KR19990008041A - Treatment of coffee flavored gas - Google Patents

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다꾸야 사사끼
순-다르 차이
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뷜레 로망 엘.
소시에떼 데 프로듀이 네슬레 에스.에이.
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Abstract

커피향 기체 기체 건조방법. 커피향 기체의 스트림을 커피향 기체커피향 성분은 최소화하지만 물분자를 제거할 정도의 크기의 공극을 갖는 제올라이트를 함유하는 분자체와 접촉시킨다. 따라서 커피향 기체로부터 물이 제거된다. 커피향 기체를 향 성분의 손실이 감소될 정도까지 건조시킬 수 있다.Coffee gas gas drying method. The stream of coffee-flavored gas is contacted with a molecular sieve containing zeolite that has a pore size that minimizes the coffee-flavored gas coffee component but removes water molecules. Thus, water is removed from the coffee aroma gas. The coffee aroma gas can be dried to such an extent that the loss of flavor components is reduced.

Description

커피향 기체의 처리Treatment of coffee flavored gas

도 1은 건조 공정의 도식적인 흐름 다이아그램이고;1 is a schematic flow diagram of a drying process;

도 2는 건조 칼럼의 부분 단면도이며;2 is a partial cross sectional view of a drying column;

도 3은 도 2의 라인 2-2를 따라 취한 부분 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view taken along the line 2-2 of FIG. 2.

도 1을 인용하여, 커피 추출 시스템(비명시)으로부터 수득된 커피향기체를 향 라인 58을 통해 도입한다. 커피향 기체를 커피 추출시에 향의 어떤 적합한 원으로부터 수득할 수 있으며; 상기 커피향 기체는 불활성 기체로써 신선한 분쇄된 볶은 커피를 방산하고, 볶은 분쇄된 커피를 분쇄하는 동안 분쇄기를 수세하고, 볶은 분쇄된 커피를 수증기로 쏘이고, 커피를 추출하는 동안 방출된 기체를 수집하여, 커피 추출물을 기체 방산등에 의해 수득한다.Referring to FIG. 1, the coffee fragrance obtained from the coffee extraction system (not shown) is introduced via the fragrance line 58. Coffee aroma gas can be obtained from any suitable source of aroma upon coffee extraction; The coffee flavor gas disperses fresh ground roasted coffee as an inert gas, washes the grinder while grinding roasted ground coffee, stirs the roasted ground coffee with water vapor, and collects the gas released during coffee extraction. , Coffee extract is obtained by gas dissipation and the like.

그의 원에 따라, 커피향 기체는 통상적으로 불활성 방산 기체(예를들어, 질소, 헬륨 또는 이산화탄소 또는 질소 및 헬륨의 또는 이산화탄소의 혼합물)의 혼합물, 커피향, 이산화탄소 및 수분으로서 제조된다.Depending on its source, the coffee flavor gas is typically prepared as a mixture of inert dissipating gas (eg nitrogen, helium or carbon dioxide or a mixture of nitrogen and helium or a mixture of carbon dioxide), coffee flavor, carbon dioxide and moisture.

커피향 기체의 원, 볶은 공정의 급냉시에 사용된 물의 양, 커피의 입자 크기, 커피의 처리 및 불활성 기체의 질량 대 커피의 질량 향 라인 58의 비와 같은 요인에 따라, 향 라인 58을 통해 들어가는 커피향 기체의 물 함량은 매우 광범위할 수 있으며; 예를들어, 약 3 내지 약 10g-물/kg-건조 기체이다.Through incense line 58, depending on factors such as the source of the coffee aroma gas, the amount of water used in the quenching of the roasting process, the grain size of the coffee, the treatment of the coffee and the ratio of the mass of the inert gas to the mass of the coffee incense line 58 The water content of the coffee flavor gas entering can be very wide; For example, from about 3 to about 10 g-water / kg-dry gas.

향 라인 58은 첫재 포 웨이 밸브 60으로 간다. 포 웨이 밸브 60은 2개의 향 입구 라인 21a, 21b 중의 어느쪽으로도 향 라인 58을 연결한다.Incense line 58 goes to the first four-way valve 60. Four-way valve 60 connects incense line 58 to either of the two incense inlets lines 21a, 21b.

2개의 향 입구 라인 21a, 21b 중 다른 하나는 기체 배출기 64로 연결된다.The other of the two fragrance inlet lines 21a, 21b is connected to the gas outlet 64.

도면은 향 입구 라인 21b이 기체 배출기 64에 연결되는 반면 향 라인 58이 향 입구 라인 21a에 연결되는 것을 설명한다. 포 웨이 밸브 60으로 적절하게 돌아서, 향 라인 58은 향 입구 라인 21a가 기체 배출기 64에 연결되는 반면 향 입구 라인 21b에 연결될 수 있다.The figure illustrates that the incense inlet line 21b is connected to the gas outlet 64 while the incense line 58 is connected to the incense inlet line 21a. Turning properly to the four-way valve 60, the incense line 58 may be connected to the incense inlet line 21b while the incense inlet line 21a is connected to the gas outlet 64.

향 입구 라인 21a는 향 입구 라인 21b가 제2건조 칼럼 20b에 연결되는 반면 제1건조 칼럼 20a에 이른다. 따라서, 향 라인 58을 통해 들어 가는 커피향 기체는 제1건조 칼럼 20a로 이동한다.The incense inlet line 21a leads to the first dry column 20a while the incense inlet line 21b is connected to the second dry column 20b. Thus, the coffee fragrance gas entering through the fragrance line 58 moves to the first drying column 20a.

건조 컬럼 20a, 20b는 동일하며 건조 칼럼이 인용 숫자 20과 동일할때 도 2 및 3에서 가장 잘 설명된다. 이제 도 2 및 도 3을 언급하면, 건조 칼럼 20은 그의 상부에서 상부 플랜지 32b 및 그의 하부 끝에서 하부 플랜지 32c를 갖는 관상 쉘 29를 형성한다. 복수개의 관 27은 관상 쉘 29에 수직적으로 위치해 있어서 상부 끝으로부터 관상 쉘 29의 하부 끝까지 확장된다.Drying columns 20a and 20b are the same and are best described in FIGS. 2 and 3 when the drying column is equal to the reference numeral 20. Referring now to FIGS. 2 and 3, drying column 20 forms a tubular shell 29 having an upper flange 32b at its top and a lower flange 32c at its lower end. The plurality of tubes 27 are located perpendicular to the tubular shell 29 extending from the upper end to the lower end of the tubular shell 29.

각각의 관 27은 제올라이트 비드로써 채워진다. 제올라이트 비드는 상업적으로 유용하며 예를들어, Degussa GmbH of Germany and CU Chemie Uetikon of Uetikon, Switzerland사로부터 수득할 수 있다.Each tube 27 is filled with zeolite beads. Zeolite beads are commercially available and can be obtained, for example, from Degussa GmbH of Germany and CU Chemie Uetikon of Uetikon, Switzerland.

상부 폐구 25는 관상 쉘 29의 상부 끝에 걸쳐 위치하여 폐구 25를 봉하고 있다. 상부 폐구 25는 플랜지 32b에 예를들어, 볼트에 이해 고정될 수 있는 플랜지 32a를 가져서, 관상 쉘 29상에 상부 폐구 25를 고정한다.The upper closure 25 is located over the upper end of the tubular shell 29 to seal the closure 25. The upper closure 25 has a flange 32a that can be secured to the bolt 32b, for example, to the bolt, thereby securing the upper closure 25 on the tubular shell 29.

상부 폐구 25는 기체 입구 라인 21로부터 커피향 기체를 유입하기 위해 압구 틈 30을 가진다.The upper closure 25 has an inlet gap 30 for introducing coffee flavored gas from the gas inlet line 21.

