DE2300244C3 - Verfahren zur Lösungsmittelextraktion von in einem dichtgepackten Bett befindlichen Feststoffteilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Extraktion löslicher Bestandteile aus Feststoffteilchen mit Lösungsmitteln, insbesondere die Extraktion (Auslaugung) löslicher Komponenten von zerkleinertem pflanzlichem und/oder tierischem Material durch Perkolation eines Lösungsmittels durch ein poröses, dichtgepacktes Bett von Feststoffteilchen. Die Erfindung ist speziell auf die Extraktion der löslichen Feststoffe von Röstkaffee mit Wasser gerichtet.

Verfahren und Vorrichtungen zur Exfaktion löslicher Komponenten mit einem geeigneten Lösungsmittel aus Feststoffteilchen, die in einem dichtgepackten Bett angeordnet sind, wurden häufig und eingehend in der Fachliteratur der chemischen Technik beschrieben. Obwohl die verschiedensten Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden, kann die Feststoff-Flüssigkeit-Extraktion mit dichtgepackten Betten grob in Chargenextraktion, Gegenstromextraktion und mehrstufige Chargenextraktion im Gegenstrom eingeteilt werden. Zu den bekannten Vorrichtungen für die Gegenstromextraktion gehört der Bo'ilman-Extraktor. Das Shanks-Extraktionssystem ist repräsentativ für die mehrstufige Chargenextiaktion im Gegenstrom.

Beim Chargenverfahren wird ein Behälter mit den Feststoffteilchen gefüllt, aus denen die löslichen Bestandteile extrahiert werden sollen. Das Lösungsmittel wird entweder oben oder unten in das dichtgepackte Festbett der Feststoffteilchen eingeführt und durch das Bett geleitet. Bei der Chargenextraktion mit einem Behälter ist die am stärksten konzentrierte Lösung, die gewöhnlich hergestellt werden kann, verhältnismäßig dünn.

Zur Herstellung einer stärker kenzentrierten Lösung muß im Gegenstrom gearbeitet werden. In diesem Fall werden bei Verwendung eines einzigen Behälters die Feststoffteilchen in Form eines dichtgepackten Betts kontinuierlich in einer Richtung durch den Behälter geführt, während das Lösungsmittel in entgegengesetzter Richtung durch das dichtgepackte Bett gepreßt wird.

Es ist auch möglich, ein mehrstufiges, im Gegenstrom arbeitendes Chargenverfahren entweder in einer Reihe von Behältern (Perkolatoren), die die Feststoffe in verschiedenen Phasen der Extraktion enthalten, anzuwenden, wie dies in der USA.-Patentschrift 36 55 398 beschrieben ist. Frisches Lösungsmittel wird in den Perkolator eingeführt, der die am stärksten extrahierten Feststoffe enthält Es strömt nacheinander durch die verschiedenen Perkolatoren und wird schließlich aus dem frisch beschickten Perkolator abgezogen. Das feste, unlösliche Material in jedem einzelnen Perkolator bleibt im Ruhezustand, bis es vollständig extrahiert ist. Mit Hilfe geeigneter Rohrleitungsverbindungen, die so angeordnet sind, daß frisches Lösungsmittel jedem beliebigen Perkolator zugeführt und die starke Extraktlösung von jedem beliebigen Perkolator abgezogen werden kann, ist es möglich, jeweils einen Perkolator zu beschicken und zu entleeren. Gegenstrombetrieb findet statt, wenn die Extraktionsflüssigkeit kontinuierlich durch die Batterie von Extraktoren in eine Richtung strömt, während die Stellen der einzelnen Extraktoren relativ zur Strömung der Extraktionsflüssigkeit allmählich in entgegengesetzter Richtung vorrücken.

Die Erfindung betrifft die vorstehend genannten Verfahren und Vorrichtungen zur Feststoff-Flüssigkeit-Extraktion und ist auf die vollständige Extraktion der löslichen Bestandteile aus den Feststoffteilchen mit geringstmöglicher Lösungsmittelmenge pro Gewichtseinheit des zu extrahierenden Materials in der geringstmöglichen Zeit gerichtet. Die Verminderung der Lösungsmittelmenge hat eine Senkung der Kosten der Trennung des Lösungsmittels vom extrahierten Material zur Folge, und die Verkürzung der Zeit, während derer die der Extraktion unterworfenen Feststoffe in der Extraktionsanlage bleiben, ermöglicht eine Verkleinerung der Anlage und demzufolge eine Senkung iiucr Kosten. Darüber hinaus wird, was am wichtigster, ist, durch eine Verkürzung der Extraktionszeit das Ausmaß von Reaktionen, die die Geschmacksund Aromastoffe schädigen, vermindert.

Beispielsweise ist aus der GB-PS 7 77 610 ein Verfahren zur kontinuierlichen Extraktion von zerkleinertem Material im Gegenstrom bekannt, bei dem das zu extrahierende Material in einem dicht gepackten, für die Flüssigkeit durchlässigen Zustand mittels einer Schraube abwärts transportiert wird, während frisches Material am oberen Ende des schraubenförmigen Weges zugegeben und ausgelaugtes Material am unteren Ende entfernt wird. Die Extraktionsflüssigkeit passiert unter Druck den schraubenförmigen Weg von unten nach oben im Gegenstrom. Auf diese Weise ist es möglich, einen unerwartet hohen Grad an Extraktionswirkung zu erhalten. Fest-Flüssig-Extraktionen dieser Art mit »dispersem Kontakt«, bei denen die Feststoffteilchen im Lösungsmittel suspendiert sind und sich relativ zueinander und zum Lösungsmittel während der Kontaktzeit in Bewegung befinden, unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen »Fest-Flüssig-Extraktionsverfahren im Festbett bzw. dichtgepackten Bett«

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grundsätzlich. Zwar bringt eine solche Bewegung des zu extrahierenden Gutes gewisse Vorteile — beispielsweise entfällt hier die gefürchtete »Kanalbildung« — gleichwohl besitzen die Extraktionsverfuhren im Festbett bzw. dicht gepackten Bett ihnen gegenüber beträchtliche andere Vorteile. Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Typ der »Fest-flüssig-Extraktionsverfahren im Festbett bzw. dicht gepackten Bett«, wobei -jnter diesem Begriff eine Arbeitsweise zu verstehen ist, bei der die Feststoffteilchen in relativ unveränderlicher Lage zueinander bleiben, während das Lösungsmittel durch das poröse Bett von Feststoffteilchen strömt, gleichgültig, ob das -Bett der Feststoffteilchen relativ zu dem das Bett enthaltenden Behälter während der Extraktion feststehend bleibt.

