Способ экстрагирования жареного и молотого кофе

КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 6 СПОСОБ ЭКСТРАГИРОВАНИЯПЖАРЕНОГО И 1 ИОЛОТОГО КОФЕ(86) РСТ вк 92/00016, 21.01.1992 (72) Авюр ТРбН БРИНЧ Парт ШК) 61) 47/91 (73) Патентообладатель НИРО ХОЛДИНГ А/С (ВК)1. Способ экстрагирования жареного И молотого кофе в экстракторе, включающий предварительное увлажнение кофе, заполнение экстрактора увлажненным кофе и экстракционной жидкостью на водной основе, экстрагирование при температуре выше 100 С и удаление водного экстракта из экстрактора, отличающийся тем, что кофе увлажняют путем перемешивания с водой, имеющей температуру 20-100 С, для получения смеси, содержащей 2050 вес.ч. воды, экстрагирование производят в удлиненном экстракторе, из которого после его заполнения увлажненным кофе удаляют газы и водяной пар для получения давления в пределах между 600 миллибар и величиной давления пара воды, соответствующей температуре увлажненного кофе, и затем горячую экстракционную жидкость подают в удлиненный экстрактор через один его конец, а водный экстракт, полученный в результате экстрагирования, удаляют через другой конец удлиненного экстрактора.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед увлажнением жареный и молотый кофе разделяют путем просеивания на крупнозернистую и мелкозернистую фракции, из которых крупнозернистая фракция составляет 1-10 от общего веса кофе, при этом обе фракции увлажняют раздельно и подают на экстрагирование последовательно с размещением крупнозернистой фракции в конце экстрактора, предназначенном для удаления экстракта.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что просеивание молотого кофе осуществляют через сито с размером ячеек 2-4 мм.4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что экстрагирование жареного И молотого кофе осуществляют со скоростью потока экстракционной жидкости 20-25 м/час.5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что экстракционную жидкость подают в экстрактор при температуре 160-190 С, И кофе удаляют из экстрактора после экстрагирования 45-60 по весу его сухого вещества при продолжительности экстрагирования 1-2,5 часа .Изобретение касается способа экстрагирования жареного И молотого кофе для получения кофейного экстракта, главным образом для Использования в качестве исходного материала для получения растворимого кофейного порошка, обычно называемого растворимым кофе Или порошкообразным кофе.Промышленная экстракция кофе, производящая кофейный экстракт для его Использования непосредственно Или для изготовления растворимого кофейного порошка, представляет собой значительный экономический интерес. Это обусловлено не только тем, что растворимый кофе потребителю легче Использовать, чем молотый жареный кофе, но также тем, что промышленная экстракция обеспечивает более полное использование кофе, чем то, что могут обеспечить способы экстракции, обычно применяемые в домашних условиях.В соответствии с широко известным способом экстрагирования молотый кофе подают в заполненный воздухом экстрактор, после чего в него загружают горячую экстракционную жидкость И воздух удаляют. Для достижения высокого выхода экстракта экстракцию осуществляют при температуре свыше 100 С И в течение нескольких часов.Однако, поскольку кофе сильно нагревают прежде, чем завершить удаление воздуха, то большие количества ароматических веществ Из кофе уносятся с воздухом в процессе этого удаления.Сбор требуемых ароматических компонентов Из удаляемого воздуха, является, однако, сложным из-за того, что ароматические вещества смешаны с большими количествами воздуха И водяного пара.Жареные молотые кофейные зерна обычно содержат 6-7 влажности. Поскольку этот материал трудно увлажнять кофейным экстрактом, с которым он должен быть экстрагирован, то Известно осуществление предварительного увлажнения кофе с помощью воды 1.Известный способ экстрагирования жареного и молотого кофе в экстракторе включает предварительное увлажнение кофе, которое осуществляют ступенчато, используя, по меньшей мере, две вес.части воды на каждую часть кофе, заполнение экстрактора увлажненным кофе И экстракционной жидкостью на водной основе, экстрагирование при температуре выше 100 С и удаление водного экстракта Из экстрактора.Задача, на решение которой направлено изобретение, состояла в том, чтобы улучшить аромат и вкус конечного продукта без дополнительных операций по восстановлению ароматических веществ путем су 1 цественного увеличения потока жидкости в экстракторе и, следовательно, сокращения времени экстракции.Поставленная задача решена следующим образом.В соответствии с изобретением способ экстрагирования жареного и молотого кофе в экстракторе включает предварительное увлажнение кофе, заполнение экстрактора увлажненным кофе И экстракционной жидкостью на водной основе, экстрагирование при температуре выше 100 С и удаление водного экстракта из экстрактора, при этом кофе увлажняют путем перемешивания с водой, имеющей температуру 20-100 С, для получения смеси, содержащей 20-50 вес.