유사하게 하부 폐구 26은 관상 쉘 29의 하부 끝에 걸쳐 위치하여 폐구 25를 봉하고 있다. 하부 폐구 26은 플랜지 32c, 예를들어, 볼트에 의해 고정될 수 있는 플랜지 32d를 가진다. 천공판 28은 아래에 위치될 상부의 개구면에 하부 폐구 26 내에 돌출해 있어 하부 폐구 26이 관상 쉘 29 상에 봉해질때 관 27과 접촉한다. 상기 방법에서, 관 27로부터 제올라이트의 손실을 방지할 수 있다. 하부 폐구 26은 향 출구 라인 22를 통해 커피향 기체의 입구에 대해 출구 틈 31을 가진다.Similarly, the lower closure 26 is located over the lower end of the tubular shell 29 to enclose the closure 25. The lower closure 26 has a flange 32c, for example a flange 32d which can be fixed by a bolt. The perforated plate 28 protrudes in the lower closure 26 at the upper opening face to be positioned below so that it contacts the tube 27 when the lower closure 26 is sealed on the tubular shell 29. In this way, the loss of zeolite from tube 27 can be prevented. The lower closure 26 has an outlet gap 31 with respect to the inlet of the coffee flavor gas via the flavor outlet line 22.

제올라이트에 의한 물의 흡착은 발열 공정이므로 따라서 에너지는 공정 동안 방출된다. 하지만, 제올라이트의 흡착능은 온도가 증가함에 따라 감소한다. 따라서, 흡착 공정 동안에, 특히 온도가 10℃ 이상일때, 제올라이트를 냉각하는 것을 기술할 수 있다. 따라서 관상 쉘 29는 그이 하부 끝 근처에 냉각물질 입구 33 및 그의 상부 근처에 냉각물질 출구 34를 가진다.Adsorption of water by the zeolite is an exothermic process and therefore energy is released during the process. However, the adsorption capacity of zeolite decreases with increasing temperature. Thus, cooling of the zeolite can be described during the adsorption process, especially when the temperature is above 10 ° C. The tubular shell 29 thus has a coolant inlet 33 near its lower end and a coolant outlet 34 near its upper end.

냉각물질 입구 라인 23은 냉각물질 입구 33에 연결되고 냉각물질 출구 라인 24는 냉각물질 출구에 연결된다. 상기 방법에서, 냉각물질은 관상 쉘 29에 도입되어 주위에 흐르고 제올라이트를 함유하는 관 27을 냉각시킨다.The coolant inlet line 23 is connected to the coolant inlet 33 and the coolant outlet line 24 is connected to the coolant outlet. In this method, a cooling material is introduced into the tubular shell 29 and flows around to cool the tube 27 containing the zeolite.

배플 38 등은 관상 쉘 29에 위치하여 최적의 흐름 조건을 수득한다.Baffle 38 and the like are placed in the tubular shell 29 to obtain optimum flow conditions.

전술된 바로서 냉각물질 흐름을 커피향 기체에 향류로 하고자 해도, 시스템은 쉽게 병류로 바뀔 수 있다. 어떤 적합한 유체, 기체 또는 액체를 냉각물질로서 사용할 수 있다. 물은 특히 비확장적이며 조절하기 쉬우크로 적합하다. 냉각물질의 온도는 흡착 공정의 온도가 20℃ 내지 80℃ 사이를 유지하도록 해야 한다. 특히, 제올라이트는 커피향 기체의 이슬점 이상의 온도에서 유지되어 물을 제거하는 비선택적 방법인 응축을 방지하는 것이 바람직하다.As described above, even if the coolant flow is countercurrent to the coffee flavored gas, the system can be easily switched to cocurrent. Any suitable fluid, gas or liquid may be used as the cooling material. Water is particularly non-expandable and suitable for easy adjustment. The temperature of the cooling material should be such that the temperature of the adsorption process is maintained between 20 ° C and 80 ° C. In particular, the zeolite is preferably kept at a temperature above the dew point of the coffee-flavored gas to prevent condensation, a non-selective method of removing water.

향 출구 라인 22를 통해 건조 칼럼 20을 나가는 건조된 향 기체의 물 함량은 관 27에서 제올라이트 층의 길이, 관 27에서 커피향 기체의 속도, 제올라이트의 온도, 운저 압력, 및 건조 칼럼 20으로 들어가는 커피향 기체의 수분 함량의 함수이다. 따라서, 상기 변수를 채택하여 건조된 향 기체의 바람직한 물 함량을 수득할 수 있다. 상기는 당해업자에 의해 수행될 수 있다.The water content of the dried fragrance gas leaving the drying column 20 through the fragrance outlet line 22 is determined by the length of the zeolite layer in tube 27, the rate of the coffee fragrance gas in tube 27, the temperature of the zeolite, the brew pressure, and the coffee entering the drying column 20 It is a function of the moisture content of the fragrance gas. Thus, the above parameters can be adapted to obtain the desired water content of the dried fragrance gas. This can be done by one skilled in the art.

하지만, 통상적으로, 건조된 향 기체의 물 함량은 약 0.1 내지 약 2g-물/kg-건조 기체로 변한다.Typically, however, the water content of the dried fragrance gas varies from about 0.1 to about 2 g-water / kg-dry gas.

제올라이트 층에 컬럼 압력 강하는 별다른 제한 없이 쉽게 유지될 수 있다:예를들어, 약 4kPa 내지 약 6kPa. 대부분 상업적인 출원에 있어서, 건조 컬럼은 길이가 바람직하게는 약 0.5m 내지 약 2m이다. 또한 건조 칼럼 20은 제거되어야 할 물의 각 킬로그램당 바람직하게는 약 5kg 내지 약 20kg이 제올라이트를 함유한다.The column pressure drop in the zeolite layer can be easily maintained without any restriction: for example, about 4 kPa to about 6 kPa. In most commercial applications, the dry column is preferably about 0.5 m to about 2 m in length. Drying column 20 also preferably contains about 5 kg to about 20 kg of zeolite for each kilogram of water to be removed.

다시 도 1을 인용하면, 제1건조 칼럼 20a로부터 향 출구 라인 22a 및 제2건조 칼럼 20b로부터 향 출구 라인 22b는 각각 제2포웨이 밸브 62로 간다. 제2포웨이 밸브 62는 2개의 향 출구 라인 22a, 22b 어느쪽도 향 공급 라인 66 또는 재생라인 68 어디라도 연결된다. 도면은 향 출구 라인 22b가 재생라인 68 연결되는 반면 향 출구 라인 22a가 향 공급 라인 66에 연결되는 것을 설명한다. 제2포웨이 밸브 62를 적절히 돌려서, 향 출구라인 22a는 향 출구 22a가 향 공급라인 66에 연결되는 반면, 재생라인 68에 연결될 수 있다.Referring back to FIG. 1, incense outlet line 22a from first drying column 20a and incense outlet line 22b from second drying column 20b respectively go to second poway valve 62. The second four-way valve 62 is connected to either the incense supply line 66 or the regeneration line 68 at either of the two incense outlet lines 22a, 22b. The figure illustrates that the incense outlet line 22b is connected to the regeneration line 68 while the incense outlet line 22a is connected to the incense supply line 66. By properly turning the second four-way valve 62, the incense outlet line 22a can be connected to the regeneration line 68 while the incense outlet 22a is connected to the incense supply line 66.

향 공급라인 66은 건조된 향 기체가 응축될 극저온 향 응축기 70까지 확장된다. 많은 적합한 향 응축기 70는 공지이고 문헌에 보고되어 있다.The incense feed line 66 extends to the cryogenic incense condenser 70 where the dried incense gas will condense. Many suitable fragrance condensers 70 are known and reported in the literature.

하지만, 바람직하게는 향 응축기 70은 상부 실린더형 부 및 하부 콘형 부의 형태로 된 하우징을 가진다. 콘형 부의 하부 끝은 개구 방출시에 종결된다. 몇몇 실린더형 72는 바람직하게는 다공성 스테인레스 스틸, 상부 실린더형 부내에 수직적으로 확장된다. 각 실린더형 여과기의 내부 내경은 기체 다기관 74에 연결된다.Preferably, however, the fragrance condenser 70 has a housing in the form of an upper cylindrical portion and a lower cone shaped portion. The lower end of the cone-shaped portion terminates upon opening release. Some cylindrical 72 preferably extends vertically within the porous stainless steel, upper cylindrical portion. The inner diameter of each cylindrical filter is connected to the gas manifold 74.

