KR0168881B1 - 커피 오일의 처리법 - Google Patents

Abstract

이산화탄소, 물 및 커피 향기로 이루어진 서리와 또는 서리에 존재하는 이산화탄소의 승화후 수득된 향기로 충진된 잔존 수성 상과 접촉될 커피 오일은 미리 여과되고 여과 공정중 오일의 온도는 30℃ 이하이다. 이 여과 공정으로 인해, 오일 및 서리에 존재하는 수성상에 의해 형성된 에멀션의 안정성에 기여하는 화합물은 제거된다. 이렇게 해서 용이하게 경사분리되는 에멀션이 수득된다.

Description

커피 오일의 처리법

제1도는 본 발명에 따른 공정을 수행하기 위한 오일 여과 장치를 나타낸 그림이다.

본 발명은 커피 향기로 충진된 서리와 접촉시킬 커피 오일을 처리하는 방법에 관한 것이다.

분쇄된 볶은 커피로 충진된 셀을 통해 추출액을 퍼콜레이션하여 수득한 커피 추출물을 분무건조 또는 동결건조하여 가용성 커피 분말을 제조하게 되면 볶은 커피 향기를 갖지 않는 최종 생성물을 수득하게 된다는 것이 알려져 있다.

오일, 일반적으로 커피 오일을 커피 향기가 풍부하도록 하여 가용성 커피 분말에 분무하는 각종 용액이 제안되었다. 향기의 주 원천은 분쇄된 볶은 커피에 의해 발산되는 향기이다.

이산화탄소 등의 비활성 기체를 분쇄된 볶은 커피를 통해 순환시키는 것이 알려져 있다. 이 비활성 기체는 향기로 충진되고 이산화탄소의 응축에 의해 서리가 형성되어 수분 및 향기를 비말동반한다. 이어서, 이 서리는 오일과 접촉되어 서리에 존재하는 향기를 부분적으로 회수한다. 이것은 오일을 이산화탄소, 물 및 향기로 이루어진 서리와 직접 접촉시킴으로써 수행된다. 또 하나의 접촉법은 이산화탄소를 승화시켜 향기로 충진된 잔존 수성상을 오일과 접촉시키는 것이다. 이어서, 이렇게 수득된 향기가 풍부한 오일은 가용성 커피 분말에 재배합될 수 있다.

커피 오일은 추출되지 않은 볶은 커피를 압축시켜 수득한 오일 또는 분쇄된 볶은 커피를 물로 추출하여 생성된 분쇄물에서 수득한 오일일 수 있다. 비추출된 볶은 커피에서 수득된 오일은 프레스 케이크 등의 부산물을 생성하여 사용하기 곤란하다. 또한, 비추출된 볶은 커피를 압축하면 압축과정중 새는 향기의 손실이 수반되거나 압축과정중 도달되는 온도에 의해 파괴된다.

오일을 향기로 충진된 서리 또는 잔존 수성상과 접촉시키면 오일과 물의 에멀션이 생성된다. 그러나, 여러가지 이유에서 오일과 물의 에멀션을 커피 분말에 분무하는 것은 바람직하지 않다. 첫째로, 에멀션은 항상 동일한 특성을 갖지는 않으므로 그 공정이 공업적 공정에 필수적인 균일성 및 재생성을 갖지 않는다. 둘째로, 물이 존재하여 향기의 안정성에 문제를 일으킬 수 있다. 이런 이유로 물에서 오일을 분리하는 것이 바람직하다. 그런데, 생성된 에멀션이 너무 안정하여 오일을 물에서 용이하게 분리할 수 없는 경우가 있다는 것이 밝혀졌다. 오일과 서리의 접촉에 대해 후술하며, 여기서 접촉이 직접적인지 또는 이산화탄소 승화후 수득된 잔존 수성상과 오일이 접촉되는지는 상관하지 않는다.

