專利名稱:芳香劑的回收和轉(zhuǎn)移的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于將氣體中所含的芳香劑轉(zhuǎn)移到一種液體吸收劑中。本發(fā)明還涉及利用一種氣體從植物性原料中制取芳香劑并將這種芳香劑轉(zhuǎn)移到一種吸收劑中，而這種吸收劑可以與已提取過芳香劑的植物原料的提取物或可溶性粉劑相摻和。
許多植物性原料如熟知的咖啡的成分中都含有揮發(fā)性物質(zhì)，例如，用這些原料制成飲料，其中的香味和/或香氣都是這些揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生的。這種揮發(fā)性物質(zhì)在本發(fā)明中稱作“芳香劑”。在用植物性原料制取可溶性或速溶性粉劑時，在象萃取、濃縮及干燥這些通常采用的加工處理過程中，芳香劑會有損失及降解。
為了除去和回收植物性原料中的芳香劑，包括從制備可溶性粉劑的開始到再將回收的芳香劑返回到已加工過的植物性原料的工藝結(jié)束里，已經(jīng)采用過多種方法。例如，現(xiàn)已用低溫冷卻法冷凝反洗劑并將其直接轉(zhuǎn)變?yōu)榉勰钗镔|(zhì)，或者冷凝收集芳香劑并將其加入到象甘油酯或油類那樣的吸收劑中，然后將吸收劑再加入到可溶性粉劑中。由于低溫系統(tǒng)的本性，這就給實際應(yīng)用帶來許多困難和浪費。其他不需要低溫條件而能獲得芳香劑的方法，有眾所周知的蒸餾法或萃取法。同樣這些方法也很復雜，而且還需要進一步處理，例如將芳香劑摻和到吸收劑、提取物或可溶性產(chǎn)物中，以得到穩(wěn)定的產(chǎn)品。
本發(fā)明還要說明的是需對回收芳香劑及將其再與處理過的植物性的原料相摻和的工藝及設(shè)備加以改進。
在本發(fā)明的方法中，由氣體攜帶的芳香劑被本身含有這種芳香劑氣體而又已霧化的液體吸收劑進行“洗滌”，從而使氣體中的芳香劑轉(zhuǎn)移到該吸收劑中。然后將吸收有芳香劑的液體吸收劑與氣體分離開?；厥盏降暮蟹枷銊┑奈談┛芍苯蛹拥教崛∥锘蚩扇苄缘娘嬃戏蹌┲?，提取物或粉劑由從中提取這種芳香劑的植物性原料所制取的。已芳香化的吸收劑也可進行冷凍貯藏，供備用。
本發(fā)明還可改善包括按照本發(fā)明的方法所制得的已芳香化的吸收劑之成分使用所提供的有效的芳香吸收劑來調(diào)和提取物或直接調(diào)和可溶性的飲料粉劑，只需用很少量的吸收劑就可將提取物或粉劑中的芳香劑調(diào)到所要求的濃度。本發(fā)明所提供的吸收劑中芳香劑的含量非常適宜，因此，最后的成品具有合乎要求的香味。
芳香劑從含有該化合物的氣體轉(zhuǎn)移至液體吸收劑是在湍流條件下進行的，這種湍流條件是通過下述方法而提供的，把含有芳香劑的氣體通過一種象噴咀那樣的裝置與液體吸收劑液流相接觸，從而液體吸收劑被剪切并霧化。
液體吸收劑的霧化使吸收劑的表面積大大增加。表面積的增加受下述諸因素的影響，即該系統(tǒng)中氣體和液體吸收劑的流速和壓力以及所用的霧化裝置的類型。表面積的增加可大大提高了含芳香劑的氣體的芳香劑向液相吸收劑傳質(zhì)的速率，而且還可在短暫的接觸時間內(nèi)加速兩相的平衡，這樣，在短時間內(nèi)用相對少量的吸收劑就可將含有芳香劑的氣體中的絕大部分芳香劑吸收下來。
接觸和分離操作可將芳香劑有效地轉(zhuǎn)移到少量的吸收劑中;這樣，就可用較低的吸收劑滯留時間和有限的吸收劑通過速率得到一種高效芳香化的吸收劑。在接觸和分離操作中，吸收劑的平均滯留時間正比于吸收劑的容量或接觸和分離裝置中的吸收劑存留量，反比于吸收劑的通過速率。重要的是，吸收劑在接觸和分離裝置中相對短暫的滯留可防止芳香劑的降解。
