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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von coffeinfreiem,
löslichem Kaffav-oder Tee-Extrakt-Pulver, in dem man Röstkaffee oder Blättertee
mit trockenem, überkritischem Gas die Aromabestandteile entzieht, dem so behandelten
Röstkaffee oder Blättertee nach Anfeuchtung mit feuchtem, überkritischem Gas das
Coffein entzieht, dem entcoffeinierten Röstkaffee oder Blättertee mit Wasser die
wasserlöslichen Bestandteile entzieht, und den wässrigen Extrakt mit den Aromabestandteilen
wiedervereinigt.
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Bei der Weiterverarbeitung von an sich gebrauchsfertigen Gütern, wie
geröstetem und gemahlenem Kaffee oder schwarzem Tee zum Zwecke der Entcoffeinierung
oder Extraktgewinnung tritt gewöhnlich eine Verminderung des Aromagehaltes ein.
Deshalb werden zum Abschluss der Behandlung in geeigneter Weise arteigene Aromastoffe
hinzugefügt.
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Die zur Aromatisierung benötigten Aromafraktionen können in konventioneller
Weise durch Austreiben mit Wasserdampf oder inerten Gasen, durch Auspressen oder
durch Extrahieren mit organischen Lösungsmitteln gewonnen werden.
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Allen diesen Verfahren haften Nachteile an. So können die Aromakomponenten
durch chemische oder thermische Einflüsse geschädigt werden und Lösungsmittel können
unerwünschte Rückstände hinterlassen. Vorteilhaft können Aromastoffe jedoch durch
Extraktion mit Kohlendioxid erhalten werden.
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So wird in der CH-PS 2184/66 beschrieben, die Aromakomponenten mit
gasförmigem Kohlendioxid auszutreiben, oder auch mit flüssigem Kohlendioxid zu extrahieren.
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In der DE-PS 21 06 133 wird ein Verfahren zum Extrahieren von Aromabestandteile
enthaltendem Kaffeeöl aus tösikaffee mit Kohlendioxid als Extraktionsmittel beschrieben,
bei dem man dem gerösteten Kaffee das öl mit den Aromastoffen durch Extrahieren
mit überkritischem Kohlendioxid in der Fluidphase im Kreislauf bei einer Temperatur
von 40 bis 1700C und bei einem Druck von 73 bis 2000 bar, vorzugsweise 150 bis -350
bar entzieht.
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In der DE-PS 21 27 642 wird beschrieben, wie ein entcoffeinierter
schwarzer Tee bzw. ein Tee-Extrakt mit vollem Aromagehalt durch Behandeln mit Kohlendioxid
gewonnen werden kann.
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Hierbei werden im ersten Schritt mit trockenem, überkritischer Kohlendioxid
die Aromastoffe entzogen; im zweiten Schritt wird mit feuchtem, überkritischem Kohlendioxid
das Coffein entfernt und nach Rücktrocknung wird in einem dritten Schritt das in
der ersten Extraktion entzogene Aroma wie der aufimprägniert. Gegebenenfalls kann
sich nach der Entcoffeinierung eine wässrige Extraktion zur Herstellung von Instant-Tee
anschliessen.
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Mit ähnlichen Schritten wird in der DE-PS 21 19 678 die Behandlung
von Röstkaffee zur Gewinnung von Kaffee-Extrakt be.-schrieben: Dazu wird 1. geschrotetem
Röstkaffee durch Extraktion mit trockenem, überkritischem Fluid wie z.B. Kohlendioxid
im Kreislauf das die Aromabestandteile e enthaltene -Kaffeeöl entzogen, 2. dem mit
Wasser auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 20 bis 55 % befeuchteten Extraktionsgut
mit feuchtem, überkritischem CO2 das Coffein entzogen,
3. dem Extraktionsgut
mit Wasser die wasserlöslichen Bestandteile entzogen und 4. das aus dem so gewonnenen
Dicksaft durch Sprüh- oder Gefriertrocknung erhaltene Pulver mit dem in der ersten
Stufe gewonnenen Kaffeeöl aromatisiert.
