DE1905426A1

DE1905426A1 - Verfahren zur Gefrierkonzentrierung von Kaffee

Info

Publication number: DE1905426A1
Application number: DE19691905426
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Struthers Scientific and International Corp
Current assignee: Struthers Scientific and International Corp
Priority date: 1966-07-15
Filing date: 1969-02-04
Publication date: 1970-08-27
Also published as: US3620034A; DE1905426C3; BE728115A; GB1196601A; CA928131A; DE1905426B2

Description

Struthers Scientific and International Corporation, New York/USA

Verfahren zur Gefrierkonzentrierung von Kaffee

Bei der Gefrierkonzentrierung von Kaffee wird eine Kaffeelösung durch eine Reihe von Kristallisatoren geleitet zwecks Bildung einer Aufschlämmung von Eiskristallen in einer konzentrierten Kaffeelösung. Die Eiskristalle werden von der konzentrierten Kaffeelösung in einer Zentrifuge abgetrennt und gewaschen. Auch wenn Kristalle von gleichmäßiger und optimaler Größe gebildet werden, können hierbei wertvolle Kaffeefeststoffe in beträchtlichem Ausmaß zusammen mit den Eiskristallen verlorengehen, da sich die stärker konzentrierte Kaffeelösung von diesen schwierig entfernen läßt.

Diese Schwierigkeit wird durch die Erfindung überwunden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gefrierkonzentrierung einer Kaffeelösung besteht darin, daß a) eine Beschickungskaffeelösung durch mindestens einen Kristallisator der ersten Stufe geleitet wird, Eiskristalle darin wachsen gelassen werden und die Kaffeelösung konzentriert wird, b) die Eiskristalle aus der Kaffeelösung entfernt werden, c) die Kaffeelösung aus dem bzw. den Kristallisatoren der ersten Stufe durch mindestens einen Kristallisator zweiter Stufe geleitet wird, Eiskristalle darin unter weiterer Konzentrierung der Kaffeelösung wachsen gelassen werden,

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d) die Eiskristalle aus der weiterkonzentrierten Kaffeelösung entfernt und so mit der Besehiekungslösung gemischt werden, daß sie darin schmelzen und e) die weiterkonzentrierte Kaffeelösung als Produkt aus dem System entnommen wird.

Die Erfindung ermöglicht das Abzentrifugieren von Eiskristallen aus einem mehrstufigen Gefrierkonzentrierungssystem für Kaffee unter Erzeugung einer Kaffeelösung mit einer Konzentration von über 37 #, ausgehend von einer Beschickung mit einer Konzentration von etwa 26 $>, indem die Eiskristalle aus dem System in einer ersten Zentrifuge abzentrifugiert und entfernt werden. Hierbei werden die Eiskristalle aus einer Kaffeelösung mit einer Konzentration von weniger als 30 % abgetrennt, die aus dem oder den Erststufenkristallisatoren austritt. Die aus der oder den ersten Zentrifugen kommende Lösung wird durch einen weiteren Kristallisierer und eine zweite Zentrifuge geleitet, aus der ein Produktstrom in Porm einer Kaffeelösung mit über 37 1° Gehalt abgezogen wird, während das Eis aus der zweiten Zentrifuge im Kreislauf zurückgeführt und der Beschickung wieder zugesetzt wird.

In der Figur der beigefügten Zeichnung wird schematisch ein erfindungsgemäßes System zur Gefrierkonzentrierung von Kaffee dargestellt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage tritt eine Besehiekungslösung mit 26 Gew.-?6 gelösten Kaffeefeststoffen in den Beschickungstank 10 über Leitung 11 ein. Die Pumpe 12 fördert diese Lösung aus dem Beschickungstank 10 durch Leitung 13 in den Kristallisator 14. Die durch Leitung 13 vom Tank 10 strömende Lösung enthält zwischen 13 und 24- % gelöste Kaffeefeststoffe. Dieser niedrigere Kaffeegehalt ergibt sich daraus, daß die Lösung verdünnt wird durch Eis, welches in den Tank 10 von der Zentrifuge 15 über Leitung 16 eingefügt wird und außerdem iafolge des Waschwassers aus der Zentrifuge 17, welehes über Rohx- 18 in den Tank 10 geleitet wird. Daher verdünnen sowohl das Waschwäaser als auch das geschmolzene Eis die in den Kristallisator 14 ein-

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tretende Beschickungslosung.

Eine Pumpe 19 kann die Aufschlämmung von Eiskristallen und Kaffeelösung, die den Kristallisator 14 verläßt, durch Rohr 20 rezirkulieren, bis die Kaffeelösung 26 bis 30 # gelöste Feststoffe enthält. Diese Aufschlämmung gelangt dann durch Leitung 21 in die Zentrifuge 17. In der Zentrifuge 17 wird die Mutterlauge von den Eiskristallen getrennt und durch Leitung 22 zum Mutterlaugentank 23 geführt. Waschwasser tritt in die Zentrifuge 17 über Leitung 24 ein, um die Eiskristalle darin zu waschen und fließt über Leitung 18 in !Dank 10. Das Eis gelangt aus der Zentrifuge 17 über Leitung 25 in den Eistank 26. Ein !eil des Eises im Tank 26 schmilzt und wird durch Pumpe 27 über Leitung 24 als Waschwasser rezirkuliert. Das Eis gelangt über Leitung 28 aus dem System.

