ausreichender Gesamtextraktionsgeschwindigkeit erforderlich gewordene höhere Wasserdruck läßt in den ablaßfernen Säulenbereichen höhere Drücke, als an sich notwendig oder erwünscht, entstehen und kann dadurch die Bettdurchlässigkeit in diesen Gebieten verringern. Nach einigen Extraktionszyklen gehen daher die Vorteile der vorerwähnten Körnerform so weit verloren, daß die Perkolation bereits dann abgebrachen werden muß, wenn noch nicht praktisch alle wasserlöslichen Kaffeefeststoffe extrahiert worden sind.

Durch Verwendung einer »Kappe« oder Schicht aus grobgemahlenem Röstkaffee ausschließlich am Kaffee-Extrakt-Auslaßende können die auf der Verwendung von Kaffeemehl beruhenden Vorteile ohne jeglichen nachteiligen Druckabfall erhalten bleiben. Bei einer lotrechten Extraktionssäule mit Lösungsmittelzuführang am Säulenboden wird diese Kappe am Kopf des Extraktionsraumes angeordnet und deshalb auf ein Gemenge aus den erwähnten Körnern und gemahlenem Röstkaffee aufgebracht. Sie dient zum Ausgleich des erhöhten Druckabfalls, der durch die während eines oder mehrerer Extraktionszyklen nach dem Auslaßende hin wandernden Feinstteilchen hervorgerufen wird. Eine solche Kappe wird noch wichtiger, wenn die Extraktionsanlage aus mehreren in Reihe geschalteten Säulen besteht, die von dem Extrakt unter steigender Anreicherung durchströmt werden. In den letzten paar Extraktionsräumen mit Lösungsmittelkontakt nimmt die Konzentration der Kaffeefeststoffe langsamer zu, und ihre Extraktionsfähigkeit nimmt ab. Dagegen erhöht sich die Neigung zur Entwicklung unerwünschter Gegendrücke im Extraktionsraum, wodurch eine verstärkte Verdichtung der Säulenfüllung und eine erhöhte Verlagerung der Mehlfeinstteilchen nach dem Säulenkopf hin gefördert werden. Diesen Vorgängen wird durch die Kappe aus grobgemahlenem Röstkaffee wirksam entgegengearbeitet. Außerdem verringert eine solche Kappe das Ausmaß der in dem getrockneten Extrakt und damit auch im aufgebrühten Kaffee vorgefundenen unlöslichen Feinstteilchen.

Die Menge und mittlere Teilchengröße des gemahlenen Röstkaffees für diese Kappe oder Schicht, die das bei Verwendung von gekörntem Kaffeemehl bestehende Druckabfallrisiko verringert, hängt von mehreren Faktoren ab, zu denen Säulenform und Extraktionsgeschwindigkeit im Gebiet der Auslaßzone, Durchmesser und Länge der Säule und Durchlässigkeit der Kaffeemehlkörner und Mahlkaffeefeinstteilchen enthaltenden Perkolatorsäulenfüllung gehören. Infolge dieser Vielzahl der leistungsbeeinflussenden Variablen lassen sich daher Menge und Größe der als Kappe verwendeten gemahlenen Röstkaffeeteilchen nicht genau angeben. Als Stützregel sollte aber beachtet werden, die Extraktionsgeschwindigkeit in dem Bett aus gröber gemahlenem Röstkaffee ungefährt gleich der zu halten, die in dem gemahlenen Röstkaffee und Körner enthaltenden Säulenabschnitt herrscht. Erfahrungsgemäß verhindert bei einem Perkolator von 25,4 cm lichter Weite und kegelig unter etwa 45° nach dem Auslaß hin sich verjüngendem Kopf eine Schicht aus der erwähnten Grobmahlkaffeefraktion von etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent der Gesamtsäulenfüllung aus gemahlenem Röstkaffee und Körnern praktisch jegliche, etwa durch das anwesende Kaffeemehl und andere Feinstteilchen hervorgerufenen Druckabfallschwierigkeiten. Erfindungsgemäß lassen sich konzentrierte Kaffee-Extrakte herstellen, die den gleichen Kaffee-Charakter wie der nach üblichen Perkolationsverfahren gewonnene Kaffee-Extrakt besitzen. Das neue Verfahren kann innerhalb weiter Temperaturbereiche in großräumigen Perkolatorsäulen durchgeführt werden und ist somit auch bei großtechnischen Gegenstrom-Extraktionsverfahren anwendbar, bei denen eine Reihe rohrförmiger Säulen großer Lichtweite mit den Körnern und gemahlenem Röstkaffee gefüllt werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung eines konzentrierten Kaffee-Extraktes aus einem Gemisch aus gemahlenen Röstkaffeeteilchen und gekörnten Kaffeefeinstteilchen in Extraktionsanlagen, da durch gekennzeichnet, daß zwecks Verhinderung durchflußhemmender, zusammenhängender Feinstteilchenschichten während des Extraktionsvorganges als Extraktionsgut ein Gemisch verwendet wird, das neben den groben, gemahlenen Röstkaffeeteilchen druckverformte Feinstteilchenpreßlinge von größerer Korngröße als die groben, gemahlenen Röstkaffeeteilchen enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung von durch Bindemittel gekörnten Kaffeefeinstteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß die druckverformten Feinstteilchenpreßlinge Kaffeetrockenextrakt als Bindemittel enthalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Extraktionsgut ein Gemisch verwendet wird, dessen aus druckverformten Preßlingsteilchen bestehender Anteil zumindest teilweise aus dem beim Auspressen von Kaffeeöl aus Röstkaffee zurückbleibenden Kaffeemehl zusammengesetzt ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionszone im Gebiet der Austrittszone der Extraktionslösung ausschließlich mit gemahlenen Röstkaffeeteilchen gefüllt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche mit anschließender Trocknung des Kaffee-Extraktes, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trockenextrakt das ausgepreßte Kaffeeöl wieder zugesetzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 649 630; USA.-Patentschrift Nr. 1762 690.

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