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Die gewünschten Aromakomponenten, welche nach der Extraktion aus Kaffee
oder Tee im Lösungsmittel Kohlendioxid gelöst sind, können durch Änderung der Lösungsfähigkeit
des Kohlendioxids Von demselben abgetrennt werden. Eine Veränderung der Lösungsfähigkeit
wird durch Verringerung der Dichte erreicht. Dazu kann z.B. bei konstanter Temperatur
der Druck erniedrigt werden, es können aber auch Temperatur und Druck so verändert
werden, daß im Abschaltebehälter Flüssigkeit und Gas nebeneinander existieren. Das
gasförmige Kohlendioxid besitzt wegen seiner niedrigen Dichte kaum Lösung fähigkeiten
und übt dadurch eine Sperrwirkung auf die gelösten Komponenten aus. Es kann abgesaugt,
verdichtet und wieder verwendet werden.
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Der anfallende Extrakt der Aromakomponenten wird dann entnommen und
dem zu aromatisierenden festen Gut zugemischt.
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Es hat sich nun aber gezeigt, dass eine Imprägnierung des durch Sprüh-
oder Gefriertrocknung erhaltenen Pulvers aus der oben genannten Stufe 4 mit den
Aromakomponenten geschmacklich nicht zufriedenstellend ist. Aus diesem Grunde wurde
im Rahmen von Versuchen, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, versucht,
die Zumischung der Aromakomponenten bereits in der Stufe vorzunehmen, in der der
wässrige Extrakt mit den wasserlöslichen Bestandteilen anfällt (siehe Stufe 3 oben).
Dabei könnten die extrahierten Aromakoonenten aus Stufe 1)einfach in der wässrigen
Lösung aus Stufe 3) emulgiert werden. Ein auf diese Weise gewonnener Instant-Kaffee
ist
jedoch in geschmacklicher Hinsicht ebenfalls noch nicht zufriedenstellend.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass ein in geschmacklicher
Hinsicht zufriedenstellender Instant-Kaffee oder Instant-Tee dadurch gewonnen werden
kann, dass man die Aromakomponenten innerhalb des Hochdruck systems mit dem die
wasserlöslichen Bestandteile des Kaffees oder Tees enthaltenden Extrakt vereinigt.
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Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren der eingangs geschilderten
Art, bei dem man die Wiedervereinigung der Aromabestandteile mit dem wässrigen Extrakt
aus Stufe 3) vor dessen Gefriertrocknung vornimmt, und zwar derart, dass man den
aufkonzentrierten wässrigen Extrakt aus Stufe 3) dem in Stufe 1) anfallenden, die
Aromabestandteile enthaltenden überkritischen Gas vor dessen Entspannung zusetzt,
anschliessend durch Entspannung entmischt und dann die mit den Aromabestandteilen
angereicherte Lösung, gegebenenfalls nach Zusatz von weiterem wässrigen Extrakt
aus Stufe 3), gefriertrocknet.
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Als überkritisches Gas wird vorzugsweise CO2 verwendet.
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Das erfin#dungsgemässe Verfahren soll nun anhand einer Zeichnung näher
erläutert werden. Die Figur zeigt eine Vorrichtun, mit der das Verfahren gemäss
kennzeichnendem Teil des Patentanspruchs 1 durchgeführt werden kann. Die im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 aufgezählten Merkmale beziehen sich auf ein bekanntes Verfahren
und es erscheint überflüssig, eine Gesamtapparatur zu beschreiben, mit der auch
die bekannten Schritte durchgeführt werden können. In der Figur fehlen daher diejenigen
Teile einer Gesamtvorrichtung, mit denen man die Stufen 2) und 3) des beanspruchten
Verfahrens gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durchführt, d.h.
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die Entfernung des Coffeins aus Röstkaffee oder Blättertee
mit
feuchtem, überkritischem Gas, und die Herstellung des wasserlöslichen Extraktes
durch Behandlung des entcoffeinierten Röstkaffees oder Blättertees mit Wasser.