액체 형태에서 불활성 기체를 기체 도입 라인 76을 통해 액체 기체 원(비명시)으로부터 하우징내로 분무한다. 액체 불활성 기체는 바람직하게는 향 라인 58에서 불활성 기체와 동일하며, 더욱 바람직하게는 질소이다. 충분한 액체 불활성 기체는 하우징으로 분무되어 약 -80℃ 이하의 온도에서 하우징을 유지하지만, 액체 불활성 기체가 하우징내에 수증기화할 정도로 충분히 높다.In liquid form, an inert gas is sprayed from the gas source of liquid (if squeezed) into the housing via gas introduction line 76. The liquid inert gas is preferably the same as the inert gas in the fragrance line 58, more preferably nitrogen. Sufficient liquid inert gas is sprayed into the housing to maintain the housing at a temperature of about −80 ° C. or less, but high enough to vaporize the liquid inert gas in the housing.

따라서, 극저온 향 응축기 70으로 도입된 대부분 건조된 향 기체의 향 성분은 건조된 향기체를 운반하는 불활성 기체가 이산화탄소와 마찬가지로 그렇지 않은 반면, 빙결물로 응축시킨다. 향 빙결물은 하우징의 바닥에 떨어져서 방향 개구로 나간다. 불활성 기체는 실린더형 여과기 72를 통해 다기관 74로 흐른다. 일부 비말동반된 향 빙결물은 실린더형 여과기 72상에서 수집될 수 있지만, 상기는 정기적인 간격으로 실린더형 여과기 72를 통해 불활성 기체 뒷부분을 진동시켜서 제거하여 빙결물을 제거할 수 있다. 방출 개구를 통해 떨어지는 빙결물을 예를들어, 커피 오일과 같은 적합한 물질로 혼합하여 회수할 수 있다.Thus, the fragrance component of the mostly dried fragrance gas introduced into the cryogenic fragrance condenser 70 condenses into ice, while the inert gas carrying the dried fragrance is not the same as carbon dioxide. The fragrance freeze falls off the bottom of the housing and exits into the directional opening. Inert gas flows through the cylindrical filter 72 to the manifold 74. Some entrained fragrance freeze can be collected on the cylindrical filter 72, but it can be removed by vibrating the back of the inert gas through the cylindrical filter 72 at regular intervals to remove the freeze. Freezing falling through the discharge opening can be recovered by mixing with a suitable material such as, for example, coffee oil.

극저온 향 응축기 70의 운전의 추가의 상세한 설명은 미국 특허 제5,182,926호 및 제5,323,623호로부터 수득할 수 있으며, 인용에 의해 개시된다. 명백히 다른 극저온 향 응축기는 예를들어 미국 특허 제5,030,473호에서 개시되어 사용될 수 있다.Further details of the operation of the cryogenic fragrance condenser 70 can be obtained from US Pat. Nos. 5,182,926 and 5,323,623, which are disclosed by reference. Obviously other cryogenic fragrance condensers can be disclosed and used, for example, in US Pat. No. 5,030,473.

다기관 74로 흐르는 불활성 기체는 출구 가인 78을 통한 극저온 향 응축기 70으로 나가고 시스템을 통해 기체 순환을 유도하는 압축기 84에 의존한다. 상기 단에서 기체를 압축하는 것은 극저온 향 응축기 70에서 제거되는 것이 아니므로, 손상을 입지 않는다. 압축기 84로부터, 불활성 기체는 흐름 스플리터(splitter) 80으로 보낸다. 흐름 스플리터 80은 불활성 기체의 부분을 가열기 82로 향하게 하여 제올라이트 재생에 적합한 온도, 예를들어, 약 180℃ 내지 약 220℃가지 가열시킨다. 가열기 82를 나가는 가열된 불활성 기체를 제2포웨이 밸브 62를 통해 제2건조 칼럼 20b로 가는 재생라인 68에 공급한다. 불활성 기체 56에서 흐름 스플리터 80를 나가는 불활성 기체의 잔류물을 퍼지하거나 또는 추가의 사용을 위해 회수하거나 적합한 원으로부터 커피향을 방산한다.The inert gas flowing to manifold 74 relies on the compressor 84, which exits the cryogenic fragrance condenser 70 through the outlet channel 78 and induces gas circulation through the system. Compressing the gas in the stage is not removed in the cryogenic fragrance condenser 70 and is therefore not damaged. From compressor 84, the inert gas is sent to a flow splitter 80. Flow splitter 80 directs a portion of the inert gas to heater 82 to heat a temperature suitable for zeolite regeneration, such as from about 180 ° C to about 220 ° C. The heated inert gas exiting heater 82 is fed to regeneration line 68 to second drying column 20b via second poway valve 62. Purge the residue of inert gas leaving flow splitter 80 in inert gas 56 or recover for further use or disperse coffee flavor from a suitable source.

가열된 불활성 기체를 제2건조 칼럼 20b에 도입하기에 앞서, 냉각물질을 관상 쉘 29로부터 편리하게 배출하여 제올라이트를 더 빨리 가열할 수 있게 한다. 가열된 불활성 기체는 제2건조 칼럼 20b를 통해 흘러, 제올라이트에 의해 흡착된 수분을 뽑아내고 제올라이트를 재생한다. 제2건조 칼럼 20b를 나가는 수분성 불활성 기체는 기체 라인 21b를 통해 제1포웨이 밸브 60으로 가고 가스 배출기 64로 흐른다.Prior to introducing the heated inert gas into the second drying column 20b, the cooling material is conveniently expelled from the tubular shell 29 to allow for faster heating of the zeolite. The heated inert gas flows through the second drying column 20b to extract moisture adsorbed by the zeolite and to regenerate the zeolite. Moisture inert gas exiting the second drying column 20b flows through gas line 21b to the first four-way valve 60 and to the gas outlet 64.

사용시에, 커피향 기체를 수용하는 제1건조 칼럼 20a을 제1건조 칼럼 20a를 나가는 건조된 향 기체의 수분 함량이 시간에 따라 급속히 발생할때까지 운전할 수 있다. 이는 돌파시간으로서 언급된다. 상기 지점에서, 제올라이트는 그의 최대 물 수용능에 도달하기 시작했고 더 이상 분자체로서 적합하게 수행할 수 없다. 돌파시간에 걸린 시간은 제올라이트 및 들어오는 커피향 기체의 초기 수분 함량, 제올라이트의 양, 커피향 기체의 질량 유속등과 같은 많은 인자에 의존한다. 하지만, 어떠한 것을 적용하느냐에 따라 쉽게 결정할 수 있다. 또한 적합한 검출기들이 돌파시간의 개시에 검출하기 위해 향 출구 라인 22에 위치한다. 통상적으로, 공업적인 조건하에서, 건조 칼럼 20은 돌파시간이전에 약 3 내지 약 10시간 동안 운전될 수 있다.In use, the first drying column 20a containing the coffee fragrance gas may be operated until the moisture content of the dried fragrance gas exiting the first drying column 20a occurs rapidly over time. This is referred to as breakthrough time. At this point, the zeolite has begun to reach its maximum water capacity and can no longer perform suitably as a molecular sieve. The time taken for breakthrough depends on many factors such as the initial moisture content of the zeolite and incoming coffee flavor gas, the amount of zeolite, the mass flow rate of the coffee flavor gas, and the like. However, it's easy to decide which one to apply. Suitable detectors are also located at the directional exit line 22 to detect at the onset of breakthrough time. Typically, under industrial conditions, drying column 20 may be operated for about 3 to about 10 hours before breakthrough time.