本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員都知道，為了獲得含芳香劑的氣體，在轉(zhuǎn)移過程中可以利用各種方法。然而，當把制取芳香劑的最佳方法(下文詳述)同芳香劑的轉(zhuǎn)移過程結(jié)合起來時，在制取芳香劑這一步中可采用高氣體流速。因此，整個工藝適合于連續(xù)作業(yè)，并且最好采用連續(xù)作業(yè)。
所用的液體吸收劑可以選自下述液體植物性原料的水相提取液，碳水化合物的水相分散液或水溶液，甘油酯的水相分散液或水溶液，食用油，上述液體的均相乳狀液或它們的混合液。吸收劑最好含有食用油，因為它對芳香劑具有較高的親合力。在由烘烤過并磨碎的咖啡中提取芳香劑的諸實施方案中，最好采用咖啡油，咖啡的水相提取液，或它們的均相乳狀液或其混合液作吸收劑。
所用的氣體不應(yīng)和芳香劑及吸收劑發(fā)生反應(yīng)，而且還應(yīng)是無毒的。最好采用專業(yè)技術(shù)人員所熟悉的惰性氣體。
本發(fā)明還提供由植物性原料制取芳香劑的設(shè)備及芳香劑向吸收劑轉(zhuǎn)移的設(shè)備。這些離析和回收芳香族化合物的設(shè)備包括氣體與植物性原料相接觸的裝置和含芳香劑的氣體與植物性原料相分離的裝置。將芳香劑從含它的氣體中向液體吸收劑轉(zhuǎn)移的設(shè)備包括含芳香劑的氣體與液體吸收劑的接觸裝置，吸收劑的霧化裝置以及吸收劑與氣體的分離裝置。還提供含有芳香劑的吸收劑的收集裝置。
芳香劑的轉(zhuǎn)移設(shè)備可以包括一個或多個接觸和分離裝置，或若干級單元。各級單元最好使氣體和吸收劑的流向呈逆流排列。每一個級單元都包括上述的吸收劑與含芳香劑的氣體相互接觸與剪切的裝置，這樣，吸收劑便被氣體充分霧化。每一個級單元都包括有接收氣體/吸收劑混合物和分離該混合物的裝置，進一步洗滌和/或進行工藝再循環(huán)的氣體排放裝置和已芳香化吸收劑的收集裝置或?qū)⒁逊蓟奈談┹斔椭亮硪患壔蜉斔椭潦占鞯膫鬏斞b置。
通過對下面幾個具體實施例及其附圖的詳細描述，從中可充分體現(xiàn)本發(fā)明的各種目的，特征及優(yōu)點。
圖1是本發(fā)明實例之一的設(shè)備流程方框圖。
圖2是圖1中局部設(shè)備的透視圖。
本發(fā)明實例之一的設(shè)備包括芳香劑的脫除裝置10，其作用是利用一種氣體獲取從植物性原料中分離出芳香劑;該實例的設(shè)備還包括接觸與分離裝置40，它是將芳香劑由氣相轉(zhuǎn)移到吸收劑并可回收含有芳香劑量的吸收劑的一種裝置。
雖然可用于制取含有芳香劑的氣體并將其輸送到接觸和分離裝置40的方法很多，而且本專業(yè)技術(shù)人員都知道，在不違背本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容的條件下，對本發(fā)明的具體實例可進行種種修改，但推薦的圖1芳香劑量脫除裝置10包含螺旋式傳送裝置12和垂直式延伸柱14及卸料傳送裝置16。進料螺旋傳送裝置12裝配有象中去夾套那樣的加熱器18。螺旋傳送裝置的進料端與裝有植物性原料(如烘烤過的咖啡粉)的供料裝置20相連接。包括兩個或多個串排閥的氣動閉鎖裝置22將植物性原料的供料裝置與螺旋傳送裝置隔開，從而使系統(tǒng)中這部分的進料口和該系統(tǒng)的其余部分分開。在運行中，可對該系統(tǒng)進行常壓吹掃。由此，傳送裝置的內(nèi)部勿須暴露于外界，氣鎖裝置22就可將植物性原料按照所調(diào)節(jié)的速率加進螺旋傳送裝置中。
