DE69200336T2 - Verfahren zum extrahieren von geröstetem und gemahlenem kaffee. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrahieren von geröstetem und gemahlenem Kaffee zwecks Erhalt eines Kaffee-Extraktes, vorzugsweise zur Verwendung als Ausgangsmaterial zur Erzeugung von löslichem Kaffeepulver, normalerweise als instantkaffee oder pulverkaffee bezeichnet.
• In der industriellen Kaffee-Extraktion zur Erzeugung eines Kaffee-Extraktes zur Verwendung als solchen oder für die Herstellung von löslichem Kaffeepuiver ist ein bedeutendes Interesse vorhanden. Dies ist nicht nur auf die Tatsache zurückzuführen, dass das letztgenannte Produkt für den Verbraucher leichter zu benutzen ist als gemahlener, gerösteter Kaffee, sondern auch, dass die industrielle Extraktion eine weit bessere Ausnutzung des Kaffees ermöglicht als mit den in einem Haushalt üblich verwendeten Extraktionsmethoden.
• Eine Übersicht über die bekannten Methoden der industriellen Kaffee-Extraktion findet man in M. Sivetz und H. Elliot Foote: Coffee Processing Technology, The AVI Publishing Company Inc., Westport, Connecticut (1963), Band 1, und in R.J. Clarke und R. Macrae: Coffee, Elsevier Applied Science, London (1987), Band 2.
• Zur Erzielung einer hohen Extraktausbeute wird die Extraktion bei Temperaturen über 100ºC und über mehrere Stunden hindurch durchgeführt.
• Normalerweise werden Extraktionsbatterien verwendet, die aus mehreren Extraktionsbehältern bestehen, welche derart verbunden sind, dass ein gegenstromähnliches Extraktionsverfahren erzielt wird, bei welchem frisches Extraktionswasser zu dem Extraktionsbehälter mit jenem Kaffee geleitet wird, der in der längsten Zeit extrahiert wurde, während der Extrakt, der aus diesem Behälter entnommen wird, zu jenem Extraktionsbehälter mit dem Kaffee, der am nächst längsten extrahiert wurde, geleitet wird, und so weiter, bis der fertige Extrakt aus dem Behälter mit dem Kaffe entnommen wird, welcher in der kürzesten Zeit extrahiert worden ist.
• Aufgrund der langen Extraktionsdauer und der hohen Temperaturen, die bei der industriellen Kaffee-Extraktion benutzt werden, besteht die Gefahr, dass die Qualität des Extraktes durch schädliche Oxydationsverfahren und Verlust von gewünschten Aromabestandteilen verringert wird.
• Verschiedene Prinzipien sind mit Hinblick auf die Ausgestaltung der einzelnen Extraktionsbehälter vorgeschlagen worden. So schlägt die britische Patentschrift Nr. 620 383 eine Anordnung vor, wo die re-zirkulierende Extraktionsflüssigkeit über den Kaffee gesprüht wird, während sich dieser in einem Beutel befindet, sodass die Passage der Extraktionsflüssigkeit durch den gemahlenen Kaffee aufgrund der Schwerkraftwirkung erfolgt.
• Ein solcher Extraktionsbehälter weist mittlerweile im Verhältnis zu dessen Volumen und Herstellungskosten eine unzufriedenstellend niedrige Extraktionskapazität auf, und er ist für die Erzeugung von Extrakten mit hohem Trockenstoffgehalt und deshalb verhältnismässig hoher Viskosität nicht geeignet.
• Als Extraktionseinheiten werden deshalb Extraktionsbehälter bevorzugt, die mit Kaffee fast ganz gefüllt werden und anschliessend mit Extraktionsflüssigkeit zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Kaffeepartikeln versehen werden, da es bei solchen Behältern einfacher ist die Flüssigkeitsgeschwindigkeit im Verhältnis zu den Kaffeepartikeln durch ein Justieren der Differenz zwischen dem Druck, bei dem der Extrakt zugeführt wird und dem Druck, bei welchem er entnommen wird, zu regulieren.
