Способ удаления кофеина из сырого кофе - SU539504A3

1

Изобретение относится к пищевой промышленности , точнее к удалению кофеина из сырого кофе.

В настоящее время кофеин удаляют из увлажненного сырого кофе путем обработки его растворителями для избирательной экстракции алкалоида, при этом в качестве растворителей преимущественно Используют сложные эфиры, ароматические углеводороды, а также галогензамещенные углеводородов.

Кроме того, из водных экстрактов сырого ИЛИ жареного кофе кофеин отбирают в аппаратах с противотоком с помощью, например, трихлорэтилена, а оставшуюся свободную от кофеина водную фазу вновь подводят в замкнутом цикле к кофе-бобам.

Основным недостатком этих способов является то, что используемые растворители должны быть ПОЛНОСТЬЮ удалены из бобов или экстрактов при повышенных температурах путем выпаривания горячим водяным паром в конце процесса удаления кофеина, что требует затраты значительных технических и аналитических контрольных средств.

Кроме того, в настоящее время используется способ удаления кофеина из сырого кофе, основанный на свойстве кофеина возгоняться при 178°С. Для этого бобы предварительно

обрабатывают щелочами, нагревают до 178°С и пропускают через них поток инертного газа, состоящего из водорода, азота или углекислого газа, уносящего возгоняемый кофеин.

Недостатком этого способа является неполное извлечение кофеина из сырого кофе, необходимость его обработки щелочами и применение высоких температур, причем содержание кофеина в сыром кофе не удается понизить 0,35%, что не соответствует стандарту на продукты питания.

Кроме того, в настоящее время используется способ удаления кофеина из сырого увлажненного кофе с помощью надкритического газообразного углекислого газа при температурах 40-80°С, при этом нижняя граница определяется критической температурой углекислого газа (DOS 2005293-ФРГ).

Обработка сырого кофе в этом температурном диапазоне понижает вкусовые качества обработанного кофе.

Известен способ удаления кофеина из сырого кофе путем увлажнения сырья, обработки его жидкой увлажненной двуокисью углерода при температуре ниже ее критической температуры с последующим осаждением кофеина на адсорбенте. Однако в известном способе растворяющая способность жидкой двуокиси углерода не избирательна , что приводит к удалению из кофе ароматических веществ и снижению тем самым качества готового продукта. С целью снижения потерь ароматических веществ и повышения качества конечного продукта по предлагаемому способу обработку сырья жидкой двуокисью углерода осуществляют при давлении выше критического. При этом сырье увлажняют до 60%. Обработку сырья жидкой увлажненной двуокисью углерода осуществляют при давлении 80-400 ата. Кроме того, используют увлажненныйад- 15 сорбент, поддерживая количество влаги всыром кофе, адсорбенте и жидкой двуокисиуглерода во взаимном равновесии На фиг. 1 и 2 изображены схемы установок для осуществления способа удаления ко- 20 феина из сырого кофе: 1 - экстракционный сосуд; 2 - набивка из сырого кофе; 3 - адсорбер с активированным углем; 4 - насос; 5 - разделительный сосуд; 6 - теплообменник; 7 - резервуар для воды; 25 8 - шаровой бак для двуокиси углерода. В соответствии со схемой установки, приведенной на фиг. 1, для осуществления снособа сырой кофе увлажняют до содержания в30 нем 30-60% воды, а затем насосом подают жидкую двуокись углерода при 20-25°С и давлении в системе 80-400 ата и пропускают поток через набивку из сырого кофе, а растворенный при этом кофеин удаляют в адсорбере с35 активированным углем. Активированный уголь предварительно полностью насыщают водой и адсорбируют растворенный кофеин. Очищенный таким образом растворитель с помощью насоса подают далее для циркуля-40 ции в системе. Двуокись углерода помещают в шаровой бак.

Пример 2. По технологической схеме, приведенной на фиг. 1, обрабатывают 3 кг сырого кофе с влажностью 30% 25 ч при 25°С и 90 ата жидкой насыщенной водой двуокисью углерода при ее циркуляции.

Адсорбент увлажняют до содержания воды 30%.

Данные результатов после высушивания ИЛИ жарения продукта приведены в табл. 2, 5 10

Пример 3. По технологической схеме, приведенной на фиг. 2, обрабатывают 1 кг сырого кофе с установленной влажностью 45% в течение 18 ч при 25°С и давлении 380 ата жидкой, насыщенной водой двуокисью углерода в замкнутом контуре. В разделительном сосуде температуру поддерживают 28°С, давление 70 ата. В случае увлажнения сырого кофе до влажности менее 60% содержание воды в сорбционном слое снижают соответственно, нри этом количество влаги в сыром кофе, адсорбенте и жидкой двуокиси углерода поддерживают во взаимном равновесии, избегая тем самым экстракционных нотерь (кроме кофеина) в кофе. В случае осуществления способа в соответствии со схемой установки, изображенной на фиг. 2, выделение кофеина из растворителя осуществляют за счет того, что поток растворителя с кофеином вначале подводят в разделительный сосуд, где выпаривают, а затем конденсируют в теплообменнике и подают далее насосом для сжиженного газа, При выпаривании кофеин остается в разделительном сосуде и может быть оттуда извлечен . В этом случае потери воды за счет нопадания в экстракционный сосуд жидкой двуокиси углерода, обедненной водой при выпариваНИИ в разделительном сосуде, восполняют добавлением воды в водяной резервуар. В зависимости от скорости потока растворителя в экстракционном сосуде и давления в системе время, необходимое для обработки бобов для достижения остаточного содержания кофеина 0,02-0,08% в сухом продукте. составляет 10-50 ч, при этом содержание кофеина в жареных бобах находится в тех же пределах, а водорастворимых субстанций - 23-27%, в зависимости от типа выходной смеси кофе. Пример 1. По технологической схеме, приведенной на фиг. 1, обрабатывают 3 .кг сырого кофе с влажностью 50% в течение 14 ч при 20°С и давлении 350 ата жидкой, насыщенной водой двуокисью углерода в замкнутом контуре. Адсорбент увлажняют до содержания воды 50%. После высушивания сырой кофе и пробу полученного из него жареного кофе анализируют, Результаты анализа приведены в табл. 1. Таблица 1

Данные результатов сушки или жарения приведены в табл. 3.

Из разделительного сосуда после слива двуокиси углерода получают влажный кофеин со степенью чистоты 98%.

Формула изобретения

1. Способ удаления кофеина из сырого кофе путем увлажнения сырья, обработки его жидкой увлажненной двуокисью углерода при температуре ниже ее критической температуры с последующим осаждением кофеина на адсорбенте, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь ароматических веществ и повышения качества конечного продукта,

Таблица 2

Таблица 3

обработку сырья жидкой двуокисью углерода осуществляют при давлении выше критического давления.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что сырье увлалшяют до влажности в пределах 60%.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку сырья жидкой увлажненной двуокисью углерода осуществляют при давлении 80-400 ата.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют увлал ;ненный адсорбент, при этом количество влаги в сыром кофе, адсорбенте и жидкой двуокиси углерода поддерживают во взаимном равновесии.

V.