Instant-Kaffee

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Hintergrund

Instant (oder löslicher) Kaffee wird wegen seiner Bequemlichkeit seit Jahrzehnten häufig verwendet. Auf dem Höhepunkt seiner Popularität in den 1970er Jahren wurde fast ein Drittel des in die USA importierten Röstkaffees zu einem Instantprodukt verarbeitet, was zu einem Jahresumsatz von mehr als 200 Millionen Pfund führte. Heute werden etwa 15 % des in den USA konsumierten Kaffees zu Hause, in Büros oder in Verkaufsautomaten durch Mischen von Instant-Granulat mit heißem Wasser zubereitet. Darüber hinaus hat die Entwicklung hochwertiger Instantprodukte dazu beigetragen, Kaffee in Kulturen populär zu machen, die in der Vergangenheit Tee tranken.

Seit seiner Erfindung haben Forscher versucht, Instantkaffee auf verschiedene Weise zu verbessern. Zum Beispiel lösten sich einige der frühen Pulverversionen nicht leicht in Wasser auf, sodass Klumpen feuchten Pulvers in der Tasse schwammen. Das Kaffeearoma verflüchtigt sich leicht, und die Hersteller haben versucht, Behandlungen zu entwickeln, die ein Glas Instantkaffee beim Öffnen nach frisch gemahlenem Kaffee riechen lassen. Modernere Herstellungsverfahren machen Instant-Kaffeegranulate, die eher wie gemahlener Kaffee aussehen. Schließlich war es ein wichtiges Ziel, einen Instantkaffee herzustellen, der so gut wie möglich nach dem frisch gebrühten Getränk schmeckt.

Der Hauptvorteil von Instantkaffee besteht darin, dass der Kunde Kaffee ohne andere Geräte als Tasse und Rührer so schnell zubereiten kann, wie er Wasser erhitzen kann. Marktforscher haben zudem herausgefunden, dass Verbraucher Kaffee gerne zubereiten, ohne feuchten Kaffeesatz entsorgen zu müssen. Manche Kaffeetrinker haben sich so an das Trinken von Instantkaffee gewöhnt, dass zumindest ein Hersteller bei Geschmackstests feststellte, dass ihre Zielgruppe nicht einmal wusste, wie frisch gebrühter Kaffee schmeckt.

Verlauf

Der Wunsch, Kaffee durch einfaches Mischen eines flüssigen oder trockenen Konzentrats mit heißem Wasser sofort zuzubereiten, reicht Hunderte von Jahren zurück. Die früheste dokumentierte Version von Instantkaffee wurde 1771 in Großbritannien entwickelt. Das erste amerikanische Produkt wurde 1853 entwickelt und eine experimentelle Version (in Kuchenform) wurde während des Bürgerkriegs im Feld getestet. 1901 wurde die erste erfolgreiche Technik zur Herstellung eines stabilen Pulverprodukts in Japan von Sartori Kato erfunden, der ein von ihm entwickeltes Verfahren zur Herstellung von Instant-Tee anwendete. Fünf Jahre später entwickelte der in Guatemala lebende britische Chemiker George Constant Washington das erste kommerziell erfolgreiche Verfahren zur Herstellung von Instantkaffee.

Washingtons Erfindung, die als "Red E Coffee" vermarktet wurde, dominierte 30 Jahre lang den Instantkaffeemarkt in den Vereinigten Staaten, beginnend um 1910. In den 1930er Jahren förderte die brasilianische Kaffeeindustrie die Forschung über Instantkaffee, um ihre überschüssige Kaffeeproduktion zu erhalten . Das Unternehmen Nestlé arbeitete an dieser Anstrengung und begann 1938 mit der Herstellung von Nescafé, bei dem Kaffeeextrakt zusammen mit einer gleichen Menge löslicher Kohlenhydrate getrocknet wurde. Instantkaffee war während des Zweiten Weltkriegs bei amerikanischen Soldaten enorm beliebt; In einem Jahr ging die gesamte Produktion aus dem US-amerikanischen Nescafé-Werk (über eine Million Kisten) ausschließlich an das Militär. Bis 1950 hatten Borden-Forscher Methoden zur Herstellung von reinem Kaffeeextrakt ohne die zusätzliche Kohlenhydratkomponente entwickelt. Diese Verbesserung steigerte den Konsum von Instantkaffee von einer von 16 Tassen Kaffee, die im Inland im Jahr 1946 konsumiert wurden, auf eine von vier Tassen im Jahr 1954. 1963 begann Maxwell House mit der Vermarktung von gefriergetrocknetem Granulat, das zu einem Getränk mit einem besseren Geschmack rekonstituiert wurde frisch gebrühter Kaffee. In den nächsten fünf Jahren führten alle großen Hersteller gefriergetrocknete Versionen ein, und Mitte der 1980er Jahre wurden 40 % des in den USA verwendeten Instantkaffees gefriergetrocknet.