• Die meist effektive Extraktion erhält man mit einer grossen Flüssigkeitsgeschwindigkeit. Das Aufrechterhalten einer grossen Flüssigkeitsgeschwindigkeit wird jedoch durch mehrere Faktoren begrenzt. Es besteht somit eine Tendenz, dass sich nahe der Entnahmestelle für den Extrakt eine kompakte Schicht verhältnismässig feiner Kaffeepartikeln bildet, die der Flüssigkeitpassage grossen Widerstand leistet, welcher Widerstand nicht durch eine Erhöhung des erwähnten Druckunterschiedes beseitigt werden kann.
• Um dieser Tendenz entgegenzuwirken, ist in der US patentschrift Nr. 2 931 728 vorgeschlagen worden eine Schicht ziemlich grober Partikeln nahe der Extraktentnahmestelle anzubringen.
• Obwohl diese Massnahme zu einem gewissen Grad dazu beiträgt eine grosse Flüssigkeitsgeschwindigkeit zu bewahren, zeigt es sich trotzdem, auch wenn eine solche Schicht von groben Partikeln verwendet wird, dass mit Hinblick auf Aufrechterhaltung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit auf einem ausreichend hohen Niveau Probleme entstehen werden, da der Widerstand gegen die Passage der Flüssigkeit durch die Kaffeemasse aus Ursachen erhöht wird, über die man sich früher nicht voll im klaren war.
• Gemäss dem herkömmlichen Extraktionsverfahren, das von Sivetz et al., siehe obenstehend, beschrieben ist, wird der gemahlene Kaffee in den luftgefüllten Extraktionsbehälter eingeführt, woraufhin die heisse Extraktionsflüssigkeit unter Verdrängung der sich im Behälter befindlichen Luft eingeleitet wird.
• Da mittlerweile, bevor die Luftverdrängung abgeschlossen ist, eine bedeutende Erwärmung des Kaffees erfolgt, werden grosse Mengen von Aromastoffen vom Kaffee mit der Luft unter deren Verdrängen weggetragen.
• Um zu verhindern, dass diese Aromastoffe verlorengehen, wird die verdrängte Luft durch eine Kühlfalle zum Aufsammeln der gewünschten Bestandteile geleitet. Dieses Aufsammeln der gewünschten Aromabestandteile aus der verdrängten Luft wird indes dadurch kompliziert, dass die Aromastoffe mit so grossen Mengen von Luft und Wasserdampf vermischt sind, wie hier der Fall ist, sodass mehrere Kühlstufen und sehr niedrige Temperaturen erforderlich sind, was diese Rückgewinnung zu einer kostenaufwändigen Komplikation in dem Extraktionsverfahren macht.
• Eine Ausführungsform eines solchen Aroma-Rückgewinnungsverfahrens ist Gegenstand des US Patents Nr. 4 606 921.
• Ferner sind Verfahren bekannt, die mit diesen Aroma-Kückgewinnungsverfahren eine gewisse Ähnlichkeit aufweisen, in welchen aber der Kaffee zwecks Entfernung von Aromastoffen vor der Extraktion und mit Hinblick auf ein Zurückführen der Aromastoffe zu dem erhaltenen Extrakt mit Absicht einer Vorbehandlung unterzogen wird. Diese Aromabeseitigung wird gemäss dem europäischen Patent Nr. 227 262 und dem US Patent Nr. 4 707 368 mittels einer Dampfbehandlung unter Vakuum durchgeführt.
• Geröstete, gemahlene Kaffeebohnen, in der vorliegenden Beschreibung oft bloss Kaffee genannt, enthalten typisch 6-7% Feuchtigkeit. Da sich dieses Material schwer mit dem Kaffee-Extrakt befeuchten lässt, mit dem es extrahiert werden soll, ist es bekannt ein vorausgehendes Befeuchten des Kaffees mit Wasser vorzunehmen, vgl. US Patent Nr. 2 340 758 und Sievetz et al., wie vorstehend beschrieben. Letztgenannter gibt an, dass eine Befeuchtung vor, aber vorzugsweise nach dem Einführen des Kaffees in den Extraktionsbehälter erfolgen kann.