즉, 본 발명에 의해 해결되는 과제는 커피 오일을 향기로 충진된 서리와 접촉시키기 전에 처리하여 오일과 물의 용이하게 경사분리가능한 에멀션을 수득하는 방법을 제공하는 것이다.

이제, 안정한 에멀션의 형성은 확인할 수 없는 특정 성분의 커피 오일의 존재에 기인한다는 것이 밝혀졌다. 보다 상세하게는, 커피 오일을 여과하여 에멀션의 안정성에 기여하는 이들 성분을 제거함으로써 서리와 접촉시 용이하게 경사분리가능한 에멀션을 생성하는 오일을 수득하기에 충분하다는 것이 밝혀졌다.

즉, 본 발명은 이산화탄소, 물 및 커피 향기로 이루어진 서리와 또는 서리에 존재하는 이산화탄소의 승화후 수득되는 향기로 충진된 잔존 수성상과 접촉될 커피 오일의 처리법에 관한 것이며 여기서 커피 오일은 미리 여과되고 오일의 온도는 여과공정 중 30℃ 이하이다.

기타 특징 및 이점은 본 발명에 따른 공정을 수행하기 위한 오일 여과장치를 도식으로 설명하는 첨부 도면과 관련한 하기 기술에서 명백해질 것이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 공정을 수행하기 위한 여과 장치는 처리될 오일이 든 공급 저장기 1에 의해 형성될 수 있다. 이 저장기는 예컨대 교반기(표시되지 않음)에 의해 교반된 유욕에 침지된 코일 형태로 나타나지 않는 장치에 의해 설정된 온도로 유지된다. 따라서 오일의 온도는 18∼25℃로 유지되는 것이 바람직한데, 이는 15℃ 이하에서는 오일이 너무 점성이므로 여과될 수 없기 때문이다.

공급 저장기 1은 밸브 21이 장치된 공급 파이프 2에 의해, 배출구 5, 원주형 여과된 6 및 부분 진공 설정 장치 8에 연결된 여과된 오일 보관 저장기 9에 연결된 여과된 오일 배출 파이프 7이 장치된 분리가능한 외부 덮개 4에 의해 형성된 1개 또는 그 이상의 필터 3에 연결된다. 즉, 각 필터 3은 여과면 6에 의해 분리된 2개 동심 공간, 외부 덮개 4에 의해 한정된 외부 공간 31 및 공급 저장기 1에 연결되는 여과면 6 및 부분 진공 설정 장치 8 및 보관 저장기 9에 연결되는 내부 공간 32로 구성된다. 바람직한 것은 교대로 조작될 2개 필터 3을 포함하도록 설치하는 것이다.

필터 3은 오일이 배출구 5의 수준에 도달하여 외부 공간 31을 채울 때까지 외부 덮개 4의 배출구 5 및 공급 밸브 21을 여는 무게에 의해 충진된다. 밸브 21 및 배출구 5를 닫은 후 여과면 6의 다른 면에 위치한 내부 공간 32은 장치 8에 의해 부분 진공하에 놓여진다. 여과중 오일은 여과면 6을 통해 내부를 통과하여 보관 저장기 9로 유출한다.

가변 용량의 여과 헤드는 수득된 오일이 맑아질 때까지 공급 저장기 1로 향하는 것이 바람직하다. 여과 헤드는 여과 공정 초기에 유동하는 오일의 용량인 것으로 이해된다. 맑은 오일이란 광원 앞면에 놓인 시험관에서 투명도 검사시 혼탁성이 없는 오일이다.

여과 종료시 시스템은 대기압으로 재설정된다.

여과면 6상에 침착되는 예비층 형성후 압력의 상당한 손실로 인해 사용된 설비에 따라 여과시간이 한정되는 것이 바람직하다. 이어서, 여과는 중단되고 외부 공간 31에 아직 존재하는 미여과 오일은 공급 저장기 1로 향한다.