傳送裝置12的出口端與封閉的直立式延伸的氣提柱14的頂端入口連通。這樣，柱14就可接收由傳送裝置12經(jīng)該柱頂端的入口而輸送過來的植物性原料。在靠近柱14的底部裝配一個氣體分布器24，并與惰性氣體供給裝置26相連。柱14的底部安裝一個固體物料出口，該出口經(jīng)轉(zhuǎn)葉式加料器28與螺旋式卸料傳送裝置16的入口連通。葉輪加料器28的作用就是勿須將柱子內(nèi)部暴露于大氣就可將其中的植物性原料在可控的速率下卸出。卸料傳送裝置16安裝有象水夾套那樣的冷卻器30。
如圖所示，充滿芳香劑的氣體出口管線32與柱14的頂部，或其固體入口處，在靠近柱與進料傳送裝置之間的銜接處相連。當然，如果需要，出口管線32可以安裝在傳送裝置12的任一部位。氣體出口管線32冷凝器34(可以是水夾套)依次與包括四級單元50a，50b，50c和50d的洗滌和分離裝置40相連。各級單元最好相互連通使氣體和液體吸收劑成逆向流動，如圖1中箭頭所示的方向，每一單元都是封閉的并與大氣隔絕。
每一級單元都有一個可使含芳香劑的氣體與液體吸收劑相互接觸的裝置，在此，氣體將吸收劑噴成霧狀，這些裝置的編號依次為60a，60b，60c和60d。如圖1所示，這些裝置是一種雙流體噴嘴，其中一個為氣體入口，編號分別為62a，b，c，d;另一個為液體入口，編號分別為64a，b，c，d;它們都分別與噴嘴出口66a，b，c，d溝通。
雖然有很多可采用的霧化裝置，但最好使用市售的雙流體噴嘴組件，如美國俄亥俄州Vortec Corporation of Cincinnati出售的商標為SPRAYCECTOR的產(chǎn)品或美國伊利諾斯州Spraying Systems Co.of Wheaton出售的牌號為“1/4J air atomizing”的產(chǎn)品。本專業(yè)技術(shù)人員都知道，受壓氣體和液體吸收劑在內(nèi)混式噴嘴里噴出之前(兩相)發(fā)生接觸，如Spraying Systems公司出的噴嘴;而在外混式噴嘴的情況下，如Vortec噴嘴氣體和液體吸收劑是在噴嘴出口端外部相接觸的，氣體在噴嘴的出口外面將吸收劑霧化。
較為理想的是，液體吸收劑能被霧化成平均粒徑不大于40微米的微滴。符合要求的是，至少有50%的吸收劑其微滴的粒徑小于40微米。上述Sprayins Systems公司出售的噴嘴所產(chǎn)生的典型微滴大小為20至60微米。上述Vortec公司的噴嘴所產(chǎn)生的微滴粒度為1至60微米。
每一個級單元分別裝有液體泵52a，b，c，d，把液體吸收劑分別打入液體入口64a，b，c，d。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，加壓氣體易于將液體吸收劑夾帶到系統(tǒng)里，因此，各液體泵只需提供略微正的驅(qū)動力。每一級單元還包括一個分離器，分別為70a，b，c，d，在圖2中的編號為70。本專業(yè)技術(shù)人員所熟知的各種氣/液分離器均可采用，但最好使用附圖中所示的旋風分離器。
如圖2所示，分離器70包括分離室72，分離室72裝有伸入其內(nèi)的噴嘴60。噴嘴的最佳取向為分離器的內(nèi)切方向?；蛘?，如果需要的話，可利用位于噴嘴出口延伸方向的接觸室(圖中未示出)，以延長進入該室的氣體和液體吸收劑之間的接觸行程和接觸時間。每一個分離器在其分離室頂部靠近中軸位置安裝有氣體出口74，在分離室底部裝有液體出口76。
本文所用的“上游”和“下游”兩詞的含意是指通過各級單元的氣體流動方向，這樣，級單元50a就是最上游的級單元，級單元50d則最下游的級單元。因此，每一個旋風分離器的氣體出口74，除最下游的單元50d以外，都和它們相鄰的下游級單元的氣體噴嘴入口相連。最下游的級單元50d的氣體出口74d通過裝有排氣閥82和截止閥84的管線80與氣提裝置10中的氣體分布器24連接。