• Auch die US Patentschrift Nr. 4 701 333 beschreibt ein vorausgehendes Befeuchten des Kaffees, das offensichtlich stufenweise vorgenommen wird, wobei insgesamt zumindest zwei Gewichtteile Wasser pro jeden Teil Kaffee verwendet werden, bevor der befeuchtete Kaffe zu einem Extraktionsbehälter geleitet wird.
• Ein Vor-Befeuchtungsverfahren des Kaffees ist auch in der US Patentschrift Nr. 3 549380 beschrieben. Gemäss diesem Verfahren wird eine wässrige Flüssigkeit auf den Kaffee gesprüht, und dieser wird in eine Extraktionskolonne geleitet. Jedoch ist eine solche Prozedur in dem erfindungsgemässen, nachstehend beschriebenen Verfahren weniger geeignet, wo eine sehr genaue Mischung von Wasser zum Vorbefeuchten und Kaffee wesentlich ist.
• Ferner sollte man beachten, dass vorgeschlagen worden ist (US Patentschrift 3 420 674), den Säuregehalt von mit Dampf behandeltem Kaffee durch Vakuum-Behandlung vor der Extraktion zu reduzieren, um das Aroma des fertigen Produktes zu verbessern.
• Es hat sich nun gezeigt, dass man bei einem Durchführen der Extraktion nach der Erfindung, wie nachstehend beschrieben, eine bedeutende Erhöhung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit im Extraktionsbehälter und eine entsprechend kürzere Extraktionszeit erhält, und dass die bisher benutzten Massnahmen zur Rückgewinnung von Aromastoffen überflüssig werden.
• In Übereinstimmung damit betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Extrahieren von geröstetem und gemahlenem Kaffee in einem Extraktionsbehälter, bei welchem Verfahren der Kaffee vor der Einführung in den Extraktionsbehälter befeuchtet wird, welches Verfahren gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass
• a) der Kaffee durch Beimischen von Wasser mit einer Temperatur zwischen 20 und 100ºC zwecks Erhalt eines Wassergehalts von 20-50 Gew.-% befeuchtet wird,
• b) der befeuchtete Kaffee in einen länglichen Extraktionsbehälter geleitet wird, sodass dieser im wesentlichen gefüllt wird,
• c) Gase und Wasserdampf aus dem Extraktionsbehälter ausgepumpt werden zum Erhalten eines Druckes zwischen 600 mbar und eines Wertes entsprechend dem Dampfdruck von Wasser bei der Temperatur, die der befeuchtete Kaffee als ein Resultat des Vermischens in Stufe a) erreicht,
• d) ohne ein weiteres Auspumpen von Gasen und Wasserdampf eine heisse, wässrige Extraktionsflüssigkeit an einem Ende des evakuierten Extraktionsbehälters zu dessen Füllen eingeleitet wird, und Extraktion bei Temperaturen über 100ºC durchgeführt wird, und dass
• e) ein wässriger Extrakt, der sowohl flüchtige Aroma-Bestandteile als nicht flüchtige Kaffee-Bestandteile enthält, an dem anderen Ende des Extraktionsbehälters entnommen wird.
• In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens wird zum Befeuchten in Stufe a) Wasser mit einer Temperatur von 50-100ºC benutzt, und beim Evakuieren des Extraktionsbehälters in Stufe c) wird der Druck auf eine Temperatur entsprechend dem Dampfdruck von Wasser bei jener Temperatur, die der befeuchtete Kaffee als ein Resultat des Vermischens mit heissem Wasser in Stufe a) erreicht, herabgesetzt. Durch diese Massnahmen erhält man eine besonders effektive Entlüftung des Kaffees in der nachfolgenden Stufe c).