Die 26 bis 30 # gelöste Kaffeefeststoffe enthaltende Lösung im Mutterlaugentank 23 wird durch die Pumpe 30 über Leitung 31 in den Zweitstufenkristallisator 32 gepumpt. Eine Aufschlämmung von Eiskristallen in einer mindestens 37 %igen Kaffeelösung verläßt den Kristallisator 32 über Leitung 33 und gelangt in die Zentrifuge 15. Die wenigstens 37 $> gelöste Kaffeefeststoffe enthaltende Lösung tritt aus der Zentrifuge 15 über Leitung 34 als Produkt aus. Über Leitung 35 und Ventil 36 kann diese Lösung durch den Kristallisator 32 rezirkuliert werden.

Mittels Ventil 37 und Leitung 38 kann Mutterlauge durch den Kristallisator 14 rezirkuliert werden. Diese Rezirkulation ist erforderlich, um die Konzentration der Lösung in Leitung 13t die in den Kristallisator 14 eintritt, über die Konzentration der Beschickung zu steigern, sie gleichzeitig jedoch unter 30 56 gelöste Kaffeefeststoffe zu halten. Eine übermäßige Rezirkulierung durch Leitung 20 könnte auch dazu führen, die Beschickung von Leitung 13 zu konzentrieren. Dies würde jedoch zu einem zu großen Prozentsatz an Eiskristallen im Kristallisator 32 führen und damit die Geschwindigkeit des Kristallwachstums herabsetzen. Die Rezirkulierung durch die Leitungen 20 und 38 sollte so ausbalanciert und geregelt werden, daß der Gewichtsprozentsatz an Eiskristallen in der Lösung im Kristallisator 14 zwischen 20

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und 30 i» liegt. Wenn der Prozentsatz an Eiskristallen zu niedrig ist, d.h. unter 15 Gew.-56 liegt, beispielsweise wenn leitung 20
nicht zur Rezirkulation benutzt wird, erfolgt eine tibermäßige
Keimbildung und kleine und ungleichmäßige Kristalle werden gebildet, die schwierig abzuzentrifugieren sind. Wenn dagegen Eiskristalle aus dem System aus einer 26 bis 30#igen Lösung wie beschrieben zentrifugiert werden, gehen weniger als 1 Gew.-^ Kaffeefeststoffe mit dem Eis verloren.

Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient nur als Beispiel und die Erfindung ist nicht
hierauf beschränkt. Insbesondere können in jeder Stufe statt des in der Zeichnung gezeigten jeweils einen Kristallisators mehrere Kristallisatoren verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Gefrierkonzentrierung einer Kaffeelösung, dadurch gekennzeichnet, daß a) eine Beschickungskaffeelösung durch mindestens einen Erststufenkristallisator geleitet wird, Eiskristalle darin unter Konzentrierung der Kaffeelösung wachsen gelassen werden, b) die Eiskristalle aus der Kaffeelösung entfernt werden, c) die Kaffeelösung aus dem oder den Erststufenkristallisatoren durch mindestens einen Zweitstufenkristallisator geschickt wird, Eiskristalle darin unter weiterer Konzentrierung der Kaffeelösung wachsen gelassen werden, d) die Eiskristalle aus der weiterkonzentrierten Kaffeelösung entfernt und mit der Beschickungslösung so gemischt werden, daß sie darin schmelzen und e) die weiterkonzentrierte Kaffeelösung aus dem System als Produkt entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem f) die aus der Kaffeelösung in Stufe b) entfernten Eiskristalle teilweise unter Bildung einer Waschflüssigkeit geschmolzen werden, g) die in Stufe b) entfernten Eiskristalle mit dieser Waschflüssigkeit gewaschen werden und h) die Waschflüssigkeit nach dem Waschen der Eiskristalle in die Beschikkung rezyklisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem i) mindestens ein Teil der konzentrierten Kaffeelösung aus Stufe b) in die Beschickung rezyklisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß

j) ein Teil der Aufschlämmung von Eiskristallen in Kaffeelösung, die aus dem bzw. den Erststufenkristallisatoren in Stufe a) austreten, rezyklisiert wird und k) mindestens ein Teil der Aufschlämmung von Eiskristallen in Kaffeelösung, die aus dem bzw. den Zweitstufenkristallisatoren in Stufe c) austreten, ebenfalls rezyklisiert wird.

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5· Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß als Beschickung eine 26#ige Kaffeelösung verwendet, die Beschickungslösung durch Schmelzen von Eiskristallen in Stufe d) auf einen Kaffeefeststoff gehalt zwischen 13 und 24 $ verdünnt wird, in dem bzw. den Erststufenkristallisatoren von Stufe a) die Kaffeelösung auf 26 bis 30 % konzentriert wird und in dem oder den Zweitstuf einkristall! sat oren von Stufe c) die Kaffeelösung auf über 37 $> konzentriert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß durch die Rezyklisierung in Stufe 3) der Prozentsatz von Eiskristallen, die aus dem oder den Erststufenkristallisatoren austritt, aufrechterhalten wird und zwischen 15 und 30 Gew.-% liegt.

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