ч. воды, экстрагирование производят в удлиненном экстракторе, из которого после его заполнения увлажненным кофе удаляют газы И водяной пар для получения давления в пределах между 600 миллибар И величиной давления пара воды, соответствующей температуре увлажненного кофе, И затем горячую экстракционную жидкость подают в удлиненный экстрактор через один его конец,а водный экстракт, полученный в результате экстрагирования, удаляют через другой конец удлиненного экстрактораперед увлажнением жареный И молотый кофе разделяют путем просеивания на крупнозернистую И мелкозернистую фракции, из которых крупнозернистая фракция составляет 1-10 от общего веса кофе, при этом обе фракции увлажняют раздельно И подают на экстрагирование последовательно с размещением крупнозернистой фракции в конце экстрактора, предназначенном для удаления экстрактапросеивание молотого кофе осуществляют через сито с размером ячеек 2-4 ммэкстрагирование жареного И молотого кофе осуществляют со скоростью потока экстракционной жидкости 20-25 м/часэкстракционную жидкость подают в экстрактор при температуре 160-190 С, И Кофе удаляют из экстрактора после экстрагирования 45-60 по весу его сухого вещества при продолжительности экстрагирования 12,5 часа.В предпочтительных вариантах осуществления способа по изобретению используют воду при температуре 50-100 С для увлажнения кофе, И когда в экстракторе создают разряжение, то давление уменьшают до величины, соответствующей давлению пара воды, которого достигают увлажненный кофе в результате смешивания с горячей водой. Благодаря этим мерам достигается особенно эффективное удаление воздуха из кофе.Причина, по которой обеспечиваются более высокие потоки жидкости с помощью способа по изобретению И последующие более короткие периоды времени экстрагирования, чем в известных способах, предположительно объясняется тем, что достигается эффективное удаление воздуха, находящегося в экстракторе,эффективное вытеснение двуокиси углерода из кофейных зерен вакуумом, а также предотвращение образования значительных количеств пены в экстракционной жидкости. Испытания на специальном испь 1 тательном оборудовании показали, что если не принять рассматриваемых мер, то в некоторых частях экстрактора могут иметь место изменения цвета, что указывает на образование пены из очень маленьких пузырьков. Такая пена снижает способность экстракционной жидкости диспергировать среди кофейных зерен И значительно увеличивает сопротивление потоку жидкости через слой из кофейных частиц.Откачка газов И водяных паров из экстрактора, которая осуществляется перед подачей экстракционной жидкости, происходит при такой низкой температуре И такой скорости, что количество ароматических веществ, удаляющихся из кофе, является небольшим И, следовательно, никакого восстановления не потребуется. Когда горячая экстракционная жидкость подается в экстрактор, то нет необходимости удалять из него воздух, И вышеуказанная проблема, касающаяся возврата аромата из удаляемого воздуха, поэтому не существует.Таким образом, экстракт, полученный в результате процесса, уже содержит летучие ароматические компоненты, которые в соответствии с известными способами перемешиваются с экстрактом после его восстановления, возможно, после дальнейшей обработки экстракта.В предпочтительном варианте способа жареный молотый кофе сначала перед увлажнением подвергают просеиванию для разделения кофе на крупнозернистую фракцию И мелкозернистую фракцию, при этом крупнозернистая фракция составляет 1-10 от веса количества кофе, тогда как мелкозернистая фракция составляет остальную часть, после чего обе фракции увлажняют раздельно и подают таким образом, что крупнозернистая фракция размещается на конце экстрактора, из которого удаляется экстракт. Просеивание предпочтительно осуществляют с помощью сита с ячейками 2-4 мм. За счет этого приема можно полностью использовать уменьшение сопротивления потоку жидкости через слой порошкообразного кофе, при этом уменьшение достигается благодаря тому, что устранено образование пены.Таким образом, можно контролировать количество экстракционной жидкости, подаваемой в экстрактор для осуществления экстрагирования со скоростью потока 20-50 м/час, рассчитанной на базе количества жидкости, проходящей через экстрактор, И площади сечения, перпендикулярной траектории потока через экстрактор, наличие кофе при этом не учитывалось.В предпочтительном варианте способа экстрактор является частью батареи из нескольких экстракторов,соединенных последовательно Известным способом. Горячая вода под давлением при температуре 160-190 С подается в экстрактор, содержащий кофе, которое экстрагировалось в течение самого длительного периода времени, в то время как конечный экстракт извлекался из экстрактора, который был последним, заполнявшимся увлажненным кофе, и так, что кофе удаляется из экстрактора после экстрагирования 45-60 по весу его сухого вещества при продолжительности экстрагирования 1-2,5 часа.В противоположность этому, Известные способы экстрагирования для достижения таких же выходов экстрагирования И при использовании аналогичных температур, время на экстрагирование требуют порядка 4 часов.Полученный экстракт обладает хорошим ароматом И вкусом, поскольку почти все ароматические компоненты исходного жареного кофе были сохранены в экстракте, так как они не были удалены, когда экстракторы заполнялись жидкостью, И в частности из-за очень короткой продолжительности экстрагирования сохраняются требуемые нюансы, как то аромат, лучше, чем в случаях с обычными более продолжительнь 1 ми процессами.Способ экстрагирования жареного И молотого кофе описан ниже более подробно со ссылками на прилагаемый чертеж, показывающий установку для осуществления этого способа.