DE2732103A1 - Verfahren zur entcoffeinierung von kaffee - Google Patents
Verfahren zur entcoffeinierung von kaffeeInfo
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Description
Verfahren zur Entkoffeinierung von Kaffee
In der österreichischen Patentschrift 2<)o \)C2 ist ein Vorfahren
zur Enteoffeinierung von Kaffee beschrieben sov/ie
eine spezielle Ausführungsform des Verfahrens im Detail
erläutert:
Der Druckbehälter A (siehe hierzu Zeichnung der oben genannten
Patentschrift) wird mit trockenem Kaffee Il (Wassergehalt cn
9 %) beschickt. Das Wasser C in dem Druckbehälter Λ dient
zum Aufschließen des Kaffees. F ist ein Wärmeaustauscher, N eine Umlaufpumpe und G ein mit Aktivkohle K beschickter
Druckbehälter. Das gesamte System steht unter einem Druck von 12o bis 18o atm. von überkritischem CO0. Der Druckbehälter
A wird auf Temperaturen von 4o bis 8o°C gehalten. Zur Entcoffeinierung des Kaffees wird das überkritische CO,, mit
Hilfe der Umlaufpumpe umgewälzt und das beIndene Gas in G
mit Hilfe der Aktivkohle von Coffein befreit. Das CO9 ist
feucht beim Kontakt mit dem Kaffee.
Bei dieser Ausführungsform wurde das Aufschließen des Kaffees
(Erhöhung des Viassergehalts des Rohkaffees über den normalen Wassergehalt von ca. 9 % hinaus) im Druckbehälter A selbst
durch das umlaufende feuchte überkritische Kohlendioxyd bewerkstelligt. Das hatte zur Folge, daß der Kaffee, der bei
der Wasseraufnahme stark quillt, deformiert wurde und verbackte, v/as das Entleeren des Behälters sehr erschwerte. Darüber
hinaus macht sich dabei nachteilig bemerkbar, daß bei der übertragung
in einen größeren Maßstab es äußerst schwierig ist, in großen Druckbehältern durch grosse Kaffeemengen überkritisches
Kohlendioxyd mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit über den
gesamten Strömungsquerschnitt zu führen. Es bilden sich stets Strömungskanäle aus, in denen das Gas sehr schnell strömt,
und Zonen, in denen die Strömungsgeschwindigkeit minimal ist. Durch geeignete Formgebung der Druckbehälter bzw. Einbauten
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lässt sich dieser (!beistand mildern, aber nicht abstellen.
Das bedeutet, daß der Kaffee innerhalb einer Charge unterschiedlich
weit entcoffeiniert wird.
Die Menge an Coffein, die von einer bestimmten .Menge umlaufendem
überkritischem Kohlendioxyd aufgenommen, d.h. in diesem Fall
auch zum Adsorptionsbehälter transportiert wird, hängt unter anderem sehr stark vom Restgehalt von Coffein in der Bohne ab.
Im Laufe der Entcoffeinierung transportiert also das umlaufende
Gas, das durch die Strömungskanäle strömt, und das ist hnufig
ein großer Teil, nur noch sehr wenig Coffein zur Adsorptionskohle.
Um in einer Charge auf einen mittleren Coffeingehalt von ca.
o,o5% zu kommen, ist man genötigt, die Behandlungsdauer auf 2o bis 25 Stunden zu erhöhen. Eine erhebliche Steigerung des
Gesamtumlaufes führt auch nicht zu einer nennenswerten Verkürzung der Behandlungsdauer.
Nach beendeter Entcoffeinierung wird der feuchte Kaffee in derselben Apparatur getrocknet. Dies hat sich als unzweckmässig
erwiesen, da bei ihr die Bohnen nicht wieder auf ihr ursprüngliches Volumen zurückschrumpfen, v/as sich für die
Weiterverarbeitung als nachteilig erwies.
