FI63326B - Foerfarande foer framstaellning av koffeinfritt kaffe - Google Patents

Description

KSjr?] [B] (11)KUUUUTUSJULKAISU ¢3326

Mj J ' ; UTLÄGGNINGSSKR1FT

c (45) 96 1933 ^ T ^ (51) ICv.lk.3/lnt.CI.3 A 23 F 5/22

SUOH I — FI N LAN D (21) PM*nttlh»k*mu· — Ρκ·ΜΐΜβΙοιΙη( 78096U

(22) HikmiliplM—AmMwki|idi| 30.03*78 (23) Alkupiivl — GiltJfh«udix 30.03.78 (41) Tullut (ulkiMksI — Bllvlt offantllg 01.10.78

Patentti· ia rekisterihallitus .... ....______ . , . ,, „ , _ . . (44) Nlhtivtksipanon f· kuuL|ulksl*un pvm. —

Patent· och registerstyrelsen Amttkan utiigd och uti.ikrift·» public··*! 28.02.83 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus —Begird prlorltet 31.03. 77 USA(US) 7832U6 (71) The Procter & Gamble Company, 301 East Sixth Street, Cincinnati,

Ohio 1+5202, USA (US) (72) Gregory Lynn Bolt, Cincinnati, Ohio, Dennis Robert Grubbs, Cincinnati,

Ohio, USA(US) (7M Oy Kolster Ab (5M Menetelmä kofeiinittoman kahvin valmistamiseksi - Förfarande för framställning av koffeinfritt kaffe Tämä keksintö koskee menetelmää kofeiinittoman kahvin valmistamiseksi, joka kahvi on ns. pikakahvia ja liukenee nopeasti veteen. Tarkemmin sanoen se koskee menetelmää kofeiinittoman kahviuutteen valmistamiseksi, joka käsittää vaiheet, joissa muodostetaan vesi-uute paahdetusta ja jauhetusta kahvista, poistetaan kofeiini uutteesta saattamalla se kosketukseen kofeiinille tarkoitetun, veteen sekoittumattoman orgaanisen liuottimen kanssa, erotetaan kofeiini-ton vesipitoinen kahviuute kofeiinia sisältävästä, veteen sekoittamattomasta liuottimesta, saatetaan kofeiinia sisältävä, veteen sekoittamaton orgaaninen liuotin kosketukseen riittävän vesimäärän kanssa kofeiinin erottamiseksi vesifaasiin ja otetaan talteen makuja aromiaineosia sisältävä, veteen sekoittumaton orgaaninen liuotin. Tälle menetelmälle on tunnusomaista, että veteen sekoittumaton orgaaninen liuotin, joka sisältää maku- ja aromiaineosat, liitetään kofeiinittoman paahdetun ja jauhetun kahvin uutteeseen ja poistetaan liuotin kahviuutteesta.

2 63326

Alalla on kuvattu lukuisia menetelmiä kofeiinin poistamiseksi kahvista.

Esimerkiksi uudelleen julkaistussa US-patentissa 13 261 (julkaistu 1.9.1908; Meyer et ai) kuvataan menetelmää, joka käsittää suoran kosketuksen vihreän kahvin ja kofeiinin liuottimen välillä. Kostutetut vihreät kahvipavut saatetaan kosketukseen orgaanisen liuottimen kanssa, jäännösliuotin poistetaan vihreistä pavuista ja kofeiinittomat pavut paahdetaan ja niistä valmistetaan kahviuute ja tuote.

Toiseen tapaan poistaa kofeiini kahvista liittyy vihreän kahvin liukoisten osien vesiuutteen muodostaminen ja sen jälkeen kofeiinin poistaminen vesiuutteesta orgaanisella liuottimena.

Tätä menetelmää kuvataan yksityiskohtaisesti US-patenttijulkaisussa 2 309 092 (julkaistu 26.1.1943; Berry et ai.).

Joskin vihreissä kahvipavuissa olevan kofeiinin poistamiseen käytettävillä menetelmillä saadaankin kofeiini tehokkaasti poistetuksi pavuista, liittyy näihin menetelmiin kuitenkin suurten kahvi ja liuotinaineiden määrien käsittely, mikä vaatii kalliiden laitteistojen ja laitosten käyttöä. Sitäpaitsi vihreiden papujen kofeiininpoistomenete.lmissä käytettävät kofeiininpoisto- ja liuot-timenpoistovaiheet ovat hitaita toimenpiteitä, jotka pyrkivät huonontamaan prosessin hyötysuhdetta.