壓縮機90連接在冷凝器34的出口和最上游級單元50a上的噴嘴氣體入口62a之間。這樣，由芳香劑脫除裝置10排出的含芳香劑的氣體經(jīng)過冷凝器后由壓縮機90對其加壓，依次通過各級單元，經(jīng)最下游級單元出來后又循環(huán)到脫除裝置10。
在整個接觸和分離、轉(zhuǎn)移、操作過程中，含有芳香劑的氣體最好處于正(表)壓狀態(tài)，在最上游的級單元50a，氣體的壓力是最高的。雖然壓縮機90所施加的壓力在氣體通過各級單元時有一定損耗，但是壓縮機通常所施加的壓力足以能使氣體通過各個級單元，而勿須在各級單元間再進行中間加壓。
各分離器70的液體出口76經(jīng)鄰近上游級單元的液體泵52與鄰近上游單元的液體進入噴嘴的入口64相連。安裝在最上游的級單元50a的分離器70a上的液體出口76a與液體卸料閥78相連，含有芳香劑的吸收劑通過閥78由系統(tǒng)排出。液體泵52d與位于最下游的級單元50d內(nèi)的分離器70d的液體進口64d相連，該泵52d的另一端與盛有液體吸收劑的儲罐86連接。儲罐86可配置夾套88以備加熱或者冷卻用。輸送液體吸收劑的管路和調(diào)節(jié)吸收劑流量的泵都是按吸收劑的最低容量配置的。
在本發(fā)明的方法中，將排空閥82打開，即可用工藝氣源26和壓縮機90對系統(tǒng)進行吹掃。吹掃之后，關(guān)閉該閥。
如圖所示，植物性原料如烤過并磨碎的咖啡，從供料裝置20經(jīng)氣鎖裝置22加入，送進傳送裝置12并將其加熱至65℃以上。加熱過的咖啡落入柱14。開始操作時，轉(zhuǎn)葉式加料器28并不啟動，因此咖啡不進入卸料傳送裝置16。當柱14完全充滿咖啡后，葉輪加料器28在控制速率下開始啟動運轉(zhuǎn)，于是咖啡便由柱14的底部卸出，其卸此速率與其經(jīng)進料傳送裝置進入該柱時的速率完全相同。這樣，在運轉(zhuǎn)過程中，柱子中的咖啡雖然在向下移動著，但柱始終處于滿負載狀態(tài)。由柱內(nèi)卸出的咖啡經(jīng)轉(zhuǎn)葉式加料器28進入卸料傳送裝置16進行冷卻，然后由系統(tǒng)中排出。
進入柱子用以制取芳香劑的咖啡的平均粒度最好小于約3毫米，尤為理想的平均粒度是介于氧1.0至2.0毫米之間。柱14中咖啡的合乎要求的溫度應(yīng)維持在約65℃至約82℃之間。在這個溫度范圍內(nèi)，溫度越高，越有利于芳香劑的有效折出。如果需要的話，柱14可以加一個加熱或冷卻的外套以維持其所期望的溫度。
如圖所示，吹掃氣體(如惰性氣體)經(jīng)氣體分布器24進入柱14與其自上而下的咖啡逆流而上行。在柱內(nèi)，氣體與熱咖啡相接觸并攜帶由熱咖啡折出的芳香劑，水蒸汽及二氧化碳，同時還由咖啡中獲得更多的芳香劑。氣體通過柱子的流速以每分鐘標準升表示，至少為咖啡通過量以每分鐘千克表示的3倍為好。氣體流速愈高，攜帶芳香劑的效果愈好，因此最好采用高流速。
含有芳香劑的濕氣由柱內(nèi)逸出并經(jīng)出口32進入冷凝器34，在這里將水蒸汽冷凝，一些不易揮發(fā)的高沸點的芳香劑也被冷凝。冷凝水和高沸點的芳香劑經(jīng)冷凝器底部的接收器(圖中未示出)由系統(tǒng)中排出。排出冷凝器的氣體溫度與除去氣體中水蒸汽所用的溫度有關(guān)。
含有芳香劑的氣體由冷凝器中排出，經(jīng)管線33在進入接觸的分離裝置40之前，用壓縮機90將其加壓后，進入氣體/液體吸收劑霧化器的入口62a，該霧化器就是最上游級單元50a中圖上所示的噴咀60a。液體吸收劑自入口64a進入噴嘴60a。加壓的氣體將液體吸收劑液流霧化為細微狀液滴，氣體和液體吸收劑自噴嘴66a噴出后在混合室72a中形成霧狀物。
