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Verfahren zur Herstellung von coffeinfreiem Kaffee Es ist bereits
bekannt, Coffein aus rohen oder teilweise gerösteten Kaffeebohnen nach verschiedenen
Verfahren zu entfernen. Dabei ist man von der Annahme ausgegangen, daß das Coffein
in Form eines Salzes in der 1'ohne vorliegt und sich infolgedessen durch einfaches
Extrahieren mit verschiedenen Lösungsmitteln nicht in genügender Weise entfernen
läßt. Man hat daher die Bohnen @-or der Extraktion einer Vorbehandlung zum Zwecke
der Aufspaltung der Coffeinverbindung unterwarfen. Nach den ältesten Verfahren wird
als Extraktionsmittel heißes oder mit alkalischen Stoffen versetztes Wasser verwendet.
Hierbei lösen sich jedoch außer dem Coffein auch sämtliche in Wasser lösbaren Extraktionsstoffe.
Dem Kaffee gehen somit wichtige Aromastoffe verloren.
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Ein wesentlicher Fortschritt wurde dadurch erreicht, daß man an Stelle
des Wassers organische Coffeinlösungsmittel anwendete, nachdem man vorher die Bohrten
mit trockenem Dampf von i1/2 bis 2 Atm. aufgeschlossen und einer Behandlung mit
sauer oder alkalisch reagierenden Gasen oder Dämpfen unterworfen hat. Später erkannte
man, daß die Behandlung mit solchen Gasen oder Dämpfen fortfallen kann, wenn. man
an Stelle des trockenen Dampfes nassen Dampf, Wasser oder wäßrige Flüssigkeiten
zum Aufschließen anwendet.
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Bei allen diesen Verfahren erlitt der Kaffee stets eine mehr oder
weniger große Einbuße an Aromastoffen. Um diesen Nachteil zu b@eheben, sind Verfahren
gefunden worden, bei denen der zum Aufschließen der Bohnen erforderliche Feuchtigkeitsgehalt
in bestimmten Grenzen gehalten, werden soll und als Extraktionsmittel niedrigsiedende
Lösungsmittel mit Siedepunkten von 36 bis q.5° für das Ausziehen des Cofbeins vorgesehen
sind.
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Ferner ist ein Verfahren bekanntgeworden, in dem die in den Bohnenenthaltene
Cofeinverbindung durch Anwendung von Druck während der Extraktion aufgespalten wird,
jedoch ist auch diese Behandlung mit einer starken Einbuße des Kaffeearomas im fertig
gerösteten Kaffee verbunden.
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Nach einem anderen. Verfahren werden die mit Wasser aufgeqwellten
Bohnen zur Aufschließung der Coffeinverbindung der Einwirkung des elektrischen Stromes
während der Extraktion mit Trichloräthylen o. dgl. unterworfen.
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Als eines der besten Lösungsmittel für Coffein ist Essigester allgemein
bekannt. Er wurde bei 68° unter Mitanwendung der Zentrifugalkraft ohne besondere
Vorbehandlung der Kaffeebohnen zur Herstellung eines coffeinarmen Kaffees bereits
verwendet. Eine Nachprüfung dieses Verfahrens, welches bisher keine technische Verwendung
gefunden hat, zeigte, daß nach dem angegebenen Beispiel infolge des geringen Eindringungsvermögens
des
Esters nicht annähernd eine vollständige Entcoffeinierung zu erreichen ist, vielmehr
nur etwa i o % des in einer bestimmten Kaffeeprobe .enthaltenen Gesamtcoffeins neben
kleinen Mengen öliger Extraktivstoffe herausgelöst werden.
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Schließlich ist noch anzugeben, daß' durch direkte Behandlung der
Kaffeebohnen mit Lösungsmitteln kein nennenswerter Coffeinentzug stattfindet und
die Bohnen zu diesem Zwecke einer Vorbehandlung unterworfen werden müssen.
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Durch eingehende Versuche wurde demgegenüber jedoch festgestellt,
daß z. B. nach Herauslösen der öl- oder wachsartigen Zellinhaltsstoffe der stark
erhärteten äußern Schichten der Kaffeebohnen das Coffein mit Coffeinlösungsmitteln
aus den Bohnen entfernt werden kann; woraus zu schließen ist, daß das Coffein an
Kaffleegerbsäure und Kalium in den Bohnen chemisch nicht gebunden ist oder seine
Verbindung eine derartig lockere ist, daß bereits die Temperaturerhöhung bei der
Extraktion genügt, um die Spaltung dieser Verbindung zu bewirken und das Coffein
für das Lösungsmittel aufnahmefähig zu machen. Der Grund für die schwierige Entziehung
des Coffeins liegt also wohl nicht in der chemischen Bindung desselben, sondern
in der schwierigen Durchdringung der äußeren hornartigen Schichten der Bohnen durch
die lediglich zur Auflösung des Cofffeins bestimmten bisher verwendeten Lösungsmittel.