Die Fest-flüssig-Extraktion mit dicht gepacktem Bett hat gewisse Vorteile gegenüber der Extraktion mit dispersem Kontakt. Beispielsweise wirken die in ihrer Lage zueinander feststehenden Feststoffteilchen als Filterminel, wobei sie einen großen Teil des unlöslichen feinen Materials zurückhalten, das andernfalls in das austretende Lösungsmittel übergehen würde. Diese Filterwirkung ist besonders bemerkenswert bei der Extraktion löslicher Feststoffe aus gemahlenem Röstkaffe.

Bei der Fest-flussig-Extraktion in dicht gepackten porösen Betten wird das Ausmaß der Filterwi" kung und der Wirkungsgrad der Extraktion der löslichen Bestandteile bei kleiner werdender mittlerer Größe der zu extrahierenden Feststoffe bis zu einem gewissen Punkt gesteigert. Mit anderen Worten, bei jedem gegebenen Verhältnis von Lösungsmitteleinsatz zu Feststoffeinsatz verkürzt sich die für einen gewünschten Extraktionsgrad erforderliche Extraktionszeit auf ein Minimum bei entsprechender Verringerung der mittleren Teilchengröße des Feststoffs. Die Lösungsmilteldruckdifferenz durch das gepackte Bett steigt jedoch mit kleiner werdender minierer Teilchengröße des Feststoffs, und es gibt eine bestimmte Mindestgröße, unter der der Widerstand gegen die Flüssigkeitsströmung übermäßig hoch wird und eine angemessene Extraktionsgeschwindigkeit bei dem maximal zulässigen Druck der Anlage ausschließt. Da Feststoffteilchen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs im allgemeinen zusammendrückbar sind, bewirkt jede Steigerung der Druckdifferenz über einen kritischen Wert hinaus nicht mehr eine Steigerung des LösungsmitteldurchflusseF durch das Bett.

Bekannt ist (siehe beispielsweise Sivetz et al. »Coffee Processing Technology«, Bd. 1, 1963, Seiten 345/346), daß die Viskosität eines Flüssigextraktes temperaturabhängig ist und daß höhere Temperaturen einen deutlichen Einfluß auf die Verminderung der Viskosität des Extraktes haben.

Bekannt ist ferner, daß ungleichmäßige Strömung (schlechte Verteilung) des Lösungsmittels durch das Bett der Feststoffteilchen, auch als »Kanalbildung« bezeichnet, den Wirkungsgrad der Extraktion verschlechtert. Eine ungleichmäßige oder durch bevorzugte Wege erfolgende Strömung des Lösungsmittels hat zur Folge, daß die außerhalb der bevorzugten Strömungswege liegenden Bereiche des gepackten Betts in geringerem Maße oder überhaupt nicht extrahiert werden. Daher verursacht die Strömung des Extraktionsmittels durch bevorzugte Wege oder die Kanalbildung eine Verlängerung der Extraktionszeit und eine Vergrößerung dir Extraktionsmittelmenge (Lösungmittel) für eine gegebene Gewichtsmenge des

Extraktionsguts.

Die Kanalbildung des Lösungsmittels durch das gepackte Bett kann natürlich die Folge ungleichmäßiger Packung des Betts sein. Aber selbst bei Ausübung großer Sorgfalt in der Herstellung gleichmäßig gepackter Betten von Feststoffteilchen tritt die Kanalbildung auf. Die Kanalbildung ist ein großes Hindernis für eine wirksame Extraktion gepackter Betten, und es wurden bereits die verschiedensten Theorien aufgestellt und die verschiedensten Methoden zur Lösung oder Vermeidung des Problems vorgeschlagen. Zwar lassen Versuchsergebnisse erkennen, daß das Ausmaß der Kanalbildung durch Faktoren wie den »Kolonnenwandeffekt« beeinflußt wird, und daß die Größenordnung der Kanalbildung im allgemeinen mit steigender Konzentration des gelösten Stoffs im Lösungsmittel, einem Anstieg der Druckdifferenz durch das gepackte Bett und mit abnehmender Teilchengröße des Feststoffs zunimmt, jedoch ist das Problem bisher nur unvollständig gelöst.

Vor dem Zeitpunkt der Erfindung bestand somit ein Bedürfnis für ein Verfahren, das das die Kanalbildung im wesentlichen ausschaltet und gleichmäßige Strömung des Lösungsmittels durch ein gepacktes Feststoffbett gewährleistet, aus dem lösliche Bestandteile mit einem Lösungsmittel extrahiert werden sollen.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Lösungsmittelextraktion von löslichen Bestandteilen au> Feststoffteilchen, die zu einem dicht gepackten Bett verdichtet sind, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Temperaturgradienten über die gesamte Länge des dicht gepackten Betts in einer solchen Größenordnung ausbildet, daß die Viskosität der Extraktionsflüssigkeit zwischen den Fe&tstoffteilchen an jedem Punkt im Bett in Richtung steigender Konzentration der exirahierten Komponenten in der Extraktionsflüssigkeit niedriger wird.

Die Erfindung schildert damit ein neues Verfahren zur Festflüssig-Extraktion, das die vorstehend genannten Nachteile der Kanalbildung weitgehend ausschaltet, während die Vorteile der üblichen Extraktion in gepackten Festbauen beibehalten werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Durchführung der Extraktion fest-flüssig in gepackten Betten in einer solchen Weise, daß die Kanalbildung im Bett der Feststoffteilchen im wesentlichen vollständig ausgeschaltet ist. Das Verfahren ist in gleicher Weise für Extraktionen, bei denen die Feststoffteilchen im Ruhezustand bleiben, und für Extraktionen, bei denen die Teilchen in fester räumlicher Beziehung zueinander bleiben, bei denen jedoch das gesamte Bett der Teilchen sich entweder aufwärts oder abwärt: relativ zum Behälter bewegt, in dem die Teilchen sich befinden, wirksam. Hohe Konzentrationen des gelösten Stoffs im austretenden Lösungsmittel können bei minimaler Verweilzeit der Feststoffteilchen und des Lösungsmittels in der Extraktionsvorrichtung erreicht werden.

