Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
EXTRACTION METHOD AND DEVICE FOR THE IMPLEMENTATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1982/002149
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the extraction method, for example for coffee, a plurality of extract solution quantities, separated from each other, having different concentrations, contained in a battery of containers (5), are successively mixed, each with a certain amount of base material, in a flat base filtering extractor (12), and thereafter are again separated. First, highly concentrated solutions are used and the low concentration solutions are used at the end. The relatively low concentration solutions are heated whereas the relatively highly concentrated solutions remain cool.

Inventors:
HUSSMANN PETER (IT)
Application Number:
PCT/EP1981/000200
Publication Date:
July 08, 1982
Filing Date:
December 18, 1981
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MITTEX AG (LI)
HUSSMANN PETER (IT)
International Classes:
A23F3/18; A23F5/26; B01D11/02; (IPC1-7): B01D11/02; A23F5/26; A23F3/18
Foreign References:
DE639775C1936-12-17
FR1189554A1959-10-05
Download PDF:
Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e5
1. Extraktionsverfahren mit beliebig oft wiederholbaren Durchgängen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei jedem Durchgang mehrere voneinander getrennte Extraktlösungsmengen unterschiedlicher Konzentration mit jeweils einer frischen Menge eines Ausgangsstoffes ! nacheinander jeweils vermischt und davon wieder ge¬ trennt werden, wobei angefangen wird mit der Lösungs¬ menge höchster Konzentration und geendet wird mit der Lösungsmenge niedrigster Konzentration, und wobei nur die Lösungεmengen mit relativ niedriger Konzentration 15 erhitzt werden, während die Lösungsmengen relativ hoher Konzentration im wesentlichen kalt bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß zur Herstellung der unter¬ 0 schiedlich konzentrierten Extraktlösungsmengen in einem Vorschaltprozess ein Lösungεmittel mit einer Menge des Ausgangsεtoffes vermischt, als Lösung mit ab¬ nehmender Konzentration davon wieder getrennt und in voneinander getrennte Mengen unterschiedlicher 5 Konzentration aufgeteilt wird, wonach in weiteren aufeinanderfolgenden Durchgängen die Konzentratxon jeder Lösungsmenge jeweils erhöht wird, indem bei jedem Durchgang die Lösungsmengen mit einer jeweils frischen Menge des Ausgangsstoffes nacheinander je¬ 0 weils vermischt Und davon wieder getrennt werden, wobei angefangen wird mit der Lösung höchster Kon¬ zentration und geendet wird mit der_Lδsungsmenge niedrigster Konzentration, und wobei nur die Lösungs¬ mengen relativ niedriger Konzentration erhitzt werden, 5 während die Lösungεmengen relativ hoher Konzentration 17 im wesentlichen kalt bleiben.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die jeweiligen Lösungsmengen relativ.hoher Konzentration Raumtemperatur haben.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lösungsmengen mit relativ hoher Konzentration Temperaturen im Be¬ reich von 25 bis 50°C haben, und daß die Lösungsmengen mit relativ niedriger Konzentration Temperaturen im Bereich von 90 bis 100° C haben.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Gas¬ strom zu Beginn des Verfahrens durch den Ausgangs¬ stoff und später durch den gewonnenen Extrakt ge¬ leitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Inertgas dem Lösungsmittel bzw. der Lösung überlagert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zu Be¬ ginn des Verfahrens der Ausgangsstoff zerkleinert, in ein Filterbett bis zu einer Höhe von 50 bis 100 mm eingebracht wird, und die bei der Vermischung jeweils entstehende Lösung von dem Ausgangsstoff durch Fil¬ tration getrennt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der Ausgangsstoff unter Zusatz einer Extraktlösungsmenge hoher Konzentration zerkleinert wird und in Form einer Schlämme in das 1 Filterbett eingebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Aus 5 gangεεtoff zu Teilchen mit einer Korngröße von unter 100 μ zerkleinert wird.
10. 10 Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, als Vorstufe eines Dehydratationsverfahrens.
11. Anwendung nach Anεpruch 10, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Dehydratationsver fahren ein Verfahren nach der Deutεchen Patentanmeldung P 30 31 446.6 ist.*& 15.
12. Anwendung nach Anspruch 10 oder 11, wenn rückbe¬ zogen auf Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß der Gasstrom durch den im De hydratationsverfahren hergestellten Trockenextrakt 20 geleitet wird.
13. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Extraktion der extrahierbaren Stoffe aus aroma und geschmacksεtoffreichen Ausgangsstof en 25 wie Kaffee, Tee, Heilkräutern und Gewürzen oder dgl..
14. 1Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Extraktion schwer löslicher bzw.
15. extrahier¬ enw barer Stoffe, insbesondere Pektine.
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n ¬ z e i c h n e t d u r c h eine Batterie von Be¬ hältern (5) zur Aufnahme des Lösungεmittels bzw. der Löεungsmengen unterschiedlicher Konzentration und OMPI mindeεtenε einen Flachbettfilterextraktor (12), der mit jedem der Behälter (5) verbunden iεt.
17. 16» Vorrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Filterbettextrak¬ tor (12) ein stufenweise aufgebauteε relativ eng¬ poriges Filtermedium aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Filterbettextraktor ein monofiles Gewebe als Filtermedium aufweist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Flachbettfilterextraktor (12) ein Rührwerk (3) vorgesehen ist, das so ausgebildet ist, daß es neben der Durchmischung des Ausgangεεtoffeε mit den Löεungε mengen bzw. dem Löεungεmittel auch dazu eingesetzt werden kann, im Filterkuchen entstehende Risse zuzu steichen.
20. Vorrichtung nach einem der Anεprüche 15 bis 18, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Be¬ hälter (5) mit einer Heizung (7) ausgestattet εind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Heizung in dem Flachbettfilterextraktor (12) ange¬ ordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Saugpumpe (9) vorgesehen ist, um die Lösungsmengen durch das Filtermedium zu saugen.
Description:
Extraktionεverfahren und Vorrichtung zu dessen Durchführung

