JP3074485B2 - 焼かれそして粉砕されたコーヒーの抽出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として通常インスタントコーヒー又は粉
末コーヒーと呼ばれている溶解性コーヒー粉末の製造用
の出発原料として使用するための、焼かれそして粉砕さ
れたコーヒーを抽出する方法に関する。

そういうものとしての使用又は溶解性コーヒー粉末の
製造のための、コーヒー抽出物を製造する工業的コーヒ
ー抽出においてかなりの経済的興味が存する。これは溶
解性コーヒー粉末製品が粉砕され焼かれたコーヒーより
も消費者にとって使用容易であるという事実のみなら
ず、工業的抽出が、家庭内で通常使用される抽出方法に
よって可能とされるものよりもはるかに良いコーヒーの
利用を得ることを可能としたという事実による。

工業的コーヒー抽出のための公知の方法の概括は、エ
ム シベツ（M.Sivetz）及びエイチ エリオット フッ
ト（H.Elliott Foote）著：「コーヒー加工技術（Coffe
e Processing Technology）」,AVI出版社、コネチカッ
ト州ウエストポート（Westport）（1963年）、第１巻、
並びに、アール ジェイ クラーク（R.J.Clarke）及び
アール マクリー（R.Macrae）著：「コーヒー」、エル
セビア応用科学（Elsevier Applied Science）、ロンド
ン（1987）、第２巻中に見いだされる。

高い抽出収率を達成するために、抽出は100℃より高
い温度において数時間の間行われる。

通常、数個の抽出器から構成される抽出装置が使用さ
れ、前記抽出器は向流様抽出方法が達成されるような方
式で連結されており、その中では新たな抽出水が抽出器
（最も長時間抽出されるコーヒーを保持する）に移送さ
れ、一方前記抽出器から回収される抽出物は抽出器（最
も短い時間抽出されるコーヒーを保持する抽出器から回
収されるまで２番目に流い時間抽出されるコーヒーを保
持する）に移送される。

抽出が長時間であること及び工業的コーヒー抽出にお
いて使用される高温によって、損害を与える酸化過程及
び望ましい香気成分の損失によって抽出物の品質が損な
われるであろうという危険が存在する。

種々の原理が個々の抽出器の構成に関して示唆されて
きた。英国特許番号第620383号は一の配列を開示し、そ
の配列において再循環抽出液は、重力の作用によって粉
砕されたコーヒーを通って抽出器の通過が起こるように
コーヒー（袋の中に保持されている）上に吹き付けられ
る。

しかし、そのような抽出装置は装置の容積及びその製
造経費に関連して不満足に低い抽出能力しか有しない。
そしてそれは高い乾燥物質含量をもち結果として比較的
高い粘度の抽出物の製造に不適切である。

したがって、実質的に完全にコーヒーで満たされ、次
に順次コーヒー粒子間の間隙を満たすために抽出液を供
給される抽出器を使用することが抽出装置として好まし
い。何故なら、そのような抽出器により、抽出物が供給
されるところでの圧力とそれが回収されるところとの圧
力差を調整することによって液体の流速を制御すること
が容易だからである。

最も効率的な抽出は高度の液体の流れによって達成さ
れる。しかし、高度の液体の流れを保持することの可能
性はいくらかの理由によって制限される。すなわち、比
較的微細なコーヒー粒子の圧縮層が抽出物が回収される
場所に密接して生成される傾向があり、前記層は液体流
れ方向にかなりの抵抗を生じ、そして抵抗は前記圧力差
を増加することによって凌ぐことはできない。

この傾向を破るために米国特許第2,931,728号中にお
いて、抽出物の回収場所の近くにかなり粗大な粒子の層
を置くことが示唆されている。

この処置がある程度置まで高度の液体の流れを維持す
るための可能性を増加するとしても、そのような粗大粒
子の層が使用されたときに、以前には十分に理解されて
いなかった理由によってコーヒー素材を通る液体の流れ
の方向に抵抗が増加するので、十分に高い水準において
液体流れを維持することに関しての問題が生じるだろ
う。

