專利名稱：生產(chǎn)可溶性粉狀速溶咖啡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)可溶性粉狀速溶咖啡的方法。
可溶性咖啡粉通常的生產(chǎn)方法是，用提取液穿過(guò)裝滿碎炒咖啡的浸提器進(jìn)行滲濾而得到咖啡提取物，在咖啡提取物蒸發(fā)后進(jìn)行冷凍干燥或噴霧干燥(Sivetz《咖啡加工工藝》第一卷第262、263頁(yè)，AVI，1963)。
提取是以逆流方式進(jìn)行的，即，將溫度為150到180℃的水在壓力下加入到裝有碎炒咖啡批料的浸提器中，此咖啡已在浸提器底部經(jīng)受了最強(qiáng)烈的提取(已提取N次)。然后將此浸提器的液體提取物通過(guò)裝有已提取(N-1)次的咖啡批料的浸提器中，依此類推，直到液體提取物通過(guò)剛裝滿新鮮碎炒咖啡的浸提器。
最后的提取物離開(kāi)最后一個(gè)浸提器時(shí)的溫度約為100℃。
因此，經(jīng)過(guò)最強(qiáng)烈提取的咖啡經(jīng)受最高的溫度，而新鮮咖啡所經(jīng)受的溫度最低。
通常將加壓段與常壓段相區(qū)分，加壓段也稱作高壓釜區(qū)，它由裝有經(jīng)過(guò)最強(qiáng)烈提取的咖啡的浸提器組成，常壓段則由裝有經(jīng)過(guò)最不強(qiáng)烈提取的咖啡的浸提器組成。
在每次提取循環(huán)之后，將裝有經(jīng)過(guò)最強(qiáng)烈提取的咖啡的浸提器排空，裝上新鮮咖啡，在各浸提器之間已連接妥當(dāng)之后，開(kāi)始另一提取循環(huán)。
因此，在這種常規(guī)的提取方法中只使用一種提取液。
在稱作分裂提取的另一種方法中，使用兩種提取液，浸提器分成加壓段和常壓段。每一段都用自身的提取液提取。
常壓段中的咖啡用第一提取液在中等溫度和壓力下提取，加壓段的咖啡則用第二提取液在溫度和壓力高得多的條件下提取。
例如，在Pintauro的《咖啡增溶》一書(shū)第41-42頁(yè)(Noyes Data公司，1975)和美國(guó)專利3，790，689中，介紹了這樣一種方法。
因此，得到了兩種不同的液體提取物，在加壓段的提取物部分蒸發(fā)之后，這兩種提取物可以彼此合并，隨后用常規(guī)方法，例如用噴霧干燥或冷凍干燥法，轉(zhuǎn)化成粉狀。
用這種方法有可能得到感官質(zhì)量明顯改進(jìn)的咖啡，特別是由于常壓段的提取液不含有在加壓段中提取出的化合物。
在美國(guó)專利3，790，689的方法中，常壓段的提取物不進(jìn)行分裂蒸發(fā)，而加壓段的提取物進(jìn)行蒸發(fā)，使其干物質(zhì)含量達(dá)到50%左右。然后將這兩個(gè)提取物混合使最終提取物的干物質(zhì)含量為25%左右。然后將得到的提取物蒸發(fā)濃縮，然后轉(zhuǎn)化成粉狀。在這個(gè)蒸發(fā)步驟中，從常壓和加壓段的提取物中逸出的揮發(fā)性化合物損失掉了。在加壓段的揮發(fā)性化合物已知在終產(chǎn)物中造成令人不愉快的感官特性時(shí)，這樣做是有利的。反之，在常壓段提取物中的揮發(fā)性化合物造成合意感官特性時(shí)，這種損失是不利的。
已經(jīng)進(jìn)行了各種努力使混合后的最終提取物的干物質(zhì)含量達(dá)到甚至超過(guò)30%，其目的特別在于，減少在冷凍干燥或噴霧干燥之前的最后蒸發(fā)步驟所需的能量，該步驟用來(lái)使提取物中干物質(zhì)的含量達(dá)到約40%(重量)或更高。
遺憾的是，所有這些努力都遇到事實(shí)上美國(guó)專利3，790，689所述方法中已經(jīng)存在的問(wèn)題。
