DE1792597A1 - Verfahren zur Herstellung von fluechtigen Kaffee-Aromastoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von fluechtigen Kaffee-AromastoffenInfo
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Description
Terfahren zur Herstellung von flüchtigen Kaffee-Aromastoffen
Die Erfindung "bezieht" sich, auf "Verbesserungen autf dem Gebiet
der Gewinnung eines flüchtigen Aromastoffs aus'gemahlenem Röstkaffee und stellt insbesondere eine Verbesserung
gegenüber den sich mit der Dampfdestillation von Aromastoffen befassenden USA-Patentschriften 2 562 206,
3 132 947 und 3 244-531 sowie der britischen Patentschrift
246 454 dar.
Die USA-Patentschrift 2 562 206 beschreibt die Bedampfung
eines-Betts aus gemahlenem Röstkaffee bei Atmosphärendruck
zwecks Gewinnung eines geschmackreichen Aromas, das zu Kaffee-Extrakt vor dem Sprühtrocknen desselben zugegeben
werden kann, um einen im Geschmack kräftigeren Aufguß des sofort löslichen Kaffees zu erzielen. Die USA-Patentschrift
3 132 947 stellt insofern eine Verbesserung gegenüber der erstgenannten USA-Patentschrift dar, als sie die
Bedingungen für die Erzielung eines Rückflusses und einer Gleichrichtung des Dampf-Aromastoffs im Kaffee-Bett während
des Bedampfungsverfahrens beschreibt. Die USA-Patent-
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schrift 5 244 531 bezieht sich auf die Vorbefeuchtung des
gemahlenen Röstkaffee-Betts in seinem oberen Drittel zwecks Gewinnung eines höher konzentrierten Dampf-Aromastoffs,
während-aus der britischen Patentschrift 246 454 die Zugabe
von 1 - 5?° Feuchtigkeit zu einer Gesamtcharge von Kaffee
bekannt ist. Bei der Zugabe dieser Aromastoffe zu Kaffee-Extrakt, der entweder durch Sprühtrocknen oder Gefriertroek-Ä
nen getrocknet werden soll, hat es sich jedoch herausgestellt, daß ein großer Teil der Verbraucher die starken,
übermäßig robusten Gesohmacksnoten1dieser Aromastoffe abstoßend
findet.
Aus diesem Grund besteht ein Bedarf für ein Verfahren zur Gewinnung eines vergleichsweise milderen Dampf-Aromastoffs,
welcher dem Extrakt entweder vor oder nach dem Trocknen
und
desselben zugegeben werden kann/eine wünschenswertere Verbesserung
des Kaffee-Aufgusses gewährleistet.
Außerdem besteht ein Bedarf für ein Verfahren, welches eine übermäßige Zersetzung des grundsätzlichen Kaffee-Geschmacks
infolge der für die Gewinnung eines wünschenswerten Dampf-Aromastoffs
erforderlichen längeren BedampfungBzeit vermeidet.
Diese Bedampfungszeit kann zwischen einigen. Minuten
und etwa 30 bis 40 Minuten liegen und könnte die noch in den Kaffee-Faatstoffen enthaltenen extrahierbaren Kaffee-Gesohmaokstoffe
stark beeinträchtigen.
Erfindungsgemäß hat es sich nunmehr herausgestellt,
daß ein verbesserter flüchtiger, dampfdestillierter Aromastoff
nach einem Verfahren gewonnen werden kann, bei welchem eine Charge aus gemahlenem Röstkaffee-mit, bezogen auf
das Gewicht der Ge samt-Kaffee charge, 5 - 4Ofo Wasser vorbefeuchtet
wird, das Wasser zumindest in einem 1/4 bis 2/3 der Kaffeecharge ausmachenden unteren Abschnitt der Charge
gleichmäßig auf die Oberfläche der Kaffeeteilchen aufgebracht
wird, um den Feuchtigkeitsgehalt in diesem Abschnitt von etwa 3 - 7$ auf etwa 10 - 55 Gew.-^ zu erhöhen, die
Kaffeecharge zwecks Freisetzung von flüchtigen Aromastoffen unter zumindest atmosphärischen Druckbedingungen mit Dampf
behandelt wird, die -entaromatisierten Kaffee-Feststoffe
extrahiert werden und sodann die freigesetzten flüchtigen
Aromastoffe zu mindestens einem Teil des Kaffee-Extrakts zugesetzt
werden. Zur Erzielung der verbesserten Ergebnisse braucht nur der 1/4 bis 1/2 der Gesamtcharge ausmachende
untere Chargenteil· befeuchtet zu werden, obgleich vorzugsweise
die ganze untere Hälfte ier Charge befeuchtet wird.
