DE1692272C3 - Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus Tee oder Kaffee - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus Tee oder Kaffee

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DE1692272C3 DE1692272A DES0108259A DE1692272C3 DE 1692272 C3 DE1692272 C3 DE 1692272C3 DE 1692272 A DE1692272 A DE 1692272A DE S0108259 A DES0108259 A DE S0108259A DE 1692272 C3 DE1692272 C3 DE 1692272C3
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Description

Instant-Tee und Instant-Kaffee wc -den durch Trocknen wäßriger Extrakte von Tee bzw. Röstkaffee Jj hergestellt. Das Trocknen erfolgt üblicherweise durch Sprühtrocknung pder Gefriertrocknung.
Tee und Kaffee enthalten zahlreiche Aromabestandteile, die bei der wäßrigen Extraktion von Tee bzw. Röstkaffee verlorengehen, da sie die dabei angewende- ■><> ten Temperaturen nicht aushalten. Es ist deshalb üblich, diese Aromabestandteile vor der wäßrigen Extraktion abzutrennen und sie dann zu einem geeigneten Zeitpunkt nach der Extraktion wieder zuzugeben.
Ein für das Abtrennen häufig verwendetes Extrak- *r> tionsmittel ist Kohlendioxyd in Gasform oder in flüssiger Form. Auch Schwefeldioxyd und Ammoniak wurden in ähnlicher Weise verwendet. In der US-PS 23 45 378 ist ein Verfahren beschrieben, bei welchem die Extraktion der Aromabestandteile mittels Schwefeldi- v> oxyd durchgeführt wird. Die Zugabe der mittels Schwefeldioxyd extrahierten Aromabestandteile zum mittels Wasser erhaltenen Extrakt kann dabei auf zwei Wegen erfolgen: Entweder wird das Schwefeldioxyd zuerst entfernt, worauf dann die als Rückstand « zurückbleibenden Aromabestandteile dem schon getrockneten Kaffee-Extrakt zugegeben werden, oder es wird die Schwefeldioxydextraktionslösung mit dem schon getrockneten Kaffe-Extrakt gemischt, worauf dann erst das Abdestilliefen des SchwefeldiöXyds i<" erfolgt. In der US-PS 23 45 378 wird auch berichtet, daß anstelle von Schwefeldioxyd Kohlendioxyd verwendet werden kann.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das aus der US-PS 21 56 212 bekannte Verfahren zu ■ vereinfachen und zu verbessern.
So wird also gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus Tee oder Kaffee, bei welchem zunächst mittels Kohlendioxyd Aromabestandteile extrahiert, anschließend der Rückstand einer wäßrigen Extraktion unterworfen und der wäßrige Extrakt unter Zusatz der mittels Kohlendioxyd extrahierten Aromabestandteile in ein trockenes Produkt verarbeitet wird, vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kohlendioxydextrakt bei einem Druck von nicht weniger als 5,1 Bar mit dem wäßrigen Extrakt gemischt wird und das Gemisch durch Entspannen gefroren und einer Gefriertrocknung unterworfen wird.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Bedingungen stellen sicher, daß der Kohlendioxydextrakt beim Mischen mit dem wäßrigen Extrakt eine Flüssigkeit ist. Beim anmeldungsgemäßen Verfahren wird also — anders als bei dem aus der US-PS 21 56 212 bekannten Verfahren — das Trocknen des wäßrigen Extrakte erst nach dem Mischen mit dem Kohlendioxydextrakt durchgeführt Dadurch ergeben sich wesentlich verbesserte Gefriertrocknungsbedingungen und verfahrenstechnische Vorteile. Durch das gemeinsame Gefrieren des Kohlendioxydextrakts und des wäßrigen Extrakts weren für die Gefriertrocknung sehr tiefe Temperaturen erreicht, so daß die Aromabestandteile besonders geschont werden. Außerdem ist das Gefrieren des Gemischs, welches ja dem Gefriertrocknen vorherzugehen hat, in einfacher Weise durch Entspannen des Drucks möglich. Flüssiges Kohlendioxyd kühlt sich bekanntlich beim Entspannen so sehr ab, daß es gefriert. Die beim Entspannen und Gefrieren aufgenommene latente Wärme ist so groß, daß auch noch das Wasser des wäßrigen Extrakts gefriert und das gesamte Gemisch auf die Gefriertemperatur von Kohlendioxyd abgekühlt wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es also nicht mehr nötig für die Gefriertrocknung des wäßrigen Extraktes Energie aufzuwenden, da dem wäßrigen Extrakt durch die Entspannung des Kohlendioxyds Wärme entzogen wird.