シベツらにより上記引用文献中に記述されている慣用
の抽出方法によれば、粉砕されたコーヒーは空気の充満
した抽出器内に導入され、その後に熱抽出液が導入され
て抽出器内に存在した空気が置換される。

しかし、空気の置換が終わる前にコーヒーのかなりの
加熱が起こるので多量の芳香性物質が空気の置換の間に
空気と共に運び去られる。

これらの芳香性物質が浪費されることを妨げるため
に、置換された空気は望ましい成分の収集のために冷凍
トラップを通って流れ去る。しかしこの望ましい成分の
置換された空気からの収集は、芳香性物質があまりに多
量の空気及び水蒸気と混合された場合にはこの理由のた
めにいくつかの冷却段階と非常に低い温度が必要とさ
れ、このことがこの回収をかなり経費のかかる複雑なも
のにするという事実によって面倒なものである。

そのような香気を回収する方法の具体例は米国特許第
4,606,921号の目的である。

さらに、これら香気回収方法にある程度の類似性を有
する方法は公知であるが、これらの方法において、得ら
れた抽出物に芳香性物質を返すという見地から故意に予
備処理に付される。この芳香性物質の除去は欧州特許第
227,262号及び米国特許第4,707,368号にしたがって真空
下の上記処理によって実行される。

焼かれそして粉砕されたコーヒー豆は、本明細書にお
いてしばしば、典型的に６〜７％の水分を含む、コーヒ
ーと称する。この材料はそれが湿潤されるべきコーヒー
抽出物によって湿潤されるのが困難であるので、水によ
るコーヒーの予備湿潤が実行されることは公知である
（米国特許第2,340,758号及びシベツらの上記引用文献
を参照）。後者は、この湿潤がコーヒーの抽出器への導
入前に（ただし、好ましくは後に）行われ得ると述べて
いる。

米国特許第4,701,333号明細書は、湿潤されたコーヒ
ーが抽出器に移送される前に全体として各部のコーヒー
について少なくとも２重量部のを使用して明らかに実施
される、コーヒーの予備湿潤を扱っている。

コーヒーのための予備湿潤の方法も米国特許第3,549,
380号に開示されている。前記方法にしたがって、抽出
カラムに装填されているコーヒー上に吹き付けられる。
しかし、以下に述べるように予備湿潤の水とコーヒーと
の非常に緊密な混合が本質である本方法によればこのよ
うな手順はあまり適切ではない。

最終製品の風味を改善するために、抽出前に真空処理
によって蒸気処理したコーヒーの酸含量を減じることが
示唆されてきた（米国特許第3,420,674号明細書）とい
うことが観察されるべきである。本発明にしたがって下
記のように抽出を実行することによって、抽出器内の液
体流れのかなりの増加及び相対的により短い抽出時間が
達成され、そしてこれまで使用された芳香性物質の回収
のための操作を余分なものとすることがここに判明す
る。

したがって、本発明は焼かれて粉砕されたコーヒーを
抽出器内において抽出する方法に関し、この方法にした
がって、コーヒーは抽出器に移される前に予備湿潤さ
れ、本発明にしたがうこの方法は、 ａ）コーヒーは20〜100℃の温度で水の添加によって湿
潤されて20〜50重量％の水含量を獲得し、 ｂ）湿潤コーヒーは横長の抽出器に移され本質的に抽出
器を満たし、 ｃ）気体及び水蒸気は抽出器から排気されて、600ミリ
バールと、工程ａによる混合の結果としてコーヒーが獲
得した温度における水蒸気圧に相当する値との間の圧力
を獲得し、 ｄ）気体及び水蒸気のさらに排気することなく、熱い液
状抽出物液は排気された抽出器の１端に導入されそれを
満たし、そして100℃より高い温度で抽出が実行され、
そして ｅ）揮発性の香気成分及び非揮発性コーヒー成分双方が
抽出器の他の一端から除去される ことを特徴とする。

