DE3313339A1

DE3313339A1 - Verfahren zur herstellung von entcoffeinierten genussmitteln

Info

Publication number: DE3313339A1
Application number: DE19833313339
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: KORD BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH AND CO KG
Current assignee: KORD BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH AND CO KG
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE3313339C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von entcoffeinierten Genußmitteln ohne Verwendung von organischen Lösungsmitteln.
Coffein ist das anregende Prinzip in den am meisten verbreiteten Genußmitteln wie Kaffee, Tee, Kakao und Mate. Die pharmakologischen Wirkungen des Coffeins auf Kreislauf und Zentralnervensystem werden von den meisten Verbrauchern geschätzt, es gibt aber auch größere Gruppen von Personen, die auf Coffein sowohl hinsichtlich des Kreislaufes als auch hinsichtlich der zentralanregenden Wirkung empfindlich reagieren, so daß bereits seit langem versucht worden ist, das Coffein oder zumindest einen Teil des Coffeins aus den pflanzlichen Ausgangsprodukten zu entfernen.
Das übliche Verfahren zur Herstellung von entcoffeiniertem Kaffee oder anderen Genußmitteln besteht darin, daß grüner Rohkaffee oder ein entsprechendes Produkt mit organischen Lösungsmitteln wie zum Beispiel Trichloräthylen, Chloroform, Essigsäureester, Dichlormethan oder ähnlichen Stoffen ausgezogen wird, wobei vorwiegend nur das Coffein entfernt wird. Die Lösungsmittel werden mit Dampf oder unter Vacuum sowie durch Rösten weitgehend entfernt und das entcoffeinierte Rohmaterial dann wie üblich mit Wasser extrahiert und getrocknet.
Bei der Herstellung von entcoffeiniertem Kaffee gilt als besonders nachteilig, daß durch den Entcoffeinierungsprozeß die physikalische Struktur der grünen Kaffeebohne verändert wird, so daß beim Röstprozeß ein anderer Kaffeegeschmack entsteht. Darüber hinaus sind im entcoffeinierten Röstkaffee immer noch Spuren von Lösungsmittelresten vorhanden.
Neben dem Coffein werden aber die sehr wichtigen Carbonsäure-5-hydroxy- tryptamide, die neben dem Coffein entscheidend für die positive psychische Einflußkraft des Kaffees sind, entfernt und verworfen.
Wegen dieser Nachteile beim konventionellen Verfahren sind bereits eine Reihe von anderen Verfahren vorgeschlagen worden, bei der die Entfernung des Coffeins mittels überkritischer Gase oder mit Ionenaustauschern entsprechend der US-PS 3108876, mit Kohlenstoffverbindungen entsprechend US-PS 2151582 oder mit Polymerharzen wie in der DE-OS 26ovo492 erfolgt.
Bei dem Verfahren entsprechend der DE-OS 2600492 sollen im Gegensatz zu den früher vorgeschlagenen Verfahren, die mit Ionenaustauscherharzen arbeiteten, keine Ionen ausgetauscht werden, sondern es soll nur eine Adsorption stattfinden. Neben dem Coffein wird aber auch noch die Chlorogensäure zu 25 - 50% entfernt. In der genannten Offenlegungsschrift werden als Adsorbentien Acrylesterharze oder Polystyrol-Divinylbenzolharze vorgeschlagen, die zum Teil Sulfonsäuregruppierungen enthalten. Das in der DE-OS 2600452 beschriebene Verfahren weist aber beträchtliche Nachteile auf, da bei der Entcoffeinierung ohne vorheriges Abstreifen der was sehr löslichen Kaffeearomen ein Extraktkaffee erhalten wird, der zwar entcoffeinier-t, aber geschmacklos ist und daher als ungenießbar angesehen werden muß. Wenn man den Kaffeextrakt vor der Entcoffeinierung einer Wasserdampfdestillation unterwirft, um die Kaffeearomastoffe abzustreifen und später wieder hinzuzusetzen, so ist dieses eine wesentliche Kbmplizierung des Verfahrens und außerdem ist bekannt, daß nur ein Teil der Kaffeearomastoffe wasserdampfflüchtig sind, daß also immer Aromaverluste eintreten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß man zwar einen entcoffeinierten Extraktkaffee erhält, dem aber zusätzlich etwa 25 - 50% Chlorogensäure entzogen sind. Dieses verteuert das Verfahren enorm, außerdem sind derarige Extraktkaffees nach der deutschen Kaffeeverordnung nicht verkehrsfähig.
Ferner bepötigt man für die Herstellung eines entcoffeinierten Extraktkaffees eine Kontaktzeit mit den Adsorbentien von etwa 5 Stunden, was sehr große Apparaturen bedingt und unrationell erscheint. Hinzu kommt, daß neben der Regenerierung des Adsorbens mit Wasser auch noch eine zweite Regenerierung mit 40 Wasser und 60 Propanol notwendig ist, was ebenfalls kosten- und zeitaufwendig ist. Der ursprüngliche Vorteil, daß ohne organische Lösungsmittel extrahiert wird, geht hier wieder verloren, denn das Wasser-Propanolgemisch wird eingeimpft und dem Extraktkaffee wieder zugefügt.
Es besteht daher immer noch ein grones Bedürfnis danach, ein Verfahren zu entwickeln, das eine schonende Entcoffeinierung ohne Verwendung organischer Lösungsmittel und ohne Geschmackseinbußen erlaubt.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur.