Rohstoffe

Zwei der 50 bekannten Kaffeebohnenarten dominieren die Getränkekaffeeindustrie. Kaffee Arabica Sorten, die hauptsächlich in Lateinamerika, Indien und Indonesien angebaut werden, sind relativ mild im Geschmack und bringen daher einen höheren Preis. Zudem sind sie relativ teuer in der Ernte, da einzelne Kaffeekirschen zum Höhepunkt ihrer Reife von Hand gepflückt werden müssen. Kaffee Robusta Sorten, die hauptsächlich in Afrika, Indien und Indonesien angebaut werden, haben einen herberen Geschmack, sind jedoch billiger im Anbau, da sie über einen unterschiedlichen Reifegrad geerntet werden können und widerstandsfähiger gegen Krankheiten und Insekten sind. Aufgrund ihres attraktiveren Preises sind die Robustas werden häufig bei der Herstellung von Instantkaffees verwendet.

Das Rösten bei Temperaturen über 180 °C (300 °F) vertreibt die Feuchtigkeit aus den Kaffeebohnen. Bohnen, die für Instant-Produkte bestimmt sind, werden auf die gleiche Weise geröstet wie Bohnen, die für das Hausbrauen bestimmt sind, obwohl der Feuchtigkeitsgehalt etwas höher bleiben kann (ca. 7-10%). Die Bohnen werden dann grob gemahlen, um feine Partikel zu minimieren, die den Wasserfluss durch das industrielle Brausystem behindern könnten.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Extraktion

• 1 Die Herstellung von Instantkaffee beginnt mit dem Aufbrühen von Kaffee in hocheffizienten Extraktionsanlagen. Enthärtetes Wasser wird durch eine Reihe von fünf bis acht Säulen gemahlener Kaffeebohnen geleitet. Das Wasser durchläuft zuerst mehrere "heiße" Zellen (284-356 °F oder 140-180 °C), von denen zumindest einige mit einem höheren als dem Atmosphärendruck arbeiten, um schwierige Komponenten wie Kohlenhydrate zu extrahieren. Es passiert dann zwei oder mehr "kalte" Zellen (etwa 212 °F oder 100 °C), um die geschmacksintensiveren Elemente zu extrahieren. Der Extrakt wird durch einen Wärmetauscher geleitet, um ihn auf etwa 40 °F (5 °C) abzukühlen. Am Ende dieses Zyklus enthält der Kaffeeextrakt 20-30% Feststoffe.

Filtration und Konzentration

• 2 Nach einem Filterschritt wird der gebrühte Kaffee auf eine von mehreren Arten behandelt, um seine Konzentration zu erhöhen. Das Ziel ist es, einen Extrakt zu erzeugen, der etwa 40% Feststoffe enthält. In einigen Fällen wird die Flüssigkeit in einer Zentrifuge verarbeitet, um das leichtere Wasser vom schwereren Kaffeeextrakt zu trennen. Eine andere Technik besteht darin, Wasser durch Verdampfen zu entfernen, bevor der heiße, gebrühte Extrakt abgekühlt wird. Eine dritte Alternative besteht darin, den Extrakt ausreichend zu kühlen, um Wasser zu gefrieren, und dann die Eiskristalle mechanisch vom Kaffeekonzentrat zu trennen.

Rückgewinnung von aromatischen flüchtigen Bestandteilen

• 3 Zum Genuss des Kaffeekochens und -trinkens gehört das Riechen des Aromas. Während der verschiedenen Schritte des Herstellungsprozesses gehen flüchtige aromatische Elemente verloren; sie müssen in einem späteren Schritt zurückgegeben werden, um ein attraktives Instant-Kaffeeprodukt herzustellen. Aromaten können in mehreren Stufen des Herstellungsprozesses zurückgewonnen werden. Beispielsweise können beim Rösten und/oder Mahlen freigesetzte Gase gesammelt werden. Gemahlener, gerösteter Kaffee kann erhitzt werden, um zusätzliche aromatische Gase freizusetzen. Das Hindurchleiten von Dampf oder geeigneten Lösungsmitteln durch ein Bett aus gemahlenem, geröstetem Kaffee kann aromatische Komponenten entfernen und einfangen. Aromatische Öle können aus verbrauchtem Kaffeesatz hergestellt werden, indem ein Druck von mindestens 2.000 lb pro Quadratzoll (14.000 kPa) ausgeübt wird. Aus Kaffeeextrakt können auch nach dem Brühvorgang Gase destilliert werden.
• 4 Um das Aroma und den Geschmack so gut wie möglich zu erhalten, wird dem Kaffeeextrakt Sauerstoff entzogen. Dies wird erreicht, indem andere Gase, wie Kohlendioxid oder Stickstoff, durch die Flüssigkeit geschäumt werden, bevor sie in die Dehydratisierungsphase des Herstellungsprozesses eintritt.