Der Kernpunkt der Erfindung liegt in der Feststellung, daß die Kanalbildung des Lösungsmittels durch ein gepacktes Bett (oder eine Reihe von gepackten Betten) unter der Voraussetzung, daß das Bett bzw. die Betten im wesentlichen gleichmäßig gepackt sind, fast vollständig ausgeschaltet werden kann, indem ein solches Viskositätsprofil des Lösungsmittels aufrechterhalten wird, daß die Viskosität des Lösungsmittels an jedem Punkt im Bett (oder in den Betten, wenn eine mehrstufige Chargenextraktion im Gegenstrom durchgeführt wird) mit steigender Konzentration des gelösten

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Stoffs im Lösungsmittel niedriger wird. Mit anderen Worten, bei einmaligem Durchgang (oder bei mehrmaligem Durchgang des Lösungsmittels durch ein einzelnes Bett) oder, wie dies bei der mehrstufigen Chargenextraktion im Gegenstrom der Fall ist, durch eine Reihe von Betten hat jede Teilmenge des Lösungsmittels, die das Bett in einer feststehenden Ebene des Betts durchströmt, eine höhere Viskosität als die unmittelbar vorhergehende Teilmenge. Das Verfahren gemäß der Erfindung hat somit eine genaue Regelung des Viskositätsprofils des Lösungsmittels zur Folge, während es durch d;is gepackte Bett oder die gepackten Betten der Feststoffteilchen strömt und während seine Konzentration an gelösten Stoffen zunimmt. In den meisten Fällen kann die zunehmende Erniedrigung der Viskosität sehr gering und sogar fast vernachlässigbar sein. Der wichtige Kernpunkt der Erfindung ist jedoch die Feststellung, daß die Viskosität des Lösungsmittels mit zunehmender Konzentration an löslichen Feststoffen nicht steigen und vorzugsweise niedriger werden sollte.

Die Zwischenräume des gepackten Betts nehmen aufeinanderfolgende Teilmengen des Lösungsmittels mit höherer Viskosität auf, während die löslichen Stoffe aus den Feststoffen extrahiert werden. Theoretisch strömt das Lösungsmittel, das eine höhere Viskosität als die Teilmenge hat, die vor ihm durch das gepackte Bett gewandert ist, durch die vorher ausgebildeten gleichmäßig verteilten Zwischenräume und nicht durch einige wenige bevorzugte Strömungswege.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung hat somit während der Verarmung der festen Phase an löslichen Bestandteilen das nachfolgende Lösungsmittel eine höhere Viskosität, obwohl die feste Phase anschließend mit Lösungsmittel von niedrigerer Konzentration an löslichen Stoffen in Berührung kommt. Auf Grund der höheren Viskosität des nachfolgenden Lösungsmittels ist dieser wirksamer in bezug auf die Veränderung der vorherigen Teilmenge des Lösungsmittels.

Es leuchtet somit ein, daß bei Ausnutzung der Temperatur zur Regelung der Viskosität des Lösungsmittels eine wirksame Auswaschung (Verdrängung) bei niedrigerer Temperatur einer Löslichmachung bei höherer Temperatur mit einer minimalen Lösungsmittelmenge folgt. Dies ist bei der Lösungsmittelextraktion löslicher Komponenten aus gemahlenem Röstkaffe vom Standpunkt des Geschmacks und Aromas besonders wichtig.

Vorstehend wurde die Erscheinung der Fest-flüssig-Extraktion erläutert, wenn die Extraktion nach dem Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt wird. Diese Erklärung ist nur als Theorie der Vorgänge anzusehen, deren Ablauf angenommen wird. Eine Festlegung auf diese Theorie ist nicht beabsichtigt.

Das Prinzip der hier beschriebenen Erfindung zur Erzielung eines maximalen Extraktionswirkungsgrades und zur weitgehenden Ausschaltung der Kanalbildung in festen oder gepackten Betten während der Extraktion fest-flüssig ist auf die Extraktion löslicher Stoffe aus zahlreichen Materialien unter Verwendung der verschiedensten Lösungsmittel anwendbar, jedoch werden die bevorzugten Ausführungsfonnen im Zusammenhang mit der Extraktion der wasserlöslichen Bestandteile aus Teilchen von gemahlenem Röstkaffee beschrieben.

Die hier gebrauchten Ausdrücke »Extrakt« und »Extraktionsflüssigkeit« sind als gleichbedeutend mit dem Ausdruck »Lösungsmittel« anzusehen. Bei der

Herstellung von löslichem Kaffee besteht der »Extrakt« aus lösliche Kaffeefeststoffe enthaltendem Wasser, und dieser Extrakt wird als Lösungsmittel zur Herauslösung zusätzlicher löslicher Feststoffe verwendet. »Extrakt« ist ferner der Ausdruck, mit dem das bei der Extraktion erhaltene flüssige Produkt bezeichnet wird.

Zur Herstellung von löslichem Kaffeepulver oder löslichen Teilchen mit erwünschten Geschmacks- und Aromaeigenschaften und physikalischen Eigenschaften erwies es sich als vorteilhaft, einen Kaffee-Extrakt, der eine wesentlich höhere Konzentralion an löslichen Feststoffen als der Extrakt hat, der bei der üblichen Extraktion fest-flüssig erzielbar ist, durch Sprühtrocknung zu trocknen. Ferner erwies es sich bei Verfahren zur Herstellung von gefriergetrocknetem löslichem Kaffee als wirtschaftlich vorteilhaft, mit höheren Konzentrationen an löslichen Feststoffen in dem der Gefriertrocknung zu unterwerfenden Extrakt zu arbeiten. Es ist bei Verfahren, bei denen Extrakte erforderlich sind, die eine höhere Konzentration als die bei üblichen Extraktionen erhaltenen Extrakte haben, allgemein üblich, den Extrakt durch Vakuumverdampfung oder Gefrierkonzentrierung zu konzentrieren. Diese Konzentrierungsmethoden haben größere Nachteile. Bei der Vakuumverdampfung werden gewöhnlich erwünschte Aromastoffe abgetrieben, die in dem Bemühen, einen hochwertigen Konzentiationsextrakt zu erzielen, anschließend dem konzentrierten Extrakt wieder zugefügt werden müssen. Die Gefrierkonzentrierung ergibt zwar einen aromareichen Extrakt mit größerer Geschmacksfülle, jedoch ist sie kostspieliger als die Konzentrierung durch Verdampfung. Ferner erhöhen alle Methoden und Behandlungen, die einer Konzentrierung des aus einer üblichen Extraktion erhaltenen Extraktes dienen, die Kosten und die Kompliziertheit der Herstellung eines hochwertigen löslichen Kaffees. Die Vorteile eines Extraktionsverfahrens, das die Herstellung eines Kaffee-Extrakts mit hoher Konzentration an löslichen Feststoffen ermöglicht, sind somit ohne weiteres erkennbar.