분리가능한 외부 덮개 4는 분리 제거하여 여과면 6상에 형성된 침착물을 적당한 수단에 의해 긁어 벗길 수 있다. 이어서, 가압 증기는 증기원 10에서 출구 7을 통해 내부 공간 32로, 즉 외부로 여과 반대 방향으로 주입된다. 긁어 벗김으로써 제거되지 않는 침착물은 신속히 액화 제거된다. 이어서, 필터는 가압 통기에 의해 건조 냉각된다. 이 필터 세정상의 총 체류시간은 상기 여과 시간 설정에 고려되는 중요한 변수이다. 보다 상세하게는, 교대로 조작되는 2개 필터에 의해 연속조작할 수 있기 위해서는 여과 시간이 적어도 세정 시간과 같은 것이 바람직하다. 이것은 1개 필터 세정과정중 다른 하나의 필터에서는 여과 공정이 계속되기 때문이다.

캔들 필터 이외의 필터는 동일하게 성공적으로 사용되었다. 즉, 규조토의 예비층 유무에 관계없이 가압하에 페이퍼 필터 및 프레스 필터로 각종 시험이 수행된다. 이들 필터는 필적할만한 결과를 제공한다.

[실시예 1]

여과면의 공극 크기가 여과율에 대해 갖는 영향을 나타내는 각종 시험을 수행한다. 또한, 평활면 및 주름잡힌 면을 사용한다. 즉, 평활면으로 MBS 1001(450cm²) 및 주름잡힌 면으로 MCS 1001(1200cm²)을 참고용으로 하여 직경 6cm 및 25cm의 금속 캔들(PALL사 판매)에 의해 형성된 여과면을 사용한다. 공극은 크기가 15∼5미크론이다.

이들 모든 시험에서는 출발 오일을 동일하고 잔존 압력 100mmHg하에 20℃에서 2시간 여과한다.

이들 시험은, 1시간 여과후 필터를 통과하는 오일의 양은 필터의 공극 크기 및 여과면 종류(주름잡힌 면 및 평활면)에 무관하다는 것을 명백하게 나타낸다. 이것은 여과면에 예비층을 형성하여 주름을 방지하고 주름잡힌 면을 평활면과 같은 방식으로 행동하도록 하는 것으로 해석된다. 또한, 실제 여과를 수행하는 예비층은 예비층에 대해 지지체로 작용하는 여과면이다. 이것은 여과면의 공극 크기가 비교적 중요한 이유 및 예비층 형성후 여과면을 통과하는 오일 양이 공극 크기에 무관한 이유를 설명한다.

사실상 여과면의 공극 크기는 맑은 오일을 수득할 수 있기에 충분한 예비층의 형성에 필요한 시간을 측정하는데만 유효한 것으로 보인다. 그것은 공급 저장기에 재순환되는 여과 헤드의 용량을 측정하는 것으로 보일 뿐이다. 여과면의 공극 크기는 특히 처리될 오일에 좌우되므로 실험에 의해 용이하게 측정할 수 있다.

그럼에도 불구하고 상기 캔들 필터에 대한 모든 경우에 최대 한계 공극 크기가 있는 것 같다. 따라서, 여과 시험은 공극 크기 25미크론의 여과면을 갖는 상기 유형의 설비에서 수행한다. 재순환 여과 헤드의 용량은 서리와 접촉후 수득된 오일이 경사분리되지 않는 에멀션을 생성함에도 불구하고 증가되어 맑은 오일을 수득한다.

[실시예 2]

실시예 1에 기재된 방법에 의해 여과된 분쇄물에서 압축에 의해 수득된 오일 및 동일하지만 미여과된 오일을 각각 30%의 물을 함유하는 에멀션을 생성하는 커피 향기로 충진된 서리와 접촉시킨다. 여과된 오일에 의해 생성된 에멀션은 간단한 경사분리에 의해 오일과 물 사이의 안정한 분리면을 나타내는 반면, 미여과된 오일에 의해 형성된 에멀션은 안정하여 경사분리에 의해 분리될 수 없다.