Tietyt vihreiden papujen kofeiinin poistomenetelmien taloudelliset seikat ja käsittelyn tehottomuudet on voitettu turvautumalla paahdetun ja jauhetun kahvin uutteen liuottimena tapahtuvaan kofe-iininpoistoon. Uutteen kofeiininpoistomenetelmät ovat suhteellisen nopeita ja ne vaativat vähimmän kalliita laitteita ja käyttökustannuksia kuin vihreiden papujen kofeiininpoistomenetelmät. Esimerkkejä uutteen kofeiininpoistomenetelmistä on esitetty US-patentti-julkaisuissa 2 472 121 (julkaistu 7.6.1949; Ornfelt), 2 472 881 (julkaistu 14.6.1949; Bender) ja 2 933 395 (julkaistu 19.4.1960; Adler et ai). Yleensä näihin menetelmiin liittyy paahdetun ja jauhetun kahvin uutteen valmistus ja kofeiinin poisto uutteesta käyttäen kofeiinille tarkoitettua, veteen sekoittumatonta orgaanista liuotinta. Saatua kofeiinitonta uutetta, joka on erotettu kofeiini-pitoisesta orgaanisesta liuottimesta, voidaan käyttää liuoksen kahvin valmistuksessa tavanomaiseen tapaan.

3 63326 DE-hakemusjulkaisussa 1 807 308 esitetään menetelmä kofeiinin poistamiseksi kahvi- ja teeuutteista. Veteen sekoittumaton liuotin saatetaan kosketukseen vesiuutteen kanssa kunnes käytännöllisesti katsoen kaikki kofeiini on poistettu vesiuutteesta. Saadaan kofeii-nittoman kahviuutteen virta, jonka sisältämät liuotinjäämät poistetaan sekä liuotinvirta, joka sisältää kofeiinin ja aromikomponen-tit. Liuotinvirta väkevöidään ja sitä käsitellään sen jälkeen vedellä, jotta kofeiini saataisiin siirretyksi veteen ja aromiaineet jäämään liuottimeen. Kofeiinipitoinen vesifaasi erotetaan aromiaineet sisältävästä liuottimesta. Tämän jälkeen aromiaineet sisältävä liuotinliuos haihdutetaan liuottimen poistamiseksi ja jäännös lisätään kofeiinittomaan uutteeseen. Uutteen ja aromiaineiden seos voidaan tämän jälkeen kuivata kuivaksi, liukenevaksi, kofeiinitto-maksi kahvijauheeksi.

Talteenotetut aromiaineet voidaan myös lisätä suoraan kuivattuun uutteeseen, edullisesti sen jälkeen kun se ensin on sekoitettu kantimeen, kuten kahviöljyyn.

Keksinnön mukainen menetelmä eroaa DE-hakemusjulkaisussa 1 807 308 kuvatusta menetelmästä kofeiinipitoisen, veteen sekoittu-mattoman liuottimen käsittelytavan osalta. Tällöin kofeiiniton liuotin ja aromimakuaine-konsentraatti lisätään kofeiinittomaan uutteeseen. Saadusta uutteesta poistetaan liuotin höyry-sprippauk-sella niin, että kofeiinittoman kahviuutteen sisältämä jäännös-määrä pienenee, tavallisesti määrään, joka on alle 1 ppm kiintoaineista laskettuna. Kahviuute, josta on poistettu sekä kofeiini että liuotin, väkevöidään ja kuivataan kofeiinittomaksi, liukenevaksi jauheeksi. Tällöin aromi- ja makuaineita, jotka on liuotettu veteen sekoittumattomaan liuottimeen, ei siis eristetä missään vaiheessa. Niitä ei siten saateta kosketukseen ilman kanssa eikä niitä saateta niihin lämpötiloihin, jotka ovat tarpeen liuottimen haihduttamiseksi. Tällöin aromi- ja makuaineiden hapettuminen on epätodennäköisempää, eivätkä ne siten turmellu tai denaturoidu.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei tarvitse lisätä kahvi-öljyä tai -alkoholia aromiaineiden palauttamiseksi kahviin. Hakijan menetelmässä käsitellään aromiaineita sisältävää liuotinta ja itse aromiaineita eri tavalla kuin DE-hakemusjulkaisun 1 807 308 mukaisessa menetelmässä.

