167122. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nyers kávé koffeinmentesítésére

3 167122 4 mutatkozott, hogy ilyen körülmények között a folyékony széndioxid oldóképessége nem túlságosan szelektív és a nyerskávéból a koffeinen kívül olyan extrakt-anyagok is eltávoznak, amelyek az aromaképzés szempontjából a pörkölésnél lényegesek, így a kezelt kávé aroma szempontjából gyengébb minőségűvé válik. Hasonló megfigyeléseket ismertetnek az előbbi 2 005 293 számú NSzK közrebocsátási iratban is. A folyékony széndioxid oldószerként való felhasználását a szakirodalom több helyen ismerteti, így például kávé-aromaolaj kinyerésére Sivetz, M. „Coffee Processing Technology" 2. kötet 21-23. oldalán, továbbá az 1106 468 számú brit, illetve 285 307 számú osztrák szabadalmi leírásokban. Más aromakoncentrátumok előállításánál szintén javasolnak széndioxidot, például a Food Technology 23, 11, 50 (1969) szerint, vagyis olyan extraktumok kinyerésénél, amelyek számos komponens keverékéből állnak. A széndioxid fenti tulajdonságából az következik, hogy a nyerskávénak folyékony széndioxiddal történő extrahálásánál a koffeinnel egyidejűleg extraktanyagok is távoznak és ezáltal egyrészt az extrahált koffein igen szennyezett állapotban válik ki, másrészt a kávénál az aromaképzés szempontjából fontos komponensek hiá nyoznak. Meglepő módon azt találtuk, hogy ha az extrakciós rendszerben a nyomást emeljük, akkor a folyékony széndioxidnak a koffeinre vonatkozó szelektivitása feltűnő mértékben növekszik és főként a kritikus nyomás feletti értéken a kávéból gyakorlatilag tiszta koffeint lehet kivonni anélkül, hogy az aromaképző extrakt anyagok mennyisége a kávéban csökkenne. A találmány tárgya tehát eljárás nyerskávé koffeinmentesítésére, folyékony széndioxiddal történő extrakció útján, amely azzal jellemezhető, hogy a nyerskávéhoz először 10—60% nedvességtartalomig vizet adunk, majd a koffeint szelektív módon víztartalmú folyékony széndioxiddal a kritikus feletti nyomáson extraháljuk. A találmány szerinti eljárással extrahált koffein fehér por alakjában 98% feletti tisztaságban válik ki. Dyen tisztasági fokot az eddig ismert koffeinmentesítési eljárásoknál még nem sikerült elérni. A folyékony széndioxid koffeinre vonatkozó nagy szelektivitása tehát a technika ismert állása alapján semmiképpen nem volt várható. Az extrakciót 0 C° és a széndioxid kritikus hőmérséklete (kb. 31,4 C°) között 80att feletti nyomástól kezdve végezzük, mimellett gazdaságossági okokból a felhasználandó nyomás tekintetében felső határként kb. 400 att nyomásérték adódik. Előnyös továbbá az az eljárásváltozat is, amikor az extrakciónál vízzel telített folyékony széndioxidot alkalmazunk. A nyerskávé nedvességtartalmának beállítása célszerű módon az extrakciót megelőző gőzöléssel történik, amikor a szemeskávé feltáródik. Az eljárás egyik különösen előnyös változatát az 1. ábra kapcsán ismertetjük. Ennél az eijárásváltozatnál a nyerskávét először 50% víztartalomig nedvesítjük. Ezután 20 C° hőmérsékleten és 80 att nyomáson vagy efelett folyékony széndioxidot vezetünk az 1 kávétöltet felett és a kioldott koffeint egy az extrakciós berendezés után kapcsolt 2 aktívszenes adszorberben eltávolítjuk. 5 Az aktívszenet először vízzel teljesen telítjük és az az oldott koffeint kvantitatív mértékben adszorbeálja. Az így megtisztított oldószert a 3 szivattyúval ismét a nyomás alatti körfolyamatba visszavezetjük. A széndioxid tárolótartályaként a 8 gömb-10 alakú tartályt iktatjuk a folyamatba. A nyerskávé 60%-nál kisebb mennyiségű vízzel való nedvesítése is lehetséges, ilyenkor azonban a szorpciós rétegben a víz arányát megfelelő mér-15 tékben csökkenteni kell. Általában úgy járunk el, hogy sem a nedvesített nyerskávéhoz, sem az adszorber töltetéhez az oldószerrel további vizet nem adagolunk, vagy nem vonunk el, különben a feldolgozandó nyerskávénál a koffeinen kívül pót-20 lólagos extrakt-veszteségek lépnének fel, amelyek az eljárás sikerét veszélyeztetik, mivel a kávé extrakt-tartalma annak minősége és értékelése szempontjából döntő jelentőségű. A vízegyensúllyal kapcsolatban figyelembe kell venni, hogy az aktív 25 szén és a nyerskávé vízfelvétele nem azonos atmoszférikus nyomáson a megemelt nyomáson mutatott értékkel, főként változik a vízegyensúly cseppfolyós széndioxidnyomás alatt. Az aktív szén és a nyerskávé nedvesítésénél tehát abból az 30 értékekből kell kiindulni, amely mindkét anyag vízfelvevő képességéből a megfelelő szorpciós izotermákból, a cseppfolyós széndioxid nyomásától függően adódik. Ezzel a módszerrel megakadályozzuk azt, hogy 35 a víz második fázisként körfolyamatban maradjon, mely körülmény a már említett extrakciós veszteséghez vezet. A találmány szerinti eljárásnál a 2. ábrán vázolt kiviteli mód szerint a koffein leválasztása az 40 oldószerből úgy történik, hogy a koffeintartalmú oldószeráramot először a 4 elválasztótartályba vezetjük be, itt elpárologtatjuk, majd az 5 hőcserélőberendezésben ismét kondenzáljuk, majd a 3 cseppfolyósító-gázszivattyúval továbbszállítjuk. 45 Az elpárologtatásnál a koffein kvantitatív mértékben a 4 elválasztótartályban marad, és innen elpárologtatható. Ennél az eljárásváltozatnál azt a csekély vízveszteséget kell kiegyenlíteni, mely azáltal jön létre, hogy a 6 extrakciós tartályba belépő 50 folyékony széndioxid a 4 elválasztótartályban kisebb víztartalmú, mint a nedvesített 1 nyerskávé töltetről történő távozáskor. A vízveszteséget a 7 víztartályból történő vízbeadagolással egyenlítjük ki. 55 Az oldószernek az extrakciós tartályban levő áramlási sebességétől és a rendszer nyomásától függően a szemeskávé extrakciós ideje 0,02-0,08% koffeinmentesítési tartalom eléréséig mintegy 10—50 órát vesz igénybe. Az így előállított pörkölt-60 kávé koffeintartalma is azonos értékű, míg a vízoldható anyagok aránya a kiindulási kávékeveréktől függően 23 és 27% között ingadozik. A koffein extrakciós sebessége a koffeinnek a kávészem belsejéből a felületre való kivándorlásától, 65 főként tehát a diffúziótól függ. A koffein vándor-2