本発明の方法の好ましい態様において、工程ａ）にし
たがって50〜100℃の温度を有する水が湿潤のために使
用され、工程ｃ）にしたがって抽出器を排気するときに
圧力は工程ａによる混合の結果としてコーヒーが獲得し
た温度における水蒸気圧に相当する値に減じられる。こ
れらの方法によって特に効率的なコーヒーの脱気が続く
工程ｃ）において得られる。

本発明の方法によって本質的により高い液体流れ及び
それに続く慣用の方法によるよりもより短い抽出時間が
達成される理由は、工程ｃ）による排気によって抽出器
内に存在する量の空気の効率的な除去及びコーヒー粒の
内部からの二酸化炭素の効率的な置換が真空の結果とし
て達成され、そして中間時間に空気と接触しているコー
ヒー無しに抽出液が導入されることによって抽出液中に
実質的な量の泡の形成が回避されるという事実であると
考えられる。特別の試験装置内の試験は、もし問題の方
法が採用されなかったとしたら色彩変化（その変化は非
常に微細な気泡の形成を示す）が抽出器のある部分にお
いて起こる可能性があるということを示した。この気泡
は抽出液がコーヒー粒子間に分散する能力を減じ、そし
てコーヒー粒子の床を通る液体流れ方向の抵抗を激しく
増加する。

揮発性成分を排出するために以前に示唆されたものに
類似の蒸気及び真空による処理（上記欧州特許番号第22
7,262号及び米国特許第4,707,368号参照）は、処理の間
の期間中に大気中の空気の吸収及び抽出液との接触がお
そらく起こるので、そのような気泡の生成を防ぐことが
できない。

さらに、英国特許第620,383号によって示唆されてい
る、コーヒーの導入後で抽出液の導入前に抽出器内に真
空にすることによってコーヒーを酸化から保護するため
の方法は、もしそれが本発明の問題物である種類の方法
と組み合わせて使用されても問題となる気泡の生成を防
ぐことができない。なぜなら、真空処理が熱水によるコ
ーヒーのいかなる予備湿潤なしに行われ、そしてコーヒ
ーはそれゆえそれに続く熱抽出液の導入の間、それによ
って気泡の生成なしに湿潤できないので、抽出液の導入
まで真空を維持することによるその抽出器それ自身内で
の真空処理がそれ自体気泡の形成を防止できないからで
ある。

工程ｃにおいて熱抽出液の導入前に行われる気体及び
水蒸気の抽出器からの排気は、そのような低い温度及び
コーヒーから除去される芳香性物質の量が少なくなるよ
うな速度において行われ、結果として回収は必要とされ
ない。工程ｄ）における熱抽出液が抽出器に導入される
とき、空気をそこから追い出す必要はなく、それゆえ排
出された空気からの香気の回収に関する上記の問題は存
在しない。

本方法から生じた抽出物は既に揮発性の芳香性成分を
含んでおり、その成分は慣用の方法によってこれを回収
した後、あるいはさらに抽出物を処理した後に抽出物と
混合される。

本方法の好ましい態様においては、焼かれそして粉砕
されたコーヒーは工程ａ）における湿潤に先立ってコー
ヒーを粗い分画と細かい分画とに分けるために篩分けさ
れる。粗い分画は１〜10重量％量のコーヒーから成り、
一方細かい分画は残部を構成する。その後、２つの分画
は別々に湿潤され、そして工程ｂ）にしたがって、粗い
分画が抽出器の端（ここから抽出物が除去される）に置
かるような方法で導入される。篩分けは、好ましくはメ
ッシュサイズ２〜4mmを有する篩によって実行される。
上記の米国特許号第2,931,728号からそれ自体知られて
いるこの方法を使用することによって、粉砕されたコー
ヒーの床を通る液体流れに対する抵抗の減少を十分に利
用することが可能であり、前記減少は気泡の生成が妨げ
られるという事実によって達成される。

