SE505114C2 - Metod för kontinuerlig tillverkning av kaffeextrakt - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 IV 505 114 Det är därför önskvärt att kunna tillverka ett kaffeextrakt som har bibehållit de flesta av de aromämnen som finns i kaffebönorna och som utvecklas under rostningen.

Huvudsyftet är att åstadkomma ett högkvalitativt kaffeextrakt, som dock inte utesluter en god kvantitativ avkastning av den färdiga produkten.

Detta och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att metoden av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att de rostade kaffebönorna tvångsmatas in i vatten, varefter de males till en kaffesuspension, vilken matas in i, åtminstone en extraheringsanordning för kontinuerlig extraktion, samt att kaffesuspensionen och kaffeextraktet behandlas i ett slutet system tills det att det färdiga extraktet är kylt.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.

En föredragen form av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas, med hänvisning till bifogade ritningar av vilka: Fig. 1 visar ett funktionsdiagram över metoden enligt uppfinningen Fig. 2 visar en del av funktionsdiagrammet Fig. 3. visar principen för en kolloidkvarn Fig. 4. visar principen för en dekantercentrifug I Fig. 1 visas i ett funktionsdiagram de olika komponenterna och processtegen som inkluderas i metoden enligt uppfinningen. De rostade kaffebönorna mellanlagras i en bufferttank 1, alternativt matas direkt fràn rostningen till extraktionsprocessen. För att bibehålla en god kvalitet redan frän början bör de färdigrostade kaffebönorna lagras så kort tid som möjligt och de bör således processas samma dag som rostningen sker.

En enkel princip av matning från bufferttanken 1 visas i Fig. 1, där ett utmatningsrör 2 från tanken 1 mynnar i en behållare ellertratt 3. Då tratten 3 är fylld till önskad nivå stoppar bönorna i utmatningsröret 3, tills dess nivån i tratten 3 sjunker igen. Tratten 3 kan vara sluten för att minska exponeringen av kaffebönorna till den omgivande luften.

Tratten 3 mynnar i ett rör 4, i vilket är anordnat en skruv 5, med en elmotor 6.

Eftersom de rostade kaffebönorna är så lätta att de flyter i vatten, måste bönorna tvångsmatas medelst skruven 5. Genom att variera mängden kaffebönor, som doseras in, kan man erhålla kaffeextrakt med varierad koncentration.

Vatten av 10-10006, företrädesvis ca 75°C, föres in i ett kärl 7 med en nivåmätare 8, vilken reglerar att systemet hela tiden har erforderlig mängd vatten.

Genom att systemet hela tiden ärfyllt med vatten hindras luften från att få tillträde, vilket minimerar oxidationen av kaffets aromämnen samtidigt som flyktiga ämnen förhindras att avgå. vattnets temperatur, ca 7506, är vald så att vattnet skall kunna dra 10 15 20 25 30 35 3 505 114 ut de flesta arom- och smakämnena ur de malda kaffebönorna, utan negativ påverkan av dessa ämnen. Kärlet 7 har öppen kommunikation med röret 9, till vilket röret 4 också mynnar. Genom den öppna kommunikationen mellan rören 9 och 4, kommer kärlet 7 och röret 4 att fungera såsom kommunicerande kärl, så att vätskenivån i kärlet 7 och vätskenivån i röret 4 kommer att ligga på samma nivå. Röret 9 bildar också inlopp till en kolloidkvarn 10.

Kolloidkvarnen 10 är av konventionell typ, vilkens arbetsprincip visas i Fig. 3.

Kolloidkvarnen 10 beståri princip av en stator 11 och en rotor 12. Flotorn bringas att rotera med hjälp av en elmotor 13. l mellanrummet 14 mellan stator 11 och rotor 12 finns två landade ytor 15, 16 av vilken den ena 16, roterar med hög hastighet. De med vatten blandande kaffebönorna utsättes i kvarnen 10 för höga skjuv- och friktionskrafter, men också en stark turbulens som bidrar till att kaffebönorna finmales och blandas» till en homogen kaffesuspension. Kvarnens 10 malningsgrad justeras genomaxiell förskjutning av statorn 11 eller rotorn 12.