63326

Vaikka uutteen kofeiinin poistomenetelmät tekevät mahdolliseksi vihreiden papujen kofeiininpoistomeneteImien tiettyjen taloudellisten ja käytännön rajoitusten voittamisen, uutteen kofeiinin-poistomenetelmiin liittyvät samat makuominaisuusongelmatjoita esiintyy yleensä kofeiinipoistomenetelmissä. Niinpä on yleisesti tunnustettu, että kofeiinittomilta kahvituotteilta yleensä puuttuvat niiden kofeiinipitoisten vastineitten maku- ja aromiominaisuu-det. Valmiin juoman aromiin ja makuun olennaisesti vaikuttavien kofeiinittomien kahvituotteiden maun ja aromin lähteiden heikentyminen johtuu suurimmaksi osaksi kofeiinin liuottimien pyrkimyksestä poistaa kofeiinin ohella myös tiettyjä kahvin toivottuja aineosia.

Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä kofeiini saadaan poistetuksi kahvista taloudellisesti ja tehokkaasti. Tällä menetelmällä valmistetusta kofeiinittomasta kahviuutteesta on poistettu sen valmistukseen käytetyn kahvin sisältämä kofeiini, kun taas kahvin muut aineosat on saatu käytännöllisessä määrin säilymään kahviuuttees sa.

Tämä keksintö perustuu osaksi havaintoon, että tärkeitä ei-kofeiinisia maku- ja aromiaineosia, jotka normaalisti poistetaan vesipitoisesta kahviuutteesta liuotinuutolla tapahtuvassa kofeiinin-poistossa, voidaan tehokkaasti ottaa talteen ja palauttaa takaisin kahviuutteeseen, jolloin saadaan uute, jolla on parantuneet makuja aromiominaisuudet. Näin ollen näiden tärkeiden maku- ja aromi-lähteiden talteenottoa ja palauttamista kahviuutteeseen voidaan tehokkaasti käyttää kahviuutteen kofeiinipoistomenetelmissä. Nämä menetelmät käsittävät yleensä vaiheet, joissa muodostetaan paahdetun ja jauhetun kahvin vesiuute, poistetaan kofeiini uutteesta saattamalla se kosketukseen kofeiinille tarkoitetun, veteen sekoittamattoman orgaanisen liuottimen kanssa ja erotetaan kofeiiniton vesipitoinen kahviuute kofeiinia sisältävästä, veteen sekoittamattomasta orgaanisesta liuottimesta. On havaittu, että halutut makuja aromilähteet voidaan tehokkaasti saada talteen käsittelemällä kofeiinipitoista, veteen sekoittumatonta orgaanista liuotinta vedellä. Saatu orgaaninen faasi ja sen sisältämät maku- ja aromi-lähteet voidaan sen jälkeen palauttaa kahviuutteeseen. Uutteesta voidaan sitten poistaa liuotin ja kuivata tavanomaiseen tapaan liukoiseksi kahvituotteeksi, jolla on parantunut maku- ja arcmi-ominaisuudet.

5 63326

Kahvin vesiuute voidaan valmistaa tavanomaiseen tapaan paahdetusta ja jauhetuista kahvipavuista. Kahvipavut paahdetaan ja jauhetaan uutolle sopiviksi millä tahansa lukuisista tunnetuista menetelmistä. Vastavirtauuttomenetelmiä voidaan sopivasti käyttää; ja esimerkkejä tällaisista menetelmistä kuvataan esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa 3 700 463 (julkaistu 24.10.1972; Bolt et ai.) ja 3 700 466 (julkaistu 24.10.1972; Bergeron et ai.). Uutteessa kahvin liukoisten kuiva-ainepitoisuus on normaalisti n. 15-35%, vaikka myös sellaisia uutteita, joilla on tätä pienempi tai suurempi kahvin kuiva-ainepitoisuus, voidaan käyttää.