Bei der üblichen mehrstufigen Gegenstrom-Chargen methode zur Extraktion von löslichen Feststoffen aus gemahlenem Röstkaffee mit heißem Wasser wurde festgestellt, daß auf Grund der starken Kanalbildung in der Reihe von Betten aus dichtgepackten Kaffeeteilchen eine Verringerung der Lösungsmittelmenge pro Gewichtseinheit der eingesetzten Kaffeeteilchen bei konstanter Verweilzeit die Konzentration des austretenden Lösungsmittels an gelösten Stoffen nicht wesentlich erhöht. Ferner scheint die Kanalbildung mit kleiner werdender mittlerer Teilchengröße der zu extrahierenden Kaffeeteilchen stärker zu werden. Als Folge des Einflusses dieser Faktoren auf die Größe der Vorrichtung für eine erforderliche Produktionsleistung wird im allgemeinen über eine durchschnittliche Extraktionskonzentration von 25% an löslichen Feststoffen, bezogen auf das Gewicht des Extrakts, nicht hinausgegangen, und die mittlere Teilchengröße des zu extrahierenden gemahlenen Röstkaffees liegt im allgemeinen zwischen 0,5 und 3,0 mm. Im allgemeinen ist es vor dem Trocknen des austretenden Extrakts notwendig, die Konzentration an löslichen Feststoffen beispielsweise durch Gefrierkonzentration oder Eindampfung des Extrakts auf etwa 35 bis 50 Gew.-% des Extrakts zu erhöhen. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß die Extraktion in Apparaturen, die ungefähr die gleiche Größe haben, jedoch einen Extrakt mit etwa 35 bis 5C Gew.-% löslichen Feststoffen liefern, ohne daß eine

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Konzentrierung erforderlich ist, erheblich billiger sein würde.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Fest-flüssig-Extraktion (Auslaugung) von gemahlenem Röstkaffee in einer solchen Weise, daß die Kanalbildung im gepackten Bett der Kaffeeteilchen fast vollständig ausgeschaltet ist, und dies hat eine hohe Konzentralion löslicher Stoffe im Bereich von 35 bis 50 Gew.-% des Extrakts zur Folge. Diese hohe Konzentration ist im ablaufenden Extrakt bei ungefähr der gleichen Verweilzeit in der Anlage erzielbar, mit der bisher ein Extrakt, der 25% lösliche Feststoffe enthält, in der gleichen Ausbeute erhalten wurde.

Während der Extraktion von wasserlöslichen Stoffen aus gemahlenem Röstkaffee führt ebenso wie bei der Extraktion löslicher Feststoffe aus anderen pflanzlichen und tierischen Materialien mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln ein Anstieg der Konzentration des gelösten Stoffs im Lösungsmittel bei konstanter Temperatur zu einem Anstieg der Viskosität des Lösungsmittels. Ein Mittel, den Anstieg der Viskosität des Lösungsmittels mit steigender Konzentration an gelöstem Stoff zu verhindern, ist die Erhöhung der Temperatur des Lösungsmittels, während es aufeinanderfolgend höhere Mengen an gelöstem Stoff extrahiert. Der mittlere Temperaturgradient, der zur Aufrechterhaltung gleichmäßiger Strömung (ohne Kanalbildung) durch das gepackte Bett erforderlich ist, ist demgemäß einerseits durch den Konzentrationsgradienten des Extrakts im Bett in Richtung der Extraktionsströmung und andererseits durch den Einfluß der Temperatur und der Konzentration auf die Viskosität des Extrakts (Lösungsmittel) bestimmt. Die Temperaturänderung durch das gesamte gepackte Bett muß daher so gewählt werden, daß die Viskosität des Lösungsmittels an der Stelle, an der es in das Bett aus gemahlenem Röstkaffee eintritt, größer ist als am gegenüberliegenden Ende des gepackten Betts, wo die Konzentration an gelöstem Stoff im Lösungsmittel maximal ist.

Bei einem einzelnen gepackten Bett aus Kaffeeteüchen oder bei jedem einer Reihe von gepackten Betten von Kaffeteilchen bei der mehrstufigen Gegenstrom-Chargenextraktion, bei der der Kaffee im Behälter stationär ist, kann daher der Temperaturgradient des Extrakts im gesamten Bett eingestellt werden, indem das Bett, während es sich im Ruhestand befindet, so erhitzt wird, daß die Viskosität des Lösungsmittels beim Durchfluß durch das stationäre Bett aus Material, aus dem die löslichen Bestandteile extrahiert werden, niedriger wird oder wenigstens konstant bleibt. Das Erhitzen der Kolonne und des darin enthaltenen Materials kann in verschiedener Weise, z. B. durch elektrische Leitung, erfolgen.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen näher beschrieben.

Die Fig. 1 und la veranschaulichen eine Methode zum Erhitzen einer Extraktionskolonne, wobei die Fig. la ein Querschnitt längs der Schnittlinie Ia-Ia in F i g. 1 ist. In der Extraktionskolonne ist eine Anzahl von einander gegenüberliegenden Elektroden (10) angeordnet, wobei jede Elektrode sich über eine Länge erstreckt, die im wesentlichen der gepackten Höhe einer rechtwinkligen (im Querschnitt) Kolonne entspricht Eine in geeigneter Weise einstellbare elektromotorische Kraft wird so an die Elektroden gelegt, daß ein Wechselstrom erzeugt wird, der in einer Richtung senkrecht zur Strömung des Extraktionsmittels durch das Bett fließt. Durch den elektrischen Widerstand de Materials in der Kolonne wird ein positiver Tempera turgradient in Strömungsrichtung des Extraktionsmit tels ausgebildet.