Die Erfindung betrifft ein Extraktionsverfahren mit be¬ liebig oft wiederholbaren Durchgängen, sowie eine Vor¬ richtung zu dessen Durchführung.

Es gibt eine Fülle von Extraktionsverfahren, von denen einige bereits im Altertum zur Gewinnung von Extrakten aus Heilkräutern praktiziert worden sind, andere seit langem in der Zucker-, Öl- und Gerbstoffinduεtrie An¬ wendung finden und solche, die erst in den letzten Jahr¬ zehnten zur Gewinnung von sofort löslichen Pulverextrakten aus Kaffee und Tee entwickelt worden sind.

Bei einem dieser bekannten Extraktionsverfahren wird so vorgegangen, daß der Ausgangsstoff in zerkleinerter Form in miteinander verschaltete " Behälter - sogenannte Ex- traktoren oder Perkolatoren - eingefüllt und unter hohem Druck sehr heißes Wasser oder Dampf durch die Behälter¬ batterie hindurchgeschickt wird,wobei angefangen wird mit dem Extraktor, der den am stärksten ausgelaugten Ausgangsstoff enthält und geendet wird mit dem Ex- traktor, der eine frische Menge des Ausgangsstoffes enthält, so daß die Konzentration des Extraktes von Behälter zu Behälter zunimmt. Ist der Ausgangsstoff in einem der Behälter vollständig ausgelaugt, wird der ausgelaugte Ausgangsstoff durch eine frische Menge ersetzt und die Wasser-bzw. Dampfführung so geändert, daß dieser Behälter nunmehr als letzter durchströmt

- 2 -

. wird.

