Приготовление экстракта

Дробленый в гранулы кофе обрабатывают для получения экстракта умягченной (освобожденной от солей магния и кальция) водой. Эту операцию проводят в специальной экстракционной установке непрерывного действия (рис. 87). Установка представляет собой агрегат, состоящий из шести экстракторов, со съемными трубчатыми фильтрами, имеющими отверстия диаметром 1-1,5 мм; шести промежуточных теплообменников со змеевиками, в которых проходит экстракт, обогреваемый снаружи паром; одного водонагревателя для нагрева воды, поступающей в батареи. Все оборудование установки, соприкасающееся с продуктом, сделано из нержавеющей стали.

Рис. 87. Схема экстракционной установки: 1 - монорельс; 2 - передвижная загрузочная тележка; 3 - экстрактор; 4 - водонагреватель; 5 - теплообменник; 6 - вентиль.

Установка для умягчения воды состоит из ионизирующего бака и сатуратора. Очистку воды осуществляют обработкой поваренной солью. Жесткость воды после обработки солью не должна быть более 0,35 мг-экв/л. Загрузка кофе в батареи происходит из подвижной тележки под вакуумом. В начале загрузки вакуум в экстракторе составляет 400 мм вод. ст., во время загрузки вакуум падает до 100-150 мм вод. ст. Вакуум создается и поддерживается в экстракторе эжектором.

В загруженный экстрактор снизу подают подогретую в водоподогревателе до 90° С воду. Подачу воды осуществляют со скоростью 200-300 л/ч до тех пор, пока жидкость не появится из пробного краника, расположенного в верхней части экстрактора.

Воду на входе в экстрактор доводят до температуры 110° С, поднимая давление до 3 кГ/см² (294 кн/м²). Под таким давлением воду продолжают подавать в первый экстрактор, увеличивая скорость подачи до 550-600 л/ч; вода вытесняет экстракт кофе. Выходящий из первого экстрактора экстракт кофе нагревают в первом промежуточном теплообменнике и температурой 90° С подают (выдавливают свежей водой) во второй экстрактор. Жидкость, проходя снизу вверх через слой кофе, экстрагирует из него водорастворимые вещества.

Таким образом жидкость проходит последовательно через все шесть экстракционных аппаратов, насыщаясь экстрактивными веществами кофе. В последнем экстракторе температура жидкости доходит до 170° С и давление в аппарате поднимается до 12 кГ/см² (999,6 кн/м²).

Полный цикл экстракции длится 7-8 ч. В каждый экстрактор закладывают по 165 кг гранулированного кофе.

В ходе экстракции повышение температуры воды и экстракта до точки кипения недопустимо, поэтому при необходимости поднять температуру предварительно соответственно повышают давление в экстракторе до величины, обеспечивающей отсутствие закипания. Полученный экстракт должен иметь рН не менее 4,7. Если рН меньше, следует смягчить режим экстракции, т. е. понизить температуру и давление.

В батарее всегда находятся загруженными пять экстракторов, а шестой стоит под разгрузкой-загрузкой.

При разгрузке и загрузке очередной экстрактор и промежуточный подогреватель изолируют от остальных, перекрывая соответствующие краны. Выгрузка шлама из экстрактора производится с помощью пара. От каждого экстрактора отбирают по 180-200 кг экстракта. Перед заполнением экстрактор и трубопроводы промывают водой. При работе на описываемой установке отбор экстракта можно начинать с четвертого экстрактора.

К моменту отбора экстракта из шестого экстрактора в первом заканчивается процесс экстракции и он становится под разгрузку - выгрузку.

Экстракт отбирают из батареи с содержанием 27-28% сухих веществ. Контроль за проведением технологического процесса на экстракционной батарее'и управление осуществляется автоматическими приборами.

После фильтрации экстракт поступает в сборник, где его смешивают с порошком кофе растворимого, доводя до содержания сухих веществ 30%.

Принятый режим экстракции не является идеальным. Высокая температура экстракции приводит к гидролизу высших углеводов кофе, благодаря чему в экстракт переходит большое количество сухих веществ. С точки зрения экономики это выгодно. Однако вкусовые качества готового продукта снижаются, так как продукты гидролиза приводят к появлению особого, не свойственного кофе, гидролизатного привкуса. Высокая температура обработки экстракта приводит также к изменению целого комплекса ароматических веществ, которые также, очевидно, подвергаются гидролизу, из-за чего изменяется аромат готового продукта, появляется несвойственный ему запах.

Эти изменения вкуса и аромата дальнейшей технологической обработкой экстракта, в том числе и сушкой, исправить невозможно. Поэтому попытки сушки экстракта кофе, полученного при таком жестком режиме, методом сублимации не дают желаемых результатов.

Учитывая изложенное, многие иностранные фирмы рекомендуют экстракцию водой гранулированного кофе проводить при температуре не выше 90° С.

Попытки использовать для экстракции холодную воду не дали возможности получить продукт хорошего качества. Это, вероятно, объясняется тем, что не все ароматические и вкусовые вещества кофе растворяются в холодной воде.

Имеются также рекомендации проводить экстракцию в батарее, состоящей из шести экстракторов, противотоком, методом настаивания при температурах, обеспечивающих отсутствие гидролиза высших углеводов. По этой рекомендации чистая вода поступает в экстрактор, содержащий более полно экстрагированный кофе. Смесь выдерживают 1-1,5 ч и затем перекачивают в следующий экстрактор. Очевидно, принцип противотока при экстракции кофе наиболее правильный, особенно с точки зрения выходов продукта.