Unter der Annahme, daß die Extraktionskolonne eini Beschickung von frisch geröstetem gemahlenem Kaffee enthält und die Extraktionsflüssigkeit als Extrakt, de aus einer vorherigen in Serie geschalteten Kolonni austritt, einen Gehalt an löslichen Feststoffen von etwi

ίο 20% an der Einführungsstelle in der Nähe des Fußes dei Kolonne und eine Temperatur von etwa 20⁰C hat (di< Viskosität des Extrakts unter diesen Bedingunger beträgt etwa 4 cP), bewirkt der elektrische Strom, dei durch das Bett von gepackten Kaffeeteilchen und di< H.;^lraktionsflüssigkeit fließt, einen Anstieg der Tempe ratur des Extraktionsmittels, während dieses von unter nach oben durch das poröse gepackte Bett fließt. E! wird somit ein Temperaturanstieg (und eine Viskositäts erniedrigung) des Extraklionsmittels bewirkt, währenc sein Gehalt an löslichen Feststoffen steigt.

Durch geeignete Regulierung der Größe des elektri sehen Stroms und der Strömungsgeschwindigkeit dei Extraktionsflüssigkeit tritt der Extrakt zu Beginn arr oberen Ende der Kolonne bei einer Temperatur vor etwa 110⁰C, einer Konzentration an löslichen Feststof fen von etwa 50% und einer Viskosität von etwa 2 cF aus. Mit fortschreitender Extraktion wird die Konzen tration an löslichen Feststoffen im austretenden Extraki geringer, bis der austretende Extrakt bei Beendigung des Abziehens eine Konzentration von etwa 30% ar löslichen Feststoffen und eine Viskosität von etwa 0,4 cF (bei HO⁰C) hat. Daher hat der austretende Extrakt während des gesamten Verlaufs des Extraktionsprozesses immer die gewünschte niedrigere Viskosität als die eintretende Extraktionsflüssigkeit.

Es ist für den Fachmann ohne weiteres verständlich daß mit Hilfe des beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Systems die Temperatur des Extrakts an allen Stellen in der Kolonne mit Hilfe des elektrischen Heizsystems leicht so geregelt werden kann, daß die Viskosität der Extraktionsflüssigkeit mit entsprechendem Anstieg des Gehalts an löslichen Feststoffen niedriger wird.

Eine ähnliche Kombination von Arbeitsbedingungen und Kolonnentemperaturen wäre gegeben, wenn der Extrakt am oberen Ende der Kolonne zugeführt und durch das stationäre Festbett der Kaffeeteilchen nach unten geführt wird. In diesem Fall wäre jedoch das Temperaturprofil (und das Viskositätsprofil) umgekehrt,

so d. h. die Kolonne mit Inhalt würde in der Nähe des Bodens auf etwa 110° C erhitzt und am oberen Ende bei etwa 20° C gehalten.

Für die Praxis der Erfindung typische ideale Beziehungen zwischen Extraktviskosität, Konzentra tion an löslichen Feststoffen im Extrakt und Extrakttem peratur beim Durchlauf des Extrakts durch ein sich bewegendes gepacktes Bett von frisch geröstetem, gemahlenem Kaffee sind in F i g. 2 schematisch dargestellt.

Die dargestellten Daten gelten für ein gleichmäßig gepacktes Bett von frischen gerösteten und gemahlenen Kaffeeteilchen, die durch eine Kolonne von unten nach oben bewegt und im Gegenstrom von löslichen Komponenten mit einem Extrakt extrahiert werden, der

t--< 20% lösliche Feststoffe (Ablauf aus einer vorherigen Kolonne bei einer mehrstufigen Gegenstrom-Chargenanlage) enthält, am oberen Ende der Kolonne aufgegeben wird und von oben nach unten durch das

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ίο

gepackte Bett der sich bewegenden Kaffeefeststoffe fließt. Während der Extrakt sich von oben nach unten durch das gepackte Bett bewegt, macht er die Kaffeefeststoffe löslich, wobei sein Gehalt an löslichen Feststoffen höher wird. Normalerweise würde die Erhöhung des Gehalts an löslichen Feststoffen einen entsprechenden Viskositätsanstieg des Extrakts bewirken. Durch gleichmäßige Erhöhung der Temperatur des Extrakts während seines Durchgangs durch das poröse Bett (das nachstehend beschrieben wird) wird jedoch die Viskosität des Extrakts bei der Annäherung an den Boden der Kolonne, an dem er die höchste Konzentration hat, erniedrigt.

Bei einer aus einer einzelnen gefüllten Kolonne bestehenden Anlage für die Gegenstrom-Fest-flüssig-Extraktion, d. h. bei kontinuierlicher Einführung der Feststoffteilchen in ein Ende der Kolonne und bei kontinuierlicher Einführung des Lösungsmittels in das andere Ende, kann die Erniedrigung der Viskosität des Lösungsmittels bei steigender Konzentration an gelösten Stoffen erreicht werden, indem die zu extrahierenden Feststoffteilchen dem gepackten Bett bei einer Temperatur, die höher ist als die Temperatur des Lösungsmittels, zugeführt werden. Der Temperaturunterschied über die Länge des gepackten Betts muß genügen, um die gewünschte Erniedrigung der Viskosität des Lösungsmittels zu erzielen, während es durch das sich bewegende Bett fließt. Ein im wesentlichen linearer Anstieg der Temperatur im Bett in Strömungsrichtung des Lösungsmittels kann erzielt werden, indem ein solches Verhältnis von eingesetztem Lösungsmittel zu zugeführten Feststoffteilchen aufrechterhalten wird, daß das Produkt von reiner Massenströmungsgeschwindigkeit und spezifischer Wärme des Lösungsmittels im Bett dem Produkt von reiner Massenströmungsgeschwindigkeit und spezifischer Wärme der naßen Feststoffteilchen im Bett ungefähr gleich (oder etwas höher) ist.

Für die mit einer einzelnen gepackten Kolonne im wahren Gegenstrom durchgeführte Extraktion kann eine Vorrichtung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, verwendet werden. Die Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Behälter mit Mitteln zur Zuführung der zu extrahierenden Feststoffteilchen in Form einer Suspension an einem Ende (am unteren Ende der Kolonne) und Mitteln zur Einführung des Lösungsmittels am oberen Ende der Kolonne. Bei der dargestellten Vorrichtung ist ein rotierender rechenförmiger Abstreicher in der Kolonne in der Nähe des oberen Endes eingebaut. Dieser Abstreicher streicht über die Oberseite des sich von unten nach oben bewegenden Betts von Feststoffteilchen und bewirk·, ihre Suspendierung als Aufschlämmung für den Austrag aus der Kolonne.