Genom att kaffebönorna under hela malningsprocessen omgives av vatten, kommer detta vatten att verka som ett kylmedium under malningen så att det finmalda kaffet med sin stora exponeringsyta kyles ner omedelbart, vilket minskar avgången och påverkan av de flyktiga aromämnena.

Den blandade kaffesuspensionen lämnar kvarnen 10 genom utloppet 17.

Utloppsröret 17 har öppen kommunikation med röret 9. Kolloidkvarnen 10 har en så stor pumpverkan, att det erfordras ett arrangemang såsom visas i Fig. 1 och 2, där rören 4, 9 och 17 samt kvarnen 10, tillsammans bildar en cirkulationskrets 18 av typen "feed-bleed".

En kapacitetsbestämmande pump 19, av typen kugghjuls- eller excenterskruv- pump, transporterar vidare en viss mängd kaffesuspension genom rörledningen 20. Övrig mängd kaffesuspension cirkuleras i cirkulationskretsen 18. Röret 20 ger en viss hålltid och bildar inlopp till en kontinuerlig extraheringsanordning, vilken i den föredragna utföringsformen, utgöres av en dekantercentrifug 21.

Funktionen hos en dekantercentrifug 21 visas i Fig. 4. l en dels konisk, dels cylindrisk rotor 22 finns anordnat en skruvtransportör 23. Skruvtransportören 23 roterar i samma riktning som rotorn 22, men med i regel lägre hastighet. Produkten, i detta fall kaffesuspensionen, matas in i rotor 22 via inloppet 20. Det vätskeblandade produkten, kaffesuspensionen tvingas att sedimentera i rotorn 22, så att det fasta materialet ansamlas i rotorns 22 konisk ände 24, där det fasta materialet lämnar dekanter- centrifugen genom utloppet 25. Vätskan avskiljs under tryck medelst skalskivor 26 och lämnar centrifugen 21 via utloppsledningen 27. 10 15 20 25 sus 114 'f Extraktionen av kaffe i en dekantercentrifug 21 är helt kontinuerlig. Processen kan utföras i en Centrifug 21 som, med speciella anordningar kan göras i det närmaste tillsluten, för att förhindra tillträde av luft och förlust av aromämnen. Uppehàllstiden i processen är vidare mycket begränsad och kaffeextraktet kommer således att processas på kortast möjliga tid. Det flytande kaffeextraktet som lämnar centrifugen 21 via rörledningen 27 är ett mycket högkvalitativt kaffeextrakt som i minsta möjligaste mån utsatts för värme eller luft som kan förflyktiga och oxidera aromämnena.

Det färdiga kaffeextraktet transporteras vidare, eventuellt via ett filter 28 av konventionell typ, alternativt en centrifug. Beroende på önskad kaffetyp, med olika mängd suspenderat material, kan alternativt det färdiga kaffeextraktet ledas direkt till en kylare 29, medelst en konventionell centrifugalpump 30. För t.ex. tillverkning av kaffeextrakt till typ expresso erfordras inget filter 28, medan ett sådant kan vara önskvärt vid tillverkning av extrakt för mera klara, bryggda kaffetyper.

Kylaren 29 kan som i Fig. 1 utgöras av en plattvärmeväxlare med kallvatten som kylmedium. l plattvärmeväxlaren tvingas kaffeextraktet cirkulera mellan plattorna och på motstående sida plattorna cirkuleras kallvatten så att man erhåller en kontinuerlig kylprocess.

Det kylda färdiga kaffeextraktet transporteras vidare till någon form av lagrings- eller bufferttank 31. Det nu kylda extraktet är inte lika känsligt för inverkan av luft och frånvaron av värme gör att aromämnena inte så lätt förflyktigas. Det färdiga extraktet kan nu, eventuellt efter viss hållbarhetsökande värmebehandling, förpackas antingen i stora aseptiska behållare för vidare transport till förpackning i konsumentförpackningar, eller, efter formulering, d.v.s. spädning och tillsats av ingredienter såsom socker, mjölk eller smakämnen, förpackas direkt i dylika konsumentförpackningar.

Det kaffeextrakt som är resultatet efter den ovan beskrivna metoden håller en hög kvalitativ klass genom att hela utvinningen av kaffetextraktet skett i ett slutet system 32. Det slutna systemet 32, där lufttillförseln och aromförlusterna reduceras till ett minimum, omfattar hela den ovan beskrivna processen, från inmatningen av rostade kaffebönor i hetvatten tills det att det färdiga kaffeextraktet är färdigkylt.