したがって、抽出器に導入される抽出液の量を制御す
ることによって、20〜50m/時間の液体流れ（抽出器を通
って通過する液体量、及び抽出器を通る流路に垂直な部
分の面積を基準として計算し、コーヒーの存在は無視す
る）で抽出を実行することが可能である。

本方法の好ましい態様において、抽出器は数個の抽出
器の組の一部であり、数個の抽出器の組はそれ自体が知
られた方法で連続して連結されており、加圧下にコーヒ
ー（最も流い時間抽出されてきたもの）を含んでいる抽
出物割へ導入され、一方最終抽出物が抽出器（湿潤した
コーヒーで一杯になるべき最後の１つ）から回収され、
水が160〜190℃の温度で供給され、そしてその中で１〜
2.5時間の抽出時間乾燥物質重量で45〜60重量％の抽出
後抽出器からコーヒーが除去される。

これに反して、類似の温度を使用して同じ大きさの抽
出率を得るための公知の抽出方法はほぼ４時間の抽出時
間を必要とする。

抽出器が液体によって満たされるとき芳香族成分が逃
げず、特にかなり短い抽出時間によって風味に関して慣
用のもっと時間のかかる方法よりも良く望ましい特徴を
維持するので、得られた抽出物は、最初に焼かれたコー
ヒーの全ての芳香族成分が抽出物に残っているのに近い
ような良い風味と良い匂いを有する。

本発明による方法は、本方法を実行するために適した
プラントを示す添付図面を参照して以下に詳細に記述さ
れる。

図面中、焼かれたコーヒー用のサイロ１が示されてお
り、そこからコーヒーはコーヒーミル（粉ひき機）２に
移送される。そこから粉砕されたコーヒーはメッシュ大
きさが典型的には２〜4mmの篩３に移送される。

粉砕されたコーヒーの部分（篩３を通り、そしてコー
ヒーの大部分を作り出すもの）はサイロ４に集められ、
サイロ４はその内容物が予備湿潤器としての役割を果た
す混合装置５に移送できるような方法で取り付けられて
いる。

篩３から導管６が導かれ、それを通ってコーヒーの部
分が篩上に達し、混合装置５に運ばれることができる。

混合装置５は、混合装置５内で粉砕されたコーヒーを
湿潤するために、20〜100℃の温度の水の容器７に結合
されている。

コーヒー中の水分含量が20〜50重量％、好ましくはほ
ぼ30重量％に達するように容器７から熱水が混合装置に
移送される。

分かるように、本プラントはサイロ４を経て混合装置
５に移送される比較的細い部分及び導管６を通って運ば
れる比較的粗い部分を分離して湿潤することが可能であ
る。混合装置５から、湿潤コーヒーが計量サイロ８にそ
してそこから７つの抽出器を有する抽出器の組の部分を
形成する抽出器を移送される。

一つの抽出器を予備湿潤されたコーヒーで満たしたと
き、もし、抽出液がその抽出器の頂上からその床部に移
送されるなら、粉砕されたコーヒーの粗大な部分（導管
６を経て混合装置５に運ばれる）を最初に導入し、そし
て次に粉砕されたコーヒーの微細な部分（サイロ４から
混合装置５へ運ばれる）で抽出器を満たすのが有利であ
る。

複数の抽出器は全て真空ポンプ10に連結されている。

抽出器がコーヒーで満たされたとき、抽出器と真空ポ
ンプとの連結が開かれそしてポンプが内部の空気及び期
待を吸引するため始動される。好ましい態様においては
比較的速い排気が実施され、抽出器内における普通の温
度における水蒸気圧に相当する圧力が達成されるまで継
続される。この圧力の達成は、連続した排気が抽出器内
においてもはや実質的に圧力低下を生じないことによっ
て分かる。