Während bei der Gewinnung aromareicher Extrakte aus aro- astoffhaltigen Ausgangsstoffen nach diesem Verfahren c ein Nachteil darin besteht, daß bei einer guten Aus¬ beute ein Verlust von Aromastoffen kaum vermieden werden kann, ist dieses Verfahren zur Extraktion schwer extra¬ hierbarer Stoffe, wie z. B. Pektine, ungünstig. In jedem Fall hat das Verfahren auch den Nachteil, daß aufgrund der hohen Drücke und Temperaturen ein hoher Energieeinsatz erforderlich ist.

Es ist daher wünschenswert, daß die Extraktion von ex¬ trahierbaren Stoffen aus geeigneten Ausgangsstoffen öer- art durchführbar ist, daß die vorgenannten Nachteile und Schwierigkeiten vermieden werden, insbesondere jedoch eine möglichst hohe Ausbeute mit relativ ge¬ ringem Energieeinsatz und ggf. möglichst ohne Beein¬ trächtigung des Aromas und des Geschmacks erzielbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, cfe.ß bei jedem Durchgang des Extraktionsverfahrens mehrere von¬ einander getrennte Extraktlösungsmengen unterschied¬ licher Konzentration mit jeweils einer frischen Men- ge des Ausgangsstoffes nacheinander jeweils vermischt und davon wieder getrennt werden, wobei angefangen wird mit der Lösungsmenge höchster Konzentration und geendet wird mit der Lösungsmenge niedrigster Kon¬ zentration, und wobei nur die Lösungsmengenmit relativ niedriger Konzentration erhitzt werden, während die Lösungsmengen mit relativ hoher Konzentration im wesentlichen kalt bleiben.

Auf diese Weise lassen sich außerordentlich hohe Aus- beuten mit sehr geringem Energieeinsatz erzielen. Fer¬ ner werden lange Verweilzeiten des Ausgangsstoffes, wie

OMPI

sie bei der Verwendung von Perkolatoren auftreten, ver¬ mieden. Insbesondere ist aber aufgrund einer sehr schonenden Behandlung des Ausgangsstoffes ein außer¬ ordentlich aroma- und geschmacksstoffreicher Extrakt aus aroma- und geschmacksstoffhaltigen Ausgangs¬ stoffen erhältlich.

Die erforderlichen Extraktlösungsmengen können auf irgendeine bekannte Art und Weise hergestellt werden. Vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit ist jedoch, wenn bei der Her¬ stellung dieser Extraktlösungsmengen in einem einmal durchzuführenden Vorschaltprozess ähnlich vorgegan¬ gen wird, wie im nachfolgenden Hauptprozess. Dieser Vorschaltprozess besteht darin, daß ein Lösungsmittel mit einer Menge des Ausgangsstoffes vermischt und als Lösung mit abnehmender Konzentration davon wieder ge¬ trennt und in voneinander getrennte Mengen unterschied¬ licher Konzentration aufgeteilt wird, wonach in wei- teren, aufeinanderfolgenden Durchgängen die Konzen¬ tration jeder Lösungsmenge jeweils erhöht wird, indem bei jedem Durchgang die Löεungsmengen mit einer je¬ weils frischen Menge des Ausgangsstoffes nacheinander jeweils vermischt und davon wieder getrennt werden, wobei angefangen wird mit der Lösung höchster Kon¬ zentration und geendet wird mit der Lösungsmenge niedrigster Konzentration, und wobei nur die Lösungs¬ mengen relativ niedriger Konzentration erhitzt werden, während die Lösungsmengen relativ hoher Konzentration im wesentlichen kalt bleiben.