Das Verfahren soll nun anhand der Herstellung von Instant-Kaffee unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben werden.
Die Figur der Zeichnung zeigt als Beispiel schematisch eine Anlage, die die Vornahme einer solchen Extraktion mit Kohlendioxyd unter günstigen Bedingungen gestattet.
Diese Anlage enthält eine an einen Vorrat von gasförmigem Kohlendioxyd (CO2) angeschlossene Leitung 1, einen Ei hitzer 2, einen röhrenförmigen Extraktor 3 mit Doppelmantel, einen Kühler 4, einen oberen Vorratsbehälter 5, eine Leitung 6 mit Doppelmantel und einen unteren Vorratsbehälter 7. Der Erhitzer 2 und der Extraktor 3 sind an eine Leitung mit einer umlaufenden Heizflüssigkeit angeschlossen, die durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Der Extraktor 3, der Kühler 4, die Vorratsbehälter 5 und 7 und die Leitung 6 sind an ein umlaufendes flüssiges Kühlmittel angeschlossen, das durch eine durch Punkte unterbrochene Linie dargestellt ist.
Die vollständige Anlage kann mit Hilfe eines lnertgases unter Druck gesetzt werden, indem entweder das Ventil 8 oder das Ventil 9 geöffnet wird.
Nach einer ersten Ausführungsform führt man in die Extraktionskolonne eine Charge vorher befeuchteten (Feuchtigkeitsgehalt 5 bis 20%) gerösteten und gemahlenen Kaffee ein. Die ganze Anlage wird unter Druck gesetzt, indem man das Ventil 8 öffnet und gasförmigen Stickstoff einleitet. Hat der Druck den gewünschten Wert erreicht, der vorzugsweise mehr als
10 Bar betrögt, wird das Ventil 8 geschlossen. Dann wird das Zugabeventil der Leitung 1 for das gasförmige Kohlendioxyd, das im Erhitzer 2 immer auf einer Temperatur zwischen 35 und 6O0C gehalten wird, geöffnet. Das vorgewärmte Gas wird unten in den Extraktor 3 eingeleitet und geht durch die geröstete Kaffeecharge durch, wobei es die flüchtigen Aromabestandteile durch Mitführen extrahiert. Wegen der im Doppelmantei dieser Kolonne umgeleiteten Heizflüssigkeit wird die Extraktion bei einer Temperatur zwischen 80 und 1100C durchgeführt Das mit den Aromasubstanzen angereicherte Gas geht dann in den Kühler 4, in dem das Gemisch auf eine Temperatur von etwa 0°C abgekühlt wird, worauf die flüssige Lösung der flüchtigen Aromabestandteile des gerösteten Kaffees in den oberen Behälter 5 läuft, der ebenfalls auf etwa 5° C abgekühlt ist Schließlich wird diese Lösung über die Leitung 6, deren Doppelmantel mit einem flüssigen Kühlmittel gespeist wird, um eine übermäßige Verdampfung des als Verdünnungsmittel verwendeten Kohlendioxyds zu vermeiden, in den untereren Behälter 7 geleitet, in dem die Lösung zur Aromatisierung eines Kaffee-Extrakts zur Verfügung steht.