• Der Grund dafür, dass man mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wesentlich grössere Flüssigkeitsgeschwindigkeiten und folglich kürzere Extraktionszeiten als bei herkömmlichen Verfahren erzielt, könnte jener sein, dass man durch die Evakuierung in Stufe c) eine effektive Beseitigung der im Extraktionsbehälter befindlichen Luftmenge sowie eine effektive Verdrängung von Kohlendioxyd aus dem Inneren der Kaffeekörner als ein Resultat des Vakuums erhält, und dass durch Zugabe der Extraktionsflüssigkeit, ohne dass der Kaffee in der Zwischenzeit mit Luft in Berührung war, Bildung von grossen Schaummengen in der Extraktionsflüssigkeit verhindert wird. Versuche in speziellen Versuchsgeräten haben gezeigt, dass, wenn die betreffenden Massnahmen nicht getroffen werden, in gewissen Teilen des Extraktionsbehälters Farbveränderungen vorkommen, welche die Bildung von Schaum in Form von sehr feinen Blasen anzeigen. Dieser Schaum beeinträchtigt die Fähigkeit der Extraktionsflüssigkeit sich unter die Kaffeepartikeln zu verteilen und erhöht den Widerstand des Strömens der Flüssigkeit durch die Schicht von Kaffeepartikeln drastisch.
• Eine Behandlung mit Dampf und Vakuum wie jene, die zum Vertreiben flüchtiger Bestandteile früher vorgeschlagen worden ist, vgl. obenerwähntes europäisches Patent Nr. 227 262 und US Patent Nr. 4 707 368, kann eine solche Schaumbildung nicht verhindern, da im Zeitraum zwischen der Behandlung und der Berührung mit der Extraktionsflüssigkeit wahrscheinlich eine Absorption von atmosphärischer Luft stattfindet.
• Ferner sei bemerkt, dass die im britischen Patent Nr. 620 383 vorgeschlagene Methode zum Schutz des Kaffees gegen Oxydation durch Zustandebringen eines Vakuums im Extraktionsbehälter nach der Einführung des Kaffees, aber vor der Einführung der Extraktionsflüssigkeit, wenn diese Methode in Verbindung mit einem Verfahren wie dem in der vorliegenden Erfindung angewandt würde, nicht die betreffende Schaumbildung verhindern könnte, da eine solche Vakuumbehandlung im selben Extraktionsbehälter mit Aufrechterhaltung des Vakuums bis zur Einführung der Extraktionsflüssigkeit nicht an sich Schaumbildung bei der nachfolgenden Extraktion verhindern könnte, da die Vakuumbehandlung ohne vorausgehendes Befeuchten des Kaffees mit heissem Wasser erfolgt und der Kaffee deshalb bei der nachfolgenden Einführung von heisser Extraktionsflüssigkeit von dieser nicht ohne Schaumbildung befeuchtet werden kann.
• Das in Stufe c) vor der Einführung der heissen Extraktionsflüssigkeit vorgenommene Auspumpen von Gasen und Wasserdampf aus dem Extraktionsbehälter erfolgt bei einer so niedrigen Temperatur und so schnell, dass die Menge von Aromastoffen, die vom Kaffee beseitigt werden, klein ist und deshalb keine Rückgewinnung notwendig ist. Wenn die heisse Extraktionsflüssigkeit in Stufe d) in den Extraktionsbehälter eingeleitet wird, bedarf es keiner Luftverdrängung aus diesem, und das vorstehend erwähnte Problem mit Bezug auf Aroma-Rückgewinnung aus der verdrängten Luft fällt deshalb weg.
• Der vom Verfahren stammende Extrakt enthält somit bereits die flüchtigen Aroma-Bestandteile, die bei den herkömmlichen Verfahren nach der Entnahme des Extraktes, gegebenenfalls nach einer weiteren Behandlung des Extraktes, diesem beigemischt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der geröstete, gemahlene Kaffee vor dem Befeuchten in Stufe a) einem Sieben unterzogen, zur Trennung des Kaffees in eine grobe und eine feine Fraktion, wobei die grobe Fraktion aus 1-10 Gew.-% der Kaffeemenge besteht, während die feine Fraktion den Rest ausmacht, wonach die zwei Fraktionen separat befeuchtet werden und gemäss Stufe b) derart eingeführt werden, dass die grobe Fraktion in dem Ende des Extraktionsbehälters plaziert wird, wovon der Extrakt entnommen wird. Das Sieben wird vorzugsweise unter Verwendung eines Siebes mit einer Maschengrösse von 2-4 mm durchgeführt. Bei Anwendung dieser Massnahme, die an sich aus dem obenstehenden US Patent Nr. 2 931 728 bekannt ist, ist es möglich den Vorteil des reduzierten Widerstandes der Flüssigkeitsströmung durch die Schicht von pulverisiertem Kaffee, den man durch die vermiedene Schaumbildung erreicht, voll auszunutzen.