為了能獲得盡可能高濃度的最終混合物，所得到的兩種提取物顯然都必須進(jìn)行蒸發(fā)處理。
遺憾的是，這涉及到兩個(gè)相互矛盾的要求。第一，加壓段提取物的過(guò)度蒸發(fā)會(huì)由于提取物的特定組成而造成蒸發(fā)器的堵塞。這是因?yàn)?，?dāng)希望此提取物的濃度達(dá)到25%(重量)以上時(shí)，不溶性化合物大量出現(xiàn)(隨濃度迅速增加)，于是堵塞了蒸發(fā)器，工藝過(guò)程無(wú)法以工業(yè)規(guī)模操作。
第二，加壓段提取物蒸發(fā)的這一限制不能通過(guò)增大常壓段提取物的蒸發(fā)來(lái)補(bǔ)償。這是因?yàn)槌憾蔚奶崛∥锊荒芙?jīng)受過(guò)度蒸發(fā)，否則將會(huì)造成芳香物的損失。與加壓段的提取物不同，常壓段提取物的芳香物無(wú)論如何必須保留。
由于這一原因，分裂提取方法還沒(méi)有成為任何實(shí)際工業(yè)開(kāi)發(fā)的對(duì)象。
因此，本發(fā)明的目的就是解決這一問(wèn)題。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在一定的條件下，有可能將常壓段的提取物蒸發(fā)到干物質(zhì)濃度為40%(重量)，而加壓段的提取物只蒸發(fā)到干物質(zhì)濃度為20%(重量)左右，從而使所得混合物的干物質(zhì)濃度超過(guò)30%(重量)，然后可用蒸發(fā)法將其濃縮，并用任何已知方法轉(zhuǎn)化成粉狀。
這是因?yàn)槌憾翁崛∥镎舭l(fā)產(chǎn)生的含芳香物蒸汽可以回收和冷凝，凝結(jié)物可以用任何已知方法(例如低溫濃縮或反滲透法)濃縮。
隨后可以將所得的濃縮物剛好在液體提取物轉(zhuǎn)化成粉狀之前重新加入其中。也可以用固定芳香物的油與其接觸，然后用已知方法將油噴在咖啡粉上。
因此，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)可溶性粉狀速溶咖啡的方法，其作法是，通過(guò)在滲濾器中對(duì)碎炒咖啡進(jìn)行分裂提取，由常壓段產(chǎn)生第一液體提取物，由加壓段產(chǎn)生第二液體提取物，然后將第一液體提取物蒸發(fā)到干物質(zhì)濃度超過(guò)35%(重量)，第二液體提取物蒸發(fā)到干物質(zhì)濃度低于25%(重量)，然后將兩份液體提取物混合，將第一液體提取物的蒸汽冷凝和濃縮，將所得的濃縮物重新加入到用來(lái)將混合物轉(zhuǎn)化成可溶性咖啡粉的流程中。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在以下結(jié)合

圖1的說(shuō)明中變得顯而易見(jiàn)，圖1只是用來(lái)舉例，說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明方法的一種裝置。
如圖1所示，提取裝置由若干(優(yōu)先六個(gè))滲濾器組成，槽中裝有碎炒咖啡，彼此通過(guò)適當(dāng)?shù)墓艿老到y(tǒng)連接。提取裝置分為構(gòu)成常壓段1的第一組滲濾器和構(gòu)成加壓段2的第二組滲濾器，通過(guò)管11向常壓段1供應(yīng)提取液，產(chǎn)生的液體提取物經(jīng)由管12排出。類似地，加壓段2具有進(jìn)料管21和卸料管22。
在常壓段的出口處可以安裝一個(gè)加熱器3以將液體提取物加熱到溫度為95到98℃。然后可以將加熱過(guò)的液體提取物在柱4(例如多層柱)中用蒸汽汽提。