überraschenderweise wurde nun gefunden, daß alle diese Mängel
insbesondere die lange Behandlungszeit durch folgendes erheblich vereinfachtes Verfahren behoben werden können:
Unter Bezugnahme auf die oben erwähnte Zeichnung wird das Druckgefäß
A mit einer Mischung aus bereits aufgeschlossenem Kaffee B (Hassergehalt ca. 15 bis 6o %) und einem festen Adsorptionsmittel
für Coffein, z.B. Adsorptionskohle, beschickt und stationär mit überkritischem CÖ, von 12o bis 25o atm bei 4o bis 1oo°C
behandelt. Alternativ wird das Druckgefäß A mit einer Mischung aus Rohkaffee B (Wassergehalt 9 %, nicht aufgeschlossen), Wasser
und einem Adsorptionsmittel, z.B. Adsorptionskohle, beschickt
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und stationär mit überkritischem CO3 von 12o bis 25o atm. bei
4o bis 1oo°C behandelt.
Das Wasser C, die Umlaufpumpte N und das Druckgefäß G mit der
Aktivkohle K werden nicht mehr benötigt, wodurch der apparative Aufwand erheblich vermindert wird. Darüber hinaus werden die
Enteoffeinierungszeiten auf weniger als die Hälfte reduziert.
Ein Verbacken wird nicht mehr beobachtet. Nach beendeter F.ntcoffeinierung
wird die Mischung ausgefüllt und durch einfaches Sieben in Kaffee und Aktivkohle getrennt. Anschließend v/ird
der Kaffee in der üblichen Viel se getrocknet, wobei die Bohnen
wieder auf ihr ursprüngliches Volumen zurückschrumpfen.
Es wurde außerdem gefunden, daß man die Behandlungsdauer nochmals wesentlich verkürzen kann, wenn man gemahlenen Kaffee
als Ausgangsmaterial in der Enteoffeinierungsstufe einsetzt.
Diese Modifikation der Entcoffeinierung bietet r.ich insbesondere
an, wenn man beabsichtigt, gemahlenen, gerösteten und entcoffeinierten Kaffee bzw. wasserlöslichen entcof
feinierten Pulverkaffee oder Granulat herzustellen.
Es zeigte sich nunmehr weiterhin, daß auch andere Adsorptionsmittel
anstelle der Aktivkohle im Sinne des beschriebenen neuen Verfahrens geeignet sind. So lässt sich anstelle der
Aktivkohle aktiviertes Aluminiumoxyd (spezifische Oberfläche I00 bis 35o m /g), Bleicherden auf Basis Aluminium- und/oder
Magnesiumsilikat, Kieselgele mit oberflächenreicher Blattstruktur
oder in gleicher Weise v/irksame Adsorptionsmittel einsetzen.
Der Kaffee kann roh oder geröstet sein. Wenn er geröstet ist,
nimmt das feuchte CO2 sowohl die Aromastoffe als auch Coffein
und die Adsorptionskohle sowohl Coffein als auch die Aromastoffe auf.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann der Coffeingehalt
von Kaffee auf 0,6 % und sogar bis auf o,o2 % reduziert werden. Die Behandlungszeiten liegen bei weniger als 2o Stunden, vor
zugsweise weniger als 1o Stunden bei Bohnen, und weniger als
5 Stunden, vorzugsweise v/eniger als 2 Stunden bei gemahlenem Kaffee.
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Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäüse Vorfahren.
1o kg aufgeschlossener Kaffee mit einem Wassergehalt von -1o ϊ
wurden innig mit 7 kg Aktivkohle (F'ormkohle, Durchmesser cn.
3 mm) gemischt und in einen Druckbehälter gegeben, der durch einen äußeren Heizmantel auf 8o C geheizt v/ar. Dann v/urde
Kohlendioxyd bis zu einem Druck von 19o atm aufgepresst.Nach
15 Stunden wurde das Kohlendioxyd abgeblasen, die Mischung ausgefüllt und durch Siebung Kaffee und Aktivkohle getrennt..
Der Kaffee hatte noch einen Kcstgehalt von o,o2 % Coffein.