• Durch ein Regulieren der Menge von Extraktionsflüssigkeit, die in den Extraktionsbehälter eingeführt wird, ist es somit möglich die Extraktion mit einer Flüssigkeitsgeschwindigkeit von 20-50 m/h durchzuführen, berechnet auf Basis der Flüssigkeitsmenge, die durch den Extraktionsbehälter passiert, und der Fläche eines zur Strömungsrichtung rechtwinkeligen Schnittes durch den Extraktionsbehälter, ohne Berücksichtigung des Vorhandenseins von Kaffee.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der Extraktionsbehälter Teil einer Batterie mehrerer Extraktionsbehälter, die in bekannter Weise derart serienverbunden sind, dass heisses Wasser unter Druck in den Extraktionsbehälter mit jenem Kaffee geleitet wird, der in der längsten Zeit extrahiert wurde, während der fertige Extrakt aus dem Behälter entnommen wird, der zuletzt mit befeuchtetem Kaffee gefüllt wurde, dass Wasser bei einer Temperatur von 160-190ºC zugeleitet wird, und dass der Kaffee aus dem Extraktionsbehälter nach Extraktion von 45-60 Gew.-% dessen Trockenstoffes bei einer Extraktionszeit von 1 bis 2 1/2 Stunden entnommen wird.
• Im Gegensatz dazu werden bei den bekannten Extraktionsverfahren zur Erzielung von Extraktionsausbeuten derselben Grösse und unter Anwendung ähnlicher Temperaturen Extraktionszeiten von etwa 4 Stunden benötigt.
• Der erhaltene Extrakt weist einen guten Geschmack und Duft auf, da nahezu alle Aroma-Bestandteile des ursprünglich gerösteten Kaffees im Extrakt erhalten worden sind, weil diese beim Füllen des Extraktionsbehälters mit Flüssigkeit nicht entschwunden sind, und insbesondere deshalb, weil die verhältnismässig kurze Extraktionszeit die gewünschten Geschmacksnuancen besser bewahrt als die herkömmlichen mehr in die Länge gezogenen Verfahren.
• Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, welche eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Anlage zeigt.
• Auf der Zeichnung ist ein Silo 1 für geröstete Kaffeebohnen gezeigt, von welchem sie zu einer Kaffeemühle 2 geleitet werden. Von dort wird der gemahlene Kaffee zu einem Sieb 3 mit einer Maschengrösse von typisch 2-4 mm geleitet.
• Der Teil des gemah1enen Kaffees, der durch das Sieb 3 geht und weit die überwiegende Kaffeemenge darstellt, wird in einem Silo 4 aufgesammelt, welcher Silo derart installiert ist, dass dessen Inhalt zu einem als Vor-Befeuchter dienenden Mischgerät 5 geleitet werden kann.
• Vom Sieb 3 führt eine Leitung 6 weg, durch welche der auf dem Sieb zurückgebliebene Teil des Kaffes zum Mischgerät 5 geführt wird.
• Das Mischgerät 5 ist an einen Behälter 7 für Wasser mit einer Temperatur zwischen 20 und 100ºC zum Befeuchten des gemahlenen Kaffees im Mischgerät 5 angeschlossen.
• Zum Erhalten eines Feuchtigkeitsgehalts des Kaffees von 20-50 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-%, wird vom Behälter 7 heisses Wasser zum Mischgerät geführt.
• Wie ersichtlich sein wird, ermöglicht die Anlage ein separates Befeuchten der verhältnismässig feinen Fraktion, die zum Mischgerät 5 über den Silo 4 befördert wird, und der verhältnismässig groben Fraktion, die durch die Leitung 6 zugeführt wird.
• Vom Mischgerät 5 wird der befeuchtete Kaffee zu einem Wiegsilo 8 und von dort zu einem Extraktionsbehälter, der ein Teil einer Extraktionsbatterie 9 ist und in der gezeigten Ausführungsform sieben Extraktionsbehälter aufweist, geleitet.