Dehydration

Zwei grundlegende Verfahren stehen zur Verfügung, um den flüssigen Kaffeeextrakt in eine trockene Form umzuwandeln. Die Sprühtrocknung erfolgt bei einer höheren Temperatur, was den Geschmack des Endprodukts beeinflusst, aber sie ist kostengünstiger als die Gefriertrocknung.

Sprühtrocknung

• 5 Gekühltes, geklärtes Flüssigkonzentrat wird durch eine Düse oben in einen Trockenturm gesprüht. Der Turm ist mindestens 23 m hoch. Luft, die auf etwa 250 °C (480 °F) erhitzt wurde, wird durch den Nebel nach unten geblasen, um das Wasser zu verdampfen. Die Luft wird in der Nähe des Bodens aus dem Turm abgeleitet und gefiltert, um feine Partikel zu entfernen, die durch den Turm zurückgeführt oder während des Agglomerationsschritts wieder eingeführt werden können. Das trockene Kaffeepulver sammelt sich im Boden des Turms, bevor es zur weiteren Verarbeitung ausgetragen wird. Das resultierende Pulver enthält 2-4% Feuchtigkeit und besteht aus rieselfähigen, nicht staubenden Partikeln.
• 6 Der Sprühtrocknung kann ein Schritt folgen, um das Pulver in gröbere Partikel zu formen, die sich vollständiger in der Tasse des Verbrauchers auflösen. Der Agglomerationsprozess Bei werden im Wesentlichen die Oberflächen der Kaffeepulverpartikel wieder benetzt und in Kontakt gebracht, damit sie anhaften aneinander und bilden größere, körnigere Partikel. Dies wird erreicht, indem das Pulver Dampf oder einem feinen Nebel ausgesetzt wird, während es durch die Luft geschleudert wird.

Gefriertrocknen

• 7 Anstelle der Sprühtrocknung kann auch Gefriertrocknung verwendet werden. Der Prozess umfasst vier Schritte, beginnend mit dem „primären Einfrieren“. Kaffeeextrakt wird bei etwa -20 °F (-6 °C) auf eine matschige Konsistenz gekühlt.
• 8 Der vorgekühlte Matsch wird auf ein Stahlband, Schalen oder Fässer gelegt und in einer Reihe von Schritten weiter abgekühlt, bis er eine Temperatur von -40-(-50)°F (-40-[-45]) erreicht. °C). Schnelle Kühlprozesse (30-120 Sekunden dauern) führen zu kleineren, helleren Produkten, während langsamere Prozesse (10-180 Minuten) größere, dunklere Granulate erzeugen.
• 9 Die Eisplatten werden in Stücke gebrochen und in Partikel der richtigen Größe für den Trocknungsschritt gemahlen. Die Partikel werden gesiebt, um die richtige Größe zu gewährleisten, und diejenigen, die zu klein sind, werden geschmolzen und in die primäre Gefrierstufe zurückgeführt.
• 10 Die gefrorenen Partikel werden in eine Trockenkammer geschickt, in der das Eis unter geeigneten Wärme- und Vakuumbedingungen verdampft und entfernt wird.

Aromatisierung

• 11 Flüchtige Aromen, die aus früheren Schritten des Herstellungsprozesses zurückgewonnen wurden, werden auf die trockenen Kaffeepartikel gesprüht. Dies kann während des Verpackungsvorgangs erfolgen.

Verpackung

• 12 Instant-Kaffeepartikel sind hygroskopisch, dh sie nehmen Feuchtigkeit aus der Luft auf. Folglich müssen sie unter niedrigen Feuchtigkeitsbedingungen in einem feuchtigkeitsdichten Behälter verpackt werden, um das Produkt bis zum Kauf und Öffnen durch den Verbraucher trocken zu halten. Um Aroma- und Geschmacksverluste zu vermeiden, wird das Produkt außerdem in einer sauerstoffarmen Atmosphäre (normalerweise Kohlendioxid oder Stickstoff) verpackt.

Nebenprodukte/Abfälle

Verbrauchter Kaffeesatz aus dem Brühprozess ist das primäre Abfallprodukt. Mindestens ein Hersteller verbrennt diesen Boden, um Wasser zu erhitzen und Dampf zu erzeugen, der im Herstellungsprozess verwendet wird. Das Verfahren ist umweltschonend ausgelegt, minimiert Abfallprodukte durch maximalen Einsatz der Rohstoffe.

Die Zukunft

Seit der Einführung von General Foods International Coffees in den 1970er Jahren sind Instantkaffees in aromatisierten Sorten erhältlich. Zu den jüngsten Innovationen zählen Instant-Mixes für Latte- und Mokka-Getränke. Maxwell House testet die Vermarktung eines Instant-Eiskaffeeprodukts in den Geschmacksrichtungen Vanille, Mokka und Originalkaffee.