1o kg aufgeschlossener Kaffee mit einem Wassergehalt von 5o
wurden mit 5 kg Aktivkohle gemischt und im gleichen Druckbehälter v/ie in Beispiel 1 für 9 Stunden bei 9o°C einem Kohlen
dioxyddruck von 24o atm ausgesetzt. Mach Trennung des Kaffeos von der Aktivkohle durch Siebung hatte der Kaffee einen Rostgehalt
an Coffein von o,o5 %. Einen unterschiedlichen Enteoff einierungsgrad innerhalb der Charge gab es nicht.
o,5 kg Kaffee mit einem Wassergehalt von 4o % v/urde mit o,5 kg
Kieselgel gemischt und in einem Autoklaven 18 Stunden lang bei 8o C einem Kohlendioxyddruck von 24o atm ausgesetzt. Nach
Trennung des Kaffees vom Kieselgel hatte der Kaffee einen Restgehalt von o,6 % Coffein.
1 kg Rohkaffee mit einem Wassergehalt von 9 % (nicht aufgeschlossen)
wurde mit 1 kg Aktivkohle, die mit o,5 kg V/asser befeuchtet war, gemischt. Die Mischung v/urde in einem Auto
klaven 16 Stunden bei einer Temperatur von 8o°C einem Kohlen dioxyddruck von 22o atm ausgesetzt. Nach Trennung der mit
Coffein beladenen Aktivkohle vom Kaffee hatte der Kaffee einen Hassergehalt von 35 % und v/ar gequollen. Der Restgehalt an
Coffein betrug o,o65 %.
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1 kg Rohkaffee mit einem Wassergehalt von 35 ο v/urde gemahlen
und mit 1/2 kg Aktivkohle (Formkohle) gemischt. Die Mischung wurde in einem Autoklaven 3 Stunden bei einer Temperatur von
8o°C einem Kohlendioxyddruck von 19o atm ausgesetzt. Danach
wurde der gemahlene Kaffee von der Aktivkohle durch Siebung getrennt. Der Resgehalt an Coffein im Kaffee betrug o,o32 5.
1 kg Rohkaffee mit einem Wassergehalt von 55 % vmrde gemahlen
und mit o,2 kg Aktivkohle (Formkohle) gemischt. Die Mischung wurde in einem Autoklaven 1 Stunden bei einer Temperatur von
85 C einem Kohlendioxyddruck von 22o atm ausgesetzt. Danach wurde der gemahlene Kaffee von der Aktivkohle durch Siebung
getrennt. Der Restgehalt an Coffein im Kaffee betrug o,o36 %.
1 kg Rohkaffee mit einem Wassergehalt von 9 % wurde gemahlen
und mit 1 kg Aktivkohle, die mit 0,5 kg Wasser befeuchtet war, gemischt. Die Mischung wurde in einem Autoklaven 2 Stunden bell
einer Temperatur von 80°C einem Kohlendioxyddruck von 200 atm ausgesetzt. Nach Trennung des gemahlenen Kaffees von der Aktiv
kohle hatte der Kaffee einen Wassergehalt von Il % und der
Restgehalt von Coffein betrug 0,03 %,
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Claims (6)
1. Verfahren zur Entcoffeinierung von KaPTt ο durch Behandlung
mit feuchtem Kohlendioxyd in überkritischem Zustand, da durch gekennzeichnet, daß man Kohlendioxyd bei Temperaturen
von 4o bis 1oo°C und Drucken von 12o bit; 25o atm stationär
auf eine Mischung von Kaffee, Wasser und einem oberf 1 eichen-
aktiven Adsorptionsmittel für Coffein einwirken lässt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man anstelle einer Mischung von Kaffee und Wasser mit
Wasser aufgeschlossenen Kaffee verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man Wasser und Adsorptionsmittel vor Zugabe des Kaffees mischt.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß man Kaffee in Form von Dohnen oder gemahlenen Kaffee verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangskaffee Rohkaffee oder gerösteten Kaffee
und/oder wasserlöslichen Pulverkaffee verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Adsorptionsmittel Aktivkohle, Kieselgele, Bleicherden
oder aktiviertes Aluminiumoxyd verwendet.
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