Ein Optimum zwischen Ausbeute, Aromaerhaltung und Ener¬ gieaufwand wird am besten dann erreicht, wenn die Lö¬ εungsmengen relativ hoher Konzentration Raumte pera- tur haben. Auch Temperaturen im Bereich von 25 bis

50 ° C sind noch vorteilhaft. Die Lösungε engen relativ

1 niedriger Konzentration können dagegen Temperaturen im Bereich von 90 bis 100° C haben. Bei den geringen Konzentrationen wird durch die hohen Temperaturen das Aroma kaum mehr beeinträchtigt, dafür aber eine gute

5 Ausbeute sichergestellt.

Wenn es darauf ankommt, einen möglichst aromareichen Extrakt zu gewinnen, ist es von Vorteil, wenn ein Gas¬ strom zu Beginn des Verfahrens durch den AusgangsStoff " ιo und später durch den gewonnenen Extrakt geleitet wird, so daß die besondersleicht flüchtigen Aromastoffe bereits zu Beginn des Verfahrens dem Ausgangsstoff ent¬ zogen und dem Extrakt später wieder zugeführt werden.

15 Besteht der Ausgangsstoff aus verderblichen Nahrungs¬ und Genußmitteln oder Pektinrohstoffen oder sind die Lösungen zucker- oder eiweißhaltig, ist es zweckmäßig den Löεungsmengen bzw. dem Lösungsmittel ein Inertgas zu überlagern, so daß bei einer Unterbrechung des Ver-

20 fahrens eine unerwünschte Fermentierung der Lösungs¬ mengen vermieden wird.

Von Bedeutung für den Erfolg des Verfahrens ist, daß der Ausgangsstoff stark zerkleinert, vorzugsweise in

25 Form von Teilchen mit einer Korngröße von unter -100 μ vorliegt und auf einem Filtermedium bis zu einer Höhe von 50 bis 100 mm aufgebracht wird. Um eine solche Teilchengröße zu erhalten, kann der Ausgangsstoff unter Zusatz einer Extraktlösungsmenge hoher Konzentration

30 zerkleinert werden, und dann in Form einer Schlämme auf das Filtermedium aufgebracht werden. Hierbei er¬ gibt sich auch der Vorteil, daß die leicht flüchtigen Aromastoffe in der Schlämme fixiert werden.

35 Wie bereits angedeutet, sind eine Reihe von Vorteilen zu erzielen, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur

Gewinnung aromareicher Extrakte aus aromastoffhaltigen Ausgangsstoffen, vornehmlich Kaffee, Tee, Gewürzen und Ähnlichem, angewendet wird. Mit Erfolg kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch dann angewendet werden, wenn es sich nicht um die Gewinnung eines aromareichen Konzentrats, sondern um die Extraktion extrem schwer extrahierbarer Stoffe handelt. Hierbei kommt es dann weniger auf die schonende Behandlung der zu extrahierenden Stoffe an, als vielmehr auf äie Möglichkeit, die Extraktion insbesondere mit re¬ lativ geringem Betriebsmittel- und Energieeinsatz durch¬ führen zu können.

Von besonderer Bedeutung ist noch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens als einem Trocknungsver¬ fahren gemäß unserer Deutschen Patentanmeldung P 30 31 446.6 vom 20. August 1980 vorzuschaltendes Extraktionsverfahren. Am Ende des erfindungsgemäß vorbereiteten Trocknungsverfahrens nach der genannten Patentanmeldung liegt- dann ein schnell lösliches

Produkt hoher Qualität vor, das zuverlässig mit re¬ lativ geringem Aufwand gewonnen werden konnte.

Unter beiden zuletzt genannten Aspekten kann das er- findungsgemäße Verfahren deswegen als wesentlich weitergehend anwendbar, andererseits als eine zweck¬ mäßige Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der genannten Patentanmeldung, angesehen werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, die durch eine Batterie von Behältern zur Aufnahme der Lösungsmengen unter¬ schiedlicher Konzentration und mindestens einem Flach- bettfilterextraktor gekennzeichnet ist, der mit jedem der Behälter verbunden ist. Dieser Flachbettfilter¬ extraktor weist ein Filtermedium auf, das stufenweise

_OMPI

- 6 - aufgebaut und relativ engporig sein kann. Vorzugswei¬ se wird jedoch als Filtermedium ein monofiles Ge¬ webe verwendet.