Die Erfindung schafft mithin ein Verfahren zur Herstellung
von flüchtigen Kaffee-Aromastoffen durch Dampfdestillation
einer Säule gemahlenen Röstkaffees, wobei ein Teil des in
der Säule befindlichen Kaffees vor der Dampfbehandlung vorbefeuchtet
wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein
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BAD
1/4 "bis 2/3 der Höhe vom. Boden aus "betragender unterer
Teil der Kaffeesäule mit Wasser in einer Menge von, bezogen
auf das Gesamtgewicht des in der Säule "befindlichen
Kaffees, 5 - 40$ Wasser "befeuchtet wird, um den Wassergehalt
im genannten Teil von etwa 3 - T/o auf 10-55 Gew.-^
zu erhöhen.
Unter "Kaffeesäule" wird die übliche langgestreckte Säule
verstanden, wie sie für die Dampfdestillation bzw. -extraktion angewandt wird.
Die Kaffeecharge besitzt üblicherweise die Form eines langgestreckten
Betts, dessen Höhe mindestens das Fünffache seiner Breite beträgt. Dies sind die normalen Abmessungen
von industriellen Perkolatorsäulen, wie sie für die Extraktion von Kaffee eingesetzt werden, wobei das Bedampfungsverfahren
in der gleichen Säule vor dem Extrahieren durchgeführt werden kann. Die Extrahierung schließt das Durchleiten
von Wasser durch den Kaffee zwecks Herstellung eines Kaffee-Extrakts ein, welcher in mancher Hinsicht dem nach ähnlichen
Verfahren zubereiteten Getränk ähnelt.. Dieses Verfahren wird zeitweilig als Perkolieren bezeichnet. Obgleich der Ausdruck
"Extrakt" im allgemeinen auf die erhaltene wässrige Flüssigkeit angev/andt wird, wird er in manchen Fällen in Form von ■
"Trockenextrakt" benutzt, was sich auf den Rückstand nach
dem trocknen des Extrakts bezieht.
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Vor der Dampfbehandlung braucht nur der untere Teil
des Betts vorbefeuchtet zu werden. Zur Befeuchtung der Kaffeeteilchen vorzugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von
15 -. 40 G-ew.-$ kann gewöhnliches Leitungswasser, Kaffee-Extrakt
oder eine andere wässrige Flüssigkeit verwendet werden. Diese Feuchtigkeit sollte als gleichmäßiger Überzug
auf die Oberflächen der Teilchen des gemahlenen Kaffees aufgebracht werden, während der Kaffee in die Perkolatdrkammer
eintritt, so daß der erhöhte Feuchtigkeitsgehalt hauptsächlich
durch Oberflächenfeuchtigkeit gebildet wird. Diese Befeuchtung
kann durch um die Perkolatoröffnung herum angeordnete Düsen geschehen, welche den Kaffee bei seinem Eintritt
in die Kammer zu befeuchten vermögen; wahlweise kann der Kaffee aber auch vor dieser Einführung vorgefeuchtet werden,
indem er durch' eine Befeuchtungszone geleitet wird. Anschliessend
kann der obere Teil der Kaffeecharge zum vorgefeuchteten
Kaffee hinzugegeben werden, das Kaffeebett und die Kammer
durch Hindurchblasen eines Inertgases durch das Bett von Sauerstoff befreit werden, bis ein Sauerstoffgehalt von
unter 1 Vol.-$ vorhanden ist, und sodann unter Atmosphärenoder Überatmosphärendruck bedampf werden.
