DE2263059B2

DE2263059B2 - METHOD OF CONCENTRATING LIQUIDS

Info

Publication number: DE2263059B2
Application number: DE19722263059
Authority: DE
Inventors: Neophytos Riverdale N.Y. Gamaris (V.St.A.)
Original assignee: Struthers Scientific And International Corp., New York, N.Y. (V.St.A.)
Priority date: 1972-01-05
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DE2263059A1; GB1372281A; DE2263059C3; CA1045443A; DE7246999U

Description

1515th

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konzentrieren von Flüssigkeiten, wie Kaffee-Extrakt, Tee, Bier oderZitrusfruchtsäften. _J0 The invention relates to a method for concentrating liquids such as coffee extract, tea, beer or citrus fruit juices. _J0

Es ist bekannt, flüssigen Kaffee-Extrakt der Gefrierkonzentration zu unterwerfen, wobei eine Aufschlämmung von Eis und Flüssigkeit erhalten wird. Die Aufschlämmung wird in eine Zentrifuge eingespeist, in der die konzentrierte Flüssigkeit vom Eis getrennt wird. Eine besondere Schwierigkeit stellt hierbei die Schaumbildung in der Zentrifuge dar. Zur Entfernung des Schaums kann sogar eine Betriebsunterbrechung der Anlage erforderlich sein. Der Schaum enthält gewöhnlich wertvolle Kaffee-Feststoffe.It is known to subject liquid coffee extract to freeze concentration, forming a slurry is obtained from ice and liquid. The slurry is fed into a centrifuge, in which separates the concentrated liquid from the ice. Foam formation poses a particular difficulty here in the centrifuge. To remove the foam, the operation of the Plant may be required. The foam usually contains valuable coffee solids.

In der US-PS 3102 036 wird ein Verfahren zum Gefrierkonzentrieren beschrieben, bei dem hitzeempfindliche Lösungen wie Kaffee-Extrakt zum Gefrierkonzentrieren und Zentrifugieren unter Inertgas gehalten werden, damit eine Schaumbildung verhindert wird.In US-PS 3102 036 a method for freeze concentration is described in the heat-sensitive Solutions such as coffee extract are kept under inert gas for freeze concentration and centrifugation to prevent foam formation.

Darüber hinaus hat man zum selben Zweck auch schon unter Druck zentrifugiert.In addition, one has already centrifuged under pressure for the same purpose.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß diese Behandlung nicht erforderlich ist, sondern der einmal gebildete Schaum lediglich abgeführt, zerstört ^₀ und die daraus resultierende Lösung in den Kreislauf zurückgeführt werden kann, ohne daß nennenswerte organoleptische Veränderungen im Endprodukt auftreten. Eine derartige Verfahrensweise war nicht vorhersehbar. It has now surprisingly been found that this treatment is not required, but the foam once formed only dissipated, destroyed ^ ₀ and the resulting solution can be recycled into the circulation, without significant changes in the final product organoleptic occur. Such a practice was not foreseeable.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Konzentrieren von Flüssigkeiten, wie Kaffee-Extrakt, Tee, Bier oder Zitrusfruchtsäften, durch Gefrierkonzentrieren der Flüssigkeit, Einspeisen der erhaltenen Aufschlämmung aus Eis und konzentrierter Flüssigkeit in eine Zentrifuge und Abtrennen der konzentrierten Flüssigkeit vom Eis, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den in der Zentrifuge anfallenden Schaum abtrennt, gegebenenfalls durch Anwendung von Wärme und/oder Dampf verflüssigt und diese Flüssigkeit in die Ausgangslösung zurückführt.The invention thus relates to a method for concentrating liquids, such as coffee extract, Tea, beer or citrus juice, by freeze-concentrating the liquid, feeding the obtained Put the slurry of ice and concentrated liquid in a centrifuge and separate the concentrated liquid from ice, which is characterized by the fact that it is placed in the centrifuge separates accumulating foam, if necessary liquefied by the application of heat and / or steam and this liquid is returned to the starting solution.

