NO143830B - Fremgangsmaate for fjerning av koffein fra kaffe - Google Patents

Description

I østerriksk patentskrift nr. 290 962 er det beskrevet

en fremgangsmåte for fjerning av koffein fra kaffe, såvel som en spesiell utførelsesform av fremgangsmåten på detaljert måte:

Trykkbeholderen A (se tegningen i ovennevnte patent-

skrift) fylles med tørr kaffe B (vanninnhold ca. 9 %). Vannet C i trykkbeholderen A tjener til oppslutning av kaffen. F er

en varmeveksler, N en omløpspumpe og G en trykkbeholder som er fylt med aktivt kull K. Hele systemet står under et trykk på

120-180 atm. av overkritisk CO.,. Trykkbeholderen A holdes ved temperaturer på 40-80°C. For fjerning av koffein fra kaffen holdes det overkritiske CC>2 i bevegelse ved hjelp av omløps-

pumpen og befries den belastede gass i G ved hjelp av aktivt kull for koffein. CC^ er fuktig ved kontakt med kaffen.

Ved denne utførelsesform ble oppslutningen av kaffen

(økning av vanninnholdet i råkaffen over det normale vanninnhold på ca. 9 %) iverksatt i trykkbeholderen A selv ved hjelp av det omløpende, fuktige, overkritiske karbondioksyd. Det hadde til følge at kaffen, som ved vannopptak sveller sterkt, ble defor-

mert og pakket seg sammen, noe som gjorde det svært vanskelig å tømme beholderen. I tillegg til dette får man den ulempe at det ved overføring til større skala er ytterst vanskelig å føre overkritisk karbondioksyd med samme strømningshastighet over det totale strømningstverrsnitt i store trykkbeholdere ved store kaffemengder. Det danner seg stadig strømningskanaler i hvilke gassen strømmer svært hurtig, og soner i hvilke strømningshas-

tigheten er minimal. Ved egnet formgivning av trykkbeholderne,

resp. innbygninger lar denne ubehagelige tilstand seg mildne,

men ikke fjerne.

Det betyr at kaffen innen én og samme charge blir svært

forskjellig befridd for koffein.

Den koffeinmengde som opptas av en bestemt mengde

omløpende overkritisk karbondioksyd, som altså i dette tilfelle

også transporteres til adsorpsjonsbeholderen, avhenger blant annet svært meget av restinnholdet av koffein i bønnene.

I løpet av koffeinfjerningen transporterer altså den

omløpende gass, som strømmer gjennom strømningskanalene, og det er ofte en stor del, bare svært lite koffein til adsorpsjons-

kullet.

For i en charge å komme til et midlere koffeininnhold

på ca. 0,0 5 % er man nødt til å forlenge behandlingstiden til 20-25 timer. En betydelig stivning av totalomløpet fører heller

ikke til. noen nevneverdig forkortelse av behandlingens varighet.

Etter at koffeinfjerningen er ferdig, tørkes den fukti-

ge kaffe i den samme apparatur. Dette har vist seg å være uhen-siktsmessig, da ved denne bønnene ikke skrumper tilbake til sitt opprinnelige volum igjen, noe som har vist seg å være av ulempe for, den videre forarbeidelse.

Nå har man overraskende funnet at alle disse mangler,

særlig den lange behandlingstid, kan avhjelpes ved følgende be-

tydelig forenklede fremgangsmåte:

Under hensyntagen til den ovenfor nevnte tegning for-

synes trykkaret A med en blanding av allerede oppsluttet kaffe B (vanninnhold 15-60 %) og et fast adsorpsjonsmiddel for koffein,

for eksempel adsorpsjonskull, og behandles stasjonært med over-

kritisk C02 av 120-150 atm. ved 40-100°C. Alternativt forsynes trykkaret A med en blanding av råkaffe B (vanninnhold 9 %, ikke oppsluttet), vann og et adsorpsjonsmiddel, for eksempel adsorp-

sjonskull, og behandles stasjonært med overkritisk CC^ av 120-150 atm. ved 40-100°C.

Vannet C, omløpspumpen N og trykkaret G med aktiv-

kullet K trenges ikke mer, hvorved det apparative. oppbud redu-

seres betydelig. I tillegg til dette reduseres koffeinfjernings-

tidene til under det halve. En sammenpakning observeres ikke mer. Etter at koffeinfjerningen er ferdig, tappes blandingen ut og skilles ganske enkelt, ved sikting, i kaffe og aktivt kull.

Deretter tørkes kaffen på vanlig måte, hvorved bønnene igjen

skrumper tilbake til sitt opprinnelige volum.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er således karakterisert ved at karbondioksyd får innvirke stasjonært på

en blanding av kaffe og et overflateaktivt adsorpsjonsmiddel for koffein i nærvær av vann som enten er til stede i kaffen eller i adsorpsjonsmidlet, og fremgangsmåten utføres ved

temperaturer på 40-100°C og trykk på 120-250 atm.