進入級單元50a中的旋風分離器70a的霧狀物在分離室的軸線周圍形成渦流。由于渦流運動產(chǎn)生的離心作用使吸收劑微滴與氣體分離，液體吸收劑沿分離室周邊流動。氣體沿分離室的軸線流動，由位于該室頂部的氣體出口74a排出。液體沿分離室的器壁向下流至液體出口76a。
在以下的各級單元中，都發(fā)生相同的霧化，接觸和分離過程。
由所述的內(nèi)容及附圖不難看出，在最上游的級單元50a中，進來的含芳香劑的氣體與芳香劑濃度已相當高的液體收劑相接觸;反之，在最下游的級單元50d中，進入的不含芳程劑的吸收劑與芳香劑濃度實際上已很低的氣體相接觸。這就是說，當氣體從最上游單元依次進到最下游單元時，氣體中的芳香劑不斷脫除而轉(zhuǎn)移到吸收劑中;反之，當吸收劑從最下游單元依次流入最入游單元時，吸收劑中的芳香劑濃度逐升高。這種逆流操作不僅促進了芳香劑由氣相向吸收劑相的轉(zhuǎn)移，而且還使因分離器中氣體與吸收劑的分離不完全所造成的芳香劑損失降到最低限度。如果含有芳香劑的吸收劑從上一個級單元中被氣體攜帶出來，那未，到相鄰的下游級單元的分離器中，還可將其捕集和回收。
在最上游級單元50a的液體出口76a處收集到的芳香化吸收劑作為產(chǎn)品從系統(tǒng)中放出。由級單元50d放出的芳香劑已貪化的氣體經(jīng)管線80，該管線上的截上閥84已打開，再循環(huán)到氣體分布器24。
在運轉(zhuǎn)過程中，有些氣體會經(jīng)過氣鎖裝置22和轉(zhuǎn)葉式加料器28從系統(tǒng)中泄出。當使用烤過并磨碎的咖啡時，柱14中的咖啡會離析出更多的芳香劑氣體(芳香劑和二氧化碳)并進入系統(tǒng)。每千克烤過并磨碎的咖啡產(chǎn)生的含芳香劑氣體的量與許多因素有關(guān)，包括配料，烘烤程度，粒度，咖啡溫度及氣提速率。通常，每千克烤過并磨碎的咖啡每小時可釋放出900至1800標準立方厘米的含芳香劑的氣體(芳香劑和二氧化碳)。如果泄漏速率大于柱14中咖啡析出含芳香劑氣體的速率，可用供氣裝置26補加惰性氣體。如果析出速率大于泄漏速率，可通過排空閥82從系統(tǒng)的下游級單元50d將實際上芳香劑含量很低的氣體放出。
芳香化吸收劑的效能或芳香化劑的濃度與接觸和分離操作中吸收劑的通過速率尤其相關(guān)。通常，吸收劑的通過速率越小，所產(chǎn)生的芳香化吸化劑則越有效力。當采用食用油作吸收劑成分時，合適的通過速率取決于吸收劑中的油含量及直接或間接地要摻進芳香化吸收劑的可溶性粉劑中所要求的油含量。因此，當采用含油比例較大的吸收劑時，最好采用較低的通過速率，以便使芳香化吸收劑的效力和油濃度之間維持理想的平衡。
在實施本發(fā)明以制取和轉(zhuǎn)移芳香劑時，在轉(zhuǎn)移操作過程中，吸收劑的通過速率應(yīng)為制取芳香劑操作時植物性原料通過速率(均按其質(zhì)量計算)的6%左右或再低些。當吸收劑含有油時，其通過速率可以油為準進行計算-即吸收劑的通過速率乘以吸收劑中的油量與整個吸收劑的原量之比-較可取的值大約為在制取香劑操作時植物性原料通過速率的1.2%或其以下，最好為約0.2%或再低些，如上所述，當新用的植物性原料為烘烤過并磨碎的咖啡時，更應(yīng)為此。
當吸收劑的主要成分是油時，為使所提供的芳香化吸收劑具有足夠好的效力，吸收劑的通過速率以取最低值為宜，這樣僅向提取物或可溶性飲料粉劑中添加少量的吸收劑就能使其達到合乎要求的芳香化水平。將含有其他成分(不包括油)的吸收劑向提取物或可溶性飲料產(chǎn)品中添加時，用量要大些。相應(yīng)地，在不含或含油量很低的吸收劑中所要求的效力要比油含量較高或者主要是由油組成的吸收劑所要求的效力要低些。本領(lǐng)域技術(shù)人員也知道，用以使氣體和吸收劑發(fā)生接觸并使吸收劑霧化的噴咀裝置，其型號、大小及結(jié)構(gòu)均可以調(diào)整吸收劑的流速。