Der Schaum aus der Zentrifuge kann mit dem zum Waschen des Eises verwendeten Waschwasser entnommen und in einen sekundären Beschickungsflüssigkeits-Vorratsbehälter eingespeist werden. Dieser Behälter enthält Flüssigkeit, die in einen Kristallisator oder eine andere Gefriereinrichtung eingespeist wird. Von hier aus wird die Flüssigkeit wieder in die Zentrifuge eingespeist, und der Schaum aus dem Vorratsbehälter wird in einen Behandlungsbehälter eingespeist, in dem der Schaum entweder durch langes Aufbewahren, z. B. 2 bis 24 Stunden und gewöhnlich 8 bis 16 Stunden, oder durch Behandeln mit Dampf in Flüssigkeit umgewandelt wird. Die Flüssigkeit wird dann zu einem primären Vorratsbehälter zurückgeführt, der frische Beschikkungsflü:»sigkeit, z.B. aus Kaffee-Extraktoren, enthält und aus; dem das Gemisch in den sekundären Vorratsbehälter eingespeist wird. Dieser Vorratsbehälter kann vor oder hinter einer Filter- oder Vollmantelzentrifuge zur Entfernung von Wachs oder anderen Niederschlägen angeordnet sein.The foam from the centrifuge can be removed with the wash water used to wash the ice and fed to a secondary feed liquid reservoir. This container contains liquid that is fed to a crystallizer or other freezer. From here from the liquid is fed back into the centrifuge, and the foam from the storage container is fed into a treatment tank, in which the foam either by prolonged storage, e.g. B. 2 up to 24 hours and usually 8 to 16 hours, or converted to liquid by treatment with steam will. The liquid is then returned to a primary storage tank, the fresh feed liquid: »sigkeit, e.g. from coffee extractors, contains and from; which the mixture is fed into the secondary storage tank. This storage container can be in front of or behind a filter or solid bowl centrifuge to remove wax or others Precipitation be arranged.

Es war anzunehmen, daß die aus dem Schaum entweder durch langes Stehen oder durch Behandeln mit Dampf gebildete Flüssigkeit ein unerwünschtes Aroma haben würde. Es wurde jedoch überraschenderweise festgestellt, daß beim Vermischen dieser Flüssigkeit mit der Beschickungsflüssigkeit, dem Behandeln in der Gefrierkonzentriereinrichtung und dem anschließenden Umwandeln des Gemisches in ein Pulver oder Granulat ein qualitativ hochwertiger, löslicher Kaffee von vorzüglichem Geschmack erhalten wird.It was to be assumed that the foam either by standing for a long time or by treating it liquid formed with steam would have an undesirable aroma. However, it was surprising found that when this liquid is mixed with the feed liquid, the treatment in the freeze concentrator and then converting the mixture into a powder or Granulate a high quality, soluble coffee with an excellent taste is obtained.

Der Schaum kann die Gefrierkonzentrier-Zentrifuge auch mit der Mutterlauge verlassen. Dieses Gemisch kann dann in einen Vorratsbehälter eingespeist werden, aus dem der Schaum in gleicher Weise behandelt und in Flüssigkeit überführt werden kann. Diese Flüssigkeit wird zurückgeführt und mit frisch zugeführtem, flüssigem Kaffee-Extrakt vermischt.The foam can also leave the freeze-concentrating centrifuge with the mother liquor. This mixture can then be fed into a storage container, from which the foam is treated in the same way and in Liquid can be transferred. This liquid is returned and filled with freshly supplied, mixed with liquid coffee extract.

Das Eis aus der Zentrifuge kann mit Schaum in einen Schmelzbehälter eingespeist werden. Die Temperatur des Behälterinhalts wird so weit erhöht, daß der Schaum in Flüssigkeit umgewandelt wird, wobei diese Umwandlung so rasch erfolgt, daß keine Anhäufung von Schaum auftritt. Zu diesem Zweck kann die Temperatur des Behälterinhalts auf 26,7 bis 65,6° C, vorzugsweise auf 32,2 bis 43,3° C, erhöht werden. Der Temperaturanstieg kann durch Dampfschlangen, elektrisch beheizte Heizschlangen oder in jeder anderen geeigneten Weise bewirkt werden.The ice from the centrifuge can be fed into a melting container with foam. The temperature the contents of the container is increased so much that the foam is converted into liquid, this conversion occurs so rapidly that no accumulation of foam occurs. For this purpose, the temperature of the Container contents can be increased to 26.7 to 65.6 ° C, preferably to 32.2 to 43.3 ° C. The temperature rise may be by steam coils, electrically heated heating coils, or in any other suitable manner be effected.

Ein Teil des Schaumes oder der gesamte Schaum mit der Mutterlauge kann auch mit der Mutterlauge vermischt werden, wobei eine Schaummasse erhalten wird, die gefroren und gefriergetrocknet wird.Part of the foam or all of the foam with the mother liquor can also with the mother liquor are mixed to obtain a foam mass which is frozen and freeze-dried.