Eine hohle Zuführungsschnecke in der Nähe des unteren Endes der Kolonne verdichtet die frischen Kaffeeteilchen, während sie in der Nähe des unteren Endes der Kolonne als Suspension im Extrakt eintreten, und befördert das verdichtete Bett der Kaffeeteilchen nach oben durch die Kolonne im Gegenstrom zu dem nach unten fließenden Extrakt. Durch entsprechende Ausrichtung, Anordnung und Größe der öffnungen in der Oberseite der hohlen Flügel der Zuführungsschnekke wird der ablaufende Extrakt vom gepackten Bett abgetrennt und durch die hohle Antriebswelle ausgetragen. Eine ähnliche Anordnung von öffnungen in den Unterseiten der Zuführungsschnecke stellt ein Mittel zur Abtrennung der Flüssigkeit dar, die frei wird, wenn die Zuführungsschnecke die eintretende Suspension von Kaffeeteilchen zu einem verdichteten Bett zusammenpreßt.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Extraktionsanlage wird in einer Extraktionskolonne 20 die Gegenstrom-Extraktion von Kaffeeteilchen durchgeführt, die zu einem porösen, dichtgepackten Bett verdichtet worden sind. Ein Aufgabetrichter 22 ist für die Zuführung von frisch geröstetem und gemahlenem Kaffee vorgesehen, der durch den Sternschieber 24 ausgetragen und mit

ίο dem im Kreislauf geführten, durch Zuführungsleitung 26 aus einem mit Rührer 30 versehenen Behälter 28 eingeführten Extrakt mit hohem Gehalt an löslichen Feststoffen vermischt wird. Mit der Pumpe 32 werden die im Extrakt suspendierten Kaffeteilchen in die Kolonne in der Nähe ihres unteren Endes 20a durch Leitung 68 eingeführt. Die hohle Zuführungsschnecke 36, die durch einen Motor 38 über die Hohlwelle 40 angetrieben wird, drückt die Suspension von frischem Kaffee im Extrakt nach oben. Während die Kaffeefeststoffe durch die Wirkung der perforierten hohlen Zuführungsschnecke von der Flüssigkeit abgetrennt werden, werden sie zu einem porösen Bett verdichtet und durch die Kolonne nach oben bewegt. Die abgetrennte Flüssigkeit (Extrakt) tritt in die Perforationen in der Unterseite der hohlen Flügel ein, strömt durch die Hohlwelle 40 und wird durch die Auslaßleitung 42 ausgetragen. Ein Teil des Extraktes mit hoher Konzentration an gelösten Feststoffen wird durch Auslaßleitung 44 als Produkt abgezogen. Eine ausreichende Menge des Extraktes wird durch Leitung 26 und durch den Wärmeaustauscher 48 zur Wiederholung des Zyklus im Kreislauf geführt.

Während das festgepackte Bett von Kaffeeteilchen sich durch die Kolonne nach oben bewegt, werden aus

J5 den Kaffecteilchen die löslichen Feststoffe durch Kontakt mit dem nach unten fließenden Extrakt extrahiert, der der Kolonne in der Nähe des oberen Endes durch Leitung 50, Pumpe 52 und Leitung 54 zugeführt wird. Während die Kaffeeteilchen im dichtgepackten Bett sich dem oberen Ende nähern, werden sie vom oberen Ende des Betts durch die Drehbewegung eines rotierenden rechenförmigen Abstreichers 56, der durch die Welle 5S und den Antrieb 60 angetrieben wird, abgestrichen. Ein wesentlicher Teil des der Kolonne zugeführten Lösungsmittels (Wasser oder Extrakt aus einer vorherigen Extraktion) dient dazu, das ausgelaugte Kaffeemehl zu suspendieren und durch die Leitung 62 und das Ventil 64 aus der Kolonne auszutragen. Das ausgelaugte Kaffeemehl wird dann nach einem beliebigen bekannten (nicht dargestellten) Trennverfahren vom Extrakt abgetrennt. Die Flüssigkeit kann über die Leitung 66 zurückgeführt werden.

Um das Verständnis des Verfahrens gemäß der Erfindung zu erleichtern, werden, ohne daß eine Beschränkung der Erfindung darauf beabsichtigt ist, die folgenden Betriebsdaten für die Extraktion von löslichen Kaffeefeststoffen aus frisch geröstetem, gemahlenem Kaffee in der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung gebracht. Diese Betriebsdaten sind repräsentativ für Extraktionsbedingungen, bei denen die Kolonne kontinuierlich mit frischem Kaffee beschickt wird, aus dem lösliche Feststoffe mit Extrakt, der 20Gew.-% lösliche Kaffeefeststoffe enthält, teilweise extrahiert werden sollen. Mit anderen Worten, die nachstehenden Daten gelten für den Fall, in dem die Extraktionskolonne zu einer Batterie von 2 oder mehr Kolonnen gehört. Die Daten entsprechen den in F i g. 2

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graphisch dargestellten Werten.

Einer Kolonne der in F ig. 3 dargestellten Art mit einem Innendurchmesser von 26,5 cm und einer Länge des gepackten Betts von 200 cm wird frisch gerösteter, gemahlener Kaffee kontinuierlich und gleichmäßig in einer Menge von 100 kg/Std. zugeführt. Die Kaffeeteilchen haben eine durchschnittliche Größe von 1 mm. Die Verweilzeit der Kaffeeteilchen in der Kolonne in der zum gepackten Bett verdichteten Form beträgt 30 tviinuten. Der Kaffee wird kontinuierlich durch den Sternschieber 24 dosiert. Kaffee-Extrakt mit einem Gehalt an löslichen Feststoffen von 4OGew.-°/o (bezogen auf den Extrakt) fließt in einer Menge von 900 kg/Std. durch die Auslaßleitung 42. Hiervon verlassen 100 kg/Std. die Vorrichtung durch die Auslaßleitung 44 als Produkt, während 800 kg/Std. durch die Pumpe 32, Leitung 34, den Wärmeaustauscher 48 und dann durch die Leitung 68 im Kreislauf geführt werden. Die frisch gerösteten Kaffeeteilchen, die aus dem Behälter 28 in die Zuführungsleitung 26 gelangen, werden in der Extraktionsflüssigkeit suspendiert und hydraulisch in die Suspensionskammer 70 gefördert. Die Temperatur der Suspension von frischem Kaffee im Extrakt, der in die Kolonne eintritt, wird durch den Wärmeaustauscher 48 bei 110⁰C gehalten.