Kahviuute voidaan haihduttaa ennen liuotinuuttoa . Haihdutus voidaan suorittaa esimerkiksi paisuntatislaamalla haihtuvat osat pois alipaineessa tai johtamalla inerttiä kaasua, kuten hiilidioksidia, typpeä tai höyryä kahviuutteen läpi. Kahvin haihtuvat osat tiivistetään lisättäväksi myöhemmin kahviuutteeseen, mikä tunnetaan takaisinlisäysprosessina. Haihdutusvaiheen käyttö, jolla haihtuvat osat tiivistetään sopivasti jäähdytetyssä jäähdyttimessä lisättäväksi takaisin kahviuutteeseen, muodostaa suositeltavan käytännön lopullisen kahvituotteen maun optimoinnin kannalta ja käyttöolosuhteiden mahdollisen haitallisen vaikutuksen minimoinnin kannalta kahviuutteen haihtuviin komponentteihin. Suositeltava haihdutusvai-he käsittää haihtuvien aineiden strippauksen kahviuutteesta höyryn avulla.

Haluttaessa kahviuute voidaan väkevöidä ennen kofeiinin poistoa liuotinuutolla. Uute voidaan esimerkiksi väkevöidä pitoisuuteen n.

30 - 45% kahvin kuiva-aineita ennen kofeiinin poistovaihetta.

Paahdetun ja jauhetun kahvin uutteesta voidaan poistaa kofeiini lukuisilla menetelmillä. Kofeiininpoistotoimenpide käsittää neste/ nesteuuton, jossa vesipitoisen uutteen saattaminen kosketukseen nestemäisen, veteen sekoittumattoman orgaanisen liuottimen kanssa saa aikaan kahviuutteen kofeiinisisällön oleellisen poiston. Mitä tahansa useista veteen sekoittumattomista orgaanisista kofeiini-liuottimista voidaan käyttää. Esimerkkejä ovat hiilivetyliuottimet, kuten bentseeni ja tolueeni, halogenoidut hiilivedyt, kuten kloroformi, metyleenikloridi, dikloorietyleeni, trikloorietyleeni, di-fluorimonokloorimetaani ja 1,1, 1-trikloorietaani. Muita kofeiinille sopivia, veteen sekoittumattomia orgaanisia liuottimia ovat etyyliasetaatti ja bentsyylialkoholi. On huomattava, että suositeltavia 6 63326 liuottimia ovat ne, jotka ovat tehokkaita poistamaan kofeiinin uutteesta samalla, kun ne poistavat mahdollisimman pienen määrän ei-kofeiinisia kahvin kuiva-aineita ja jäättävät jäljelle mahdollisimman vähän liuotinjäännöstä lopulliseen kahvituotteeseen.

Neste/nesteuutto on suositeltavaa suorittaa mahdollisimman pientä liuottimen ja uutteen välistä suhdetta käyttämällä. Pienten liuottimen ja uutteen välisten suhteiden käyttö tekee mahdolliseksi kofeiinisisällön poiston kahviuutteesta samalla, kun se minimoi uutteesta poistettujen ei-kofeiinisten kuiva-aineiden määrän. Näin ollen säätämällä sen orgaanisen liuottimen määrää, joka saatetaan kosketukseen kahviuutteen kanssa, niiden kahvin kuiva-aineiden uut-tuminen, joiden liuottimen ja veden väliset jakaantumiskertoimet ovat pienemmät kuin kofeiinilla, minimoituu. Liuottimen ja uutteen välisten suurten suhteiden käyttö johtaa niiden kahvin kuiva-aineiden lisääntyneeseen poistumiseen yhdessä kofeiinin kanssa, joiden liuottimen ja veden väliset jakaantumiskertoiment ovat pienemmät kuin kofeiinilla. Kun kofeiinipitoinen liuotin saatetaan senjälkeen kosketukseen veden kanssa kofeiinisisällön jakamiseksi pois orgaanisesta liuottimesta, nämä kahvin kuiva-aineet pyrkivät osittumaan kofeiinin mukana seurauksella, että nämä kuiva-aineet eivät jää orgaaniseen liuottimeen palautettavaksi kahviuutteeseen. Veteen sekoittumattoman orgaanisen liuottimen ja kahviuutteen välistä suhdetta välillä n. 0,3:1-10:1 voidaan käyttää. Kulloinkin käytetty suhde riippuu uutteen kofeiininpoistoon kulloinkin valitusta liuottimesta. Esimerkiksi, kun luotin on metyleenikloridi, suositeltava suhde on välillä 0,5:1 - 1:1.