Im folgenden wird nun ein Ausführungεbeiεpiel der Er¬ findung anhand des in der Zeichnung dargestellten Fließbildes beschrieben.

Als Ausgangsstoff ist beispielsweise normal gemahlener Kaffe mit einer Korngröße von unter 100 μ auf einem

Filtermedium 1 in einem zur Erhaltung des Aromas vor¬ zugsweise geschlossenen Filtergehäuses 2 eines Flach- bettfilterextraktors 12 aufgebracht. Der Ausgangsstoff besteht aus den extrahierbaren Stoffen und den nicht extrahierbaren Bestandteilen. Die extrahierbaren Stoffe wiederum sind in Wasser löslich und enthalten Aroma- und Geschmacksstoffe. Die Schichthöhe auf dem Filter¬ medium 1 ist relativ gering,sie liegt vorzugsweise zwi¬ schen 50 und 100 mm. Das Filtermedium kann grund- sätzlich jede geeignete Form haben, so kann es z. B. stufenweise aufgebaut und relativ engporig sein, vorzugsweise wird aber ein monofiles Gewebe auf Kunst¬ stoffbasis verwendet. In jedem Fall ist aber das Filtermedium oder ein poröser Boden, auf dem es auf- liegt, so dimensioniert, daß es einen Druck bis zu mehreren bar oder ein Hochvakuum ohne Deformierung aushalten kann.

Der gemahlene Kaffee kann ggf. intermittierend oder kontinuierlich mit einem Rührwerk 3 in dem Flachbett¬ filterextraktor gerührt werden, das auch zum Austragen des Rückstandes aus dem Filtergehäuse am Ende des Verfahrens dient. Es ist auch dazu bestimmt, in dem sich mit zunehmender Auslaugung bildenden Filterkuchen entstehende Risse zuzustreichen und Randablösungen anzudrücken. Insbesondere wenn mit Unterdruck extra-

hiert wird, besteht die Tendenz zur Bildung von Ris¬ sen, durch die die Lösung auf dem Weg des geringsten Widerstandes abfließen könnte, so daß keine Extrak¬ tion mehr stattfände.

An das Filtergehäuse 2 des Flachbettfilterextraktors sind über je eine Vorlaufleitung 4a und eine Rück¬ laufleitung 4b eine größere Anzahl von Aufnahmebehäl¬ tern 5 angeschlossen. Jede Leitung 4a und 4b weist ein Ventil 6a bzw. 6b auf. Die Ventile 6a und 6b sind so schaltbar, daß jeweils ein Aufnahmebehälter an das Filtergehäuse 2 angeschlossen ist, während die je¬ weils anderen Aufnahmebehälter vom Filtergehäuse ge¬ trennt sind. Die Aufnahmebehälter sind beheizbar, was durch symbolhaft dargestellte Heizschlangen 7 ange¬ deutet ist. Als Alternative zu den Heizschlangen 7 in den Behältern könnte auch eine Heizung in dem Flach¬ bettfilterextraktor vorgesehen werden. Zwischen dem Ausgangsende des Filtergehäuses 2 und den Rücklauflei- tungen 4b ist eine Zwischenkammer 8 angeordnet, in der sich eine Pumpe 9 befindet, um die im Filterbett ent¬ stehende Lösung durch das Filter saugen zu können. Statt der Saugpumpe kann auch eine Druckpumpe verwen¬ det werden, um das Lösungsmittel im Beispiel Wasser bzw. die Lösung durch das Filter mit Druck pumpen zu können. Die Druckpumpe wäre in einer Zwischenkammer 10 nach den Vorlaufleitungen 4a angeordnet. Die Verbindung zwischen dem eigentlichen Filtergehäuse und den Zwi¬ schenkammern erfolgt über Verbindungsöffnungen 11.

