DE2000315A1

DE2000315A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines pulverfoermigen Extraktes aus vermahlenen,geroesteten Kaffeebohnen

Info

Publication number: DE2000315A1
Application number: DE19702000315
Authority: DE
Inventors: Mengel Pierre Aage; Erik Houghton-Larsen
Original assignee: Niro Atomizer AS
Current assignee: GEA Process Engineering AS
Priority date: 1969-01-09
Filing date: 1970-01-05
Publication date: 1970-07-23
Also published as: FR2027992A7

Description

MTENTANWXUf
DR.-ING. H.
DIPL-IN G. H. BOHR DIPL.-ING. S. ST^|(|IR 2000315

MOLLERSTR. 31 "Kaffeeextraktion¹¹

Aktieselskabet _Niro Atomizer, Sgbqrg,. Dänemark.

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines pulverförmigen Extraktes aus vermahlenen^ gerösteten Kaffeebohnen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines pulverförmigen Extraktes aus vermahlenen, gerösteten Kaffeebohnen durch wässrige Gegenstromextraktion, wobei die Extraktion in einer ersten Stufe bei verhältnismässig niedriger Tempreatur durchgeführt und daraufhin das teilweise extrahierte Material in einer zweiten Stufe zusätzlicher Extraktion unter Druck und bei verhältnismässig hoher Temperatur unterworfen wird, woraufhin zwecks Gewinnung eines trockenen Pulvers das Extraktionmittel entweder aus jedem Extrakt: für sich" oder aus den vereinten Extrakten in einem einzigen Arbeitsgang entfernt wird.

Zur Herstellung pulverförmigen Kaffeeextraktes wird die Extraktion gewöhnlich mit Wasser durchgeführt, und zwar entweder schrittweise in einer Extraktionsbatterie oder in mehr oder weniger kontinuierlichen Anlagen, die nach dem Gegenstromprinzip arbeiten können. Je höherer Extraktionstemperatur man sich bedient, desto grosser wird die Ausbeute, doch werden bei hoher Temperatur dem Extraktionsmaterial auch übelschmeckende Stoffe entzogen, so dass die Wahl der Extraktionstemperatur jeweils einen Kompromiss bedeutet. Es wäre natürlich wünschenswert, die übelschmeckenden Stoffe beseitigen zu können, so dass man eine grössere Ausbeute ohne Verschlechterung des Geschmacks oder einen verbesserten Geschmack bei gleichbleibender Ausbeute erzielen könnte.

Das Problem der Beseitigung der übelschmeckenden Stoffe hat man teilweise durch ein Verfahren gelöst, nach welchem die Extraktion in einer ersten Stufe bei verhältnismässig niedriger Temperatur durchgeführt und daraufhin das teilweise extrahierte Material in einer zweiten Stufe zusätzlicher Extraktion unter Druck und bei verhältnismässig hoher Temperatur unterworfen wird. Man hat z.B.

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in der ersten Stufe bei unter 15° C und in der zweiten Stufe bei 13Q-14O⁰ C extrahiert und dann den in der Zweiten Stufe gewönne nen Extrakt im Vakuum eingedampft.