제1건조 칼럼 20a에서 돌파시간에 걸린 시간은 제2건조 칼럼 20b에서 제올라이트가 재생되어야할 시간에 대해 충분하다. 일단 재생되면 제2건조 칼럼 20b에서 제올라이트는 약 20℃ 내지 약 80℃의 온도에서 이론적으로 냉각된다. 상기는 가열기 82를 끄고 냉각 불활성 기체가 제2건조 칼럼 20b를 통해 흐를 수 있도록 하여 달성할 수 있다. 또한, 바람직하다면, 냉각물질을 제2건조 칼럼 20b의 관상 쉘 29를 통해 흐르게 할 수 있다.The time taken for breakthrough time in the first drying column 20a is sufficient for the time at which the zeolite should be regenerated in the second drying column 20b. Once regenerated, the zeolite in the second drying column 20b is theoretically cooled at a temperature of about 20 ° C to about 80 ° C. This can be accomplished by turning off heater 82 and allowing the cooling inert gas to flow through second drying column 20b. Also, if desired, the cooling material can be flowed through the tubular shell 29 of the second drying column 20b.

따라서 시스템은 반-연속식 형태로 운전될 수 있다. 유입되는 커피향 기체를 수용하는 제1건조 칼럼 20a가 일단 돌파시간에 도달하면, 제1포웨이 밸브 60은 유입되는 커피향 기체가 제2건조 칼럼 20b로 향하도록 스위치 된다. 또한, 제2포웨이 배브 62는 스위치되어 제2건조 칼럼 20b를 향 공급 라인 66에 연결시키고 재생라인 68을 제1건조 칼럼 20a에 연결시킨다. 유입하는 커피향 기체는 다음에 제2건조 칼럼 20b에서 건조되고 제1건조 칼럼 20a는 상기 전술된 바와 같이 재생된다.The system can thus be operated in semi-continuous form. Once the first drying column 20a containing the incoming coffee fragrance gas has reached its breakthrough time, the first four-way valve 60 is switched so that the incoming coffee fragrance gas is directed to the second drying column 20b. In addition, the second four-way barb 62 is switched to connect the second drying column 20b to the fragrance supply line 66 and the regeneration line 68 to the first drying column 20a. The incoming coffee flavor gas is then dried in the second drying column 20b and the first drying column 20a is regenerated as described above.

본 발명의 범주를 벗어나지 않고 기술된 구현예에 의해 명백히 수많은 개질이 행해졌다. 예를들어, 2개의 건조 칼럼 20을 가질 필요가 없다.Obviously numerous modifications have been made by the described embodiments without departing from the scope of the invention. For example, it is not necessary to have two dry columns 20.

만일, 회분식 형태에서 운전하는 것이 용이하다면, 하나의 건조 칼럼 20을 사용할 수 있다. 유사하게, 2개 이상의 건조 칼럼 20을 사용할 수 있다.If it is easy to operate in batch form, one drying column 20 can be used. Similarly, two or more dry columns 20 can be used.

또한 건조 칼럼을 수직으로 할당할 필요는 없으며; 수평하게 하거나 또는 원하는 각도로 할당할 수 있다. 또한 건조 칼럼 20은 쉘 형태 관형 칼럼일 필요가 없으며; 어떤 형태의 고정층 시스템도 사용할 수 있다. 또한, 선택된 유속 건조하에서, 건조동안 제올라이트의 온도 상승은 작고, 냉각을 시킬 필요는 감소되거나 또는 완전히 없어진다.It is also not necessary to assign the drying column vertically; It can be leveled or assigned to the desired angle. In addition, the drying column 20 need not be a shell type tubular column; Any type of fixed bed system can be used. In addition, under selected flow rate drying, the temperature rise of the zeolite during drying is small and the need for cooling is reduced or completely eliminated.

만일 커피향 기체의 수분 함량이 매우 높으면, 예를들어, 만일 커피향 기체를 커피 추출물을 수증기 방산하여 수득한다면, 커피향 기체를 건조 칼럼으로 도입하기에 앞서 커피향 기체로부터 수분을 부분적으로 응축시키는 것이 바람직하다. 상기 방법에서, 물로써 건조 칼럼을 급속히 포화시키는 것은 피하는 것이 좋다. 일부 향은 응축기에서 손실되지만, 이는 허용가능한 제한내에 유지될 수 있다.If the moisture content of the coffee flavor gas is very high, for example, if the coffee flavor gas is obtained by steam dissipating the coffee extract, the coffee flavor gas may be partially condensed from the coffee flavor gas prior to introduction into the drying column. It is preferable. In this method, it is desirable to avoid rapid saturation of the drying column with water. Some fragrance is lost in the condenser, but it can be kept within acceptable limits.

본 발명은 커피향 기체를 건조시키는 방법 및 커피향 기체 건조에 사용하는 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a method of drying coffee-flavored gas and an apparatus for use in drying coffee-flavored gas.

추출, 농축 및 건조를 수반하는 상업적 방법으로부터 수득된 인스턴트 커피 분말을 통상적으로 실질적으로 향이 없다. 하지만, 소비자들은 질좋은 커피 제품의 커피향을 선호하므로 커피 제품이 향을 가지는 것은 중요하다. 커피 제품이 커피향이 결여되면, 제품의 소비자 인식의 역효과가 난다.Instant coffee powders obtained from commercial methods involving extraction, concentration and drying are typically substantially fragrant. However, it is important for a coffee product to have a fragrance because consumers prefer a good coffee product. If a coffee product lacks coffee aroma, it adversely affects consumer perception of the product.

이러한 이유로, 인스턴트 커피를 가공하는 동안 발산되는 커피향의 회수 및 나중에 상기 향을 인스턴트 커피 분말에 재혼입하는 것은 통상적인 일이다.For this reason, it is common to recover coffee aromas emitted during processing of instant coffee and to later incorporate them into instant coffee powder.

커피향 기체를 인트턴트 커피를 가공하는 동안 몇몇 지점에서 회수할 수 있다. 하지만 커피향 기체는 대부분 통상적으로 볶은 커피를 분쇄하는 동안에 농축에 앞서 커피 추출물을 수증기 방산하고 커피 고형물을 건조시켜 회수한다. 통상적으로 회수된 커피향 기체는 감소되지 않는다면, 향의 하부 스트림 가공시에 안정성 문제 및 복잡함을 야기시키는 정도의 수분을 함유한다. 이러한 이유로, 커피향 기체로부터 가능한한 수분을 많이 제거하려고 노력하는 것이 보통이다.Coffee flavored gas may be recovered at several points during the processing of the intact coffee. However, most coffee-flavored gases are typically recovered by steam dissipating the coffee extract prior to concentration and drying the coffee solids during grinding of the roasted coffee. The recovered coffee flavor gas typically contains a degree of moisture that, if not reduced, causes stability problems and complexity in processing the downstream stream of flavor. For this reason, it is common to try to remove as much moisture as possible from the coffee flavor gas.

통상적으로 향 기체 전체가 응축되거나 동결될 정도로 그렇게 낮지는 않지만 수분을 응축시킬 정도로 충분히 낮은 온도에서 운전된 하나이상의 응축기를 통해 커피향 기체를 정제함으로써 커피향 기체로부터 수분을 제거한다.Typically the moisture is removed from the coffee flavor gas by purifying the coffee flavor gas through one or more condensers operated at a temperature low enough to condense the moisture but not so low that the entire flavor gas is condensed or frozen.

0℃ 내지 20℃의 범위에서의 온도가 통상적으로 사용된다. 응축기들은 대부분 수분을 제거하는데 효과적이지만, 수분 제거시에, 또한 응축기는 수용액내에 용해가능한 많은 향 성분을 제거한다. 상기는 궁극적으로 회수된 향에서 일부 불균형을 가져올 수 있다.Temperatures in the range of 0 ° C to 20 ° C are commonly used. Condensers are most effective at removing moisture, but upon removal of moisture, the condenser also removes many of the fragrance components soluble in the aqueous solution. This may ultimately lead to some imbalance in the recovered fragrance.