在此汽提步驟中，液體提取物下行，與上行蒸汽流成逆流形式。揮發(fā)性化合物被蒸汽捕集并且通過(guò)蒸汽的冷凝被回收，不會(huì)受到隨后的蒸發(fā)處理所產(chǎn)生的任何侵害性熱作用。
然后液體提取物進(jìn)入蒸發(fā)器5中，該蒸發(fā)器帶有用來(lái)將產(chǎn)生的蒸汽冷凝和濃縮(例如用低溫濃縮或反滲透法)的裝置6。
在這個(gè)蒸發(fā)步驟期間，提取物的干物質(zhì)含量增加到35%(重量)以上。事實(shí)上，對(duì)于這種用蒸發(fā)法進(jìn)行的濃縮沒(méi)有實(shí)際極限。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果干物質(zhì)含量達(dá)到50%(重量)，提取物會(huì)變得太粘，以后不容易與加壓段2的提取物混合。
類似地，在加壓段2的出口處液體提取物進(jìn)入蒸發(fā)器7。
在這一操作期間，加壓段2的提取物的干物質(zhì)含量達(dá)到15-25%(重量)，優(yōu)先20%(重量)左右。
然后將蒸發(fā)器5和7流出的液體提取物在混合器8中混合，所得的混合物在蒸發(fā)器9中再次蒸發(fā)，使其干物質(zhì)含量達(dá)到40-45%(重量)左右。事實(shí)上對(duì)于這一蒸發(fā)沒(méi)有實(shí)際極限，它取決于將提取物轉(zhuǎn)化成粉狀所用裝置的操作參數(shù)。
從常壓段流出的提取物的干物質(zhì)含量是好達(dá)到40%(重量)左右。實(shí)際上常壓段的液體提取物不需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)處理，因?yàn)檫@種處理將使其干物質(zhì)含量達(dá)到最終混合物轉(zhuǎn)化成粉狀所必需的干物質(zhì)含量。更具體地說(shuō)，因?yàn)閺某憾?流出的濃縮液體提取物在從加壓段2流出的濃縮液體提取物中被稀釋，所以常壓段的這種液體提取物最好是不經(jīng)受兩次使其干物質(zhì)含量超過(guò)40%(重量)的蒸發(fā)處理。
出乎意料的是，雖然由于上述原因不可能用蒸發(fā)法將加壓段2的提取物濃縮到干物質(zhì)含量高于25%(重量)，但是可以容易地將常壓段和加壓段提取物的混合物濃縮到40%以上。雖然沒(méi)有明確的解釋，但是看來(lái)這是由于在常壓段的提取物中存在的特定化合物抑制了加壓段提取物中存在的化合物中不溶性組分的形成。
在蒸發(fā)器9的出口處，將裝置6產(chǎn)生的濃縮的蒸發(fā)凝結(jié)物和柱4中得到的汽提產(chǎn)物引入到最終的液體提取物中，隨后將此提取物在裝置10中(例如冷凍干燥裝置或噴霧干燥塔)轉(zhuǎn)化成粉狀。
下表示例說(shuō)明了本發(fā)明方法的應(yīng)用。
在這些試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)常壓段和加壓段產(chǎn)生的每種提取物測(cè)定比值R(每個(gè)循環(huán)的提取物重量/每個(gè)滲濾器中的咖啡重量，也稱作排液比)的影響。類似地，測(cè)定提取物在蒸發(fā)前和蒸發(fā)后的干物質(zhì)含量Tc，以及最終混合物在轉(zhuǎn)化成粉狀之前于蒸發(fā)前和蒸發(fā)后的干物質(zhì)含量。
在此表中，常壓段的提取物表示成EF，加壓段的提取物表示成EC。