當植物性原料為咖啡并以咖啡的水相提取液為吸收劑時，提取液中固體含量為約15和60%之間時為好，最好介于25和50%之間。
在接觸和分離運行中，液體吸收劑和含芳香劑的氣體之間的接觸溫度應(yīng)能使吸收劑有效地霧化。吸收劑的溫度下限應(yīng)是流體開始變成不流動，如形成水晶時的溫度。對于固體濃度高達60%的非油類吸收劑的水相分散液，其濕度(下限)可低至-5℃。最佳運行條件可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)流體的分壓、流速等因素來確定。含油量高于50%(重量)的吸收劑最好在約15℃以上的溫度下通常即很容易霧化。對于這樣的吸收劑，特別適宜的溫度范圍約在15℃至60℃之間。
在接觸和分離設(shè)備上可以安裝溫度控制裝置，如包在分離器和/或噴咀組件外部的加熱或冷卻夾套。在各級單元間輸送流體吸收劑和氣體的管線也可安裝加熱或冷卻夾套。
本文中所用的“吸收劑接觸時間”其含意是指在所有各級中，給定部分的吸收劑從霧化到分離這段時間的總和，因此，它不包括在各級之間的任何停留時間。吸收劑的較為可取的接觸時間為約低于5分鐘，最好是低于2分鐘?！拔談┑慕佑|時間”也可看作是吸收劑開始發(fā)生降解的量度。正如這里所指出的那樣，在接觸和分離操作中，吸收劑的總滯留時間是指一特定部分的吸收劑第一次接觸含有芳香劑氣體的時刻到這部分吸收劑最后從氣體中分離出來的時刻的平均時間。吸收劑的滯留時間一般低于60分鐘左右，最好應(yīng)低于30分鐘左右。在多級接觸和分離操作過程中，吸收劑的滯留時間包括在各級之間的停留時間。當含有芳香劑的吸收劑中芳香劑可能發(fā)生降解時，可利用其在各級之間的停留時間對吸收劑進行冷卻的方法來防止這種降解，在需要霧化時再將其加熱。
本發(fā)明的方法典型地是在與制備可溶性干飲料所用的常規(guī)萃取和干燥過程相結(jié)合的條件下運行的。因此，在常規(guī)的萃取過程中，可以采用本法中制取芳香劑步驟所卸出的植物性原料，將產(chǎn)生的水相萃取物干燥成粉劑。在芳香劑轉(zhuǎn)移步驟所獲得的芳香化吸收劑可與提取物混合，再將所得的混合物干燥，或者把芳香化的吸收劑噴在可溶性的干粉上，也可用可溶性固體把芳香化吸收劑包起來，然后再與可溶性干粉相混合。本發(fā)明產(chǎn)生的芳香化粉劑其特征是可用常規(guī)方法(如氣相色譜法)進行分析，本發(fā)明之芳香化粉劑還不同于由其他的芳香劑回收法及已有技術(shù)的綜合法所制得的芳香化粉劑。
可溶性產(chǎn)品中芳香化添加劑的含量可用“化學計量百分數(shù)”來表示。在使用咖啡的情況下，化學計量為100%時，是把從100分(重量)烘烤的咖啡中所回收到的芳香劑摻進由100份(重量)烘干的咖啡粉所制得的可溶性咖啡粉劑里;而化學計量為50%時，是把從50份(重量)烘烤干的咖啡粉中所回收到的芳香劑摻進由100分(重量)烘干的咖啡粉所制得的可溶性咖啡粉劑里，依次類推。由于目前的香料回收過程能有效地將從相當量的烘烤干的咖啡粉中所得的芳香劑溶和到少量的吸收劑中，因而可將相當量的芳香劑溶和到可溶性的咖啡粉中而不須將過量的吸收劑加進該粉中，因此，可以達到化學計量從50%到100%的芳香化水平，化學計量達100%的芳香化水平是特別可取的。
根據(jù)本發(fā)明，可以利用上述各種特征及這些特征的組合?？v然含有芳香劑的氣體和吸收劑的接觸和分離可以優(yōu)先采用多級逆流過程，然而，也可采用單級洗滌或多級并流接觸與分離的過程?？梢詫㈧F狀物導入每級的填料柱而實現(xiàn)氣體和吸收劑的分離，這樣，吸收劑的小滴凝聚在填料上并由柱體流出。同樣，芳香劑已分離殆盡的氣體可從系統(tǒng)中抽出并用新鮮氣體置換。