Kofeiinin poisto neste/nesteuutolla voidaan suorittaa panos-tai jatkuvana prosessina, vaikka jatkuva kofeiinin vastavirta-periaatteella tapahtuva neste/nesteuutto on suositeltava. Neste/ nesteuuttotekniikka on hyvin tunnettu ja käsittää yleensä uutteen saattamisen jatkuvasti kosketukseen veteen sekoittumattoman orgaanisen kofeiiniliuottimen kanssa. Kosketukseen saattaminen voidaan sopivasti suorittaa pitkänomaisessa kolonnissa. Esimerkiksi kun käytetään vesiuutetta raskaampaa liuotinta, vesiuute voidaan ruiskuttaa kofeiinin liuotinta sisältävän pitkänomaisen kolonnin alapäähän. Kahviuutteen annetaan kulkea ylöspäin vastavirtaan liuottimeen nähden ja kofeiinitonta uutetta poistetaan jatkuvasti kofe- 7 633 2 6 iininpoistokolonnin yläpäästä. Tällaista menetelmää kuvataan yksityiskohtaisesti US-patenttijulkaisussa 2 933 395 (julkaistu 19.4. 1960; Alder et ai.). Muitakin menetelmiä neste/nesteuuton toteuttamiseksi voidaan käyttää. Kahviuute voidaan esimerkiksi saattaa kosketukseen kofeiinin liuottimen kanssa johtamalla uute ja orgaaninen liuotin vastavirtaan täytettyyn pylväsmäiseen kerrokseen, joka käsittää pitkänomaisen tornin, joka on varustettu Pall-ren-kailla, Rasching-renkailla tms.

Suositeltavan laitteiston neste/nestekofeiininpoi ston suorittamiseksi muodostavat sellaiset neste/nestekosketuslaitteet kuin pyörivä kiekko-kosketuslaite, 01 dshue-Rushton-kolonni tai York-Scheibel-kolonni. On huomattava, että liuottimen ja uutteen välisten pienten suhteiden käytön toteutettavuus riippuu osaksi käytetyn liuottimen luonteesta, kahviuutteen väkevyydestä ja neste/neste-kosketuslaitteiston hyötysuhteesta tai massansiirtokyvystä. Niinpä on suositeltavaa käyttää neste/nestekosketuslaitetta, joka saa aikaan mekaanisen sekoituksen ja turbulenssin, jotka ovat tarpeen massansiirron maksimoimiseksi. Tästä syystä suositeltava neste/ nestekosketuslaitteen tyyppi on pyörivä kiekko-kosketuslaite. On havaittu, että tällainen laite tekee mahdollisesksi tehokkaan kofe-iininpoiston pienillä liuottimen ja uutteen välisillä suhteilla, esim. pienemmällä kuin 1:1. Pyörivä kiekko-kosketuslaitetta ja muita sopivia neste/nestekosketuslaitteita kuvataan yksityiskohtaisesti teoksessa Perry's Chemical Engineers' Handbook, McGraw-Hill Book Company, 4. painos, osa 21, sivut 23-35.

Kofeiiniton uute erotetaan kofeiinipitoisesta liuottimesta sinänsä tunnetulla tavalla. Normaalisti erotus on seurausta vastavirtaan kulkevien kahviuute- ja liuotinvirtojen jatkuvasta poistosta neste/nestekosketuslaitteesta. Erotettua kofeiinipitoista liuotinta käsitellään senjälkeen maku- ja aromilähteiden talteenottamiseksi.