• Bei Auffüllen eines Extraktionsbehälters mit befeuchtetem Kaffee ist es zweckmässig, insofern die Extraktionsflüssigkeit vom Behälter oben zu dessen Boden geführt werden soll, zuerst die grobe Fraktion des gemahlenen Kaffees, der über die Leitung 6 zum Mischgerät 5 geführt worden ist, einzuleiten, und anschliessend den Behälter mit der feineren Fraktion des gemahlenen Kaffees, die dem Mischgerät 5 vom Silo 4 zugeführt wurde, aufzufüllen.
• Sämtliche Extraktionsbehälter sind an eine Vakuumpumpe 10 angeschlossen.
• Wenn ein Extraktionsbehälter mit Kaffee gefüllt ist, wird die Verbindung zwischen dem Extraktionsbehälter und der Vakuumpumpe geöffnet und diese wird zum Auspumpen von inter- und intrapartikulärer Luft und Gas gestartet. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ein verhältnismässig schnelles Auspumpen vorgenommen, das fortsetzt bis ein Druck erreicht wird, der dem Dampfdruck von Wasser bei der im Extraktionsbehälter vorherrschenden Temperatur entspricht. Das Erreichen dieses Druckes zeigt sich darin, dass ein fortsetzendes Auspumpen nicht einen weiteren wesentlichen Druckfall im Extraktionsbehälter ergibt.
• Wenn der Druck auf diesen Wert herabgesetzt ist, wird das Auspumpen eingestellt-um zu vermeiden, dass flüchtige Aroma-Bestandteile weggetragen werden.
• Um den Zweck mit der Erfindung zu erreichen, ist es wichtig, dass danach Extraktionsflüssigkeit in den Extraktionsbehälter eingeleitet wird, ohne dass in der Zwischenzeit Möglichkeit des Eindringens von Luft in den evakuierten Behälter besteht.
• Als in den evakuierten Extraktionsbehälter einzuleitende Extraktionsflüssigkeit kann ein von einem anderen Extraktionsbehälter der Extraktionsbatterie stammender heisser Kaffee-Extrakt benutzt werden, jedoch zieht man vor, dass die Extraktionsflüssigkeit, die zuerst mit dem befeuchteten Kaffee in Berührung kommt, heisses Wasser ist, das danach von Kaffee-Extrakt, der die übrigen Extraktionsbehälter in der Extraktionsbatterie passiert hat, verdrängt wird. Damit erzielt man, dass der resultierende Kaffee-Extrakt einen Geschmack und ein Aroma bekommt, das an einen im Haushalt erzeugten, frisch zubereiteten Kaffee erinnert.
• Die Zeichnung zeigt eine Zufuhrleitung 11 für Wasser für das einleitende Füllen der Extraktionsbehälter. Dieses Wasser wird in einem Wärmeaustauscher 12 auf eine Temperatur von typisch 120ºC erhitzt.
• Wenn der Extraktionsbehälter dann mit heissem Wasser gefüllt ist, wird er auf an sich bekannte Weise in die Extraktionsbatterie derart eingesetzt, dass in dessen oberen Teil Extrakt vom Boden jenes Extraktionsbehälters eingeführt wird, in welchem sich der Kaffee die kürzeste Zeit aufhielt.
• Oben bei jenem Extraktionsbehälter, in welchem der Kaffee am längsten unter Extraktion war, wird durch eine Leitung 13 in einer Erwärmungsanlage 14 z.B. auf 160-180ºC erhitztes Wasser zugeführt.
• Einer der Extraktionsbehälter wird sich typisch unter Leerung oder Auffüllung befinden und deshalb von der Zirkulation in der Extraktionsbatterie ausgeschlossen sein. Der Extrakt, der die Batterie durch eine Leitung verlässt, auf der Zeichnung mit 15 angezeigt, besteht somit teils aus Extrakt, der sechs Extraktionsbehälter passiert hat, und teils aus dem Extrakt, der bei der verhältnismässig kurzen Berührung des ersten zugeleiteten Wassers mit dem frisch eingeführten Kaffee zustandegekommen ist.