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In der Figur wird der Behälter 1 mit gemahlenem Röstkaffee oder schwarem
Blättertee beschickt, Behälter 2 zur Hälfte mit flüssigem Kohlendioxid gefüllt und
dann Kohlendioxid über die Venti#le 8 und 9 und den Kühler 3 durch die Pumpe 4 angesaugt,
verdichtet und über den Wärmetauscher 5 in Behäl= ter 1 gedrückt. Nach Erreichen
des gewünschten Druckes in 1 wird Ventil 8 geschlossen und durch öffnen von -Ventil
7 der Kreislauf geöffnet. Der Extraktionsdruck in Behälter 1 wird durch das Uberström-
(- Abscheide-) Ventil 6 aufrechterhalten.
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In 1 erfolgt nun die Extraktion der flüchtigen Aromabestandteile,
welche im Gasstrom weggeführt werden.
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Mit einer Hochdruckflüssigkeitspumpe wird nun die zu aromatisierende
konzentrierte, wässrige Lösung aus dem Behälter 11 durch das geöffnete Ventil 10
zu der Mischung aus Kohlendioxid und gelösten Aroma-Komponenten zugepumpt. Durch
die gemeinsame Entspannung in Ventil 6 erfolgt eine intensive Durchmischung der
wässrigen Lösung und der im Kohlendioxid gelösten Aromastoffe, welche wegen der
Druckerniedrigung nach dem Ventil 6 im Behälter 2 aus der Kohlendioxid-Lösung abgeschieden
werden und in die wässrige Lösung übergehen können.
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Werden im Behälter 2 unterkritische Temperaturen mit den zugehörigen
Sättigungsdrücken eingestellt, liegen (von unten nach oben) eine Phase bestehend
aus der wässrigen Lösung, eine flüssige Phase bestehend aus Kohlendioxid und eine
gasförmige Phase vor. (Bei überkritischen Temperaturen
lägen lèdit
h eine wässrige und eine fluide Phase tor) Aus der Dampfphase des Behälters 2 wird
das Kohlendioxid angesaugt, im Kühler 3 gekühlt, in der Pumpe 4 komprimiert und
gefördert usw. (Bei Verwendung eines Kompressors müsste das Kohlendioxid in 3 erwärmt
werden.) Die konzentrierte, wässrige jetzt aromatisierte Lösung kann über ein Bodenventil
12 aus Behälter 2 kontinuierlich abgenommen und der Trocknung zugeführt werden.
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Vergleichende Geschmackstests erwiesen die Überlegenheit der nach
dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Proben.
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Beispiel 1 7 kg gerösteter und gemahlener Kaffee werden bei 100 bar
und 400C mit Kohlendioxid extrahiert. Vor dem Entspannungsventil werden innerhalb
von 3 Stunden 9 kg einer wässrigen Kaffee-Lösung zugepumpt. Diese Lösung wurde durch
Perkolation eines bereits entaromatisierten Kaffees in einer üblichen Anlage hergestellt,
und auf eine Konzentration von 50 Gew.-% aufkonzentriert. Die aromatisierte wässrige
Lösung wird kontinuierlich aus dem Abscheidebehälter, welcher sich unter Sättigungsbedingungen
(25°C, 64 bar) befindet, abgezogen und gefriergetrocknet. Das Kohlendioxid wird
rekomprimiert und dem Extraktbehälter wieder zugeleitet.
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Beispiel 2 2 kg schwarzer Tee werden bei 300 bar und 600C mit Kohlendioxid
extrahiert. Vor dem Entspannungsventil werden innerhalb
von 1,5
Stunden 2 kg einer wässrigen Lösung zugepumpt.
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Diese auf 40 Gew-.-% Feststoffe aufkonzentrierte Lösung war zuvor
durch eine übliche Perkolation eines entaromatisierten schwarzen Tees hergestellt
worden. Die aromatisierte wässrige Lösung wird kontinuierlich aus dem Abscheidebehälter,
welcher sich unter Sättigungsbedingungen (250C, 64 bar) befindet, abgezogen und
gefriergetrocknet. Das Kohlendioxid wird rekomprimiert und dem Extraktbehälter wieder
zugeleitet.
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Ende der Beschreibung
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