Man har dessuten funnet at man kan forkorte behandlingstiden enda mer vesentlig hvis man anvender malt kaffe som utgangsmateriale i koffeinfjerningstrinnet.

Denne modifikasjon av koffeinfjerningen frembyr seg spesielt hvis man tar sikte på å fremstille malt, brent og dekoffeinert kaffe, resp. vannløselig dekoffeinert pulverkaffe eller granulat.

Det har videre vist seg at også andre adsorpsjonsmidler istedenfor aktivt kull er egnet for den beskrevne nyé fremgangs-måtes formål. Således kan det istedenfor aktivt kull anvendes aktivert aluminiumoksyd (spesifikk overflate 100-350 m 2/g), blekejord på basis av aluminium- og/eller magnesiumsilikat, kiselgeler med overflaterik bladstruktur eller på samme måte virksomme adsorpsjonsmidler.

Kaffen kan være rå eller brent. Hvis den er brent., så tar det fuktige C02 opp aromastoffene såvel som koffein og ad-sorps jonskullet, koffein såvel som aromastoffer.

Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan kof-feininnholdet i kaffe reduseres til 0,6 % og til og med til 0,02 %. Behandlingstidene ligger på mindre enn 20 timer, fortrinnsvis mindre enn 10 timer hos bønner, og mindre enn 5 timer, fortrinnsvis mindre enn 2 timer, hos malt kaffe.

Følgende eksempler belyser fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Eksempel 1

10 kg oppsluttet kaffe med et vanninnhold på 40 % ble grundig blandet med 7 kg aktivt kull (formkull, diameter ca. 3

mm) og hellet i en trykkbeholder som var oppvarmet ved hjelp av en ytre varmemantel, til 80°C. Deretter ble karbondioksyd på-presset til et trykk på 190 atm. Etter 15 timer ble karbondi-oksydet blåst av, blandingen tappet ut og adskilt ved sikting i kaffe og aktivt kull. Kaffen hadde et restinnhold på 0,02 % koffein.

Eksempel 2

10 kg oppsluttet kaffe med et vanninnhold på 50 % ble blandet med 5 kg aktivt kull og i den samme trykkbeholder som

i eksempel 1 utsatt for et karbondioksyd-trykk på 240 atm. i 9 timer ved 90°C. Etter adskillelse av kaffen fra det aktive kull ved sikting hadde kaffen et restinnhold av koffein på 0,05 %.

En ulike grad av koffeinfjerning i chargen fantes ikke. Eksempel 3

0,5 kg kaffe med et vanninnhold på 40 % ble blandet med 0,5 kiselgel og i en autoklav utsatt for et karbondioksyd-trykk på-240 atm. i 18 timer ved 80°C. Etter adskillelse av kaffen fra kiselgelen hadde kaffen et restinnhold på 0,6 % koffein.

Eksempel 4

1 kg råkaffe med et vanninnhold på 9 % (ikke oppsluttet) ble blandet med 1 kg aktivt kull som var fuktet med 0,5 kg vann. Blandingen ble i en autoklav utsatt for et karbondioksydtrykk på 220 atm. i 16 timer ved en temperatur på 80°C. Etter adskillelse' av det med koffein adsorberte aktive kull fra kaffen hadde

kaffen et vanninnhold på 35 % og var svellet. Restinnholdet av koffein var 0,065 %.

Eksempel 5

1 kg råkaffe med et vanninnhold på 35 % ble malt og blandet med 1/2 kg aktivt kull (formkull). Blandingen ble i en autoklav utsatt for et karbondioksydtrykk på 190 atm. i 3 timer ved en temperatur på 80°C. Deretter ble den malte kaffe skilt fra det aktive kull ved sikting. Restinnholdet av koffein i kaffen var 0,032 %.

Eksempel 6

1 kg råkaffe med et vanninnhold på 55 % ble malt og blandet med 0,2 kg aktivt kull (formkull). Blandingen ble i en autoklav utsatt for et karbondioksydtrykk på 220 atm. i 1 ti-me ved en temperatur på 85°C. Deretter ble den malte kaffe skilt fra det aktive kull ved sikting. Restinnholdet av koffein i kaffen var 0,036 %.

Eksempel 7

1 kg råkaffe med et vanninnhold på 9 % ble malt og blandet med 1 kg aktivt kull som var fuktet med 0,5 kg vann. Blandingen ble i en autoklav utsatt for et karbondioksydtrykk på 200 atm. i 2 timer ved en temperatur på 80°C. Etter at den malte kaffe var skilt fra det aktive kull hadde kaffen et vanninnhold på 41 %, og restinnholdet av koffein var 0,03 %.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for fjerning av koffein fra kaffe ved behandling med fuktig karbondioksyd i overkritisk tilstand, karakterisert ved at man lar karbondioksyd ved en temperatur på 40-100°C og trykk på 120-150 atm. innvirke stasjonært på en blanding av kaffe og et overflateaktivt ad-sorps jonsmiddel for koffein i nærvær av vann som enten innehol-des i kaffen eller i adsorpsjonsmidlet.