In der Extraktionskolonne 20 wird die Kaffeesuspension durch die Flügel der Zuführungsschnecke 36 zu einem festen EJett 46 verdichtet. Die während des Zusammenpressen frei werdende Flüssigkeit wird durch die dem gepackten Bett abgewandte perforierte Seite des Flügels über die Hohlwelle und die Auslaßleitung 42 abgeführt. Die Zuführungsschnecke wird durch den Motor 38 angetrieben.

Im oberen Teil 206 der Extraktionskolonne werden die Kaffeeteilchen vom dichtgepackten Bett 46 durch den rotierenden Abstreicher 56 abgestrichen und in der Suspensionskammer 72 in Suspension gebracht. Die für diese Suspension erforderliche Flüssigkeit wird mit Hilfe der Pumpe 52 durch Leitung 50 bei 20⁰C in die Kolonne eingeführt. Die Konzentration dieser Flüssigkeit an löslichen Feststoffen beträgt 20Gew.-% beim Eintritt in die Kolonne. Die Suspension wird durch Leitung 62 und Ventil 64 abgeführt. Der Druck der Suspension in der Suspensionskammer 72 wird bei etwa 10 kg/cm² gehalten, während der Druck der Extraktionsflüssigkeit in der Auslaßleitung 42 des Extraktes etwa 5 kg/cm² beträgt. Als Folge dieses Sinkens des Druckes fließt die Extraktionsflüssigkeit im Gegenstrom durch die Kaffeeteilchen in Richtung zur Zuführungsschnecke 36, wo sie durch die dem dichtgepackten Bett zugewandte perforierte Seite des Flügels und von dort in die Hohlwelle 40 abgeführt wird. Die Kaffeeteilchen im Bett werden durch die Zuführungsschnecke in Richtung zum rotierenden Abstreicher 56 nach oben gedruckt. Die Temperatur im Bett fällt ungefähr linear von 110°C an der Zuführungsschnecke auf 20° C am Abstreicher. Der Extrakt hat an der Zuführungsschnecke eine Viskosität von etwa 1,5 cP bei einem Gehalt an löslichen Feststoffen von 40 Gew.-%. Der kühle Extrakt am Abstreicher hat eine Viskosität von etwa 4 cP bei einem Gehalt an gelösten Feststoffen von 20%. Da keine Kanalbildung stattfindet, werden mehr als 95% des bei U0°C extrahierbaren Materials nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren aus den Kaffeeteilchen entfernt.

Zur vollständigen Extraktion von löslichen Feststoffen aus gemahlenem Röstkaffee nach dem Verfahren gemäß der Erfindung kann eine zweistufige Extraktionslage, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, verwendet werden. Hierbei sind zwei Extraktionskolonnen, die beide in der in F i g. 3 dargestellten und vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet sind, hintereinandergeschaltet. Diese Kolonnen werden als einheitliche Extraktionsanlage eingesetzt.

Wie in der schemaiischen Darstellung von F i g. 4 gezeigt, sind die Extraktionskolonnen durch die Leitung 74 miteinander verbunden. In dieser Leitung wird der abfließende Extrakt, der die aus den Kaffeeteilchen in der Kolonne A extrahierten löslichen Feststoffe enthält, im Wärmeaustauscher 76 gekühlt, worauf er mit Hilfe der Pumpe 78 oben auf die Kolonne B aufgegeben wird. Im wahren Gegenstrombetrieb wird das teilweise

■5 ausgelaugte Kaffeemehl, das aus der Kolonne B austritt, als Aufschlämmung dem Fuß der Kolonne A durch Leitung 80 zugeführt. Vor dem Eintritt in die Kolonne A wird das teilweise ausgelaugte Kaffeemehl im Wärmeaustauscher 82 erhitzt und in der Zwischenvorlage 84 zur Hydrolyse der Kaffeekomponenten bei einer hohen Temperatur gehalten.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein repräsentatives Verfahren zur Durchführung der Erfindung in der in F i g. 4 dargestellten Extraktionslage beschrieben, ohne daß eine Begrenzung der Erfindung darauf beabsichtigt ist.

Jede Extraktionskolonne (oder Perkolator) in Fig.4 hat einen Innendurchmesser von 26,5 cm und eine Höhe des dichtgepackten Betts von 200 cm. Die Kolonne B wird kontinuierlich und gleichmäßig mit frisch geröstetem, gemahlenem Kaffee in einer Menge von 100 kg/ Std. beschickt. Die Extraktionsbedingungen und die Parameter für die Kolonne B sind die gleichen, wie sie vorstehend beschrieben wurden.

Das teilweise ausgelaugte Kaffeepulver wird vom oberen Ende der Kolonne B in Form einer Aufschlämmung in einer Menge von 312,5 kg/Std. ausgetragen. Die Aufschlämmung besteht aus etwa 61% Wasser und 39% Kaffeefeststoffen. Der Kolonne .4 wird kontinuierlich eine Aufschlämmung zugeführt, die etwa 122.5 kg/Std. Kaffeefeststoffe enthält, wovon etwa 47 kg/Std. lösliche Feststoffe sind. Die Aufschlämmung tritt aus der Kolonne B bei 20'C aus und wird auf 180^L"C erhitzt und in der Zwischenvorlage gehalten, bevor sie unten in die Kolonne A eintritt. Die erhitzten Kaffeeteilchen werden in der Kolonne A nach oben gedruckt und im wahren Gegenstrombetrieb mit Extrakt zusammengeführt, der durch das dichtgepackte Bett von oben nach unten fließt. Frisches Lösungsmittel (Wasser) wird in der Nähe des oberen Endes der Kolonne 4 in einer Menge von 210 kg/Std. eingeführt. Vom Wasser werden etwa 150 kg/Std. zum Aufschlämmen und zum Austrag von stündlich 60 kg des ausgelaugten Kaffeemehls (auf Trockenbasis) aus der Kolonne A verwendet. Stündlich dienen 60 kg Wasser zur Extraktion der restlichen löslichen Feststoffe aus den Kaffeeteilchen in der Kolonne A Das Wasser wird in die Kolonne A bei einer Temperatur von 20° C eingeführt Es hat eine Viskosität von etwa 1 cP. Während das Wasser nach unten perkoliert, steigt seine Konzentration an löslichen Feststoffen, bis es als Extrakt mit einem Gehalt an löslichen Feststoffen von 20% austritt Da jedoch der Extrakt durch die heißen Kaffeeteilchen erhitzt wird, während seine Konzentration allmählich steigt, wird seine Viskosität gleichmäßiger niedriger, bis er am Punkt der höchsten Konzentration an löslichen Feststoffen (20%) und bei einer Temperatur von 180⁼C eine Viskosität von etwa 0.4 cP hat.