Veteen sekoittumatonta orgaanista kofeiinipitoista liuotinta käsitellään kofeiinin poistamiseksi siitä. Tämä toteutetaan saattamalla kofeiinipitoinen liuotin kosketukseen riittävän vesimäärän kanssa kofeiinin poistamiseksi tai uuttamiseksi pois orgaanisesta faasista vesifaasiin. Oleellisesti täydellinen kofeiinin poisto tai uuttaminen pois orgaanisesta liuottimesta saadaan toteutetuksi. Käytetty vesimäärä vaihtelee kulloisenkin liuottimen luonteen mukaisesti. Yleensä vesimäärä, joka aikaansaa veden ja kofeiini- 8 63326 pitoisen liuottimen välisen suhteen n. 0,5:1-10:1, on riittävä aikaansaamaan kofeiinin siirtymisen vesifaasiin. Suositeltava suhde metyleenikloridiliuottimen tapauksessa on 5:1 - 6:1. Kofe-iinipitoinen liuotin on suositeltavaa väkevöidä ennen kofeiinin poistoa sen kofeiinipitoisen liuottimen määrän minimoimiseksi, jota on käsiteltävä ja saatettava ksoketukseen veden kanssa kofeiinin poistoaineksi. Lisäksi kofeiinipitoisen liuottimen väkevöinti tekee mahdolliseksi massan siirron maksimoimisen ja vähentää laitteistokustannuksia. Väkevöinti voidaan suorittaa paisuntatis-laamalla orgaaninen liuotin, käyttämällä tavanomaisia ohutkalvo-haihduttimia tms. Toiminnan taloudellisuuden vuoksi haihdutettu liuotin tiivistetään käytettäväksi uudelleen myöhemmässä neste/ nestekofeiininpoistossa. Väkevöity kofeiinipitoinen liuotin on mieluummin väkevöity siten, että kuivainesisältö muodostaa n. 1-10 paino-% kofeiinipitoisesta liuottimesta.

Kofeiinin uuttaminen pois kofeiinipitoisesta liuottimesta toteutetaan saattamalla vesi jollakin tehokkaalla tavalla kosketukseen kofeiinipitoisen liuottimen kanssa. Kofeiinipitoinen liuotin voidaan syöttää vastavirtaan vettä sisältävään kolonniin. Kuten neste/nestekofeiininpoistossakin, voidaan kofeiinin erottamista kofeiinipitoisesta liuottimesta helpottaa käyttämällä muita tavanomaisia neste/nestekosketuslaitteita. Suositeltava laite on jatkuva vastavirtauuttolaite, kuten pyörivä kiekko-kosketuslaite. Tämä laite tekee mahdolliseksi läheisen kosketuksen veden ja kofeiinipitoisen liuottimen välillä ja vesi- ja orgaanisen faasin tehokkaan talteenoton.

Kahviuutteeseen palautettujen aromi- ja makulähteiden määrä riippuu niiden orgaanisessa liuottimessa olevasta määrästä uutteen kofeiininpoiston jälkeen. On huomattava, että edut, jotka saavutetaan palauttamalla nämä lähteet kahviuutteeseen, riippuvat kahviuutteen luonteesta ja kofeiininpoistossa käytetyn kofeiinin liuottimen selektiivisyydestä. Esimerkiksi etyyliasetaatti poistaa kahviuutteesta kofeiinin lisäksi huomattavan määrän aromi- ja makuläh-teitä verrattuna selektiivisempään liuottimeen, kuten metyleeni-kloridiin. Sen mukaisesti keksinnön mukaisen menetelmän edut ovat suurimmat, kun käytetään suhteellisen ei-selektiivisiä liuottimia. Keksinnön mukainen menetelmä tekee näin ollen paremmin mahdolliseksi tällaisten liuottimien käytön kofeiinin poistoon kahvista.

9 63326

Kofeiinin poisto kofeiinipitoisesta liuottimesta johtaa liuottimen saamiseen, jossa on tiettyjä maku- ja aromilähteitä.

Kun nämä lähteet palautetaan kofeiinittomaan kahviuutteeseen, on mahdollista valmistaa kofeiinitonta kahviuutetta, jossa on mahdollisimman paljon aromi- ja makulähteitä. Niinpä kun uute kuivataan tavanomaiseen tapaan liukoiseksi tai pikakahvituotteeksi, saadaan tuote, jolla on parantuneet maku- ja aromiominaisuudet. Vaikka talteen saatujen maku- ja aromilähteiden tarkkaa kemiallista luonnetta ei täysin tunneta, ne koostuvat lukuisista makupitoisista ja hyvän hajuisista lähteistä, jotka ovat seurausta kahvin paahtamisesta ja uutosta tai hy drolyysi stä. Vaikka maku- ja aromilähteet ovat vesiliukoisia, niillä on suurempi affiniteetti orgaaniseen liuottimeen kuin kofeiinilla, kuten käy ilmi näiden lähteiden saamisesta orgaanisesta faasista ja kofeiinin saamisesta vesifaasista.

