DE3640333C2

DE3640333C2 -

Info

Publication number: DE3640333C2
Application number: DE3640333A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Chem. Dr. Gehrig; Adrian Dipl.-Ing. Dr. 8069 Wolnzach De Forster
Original assignee: Hopfenextraktion Hvg Barth Raiser & Co 8069 Wolnzach De
Current assignee: Hopfenextraktion Hvg Barth Raiser & Co 8069 Wolnzach De
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2006-11-27
Also published as: DE3640333A1; US4938977A; DE3640333C3; DE3817736C2; DE3817736A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung einer wäßrigen, aromahaltigen Fraktion aus schwarzem Tee sowie ein Verfahren zur Aromatisierung von Tee.

Die Aromatisierung von Tee ist erforderlich, wenn der Tee beispielsweise auf aromaschädigende Weise entcoffeiniert worden ist oder wenn Aromabestandteile vor einer Entcoffeinierungsbehandlung entfernt worden sind.

Die Verminderung des Coffeingehaltes geschieht dadurch, daß die zuvor befeuchteten Teeblätter mit einem Lösungs mittel versetzt werden. Anschließend wird der Tee getrock net, wobei das Lösungsmittel möglichst weitgehend entfernt wird, oder der Tee wird einer weiteren wäßrigen Extraktion zur Herstellung von löslichem Tee unterzogen.

Die Verwendung von Methylenchlorid (Dichlormethan) als Lösungsmittel brachte nie ein befriedigendes Ergebnis, da mit dem Coffein ein Großteil der Geruchs- und Geschmacks stoffe mit entfernt wurde. Aus EU-PS 00 50 482 ist der Versuch bekannt, den Aromaverlust zu vermindern, indem das Methylenchlorid vor der Extraktion mit Inhaltsstoffen des Tees (außer Coffein) gesättigt wird.

Wegen gesundheitlicher Bedenken und legislativer Maßnahmen gegen die Verwendung von Methylenchlorid zur Entcoffei nierung von Tee wird nunmehr ersatzweise Ethylacetat ein gesetzt (siehe Food Chemical News, July 16, 1984, S. 25). Aber auch dieses Lösungsmittel erfüllt nicht die Erwartungen, die an seinen Einsatz für die Herstellung eines hochwertigen Produktes gestellt werden. Zudem müssen die Anlagen explosionsgeschützt sein.

Aus DE-PS 21 27 642 ist ein Verfahren bekannt, bei dem fermentiertem schwarzem Tee mit einem gesundheitlich un bedenklichen Lösungsmittel das Coffein entzogen wird, wo bei Geschmack und Aroma vollständig erhalten bleiben sollen. Dazu werden in einem ersten Schritt mit einem trockenen, in bezug auf Druck und Temperatur überkritischen Gas, vorzugsweise Kohlendioxid, die Aromastoffe ent zogen. In einem zweiten Schritt wird dem angefeuchteten Tee mit ebenfalls überkritischem, mit Wasser gesättigtem Kohlendioxid das Coffein entzogen. Schließlich wird dem getrockneten Tee das in der ersten Stufe entzogene Aroma wieder aufimprägniert, indem man bei überkritischem Druck den Gasstrom mit dem zuvor abgeschiedenen Aroma belädt und dieses durch Entmischung oder Verflüssigung des Gases im Tee freisetzt. Als besonderes Merkmal wird hervorge hoben, daß die geschmacks- und farbgebenden Inhaltsstoffe des Tees, z. B. Gerbstoffe, Flavine und Rubigene, nicht mitextrahiert werden, d. h. im entcoffeinierten Tee verbleiben.