• Die Betätigung der Extraktionsbatterie erfolgt im übrigen mit Hinblick auf Flüssigkeitsbeförderung, Leerung der Extraktionsbehälter, usw. auf ganz traditionelle Weise.
• Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert werden:
BEISPIEL
• Bei diesem Beispiel wurde als Ausgangsmaterial 247,0 kg gerösteter Kaffee des Robusta-Typs benutzt. Der geröstete Kaffee enthielt 6% Wasser, entsprechend einer Trockenstoffmenge von 232,18 kg. Nach dem Mahlen wurde der Kaffee durch ein Sieb mit einer Maschengrösse von 3,5 mm gesiebt. Auf dem Sieb blieben 9,52 kg grobgemahlenen Kaffees entsprechend 4,1% zurück, während der Teil, der das Sieb passierte, 237,48 kg darstellte.
• Jede der zwei Fraktionen von gemahlenem Kaffee wurde durch Vermischen in etwa 15 Minuten unter Zugabe eines Gewichtteils von kochendem Wasser pro zwei Gewichtteile Kaffee befeuchtet. Das sich daraus ergebende Gemisch, das wie trockener, gemahlener Kaffee aussah, wies eine Temperatur von etwa 55ºC auf.
• Die Extraktion an sich fand in einer Versuchsbatterie bestehend aus sieben Extraktionsbehältern, jeder mit einer Länge von ungefähr vier Meter und einem Innendurchmesser von 57 mm entsprechend einem Volumen von 10,2 Liter, statt.
• Nach dem Füllen eines Extraktionsbehälters mit Kaffee, zuerst der groben und anschliessend der feinen Fraktion, wurde der Extraktionsbehälter Vakuum entsprechend etwa 150 mbar absolutem Druck ausgesetzt.
• Ohne das Vakuum zu brechen, wurde der Extraktionsbehälter danach mit Wasser mit einer Temperatur von etwa 120ºC gefüllt.
• Zur Erzielung einer gegenstromähnlichen Extraktion des Kaffees waren die Extraktionsbehälter unter dem Betrieb untereinander verbunden, wie obenstehend beschrieben.
• Jede fünfzehnte Minute wurde ein Extraktionsbehälter aus dem Kreislauf genommen, geleert und mit frischem Kaffee gefüllt, wie vorstehend beschrieben. Jenem Extraktionsbehälter, worin der Kaffee in der längsten Zeit extrahiert wurde, wurde Wasser mit einer Temperatur von 180ºC und einem absolutem Druck von ungefähr 13 bar zugeführt. Die Zugabe erfolgte, wie bereits erwähnt, zu dem meist ausgelaugten Extraktionsbehälter, während der Extrakt aus dem Extraktionsbehälter mit frischem Kaffee entnommen wurde. Die zugeführte Wassermenge betrug ungefähr 83 Liter pro Stunde.
• Der Versuch umfasste 80 Extraktionsbehälter-Auffüllungen entsprechend zwanzig Stunden Betrieb. Während dieser Zeit wurde eine Extraktmenge von 1637 kg mit einem Trockenstoffgehalt von 128 kg erzeugt. Dies entspricht einer Ausbeute von 52,2% des zugeführten Trockenstoffes in dem gerösteten, gemahlenen Kaffee. Die Flüssigkeitsgeschwindigkeit in den Extraktionsbehältern, berechnet ohne Berücksichtigung des Vorhandenseins von Kaffee, betrug etwa 32,5 m/h.
• Der gewonnene Extrakt hatte ausgezeichneten Geschmack und Aroma und war besser als bei herkömmlichen Methoden erhaltener Extrakt, wie z.B. in dem nachstehenden Vergleichsbeispiel beschrieben.
VERGLEICHSBEISPIEL
• Es wurde wie im Beispiel vorgegangen, aber ohne Abscheidung der gemahlenen Bohnen, und ohne Vorbefeuchten des Kaffees und Vakuum-Aussetzung der Extraktionsbehälter vor Beginn der Extraktion.