Keksinnön menetelmällä talteensaadut maku- ja aromilähteet liitetään kofeiinittomaan kahviuutteeseen ennen sen tavanomaista kuivausta. Liukoisen kahvi jauheen valmistusta kofeiinittomasta kahviuutteesta edeltää liuottimen strippaustoimenpide, jolla jäännösliuotin voidaan poistaa kahviuutteesta. Orgaanisessa liuotti-messa olevat maku- ja aromilähteet voidaan lisätä kofeiinittomaan uutteeseen ennen jäännösliuottimen poistoa siitä. Näin ollen kofeiinitonta vesiuutetta ja lisättyä liuotinta maku- ja aromilähteineen voidaan käsitellä liuottimen poistamiseksi samanaikaisesti. Liuotin stripataan mieluummin kofeiinittomasta uutteesta johtamalla uute lämmitetyn haihdutuspinnan yli alipaineessa tai strippaamalla höyryllä. Tavanomaisia ohutkalvohaihdutuslaitteita voidaan käyttää tähän tarkoitukseen. Muitakin menetelmiä jäännösliuottimen haihduttamiseksi ja talteenottamiseksi voidaan kuitenkin käyttää.

Jäännösliuottimen strippauksen jälkeen siitä kahviuutteesta peräisin olevat tiivistetyt haihtuvat aineet, joka on saatu ennen kofeiinin poistoa siitä, voidaan lisätä uutteeseen mikäli niitä on. Saatu uute kuivataan sitten liukenevaksi kahvi jauheeksi esim. spray-kuivauksella tai pakastekuivauksella käyttäen tai käyttämättä sitä edeltävää väkevöintivaihetta.

Keksintöä kuvataan seuraavissa tyypillisissä esimerkeissä. Kaikki patenttiselityksessä ilmoitetut prosentit ja suhteet on laskettu painon mukaan.

10 63326

ESIMERKKI I

Vesipitoinen kahviuute, jonka liukoisten aineiden pitoisuus on 20%, valmistetaan tavanomaisella paahdetun ja jauhetun kahvin vastavirtauutolla. Kahviuutteelle suoritetaan haihdutus saattamalla uute kosketukseen höyryn (0,1 kg höyryä/kg uutetta) kanssa täytetyssä kolonnissa, jota pidetään tyhjössä (71 kPa). Höyryllä sripa-tut haihtuvat aineet tiivistetään ja tiivistettä säilytetään alle 10°C:ssa liitettäväksi myöhemmin kahviuutteeseen.

Stripattu, so. osahaihdutettu kahviuute syötetään dispergoi-tuna faasina jatkuvatoimisen vastavirtauuttolaitteen (pyörivä kiek-ko-kosketuslaite) pohjalle. Kofeiinipoistoliuotinta, metyleeniklo-ridia syötetään uuttolaitteen huipulle jatkuvana faasina. Käytetään liuotinsuhdetta 1,0 kg liuotinta/kg kahviuutetta lämpötilassa 32°C ja saavutetaan 90%:inen kofeiinin poisto. Kofeiinitonta uutetta, joka sisältää liuennutta ja mukana kulkenutta liuotinta, poistetaan uuttolaitteen huipulta. Kofeiininpoistoliuotinta, joka sisältää kofeiinia ja maku- ja aromiaineosiä, poistetaan uuttolaitteen pohjalta.

Kofeiinipoistoliuotin, joka sisältää kofeiinia ja maku- ja aromiaineosiä, haihdutetaan n. 5 paino-% kuiva-ainepitoisuuteen. Väkevöity liuotin syötetään sitten dispergoituna faasina toisen jatkuvatoimisen vastavirtauuttolaitteen huipulle (toinen pyörivä kiekko-kosketuslaite), jossa vesi on jatkuvana faasina. Käytetään veden ja liuottimen välistä suhdetta 5,0 lämpötilassa 21°C ja saavutetaan 99%:inen kofeiinin ppisto. Kofeiiniton väkevöity liuotin-virta, joka sisältää maku- ja aromiaineosat, poistetaan uuttolaitteen pohjalta ja lisätään kofeiinittoman kahviuutteeseen. Saadusta uutteesta poistetaan sitten liuotin höyrystrippaukse11a toisessa täytetyssä kolonnissa, jota pidetään tyhjössä (71 kPa), ja käyttämällä 0,1 kg höyryä/kg uutetta. Liuottimen jäännöstaso kofeiinitto-massa kahviuutteessa pienenee alle 1 ppm:n kuiva-aineesta laskettuna. Kofeiiniton kahviuute vähevöidään sitten 63%:n liukoisten aineiden pitoisuuteen tyhjöhaihdutuksella. Höyrystripattijen haihtuvien aineiden tiivistymä lisätään kahviuutteeseen ja uute spray-kuivataan 97%:isesti kofeiinittomaksi liukenevaksi kahvijauheeksi.

