DE1905426C3 - Gefrierkonzentrieren von Kaffee-Extrakt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Gefrierkonzentrieren von Kaffee-Extrakt.

In der US-PS 32 83 522 und in European Chemical News, Januar 1965, Seite 23, werden Verfahren zum Konzentrieren einer Kaffeelösung durch mehrmaliges Ausgefrierenlassen und Entfernen der Eiskristalle, die gewaschen werden, beschrieben. In der US-PS 34 04 007 wird ein Verfahren zur Gefriertrocknung von Kaffee beschrieben. Bei diesen bekannten Verfahren wird das gesamte Eis von allen Trennstufen, bei denen das Eis abgetrennt wird, zu der ersten Kristallisationsstufe zurückgeführt.

In der US-PS 33 47 058 wird ebenfalls ein Verfahren zum Gefrierkonzentrieren von Kaffee beschrieben, und in der US-PS 32 12 283 wird ein Verfahren zur Herstellung einer teilweise gefrorenen Aufschlämmung aus einer Flüssigkeit beschrieben.

Bei diesen bekannten Verfahren zur Gefrierkonzentrierung von Kaffee wird im allgemeinen die 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.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu überwinden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Gefrierkonzentrieren von Kaffee-Extrakt durch Konzentrieren in zwei Stufen, wobei in jeder Stufe die gebildeten Eiskristalle abgetrennt und gewaschen werden und die Waschflüssigkeit zurückgeführt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Eiskristalle der ersten Stufe, die zwischen 20 und 30% des Extraktes ausmachen, teilweise geschmolzen und die resultierende Schmelze als Waschflüssigkeit für die verbleibenden Kristalle verwendet wird, die Kristalle der zweiten Stufe ohne Waschen insgesamt in den Ausgangsextrakt rijckeeführt werden, um diesen auf einen Feststoffgehalt von 13 bis 24% zu verdünnen, und der Extrakt aus der ersten Stufe teilweise rückgeführt wird, um eine Feststoffkonzentration von 26 bis 30% im Kristallisator zu gewährleisten, so daß der Extrakt in der zweiten Stufe auf einen Feststoffgehalt von über 37% konzentrierbar wird.

Die Erfindung ermöglicht das Abzentrifugieren von Eiskristallen aus einem mehrstufigen Gefrierkonzentrierungssystem für Kaffee unter Erzeugung einer

ίο Kaffeelösung mit einer Kozentration 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

is 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 Form einer Kaffeelösung mit über 37% Gehali abgezogen wird, während das Eis aus der zweiten Zentrifuge im Kreislauf zurückgeführt und der Beschickung wieder zugesetzt wird.

In der Figur der Zeichnung wird schematisch eine Anlage zur Gefrierkonzentrierung von Kaffee dargestellt

Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage tritt eine Beschickungslösung mit 26 Gew.-% 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 infolge des Waschwassers aus der Zentrifuge 17, welches über Rohr 18 in den Tank 10 geleitet wird. Daher verdünnen sowohl das Waschwasser als auch das geschmolzene Eis die in den Kristallisator 15 eintretende Beschickungslösung.

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 Tank 10. Das Eis gelangt aus der Zentrifuge 17 über Leitung 25 in den Eistank 26. Ein Teil 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 Kaffe<>feststoffe enthaltende Lösung im Mutterlaugentank 23 wird durch die Pumpe 30 über Leitung 31 in den Zweistufenkristallisator 32 gepumpt. Eine Aufschlämmung von Eiskristallen in einer mindestens 37%igen Kaffeelösung verläßt den Kristaü'sator 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 Kristallisaior 14 rezirkuliert werden. Diese Rezirkulation ist erforderlich, um die Konzentration der Lösung in Leitung 13, die in den Kristallisator 14 eintritt, über die Konzentration der Beschickung zu steigern, sie gleichzeitig jedoch unter 30% 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 und 30% liegt. Wenn der Prozentsatz an Eiskristalien zu niedrig ist, d. h. unter 15 Gew.-% liegt, beispielsweise wenn Leitung 20 nicht zur Rezirkulation benutzt wird, erfolgt eine übermäßige 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 Kristallisator mehrere Kristallisatoren verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gefrierkonzentrieren von Kaffee-Extrakt durch Konzentrieren in zwei Stufen, wobei in jeder Stufe die gebildeten Eiskristalle abgetrennt und gewaschen werden und die Waschflüssigkeit zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiskristalle der ersten Stufe, die zwischen 20 und 30% des Extraktes ausmachen, teilweise geschmolzen und die resultierende Schmelze als Waschflüssigkeit für die verbleibenden Kristalle verwendet wird, die Kristalle der zweiten Stufe ohne Waschen insgesamt in den Ausgangsextrakt rückgeführt werden, um diesen auf einen Feststoffgehalt von 13 bis 24% zu verdünnen, und der Extrakt aus der ersten Stufe teilweise rückgeführt wird, um eine Feststoffkonzentration von 26 bis 30% im Kristallisator zu gewährleisten, so daß der Extrakt in der zweiten Stufe auf einen Feststoffgehalt von über 37% konzentrierbar wird.