Die Dampfbehandlung des Kaffees kann anach dem Verfahren
gemäß der USA-Patentschrift 3 132 947 erfolgen, um duroh
Kondensation der Aromastoffe eine flüchtige Aromafraktion
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zu erzielen, wobei diese Aromastoffe dann dem aus den entaromatisierten
Kaffee-Feststoffen gewonnenen Extrakt zugesetzt werden. Vorzugsweise können die Aromastoffe einem geringen
Anteil der Extraktcharge in der Größenordnung von 1.0 - 20 Vol.-$ zugegegeben und der Gefriertrocknung unterzogen
werden, während der Rest von 90 - 80 VoL-?S sprühgetrocknet
wird und die beiden Extrakte dann zur Lieferung eines auf gewünschte Weise aromatisieren löslichen Kaffees
miteinander vermischt werden. Die Aromastoffe können aber auch zu 100$ dem Extrakt zugegeben und dann gefrier- oder
sprühgetrocknet werden, so. daß ein normalem sprühgetrockneten Kaffee überlegenes Produkt erzielt wird. Wahlweise können
die Feststoffe unter atmosphärischen Bedingungen in einer Kammer zwecks Freisetzung der Aromastoffe dampfbehandelt
werden, bis die Dampftemperatür an der Oberseite der
Charge 880C überschreitet; hierauf wird die Dampfbehandlung
unterbrochen und werden die Aromastoffe gesammelt bzw, aufgefangen, indem die Kammer an eine normale Perkolatorreihe
angeschlossen wird, in welcher der anfängliche Anteil des Extrakts die Aromastoffe zu absorbieren vermag. Dieser
etwa 10-20 Vol.-^ betragende anfängliche Anteil des Extrakts
wird sodann aus dem normalen Perkolatorstuom abgezweigt
und unter Vorzugsbedingungen, d.h. durch Gefriertrocknen,
getrocknet, während der Rest des Extrakts sprühgetrocknet wird,
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Die Vorbefeuchtung des Kaffees erfüllt außerdem einen·
nützlichen Zweck bei der industriellen Verarbeitung, wenn der Kaffee in die Extraktionssäulen eingeführt wird. Die
Säulenwände sind infolge der Verarbeitung vorangehender Kaffeechargen normalerweise ziemlich heiß, und wenn der Kaffee
in die heißen Säulen eingebracht wird, verschlechtert die Wärme zahlreiche der wünschenswerten Aromastoffe im Kaffee
und verhindert die gewünschte Kondensation und Wiederverflüchtigung der die Aromastoffe enthaltenden Dämpfe. Es
ist aber höchst wünschenswert, diese Kondensation und Wiederverflüchtigung
in der Säule stattfinden zu lassen, wenn ein dampfdestillierter Aromastoff mit den gewünschten Eigenschaften
gewonnen werden soll.
Obgleich es bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Vorbefeuchtungsschritts
möglich ist, Wasser von jeder beliebigen Temperatur unterhalb von 93 0 und vorzugsweise von
O - 49 C zu verwenden, werden vorzugsweise Wassertemperaturen
im Bereich von etwa 10 - 27°C angewandt, um eine Zersetzung der wünschenswerten Aromabestandteile zu vermeiden
und gleichzeitig ein vom wirtschaftlichen Standpunkt möglichst
durchführbares Bedampfungsverfahren zu gewährleisten.
Bei Temperaturen von über 49°0 kann der Geschmack des Kaffees
beeinträchtigt werden, während bei Temperaturen von unter 1O0C wesentlich mehr Wärme in das System eingeführt
werden muß, um die gewünschten flüchtigen Aromastoffe zu gewinnen»
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209812/0415 . '
Die sich aus der Vorbeieuchtung. ergebende niedrigere
Temperatur im Unterteil der Kaffeecharge ermöglicht die Entstehung
eines geringeren' Temperaturgefälles während der Dampfbehandlung und verhindert mithin wirksam eine Zersetzung
des noch in diesem Kaffee befindlichen grundsätzlichen Kaffeegeschmacks, der nicht bei der Dampfbehandlung feisetzbar
ist. Infolge dieses Verfahrens wird die Temperatur in diesem Abschnitt des Kaffeebetts auf maximal 100t! begrenzt,
da d.er gemahlene Kaffee oberflächlich befeuchtet ist. Bei
■ herkömmlichen Bedampfungsverfahren erhöht der in den Unterteil
der Kaffeecharge mit einem Druck von 0,35 - 2,11 kg/cm eintretende Dampf nahezu augenblicklich die Temperatur dieses
Abschnitts des Kaffeebetts auf etwa 110 - 1210O, wobei diese Temperatur während des restlichen Bedampfungsvorgangs
-aufrechterhalten bleibt und eine starke Verschlechterung des grundsätzlichen Kaffeegeschmacks hervorruft. Andererseits
braucht der obere Abschnitt des Kaffeebetts nicht vorbefeuchtet zu werden und wird tatsächlich vorzugsweise auch nicht
vorbefeuchtet, da die Temperatur in diesem Teil der Kaffeecharge während des Destilliervorgangs einen Wert von 1000C
üblicherweise nicht wesentlich überschreitet.