Für drei der fünf Schritte des Verfahrens (Aromaentzug, Befeuchtung, Entcoffeinierung, Trocknung, Aromaimprägnierung), nämlich den ersten, dritten und fünften Schritt, werden kostspielige Hochdruckbehälter benötigt; zudem muß der Tee zwischendurch in andere Behälter gebracht werden. Trotzdem wird das Ziel nicht erreicht, wie vergleichende Verkostungen und das Erstreben von Verbesserungspatenten zeigen. Die nur geringfügige Qualitätsverbesserung durch die Reimprägnierung des Aromas scheint auch den hohen wirtschaftlichen Aufwand nicht zu rechtfertigen; deshalb ist als Verbesserung aus der DE-PS 26 37 197 eine selektive Abtrennung des Coffeins aus dem beladenen Lösungs mittel bekannt. Hierzu wird das mit Coffein und weiteren Begleitstoffen beladene, überkritische CO₂ nicht durch eine Druckabsenkung vom Coffein und den Begleitstoffen befreit; vielmehr strömt das beladene CO₂ über einen sauren Ionenaustauscher, wo das Coffein selektiv absorbiert wird. Eine weitere Verbesserung tritt ein, indem bereits die Extraktion durch Verwendung von flüssigem CO₂ als Lösungsmittel selektiv für Coffein wird (DE-OS 34 13 869). Größter Wert auf ein wirtschaftliches Verfahren wurde bei zwei weiteren Verfahren gelegt, wo allerdings wieder mit überkritischem CO₂ extrahiert wird und die Adsorption des Coffeins außerdem an der weniger selektiven Aktivkohle erfolgt (DE-OS 33 39 181 und DE-OS 34 15 844).

Umgangen wird das Problem der Aromabeeinträchtigung, indem grüner Tee vor der Fermentation zu schwarzem Tee (DE-OS 34 14 767) oder zwar fermentierter, aber noch nicht ge trockneter Tee (EU-OS 0 167 399) entcoffeiniert wird. Beide Fälle sind vergleichbar mit der Entcoffeinierung von Kaffee, wo grüne Bohnen behandelt werden und Aroma und Geschmack erst durch das nachfolgende Rösten entstehen. Vorteilhaft würden diese Möglichkeiten jedoch nur in den Ursprungsländern verwirklicht.

Alle bisher beschriebenen Verfahren können nicht die drei Forderungen (Verwendung eines unbedenklichen Lösungsmittels zur Extraktion, geringe Beeinträchtigung von Geschmack und Aroma, Einsparung von Hochdruckstufen und damit geringe Kosten) vereinen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Gewinnung einer hochwertigen Teearomafraktion mit Hilfe eines gesundheitlich unbedenklichen Lösungsmittels sowie eine einfache Aromatisierung von (entcoffeiniertem) Tee.

Gegenstand der Erfindung sind das in den Ansprüchen 1 und 2 angegebene Verfahren sowie die im Anspruch 7 angegebene Vorrichtung.

Erfindungsgemäß wird also der Tee bereits vor Entnahme einer Aromafraktion befeuchtet. Dadurch gelingt es, eine Aromafraktion zu gewinnen, die bereits entcoffeiniertem Tee bei Atmosphärendruck zugesetzt werden kann, und so einen vollbefriedigenden Tee herzustellen, der überraschenderweise im Geschmacks- und Aromaeindruck alle nach anderen Verfahren hergestellten Vergleichsmuster übertrifft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es sind:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer für eine bevorzugte Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Reihenfolge ihrer Einzelabschnitte,

Fig. 2a und 2b eine schematische Darstellung des Hochdruckteils der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Trocknung und Aromazuführung.

Der zu bearbeitende Tee wird in einem ersten Schritt in einem Befeuchter 1 (Fig. 1) in Form einer üblichen Mischeinrichtung mit Wasser versetzt, so daß der Wasser gehalt bei 25 bis 50, vorzugsweise bei 40 Gewichtsprozent liegt, und zur Entaromatisierung in einen Hochdruckbe hälter 21 (Fig. 2a) eines Entaromatisierers/Entcoffeinierers 2, 3 eingefüllt.

Im Gegensatz zur Lehre der DE-PS 21 27 642 wird nun der feuchte Tee zur Gewinnung der Aromafraktion bei einem Druck von zwischen 60 und 150 bar, vorzugsweise von 90 bis 110 bar, und einer Temperatur zwischen 20 und 70°C, vorzugsweise bei 50 bis 60°C, extrahiert. Die genauen Werte hängen von der Teesorte ab und müssen so gewählt werden, daß kein Coffein gelöst wird. Dazu strömt in einem ersten Zyklus (Fig. 2a) temperiertes und komprimiertes CO₂ durch die Schüttung des Tees in Behälter 21, der über zwei Hochdruckleitungen 23, 24 mit einem Abscheider 22 verbunden ist. Zur Trennung des gelösten Gemisches vom Lösungsmittel wird in einer zweiten Stufe des ersten Zyklus der Druck des CO₂ mittels des Druckregulierven tiles 27 verringert, wodurch sich das homogene Gemisch in drei Fraktionen, bestehend aus einer flüssigen wäßrigen Phase sowie aus flüssigem und gasförmigem CO₂, aufspaltet. Das flüssige CO₂ wird verdampft und über einen nicht dar gestellten Kondensator einer Flüssiggaspumpe 25 zugeführt, welche den Kreislauf des Lösungsmittels schließt. Alter nativ wird das verdampfte CO₂ direkt einem nicht darge stellten Kompressor zugeleitet. Pro kg lufttrockenem Tee werden 10 bis 15 kg CO₂, vorzugsweise 20 bis 30 kg CO₂, umgewälzt. Das gewünschte Produkt wird als wäßrige Emulsion bzw. Suspension über Ventil 28 dem Abscheider 22 entnommen und direkt weiterverwendet. Trotz eines Vor urteils (EU-PS 0 050 482, Spalte 1, Zeilen 41 bis 43) gegen die Beständigkeit von Teearoma in Wasser ist dieses ausreichend stabil und verleiht dem damit imprägnierten, getrockneten Tee eine frische Note.