미국 특허 제5,342,639호는 커피향 기체를 황산 칼슘 과립을 함유한 건조층을 통과시켜 수분량을 추가로 제거하는 방법을 개시한다. 층을 나가는 향 기체를 수집하여 혼합한다. 층을 나가는 향 기체의 수분 함량이 1000ppm. 이 되기전에 일단 과립의 수분 함량이 4.3중량%가 되기만 하면 공정은 종결된다. 다음에 과립은 재생되어야 한다. 수집된 향 기체들은 수분 함량이 약 200ppm.을 초과하지 않도록 해야한다.U. S. Patent No. 5,342, 639 discloses a method in which coffee flavor gas is further passed through a dry layer containing calcium sulfate granules to further remove water content. Collect and mix the fragrance gas exiting the bed. The moisture content of the fragrance gas leaving the bed is 1000 ppm. Before this, the process is terminated once the granular water content is 4.3% by weight. The granules must then be regenerated. The collected fragrance gases should ensure that the moisture content does not exceed about 200 ppm.

상기 공정은 3가지 주요 결점이 있다:첫째, 층의 흡착 능력이 낮으며; 둘재, 층을 가로지는 압력 강하가 높으며, 세째로, 과립의 재생에 에너지가 많이 들고 긴 시간의 기간을 필요로 한다. 상기 결점은 다른 문제를 일으킨다. 특히, 흡착 능력이 낮으므로, 공정은 대량의 건조제를 필요로 하며, 따라서 비싼 장치가 든다. 또한, 적합한 운전 시간을 제공하기 위해, 미국 특허는 대부분의 물을 향 기체를 황산 칼슘과 접촉시키기 앞서 응축기를 사용하여 제거할 것을 제안하고 있다. 앞서 언급된 바대로, 상기는 어떤 향 성분이 소실되는 것을 의미한다. 또한 고압 강하는 기체가 압축되어야 하므로, 불안정한 향 성분의 손상을 입을 수 있는 방법임을 의미한다.The process has three main drawbacks: first, the adsorption capacity of the bed is low; Secondly, the pressure drop across the bed is high, and thirdly, the regeneration of the granules is energetic and requires a long period of time. This drawback raises another problem. In particular, since the adsorption capacity is low, the process requires a large amount of desiccant and therefore expensive equipment. In addition, to provide a suitable operating time, the US patent proposes to remove most of the water using a condenser prior to contacting the fragrance gas with calcium sulfate. As mentioned above, this means that any flavor component is lost. In addition, the high pressure drop means that the gas must be compressed, so that the unstable fragrance may be damaged.

본 발명의 목적은 향 기체로부터 수분을 선택적으로 제거할 수 있는 향기체를 건조시키는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of drying the fragrance which can selectively remove moisture from the fragrance gas.

따라서, 본 발명은 커피향의 스트림을 커피향 기체로부터 커피향 성분을 최소화하는 반면 물 분자를 제거할 정도의 크기의 공극을 갖는 제올라이트를 함유하는 분자체와 접촉시키는 것으로 이루어진, 커피향을 건조시키는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention consists in contacting a stream of coffee aroma with a molecular sieve containing a zeolite having a pore sized to remove water molecules while minimizing the coffee aroma component from the coffee aroma gas. To provide a way.

놀랍게도, 본 발명은 커피향 기체가 향 성분의 손실을 감소시킬 정도의 수준가지 건조될 수 있게 한다. 예를들어, 커피향 기체에서 80중량% 이상의 수분이 20중량% 이하의 향 성분이 손실될 정도로 제거된다. 상기 수분 제거 대 향 손실비는 응축기를 사용하여 수득될 수 있는 것보다 훨씬 낫다.Surprisingly, the present invention allows the coffee flavor gas to be dried to such a level that it reduces the loss of flavor component. For example, at least 80% by weight of moisture in the coffee aroma gas is removed to such an extent that up to 20% by weight of flavor components are lost. The water removal counter loss ratio is much better than what can be obtained using a condenser.

또한 수득된 향은 고품질이며 케케묵은 흔적 또는 불완전한 향 분포와 같은 악 효과를 내지 않는다. 또한, 분자체는 높은 물부하능을 가지므로, 분자체를 재생할 필요없이 확장된 기간 동안 커피향 기체로부터 수분을 제거하는데 사용할 수 있다.The aromas obtained are also of high quality and do not produce adverse effects such as cracked traces or incomplete aroma distribution. In addition, the molecular sieve has a high water load capacity, and thus can be used to remove moisture from the coffee flavor gas for an extended period of time without the need to regenerate the molecular sieve.

바람직하게는, 커피향 기체에서 커피향 성분의 약 20중량% 이하를 분자체에 의해 제거하고; 더욱 바람직하게는 향 성분의 약 15중량% 이하, 예를들어, 약 10중량% 이하를 제거하는 것이다.Preferably, up to about 20% by weight of the coffee flavor component in the coffee flavor gas is removed by molecular sieve; More preferably, about 15% or less by weight of the fragrance component is removed, for example about 10% by weight or less.

제올라이트의 결정질 격자내에서 공극 개구의 평균 직경은 바람직하게는 0.5nm 이하, 예를들어 0.4nm 또는 0.3nm이다. 0.3nm의 평균 공극 직경을 갖는 제올라이트가 바람직하다. 물 분자는 약 0.26nm의 직경을 가진 것으로 추정되므로, 약 0.3nm의 평균 공극 직경을 가진 제올라이트를 사용하여, 물분자를 향 분자이하의 크기로 흡착할 수 있다. 상기 방법에서, 향성분의 손실을 최소화할 수 있다.The average diameter of the pore openings in the crystalline lattice of the zeolite is preferably equal to or less than 0.5 nm, for example 0.4 nm or 0.3 nm. Zeolites having an average pore diameter of 0.3 nm are preferred. Since water molecules are estimated to have a diameter of about 0.26 nm, zeolites having an average pore diameter of about 0.3 nm can be used to adsorb water molecules to a size of less than aromatic molecules. In this way, the loss of fragrance components can be minimized.

바람직하게는, 제올라이트는 A형 제올라이트이다. A형 제올라이트는 화학식 M2O·Al2O·xSiO2·yH2O의 알루미노실리케이트이고, 이때 x는 2; 충분히 수화될때, y는 4.5이고 M은 금속 이온이며; 바람직하게는 Na, K, Mg, Ca, Sr 및 Ag로부터 선택된다. 0.3nm의 평균 공극 직경을 가진 3A 형 제올라이트가 특히 바람직하다. 0.5nm의 평균 공극 직경을 가진 5A형 제올라이트는 허용 불가능하게 높지는 않을 정도만큼 제거된 향의 양이 더 많을 수도 있지만 완전히 적합하게 운용될 것이다.Preferably, the zeolite is A-type zeolite. A-type zeolite is an aluminosilicate of the formula M 2 O · Al 2 O · xSiO 2 · yH 2 O, wherein x is 2; When fully hydrated, y is 4.5 and M is a metal ion; Preferably from Na, K, Mg, Ca, Sr and Ag. Particular preference is given to 3A type zeolites having an average pore diameter of 0.3 nm. Type 5A zeolites with an average pore diameter of 0.5 nm may have a greater amount of odor removed than would be unacceptably high, but will operate fully suitably.

분자체는 분말, 비드, 성형 형태, 또는 소결 형태의 형태일 수 있다.The molecular sieve may be in the form of powder, beads, shaped form, or sintered form.

바람직하게는 분자체는 비드 형이다. 비드의 직경은 바람직하게는 약 1 내지 약 5mm이다. 더욱 바람직하게는 약 2mm 내지 약 3mm이다. 편리하게, 분자체는 커피향 기체의 스트림이 흐르는 충진층의 형태로 배열된다.Preferably the molecular sieve is bead type. The diameter of the beads is preferably about 1 to about 5 mm. More preferably about 2 mm to about 3 mm. Conveniently, the molecular sieves are arranged in the form of a packed bed in which a stream of coffee flavored gas flows.

바람직하게는 커피향 기체의 스트림을 약 20℃ 내지 약 80℃, 더욱 바람직하게는 20℃ 내지 60℃의 범위내의 온도에서 분자체와 접촉시킨다.Preferably the stream of coffee flavor gas is contacted with the molecular sieve at a temperature in the range of about 20 ° C to about 80 ° C, more preferably 20 ° C to 60 ° C.