이것은 본 발명에 따른 방법은 용이하게 분리가능한 에멀션을 수득케함을 명백히 나타낸다.

[실시예 3]

분쇄물에서 수득된 오일에 대한 여과 시험을 공극 크기 11 미크론 및 표면적 2700cm²을 갖는 금속 캔들 필터(PALL사 판매)를 사용하여 수행한다. 맑은 오일을 수득하는데 필요한 예비층의 형성을 촉진하기 위해 규조토(상품명 셀리트 235으로 판매)를 여과될 오일에 가한다.

이들 시험을 하기 표에 요약한다.

[시험 1]

[시험 2]

[시험 3]

[시험 4]

따라서, 셀리트 사용량이 많을수록 여과된 오일의 유출이 크다는 것을 알 수 있다. 또한, 시험 1은 극저량의 여과 헤드를 사용하여 수행되어 수득되는 오일은 소정의 투명도를 갖지 않는 반면, 향기로 충진된 서리와 오일을 접촉시킨 후 생성된 에멀션은 열악하게 경사분리되는 한편, 시험 2, 3 및 4에 있어서 경사분리되는 완전히 만족스럽다.

[실시예 4]

본 발명에 따른 방법은 물리적 변형이 아닌 화학 화합물 제거에 있어 최고임을 나타내기 위해 여과면에서 회수된 필터 케이크를 여과된 오일에 재도입한다. 실시예 1에서 수득된 것과 같은 여과된 오일은 서리에 의해 매우 용이하게 경사분리된 에멀션을 생성하고 오일로 재도입된 필터 케이크의 양이 증가함에 따라 경사분리되는 보다 더 어려워짐이 명백하게 나타난다.

[실시예 5]

하기 사항을 포함한 각종 오일 처리 연구를 위해 시험을 수행한다:

-고온(80℃ 이하)에서 오일의 여과,

-60∼80℃에서 예비여과후 20℃에서 여과,

-80℃로 오일을 가열후 20℃로 점차 냉각한 후 20℃에서 여과,

-산 또는 증기에 의한 오일의 탈고무후 20℃에서 여과.

이들 모든 시험에서 여과율은 증가되었다. 그러나, 각 경우에 생성된 오일은 상기 처리되지 않은 오일보다 더 안정한 에멀션을 형성한다. 보다 더 안정한 에멀션이란 덜 신속하게 경사분리되거나 경사분리후 에멀션 잔류물이 남는 계면을 생성하는 에멀션을 의미한다.

보다 상세하게는, 여과중 오일 온도의 상승은 여과율을 높이지만 동시에 이 오일에 의해 생성된 에멀션의 안정성도 높인다는 것이 명백하게 나타난다. 따라서, 생성된 에멀션의 경사분리 요구를 만족시키기 위해서는 오일을 30℃ 이하에서 여과하는 것이 바람직하다.

또한, 대조적으로, 20℃에서 여과후 산 또는 증기에 의한 탈고무는 경사분리에 전혀 역효과를 주지 않음이 밝혀졌다.

따라서, 여과전 오일 처리는 경사분리에 역효과를 주는 것이다.

Claims (3)

1. 이산화탄소, 물 및 커피 향기로 이루어진 서리와 또는 서리에 존재하는 이산화탄소의 승화후 수득된 향기로 충진된 잔존 수성상과 접촉될 커피 오일의 처리법에 있어서 커피 오일을 미리 여과하고 오일 온도가 여과공정 중 25℃ 이하임을 특징으로 하는 처리법.
2. 제1항에 있어서, 처리될 오일이 그 위에 예비층을 형성하는 여과면 6을 통과하며 처리된 오일만이 맑아지면 수거되는 처리법.
3. 제2항에 있어서, 여과면의 공극 크기가 15∼5미크론인 처리법.