Im folgenden sind bestimmte Ausführungsformen der Erfindung
anhand von Beispielen erläutert.
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Etwa 90,7 kg gemahlenen Röstkaffees mit einer üeilchengrößenvertellung
zwischen 2,00 mm und 0,177 mm (1o bis 80 mesh U.S. Standard Sieve Screen), wobei 90^ der Charge auf
einem 0,4-2 mm—Sieb (40 mesh) zurückgehalten wurden, wurden
in eine herkömmliche Kaffee-Perkolatorsäule von eiiwa 457 om
Höhe und etwa 30,5 cm Durchmesser eingebracht. Zu 45»4 kg
dieses Kaffees wurden bei seinem Eintritt in die Säule etwa 18,1 kg Wasser von etwa 24°C durch gleichmäßiges Aufsprühen
des Wassers aus einem perforierten Ringrohr auf alle Oberflächen
der Kaffeeteilchen zugegeben, während diese unter Schwerkrafteinfluß in einen innerhalb des Ringrohrs befindlichen
ringförmigen Wasservorhang hineinfielen. Die obere Hälfte des Kaffeebetts wurde nicht vorbefeuchtet. Das Kaffeebett
wurde durch Hindurchblasen eines Inertgases, wie Stickstoff, von der Unterseite des Perkolators her durch das
Bett durchgeblasen, bis das von der Bett-Oberseite entweichende Gas bei Messung weniger als 1$ Sauerstoff zeigte. Anschließend wurde in die Unterseite des Perkolators 20 min
lang Dampf unter einem Druck von 1,41 kg/cm und mit einer
Durchsatzmenge von etwa 45,4 kg/Std. eingeleitet und duroh
die Säule Mndurengeschickt, während in der Säule ein Druok
von 1,41 kg/om aufrechterhalten wurde. Die während der
letzten 10 min der Dampfbehandlung aus der Säule entweichen«·
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den Gase wurden in einem Kondensator bei einer Temperatur von 1,67 - 10,O0G unter Kohlendioxyd-Atmosphäre aufgefangen,
wobei 1200 cm eines dampfdestillierten Aromastoffs erhalten
wurden. Die entaromatisierten Kaffee-Feststoffe wurden eodann in einer herkömmlichen Perkolatorreine extrahiert, worauf
die aufgefangenen Aromastoffe zum Extrakt zurückgeführt wurden, Daa Aromastoff-Extrakt-Gemisch wurde anschließend durch
Sprühtrocknen gemeinsam getrocknet und ergab einen löslichen Kaffee mit gegenüber herkömmlichem sprühgetrockneten Kaffee
verbessertem Kaffeegeschmack. Die Geschmacksverbesserung in Richtung frisch gerösteten und gemahlenen Kaffees zeigte
einen nicht so herben Geschmack wie im Fall von Dampf-Aromastoffen,
die von Kaffee erhalten waren, welcher nicht im Unterteil des Betts vorbefeuchtet worden war.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde mit der Abwandlung wiederholt,
daß der aromatisierte Extrakt nicht sprüh-, sondern gefriergetrocknet wurde. Die Geschmackverbesserung trat in
diesem Pail no eh deutlicher zutage als beim sprühgetrockneten
produkt Μ0*Λ Bfiepiel t) doch war ddeses Produkt dennooh
bilder ftAftfp^f Tergleioheproben, die unter Verwendung
der Da»pf~Axoa*ir*ktionen gemäß den USA-P»tenteohrifi;en
3 132 947 und £ 244 531 gefriergetrocknet wurden.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederum mit der Abwandlung wiederholt, daß die Aromafraktionen zu 20$ des
entaromatisierten Extraktdampfs zugegeben wurden und der Extrakt eingefroren, gemahlen und gefriergetroclcnet wurde.