För att ytterligare öka det kvantitativa utbytet av processen, kan man som visas i Fig. 1, använda ytterligare en dekantercentrifug 33. Till det, i det närmaste fasta material som lämnar den första dekantercentrifugen 21, via utloppet 25, tillsättes vatten via vattenledningen 34. Härvid erhålles en ny kaffesuspension av betydligt lägre kvalitet än den som processats i den första centrifugen 21. Den nya suspensionen samlas eventuellt i en behållare 35 för att därefter pumpas medelst en centrifugalpump 36, i rörledningen 37 som bildar inlopp till den andra centrifugen 33. 10 15 20 5 505 114 Den andra centrifugens 33 funktion överensstämmer i princip med den första centrifugens 21 funktion, vilken är beskriven ovan. Det fasta materialet som lämnar centrifugen 33 via utloppet 38 innehåller nu mycket lite av kaffets smak- och aromämnen och detta material transporteras bort för eventuellt Kompostering. Den extraherade vätskan lämnar centrifugen 33 via utloppet 39. Denna vätska utgöres av ett extrakt av betydligt sämre kvalitet än det extrakt som utvinnes medelst den första centrifugen 21. Vätskan från centrifugen 33 innehàller emellertid vissa lösliga smak- och aromämnen, vilka kan bidra till att det kvantitativa utbytet av hela processen ökas.

Via rörledningen 40 föres denna vätska tillbaka till vattenkärlet 7, där den kommer att utgöra en del av blandningsmediet för de nytillförda kaffebönorna.

Den andra dekantercentrifugen 33 med sina rörledningar 37 och 40 innefattas inte i det slutna systemet 32, då resultatet av den kontinuerliga extraktionen i denna centrifug 33, är ett extrakt av lägre kvalitet.

Som framgått av ovanstående beskrivning àstadkommes med föreliggande uppfinning en metod att kontinuerligt tillverka ett kaffeextrakt av hög kvalitet, vilket har kvar sina arom- och smakämnen genom att kaffet under den slutna processen i möjligaste mån inte utsatts för onödig värme- eller luftpåverkan, samt att arom- förlusterna minimerats. Dessutom kan koncentrationen på kaffeextraktet varieras genom att olika mängd kaffe kaffebönor doseras in. Detta ger möjlighet att tillverka ett koncentrerat extrakt utan att något extra processteg som t.ex. indunstning.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 505 114 6 PATENTKHAV

1. Metod för kontinuerlig tillverkning av kaffeextrakt, där de rostade kaffebönorna males och blandas med vatten till en suspension, vilken kontinuerligt extraheras och kyles, kännetecknad därav att de rostade kaflebönorna tvàngsmatas in i vatten, varefter de males till en kaffesuspension, vilken matas in i åtminstone en kontinuerlig extraheringsanordning (21) för extrahering, samt att kaffesuspensionen och kaffeextraktet behandlas i ett slutet system (32) tills det att det färdiga extraktet är kylt.

2. Metod i enlighet med patentkravet 1, kännetecknat därav att extraheringen av kaffesuspensionen sker i två, efter varandra följande extraheringsanordningar (21, 33), i avsikt att öka det kvantitativa utbytet av processen.

3. Metod i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att extraheringsanordningen (21) utgöres av en dekantercentrifug.

4. Metod i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att katfebönorna males i en kolloidkvarn (10).

5. Metod i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att vattnet har en temperatur av ca 7500.

6. Metod i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att det slutna systemet (32) omfattar ett vattenkärl (7), inmatningen av kaffebönor (3, 4, 5), kolloidkvarnen (10) med rörledningar (9, 17, 18) en kapacitetetsbestämmande pump (19), den kontinuerliga extraheringsanordningen (21) med rörledningar (20, 27), en kylare (29), en centrifugalpump (30), samt eventuellt ett filter (28).

7. Metod i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att kaftebönorna tvàngsmatas in i vatten medelst en skruv (5) placerad i ett rör (4) vilket rör har fri kommunikation med röret (9) i vilket vattnet tillföres processen.