실질적으로 일정한 온도에서 분자체를 유지하기 위해 분자체를 커피 향기체와 접촉시키는 동안 냉각시킬 수 있다. 상기는 물을 흡착하는 분자체능의 감소를 방지하는 장점이 있으며; 물흡착능은 온도가 증가하면 감소한다.The molecular sieve can be cooled during contact with the coffee fragrance to maintain the molecular sieve at a substantially constant temperature. This has the advantage of preventing a decrease in molecular capacity to adsorb water; Water adsorption capacity decreases with increasing temperature.

커피향 기체의 스트림은 바람직하게는 약 0.5초 내지 약 20초, 예를들어, 약 1초 내지 약 5초 동안 분자체와 접촉하여 체류하는 시간을 가진다. 약 1초 내지 약 2초의 체류시간이 특히 바람직하다.The stream of coffee-flavored gas preferably has a time to stay in contact with the molecular sieve for about 0.5 seconds to about 20 seconds, for example, about 1 second to about 5 seconds. Particularly preferred is a residence time of about 1 second to about 2 seconds.

분자체를 가로지르는 압력 강하는 바람직하게는 약 2kPa 내지 약 100kPa, 예를들어, 약 4kPa 내지 약 6kPa이다. 상기 크기의 압력 강하는 충분히 작아서 향 기체의 실질적인 압축을 피할 수 있다.The pressure drop across the molecular sieve is preferably from about 2 kPa to about 100 kPa, for example from about 4 kPa to about 6 kPa. The pressure drop of this magnitude is small enough to avoid substantial compression of the fragrance gas.

바람직한 구현예에서, 필요시간 이하 동안 분자체를 통해 커피향 기체의 스트림을 흐르게 하여 분자체를 물로써 포화시키고, 다음에 분자체를 통해 커피향 기체의 스트림의 흐름을 종결시킨다. 그리고, 뜨거운 건조기체를 분자체를 통해 흐르게 하여 분자체를 재생시켜 분자체에서 물을 추출해낸다.In a preferred embodiment, a stream of coffee flavor gas is flowed through the molecular sieve for less than the required time to saturate the molecular sieve with water and then terminate the flow of the stream of coffee flavor gas through the molecular sieve. Then, the hot dry sieve is flowed through the molecular sieve to regenerate the molecular sieve to extract water from the molecular sieve.

커피향 기체의 스트림은 바람직하게는 충분한 시간 동안 분자체를 통해 흐르게 하여 약 10중량% 내지 약 20중량%; 예를들어, 약 15중량% 내지 약 20중량%까지 분자체의 수분 함량이 되게 한다. 시간은 약 1시간 내지 약 12시간; 바람직하게는 약 6시간 내지 약 10시간; 예를들어, 약 8시간일 수 있다.The stream of coffee-flavored gas preferably flows through the molecular sieve for a sufficient time to allow about 10% to about 20% by weight; For example, from about 15% to about 20% by weight of the molecular sieve. The time is about 1 hour to about 12 hours; Preferably from about 6 hours to about 10 hours; For example, it may be about 8 hours.

분자체는 바람직하게는 약 180℃ 내지 약 220℃까지 가열된 기체를 사용하게 재생된다. 분자체를 재생하는데 요구된 시간은 약 3시간 내지 약 6시간일 수 있다. 분자체의 재생은 분자체의 수분 함량이 약 2중량% 이하로 감소될때 종결된다.The molecular sieve is preferably regenerated using a gas heated to about 180 ° C to about 220 ° C. The time required to regenerate the molecular sieve can be from about 3 hours to about 6 hours. Regeneration of the molecular sieve ends when the water content of the molecular sieve is reduced to about 2% by weight or less.

바람직하게는 2개 이상의 분자체를 제공하고 평행하게 한쌍으로 배열되며; 뜨겁고 건조한 기체가 다른 한쌍의 분자체를 통과하여 다른 한사으이 분자체를 재생하는 동안 커피향 기체의 스트림은 각 쌍의 하나의 분자체를 통과한다.Preferably two or more molecular sieves and arranged in pairs in parallel; The stream of coffee-flavored gas passes through each pair of molecular sieves, while the hot, dry gas passes through the other pair of molecular sieves to regenerate the molecular sieves.

상기 방법에서, 공정은 연속적인 형태로 운전될 수 있다.In this way, the process can be operated in a continuous form.

다른 측면에서, 본 발명은 하기로 이루어진, 커피향 기체의 스트림으로부터 수분을 제거하는 시스템을 제공한다:In another aspect, the present invention provides a system for removing moisture from a stream of coffee flavored gas, consisting of:

커피향 성분을 최소화하지만, 물 분자를 흡착할 정도의 크기의 공극을 갖는 제올라이트로 이루어진 분자체를 하나이상의 층을 함유하는 각각 한쌍의 건조기, 및 상기 한쌍의 건조기는 입구 끝 및 출구 끝을 가지며; 커피향 기체의 스트림으로부터 커피향을 응축시키고 스트림내에서 비응축 기체로부터 응축된 커피향을 분리시키기 위한 극저온 향 응축기이며, 상기 극저온 향 응축기는 커피향 기체의 스트림을 받기위한 입구 및 비응축 기체를 방출하기 위한 출구를 가지며; 한쌍의 건조기의 입구 끝에서 건조기를 통해 스트림을 흐르게 하기위해 스트림을 선택적으로 한쌍중의 하나 또는 다른 하나의 건조기로 보내기 위한 수단, 상기 첫째 흐름 방향 수단은 다른 건조기를 배기 장치와 연결하고; 및 한쌍의 건조기의 출구 끝에서 스트림이 흐르는 건조기로부터 스트림 및 극저온 응축기의 출구로부터의 응축 기체를 받고, 선택적으로 스트림을 극저온향 응축기의 입구로 보내고, 비응축 기체를 다른 건조기로 보내어 건조기를 통해 흐르게 하기위한 둘째 흐름 방향 수단.A pair of dryers each containing at least one layer of molecular sieves of zeolite having a pore sized to adsorb water molecules, but minimizing the coffee component, and the pair of dryers having an inlet end and an outlet end; A cryogenic flavor condenser for condensing coffee flavor from a stream of coffee flavor gas and separating the coffee flavor from the non-condensable gas in the stream, wherein the cryogenic flavor condenser is configured to provide an inlet and a non-condensable gas for receiving a stream of Has an outlet to discharge; Means for selectively sending the stream to one or the other of the pair of dryers for flowing the stream through the dryers at the inlet end of the pair of dryers, the first flow direction means connecting the other dryers to the exhaust device; And receiving condensate gas from the stream and the cryogenic condenser outlet from the stream flowing dryer at the outlet end of the pair of dryers, optionally directing the stream to the inlet of the cryogenic condenser, and sending the non-condensable gas to another dryer for flow through the dryer. Second flow direction means for.

바람직하게는 시스템은 추가로 비응축 기체가 건조기로 향하기 전에 비응축 기체를 약 180℃ 내지 약 220℃의 온도까지 가열하기 위한 가열수단으로 이루어진다.Preferably the system further comprises heating means for heating the non-condensable gas to a temperature of about 180 ° C. to about 220 ° C. before the non-condensable gas is directed to the dryer.

시스템은 또한 약 20℃ 내지 약 80℃의 범위의 온도에서 커피향 기체의 스트림을 받는 건조기의 분자체를 유지하기 위한 냉각 수단으로 이루어진다.The system also consists of cooling means for maintaining the molecular sieve of the dryer receiving a stream of coffee flavored gas at a temperature in the range of about 20 ° C to about 80 ° C.

본 발명의 구현예는 이제 하기의 도면을 인용하여 단지 예에 의해 기술될 것이다:Embodiments of the present invention will now be described by way of example only with reference to the following drawings:

[실시예 1]Example 1

270g의 볶은 분쇄된 커피 배치를 벤치-스케일 텀블러(tumber)에 둔다.270 g of roasted ground coffee batches are placed on a bench-scale tumbler.