Saatu tuote on merkittävästi vahvempaa ja sillä ai maukkaanpi, tasapainoinen maku kuinolisi vastaavalla tuotteella, joka on tenry ottamalla talteen maku- ja aromiaineosia kofeiinipitoisesta liuotti-mesta ja palauttamalla niitä kofeiinittomaan kahviuutteeseen.

11 ESIMERKKI II 63326

Vesipitoinen kahviuute, jonka liukoisten aineiden pitoisuus on 20%, valmistetaan paahdetun ja jauhetun kahvin tavanomaisella vastavirtauutolla. Kahviuutteelle suoritetaan haihdutus saattamalla uute kosketukseen höyryn (0,1 kg höyryä/kg uutetta) kanssa täytetyssä kolonnissa, jota pidetään tyhjössä (71 kpa). Höyryllä stripa-tut haihtuvat aineet tiivistetään ja tiivistettä sälytetään alle 10°C:ssa liitettäväksi myöhemmin kahviuutteeseen.

Stripattu, so. osahaihdutettu kahviuute syötetään diqpergoi-tuna faasina jatkuvatoimisen vastavirtauuttolaitteen (pyörivä kiekkoko sketuslaite) huipulle. Kofeiininpoistoliuotin, etyyliasetaatti syötetään uuttolaitteen pohjalle jatkuvana faasina. Liuotinsuhdetta 1,3 kg liuotinta/kg kahviuutetta käytetään 60°C:n lämpötilassa ja saavutetaan 98%:inen kofeiinin poisto. Kofeiiniton uute, joka sisältää liuennutta ja mukana kulkeutunutta liuotinta, poistetaan uuttolaitteen pohjalta. Kofeiinin poistoliuotin, joka sisältää kofeiinia sekä maku- ja aromiaineosia, poistetaan uuttolaitteen huipulta.

Kofeiinia ja maku- ja aromiaineosia sisältävä kofeiininpoistoliuotin haihdutetaan n. 1,5 paino-%:n kuiva-ainepitoisuuteen. Väke-vöity liuotin syötetään sitten dispergoituna faasina toisen jatkuvatoimisen vastavirtauutolaitteen (toinen pyörivä kiekko-kosketuslaite) pohjalle, jossa vesi on jatkuvana faasina. Veden ja liuottimen välistä suhdetta 0,7 käytetään 21°C:n lämpötilassa ja saavutetaan 99%:inen kofeiinin poisto. Kofeiiniton väkevöity liuotinvirta, joka sisältää maku- ja aromiaineosia, poistetaan uuttolaitteen huipulta ja lisätään kofeiinittomaan kahviuutteeseen.

Saadusta uutteesta poistetaan sitten liuotin höyrystrappauksella toisessa täytetyssä kolonnissa, jota pidetään tyhjössä (71 kPa) ja käyttäen 0,1 kg höyryä/kg uutetta. Jäännösliuotintaso kofeiinit-tomassa kahviuutteessa pinennetään alle 1 ppm:n kuivaaineesta laskettuna. Kofeiiniton kahviuute väkevöidään sitten 63%:n liukenevien aineiden pitoisuuteen tyhjöhaihdutuksella. Höyryllä stripattujen haihtuvine aineiden tiivistymä lisätään kahviuutteeseen ja uute spray-kuivataan 95%:isesti kofeiinittomaksi liukenevaksi kahvijauheeksi.

Saatu tuote on merkittävästi vahvempaa ja sillä on maukkaampi, tasapainoinen maku kuin olisi vastaavalla tuotteella, joka on tehty ottamalla talteen maku- ja aromiasineosia kofeiinipitoisesta liu-ottimesta ja palauttamalla sitä kofeiinittomaan kahviuutteeseen.