Способ получения масла из кофейного шлама Советский патент 1992 года по МПК A23F5/48 C11B1/10 

(Л

С

Изобретение относится к масложировой промышленности. Сущность изобретения: в способе получения масла из кофейного шлама, включающем подготовку материала к экстра кции с последующей экстракцией масла нефтяным растворителем, подготовку кофейного шлама к экстракции проводят в две стадии: на первой стадии проводят нагрев глухим паром до температуры 40-50°С, на второй - обработку острым паром до температуры 70-80°С и влажности 6-9%, причем перед экстракцией кофейный шлам дополнительно подвергается гранулированию до размера гранул 5-8 мм или плющению до лепестка толщиной 0,1-0,8 мм. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к пищевой и химической промышленности, а именно, к способам получения масла экстракцией растворителями из твердой фазы и может быть использовано в указанных отраслях промышленности при организации комплексной переработки семян кофе за счет переработки кофейного шлама

Известен способ одновременно гидролиза кофе и экстракции масла 1 , согласно ко- торому к взвеси частиц кофе (10-40%) добавляют кислоту для доведения ,7- 3,0. после.чего взвесь заливается несмешивающимся с водой растворителем, например, гексаном в соотношении от 1:1 до 1:3 нагревается в течение 5-60 сек до 180-240° С. После этого раствор масла в растворителе сепарируют от гидролизата, масло от раствооителя отделяется отгонкой, а гидролизатобьединяютс растворимым кофе.

Недостатком способа является ухудшение качества масла вследствие гидролиза и высоких температур. За счет гидролиза веществ твердой фазы в кислой среде происходит большее высвобождение нежелательных компонентов (фосфатидов, детерпенов) и больший переход их в масло. того, процесс ведется при температуре, значительно превышающей температуг ру кипения легколетучих растворителей, поэтому требуется сложное аппаратурное оформление.

Целью изобретения является повышение качества масла.

Это достигается тем, что в способе переработки кофейного шлама, заключающемся в подготовке материала к экстракции с последующей экстракцией масла нефтяным растворителем, подготовку кофейного шлама проводят в две стадии1 на первой стадии проводят нагрев глухим паром до

vj ел ч

СЛ VI СЛ

температуры 40-50°С, на второй - обработку острым паром до температуры 70-80°С и влажности 6-9%. Кроме того, перед экстракцией кофейный шлам дополнительно подвергают гранулированию до размера 5-8 мм или плющению до лепестка толщиной 0,1-0,8 мм.

Этот способ отличается от известного тем, что подготовка кофейного шлама проводится в две стадии: мягкий нагрев глухим паром до 40-50°С и затем обработка острым паром до 70-80°С и влажности 6-9%. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Кофейный шлам в виде крупки маслич- ностью 23% и влажностью 4% с содержанием мелкой фракции до 20% обрабатывается в чанной жаровне. В первых трех чанах материал обрабатывается глухим паром, подаваемым в днища и обечайки чанов, где он нагревается до температуры 40-50°С. В последующих чанах кофейный шлам проходит обработку острым паром до температуры 70-80°С и влажности 6-9%. Обработанный таким образом материал направляется в экстрактор многократного орошения, где подвергается экстракции иефрасом в соотношении растворителя к материалу 1:1 при температуре растворителя 55°С. Обезжиренный твердый остаток масличностыо до 5% освобождается от растворителя в шне- ковом испарителе, а мисцелла дистиллируется в дистилляционной установке.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример I, Подготовка кофейного шлама к экстракции проводится вначале обработкой глухим паром до температуры 40°С, а затем острым паром до температуры 70°С и влажности 6%.

Выход масла и его качественные показатели приведены в таблице 1,

Пример II, Кофейный шлам подвергается обработке глихим паром до 50°С, а затем острым паром до 80°С и влажности 9%.

Пример III. Кофейный шлам подвергается обработке глухим паром до температуры 35°С, а затем острым паром до температуры 65°С и влажности 5%.

П р и м е р IV. Кофейный шлам под верга ется обработке глухим паром до температуры 55 С, а затем острым паром до 85°С и влажности 10%.

Примеру, Кофейный шлам подверга- ется обработке глухим паром при температуре 50°С. Промышленная экстракция продукта, подготовленного таким образом, невозможна по причине большого содержания мелких фракций, отсутствия проницаемости слоя материала растворителем. Лабораторная экстракция дает низкий выход масла 6-8%,

Недостаточная тепловая обработка кофейного шлама перед экстракцией и недостаточная обработка острым паром вызывают ухудшение его экстрагируемое™ за счет повышенного содержания в нем мелких фракций, отсюда снижение выхода масла при последующей его экстракции вследствие плохой проницаемости слоя растворителем, ухудшение качества масла.

Чрезмерная тепловая обработка кофейного шлама, в т.ч. острым паром, приводит к увеличению его влажности, что также ухудшает условия проницаемости слоя растворителем, способствует его слеживаемости, увеличению содержания в нем мелкой фракции, ухудшению качества масла с увеличением содержания в нем фосфолипидов.