Dem eigentlichen kontinuierlichen Extraktionsverfahren oder Hauptprozess geht ein einmaliger Vorschaltprozess zur "Einstellung" der Behälterbatterie voraus. Zu Beginn dieses Vorschaltprozesεes sind alle Behälter mit noch reinem Lösungsmittel gefüllt. Das in der

Zeichnung linke Ende der Batterie aus den Behältern 5

ist der Batterieanfang. Das in der Zeichnung rechte Ende ist das Batterieende. Vom Batterieanfang bis zum Batterieende sind die Behälter 5, beginnend mit 100, durchnummeriert. Es wird nun zunächt das Lösungsmittel aus dem Behälter 100 in den Flachbett- filterextraktor geführt, dort mit dem Kaffee intensiv vermischt und als dünne Lösung mit abnehmender Kon¬ zentration in den Behälter 100 zurückgeführt. Danach wird das Lösungsmittel aus dem Behälter 101 in den Flachbettfilterextraktor geführt, dort mit dem bereits etwas ausgelaugten Kaffee wieder intensiv vermischt und als noch dünnere Lösung als die vorhergehende in den Behälter 101 zurückgeführt. Dann wird das

Lösungsmittel aus dem Behälter 102 in den Flachbett- filterextraktor geführt, dort wiederum mit dem Kaffee vermischt und als Lösung in den Behälter 102 wieder zurückgeführt. In entsprechender Weise werden die Lösungsmittelmengen der restlichen Behälter nachein¬ ander in den Flachbettfilterextraktor und wieder zu- rück in den jeweiligen Behälter geführt. Hierdurch entstehen mehrere voneinander getrennte Mengen einer Lösung, deren Konzentration von Behälter zu Behälter abnimmt.

Zu Beginn eines weiteren Durchgangs wird frischer

Kaffee in den Flachbettfilterextraktor eingebracht. Dann werden alle Lösungεmengen nacheinander jeweils in den Flachbettfilterextraktor eingeführt, dort mit dem Kaffee vermischt und in den entsprechenden Be- hälter wieder zurückgeführt, wobei angefangen wird mit der Lösungsmenge höchster Konzentration im Behälter 100 und geendet wird mit der Lösungsmenge niedrigster Konzentration im Behälter -102. Auf diese Weise wird die Konzentration jeder Lösungsmenge erhöht. Es folgen so viele weitere Durchgänge, bis sich in den Behältern 'Lösungsmengen mit einer jeweils bestimmten Konzentration

befinden, wobei zu Beginn jeden Durchgangs der Kaffee in dem Flachbettfilterextraktor durch eine frische Menge erneuert wird.

Während im ersten Durchgang des Vorschaltprozesses das Lösungsmittel aus den ersten Behältern kalt ist, wird die Temperatur des Lösungsmittels erst aus den später folgenden Behältern von Behälter zu Behälter er¬ höht, so daß sie in dem Lösungsmittel aus den letzten Behältern Werte um 90° bis 100° C erreicht. Entsprechend wird die Temperatur der Lösung in den folgenden Durch¬ gängen des Vorschaltprozesses eingestellt.

In dem nachfolgenden Hauptprozess mit beliebig oft wiederholbaren Durchgängen wird zu Beginn jeden Durch¬ gangs frischer Kaffee in den Flachbettfilterextrak¬ tor eingebracht. In jedem Durchgang werden die Lösungε- engen aus den einzelnen Behältern nacheinander je¬ weils in den Flachbettfilterextraktor geführt, dort mit dem Kaffee vermischt und über das Filtermedium in den entsprechenden Behälter wieder zurückgeleitet, wobei wie im Vorschaltprozess wiederum angefangen wird mit der Lδsungsmenge höchster Konzentration aus dem Behälter 100 und geendet wird mit der Lösungs- menge niedrigster Konzentration aus dem Behälter 101. Auf diese Weise wird die Konzentration der Lδsungε- enge im Behälter 100 z. B. auf 35 bis 40 % erhöht. Dieser Extrakt ist für die weitere Bearbeitung insbe¬ sondere für die Trocknung gut geeignet und wird nach seiner Abführung durch frischesLösungsmittel ersetzt. Die Konzentration der Lösungsmenge des Behälters 101 hat sich im Beispiel dann auf 30 bis 35 % erhöht.