圧力がこの値に減じられたとき、揮発性の芳香成分が
奪い去られるのを防止するため排気は中止される。

本発明の目的を達成するためには、中間時間において
存在する空気が排気された抽出器内に侵入するというい
かなる可能性もなしに抽出液が次に抽出器内に導入され
ることが必須である。

排気された抽出器内に導入されるべき抽出液と同様
に、抽出器の組の中に他の抽出器からの熱コーヒー抽出
物が使用できる。しかし、抽出液（最初に湿潤コーヒー
と接触する）は熱水（次に順次コーヒー抽出物によって
置換され、抽出の組の残りの抽出器を通過する）である
ことが好ましい。これによって、生じたコーヒー抽出物
が新たに家庭で造られたコーヒーに類似した風味と香気
を得るといことが達成される。

図は抽出器のこの最初の充填のために水の供給パイプ
11を示す。この水は熱交換器12において典型的には120
℃に予熱される。

抽出器がこのように熱水で満たされたとき、その抽出
器の上部において抽出物が抽出器（その中でコーヒーが
最も短い時間滞留する）の底部から導入されるために、
それ自体抽出の組の中に挿入される。

抽出器（その中でコーヒーが最も長い時間抽出のため
に存在する）の頂上に、加熱装置14内で例えば160〜180
℃に加熱された水がパイプ13を通って供給される。

抽出器の１つは、典型的には空にされ又は満たされる
方法の中にあり、結果として抽出の組の中のの循環から
分離される。この組をパイプ（図中15）を通って離れた
抽出物は、このように６つの抽出器を通過する抽出物か
ら部分的に作り出され、部分的には新たに導入されたコ
ーヒーと最初に供給された水の比較的短い接触から生じ
る。

抽出の組の操作は、液体の運搬、容器を空にするこ
と、その他について完全に伝統的な方法において別の方
法で実行される。

本発明に従う方法は次の実施例によってさらに例示さ
れる。

実施例 本実施例において、出発原料として247.0kgの焼かれ
たロブスタ（Robusta）型コーヒーを使用した。焼かれ
たコーヒーは232.18kgの乾燥物質量に相当し、６％の水
を含んでいた。粉砕後、コーヒーを3.5mmのメッシュ大
きさの篩を通して篩分けした。篩上に9.52kgの粗大に粉
砕された4.1％に相当するコーヒーが残り、一方篩を通
った部分は237.48kgの量であった。

２つの部分のそれぞれは沸騰水１重量部に対してコー
ヒー２重量部を使用してほぼ15分間混合することによっ
て湿潤した。得られた混合物（乾燥粉砕コーヒーのよう
に見える）はほぼ55℃の温度であった。

抽出はそれ自身、７つの抽出器から成るパイロット抽
出の組の中において行い、抽出器はそれぞれほぼ4mの長
さ及び内径57mm、相当する容量10.2リットルであった。

抽出器のコーヒーによる充填（最初に粗い部分そして
次に細い部分）の後、抽出器をほぼ150mバールに相当す
る真空にした。

真空を破ることなく、抽出器を次に温度ほぼ120℃の
水で満たした。

抽出器は上記のようなコーヒーの向流様抽出の達成の
ために操作中連結されていた。

15分毎に抽出器を循環から取り出し、上記のように空
にしてそして新しいコーヒーを充填した。抽出器（その
中でコーヒーが最も長い時間抽出される）に対して、18
0℃の温度の水とほぼ13バールの絶対圧力が加えられ
た。既に述べたように抽出器（最も高い段階に達してい
る）に添加し、一方、抽出物を新しいコーヒーと共に抽
出器から回収した。供給した水はほぼ83リットル／時間
の量であった。

試験は抽出器の80回の充填を含み、これは20時間の操
作に相当する。この期間、乾燥物質含量128kgを含む163
7kgの抽出物を製造した。これは焼かれそして粉砕され
たコーヒーにおいて供給された乾燥物質の52.2％の収率
に相当する。抽出器内の液体流れは、コーヒーの存在を
考慮せずにほぼ32.5m/時間の量であった。