Der Zweck der Erfindung ist, einen pulverförmigen Extrakt aus vermahlenen, gerösteten Kaffeebohnen zu gewinnen, so dass die Geschmackseigenschaften des Extraktes verbessert oder die Ausbeute an Extrakt ohne Verringerung der Geschmackseigenschaften erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der in der zweiten Stufe gewonnene, warme Extrakt zwecks Beseitigung abelschmeckender Stoffe dadurch desodorisiert wird, dass er einer schnellen Druckentspannung unterworfen wird. Man erreicht hierdurch eine erheblich bessere Desodorisierung als bei dem bekannten Verfahren, nach welchem der Extrakt aus der zweiten Stufe lediglich im Vakuum eingedampft wird. Es ist einleuchtend, dass man auch bei der bekannten Druckextraktion eine Druckentspannung durchgeführt hat, doch wurde diese nicht speziell zum Zwecke der Desodorisierung und erst nach dem Abkühlen des unter Druck stehenden Extrakts vorgenommen, z.B. in einem separaten Kühlbehälter, in welchem mit Hilfe einer direkten Leitung zum Druckextraktionsbehälter für den gleichen Druck wie im letztgenannten Behälter gesorgt war. dadurch, dass man den heissen Extrakt aus der Druckextraktionsstufe einer schnellen Druckentspannung unterwirft, und zwar vorzugsweise in einem separaten Behälter, wird der Wärmegehalt des Extrakts zur Verdampfung eines Teiles des Extraktionsmittels ausgenutzt .und gleichzeitig findet die gewünschte Desodorisierung statt, indem die übelschmeckenden Stoffe bei der kräftigen Dampfentwicklung auf Grund der Druckentspannung vom Dampf mit fortgenommen werden. Die Druckentspannung kann durch eine Düse oder ein anderes Drosselorgan geschehen und, wenn sie in einen separaten Behälter durchgeführt wird, kontinuierlich erfolgen. Die schnelle Druckentspannung kann so vorgenommen werden, dass von einem Anfangsdruck von z.B. 13-15 atü vorzugsweise bis auf Atraosphärendruck entspannt wird. Der Enddruck kann jedoch auch etwas hoher sein, z.B. auf 2 atm, oder etwas unter Atmosphärendruck liegen.

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Das eventuell hierauf folgende Eindampfen im Vakuum zwecks zusätzlicher Verstärkung der Desodorisierung kann im Druck-- * entspannungsbehälter oder in einem separaten Behälter vorgenommen werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere zur Anwendung in Verbindung mit einer Extraktion in einem schräggestellten Trog von demjenigen Typ gedacht, in welchem das zu behandelnde Material von drehbaren Förderorganen mit in bezug auf ihre Rotationsrichtung schräggestellten Förderflächen vorgeschoben wird, indem das Extraktionsmaterial dazu gebracht wird, im wesentlichen den gesamten Querschnitt des Troges auszufüllen, während das Extraktion mittel mit Hilfe der Schwerkraft nur einen Teil des Trogquerschnitts durchströmt. Bei der bekannten Druckextraktion in einem solchen Trog bedient man sich einer Stickstoffatmosphäre und eines Druckes von z.B. 13-15 atü. Die Temperatur des Extraktionswassers kann am Eintritt z.B. 100° C und am Austritt z.B. 90° C betragen. An demjenigen Ende des Troges, an dem frische Kaffeebohnen zugeführt werden und der Extrakt entnommen wird, erfolgt bei verhältnismässig niedriger Temperatur die Extraktion der gewünschten Geschmacksstoffe. An dem Ende des Troges, an dem der Kaffeesatz entnommen und das Extraktionswasser zugeführt wird, geschieht bei verhältnismässig hoher Temperatur eine Extraktion und gleichzeitige Hydrolyse gewisser Bestandteile des Kaffeee, wobei auch gewisse Geschmacksstoffe mit weniger günstigen Eigenschäften extrahiert werden. Die zuletzt genannten Geschmacksstoffe werden aber während der Passage durch die Extraktionsmasse zu einem gewissen Grad absorbiert, so dass ein besseres Resultat als bei entsprechender, schrittweiser Druckextraktion in einer Batterie erzielt wird.

Nach dem.erfindungsgemässen Verfahren kann die Extraktion in der ersten Stufe in einem offenen Trog des obengenannten Typs und die Druckextraktion in der zweiten Stufe in einem geschlossenen Trog des obengenannten Typs erfolgen. Durch Ausführen der Druckextraktion in einem solchen Trog erreicht man neben dem Zweck der Erfindung auch noch gewisse andere Vorteile .Bei der" bekannten Extraktion in Stickstoffatmosphäre und unter Druck wird die Vor-