Entcoffeinierungvon Genußmitteln vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Adsorbens ein Polystyrolharz mit einer Porosität von etwa 40 - 45r einen Porendurchmesser von 40 - 60 2 und eine Ober-2 fläche von etwa 450 - 550 m /g eingesetzt wird.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß sich eine Entcoffeinierung von Genußmitteln ohne Verwendung organischer Lösungsmittel dadurch erreichen läßt, daß als Adsorbentien keine Polyacrylharze oder Polystyrol-Divinylbenzolharze mit einem Anteil an Sulfonsäuregruppierungen verwendet werden, sondern daß Polystyrolharze ohne polare oder ionogene Gruppen zum Einsatz kommen. Diese Adsorbentien weisen folgende Chrakteristiken auf, nämlich eine Porosität von etwa 40 - 45%, einen Porendurchmesser von etwa 40 - 60 2 2 -sowie eine Oberfläche von etwa 450 - 550 m /g. Die Korngröße der reinen Polystyrolharze beträgt etwa '0,2 - 0,8 mm, die Dichte liegt bei etwa 1,02 g/ml und das Schüttgewicht bewegt sich im Bereich von etwa 650 - 700 g/l.
Ein bedeutender Vorzug liegt darin, daß bei Verwendung von Polystyrolharzen wie beispielsweise solchen der Handelsmarke Lewatit OC 1031 eine wesentlich verkürzte Behandlungszeit erreicht werden kann. Beim Durchfluß von Extraktkaffeelösungen mit etwa 15 -30 % Trockensubstanz wird bei einer Kontaktzeit von 5 - lo Minuten und bei 450 C der Coffeingehalt unter o,3%, bezogen auf die Trockenmasse, gesenkt. Die Regenerierung von 1 kg Adsorptionsharz erfolgt mit etwa 5 Liter Wasser bei einer Temperatur von etwa 70° C pro Liter Adsorptionsharz. Die Austauscherharze sind unbegrenzt verwendbar. Nach etwa loo Austauschvorgängen wird das Adsorbens einmal mit 5o%iger Isopropanollösung gewaschen, dieses Waschwasser wird gegebenenfalls nach Wiedergewinnung des Isopropanols durch Destillation verworfen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Polystyrolharze vor Aufgabe des zu entcoffeinierenden Genußmittels mit einer etwa o,ol - o,o3%igen Lösung schwefliger Säure bearbeitet, um die Adsorption bzw.
Oxidation der Kaffeearomastoffe hintanzuhalten. Anstelle das Harz vorher mit schwefliger Säure zu bearbeiten, kann die H2S03 - Lösung auch dem Extraktkaffee oder einem anderen coffeinhaltigen Produkt zugesetzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Beispile näher erläutert: Beispiel 1 loo 1 Extraktkaffee mit 30% Trockensubstanz werden mit 450 C über ein Bett mit 30 kg Polystyrolharz z.B. Lewatit OC 1031, welches auch auf 450 C erwärmt wurde und vorher mit o,o3 % H 2503 behandelt wurde, geleitet. Die Durchlaufgeschwindigkeit beträgt etwa 5 kg/Minute. Nach der Entcoffeinierung kann das Produkt entweder als entcoffeinierter Flüssigkaffee verwendet oder zu getrocknetem Extraktkaffee weiter verarbeitet werden. Der Extraktkaffee weist einen Gehalt'an schwefliger Säure von unter 1 mg S02/kg auf.
Die Regeneration des Austauscherharzes erfolgt in der Weise, daß 30 kg Harz mit 180 kg Heißwasser 0 von 7o C und der obenangebenen Durchlaufgeschwindigkeit gewaschen werden. Das Waschwasser kann entweder aufgearbeitet werden oder wird zweckmäßiger Weise zur Standardisierung von Extraktkaffee oder zur Herstellung von Sportlerkaffee mit erhöhtem Coffeingehalt verwendet.
Beispiel 2 30 1 einer O,o2%igen wässrigen Lösung von H2S03 werden über 30 kg eines Polysterolharzbettes geleitet, und zwar mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 5 kg pro Minute. Dann wurden loo 1 Extraktkaffee mit 30% Trockensubstanz über das Austauscherbett geleitet und wie unter Beispiel 1 beschrieben weiter verarbeitet.
Beispiel 3 loo 1 pflanzliche Extrakte wie z.B. Tee mit 25 - 30% Trockensubstanz werden mit 450 C über ein Bett mit 30 kg Polysterolharz mit den angegebenen Charakteristiken gegeben, welches auch auf 450 C vorerwärmt und mit 0,03% schwefliger Säure vorbehandelt wurde. Die Durchlaufgeschwindigkeit beträgt 5 kg/Minute. Die Regenerierung erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben.
Entweder kann der Flüssigtee als solcher abgepackt oder getrocknet, insbesondere sprühgetrocknet werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von entcoffeinierten Genußmitteln.

Patentansprüche 1. Verfahren zur Entcoffeinierung von Genußmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorbentien Polystyrolharze mit einer Porosität von 40 - 4%, einem Porendurchmesser von 40 - 80 A und einer Oberfläche von etwa 2 450 - 550 m /g benutzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit zwischen Adsorbens und zu entcoffeinierender Lösung etwa 5 - 10 Minuten 0 bei 45 C beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerierung des Adsorbens mit Wasser bei einer Temperatur von etwa 700 C erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens vor Aufgabe der zu entcoffeinierenden Lösung mit einer etwa 0,01 - 0,03%gen Lösung schwefliger Säure gespült wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu entcoffeinierenden Lösung vor Aufgabe auf das Adsorbensfietwa 0,01 - 0,03% schwefliger Säure versetzt wird.