得られた抽出物は優秀な風味と香気を有し、例えば比
較方法による次の実施例において記述されるような慣用
の方法にしたがって達成された抽出物よりも良好であっ
た。

比較例 進行の方法は、粉砕された豆の分離、コーヒーの予備
湿潤及び抽出開始前の抽出器の真空への暴露がないこと
を除き、実施例におけるものと同様であった。

この場合において、抽出液の供給圧力を増加すること
によって流速を増加するという試みが目詰まりの問題を
生じたので、12m/時間より大きい液体流れを得ることは
できなかった。したがって、収率はわずか47％であっ
た。実施例において得られた収率と同じ大きさの収率を
達成するという観点から抽出を延長したとき、コーヒー
の抽出器内での滞留時間の延長はほぼ４時間まで必要で
あった。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焼かれそして粉砕されたコーヒーの抽出器
   内における抽出方法であって ａ）コーヒーは、20〜100℃の温度において水の添加に
   よって湿潤されて水分含量20〜50重量％を獲得し、 ｂ）湿潤されたコーヒーは横長の抽出器に移送されて実
   質的に抽出器を満たし、 ｃ）気体と水蒸気は抽出器から排気されて、600ミリバ
   ールと工程ａ）による混合の結果として湿潤したコーヒ
   ーが獲得した温度における水蒸気圧に相当する値との間
   の圧力を獲得し、 ｄ）気体と水蒸気を更に排気することなく、熱い水性抽
   出液が排気された抽出器の一方の端から導入されて抽出
   器を満たし、そして抽出が100℃より高い温度において
   実行され、そして ｅ）揮発性香気成分及び非揮発性コーヒー成分を含む水
   性抽出物が抽出器の他の端から除去される ことを特徴とし、 コーヒーが抽出器に移送される前に予備湿潤されている
   前記方法。
2. 【請求項２】工程ａ）による湿潤のために50〜100℃の
   温度を有する水が使用されることを特徴とする請求の範
   囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】工程ｃ）による抽出器の排気の際に、圧力
   が、工程ａ）による混合の結果として湿潤されたコーヒ
   ーが得た温度における水蒸気圧に相当する値に直ちに減
   じられることを特徴とする請求の範囲第１又は２項に記
   載の方法。
4. 【請求項４】工程ａ）による湿潤に先立って焼かれそし
   て粉砕されたコーヒーが節分けされて粗い部分と細い部
   分とに分割され、そして粗い部分はコーヒー量の１〜10
   重量％を成し、一方細い部分は残部を成し、２つの部分
   は別々に湿潤されそして工程ｂ）によって粗い部分が、
   抽出器の端であって抽出物がそこから除去される端に置
   かれるような方法で導入される ことを特徴とする請求の範囲第１、２又は３項に記載の
   方法。
5. 【請求項５】篩分けがメッシュ大きさ２〜4mmの篩によ
   ってなされることを特徴とする請求の範囲第４項に記載
   の方法。
6. 【請求項６】抽出器に供給される抽出液の量を制御する
   ことによって、抽出器を通過する液体の量及び抽出器を
   通る流路に垂直な断面の面積を基準としコーヒーの存在
   を考慮せずに計算して、20〜50m/時間の液体流れで抽出
   を実行することを特徴とする請求の範囲第１、２、３、
   ４又は５項に記載の方法。
7. 【請求項７】水が160〜190℃の温度で供給され、そして
   コーヒーは１〜2.5時間の抽出時間でコーヒーの固体物
   質の45〜60重量％が抽出された後に抽出器から除去され
   ることを特徴とし、 抽出器が数個の抽出器の組の部分であり、最も長い時間
   抽出されるコーヒーを含む抽出器に加圧下に熱水が導入
   され、一方湿潤されたコーヒーで満たされる最後の抽出
   器から最終抽出物が回収されるようなそれ自体公知の方
   法で数個の抽出器が連続して連結されている、 請求の範囲第１、２、３、４、５又は６項に記載の方
   法。