Nach Abschluß des Aromaentzugs kann ohne weitere Zwischen schritte in bekannter Weise die Entcoffeinierung begonnen werden. Dazu wird in einem zweiten Zyklus (Fig. 2b) der Behälter 21 über zwei weitere Hochdruckleitungen 32, 33 mit einem weiteren Autoklaven 31 verbunden, welcher das zur Reinigung des Lösungsmittels notwendige Adsorptionsmittel enthält. Der Inhalt beider Behälter 21 und 31 wird den für die Ent coffeinierung vorgesehenen Bedingungen von Druck und Tem peratur unterworfen. Der Druck kann zwischen 150 und 400 bar, vorzugsweise zwischen 250 und 350 bar, liegen, die Temperatur zwischen 10 und 100°C, vorzugsweise zwischen 60 und 70°C. Das Lösungsmittel wird zwischen den beiden Behältern mittels Kreislaufpumpe 34 umgewälzt, belädt sich im ersten 21 mit Coffein und wird im zweiten 31 wieder davon befreit. Zur Reinigung kann jedes geeignete Adsorptionsmittel, z. B. Aktivkohle oder Ionenaustauscher, eingesetzt werden. Es ist auch möglich, das Coffein aus dem CO₂ mit Wasser auszuwaschen oder mit einem Komplex bildner, beispielsweise mit einer gerbstoffhaltigen Lösung, auszufällen. Wird das Lösungsmittel mit z. B. Aktivkohle gereinigt, müssen pro kg lufttrockenem Tee 250 bis 500 kg, vorzugsweise 300 bis 350 kg, Lösungsmittel umgewälzt werden. Die genaue Menge ist auch hierbei von der Teesorte sowie hauptsächlich von der Extraktionstem peratur abhängig. Selbstverständlich kann die Abtrennung des Coffeins außer durch Adsorption auch durch Dichteer niedrigung der Lösung (mittels Drucksenkung und/oder Temperaturerhöhung) erfolgen. Wegen der isobaren Ver hältnisse ist jedoch die Adsorption bevorzugt.

Nach Beendigung der Entcoffeinierung wird der Behälter entspannt und der feuchte Tee entnommen, beispielsweise in ein Beschickungsgefäß 41 für einen Trockner 4 (Fig. 3), und auf übliche Weise durch Zufuhr von Wärme Q, z. B. in einem Band- oder Wirbelschichttrockner, bei Atmosphärendruck auf einen Feuchtegehalt von 5 bis 6 Gewichtsprozent getrocknet.

In einem nachfolgenden Mischer 5 wird dann ebenfalls unter Normaldruck die wäßrige Aromenmischung zugedüst. Möglich ist es auch, eine Mikroverkapselung der Aroma stoffe vorzunehmen, wie sie von der Herstellung von löslichem Kaffee bekannt ist, und die Mikrokapseln dem getrockneten, entcoffeinierten Tee zuzusetzen.

Zur sensorischen Begutachtung wurden Teeproben nach den oben beschriebenen bekannten Verfahren entcoffeiniert und mit dem Ausgangstee sowie mit dem gemäß der Erfindung aromatisierten, entcoffeinierten Tee verglichen. Verwendet wurde ein schwarzer Tee "Orange Broken". Die Verkostung erfolgte durch fünf Personen gemäß "J. Schormüller, Handbuch der Lebensmittelchemie, Band VI, Springer-Verlag, 1970". Bewertet wurde anhand einer Notenskala von 1 bis 5, wobei der unbehandelte Vergleichstee die Bestnote 1 erhielt.