Nach einer zweiten Ausführungsform wird das gasförmige Kohlendioxyd im Erhitzer 2 vorgewärmt, worauf es direkt in den Kühler 4 geleitet wird, in dem es kondensiert wird. Das flüssige CO2 wird zum Kopf des Extraktors 3 geleitet, der eine Charge gerösteten und gemahlenen Kaffees enthält. Der Doppelmantel dieser Kolonne wird mit einem flüssigen Kühlmittel gespeist, so wobei eine Temperatur von etwa 00C oder etwas darunter aufrechterhalten wird. Der flüssige Kohlendioxydstrom nimmt beim Hindurchgehen durch diese Charge die flüchtigen Aromabestandteile des gerösteten Kaffees mit. Die Kohlendioxydlösung dieser r> Bestandteile wird dann in den unteren Behälter 7 geleitet, in dem sie aufbewahrt wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform geht man zuerst wie oben beschrieben vor, indem man die Extraktion der flüchtigen Aromabestandteile des -tu Kaffees durch Mitführung in gasförmigem Kohlendioxyd vornimmt, worauf man nach dem Kondensieren des angereicherten Gases die Lösung dieser Bestandteile in flüssigem Kohlendioxyd im Behälter 7 aufbewahrt. Man unterbricht die Umleitung de'· Heizflüssigkeit im π Extraktor 3 und entleert dessen Doppelmantel. Der Extraktor wird dann an eine Leitung mit einem flüssigen Kühlmittel angeschlossen; ist die gewünschte Temperatur, d. h. etwa 0°C erreirht, wird nochmals gasförmiges Kohlendioxyd durch die Leitung 1 in die Anlage geleitet. r,n
Das Gas wird erwärmt worauf es dann direkt durch die Leitung 6 in den Kühler geleitet wird, in dem es kondensiert wird. Es sammelt sich in flüssigem Zustand im oberen Behälter, in dem sein Volumen eingestellt wird, worauf es zu einer zweiten Extraktion der y, gerösteten Kaffeechare in flüssiger Phase zum Kopf des Extraktors 3 geleitet wird. Die Aromastoff-Fraktion, die durch das als Verdünnungsmittel verwendete Kohlendioxyd mitgeführt wird, gelangt dann im unteren Behälter 7 zu dem Produkt aus der ersten Extraktion, hü Das Gemisch der beiden Lösungen steht dann zur Aromatisierung eines Kaffee-Extraktes zur Verfügung.
Die nach dem einen oder dem anderen vorstehend beschriebenen Verfahren extrahierte Kaffeecharge wird aus dem Extraklor 3 abgezogen und in eine der ·.. Zellen einer Perkolatiopsbatterie oder in eine andere geeignete Anordnung geleitel, in der die Feststoffe des gerösteten Kaffees mit Hilfe von Wasser extrahiert werden.
Die Kohlendioxydlösung der Aromabestandteile wird dann einem mit Hilfe von Wasser erhaltenen Kaffee-Extrakt vor dessen Trocknung zugesetzt Der Extrakt wird vor dem Zusatz und dem Vermischen mit der Lösung vorzugsweise konzentriert, worauf die Vermischung in einem Behälter unter einem Druck, nicht unter dem Druck am Tripelpunkt des CO2 (5,11 kg/cm2), durchgeführt wird.
Beim Vermindern des Drucks findet ein spontanes Gefrieren des Gemischs statt Vorzugsweise erzeugt man einen abegekühlten oder teilweise gefrorenen Schaum, indem man das Gemisch stetig und kontrolliert bis auf Atmosphärendruck entspannt Der Schaum wird zum Angefrieren oder zum vollständigen Gefrieren auf ein Band oder auf Platten gebracht, wobei man festes Produkt erhält das gebrochen und zu einem Pulver gemahlen wird, dessen Teilchen z. B. eine Größe von 0,25 bis 2 mm haben. Das Pulver wird dann auf Platten verteilt und in einer Gefriertro.vknungskammer getrocknet Das Verfahren kann auc-·, kontinuierlich durchgeführt werden.
Das Endprodukt hat die Form eines trockenen Pulvers mit dem Aussehen eines Pulvers aus gemahlenen K.uffeebohnen. Der Extrakt ist gründlich aromatisiert da das erhaltene Pulver die wieder zugesetzten, nicht durch Wasser extrahierbaren Fettfraktionen und flüchtigen Aromabestandteile bis zur Mitte der Teilchen enthält Der Extrakt hat daher noch eier Wiederherstellung das Aroma und den Geschmack eines guten Kaffees aus frisch gerösteten und gemahlenen Kaffeebohnen.