Der aromatisierte gefriergetrocknete Kaffee wurde sodann mit den restlichen 80$ des Extrakts vermischt, welcher
sprühgetrocknet worden war. Dies ergab ein Produkt, welches nach Aufbereitung in G-eschmack und Aroma sehr stark dem Produkt
gemäß Beispiel 2 ähnelte.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde mit dem Unterschied einer Abwandlung des Daiapfbehandlungsschritts wiederholt.
Die Kondensatoren wurden aus dem System entfernt und der Dampf wurde mit einem Druck von 0,42 - 0,56 kg/cm (absolut)
in die Unterseite des Betts eingeführt. Die Dampfbehandlung wurde 20 - 30 min lang bzw. so lange fortgesetzt, bis sich
die Temperatur der an der Oberseite der Kammer erscheinenden Dämpfe schnell von etwa 60 - 710C auf etwa 88 - 104°0
erhöhte. Hierauf wurde die Dampfbehandlung abgebrochen und die Kammer sofort an eine normale Perkolatorreihe angeschlossen. Die ersten 10$ des an der Oberseite des Perkolators austretenden Extrakts wurden aufgefangen; dieser
-12-209812/0415 BADORlG1NAt
Extraktanteil enthielt die flüchtige Dampffraktion. Dieser
Extrakt wurde nach Einfrieren und Mahlen des aromatisierten Extrakts gefriergetrocknet. Die restlichen 90$ des austretenden
Extrakts wurden sprühgetrocknet. Anschließend wurden beide Extrakte miteinander remischt und ergaben ein ähnliches
Produkt, das jedoch einen etwas andersartigen Geschmack besaß·
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209812/0415 original inspected
Claims (5)
- Pat e η t a η s ρ r ti Q & θ1, Verfahren zur Herstellung von flüchtigen Kaffee-Aromastoffen durch Dampfdestillation einer Säule gemahlenen Röstkaffees, wobei ein Teil des in der Säule "befindlichen Kaffees vor der Dampfbehandlung vorbefeuchtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein 1/4 bist 2/3 der Höhe vom Boden aus betragender unterer Teil der Kaffeesäule mit Wasser in einer Menge von, bezogen auf das Gesamtgewicht des in der Säule befindlichen Kaffees, 5 - 40$ Wasser befeuchtet wird, um den Wassergehalt im genannten Teil von etwa 3 - 7# auf 10 - 55 Gew.-φ zu' erhöhen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in Porm von Kaffee-Extrakt zugegeben wird.
- 3» Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt auf 15 - 4O?6 erhöht wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur die untere Hälfte der Kaffeesäule befeuchtet wird.
- 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Säule befindliche-14-209812/0416BAD ORIGINAL171311?Kaffee Tor der Dampfbehandlung mit einem durchgebissen wird#durch gekennzeiöhnet» dal die duroh. die Dampfdeetil-lation freigesötateh flüchtigen Κα|£#·<*Λ£α*£β-|0&β aus dem aus der Säule austretenden Dampf kondensiert und dem aus der Säule gewonnenen Kaffee-ftxtmlrk dem Trocknen desselben zugesetzt werden»7· Verfahren naoh Anspruch 6, dadurch gekenneeiohnet die kondensierten Aromaetoffe einem kleineren Anteil des Extrakts zugegeben werden, der danaöh trooknet wird» während der restlioM ftitrakt trooknet wird, und daß die Trooköndifferakte mitainan* der vereinigt wöfden*8« Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das die Dampfbehandlung bei Aianosphärendruck so lange erfolgt, bis der aus der Öäule austretende Dampf eine Temperatur iron etwa 88 - 104°0 besitzt * worauf die Dampf behandlusg -Äbgebjpoehen die Säule mit Wasser extrahiert wird* um einen ersten» kleineren Anteil des Extrakts, welöher freigesetzte flüchtige Aromastoffe enthält, und einem gröfltem Bestanteil des Extrakts zu gewinnen* daß der erste,209813/0411 8ad originalkleinere Anteil gefriergetrocknet wird und daß der Restanteil des Extrakts sprühgetrocknet wird und die Trockenextrakte miteinander vereinigt werden.9· Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daB der kleinere Extrakt-Anteil 10-20 des Gesamt-Extrakts beträgt.209812/0415
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