Behandlung
Bewertung
keine (Ausgangstee)
1
gemäß Erfindung	1,5
gemäß DE-PS 21 27 642	3
gemäß DE-PS 26 37 197	2
gemäß DE-OS 34 13 869	2
gemäß DE-OS 34 15 844	3
mit Dichlormethan entcoffeiniert	5
mit Ethylacetat entcoffeiniert	5

Die Bewertung zeigt, daß der gemäß der Erfindung gewonnene, entcoffeinierte Tee vor allen anderen bevorzugt wurde. Besonders überraschend war, daß Ausgangstee und erfindungs gemäß behandelter Tee geschmacklich kaum zu unterscheiden waren.

Eine Produktionsanlage besteht aus einer Befeuchtungsein richtung 1, einer Trocknungseinrichtung 4 und einer Misch einrichtung 5 sowie mindestens je einem Behälter zur Auf nahme des feuchten Tees (21), des Adsorptionsmittels (31) und der abgetrennten Aromafraktion (22); diese Behälter sind über Hochdruckleitungen 23, 24; 32, 33 miteinander verbunden.

Bevorzugt sind mehrere Behälter 21, 21′, 21′′, 21′′′ zur Aufnahme des frischen oder entaromatisierten feuchten Tees vorhanden, die in Reihe oder parallel durchfahren und je nach Bedarf mit dem Abscheidebehälter 22 oder dem Adsorptionsmittelbehälter 31 verbunden werden können. Zweckmäßig werden die beiden Bearbeitungsschritte auch in einer Entaromatisierungs-/Entcoffeinierungsanlage 2, 3 nebeneinander durchgeführt. Dazu wird lediglich eine Ein richtung (z. B. Pumpe 35) zur Aufrechterhaltung des Druckes im isobar betriebenen Extraktionskreislauf benötigt. So ist beispielsweise, während Behälter 21, der frischen Tee enthält, mit dem Aromaabscheider 22 verbunden ist, der entaromatisierten Tee enthaltende Behälter 21′ mit dem Adsorptionsmittelbehälter 31 verbunden, so daß in ein und derselben Anlage gleichzeitig entaromatisiert und ent coffeiniert wird.

Einer allfälligen Ergänzung von CO₂ im Entaromatisierungs kreislauf dient Füllpumpe 26.

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung einer wäßrigen, aromahaltigen Fraktion aus schwarzem Tee durch Extraktion mit CO₂ bei einem Druck von 60 bis 150 bar und einer Temperatur von 20 bis 70°C, dadurch gekennzeichnet, daß der Tee zuvor auf einen Wassergehalt von 25 bis 50 Gewichtsprozent befeuchtet wird.

2. Verfahren zur Aromatisierung von Tee unter Zuführung der nach Anspruch 1 gewonnenen Aromafraktion in entcoffeinierten und getrockneten Tee.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aromatisierung der zuvor entaromatisierte und anschließend in bekannter Weise entcoffeinierte Tee eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinnung der Aromafraktion bei einem Druck von 90 bis 110 bar und einer Temperatur von 50 bis 70°C erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtung des Tees auf einen Wassergehalt von 40 Gewichtsprozent erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aromafraktion auf den getrockneten Tee aufgesprüht oder dem getrockneten Tee mikroverkapselt zugeführt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Befeuchter (1), einen Hochdruck-Entaromatisierer/ Entcoffeinierer (2, 3), bestehend aus mindestens einem zur Aufnahme von feuchtem Tee bestimmten Hochdruckbehälter (21, 21′, 21′′, 21′′′), der über je zwei Hochdruckleitungen (32, 33 bzw. 23, 24), in denen flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid zirkuliert, wahlweise mit einem Adsorptionsmittelbehälter (31) oder einem Aromaabscheidebehälter (22) verbindbar ist, sowie Mitteln (25, 26; 34, 35) zum Umpumpen des Kohlendioxids und zum Aufrechterhalten des Druckes in den Hochdruckleitungen (32, 33; 23, 24) und den daran angeschlossenen Behältern (21, 21′, 21′′, 21′′′, 31, 22), eine Trocknungseinrichtung (4) und eine Einrichtung (5) zum Zumischen einer Aromafraktion zu Tee aufweist.