8R Tc(%) 蒸發(fā)后的Tc 混合物的Tc 蒸發(fā)后混合物的Tc(%) (%) (%)EF 5.0 5.6 41.3 31.0 43.3EC 3.0 4.9 21.0EF 5.0 5.5 41.0 29.5 44.3EC 3.7 4.4 21.0EF 5.0 5.6 41.0 26.2 43.2EC 5.0 3.2 16.0EF 3.2 8.4 40.0 29.6 45.7EC 4.5 3.8 21.0EF 1.0 16.4 40.0 25.5 45.3EC 4.5 6.1 21.0EF 1.0 17.1 40.0 25.5 37.7EC 6.0 4.8 19.5EF 2.0 9.6 40.0 25.5 45.6EC 6.0 3.2 18.5EF 2.5 10.2 40.0 33.1 47.6EC 4.0 4.0 18.5EF 3.5 7.7 40.0 25.5 47.2EC 6.0 3.3 17.0
可以清楚地看出，利用本發(fā)明的方法可以通過(guò)分裂提取得到干物質(zhì)含量高于40%(重量)的最終提取物，在這種分裂提取中，加壓段的提取物只濃縮到干物質(zhì)含量為20%(重量)左右，而常壓段的提取物則濃縮到干物質(zhì)含量為40%(重量)左右，常壓段提取物沒(méi)有任何變性，其中的揮發(fā)性化合物在蒸發(fā)處理之前回收，然后重新加入，而加壓段提取物中的揮發(fā)性化合物則排放掉。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)可溶性粉狀速溶咖啡的方法，該方法通過(guò)在滲濾器中將碎炒咖啡分裂提取，由常壓段產(chǎn)生第一液體提取物，由加壓段產(chǎn)生第二液體提取物，然后將第一液體提取物蒸發(fā)到干物質(zhì)濃度為35%(重量)以上，第二液體提取物蒸發(fā)到干物質(zhì)濃度低于25%(重量)，然后將這兩種液體提取物混合，將第一液體提取物的蒸汽冷凝和濃縮，將所得的濃縮物重新加入到將上述混合物轉(zhuǎn)化成可溶性咖啡粉的流程中。
2.權(quán)利要求1的方法，其中用蒸發(fā)法將兩種液體提取物的混合物濃縮，使其干物質(zhì)含量超過(guò)40%(重量)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中第一液體提取物被濃縮至干物質(zhì)含量為40%(重量)。
4.權(quán)利要求2的方法，其中第一液體提取物在離開(kāi)常壓段時(shí)但在用蒸發(fā)法濃縮之前，用蒸汽進(jìn)行汽提，將所得的蒸汽冷凝，在兩種液體提取物的混合物蒸發(fā)之后重新加入到該混合物中。
5.權(quán)利要求1或3的方法，其中，在兩種液體提取物的混合物蒸發(fā)之后，將在第一液體提取物蒸發(fā)中得到的冷凝和濃縮的蒸汽重新加入該混合物中。
全文摘要
一種制備可溶性粉狀速溶咖啡的方法，其中在滲濾器中將碎炒咖啡分裂提取，由常壓段(1)產(chǎn)生第一液體提取物，由加壓段(2)產(chǎn)生第二液體提取物，然后將第一液體提取物蒸發(fā)至干物質(zhì)濃度高于35％(重量)，將第二液體提取物蒸發(fā)至干物質(zhì)濃度低于25％(重量)，然后，將這兩種液體提取物混合，第一液體提取物的蒸汽冷凝和濃縮，將所得的濃縮物重新加入到將混合物轉(zhuǎn)化成可溶性咖啡粉的流程中。此方法可用于通過(guò)分裂提取生產(chǎn)速溶咖啡粉。
文檔編號(hào)A23F5/24GK1071810SQ9211235
公開(kāi)日1993年5月12日 申請(qǐng)日期1992年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月24日
發(fā)明者K·施萊希特 申請(qǐng)人:雀巢制品公司