• In diesem Fall war es nicht möglich eine Flüssigkeitsgeschwindigkeit von mehr als 12 m/h zu erreichen, wobei Versuche, durch ein Erhöhen des Zufuhrdruckes der Extraktionsflüssigkeit die Flüssigkeitsgeschwindigkeit zu erhöhen, Probleme des Verstopfens mit sich führten. Die Ausbeute betrug deshalb nur 51%. Wenn man zur Erzielung einer Ausbeute derselben Grösse wie der im Beispiel erreichten die Extraktion verlängerte, erforderte dies eine Verlängerung der Aufenthaltszeit des Kaffees in den Extraktionsbehältern bis auf etwa 4 Stunden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Extrahieren von geröstetem und gemahlenem Kaffee in einem Extraktionsbehälter, bei welchem Verfahren der Kaffee vor der Einführung in den Extraktionsbehälter befeuchtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass

a) der Kaffee durch Beimischen von Wasser mit einer Temperatur zwischen 20 und 100ºC zwecks Erhalt eines Wassergehalts von 20-50 Gew.-% befeuchtet wird,

b) der befeuchtete Kaffee in einen länglichen Extraktionsbehälter geleitet wird, sodass dieser im wesentlichen gefüllt wird,

c) Gase und Wasserdampf aus dem Extraktionsbehälter ausgepumpt werden zum Erhalten eines Druckes zwischen 600 mbar und eines Wertes entsprechend dem Dampfdruck von Wasser bei der Temperatur, die der befeuchtete Kaffee als ein Resultat des Vermischens in Stufe a) erreicht,

d) ohne ein weiteres Auspumpen von Gasen und Wasserdampf eine heisse, wässrige Extraktionsflüssigkeit an einem Ende des evakuierten Extraktionsbehälters zu dessen Füllen eingeleitet wird, und Extraktion bei Temperaturen über 100ºC durchgeführt wird, und dass

e) ein wässriger Extrakt, der sowohl flüchtige Aroma-Bestandteile als nicht flüchtige Kaffee- Bestandteile enthält, an dem anderen Ende des Extraktionsbehälters entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befeuchten in Stufe a) Wasser mit einer Temperatur von 50-100ºC benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Evakuieren des Extraktionsbehälters in Stufe c) der Druck kurzweilig auf eine Temperatur entsprechend dem Dampfdruck von Wasser bei jener Temperatur, die der befeuchtete Kaffee als ein Resultat des Vermischens in Stufe a) erreicht, herabgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Befeuchten in Stufe a) der geröstete, gemahlene Kaffee zur Trennung des Kaffees in eine grobe und eine feine Fraktion gesiebt wird, wobei die grobe Fraktion aus 1-10 Gew.-% der Kaffeemenge besteht, während die feine Fraktion den Rest ausmacht, die zwei Fraktionen separat befeuchtet werden und gemäss Stufe b) derart eingeführt werden, dass die grobe Fraktion in dem Ende des Extraktionsbehälters plaziert wird, wovon der Extrakt entnommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieben unter Verwendung eines Siebes mit einer Maschengrösse von 2-4 mm vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Regulieren der dem Extraktionsbehälter zugeführten Extraktionsflüssigkeit die Extraktion mit einer Flüssigkeitsströmung von 20-50 m/h durchgeführt wird, berechnet auf Basis der Flüssigkeitsmenge, die durch den Extraktionsbehälter läuft und des Areals eines zur Strömungsrichtung durch den Extraktionsbehälter rechtwinkeligen Schnittes, wobei das Vorhandensein des Kaffees nicht in Betracht gezogen wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Extraktionsbehälter Teil einer Batterie mehrerer Extraktionsbehälter ist, die in bekannter Weise derart serienverbunden sind, dass heisses Wasser unter Druck in den Extraktionsbehälter mit jenem Kaffee geleitet wird, der in der längsten Zeit extrahiert wurde, während der fertige Extrakt aus dem Behälter entnommen wird, der zuletzt mit befeuchtetem Kaffee gefüllt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser bei einer Temperatur von 160-190ºC zugeleitet wird, und dass der Kaffee aus dem Extraktionsbhälter nach Extraktion von 45-60 Gew.-% dessen Trockenstoffes bei einer Extraktionszeit von 1-2 1/2 Stunden entnommen wird.