텀블러의 드럼은 약 38℃(100℉)의 물 욕조에서 유지된다. 0.5리터/분의 유속으로 질소 기체를 텀블러에 도입하여 볶은 분쇄된 커피로부터 커피향을 방산한다. 결과 기체를 1g 또는 2g의 3A형 제올라이트를 함유한 카트리지를 통하게 한다. 제올라이트를 약 22℃(72℉) 내지 약 88℃(190℉)의 온도를 유지한다. 들어오고 나가는 카트리지의 기체는 매 10분 수분 함량 및 매 5분 향 함량을 분속하기 위해 채취한다. 공정은 약 1시간 동안 계속된다.The tumbler's drum is maintained in a water bath at about 38 ° C. (100 ° F.). Nitrogen gas is introduced into the tumbler at a flow rate of 0.5 liters / minute to dissipate the coffee flavor from the roasted ground coffee. The resulting gas is passed through a cartridge containing 1 g or 2 g of type 3A zeolite. The zeolite is maintained at a temperature of about 22 ° C. (72 ° F.) to about 88 ° C. (190 ° F.). Gas from the incoming and outgoing cartridges is taken to separate the moisture content every 10 minutes and the perfume content every 5 minutes. The process continues for about 1 hour.

카트리지를 나가는 건조된 향 기체를 수집하여 냄새를 맡는다.The dry fragrance gas exiting the cartridge is collected and smelled.

텀블러를 나가는 미건조된 기체를 또한 대조군으로서 수집하여 냄새를 맡는다. 아무런 차이가 감지되지 않고 건조된 향 기체는 잘 균형된 향 분포를 가진다.Undried gas leaving the tumbler is also collected and smelled as a control. No difference is detected and the dried fragrance gas has a well balanced fragrance distribution.

시험은 4A형 제올라이트로써 반복되고 결과는 약간 더 수분이 제거되고 향 손실이 많음에도 불구하고 유사하다.The test was repeated with type 4A zeolite and the results are similar despite slightly more water removal and more loss of fragrance.

[실시예 2]Example 2

직경 50mm 및 길이 800mm의 건조 칼럼을 1kg의 3A형 제올라이트로써 태운다. 건조 칼럼을 단열시켜 수직으로 배치한다. 커피향 기체를 질소기체로써 신선한 분쇄된 볶은 커피를 방산하여 수집한다. 커피향 기체는 약 20g-물/kg 건조 기체의 수분 함량을 가진다.A drying column 50 mm in diameter and 800 mm in length is burned with 1 kg of 3A type zeolite. The drying column is insulated and placed vertically. The coffee flavor gas is collected by dissipating fresh ground roasted coffee as nitrogen gas. The coffee aroma gas has a moisture content of about 20 g-water / kg dry gas.

커피향 기체를 약 4.4kg/hr의 유속으로 약 4시간 동안 건조 칼럼으로 보낸다. 표본을 건조 칼럼으로 들어가는 커피향 기체 및 건조 칼럼을 나가는 커피향 기체로부터 취한다.Coffee flavor gas is sent to the drying column for about 4 hours at a flow rate of about 4.4 kg / hr. Samples are taken from the coffee flavor gas entering the drying column and the coffee flavor gas leaving the drying column.

커피향 기체로부터 제거된 물의 양은 약 65중량%이다. 향 손실은 측정될 수 없다.The amount of water removed from the coffee aroma is about 65% by weight. Fragrance loss cannot be measured.

[실시예 3]Example 3

실시예 2의 공정을 다양한 형태의 제올라이트를 사용하고 다양한 다른 기간에서 반복한다. 결과는 하기와 같다:The process of Example 2 is repeated with various forms of zeolite and at various different time periods. The results are as follows:

향 손실 값은 통합된 값이다. 각각의 실행에 대해, 향 손실은 정상-상태 점근선에 도달하기 전에 시간에 따라 초기에 급속히 감소한다. 실행 1 내지 3에서, 정상-상태 점근선은 금방 도달하는데 이는 수즉된 결과가 실행이 더 긴 시간동안 수행된다면, 실제로 발생하는 것으로서, 수득될 것보다 더 높아는 것을 의미한다. 실행 4에서, 돌파시간은 약 350분 후에 도달하며 이는 물 제거 값이 감소되었다. 돌파시간에 앞서, 물 제거는 90중량% 이상이다.The fragrance loss value is an integrated value. For each run, the fragrance loss initially decreases rapidly over time before reaching steady-state asymptotes. In Runs 1 to 3, steady-state asymptotes arrive quickly, which means that the numbered results are higher than what would actually be obtained if the run was run for a longer time. In run 4, breakthrough time reached after about 350 minutes, which reduced the water removal value. Prior to breakthrough time, water removal is at least 90% by weight.

[실시예 4]Example 4

직경 40nm 및 길이 1000mm인 2개의 건조 칼럼을 각각 10kg의 3A형 제올라이트로써 채운다. 건조 칼럼을 단열시키고 수직으로 배치한다.Two dry columns 40 nm in diameter and 1000 mm in length were filled with 10 kg of 3A type zeolite, respectively. Insulate the drying column and place it vertically.

4g-물/kg 건조 기체의 수분 함량을 가진 커피향 기체는 7kPa 입구 게이지 압력에서 30Nm3/hr (Nm3은 0℃ 및 101.3kPa의 정상 조건에서 부피를 나타낸다)의 유속으로 2개의 건조 칼럼 중 제1건조 칼럼으로 보낸다. 커피향 기체는 건조 칼럼에서 0.6m/s의 속도를 가지고; 약 1.7초의 체류 시간을 가진다.Coffee-flavored gas with a moisture content of 4 g-water / kg dry gas was in two drying columns at a flow rate of 30 Nm 3 / hr at 7 kPa inlet gauge pressure (Nm 3 represents volume at normal conditions of 0 ° C. and 101.3 kPa). Send to the first drying column. Coffee-flavored gas has a speed of 0.6 m / s in the drying column; It has a residence time of about 1.7 seconds.

제1건조 칼럼을 나가는 건조된 커피향 기체는 제거된 초기 수분의 약 82중량% 내지 약 93중량%을 가진다. 건조 칼럼에서 손실된 향의 양은 제올라이트의 선택도가 개선됨에 따라 시간이 흐를수록 감소된다. 건조된 커피향 기체는 전술된 바 및 미국 특허 제5,182,926호에서 운전된 바와 같이 극저온 응축기로 보낸다. 응축된 커피향을 수직하고 커피 오일에서 취득한다. 비응축 기체를 수직하여, 약 200℃에서 가열하고 다음에 약 32Nm3/hr의 유속 및 8kPa의 입구 게이지 압력에서 2개의 건조 칼럼중 제2건조 칼럼으로 향하게 한다. 제2건조 칼럼을 나가는 순간, 기체를 배출한다.The dried coffee aroma gas exiting the first drying column has from about 82% to about 93% by weight of the initial moisture removed. The amount of fragrance lost in the drying column decreases over time as the selectivity of the zeolite improves. The dried coffee flavor gas is sent to the cryogenic condenser as described above and in US Pat. No. 5,182,926. Condensed coffee aroma is taken vertically and taken from coffee oil. The non-condensing gas is heated vertically at about 200 ° C. and then directed to the second drying column of the two drying columns at a flow rate of about 32 Nm 3 / hr and an inlet gauge pressure of 8 kPa. At the moment of leaving the second drying column, the gas is discharged.

약 6시간 이후, 제2건조 칼럼에서 약 98%의 물을 제거한다. 건조 칼럼을 다음에 약 2시간 동안 냉각시킨다.After about 6 hours, about 98% of the water is removed from the second drying column. The dry column is then cooled for about 2 hours.

시스템을 약 8시간의 1주기 동안 상기 형태로 운전한다. 다음에 유입되는 커피향 기체를 제2건조 칼럼으로 보내고 극저온 응축기로부터 비응축 기체를 가열하여 제1건조 칼럼으로 보낸다. 시스템을 총 48시간 동안 상기 주기 방법에서 운전하고; 각 건조 칼럼은 다시 재생되기 전에 8시간의 흡착 기간을 갖는다.The system is operated in this form for one cycle of about eight hours. The incoming coffee flavor gas is then sent to the second drying column and the non-condensing gas is heated from the cryogenic condenser to the first drying column. The system is operated in the cycle method for a total of 48 hours; Each drying column has an adsorption period of 8 hours before being regenerated.

