Instant-Kaffeepulver

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Instant Kaffeepulverherstellung

Für reinen löslichen Kaffee, der auch Kaffee-Extrakt oder Instantkaffee genannt wird, gilt ein striktes Reinheitsgebot. Löslicher Kaffee wird ausschließlich aus Röstkaffee unter Verwendung von Wasser hergestellt, enthält also keine Zusatzstoffe.

Kaffee-Extrakte sind technisch gesehen stark konzentrierte Röstkaffee-Aufgüsse. Am bekanntesten sind Trocken-Extrakte, die meist in Pulverform oder Granulat in den Handel kommen. Es gibt aber auch flüssige Extrakte, die in gefrorenem Zustand häufig in der Gastronomie verwendet werden.

Bei der industriellen Herstellung von Instant Kaffeepulver werden im wesentlichen die folgenden Prozessschritte durchlaufen:

Instant Kaffeepulver


  • Anlieferung Rohkaffe (Bohnen)
  • Reinigung des Rohkaffees
  • Röstung der Rohkaffeebohnen in einem kontinuierlich oder diskontinuierlich (Chargenröstung) betriebenen Röster
  • Nach dem Rösten wird der Kaffee mit Wasser gekühlt, so dass der Röstvergang möglichst schnell gestoppt wird. Das Wasser verdampft dabei, anschließend wird der vorgekühlte Kaffee in einem Fließbettkühler (Wirbelschichtkühler) mit kalter Luft weiter runtergekühlt (Hauptkühlung)
  • Vermahlung der Kaffeebohnen in einer Walzenmühle
  • Extraktion des Kaffees
  • Abtrennen von feinen Feststoffen (Reste Kaffeesatz) aus dem Extrakt mit einer Tellerzentrifuge (Separator)
  • Aufkonzentrieren des Kaffeeextraktes in einer mehrstufigen Eindampfanlage
  • Pulverherstellung durch Trocknung des aufkonzentrierten Extrakts mittels Sprühtrocknung (oder Vakuumgefriertrocknung)
  • Nachtrocknung des Pulvers in einem Wirbelschichttrockner


Video zur Veranschaulichung des Herstellungsprozesses beim Hersteller Nestlé


Rösten und Mahlen des Rohkaffees

Für die Herstellung von löslichem Kaffee werden Rohkaffeemischungen, in der Fachsprache "Blend" genannt, verwendet. Nach dem Reinigen werden diese Mischungen in Trommelröstern bei einer Temperatur von 200 bis 230 Grad Celcius geröstet. Röstkaffee, der für die Herstellung von löslichem Kaffee genutzt wird, ist in der Regel dunkler geröstet und hat einen höheren Wasseranteil als Röstkaffee, der für Filterkaffee verwendet wird.

Beim Mahlen kommt es darauf an, dass eine möglichst gleichmäßige und vor allem grobe Körnung erreicht wird. Der grobe Mahlgrad verhindert, dass es bei der anschließenden Extraktion des Kaffeemehls mit Wasser in den dafür verwendeten Extraktoren zu Verstopfungen kommt.

Mahlen

Zum Mahlen von Kaffeebohnen im industriellen Maßstab werden Walzenmühlen verwendet. Diese haben mehrere Walzenpaare übereinander angeordnet, so dass die Kaffeebohnen immer feiner vermahlen werden. Es entsteht eine gleichmäßige Korngröße. Die Kaffeebohnen werden gröber zerkleinert, damit es keine Verstopfungen in den nachfolgenden Extrahierapparaten gibt. Ein Lieferant für Walzenmühlen für Kaffeebohnen ist z.B. die Fa. Probat.


Extrahieren der löslichen Substanzen

Die Extraktion erfolgt ausschließlich mit kalkarmem Trinkwasser. Das schreiben EG-Bestimmungen vor. Üblich ist eine Extraktion in mindestens sechs in Serie geschalteten Extraktionssäulen (Perkolatorenbatterie) nach dem Gegenstromprinzip. Die Stahlsäulen sind zylinderförmig, laufen am Ende konisch zu und sind in der Regel mehrere Meter hoch. Sie werden abwechselnd mit frischem Mahlgut befüllt und vom bereits extrahierten Mahlgut, dem Kaffeesatz, entleert.

Bei der Extraktion wird das Frischwasser mit einer Temperatur von 170 bis 190 Grad Celcius und einem Druck von 15 bis 20 Atmosphären in den Perkolator geleitet, der das am stärksten ausgelaugte Kaffeemahlgut enthält und anschließend ausgeleert wird. Dort werden Extraktstoffe aufgenommen. Die Flüssigkeit gelangt als dünner Extrakt anschließend in die zweite Säule, laugt dort das Mahlgut aus und wird in die nächste Säule geleitet. Als letzte Stufe wird die Extraktionssäule mit dem frischen Mahlgut erreicht. Der Extrakt verläßt diese "Frischesäule" als sogenannter "Dünnsaft" mit einer Temperatur von 40 bis über 80 Grad Celcius und wird sofort gekühlt, um die Qualität zu sichern und unerwünschte "Prozessaromen" zu vermeiden. Der "Dünnsaft" wird zudem im Separator gereinigt, um nicht gewollte Feststoffe abzusondern, und weiter verarbeitet.

Das ausgelaugte Mahlgut wird gepresst, um mechanisch Wasser zu entziehen, und zur Energiegewinnung verbrannt.

Konzentrieren des Extraktes

Vierfache Eindampfung

Nach der Extraktion wird der "Dünnsaft" zu "Dicksaft". In dieser Konzentrierungsstufe wird dem Extrakt Wasser entzogen. Dies kann durch Verdampfen des Wassers im Vakuum erfolgen. Aufkonzentration auf ca. 55%. Diese Vorkonzentrierung wird vorgenommen, um die Kosten der eigentlichen Trocknung zu senken und das Aroma beim Trocknen besser zu erhalten.


Kosten für die Trocknung geringer

Trocknen

Es gibt verschiedene Arten der Trocknung, die im folgenden vorgestellt werden:

Sprühtrocknung

Hierbei wird das Konzentrat unter Druck durch Düsen in einem Trockenturm versprüht und fein zerstäubt. Die Tröpfchen werden mit heißer Luft verwirbelt und im Heißluftstrom schonend getrocknet. Dabei verdunstet das Wasser und es entstehen winzige Hohlkügelchen aus reinem Kaffee, die beim Fallen abkühlen und im unteren Teil des Turmes aufgefangen werden. In dem Sprühtrockner ist häufig eine Agglomeration integriert. Die Kaffeepartikel werden nach dem Trocknen noch einmal kurz mit Wasserdampf befeuchtet. Dadurch haften mehrere Partikel zusammen und die typischen Kaffeekörnchen des löslichen Kaffees entstehen. Agglomerierter Kaffee ist bei der späteren Zubereitung besonders schnell löslich.

  • 20- 40m
  • d= 7m
  • heiße Luft
  • 3- 5% Wassergehalt


Gefriertrockung

Bei dieser besonders produktschonenden Methode wird der heiße, flüssige Kaffeeauszug sekundenschnell bei Temperaturen zwischen minus 40 und minus 50 Grad Celsius tiefgefroren. Anschließend wird er zerkleinert und vermahlen. Die Kaffee-Eisstücke gelangen anschließen in einen Vakuumtrockner, wo unter Hochvakuum und langsamer Energiezufuhr das Wasser sublimiert (direkter Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand) und feste, trockene Kaffeepartikel zurückbleiben.