1938 führte Nestlé die fortschrittliche Sprühtrocknung für die Herstellung von Instantkaffee ein, wodurch sich das Kaffeepulver schnell in heißem Wasser auflöst. Zudem erleichtern das geringe Volumen und die kompakte Größe die Lagerung. So konnte sich Instantkaffee rasant auf dem Massenmarkt etablieren. Zu den heute bekannten Instantkaffeemarken zählen unter anderem Nestlé, Maxwell und UCC.
Herstellungsprozess von Instantkaffee
Instantkaffee ist ein festes Kaffeegetränk, das durch Rösten und Mahlen von Kaffeebohnen, Extraktion der löslichen Bestandteile mit Wasser und anschließende Trocknung mit Heißluft oder Gefriertrocknung hergestellt wird. Er löst sich leicht in Wasser auf und wird wieder zu flüssigem Kaffee mit seinem ursprünglichen Geschmack und Aroma. Der Produktionsprozess umfasst folgende Schritte: Sieben der Kaffeebohnen, Entfernen von Verunreinigungen, Rösten, Mahlen, Extraktion, Konzentration, Trocknen und Verpacken.
II. Wichtigste Punkte des Produktionsprozesses von Instantkaffee
(I) Vorbehandlung von rohen Kaffeebohnen
Zunächst müssen die Rohstoffe sorgfältig ausgewählt werden. Frische Kaffeebohnen sind glänzend, rund und von einheitlicher Größe. Ausgeschlossen sind verschimmelte, fermentierte, schwarze, wurmstichige, stark beschädigte und andere minderwertige Bohnen sowie Verunreinigungen wie Samenschalen, Erdklumpen, Holzstücke, Steine und Metalle. Zur Qualitätssicherung kann die Trennung mittels Vibrationssieben, Winddruck oder Vakuumförderung erfolgen.
(II) Rösten
Das Rösten ist der entscheidende Prozess für die Geschmacks- und Qualitätsentwicklung von Instantkaffee. In der kommerziellen Kaffeerösterei werden Kaffeebohnen üblicherweise in Halb-Heißluft-Direktfeuerröstern oder in Trommelröstern mit rotierenden Röstkammern geröstet. Rösttemperatur und Röstzeit sind dabei die wichtigsten Einflussfaktoren.
Die Röstzeit variiert nicht nur je nach Kaffeesorte, sondern hängt auch vom gewünschten Röstgrad für das Endprodukt ab. Kurze Röstzeiten deuten auf weiche Kaffeebohnen mit starker Säure, geringer Bitterkeit und leichter Extraktion nach dem Mahlen hin. Lange Röstzeiten hingegen führen zu knusprigen Bohnen mit schwacher Säure, starker Bitterkeit und geringer Extraktionseffizienz für feines Pulver.
Unzureichendes Rösten führt zu einem schwachen Aroma, einer unschönen Farbe des Endprodukts und einer geringen Ausbeute; zu starkes Rösten hingegen führt zu vermehrter Ölausfällung, was die Extraktion behindert und die Sprühtrocknung beeinträchtigt. Daher müssen optimale Röstbedingungen anhand der Produktfarbe, des Aromas, der Ausbeute, der Wirtschaftlichkeit und der Auslegung der Produktionsanlagen festgelegt werden.
Sobald die Kaffeebohnen den gewünschten Röstgrad erreicht haben, schalten Sie die Hitze ab und lassen Sie die Bohnen sofort abkühlen. Denn auch nach dem Abschalten der Hitze röstet die Restwärme in den Bohnen noch eine gewisse Zeit weiter. Daher muss nach dem Entleeren der Röstkammer der Abluftventilator eingeschaltet werden, um die Bohnen abzukühlen und einen weiteren Temperaturanstieg zu verhindern. In der Industrie wird zur Kühlung eine bestimmte Menge kaltes Wasser in die Röstkammer gesprüht, bevor die gerösteten Bohnen zum Abkühlen entnommen werden.
(III) Statische Lagerung
Es empfiehlt sich, geröstete Kaffeebohnen einen Tag lang zu lagern, damit Kohlendioxid und andere Gase weiter verdunsten und entweichen können. Gleichzeitig nehmen die Bohnen die Luftfeuchtigkeit auf, wodurch sie weicher werden und die Extraktion erleichtert wird. Die Korngröße des Mahlguts hängt vom verwendeten Extraktionsgerät ab. Feine Partikel ermöglichen eine effiziente Extraktion, erschweren aber die anschließende Filtration, während grobe Partikel die Extraktion erschweren, die Filtration jedoch erleichtern. Im Allgemeinen beträgt der durchschnittliche Durchmesser der gemahlenen Kaffeepartikel etwa 1,5 mm.
(IV) Extraktion
Die Extraktion ist der komplexeste und zentrale Schritt bei der Herstellung von Instantkaffee. Das dafür üblicherweise verwendete Gerät wird als Extraktor bezeichnet und besteht aus sechs bis acht Extraktionsbehältern, die durch Rohrleitungen miteinander verbunden sind und abwechselnd zu einer Betriebseinheit angeordnet werden können.
(V) Flüssig-Feststoff-Trennung
Die extrahierte Kaffeeflüssigkeit enthält einen hohen Feststoffanteil. Daher muss die Kaffeeflüssigkeit vor dem Weiterverarbeitungsschritt vom Flüssig-Feststoff-Gemisch getrennt werden. Ein Schmetterlingsabscheider kann hierfür in der Regel den erforderlichen Trenneffekt erzielen.
(VI) Konzentration
Die Konzentration wird allgemein in Vakuumkonzentration, Zentrifugalkonzentration und Gefrierkonzentration unterteilt. Um die Trocknungseffizienz zu verbessern, Investitionskosten und Energieverbrauch zu senken, wird die Feststoffkonzentration auf über 35 % reduziert. Bei der Vakuumkonzentration wird der Siedepunkt von Wasser bei einem Vakuumdruck von über 0,08 MPa auf etwa 60 °C gesenkt. Dadurch wird die Flüssigkeit schneller konzentriert. Hustenfee slUrry KonzeptntratioNMeterDas System erspart Anwendern durch seine hochpräzise Echtzeit-Konzentrationsmessung wiederholte und lästige Konzentrationsbestimmungen. Die Konzentration des Konzentrats beträgt in der Regel maximal 60 % (refraktometrisch gemessen). Da die Temperatur der aus dem Verdampfungsturm austretenden konzentrierten Flüssigkeit über der Raumtemperatur liegt, muss sie vor dem Einleiten in den Lagertank gekühlt werden, um Verluste zu minimieren.
(VII) Sprühtrocknung
Die konzentrierte Flüssigkeit wird mittels einer Druckpumpe direkt zur Spitze des Sprühtrocknungsturms befördert, mit einer Sprühpistole fein zerstäubt und unter Hitze und Luftstrom bei etwa 250 °C zu Pulver getrocknet. Alternativ können Vakuumtrocknung oder Gefriertrocknung eingesetzt werden. Bei der Gefriertrocknung wird das Kaffeekonzentrat bei niedriger Temperatur eingefroren, wobei das darin enthaltene Wasser zu feinen Eiskristallen gefriert. Anschließend wird es unter Hochvakuum erhitzt und sublimiert, um die Trocknung bei niedrigen Temperaturen zu erreichen. Nach der Verarbeitung kann das Konzentrat gegebenenfalls mit weiteren Zutaten versetzt und zu einem flüssigen Getränk weiterverarbeitet werden.
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Veröffentlichungsdatum: 10. Februar 2025