각 주기 동안 평균 향 손실은 약 10중량% 이하로 되어야 할 기체 크로마토그토그래피에 의해 측정된다. 향손실은 각 주기 동안 및 한 주기에서 다음 주기까지 제올라이트의 선택도가 향상됨에 따라 시간이 흐를수록 감소된다는 사실에 주목한다.The average fragrance loss during each cycle is measured by gas chromatography, which should be about 10% by weight or less. Note that the fragrance loss decreases over time as the selectivity of the zeolite improves during each cycle and from one cycle to the next.

[실시예 5]Example 5

실시예 4의 방법은 5A형 제올라이트를 건조 칼럼에서 사용한다는 것을 제외하고는 반복한다. 공정은 8시간 흡착 주기를 진행하며 각 건조 칼럼으로써 48시간 동안 진행하고난 후 재생 및 냉각을 시킨다.The method of Example 4 is repeated except that 5A zeolite is used in a drying column. The process proceeds with an 8 hour adsorption cycle followed by 48 hours with each drying column for regeneration and cooling.

제1건조 칼럼을 나가는 건조된 커피향 기체는 제거된 초기 수분(평균 약 77.8%)의 약 65중량% 내지 약 78중량%를 가진다. 제올라이트 3A와 비교하여, 제올라이트 5A의 물하중능은 감소된다(86 내지 76%). 평균 향 손실은 약 20중량% 이하이다.The dried coffee flavored gas leaving the first drying column has from about 65% to about 78% by weight of the initial moisture removed (average about 77.8%). Compared to zeolite 3A, the water load capacity of zeolite 5A is reduced (86-76%). The average fragrance loss is about 20% by weight or less.

Claims (10)

커피향 기체의 스트림을 커피향 기체로부터 커피향 성분은 최소화지만 물분자글 제거할 정도의 크기의 공극을 갖는 제올라이트를 함유하는 물분자체와 접촉시키는 것으로 이루어진, 커피향 기체의 건조 방법.A method of drying coffee-flavored gas, comprising contacting the stream of coffee-flavored gas with a water molecule containing zeolite that has a pore size that minimizes the coffee flavor component but removes water molecules. 제1항에 있어서, 분자체가 커피향 기체에서 커피향 성분의 약 20중량% 이하를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the molecular sieve removes up to about 20% by weight of the coffee flavor component from the coffee flavor gas. 제1항에 있어서, 제올라이트가 약 0.3nm 내지 약 0.5nm의 평균 직경의 공극을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the zeolite has pores of average diameter of about 0.3 nm to about 0.5 nm. 제1항에 있어서, 제올라이트가 화학식 M2O·Al2O3·xSiO2·yH2O의 A형 제올라이트이고, 이때 x는 2이며; 충분히 수화될때, y는 4.5이고 M은 Na, K, Mg, Ca, Sr, 및 Ag로부터 선택된 금속 이온인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the zeolite has the formula M 2 O · Al 2 O 3 · xSiO 2 · yH A -type zeolite of O 2, wherein x is 2; When fully hydrated, y is 4.5 and M is a metal ion selected from Na, K, Mg, Ca, Sr, and Ag. 제1항에 있어서, 실질적으로 일정한 온도에서 분자체를 유지하기 위해 분자체를 커피 향 기체와 접촉시키는 동안 냉각시키는 것이 추가로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, further comprising cooling the molecular sieve during contact with the coffee fragrance gas to maintain the molecular sieve at a substantially constant temperature. 제1항에 있어서, 커피향 기체의 스트림은 약 0.5초 내지 약 20초간 분자체와 접촉시키는 체류시간을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the stream of coffee flavor gas has a residence time for contacting the molecular sieve for about 0.5 seconds to about 20 seconds. 제1항에 있어서, 커피향 기체의 스트림을 물로써 분자체를 포화하는데 필요한 시간이하의 시간 동안 분자체를 통해 흐르게 하고, 다음에 분자체를 통한 커피 기체의 스트림의 흐름을 종결시키고, 분자체를 뜨겁고 건조한 기체를 분자체를 통해 흐르게 하여 재생시켜 분자체에서 물을 뽑아내는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the stream of coffee flavored gas is allowed to flow through the molecular sieve for less than the time required to saturate the molecular sieve with water, and then terminate the flow of the stream of coffee gas through the molecular sieve, The hot and dry gas flows through the molecular sieve to regenerate to extract water from the molecular sieve. 제7항에 있어서, 커피향 기체의 스트림을 약 10중량% 내지 약 20중량%까지 분자체의 수분 함량을 높이는데 충분한 시간 동안 분자체를 통해 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the stream of coffee aroma is flowed through the molecular sieve for a time sufficient to increase the water content of the molecular sieve by from about 10% to about 20% by weight. 제7항에 있어서, 한쌍으로 평행하게 배열된 2개 이상의 분자체를 제공하고; 뜨거운 건조 기체가 한쌍중 하나의 분자체를 통해 흘러 다른 분자체를 재생하는 동안 커피향 기체의 스트림이 각 쌍중 다른 하나의 분자체를 통해 흐르는 것으로 추가로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 7, further comprising at least two molecular sieves arranged in pairs in parallel; Wherein the stream of coffee-flavored gas flows through the other sieve of each pair while hot dry gas flows through the molecular sieve of one pair to regenerate the other molecular sieve. 하기로 이루어진, 커피향 기체의 스트림으로부터 수분을 제거하는 시스템:A system for removing moisture from a stream of coffee flavored gas, consisting of: 커피향 성분을 최소화하지만, 물 분자를 흡착할 정도의 크기의 공극을 갖는 제올라이트로 이루어진 분자체를 하나이상의 층을 함유하는 각각 한쌍의 건조기, 및 상기 한쌍의 건조기는 입구 끝 및 출구 끝을 가지며;A pair of dryers each containing at least one layer of molecular sieves of zeolite having a pore sized to adsorb water molecules, but minimizing the coffee component, and the pair of dryers having an inlet end and an outlet end; 커피향 기체의 스트림으로부터 커피향을 응축시키고 스트림내에서 비응축 기체로부터 응축된 커피향을 분리시키기 위한 극저온 향 응축기, 상기 극저온 향 응축기는 커피향 기체의 스트림을 받기위한 입구 및 비응축 기체를 방출하기 위한 출구를 가지며;Cryogenic flavor condenser for condensing coffee flavor from a stream of coffee flavor gas and separating coffee flavor from condensed gas within the stream, wherein the cryogenic flavor condenser releases an inlet and a non-condensable gas for receiving a stream of coffee flavor gas Having an outlet for; 건조기의 한쌍의 입구 끝에서 건조기를 통해 스트림을 흐르게 하기위해 스트림을 선택적으로 한쌍중의 하나 또는 다른 하나의 건조기로 보내기 위한 첫째 흐름 방향 수단, 상기 첫째 흐름 방향 수단은 다른 건조기를 배기 장치와 연결하며; 및First flow direction means for selectively directing the stream to one or the other of the pair of dryers for flowing the stream through the dryers at the inlet end of the pair of dryers, the first flow direction means connecting the other dryers to the exhaust device; And 한쌍의 건조기 출구 끝에서 스트림이 흐르는 건조기로부터의 스트림 및 극저온 응축기의 출구로부터의 응축 기체를 받고, 선택적으로 스트림을 극저온 응축기의 입구로 보내고 비응축 기체를 다른 건조기로 보내어 건조기를 통해 르르게 하기 위한 둘째 흐름 방향 수단.Receive streams from the dryer and condensate gas from the outlet of the cryogenic condenser where the stream flows at the ends of the pair of dryer outlets, optionally directing the stream to the inlet of the cryogenic condenser and sending the non-condensable gas to the other dryer to be fed through the dryer. Second flow direction means.
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