從系統(tǒng)中排出的含很少芳香劑的氣體，可經(jīng)進一步處理回收少量殘留的芳香劑，如用低溫冷凝法或使其直接與可溶性粉劑接觸。可將其他來源的含芳香劑的氣體與芳香劑制取階段所離析出的含芳香劑的氣體相合并。例如，已知烘烤過的咖啡在粉碎操作中，有可觀量的芳香劑析出，如果在其進入柱14之前通入氣體，就可回收其中的芳香劑。
本發(fā)明的特點可用下面的具體實例加以說明。
實例1將烘干并磨碎的咖啡以每分鐘2.2千克的速率加進圖1所示的設(shè)備中的氣鎖裝置里并由此輸送至傳送機。當干的碎咖啡通過傳送機時被加熱至80℃左右。將初始含氮的惰性氣體以每分鐘6.6升(標準溫度和壓力)的速率導入位于柱底部的氣體分布器，并向上通過在柱內(nèi)下行的咖啡。將由柱頂部排出的氣體加以干燥并在水夾套冷凝器中冷卻至20℃左右。此干燥過的氣體在進入最上游的級單元之前，將其壓縮至140千巴左右(表壓)。設(shè)備中每一個接觸和分離級都裝配一個Spraying Systems公司制造的2850/70型雙流體噴咀，并放入其擴大段直徑約為10厘米的旋風分離器中。溫度約為18℃的含有咖啡油的吸收劑以每分鐘大約0.005千克的速率逆著氣流方向進入各級。
由最下游的芳香劑轉(zhuǎn)移級出來的氣體，在約7千巴的壓力下再返回到氣體分布器，這樣，氣體便通過系統(tǒng)周而復始地連續(xù)循環(huán)著。在過程進行期間，系統(tǒng)中的氮氣會因泄漏而損失，可用烘干的碎咖啡析出的含芳香劑的氣體來代替。
由芳香劑制取過程中排放出來的已提煉出芳香劑的烘干的碎咖啡用常規(guī)萃取及干燥程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為可溶性的干咖啡粉劑。由接觸和分離作業(yè)中所制得的全部的芳香化油再反過來加到上述的干粉中，從而制得化學計量為100%的芳香化粉劑。在該組合物中，按固體咖啡重量計算，其中所含的芳香化油約為0.5%。這種芳香化粉劑具有令人愉快的非常穩(wěn)定的咖啡香味，并可調(diào)制成使人愉快、香味穩(wěn)定的咖啡飲料。
實例2在進行干燥處理之前，將由芳香劑轉(zhuǎn)移操作時所獲得的芳香化油與濃縮的咖啡提取物調(diào)制均勻，除此之外，其余操作均同實例1。所用的調(diào)勻的提取物和油的數(shù)量，應(yīng)使在制成的干粉中芳香化油的含量大約為0.5%(重量)。所制得的組合物用熱水沏調(diào)后，便重新出現(xiàn)非常穩(wěn)定的咖啡香味。從吸收劑中回收到的并經(jīng)干燥處理后仍保持揮發(fā)性的芳香劑可散發(fā)出令人愉快的具有熟咖啡回味的香氣。
實例3除烘干的碎咖啡是將其加熱到約65℃外，其余操作程序同實例1。芳香化的粉劑具有令人愉快而非常穩(wěn)定的咖啡香味，經(jīng)氣相色譜法檢驗，其相對香味濃度約為實例1中粉劑香味的40%。
實例4除向柱底部氣體分布器通入的含氮惰性氣體的流速為每分13.2升外，其余重復實例1的操作。所制得的芳香化咖啡粉劑同樣具有令人愉快的非常穩(wěn)定的香味，經(jīng)氣相色譜法檢驗，其相對香味濃度至少比實例1的粉劑的香味濃度高50%。
權(quán)利要求