In der Folge wird noch ein spezielles Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren angegeben.
Beispiel
1000 g gerösteter und bis auf eine Teilchengröße von etwa 1 mm gemahlener Kaffee werden mit 100 g angefeuchtet und dann in einem röhrenförmigen Extraktor mit Doppelmantel gebracht Die Anlage aroeitet im geschlossenen Kreis; der Druck wird durch Einleiten von gasförmigem Stickstoff auf 20 at erhöht. Durch Umleiten von siedendem Wasser erhöht man die Temperatur auf 95°C und leitet etwa *0 Minuten einen auf 45° vorgewärmten Kohlendioxydstrom durch die Kaffeecharge. Das mit den flüchtigen Bestandteilen des Kaffees angereicherte Gas wird bei 0°C kondensiert, und man gewinnt etwa 3 Liter einer Lösung, die in einem auf 0° C abgekühlten Behälter aufbewahrt wird.
Die Kaffeecnarge wird dann einer zweiten Extraktion unterworfen, die wie folgt verläuft: Der Doppelmantel des Extraktors wird vollständig entleert, und das siedende Wasser wird durch eine Salzsole ersetzt, durch die die Temperatur der Charge auf etwas unter 0°C erniedrigt wird. Man kondensiert bei etwa 0°C eine ausreichende Menge gasförmiges CO2, wobei man etwa 5 Liter flüssige Kohlensäure erhält, die in den Extraktor geleitet werden, nie Extraktion dauert 20 Minuten, und die freigesetzten flüchtigen und Fettbestandteile werden in der lCohlendioxydlösung in den vorstehend angegebenen Behälter geleitet, in dem sie aicn mit den flüchtigen Bestandteilen aus der ersten Extraktion vermischen.
900 g der so hergestellten Kohlendioxydlösung wurden unter Druck bei 00C 1000 g eines mit Hilfe von Wasser erhaltenen und bis auf einen Feststoffgehalt von 45% konzentrierten Kaffee-Extraktes zugesetzt Das Gemisch wird eründlich eerührt. um eine stabile
Emulsion zu bilden, worauf bis auf Atmosphärendruck entspannt wird. Das Produkt fällt in Form eines abgekühlten Schaums an, der rasch in einer verhältnismäßig dünnen Schicht ausfriert. Dann wird der ausgefrorene Extrakt gebrochen und gemahlen, bis man ein Pulver mit einer Teilchengröße von etwa 0,25 bis 2 mm erhält. Schließlich wird dieses Pulver auf eine Platte gebracht und in einer an sich bekannten Gefiiertrocknungsvorrichtung getrocknet.
Der nach diesem Verfahren in l'orrn eines trockenen Pulvers erhaltene aromatisierte Extrakt hat ein spezifisches Gewicht von 0,23 bis 0,25 kg/cm3. Er hat das Aussehen eines Pulvers aus Körnern von geröstetem und gemahlenem Kaffee. Das Produkt ist sofort löslich, und nach der Zugabe einer geeigneten Menge kochenden Wassers erhält man ein Produkt mit einem Aroma und dem Geschmack eines Abgusses, wie er aus frisch gerösteten und gemahlenen Kaffeebohnen erhalten wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus Tee oder Kaffee, bei welchem junäehst mittels Kohlendioxyd Aromabestandteile extrahiert, anschließend der Rückstand einer wäßrigen Extraktion unterworfen und der wäßrige Extrakt unter Zusatz der mittels Kohlendioxyd extrahierten Aromabestandteile in ein trockenes Produkt verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlendioxydextrakt bei einem Druck von nicht weniger als 5,1 Bar mit dem wäßrigen Extrakt gemischt wird und das Gemisch durch Entspannen gefroren und einer Gefriertrocknung unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- is zeichnet, daß von geröstetem Kaffee ausgegangen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrige Extrakt vor dem Mischen mit dem Kohlendioxydextrakt konzentriert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Entspannen mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, daß sich zunächst ein abgekühlter oder teilwise gefrorener Schaum bildet
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gefrorene Masse vor dem Gefriertrocknen gemahlen wird.
JO
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