JPH06507067A - 焼かれそして粉砕されたコーヒーの抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 焼かれそして粉砕されたコーヒーの抽出方法本発明は、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（Ｉｌ、　５ｉ ｖｅｔｚ）及びエイチ　エリオツド　フット（Ｈ，Ｅｌｌｉｏｔｔ　Ｆｏｏｔｅ ）著＝「コーヒー加工技術（Ｃｏｆｆｅｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎ ｏｌｏｇｙ）　Ｊ　、　ＡＶ　Ｉ出版社、コネチカット州ウェストポート（ｌｌ ｅｓｔｐｏｒｔ）　（１９６３年）、第１巻、並びに、アール　ジエイ　クラー ク（Ｒ，Ｊ、　Ｃ１ａｒｋｅ）及びアール　マクリー（Ｒ，ＭＢｃｒａｅ）著＝ 「コーヒー」、エルセピア応用科学（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ　Ａｐｐｌｉｅｄ　５ｃ ｉｅｎｃｅ）　、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装置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番目に長い 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６２ ０３８３号はーの配列を開示し、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液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 御することがより容易だからである。

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《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（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４．７０２．３３３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（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が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、６ｏｏ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の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（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２２７，２６２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を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（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（、 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、好ましくはメツシュサイズ２〜４ｍｍを有する篩 によって実行される。上記の米国特許番号第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、２０〜５ ０ｍ／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（最も長い時間抽出されてきたもの）を含んでいる抽出器へ導入され、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ツシ ュ大きさが典型的には２〜４ｍｍの＠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＃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 ＩＦ５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、２０〜１ ００℃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に移送される。

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底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気体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ａｆＲ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。、−れにＪ゛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４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（Ｒｏｂ ｕｓｔａ）型コーヒーを使用した。焼かれたコーヒーは２３２．１．８ｋｇ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３．５１のメツ 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、−刃部を通った部分は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リツ 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、抽出器を次に温度はぼ１２０℃の水で満たした。

抽出器は上記のようなコーヒーの自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、１８０℃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１６３７ｋｇ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゜５ ｍ／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。

国際調査報告 ＩＭｌユ、１や、。ユ１ｅｓｔゆ、。ＰＣＴバ累９２１０００１６国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＲＵ、　ＳＤ、　ＳＥ、　ＵＳ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 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 混合の結果としてコーヒーが獲得した温度における水素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）揮発性成分及び非揮発性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. 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. 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. 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篩分けさ 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. 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. 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. 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。