Die Beispiele erläutern die Erfindung. In den Beispielen wird auf die F i g. 1 bis 3 Bezug genommen.The examples illustrate the invention. The examples refer to FIG. 1 to 3 referred to.

example 1

In F i g. 1 ist die Erfindung in Anwendung auf ein einstufiges Konzentrationssystem dargestellt. 10 und 11 sind zwei primäre Vorratsbehälter. In den Vorratsbehälter 10 wird bei 12 aus Kaffee-Extraktoren stammende Beschickungsflüssigkeit eingespeist. Die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 10 kann sich auf einer niedrigen Temperatur, z.B. von —1,67 bis 1,67° C, befinden, wodurch das Ausfallen von Wachsen und ähnlichem sich abscheidendem Material gefördert wird. Der ausgefallene Niederschlag wird mittels einer Filter- oder Vollmantelzentrifuge 13 vor dem Einspeisen in den Vorratsbehälter 11 entfernt. Die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 11 wird mittels einer Pumpe 16 in einen sekundären Vorratsbehälter 17 eingespeist. Die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 17 wird mittels einer Pumpe 18 in einen Kristallisator 20 eingespeist. Der Kristallisator 20 stellt den ersten Teil und die Zentrifuge 21 den zweiten Teil einer Gefrierkonzentriereinrichtung dar. Im Kristallisator 20 entsteht Eis in der Flüssigkeit. Die erhaltene Aufschlämmung aus Eis und Flüssigkeit wird in die Zentrifuge 21 geführt. Die Zentrifuge 21 kann eine bekannte Zentrifuge mit rotierendem Siebkorb sein, aus dem das Eis kontinuierlich abgekratzt wird. Das Eis wird durch die Leitung 22 in einenIn Fig. 1 shows the invention applied to a single-stage concentration system. 10 and 11 are two primary storage containers. In the storage container 10 is derived from coffee extractors at 12 Feed liquid fed. The liquid from the reservoir 10 can be at a low Temperature, e.g., from -1.67 to 1.67 ° C, thereby preventing the precipitation of waxes and the like separating material is promoted. The deposited precipitate is by means of a filter or Solid bowl centrifuge 13 removed before feeding into the storage container 11. The liquid from the Storage container 11 is by means of a pump 16 in a secondary reservoir 17 fed. The liquid from the reservoir 17 is by means of a Pump 18 fed into a crystallizer 20. The crystallizer 20 represents the first part and the centrifuge 21 represents the second part of a freeze concentrating device. In the crystallizer 20, ice is formed in the liquid. The resulting slurry of ice and liquid is fed into the centrifuge 21. The centrifuge 21 can be a well-known centrifuge with a rotating screen basket, from which the ice is continuously scraped will. The ice is through line 22 in a

Schmelzbehälter 23 eingespeist, din Teil der Flüssigkeil aus dem Behälter 23 wird als Abwasser durch eine Leitung 24 abgeführt; ein anderer Teil der Flüssigkeit wird mittels einer Pumpe 27 durch eine Leitung 28 in die Zentrifuge 21 gepumpt und dient als Waschwasser zum Waschen des Eises, wobei Kaffee-Feststoffe vom Eis entfernt werden. Das Waschwa^ser wird zusammen mit Schaum aus der Zentrifuge 21 durch eine Leitung 30 in einen sekundären Vorratsbehälter 17 eingespeist. Die Mutterlauge, die durch den Siebkorb nindurchtritt, wVd ,₀ über eine Leitung 31 in einen Mutterlaugenbehälter 32 eingespeist.Melt tank 23 fed in, din part of the liquid wedge from the tank 23 is discharged as waste water through a line 24; Another part of the liquid is pumped into the centrifuge 21 by means of a pump 27 through a line 28 and serves as wash water for washing the ice, with coffee solids being removed from the ice. The washing water is fed together with foam from the centrifuge 21 through a line 30 into a secondary storage container 17. The mother liquor, which nindurchtritt through the screen basket, Wvd, ₀ is fed via a line 31 into a mother liquor tank 32nd

Der durch geeignete Abflußkanäle oder Rinnen 34 und 35 aus dem Vorratsbehälter 17 und dem Mutterlaugenbehälter 32 überfließende Schaum wird in einen Behälter 36 eingespeist, in dem der Schaum einige Stunden gehalten und bzw. oder mit Dampf behandelt wird, wodurch er in Flüssigkeit umgewandelt wird. Diese Flüssigkeit wird dann mittels einer Pumpe 40 in einen oder in beide Vorratsbehälter 10 und 11 eingespeist.The foam overflowing through suitable drainage channels or channels 34 and 35 from the storage container 17 and the mother liquor container 32 is fed into a container 36 in which the foam is kept for a few hours and / or treated with steam, whereby it is converted into liquid. This liquid is then fed into one or both storage containers 10 and 11 by means of a pump 40.

Ein Teil der Flüssigkeit kann mittels einer Pumpe 41 vom Auslaß des Kristallisators 20 zu seinem Einlaß zurückgeführt werden.A portion of the liquid can be returned by means of a pump 41 from the outlet of the crystallizer 20 to its inlet.

Example 2

In Fig. 2 ist die Erfindung in Anwendung auf ein zweistufiges Konzentrationssystem dargestellt. Das zweistufige System ist ähnlich mit dem in Fig. 1 dargeütellten System; die Flüssigkeit aus dem Behälter 32 wird jedoch in einen zweiten Kristaüisator 50. gepumpt. Die aus diesem Kristallisator erhaltene Aufschlämmung wird in eine zweite Zentrifuge 51 eingespeist. Das Eis aus der Zentrifuge 51 wird über eine Leitung 52 in einen Behälter 17 eingespeist. Die Mutterlauge aus der Zentrifuge 51 wird über eine Leitung 54 in einen Produktbehälter 55 eingespeist. Das Ims aus der Zentrifuge 21 wird über eine Leitung 22 in einen Schmelzbehälter 56 eingespeist. Das Waschwasser aus der Zentrifuge 21 wird über eine Leitung 30 in einen Waschwasserbehäiter 57 eingespeist. Der überfließende Schaum, der aus einem oder aus sämtlichen Behältern 32, 57, 17 und 55 stammen kann, wird in den Behälter 36 eingespeist, von wo aus die aus dem Schaum entstandene Flüssigkeit in einen oder in beide Vorratsbehälter 10 und 11 zurückgepumpt wird.In Fig. 2 the invention is shown applied to a two-stage concentration system. That two-stage system is similar to the system shown in Figure 1; the liquid from the container However, 32 is pumped into a second crystallizer 50. The one obtained from this crystallizer Slurry is fed to a second centrifuge 51. The ice from the centrifuge 51 is over a Line 52 is fed into a container 17. The mother liquor from the centrifuge 51 is via a Line 54 is fed into a product container 55. The Ims from the centrifuge 21 is fed into a melting vessel 56 is fed. The washing water from the centrifuge 21 is in a washing water container 57 is fed. The overflowing foam that comes from one or all of them Containers 32, 57, 17 and 55 can originate, is fed into the container 36, from where the out of the foam resulting liquid is pumped back into one or both reservoirs 10 and 11.

Example 3

In F i g. 3 ist eine Zentrifuge 60 dargestellt, in die bei 61 eine aus einem Kristallisator stammende Aufschlämmung von Eis und Kaffee-Flüssigkeit eingespeist wird. Die Zentrifuge 60 kann einen rotierenden Siebkorb haben, aus dem das Eis abgekratzt und in eine Auslaßleitung oder Rinne 62 eingespeist wird. Die Mutterlauge tritt bei 63 und das Waschwasser bei 64 aus der Zentrifuge 60 aus. Das Eis wird zusammen mit dem Schaum in einen Behälter 66 eingespeist, der mit einer Heizeinrichtung 67 auf etwa 37,8° C erwärmt wird. Der Schaum wird in Flüssigkeit überführt und teilweise bei 69 als Abwasser abgeleitet (oder zu den Kaffee-Extraktoren zurückgeführt), teilweise durch eine Pumpe 70 und eine Leitung 71 bei 72 in die Zentrifuge als Waschwasser für den Zentrifugenkorb und teilweise bei 73 zum Waschen des Eises in der Zentrifuge in diese eingespeist. Das Waschwasser kann erforderlichenfalls gekühlt werden.In Fig. 3, a centrifuge 60 is shown in which at 61 a slurry of ice and coffee liquor from a crystallizer is fed. The centrifuge 60 may have a rotating screen basket from which the ice is scraped and placed in a Outlet line or channel 62 is fed. The mother liquor exits at 63 and the wash water exits at 64 the centrifuge 60. The ice is fed together with the foam into a container 66, which is equipped with a Heater 67 is heated to about 37.8 ° C. The foam is converted into liquid and partially with 69 diverted as wastewater (or returned to the coffee extractors), in part by a pump 70 and a line 71 at 72 in the centrifuge as washing water for the centrifuge basket and partly at 73 for Washing the ice in the centrifuge fed into this. The washing water can be cooled if necessary will.

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung umfaßt auch die in den britischen Patentanmeldungen 11 96 601, 1196 602, 1199 914, 1178 775, 1178 774, 1178 772, 11 72 836, 11 72 838, 11 72 832 und 11 72 835 offenbarten Vorschläge und Erfindungen.The application of the present invention also includes the proposals and inventions disclosed in British Patent Applications 1196601, 1196 602, 1199 914, 1178 775, 1178 774, 1178 772, 11 72 836, 11 72 838, 11 72 832 and 11 72 835 .

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claim:

Process for concentrating liquids, such as coffee extract, tea, Elier or citrus fruit juices, by freeze-concentrating the liquid, feeding the resulting slurry from ice and concentrated liquid in a centrifuge and separating the concentrated liquid therefrom Ice, characterized in that the foam produced in the centrifuge is separated off, if necessary, liquefied by the application of heat and / or steam and this liquid in returns the starting solution.