Способ получения кофейного экстракта

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЕСПУБЛИК(54) ЭК (57) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(71) Московский технологический институтпищевой промышленности(56) Пучеров Н.НВсе о кофе, Киев, 1988,с.51.31 чегз М. Н 1 зтогу о 1 йе зооЫе сойее1 п(цз 1 гу И Теа апд сочнее Тгабе 1 оогпа.1985, Ь 2, р.5-10.Патент США М 3700466, 426-594, опублик. 1972,Ъ Изобретение относится к способам экс-.трагирования водорастворимых веществ из растительного сырья жидким экстрагентом.Целью изобретения является сокращение потерь в.отходах и экбномия сырья.Одним из отходов современной технологии производства растворимого кофе является серебристая кофейная оболочка. Эта оболочка отделяется от зерна в процессе обжаривания кофе и различными способами удаляется из дальнейшего технологического процесса производства растворимого кофе.Выход сухих веществ из оболочки при.экстрагировании водой с температурой 100 С составляет 3 от массы экстрагируемой оболочки, что соизмеримо с остатками сухих веществ в кофейном шламе - отходе производства растворимого кофе. Однако с СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОФЕЙНОГОСТРАКТАИзобретение относится к экстрагированию и может быть использовано в пищевой промышленности для получения кофейного экстракта при производстве растворимого кофе. Цель - сокращение потерь в отходах и экономия сырья. Способ осуществляется следующим образом. Измельченный обжаренный кофе смешивают с измельченной обжаренной серебристой кофейной оболочкой, после чего полученную смесь экстрагируют жидким экстрагентом в аппаратах колонного типа. Изобретение позволяет увеличить выход водорастворимых веществ из обжаренного кофе и сократить потери в отходах при экстракции. 2 з.п, ф-лы, 1 ил. повышением температуры процесса свыше 120 С в водной среде происходит гидролитическое расщепление высокомолекуляр. ных полисахаридов, входящих в состав как обжаренного кофе, так и кофейной оболочки, и переход образовавшихся моносахаридов в растворимые формы., При этом выход растворимых веществ,из кофейной оболочки достигает 30% ее сухой массы,Вкус и запах экстракта из оболочки близки к кофейным. Особенно велико сходство экстракта из оболочки с экстрактом гидролизованногб кофе.Кофейная оболочка обладает на порядок меньшим, чем измельченный кофе, обьемным весом и, соответственно, большей пористостью. В смеси с измельченным обжаренным кофе разрыхляет слой последнеЦель изобретения достигается тем, чтов способе получения кофейного экстракта,включающем измельчение обжаренного кофе. и последующее экстрагирование его водой, измельченный обжаренный кофе передэкстрагированием смешивают с 0,1-5,00серебристой кофейной оболочки.Отличием является также то, что оболочку перед смешиванием обжаривают при180-220 С в течение 15-45 мин, а также то,что кофейную оболочку перед смешиваниемизмельчают до размера частиц 1,0-3,0 мм.Смешивание. измельченного обжаренного кофе с 0,1-5,0 серебристой кофейнойоболочки перед экстракцией необходимо. для того, чтобы улучшить гидродинамическую обстановку в экстракторах с неподвижным слоем твердой фазы, разрыхлитьэтот слой и тем самым повысить интенсивность массоотдачи растворимых целевыхкомпонентов от поверхности твердых частиц взкстрагент.Выход растворимых веществ из сереребристой кофейной оболочки в процессеэкстрагирования е измельченным обжаренным кофе при известных режимах достигает30, Поэтому 1 т кофейной оболочки, направленной на экстракцию, позволяет сэкономить при экстрагировании 680 кгобжаренного кофе. Уменьшение количествакофейной оболочки в смеси с измельченнымобжаренным кофе ниже 0,1% к массе кофене влияет на улучшение гидродинамическихусловий.в экстракторе и соответственно неповышает интенсивность массоотдачи вслое твердой фазы, увеличение дори кофейной оболочки свыше 5% приводит к возникновению пробок из оболочки в.неподвижном слое твердой Фазы, что ухудшает массоотдачу. При этом также снижается производительность экстракторов. таккак насыпной объемный вес кофейной оболочки существенно ниже объемного веса измельченного кофе (соответственно 50 и 420кг/мз,Обжаривание серебристой кофейнойоболочки перед смешиванием с измельченным обжаренным кофе необходимо дляобеспечения перераспределения растворимых веществ в оболочке. Хотя при обжаркеобщее количество растворимых веществ в.кофейной оболочке сохраняется, однакопроисходит увеличение содержания легкорастворимых веществ (до 10%) и снижениесодержания растворимых веществ, образующихся в процессе гидролиза (до 20).