На чертеже показан бункер 1 для жареных зерен кофе, из которого они направляются в мельницу 2. Из мельницы 2 молотый кофе поступает на сито 3 с размером ячеек порядка 2-4 мм.Фракция молотого кофе, которая проходит через сито 3 И которая несомненно составляет основное количество кофе, собирается в бункере 4, установленном так, что его содержимое может передаваться в смесительное устройство 5, служащее в качестве предувлажнителя.От сита 3 отходит трубопровод 6, по которому фракция кофе, оставшаяся на сите, может поступать в смесительное устройство 5.Смесительное устройство 5 соединено с контейнером 7 для воды, имеющей температуры от 20 до 100 С,для увлажнения молотого кофе в смесительном устройстве 5.Из контейнера 7 горячая вода подается в смесительное устройство для достижения содержания влаги в кофе 20-50 по весу, а предпочтительно примерно 35 по весу.Установка позволяет осуществлять раздельное увлажнение мелкозернистой фракции, поступающей в смесительное устройство 5 через сито 4, и относительно крупнозернистой фракции, подаваемой по трубопроводу 6.Из смесительного устройства 5 влажный кофе поступает во взвешивающий бункер 8, а из него в экстрактор, являющийся частью экстракционной батареи 9, которая в показанном варианте имеет семь экстракторов.При заполнении экстрактора предварительно увлажненнь 1 м кофе желательно, чтобы, если экстракционная жидкость будет подаваться в экстрактор сверху вниз, сначала подавалась крупнозернистая фракция молотого кофе, которая по трубопроводу 6 транспортируется в смесительное устройство 5, а затем заполняют экстрактор мелкозернистой фракцией молотого кофе, транспортируемой в смесительное устройство 5 из бункера 4.Все экстракторы соединены с вакуумным насосом 10.После заполнения экстрактора кофе, соединение между экстрактором и вакуумным насосом прерывается и насос начинает откачку воздуха и газа. В предпочтительном варианте осуществляется относительно быстрая откачка, продолжающаяся до тех пор, пока давление не достигает величины, соответствующей давлению пара воды при температуре, установившейся в экстракторе. Достижение этого давления будет характеризоваться тем, что дальнейшая откачка не будет сопровождаться каким-либо существенным падением давления в экстракторе.Когда давление будет уменьшено до этой величины, то откачивание прекращается с целью предотвращения удаления летучих ароматных компонентов.Существенным для решения поставленной задачи является то, что затем в экстрактор подается экстракционная жидкость без какой-либо возможности проникновения воздуха в разряженный экстрактор.В качестве экстракционной жидкости, вводимой в разряженный экстрактор, может использоваться горячий кофейный экстракт из другого экстрактора экстракционной батареи, однако, предпочтительно, чтобы экстракционной жидкостью, которая первой контактирует с увлажненнь 1 м кофе, являлась горячая вода, которая будет затем впоследствии заменена кофейным экстрактом, проходящим остальные экстракторы батареи. Таким образом, достигается то, что получаемый экстракт кофе приобретает аромат и привкус,аналогичные свежеприготовленному кофе дома.На чертеже показана подающая труба 11 для воды для первоначального заполнения экстракторов. Эта вода предварительно нагревается в теплообменнике 12 до температуры обычно 120 С.Когда экстрактор заполняется таким образом горячей водой, то он известным самим по себе способом вставляется в экстракционную батарею так, что в его верхнюю часть будет подаваться экстракт из основания экстрактора, в котором кофе находилось в течение самого короткого периода времени.В верхнюю часть экстрактора, в которой кофе проходило экстрагирование в течение самого длительного периода времени, вода подается через трубопровод 13, нагретая, например, до 160-180 С в нагревательном устройстве 14.Один из экстракторов обычно находится в процессе разгрузки или заполнения и, следовательно, отсоединен от циркуляции в экстракционной батарее. Экстракт, удаляемый из батареи через трубу 15, состоит, таким образом, частично из экстракта, прошедшего шесть экстракторов, частично из экстракта, полученного в результате относительно короткого контакта с водой, впервые поданной с вновь поступившим кофе.Работа экстракционной батареи в остальном осуществляется полностью традиционным образом, что касается транспортирования жидкости, разгрузки экстракторов и т.п.Ниже приводится пример выполнения способа по изобретению.В качестве исходного материала в данном примере использовалось 247,0 кг жареного кофе типа Робуста. Жареный кофе, содержащий 6 воды, соответствует количеству сухого вещества в 232,18 кг. После размалывания кофе просеивалось через сито с размером ячеек 3,5 мм. На сите осталось 9,52 кг крупнозернистого молотого кофе, соответствующее 4,1, тогда как фракция, прошедшая через сито, составила 237,48 кг.Каждая из двух фракций молотого кофе была увлажнена путем смешивания примерно в течение 15 мин,используя одну часть по весу кипящей воды на две части по весу кофе. Получившаяся смесь, которая вь 1 глядела как сухой молотый кофе, имела температуру порядка 55 С.Само экстрагирование происходило в управляемой батарее, состоящей из семи экстракторов, каждый из которых имеет длину порядка 4 м и внутренний диаметр 57 мм, соответствующие объему 10,2 л.