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Es wurde nun gefunden, daß eine Reihe von Lösungsmitteln die spezifische
Eigenschaft besitzt, die inkrustierten, wachsartigen Substanzen der schwer durchdringbaren
äußeren Schichten der Bohnen glatt herauszulösen. Diese Schichten werden alsdann
für das Extraktionsmittel, welches gleichzeitig Tals Goffeinläsungsmittel «-irken
soll, kapillar geöffnet, so daß es leicht in den Kern der Bohnen eindringen kann
und weder ein Aufschließen der Bohnen mit sauer oder alkalisch wirkenden Gasen oder
Dämpfen, Wasserdampf oder Wasserquellung noch eine Anwendung von Druck oder Elektrolyse
hierzu erforderlich sind. Besonders die halogensubstituierten Kohlenwasserstofffe,
wie Dichloräthylen, Trichloräthylen, Äthylendichlorid, Propylendichlorid und andere,
eignen sich für diesen.Zweck, da sie ausgezeichnete Lösungsmittel für die Inkrusten
sind.
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Bei Anwendung der spezifischen Eigenschaften, solcher Lösungsmittel
;ergibt sich gleichzeitig ein wesentlicher technischer Fortschritt, insbesondere
in der Vereinfachung der Apparatur und der Arbeitsweise. Es wird ferner erreicht,
daß diejenigen Stoffe, welche nach dem Rösten das sp,ezi$sc4e Aroma der betreffenden
Kaffeesorte bedingen, in unveränderter Form erhalten bleiben und nicht wie bei Anwesenheit
größerer Wassermengen oder bei Anwendung zerstörend wirkender Drucke und Chemikalien
eine starke Einbuße erleiden. 'Der Extraktgehalt des in obiger Weise der Entcoffeinierung
unterworfenen Kaffees zeigt daher nach dem Rösten gegenüber dem gleichen nicht behandelten
Kaffee keine wesentlichen Unterschlede.
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Das Eindringen der genannten Extraktionsmittel in die Bohnen und die
lösende Wirkung' erfolgen bereits langsam bei Tempieraturen, welche zum Teil weit
unter ihrem Siedepunkt liegen. Es ist jedoch zweckmäßig, die Extraktion bei einer
dem Siedepunkt des gewählten Extraktionsmittels naheliegenden Temperatur vorzunehmen,
um die Extraktion zu beschleunigen. Da ein Bewegen der Bohnen während der Extraktion
nicht erforderlich ist, kann durch Anwendung einer stehenden Extraktionsbatterie
das Verfahren kontinuierlich gestaltet werden, wodurch große Ersparnisse an Destillationskosten
erzielt und größere Verluste an Lösungsmitteln vermieden werden.
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Das Verfahren kann beispielsweise folgendermaßen ausgeführt werden:
Rohe Kaffeebohnen werden mit Dichloräthylen, Trichloräthylen oder einem anderen
der genannten Extraktionsmittel übergossen und auf eine dem Siedepunkt des betreffenden
Lösungsmittels nahehegende Temperatur erhitzt und kontinuierlich extrahiert. Diese
Behandlung der Bohnen wird unterbrochen, wenn in dem ablaufenden Lösungsmittel kein
Goffein mehr nachzuweisen ist, worauf das Lösungsmittel abgelassen wird. Der von
den Bohnen zurückgehaltene Anteil des Lösungsmittels wird in üblicher Weise durch
- Einblasen trockenen Dampfes unter möglichster Trockenhaltung der Bohnen entfernt.
Das infolge der Verdunstung des Lösungsmittels von den Bohnen aufgenommene Wasser
wird zweckmäßig durch Evakuieren des Apparates bei einer Temperatur von 8o bis ioo°
wieder ausgetrieben, worauf das zum Rösten fertige Produkt den Apparat verläßt.
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Das im Extraktionsmittel. enthaltene Coffein und die gleichzeitig
darin gelösten öle werden nach Abdestillieren des Lösungsmittels durch mehrfache
Behandlung mit heißem Wasser getrennt und das cofemfreie Öl dem Kaffee während des
Röstprozesses wieder zugegeben.