Этот факт "растягивает" процесс экстрагирования оболочки на область температур до 100 С и на высокотемпературнуюобласть приходится не 30, а уже 20;6 рас 5 Максимальный выход растворимых веществ достигается путем обжаривания оболочки при 200 С в течение 30 мин.При температуре выше 220 С пик выха 10 40 накопителя 8; бункера-смесителя 9 с автоматическими весами; экстракторов 10 колонного типа, соединенных в батарею.Способ осуществляют следующим об разом.Кофейную оболочку, отделенную от коФейного зерна в обжарочном аппарате 5 подают через систему циклонов-разгрузителей 1-3 в шнековый дозатор 4, а затем в 55 обжарочный аппарат 6, где оболочку подвергают обжарке в воздушной. среде.при 180-220 С в течение 15-45 мин. Обжаренную кофейную оболочку измельчают в измеиьчителе 7 до размера частиц 1,0-3,0 мм и направляют в бункер-накопитель 8. Отсю 20 25 30 творимых веществ, что позволяет провести более глубокую экстракцию из оболочки и уменьшить потери в отходах более чем на да растворимых веществ наблюдается за более короткое время обжарки, однако при этом происходит обугливание продукте, врезультате чего выход резко падает.Температура менее 1800 С позволяет достичь максимального выхода растворимых веществ из оболочки за более длительное время обжарки, а величина максимального выхода в этом случае.существенно ниже. чем для предлагаемого интервала темпера- тур Измельчение оболочки необходимо для. более полного извлечения растворимых ве-, ществ, более равномерной дозировки и смешивания кофейной оболочки с измельченным обжаренным кофе. При этом увеличивается насыпной обьемный вес и соответственно производительность экстракторов.Уменьшение .размера частиц оболочки менее 1 мм приводит к появлению. мелкодисперсной Фракции. засорению фильтров, . ухудшению фильтрации через слой экстрагируемого материала и, как следствие, к уменьшению. выхода и ухудшению качества экстракта. Увеличение размера частиц более 3 мм нецелесообразно, так как затраты на измельчение превышают достигнутый положительный эффект от этой операции.На чертеже изображена схема установки для осуществления способа. Она состоит из системы циклонов-разгрузителей 1-3 сода 0,1-5,0% кофейной оболочки к массе обжаренного кофе направляют на смешивание с измельченным обжаренным кофе в бункер-смеситель 9 с весами. Смесь измельченного обжаренного кофе и кофейной оболочки подают в экстракторы 10 колонного типа. После загрузки экстрактор со свежезагруженной твердой фазой герметизируюти подают в него жидкую фазу из предыдущего экстрактора. Температуру процесса 10поддерживают от 80-85 С в первом экстракторе со свежезагруженной твердой фазой до 175-185 ОС в последнем экстракторес наиболее истощенной твердой фазой.После отбора экстрактора последний 15экстрактор разгружают, промывают водой изаполняют свежим материалом. Затем циклповторяют,П р и м е р 1, Серебристую кофейную,оболочку, отделенную от зерен кофе, обжаривают в воздушной среде при 180 С в течение 15 мин, затем измельчают до размерачастиц 1 мм и смешивают 0,1% оболочки сизмельченным обжаренным кофе, таким образом в 1 кг смеси содержится 1 г серебристой кофейной оболочки,.Затем смесь экстрагируют в течение 4,5 чпри 85 С в начале процесса и 185 С в концеэкстрагирования. Расход жидкой Фазы (воды) на экстракцию в расчете на один эксг 30трактор 6-членной батареи - 400% к массезагруженной твердой фазы,Получают 1,95 кг кофейного экстракта сконцентрацией растворимых веществ21,3%. Выход растворимых веществ при 35этом составил 44,17 ь сухой, массы обжаренного кофе,Добавление 1 г(0,1) кофейной оболочкипозволяет сэкономить 2,1 г измельченного обжаренного кофе, что составляет 0,21040от его массы.П р и м е р 2, Способ осуществляют, какуказано в примере 1, в той лишь разницей,что обжарку проводят при 220 С в течение45 мин; серебристую кофейную оболочку измельчают до размера частиц 3 мм и смешивают 5 кофейной оболочки сизмельченным обжаренным кофе. В результате в 1 кг смеси содержится 50 г кофейнойоболочки, 50Получают 2,0 кг кофейного экстракта сконцентрацией растворимых веществ20,9. Выход растворимых веществ приэтом составляет 44,5% сухой массы обжаренного кофе. Добавление 50 г (5%) кофейной оболочки позволяет сэкономить 1 гизмельченного обжаренного кофе на каж-.