Die Zahl der Behälter wird so festgelegt, daß die Lö¬ sungsmenge niedrigster Konzentation immer noch eine Konzentration von 0,1 % aufweist. Abhängig von der Art

__ OMPI e ,- WIPO

des Ausgangsstoffes und damit dem Schwierigkeitsgrad der Extraktion beläuft sich die Zahl der Behälter auf ungefähr 6 bis 20 Stück.

Hervorzuheben ist, daß im Hauptprozess wie im Vor¬ schaltprozess die Lösungsmengen relativ hoher Kon¬ zentration bei Raumtemperatur mit dem Kaffee vermischt und davon wieder getrennt werden, während die Lösungs- engen relativ niedriger Konzentration eine erhöhte Temperatur aufweisen. Die Temperatur der Lösungsmengen relativ hoher Konzentration kann auch noch im Bereich von 25 bis 50° C liegen, während die erhöhte Temperatur der Lösungsmengen niedriger Konzentration bei 90 bis 100° C liegt.

Im nächsten Durchgang des Hauptprozesses wird zunächst die Lösungsmenge aus dem Behälter 101 in das mit fri¬ schem Kaffee beschichtete Filterbett eingebracht, mit dem Kaffee vermischt und davon wieder getrennt, wobei sich die Konzentration der Lösungsmenge auf einen

Wert erhöht hat, den im vorigen Durchgang die Lδsungs- enge des Behälters 100 erreicht hatte. Die Konzen¬ tration der Lösungsmenge des letzten Behälters er¬ reicht in diesem Durchgang einen Wert, der dem ent- spricht, den im vorigen Durchgang die Lösungsmenge des vorletzten Behälters erhalten hat. Bei unter¬ stellten 20 Behältern folgen 20 Durchgänge aufeinan¬ der, um am Ende des zwanzigsten Durchgangs eine Kon¬ zentration der Lösungsmenge des letzten Behälters zu erhalten, die im ersten Durchgang die Lösungsmenge des ersten Behälters hatte.

Mit fortschreitender Trennung der jeweiligen Lösungs¬ menge von der Mischung aus Kaffeemehl und Lösung, wird der Kaffee zunehmend trockener und bildet letzt¬ lich einen Filterkuchen 13, der selbεt eine filtrie-

OMPI

rende Wirkung ausübt. Dieser Filterkuchen kann so hart werden, daß es zweckmäßig sein kann, die nachfolgende Lösungsmenge von unten durch das Filtermedium einzu¬ führen, um den Kaffee aufzuwirbeln und das Filterme- dium einem Spüleffekt zu unterziehen. Am Ende jeden Durchgangs ist der Filterkuchen 13 jedenfalls so aus¬ gelaugt, daß er nur noch aus einer unlöslichen Rest¬ masse besteht.

Oi& nachfolgende Tabelle zeigt die Ausbildung des Kon¬ zentrationsgefälles und die anzuwendenden Temperaturen, beispielsweise bei Verwendung einer Batterie von 11 Behältern, wobei der Vorschaltprozess vier Durchgänge hat und vom Hauptprozess die ersten beiden Durchgänge durchgeführt worden sind.

- 12 -

Die hohe Ausbeute von 50 % wird dadurch erzielt, daß anstelle normal gemahlenen Kaffees feinstgemahlener Kaffee mit einer Teilchengröße von unter 100 μ ver¬ wendet wird. Wie in der Tabelle andeutungsweise er- kennbar ist, erfolgt die Beheizung der Behälter der¬ art, daß jeweils in den Behältern, in denen momentan die Lösungsmengen relativ niedriger Konzentration la¬ gern, die höchsten Temperaturen erzeugt werden, wäh¬ rend in den Behältern, in denen die Lösungsmengen re- lativ hoher Konzentration enthalten sind, die nied¬ rigen Temperaturen herrschen. Die Temperaturwerte werden also zyklisch vertauscht.

