[发明专利]从咖啡豆和/或咖啡生产残余物提取含油组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从具有残余湿含量的咖啡豆和/或咖啡生产残余物提取含油组分的方法。

背景技术

本领域的当前状况是，油尤其是植物油要么借助压榨获取，要么借助提取获取。为了该目的，首先将含油的材料干燥并研磨(调质)，并且然后使其经受一种方法或者相继的两种方法。通常，在后一种情况下首先进行压榨，并且然后进行提取。在带有高的油含量的材料的情况下，例如菜籽的情况下，压榨具有在技术上相对简单并且足够有效的优点，从而其使用能收回成本并带来利润。通过压榨可以从材料获取高至90％的油。不利的是，除了油之外还榨出悬浮物，因此油必须经过多个纯化步骤。

油的提取通常借助己烷进行。提取的优点在于高效率和油的纯度。能够获取高至98％的油，其在蒸馏提取剂之后以纯的形式存在并且通常不要求进一步处理。以己烷作为溶剂从植物材料提取油目前是既定的工业标准，并且具有两个主要方面，其直接影响油产率和因此影响方法的效率和经济性。第一方面是溶解效率，其说明了对于单位量的溶剂和提取材料而言，多少油在怎样的时间内是能够被接近并溶解的。该方面主要受溶剂的类型、油的组成、工作温度、含油材料的调质、湿含量以及一些其他的不那么重要的因素的影响。第二方面是溶剂-油混合物(杂油液)从提取材料中的提取完全性。在理想情况下，在提取的最后材料不再含油，并且仅含有纯溶剂，其在随后的步骤中再次回收。

在技术上，通过提取设备进行提取，提取设备可以是实验室中小的索氏提取器到工业化的逆流设备。其中，渗滤设备是最常用于提取油的提取器类型。在渗滤的情况下，液体受重力驱动流动通过筛底上的多孔的材料床，其原理与咖啡的过滤类似。溶剂(通常是己烷)向下流动(渗透)穿过由含油材料组成的床，而油溶解在溶剂中，生成了杂油液，其在筛底下方被接收。通常，设备出于防火原因在略微的负压下并且接近己烷的沸点地在69℃下运行，从而依赖于温度的溶解和扩散过程能最快地进行。因此在适当选择团块大小、残余湿度、提取剂和温度的情况下，可以实现98-99％的溶解效率。这种原则对于所有渗滤设备是常见的，然而由于实现充分的提取完全性和一定的材料吞吐量的需要而产生了渗滤提取设备的不同的变型方案，它们由于制造商和用途而区别很大。它们的共有特征在于，所有带有最高的油份额的杂油液总是在针对提取物的过程的开始得出，此时其油含量同样是最高的。相继地，然后利用带有较低油份额的杂油液，以便逐步减少提取材料的油含量。在最后的步骤中以纯溶剂冲洗，这通过在其穿过材料的渗滤期间接受最少量的油而生成带有最低油份额的杂油液。随后，排出经提取的材料并且通过蒸汽蒸馏从已脱油的提取材料去除提取剂并回收。

在最简单的形式的所谓的成批处理设备中，提取材料被置于可透过的筛篮中，其中，这种成批处理设备由于其小的材料吞吐量而经常使用在实验室和研究设施中，例如SPX e&e Pilot提取设备。溶剂从上方施加并且可以穿过材料渗滤。由于这种构造，可以连续地放出杂油液。备选地，还能够以溶剂灌注提取器并且在特定的停留时间之后才被放出。在该实施方案中，以分别冲洗提取材料的方式工作，从而随着一次次冲洗使杂油液和提取材料的油含量降低。可能的冲洗的数量在此直接取决于用于存储溶剂和带有不同的油份额的杂油液的罐的数量和容积。根据实施方案的不同还可行的是，不排出溶剂而通过引入热蒸汽，直接在提取釜中从提取材料去除溶剂。成批处理设备属于所谓的深床设备。

与之不同的是所谓的平床设备，其被设计用于连续的材料流并且相应地使用在大型设备中。提取材料在此以比较小的床深度0.3至1.2米厚地施加到筛底上，从而从上方施加的提取剂可以穿过材料床渗滤。筛底在此可以被设计为输送带并且能与材料一起运动，或者它可以被固定地实施为沟槽。在该情况下，提取材料通过螺旋机构或链式提升机向前运动。在两种实施方案中，在筛底下存在划分成区段的用于杂油液的接收容器。杂油液分别从一个区段被泵送至后续区段的材料并被接收。在此，区段的数量取决于实施方案和材料，并且大多在四个与十二个之间，其中，七至八个区段是最常见的。在杂油液罐的其上是新鲜的刚放入的材料的第一个区段中，存在带有最高的油份额的杂油液，其不再用于提取，而是用于蒸馏并且因此用于生产油。在最后一个区段中，位于以新鲜的/纯的溶剂处理并且随后被排出的材料下方，存在带有最小的油份额的杂油液。该设备的优点在于连续的工作。然而，与成批处理设备相比需要略高的安全标准，这是因为为了通过蒸汽蒸馏除去溶剂需要从提取器排出含有己烷的经脱油的提取材料。