дый килограмм смеси, что составляет 1,1%от его массы. П р и м е р 3. Способ в соответствии спримером 1 с той лишь разницей, что обжарку проводят при 200 С в течение 30 мин,серебристую кофейную оболочку измельчают до размера частиц 2 мм и смешивают 3%обжаренной измельченной кофейной оболочки с измельченным обжаренным кофе, Врезультате в 1 кг смеси содержится 30 гкофейной оболочки.Получают 2,0 кг кофейного экстракта сконцентрацией растворимых веществ21,2%; Выход растворимых веществ приэтом составил 45,17 ь сухой массы обжаренного кофе.Добавление 30 г(3%) кофейной оболочки позволяет сэкономить при экстрагировании 20,4 г измельченного обжаренного кофена каждый килограмм смеси, что составляет2,04 оот его сухой массы.Процесс получения кофейного экстракта по этому примеру обеспечивает максимальный выход растворимых веществ призкстрагировании и сэкономить наибольшееколичество измельченного обжаренного ко.фе,Для обоснования оптимальности выбранных параметров были проведены дополнительные исследования сзапредельными значениями выбранных величин,П р.и м е р 4, Способ в соответствии спримером 1, с той лишь разницей, что обжарку проводят при 170 С в течение 10 мин,кофейную оболочку измельчают до размерачастиц 1 мм и смешивают 0,05 обжаренной измельченной серебристой кофейнойоболочки с измельченным обжаренным кофе. В результате в 1 кг смеси содержится 0,5г кофейной оболочки.Получают 1,95 кг кофейного экстракта сконцентрацией растворимых веществ21,2 . Выход растворимых веществ приэтом составил 44,0.% сухой массы обжаренного кофе,Добавление 0,5 г (00,5 ) обжареннойкофейной оболочки при экстрагировании не .дает экономии измельченного обжаренногокофе. При этом ухудшается качество полу-ченного экстракта ввиду того, что значительная часть тонкодисперсной кофейнойоболочки уносится с жидкой фазой. что требует дополнительной очистки экстракта,П р и м е р 5. Способ в соответствии спримером 1, с той лишь разницей, что серебристую кофейную оболочку обжаривают при23 ООС в течение 60 мин, измельчение проводят до размера частиц 4 мм и смешивают6,0 обжаренной измельченной оболочки сизмельченным обжаренным кофе, В результате в 1 кг смеси содержится 60 г кофейной оболочки.Получают 2;05 кг кофейного экстракта с концентрацией растворимых веществ 19,4. Выход растворимых веществ при этом составил 39,7 О сухой массы обжаренного кофе,Добавление 60 г (6 обжаренной измельченной оболочки при экстрвгиравании не только не обеспечивает экономии обжаренного кофе. но увеличивает его затраты на процесс,Это связано с резким ухудшением филь.трации жидкой фазы через слой твердой фазы,появлением зон, недоступных экстра- генту. Данные режимы обжарки более чем вдвое сокращают количество растворимых веществ в кофейной оболочке, ухудшают качество получаемого экстракта ввиду значительного угара оболочки. Таким образом, параметры способа получения экстракта по примеру 3 являютсяоптимальными.Использование предложенного способа получения кофейного экстракта по сравнению с прототипом позволит повысить выход растворимых веществ при экстрагировании обжаренного кофе на 1 1 сухой массы измельченного обжаренного кофе,Экономия обжаренного кофе за счет использования серебристой кофейной оболочки составляет 20,4 кг на каждую тонну экстрагируемого кофе.При существующем технологическомпроцессе обжаривания кофе отделенная се ребристая, кофейная оболочка смываетсяхолодной водой в канализацию. В этой связи постоянно происходит засорение канализационных стоков, приводящие к остановке производства и значительным 10 потерям.Кроме этого, выбросы оболочки существенного загрязняют окружающую среду.Использование предложенного способа полностью устраняет эти недостатки.15 Формула изобретения1. Способ получения кофейного экстракта, включающий измельчение обжаренного кофе и последующее экстрагирование его водой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 20 сокращения потерь в отходах и экономиисырья, измельченный обжаренный кофе перед экстрагированием смешивают с сереб- ристой кофейной оболочкой, которую берут в количестве 0,1-0,5%.25 2. Способпоп 1,отличающийсятем, что серебристую кофейную оболочку, перед смешиванием обжаривают при 180220 С в течение 15-45 мин,3. Способ по п 1,отличающийся 30 тем, что серебристую кофейную оболочку.перед смешиванием измельчают до размера частиц 1,0-3,0 мм.1709976 адов тор Л.Патай рр Тираж П венного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наб а й комбинат атент", г. Уж ельс и Редактор Л,Волков Заказ 282 ВНИИПИ ПроизводственноС Т авитель К,Ви ед М;Морген писное,:открытиям при ГКНТ ССС4/5 ород, ул. Гагарина. 1