Семена кофе по своей природе характеризуются высоким содержанием фосфолипидов - до 9% к извлекаемому маслу. В зависимости от режимов подготовки материала к экстракции эти фосфолипиды могут полностью или частично переходить в масло.

Значительное увлажнение кофейного шлама с последующей его сушкой также вы-. зывает значительное снижение выхода мас- ла и ухудшение его качества, о чем свидетельствуют данные примера VI.

Пример VI. Кофейный шлам увлажняют до 23 %, а затем подогревают до 100°С с одновременной подсушкой до влажности 14,2%.

Пример VII. Кофейный шлам с влажностью 5% обрабатывается острым водяным паром до температуры 80°С (как характерно для процессов подготовки к извлечению масла большинства масличных культур влажности 11%). Затем подсушивается до влажности 7% и нагревается до температуры 100°С глухим паром. Подготовленный таким образом материал экстрагировался на экстракционной установке Лур- ги при указанных выше условиях.

Данные последних трех экспериментов (примеры V-VII) свидетельствуют о том, что именно сочетание режимов в данном способе - мягкий нагрев глухим паром до 40-50°С и затем острым паром при относительно мягких температурных условиях 70-80°С с достижением оптимальной влажности 6- 9% обеспечивает достижение поставленной цели.

Пример VIII. Кофейный шлам масличностыо 23,4% и влажностью 6% в виде крупки с содержанием мелкой фракции 20% кондиционируется в верхних чанах жаровни

глухим паром при температуре 40°С и в нижних чанах обрабатывается острым паром до температуры 70°С и влажности 6%. Полученный материал гранулируется в прессе, оборудованном грануляционной на- садкой, с получением гранул диаметром 5 мм. При этом происходит дальнейшее увеличение выхода масла, небольшое снижение содержания фосфатидов до 2,5% и значительное снижение содержания мел- кой фракции в экстрагируемом материале до 4%, что способствует интенсификации процесса экстрагирования.

Эксперименты показали, что наилучшую экстрагируемость имеют гранулы } 5-8 мм, полученные из кофейного шлама, подготовленного вышеуказанным образом. Увеличение их размера приводит к ухудшению условий экстракции и снижению выхода масла, а уменьшение размеров - к снижению стойкости гранул, повышению содержания мелкой фракции и ухудшению проницаемости слоя, о чем свидетельствуют нижеследующие примеры осуществления.

Пример IX. Кофейный шлам, подогретый глухим паром до температуры 50°С и острым паром до температуры 80°С и влажности 9%, гранулируется в прессе с получением гранул диаметром 8 мм.

Пример X, Кофейный шлам подвергается обработке глухим паром до температуры 35°С, а затем острым паром до температуры 65°С и влажности 5%, обработанный таким образом шлам гранулируется в прессе с выходом гранул диаметром 4 мм.

Пример XI. Кофейный шлам подвергается обработке глухим паром до температуры 55°С, затем острым паром до температуры 85°С и влажности 10%. Шлам гранулируется в прессе с получением гранул диаметром 9 мм.

Пример XII. Кофейный шлам маслич- ностью23,4% и влажностью 6% в виде круп- ки с содержанием мелкой фракции до 20% кондиционируется глухим паром в верхних чанах жаровни до температуры 40°С, затем обрабатывается острым паром в нижних чанах до температуры 80°С и влажности 6%. За счет агрегирования частиц в жаровне в результате обработки, содержание мелкой фракции снижается в нем до 15% и затем материал пропускается через плющильные вальцы для получения из него лепестка тол- щиной 0,1 мм.

Затем полученный лепесток экстрагируется растворителем. Интенсификация про цесса экстракции в этом случае достигается за счет сочетания вышеописанной обработки крупки и получения лепестковой структуры экстрагируемого материала, хорошо проницаемой растворителем.

Пример XIII. Кофейный шлам обрабатывается глухим паром до температуры 50°С, а затем острым паром до температуры 80°С и влажности 9% и пропускается через плющильные вальцы с получением лепестка толщиной 0,8 мм.

Пример XIV. Кофейный шлам, подогретый глухим паром до температуры 35°С и острым паром до температуры 65°С и влажности 5%, пропускается через плющильные вальцы для получения лепестка толщиной 0,05 мм.

Пример XV. Кофейный шлам, подогретый глухим паром до температуры 55°С и острым паром до температуры 85°С и влажности 10%, пропускается через плющильные вальцы для получения лепестка толщиной 1 мм.

Уменьшение толщины лепестка до 0,05 мм приводит к уменьшению его стойкости, снижению проницаемости слоя и ухудшению процесса экстракции. Увеличение толщины лепестка до 1 мм и более также приводит к ухудшению условий экстракции и уменьшению выхода масла из-за ухудшения проницаемости лепестка растворителем.

Все 15 примеров осуществления способа подготовки материала к экстракции приведены в таблице.

Данный способ позволяет получить улучшенное по своему качеству масло из кофейного шлама.

Формула изобретения

2,Способ по п.1, отличающийся тем, что перед экстракцией шлам дополнительно гранулируют до размера гранул 5-8 мм или подвергают плющению до лепестка толщиной 0,1-0,8 мм

Примеры осуществления способа