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richtung durch die erforderliche Ausrüstung zum Einschleusen des Kaffees erheblich kompliziert. Diese Ausrüstung besteht z.B. aus zwei hintereinandergeschalteten Behältern. Bei dem chargeweisen Einschleusen geht ein Teil Stickstoff verloren. Bei der Ausführung des erfindungegemässen Verfahrens in den genannten . Trögen ist es jedoch ein deutlicher Vorteil, dass der Kaffee von der ersten zur zweiten Stufe gepumpt werden kann, so dass sich eine Schleuse erübrigt. Ausserdem ist eine Stickstoffatmosphäre überflüssig, da der Kaffee der zweiten Stufe, der Druckstufe, als pumpbarer Schlamm zugeführt wird. Die Stickstoffatmosphäre wird durch Wasserdampf ersetzt, wodurch zusätzlich erreicht wird, dass die Temperatur in der Druckstufe im gesamten zweiten Trog auf der gleichen Höhe gehalten werden kann, so dass dessen Dimensionen erheblich kleiner gehalten werden können als die des bei der bekannten Druckextraktion verwendeten Troges.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann das Extraktionsmittel auf verschiedene Weise entfernt werden. Nach einer : Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird der Extrakt aus der zweiten Stufe zur ersten Stufe zurückgeführt und dort als Extraktionsmittel verwendet und der Extrakt aus der ersten Stufe wird durch ζ arstäubungstrocknung oder Gefriertrocknung getrocknet. Diese Ausführungsform ist wirtschaftlicher, weil aus dem Extrakt nachher nur kleinere Mengen Wasser entfernt werden müssen, als wenn beiden Stufen frisches Extrakt ion'smitt el zugeführt wird.

Erfindungsgemäss ist es zweckmässig - insbesondere im Zusammenhang mit der Anwendung des genannten speziellen Troges - dass der in der ersten Sb ufe gewonnene Extrakt einer Gefriertrocknung und der in der zweiten Stufe gewonnene, desodorisierte Extrakt einer Zerstäubungstrocknung unterworfen wird und dass daraufhin die getrockneten Extrakte vermischt werden. Hierdurch wird ein besonders wohlschmeckendes Produkt erzielt, da der aromareiche Extrakt aus der ersten Stufe eine so schonende Behandlung wie möglich erfährt, während der andere Extrakt eine Zerstäubungstrocknung besser verträgt, ohne dass der Geschmack darunter leidet.

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Erfindungsgemäss wird eine zusätzliche Verbesserung des Geschmacks des fertigen Produkts erzielt, wenn die Zerstäubungstrocknung in einem geschlossenen Gaskreislauf ausgeführt wird. Man hat früher bereits versucht, einen nach herkömmlichen Verfahren gewonnenen Kaffeeextrakt in einer Zerstäubungstrocknungsanlage mit geschlossenem Gaskreislauf zu trocknen. Der Zweck dieser Massnahme war, den Geschmack des fertigen Extrakts zu verbessern, indem man erwartete,d»ss die wertvollen flüchtigen Aromastoffe im Produkt verbleiben würden, da sie nicht mit der Trockenluft abgeführt wurden. Es hat sich jedoch erwiesen, dass die erwartete Verbesserung des Geschmacks nicht erreicht werden konnte, welches möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dass übelschmeckende Aromastoffe, die sich im Extrakt befinden oder während der Zerstäubungstrocknung gebildet werden, nicht mit der Trockenluft abgeführt sondern im Produkt zurückgehalten werden,

Wenn man erfindungsgemäss trotzdem eine Geschmacksverbesserung durch Ausführen der Zerstäubungstrocknung in einem geschlossenen Gaskreislauf erzielt, ist dies wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die genannten, übelschmeckenden Aromastoffe durch das Desodorisieren des in der zweiten Stufe gewonnenen Extraktes effektiv beseitigt werden.

Das erfindungsgeraässe Verfahren wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert, bei denen Tröge der oben erwähnten, speziellen Art Anwendung finden.

Beispiel 1

Vermahlener, gerösteter Kaffee wird in einem ersten^ offenen Trog mit Wasser mit einer Eintrittstemperatur von 90° C extrahiert. Die Temperatur des Extrakts am Austritt beträgt 45° C und er enthält 20$ Trockensubstanz. Die Extraktionsausbeute beträgt 22$. Der von diesem ersten Extrakt getrennte, teilweise extrahierte Kaffee wird einem anderen, geschlossenen Trog zugeführt, worin er weiter mit Wasser extrahiert wird, das am Eintritt eine Temperatur von 100° C hat. Diese Temperatur behält das Wasser bei seiner Passage■durch den gesamten Trog bei, in welchem ein Druck von 13-15 atü herrscht. Der auf diese Weise