Um eine unerwünschte Fermentierung zu vermeiden, wer- den die im Kreislauf befindlichen Lösungsmittelmengen bzw. Lösungsmengen unter Inertgas gestellt. Dies ist insbesondere dann nützlich, wenn die Anlage zeitweise, z. B. während längerer Betriebsruhe, stillgesetzt wird. Als Inertgas kann Stickstoff oder Kohlendioxyd oder eine Mischung von beiden verwendet werden. Durch die Imprägnierung mit Inertgas werden die Lösungs- engen in fermentativer oder bakterieller Hinsicht stabilisiert.

Inertgas kann auch dazu verwendet werden, um zu Beginn des Verfahrens dem Kaffee die besonders leicht flüch¬ tigen Aromastoffe zu entziehen. Dieses mit Aromastoffen angereicherte Inertgas kann dann dem im anschließenden Dehydratationsverfahren getrockneten Extrakt zuge- führt werden, um die Aromastoffe an den Trockenextrakt abzugeben, der dann entsprechend mit diesen Stoffen angereichert wird. Dies ergibt insbesondere dann eine insgeεamt extrem günstige Trocknung, wenn das Dehydratationsverfahren das Verfahren nach der eingangs genannten Patentanmeldung ist. Auf diese Weise ist ein Instantkaffee erhältlich, der in seinem Geschmack

OMPI

oder Aromagehalt nicht oder kaum von einem sehr gut aufbereiteten frischen Kaffee zu unterscheiden ist.

Die im Extrakt-ionsprozess befindlichen Flüεεigkeitsmen- gen können auch bei großer Produktion relativ klein ge¬ halten werden, weil der Durchlauf beispielsweise auch von 12 Stufen (Behälter 5) sich in ein bis zwei Stun¬ den durchführen läßt, weil die Extraktion bei relativ geringer Höhe des Ausgangsstoffes im Extraktor bei den dünnen Lösungen in wenigen Minuten und auch bei den stärker angereicherten Lösungen nicht länger als 5 bis 10 Minuten dauern wird.

Von Bedeutung zur Erzielung einer maximalen Ausbeute ist auch, daß der Ausgangsstoff in stark zerkleinerter Form, vorzugsweise mit einer Teilchengröße von unter 100 μ, in den Flachbettfilterextraktor eingebracht wird. Der Ausgangsstoff kann trocken oder naß ge¬ mahlen werden. Zur Naßmahlung wird dem Ausgangs- stoff eine Lösungsmenge höchster Konzentration aus dem Behälter 100 zugesetzt. Bei aromareichen Ausgangs- εtoffen werden in der durch die Naßmahlung hergestellten Schlämme die leicht flüchtigen Arornastoffe fixiert.

Bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist

Kaffee als Ausgangsstoff verwendet worden. Das Verfah¬ ren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung können aber mit Erfolg auch bei der Extraktion von anderen aromareichen Stoffen, wie Tee, Heilkräuter und Ge¬ würze angewendet werden. Selbst bei der Extraktion von Stoffen,bei denen es nicht auf die Aromaerhaltung ankommt, wie z. B. bei Pektinen, sind das Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung anwend¬ bar. Für diesen Fall können die Lcsungsmengen auf andere Temperaturen gebracht werden als beim Kaffee. Auch braucht der Flachbettfilterextraktor kein geschlos-

OMPI

senes Gehäuse aufweisen, sondern es genügt ein offenes Gehäuse.

Es bleibt noch darauf hinzuweisen, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung in einem weiten Rahmen variieren lassen, um je nach Ausgangsstoff ein optimales Er¬ gebnis zu erzielen, wobei jedoch von dem Grundprinzip der Erfindung nicht abgewichen werden muß.

OMPI Λ. V/IPO ^