1.一種將植物性原料中的芳香劑轉(zhuǎn)移到一種液體吸收劑中的方法，其包括如下步驟(a)使植物性原料與一種氣體相接觸，產(chǎn)生的含芳香劑的氣體與植物性原料分離，從而制得芳香劑；(b)使含芳香劑的氣體與一種液體吸收劑至少接觸一次使吸收劑霧化，從而將芳香劑質(zhì)轉(zhuǎn)移到該液體吸收劑中；(c)在吸收劑每次霧化之后，把氣體與含芳香劑的吸收劑分離開。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中的吸收劑選自植物性原料的水相提取液，碳水化合物的水相分散液或其水溶液，甘油酯類的水相分散液或其水溶液，食用油和上述各液體的均相乳狀液或它們的混合液。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的方法，其中的植物性原料是烘烤過并磨碎的咖啡，其中的吸收劑含咖啡油。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，2或3的方法，其中的植物性原料經(jīng)加熱后以可控的速率送至一個柱子里，在該柱內(nèi)與氣體接觸，而后再以可控的速率自柱內(nèi)排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的方法，其中與烘烤過并研碎的咖啡相接觸的氣體之流速(以每分鐘標準升表示)至少為咖啡通過速率(以每分鐘千克表示)的3倍左右。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4或5的方法，其中制取芳香劑的步驟還進一步包括下述步驟(a)將植物性原料加熱并以可控的速率將其傳送到一個垂直柱中;(b)將氣體送入該柱底部;(c)使柱內(nèi)的植物性原料向下推進并以可控的速率將其從柱內(nèi)卸出，而后使該植物性原料脫離柱體而送走;(d)由柱內(nèi)排出的含芳香劑的氣體送入轉(zhuǎn)移的分離各步。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的方法，其中的植物性原料是烘烤過并磨碎的咖啡，它在柱內(nèi)的溫度維持在大約65℃至82℃之間，與通過該柱的上述碎咖啡相接觸的氣體之流速(以每分鐘標準升表示)至少為咖啡通過速率(以每分鐘千克表示)的3倍。
8.實施權(quán)利要求
1所用的設(shè)備，其包括使含芳香劑的氣體與液體吸收劑相接觸的裝置，在這種裝置中，含芳香劑的氣體將液體吸收劑霧化并將芳香劑轉(zhuǎn)移到該吸收劑中，還包括將氣體與含芳香劑的吸收劑分離的裝置以及含芳香劑的吸收劑的收集裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8的設(shè)備，還包括加熱，傳送和將植物性原料從垂直柱頂部加入的裝置，該垂直柱底部有接納惰性氣體的裝置，氣體通過此裝置與植物性原料相接觸，還有將由柱內(nèi)排出的含芳香劑的氣體送入接觸和分離器的裝置以及植物性原料由柱底的卸出裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8或9的設(shè)備，其中含芳香劑的氣體與吸收劑相接觸的裝置是一種雙流體噴咀。
專利摘要
含芳香劑的氣體與一種液體吸收劑相接觸并將其霧化，從而使氣體中的芳香劑轉(zhuǎn)移到該吸收劑中。然后，將氣體和含芳香劑的吸收劑加以分離并收集這種含芳香劑的吸收劑。含芳香劑的原料中包括植物性原料，例如烘烤干并磨碎的咖啡。將該原料與一種氣體相接觸的方法可制得這種芳香劑。
文檔編號B01D53/14GK87102719SQ87102719
公開日1987年10月21日 申請日期1987年4月8日
發(fā)明者馬克·奇梅爾, 尤塞夫·戈德西扎德, 唐·韋曾內(nèi)克, 肯尼斯·A·揚克 申請人:雀巢制品公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan