DK147724B - Fremgangsmaade til fjernelse af koffein fra kaffe - Google Patents

Description

147724 I østrigsk patent nr. 290.962 er beskrevet en fremgangsmåde til fjernelse af koffein fra kaffe og forklaret en speciel udførelsesform for fremgangsmåden i enkeltheder.

Trykbeholderen A (se tegningen til ovennævnte patentskrift) fyldes med tør kaffe B(vandindhold ca. 9%). Vandet C i trykbeholderen A tjener til oplukning af kaffen. F er en varmeudveksler, N en cirkulationspumpe og G en med aktive kul K fyldt trykbeholder. Det samlede system står under et tryk på 120 til 180 atm af overkritisk C02· Trykbeholderen A holdes på temperaturer på 40 til 80°C. For at fjerne koffeinet fra kaffen bliver den overkritiske C02 cirkuleret ved hjælp af pumpen og den ladede gas befriet for koffein i G ved hjælp af aktive kul. C02 er fugtig ved berøring med kaffen.

I denne udførelsesform blev oplukningen af kaffen (forhøjelse af rå- 2 147724 kaffens vandindhold over det normale vandindhold på ca. 9%) udført i trykbeholderen selv ved hjælp af det cirkulerende fugtige overkritiske kuldioxid. Dette havde til følge, at kaffen, som kvælder stærkt ved vandoptagelsen,blev deformeret og klistrede sammen, hvilket meget vanskeliggjorde tømningen af beholderen. Desuden er det herved en kendelig ulempe, at ved overføring til større målestok er det yderst vanskeligt i store trykbeholdere at føre overkritisk kuldioxid gennem store kaffemængder med samme strømningshastighed over hele strømningstværsnittet. Der danner sig altid strømningskanaler, hvori gassen strømmer meget hurtigt,og zoner, hvori strømningshastigheden er minimal. Ved egnet formgivning af trykbeholderen eller ved indbygning af organer i denne, kan denne ulempe formindskes men ikke helt afhjælpes.

Det betyder, at kaffen i en portion befries for koffein i forskellig høj grad.

Den mængde koffein, som optages af en bestemt mængde cirkulerende overkritisk kuldioxid, dvs. i dette tilfælde også transporteres til adsorptionsbeholderen, afhænger blandt andet meget af restindholdet af koffein i bønnerne.

I løbet af koffeinfjernelsen transporterer den cirkulerende gas, som strømmer gennem strømningskanalerne, og dette er hyppigt en stor del, altså kun meget lidt koffein til adsorptionskullene.

For i en portion at komme ned på et gennemsnitligt koffeinindhold på ca. 0,05% er det nødvendigt at forlænge behandlingens varighed til 20 til 25 timer. En betydelig forøgelse af den samlede cirkulation fører heller ikke til en nævneværdig forkortelse af behandlingens varighed.

Efter endt koffeinfjernelse bliver den fugtige kaffe tørret i samme apparatur. Dette har vist sig uhensigtsmæssigt, da bønnerne herved ikke skrumper ind til deres oprindelige rumfang, hvilket viste sig som en ulempe for den videre forarbejdning.

Overraskende har det nu vist sig, at alle disse mangler, især den lange behandlingstid, kan afhjælpes ved følgende betydeligt forenklede fremgangsmåde: 3 14772Λ I henhold til den ovennævnte tegning fyldes trykbeholderen A med en blanding af allerede oplukket kaffe B (vandindhold ca. 15 til 60%) og et fast adsorptionsmiddel for koffein f.eks. adsorptionskul og behandles stationært med overkritisk C02 på 120 til 250 atm ved 40 til 100°C. Alternativt fyldes trykbeholderen A med en blanding af råkaffe B (vandindhold 9%, ikke oplukket), vand og et adsorptionsmiddel f.eks. adsorptionskul og behandles stationært med overkritisk CO2 på 120 til 250 atm ved 40 til 100°C.

Vandet C, cirkulationspumpen N og trykbeholderen G med de aktive kul K kræves ikke mere, hvorved apparaturudgifterne formindskes betydeligt. Desuden reduceres tiden til fjernelse af koffein til mindre end halvdelen. En sammenklistring iagttages ikke mere. Efter endt koffeinfjernelse udtages blandingen og bliver ved simpel sigtning adskilt i kaffe og aktive kul. Derefter tørres kaffen på sædvanlig måde, hvorved bønnerne igen skrumper ind til deres oprindelige rumfang.

Det visie sig desuden, at man kan forkorte behandlingstiden væsentlig yderligere, hvis man anvender formalet kaffe som udgangsmateriale i koffeinfjernelsestrinnet.

Denne modifikation af koffeinfjernelsen egner sig især, hvis man vil fremstille formalet, ristet og for koffein befriet kaffe eller vandopløseligt koffeinfri pulverkaffe eller granulat.

Det viste sig endvidere, at også andre adsorptionsmidler end aktive kul er egnede til den beskrevne nye fremgangsmåde. Således kan der i stedet for aktive kul anvendes aktiveret aluminiumoxid (specifik o overflade 100 til 350 m /g), blegejord på basis af aluminiumsilikat og/eller magniumsilikat, kiselgeler med overfladerig bladstruktur eller adsorptionsmidler, der er virksomme på samme måde.

Kaffen kan være rå eller ristet. Hvis den er ristet, optager den fugtige C02 både aromastofferne og koffein og adsorptionskullene både koffein og aromastofferne.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan kaffes koffeinindhold reduceres til 0,6% og endog til 0,02%. Behandlingstiderne er mindre end 20 timer fortrinsvis mindre end 10 timer for bønner og mindre 147724 4 end 5 timer fortrinsvis mindre end 2 timer for formalet kaffe.

De følgende eksempler belyser fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Eksempel 1 10 kg oplukket kaffe med et vandindhold på 40% blev blandet grundigt med 7 kg aktive kul (formkul, diameter ca. 3 mm) og anbragt i en trykbeholder, som var opvarmet af en ydre varmekappe til 80°C. Derefter blev der indtrykket kuldioxid til et tryk på 190 atm. Efter 15 timer blev kuldioxidet blæst ud, blandingen udtaget og ved sigtning skilt i kaffe og aktive kul. Kaffen havde endnu et restindhold på 0,02% koffein.

Eksempel 2 10 kg oplukket kaffe med et vandindhold på 50% blev blandet med 5 kg aktive kul og i samme trykbeholder som i eksempel 1 udsat for et kuldioxidtryk på 240 atm i 9 timer ved 90°C. Efter adskillelse af kaffen fra de aktive kul ved sigtning, havde kaffen et restindhold af koffein på 0,05%. Der var ikke forskellig grad af koffeinfjernelse indenfor den behandlede portion.

Eksempel 5 0,5 kg kaffe med et vandindhold på 40% blev blandet med 0,5 kg kiselgel og i en autoklav udsat for et kuldioxidtryk på 240 atm i 18 timer ved 80°C. Efter adskillelse af kaffen fra kiselgelen havde kaffen et restindhold på 0,6% koffein.

Eksempel 4 1 kg råkaffe med et vandindhold på 9% (ikke oplukket) blev blandet med 1 kg aktive kul, som var befugtet med 0,5 kg vand. Blandingen blev i en autoklav udsat for et kuldioxidtryk på 220 atm i 16 timer ved en temperatur på 80°C. Efter adskillelse af de med koffein ladede aktive kul fra kaffen, havde kaffen et vandindhold på 35% og var kvældet. Restindholdet af koffein var 0,065%·