23 OO 244

In beiden Kolonnen .4 und B entsprechen daher die Extraktionsbedingungen dem Crundkonzept der Erfindung, d. h. Erniedrigung der Viskosität der Extraktionsflüssigkeit (Lösungsrr:tel) mit steigender Konzentration der Extraktionsflüssigkeit an löslichen Feststoffen, s und das Beispiel veranschaulicht, wie ein hoher Gehalt an löslichen Feststoffen von 40% im ablaufenden Extrakt bei einer Gesamtausbeute von 40% löslichen Feststoffen, bezogen auf das Gewicht des gemahlenen Röstkaffees, erzielt werden kann. _}0

Es ist für den Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung von löslichem Kaffee leicht verständlich, wie das vorstehend beschriebene Konzept der Erfindung und die vorstehende beschriebene Vorrichtung im Rahmen einer üblichen Perkolation (Extraktion) zur Herstellung von löslichem Kaffee ausgenutzt werden können, um den Gehalt an löslichen Feststoffen im ablaufenden Extrakt von durchschnittlich etwa 20 bis 30% auf etwa 40 bis 50% bei einer Ausbeute an löslichen Feststoffen von etwa 40 bis 50%, bezogen auf das Gewicht des gemahlenen Röstkaffees, zu steigern.

In F i g. 5 ist schematisch eine bevorzugte Anordnung dargestellt, bei der die Gegenstromkolonne als Extraktionskolonne 90 für frisch gerösteten, gemahlenen Kaffee dient, der mit verdünnten Extrakt aus einer Batterie von fünf chargenweise im Gegenstrom arbeitenden Perkolatoren 92 extrahiert werden soll. Da jeder der fünf Perkolatoren Chargen weise betrieben und periodisch mit Kaffeemehl beschickt und entleert wird, sind als zusätzliche erforderliche Apparaturen eine Zwischcnvorlage 94, die den verdünnten, abgezogenen Extrakt aus den chargenweise im Gegenstrom arbeitenden Perkolatoren aufnimmt, ein Abscheider 96 für die Abtrennung des teilweise ausgelaugten Kaffeetnehls vom Extrakt und ein Förderer 98 vorhanden, der das teilweise ausgelaugte Kaffeemehl von der Extraktionskolonne zum jeweiligen Perkolator in der Batterie führt. Wie in F i g. 5 angedeutet, dient die Zwischenvorlage 94 zur Aufnahme dem periodischen schnellen Abzug von Extrakt aus dem chargenweise arbeitenden Perkolator.

Dieser Extrakt wird dann langsamer und gleichmäßig ir die kontinuierlich arbeitende Kolonne eingeführt, urr mit löslichen Kaffeefeststoffen angereichert zu werden leder der Perkolatoren in der Batterie von fünl Perkolatoren wird nacheinander gleichmäßig mit dem teilweise ausgelaugten Kaffeemehl aus der kontinuierlich arbeitenden Kolonne beschickt, um das Betriebsgleichgewicht beim Materialtransport in der Anlage aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung wurde vorstehend als Erniedrigung der Viskosität der Extraktionsflüssigkeit beschrieben, während diese von oben nach unten entweder durch ein Festbett von dichtgepackten Teilchen oder ein von unten nach oben bewegtes Bett fließt. Di? Erfindung ist jedoch auch auf Extraktionsmethoden anwendbar, bei denen die Extraktionsflüssigkeit unter Verwendung geeigneter Apparaturen von unten nach oben durch das dichtgepackte Bett (entweder festehend oder beweglich) gepreßt wird.

Außer der Einwirkung der Temperatur allein umfaßt die Erfindung ferner andere Methoden zur Regelung der Viskosität der Extraktionsflüssjgkeit. Lösungsmittelzusätze, z. B. Gummen oder andere Materialien, die eine stärkere Änderung der Viskosität des Lösungsmittels bei kleineren Temperaturänderungen bewirken, sind Beispiele für die verschiedenen Arbeitsweisen, die im Rahmen der Erfindung möglich sind.

Zusammenfassend ist nochmals festzustellen, daß das hervorstechende Merkmal der Erfindung die Feststellung ist, daß die Kanalbildung, d. h. der Durchgang des Lösungsmittels auf bevorzugten Strömungswegen, bei der Extraktion in dichtgepackten Betten bedeutend verringert werden kann, wenn solche Extraktionsbedingungen aufrechterhalten werden, daß die Viskosität der Extraktionsflüssigkeit mit steigendem Gehalt an löslichen Feststoffen niedriger wird. Der Kernpunkt der Erfindung ist so ausführlich dargelegt worden, daß der Fachmann sie mit seiner derzeitigen Kenntnis ohne weiteres an verschiedene Anwendungen anpassen kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

23 OO Patentansprüche:

1. Verfahren zur Lösungsmittelextraktion von löslichen Bestandteilen aus Feststoffteilchen, die zu einem dicht gepackten Bett verdichtet sind, d a durch gekennzeichnet, daß man einen Temperaturgradienten über die gesamte Länge des dicht gepackten Bettes in einer solchen Größenordnung ausbildet, daß die Viskosität der Extraktionsflüssigkeit zwischen den Feststoffteilchen an jedem Punkt im Bett in Richtung steigender Konzentration der extrahierten Komponenten in der Extraktionsflüssigkeit niedriger wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturgradient über die gesamte Höhe des dicht gepackten Bettes von Feststoffteilchen aufrechterhalten wird, indem der extrahierte Feststoff dem Bett bei einer Temperatur, die höher ist als die Temperatur der Extraktionsflüssigkeit, kontinuierlich so zugeführt wird, daß das Produkt der reinen Massenströmungsmenge und der spezifischen Wärme der Extraktionsflüssigkeit im Bett dem Produkt von reiner Massenströmungsmenge und spezifischer Wärme des ablaufenden extrahierten Feststoffs und des zugehörigen Extrakts ungefähr gleich ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bett ein nicht gerührtes poröses Bett verwendet, in dem die extrahierbaren ^o Komponenten bei konstanter Temperatur die Viskosität der Extraktionsflüssigkeit mit steigender Konzentration löslicher Komponenten in der Extraktionsflüssigkeit erhöhen.

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