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gewonnene, zweite Extrakt enthält 7f> Trockensubstanz und die Extraktionsausbeute beträgt 23$. Dieser zweite Extrakt wird in einem separaten Behälter einer schnellen Druckentspannung bis hinunter auf Atmosphärendruck unterworfen, wobei die Temperatur auf ca. 100° C fällt, und daraufhin im Vakuum auf einen Trockensubstanzgehalt von 35$ eingedampft, wodurch übelschmeckende Stoffe beseitigt werden. Der im Vakuum eingedampfte Extrakt wird mit dem enrt-en Extrakt vereint und durch Zerstäubungstrocknung getrocknet. Hierdurch wird ein Kaffeeextrakt erzielt, der verbesserte Geschmackseigenschaften in bezug auf einen Kaffeeextrakt aufweist, der auf ähnliche Weise, jedoch nur in einer Stufe, in einer Batterie oder einem Trog, unter einem Druck von 13-15 atü in Stickstoffatmosphäre hergestellt worden ist, wobei die Temperatur des Extraktionswassers am Einlass 100° C und die Temperatur des Extrakts beim Austritt 90° C beträgt. Der Trockensubstanzgehalt des Extrakts ist hier 25$ und die Extraktionsausbeute beträgt 45$. Der gewonnene Kaffeeextrakt besitzt ebenfalls verbesserte Geschmackseigenschaften in bezug auf einen Kaffeeextrakt, der auf gleiche Weise, aber ohne die schnelle Druckentspannung hergestellt worden ist.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, dass der desodorisierte Extrakt zum ersten Trog zurückgeführt wird, wo er als Extraktionsmittel dient, und dem ersten Trog kein reines Wasser zugeführt wird. Hierdurch wird ein ebenso gutes Produkt wie in Beispiel 1 erzielt. Ausserdem ist diese Ausführungsforra wirtschaftlicher, weil die dem zweiten Trog zugeführte, notwendige Menge Wasser kleiner als die im Beispiel 1 zugeführte gesamte Wassermenge ist, so dass in der Zerstäubungstrocknungsani age nur eine kleinere Menge Wasser verdampft werden braucht.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines pulverförmigeh Extraktes aus vermahlenen, gerösteten Kaffeebohnen durch wässrige Gegenstromextraktion, wobei die Extraktion in einer ersten Stufe bei verhältnismässig niedriger Temperatur durchgeführt und daraufhin das teilweise extrahierte Material in einer zweiten Stufe zusätzlicher Extraktion unter Druck und bei vörhältaismässig hoher Temperatur unterworfen wird, woraufhin zwecks Gewinnung eines trockenen Pulvers das Extraktionsmittel entweder aus jedem Extrakt für sich oder aus den vereinten Extrakten in einem einzigen Arbeitsgang entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der in der zweiten Stufe gewonnene, warme Extrakt zwecks Beseitigung übelschmeckender Stoffe dadurch desodorisiert wird, dass er einer schnellen Druckentspannung unterworfen Wird.

2* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der desodorisierte Extrakt aus der zweiten Stufe zur ersten Stufe zurückgeführt und dort als Extraktionsmittel verwendet wird und dass der Extrakt aus der ersten Stufe durch Zerstäubungstrocknung oder Gefriertrocknung getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentspannung mit einer nachfolgenden Eindampfung im Vakuum kombiniert ist, und dass der in der ersten Stufe gewonnene Extrakt einer Gefriertrocknung und der in der zweiten Stufe gewonnene, desodorisierte Extrakt einer Zerstäubungstrocknung unterworfen wird und dass daraufhin die getrockneten Extrakte miteinander vermischt werden.

I₊. Verfahren nach einem jeden der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungstrocknung in einem geschlossenen Gaskreislauf durchgeführt wird.

5. · Pulverförmiger Extrakt aus vermahlenen, gerösteten Kaffeebohnen, dadurch gekennzeichnet, dass er nach dem Verfahren nach irgendeinem der voranstehenden Ansprüche hergestellt worden ist.

PATENTANWÄLTE

Oft-tNO. H. FINOCE, DIPL-ING. H. BOHK DIPL-INO. S. 8TASOOI

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