[发明专利]低温回收芳香气体的方法

说明书

本发明涉及挥发性芳香气体的回收，具体讲，本发明涉及对加工饮料(尤其是咖啡)时释出的气体中的挥发性芳香成分进行低温冷凝和回收的方法。

在加工诸如咖啡、茶叶、可可一类饮料的一个或多个工艺步骤中会释放出含挥发性芳香成分的气体。例如，加工咖啡时，在许多工艺步骤，如整粒咖啡豆的焙炒、经焙炒的整粒豆的研磨、水溶性成分的提取、蒸汽蒸馏等均会释放出含芳香成分的气体。业已认识到回收芳香气体并将其加到饮料中，例如干燥前将所说芳香成分加到咖啡提取物或加到干粉或颗粒中可使这类饮料，尤其是可溶性咖啡产品的芳香味和风味得到改善。常用液氮对咖啡加工中释出的含芳香气的气体进行冷凝形成咖啡芳香气体霜来回收之。这需要许多工艺步骤才能实现对咖啡芳香气体霜的回收。将所说的芳香气体冷凝在借助液氮冷却的刮削面热交换器的壁上就是其中一个广泛使用的工艺方法。经冷凝的气体从该壁上刮下并以霜或雪的形式收集于该热交换器的底部，得以回收。然而，该方法效率低且有诸多缺点。例如无必要将进入热交换器的全部气流都冷却下来，而细的霜粒又有被载带到其气流中，未被收集、离开热交换器的趋势。

本发明提供了一种从加工饮料(尤其是咖啡)时释出的气体中收集和回收芳香气体霜的简单而高效的工艺方法。本发明着重说明了对加工咖啡时释出的芳香气体的回收方法，当然对加工茶叶和可可之类时释放出来的其它载香气体也可用类似方法进行处理，不言而喻，这也在本发明的范围之内。根据本发明的方法，先将咖啡芳香气，如粉碎焙炒整粒咖啡时释出的气体送入低温收集器，并于其中将液氮直接注入芳香气流以使所说芳香气体进行迅速冷却，使其中的芳香成分迅速而有效的冷凝。使低温冷却的芳香气流与收集器壁间的直接接触减到最小，最好避免直接接触。对芳香气流的低温冷却导致了在由液氮喷雾蒸发产生的气体氮中形成悬浮的细小芳香气霜粒。在液氮流中这样形成的悬浮霜粒穿过装于低温收集器中的一个或多个多孔圆筒过滤器从而使该气流中的芳香气体霜粒被分离出来。此霜粒被带到该多孔圆筒过滤器的外壁或上流壁上，从而在该外壁上形成滤饼。在所说的壁内外保持足够的压力差的情况下，悬浮的气相穿过圆筒过滤器的壁进入到该圆筒过滤内然后从过滤器的顶部排到收集器外的一处。定时用氮或惰性气体对多孔过滤器进行反冲以从过滤器表面除去霜粒，这些霜粒落入收集器底部后，用连续或简歇方法将其排出和回收。

为使芳香气中的芳香成分保持在冷凝状态，最好将穿过多孔过滤器的冷氮气送到低温收集器的保温罩中以使收集器和多孔过滤器的温度维持在足够低的水平。

图1是根据本发明的一个实施方案芳香气体霜回收装置的纵剖图。

图2是根据本发明另一实施方案芳香气体霜回收装置上半部分部分剖开的侧面图。

本发明将具体说明回收咖啡加工中释出的芳香气体，当然本发明也适于回收其它含芳香气的气体，如加工茶叶和可可时，产生的那些气体。

加工咖啡中的任何一个工艺步骤产生的芳香气体都可用本发明的方法进行处理。例如焙炒生咖啡豆(即“焙炒锅内气体”)时释出的气体，经焙炒的整粒豆研磨期间释出的气体(即“研磨机气体”)及对经研磨后的焙炒咖啡进行浸泡或水提取时产生的气体(即“浸泡气体”)均可使用本发明的方法予以处理。一般而言，释出的含芳香气体的组合物大部分是同水蒸汽混合在一起的二氧化碳(按重量计，达90％或更高)和焙炒咖啡的特有芳香成分。如有必要，为了除去气流中的大部分水份，可将释出气体通过冷凝器使之冷却到-25℃-10C左右而将其中水份含量予以减小。如需要的话，可用诸如氮气或二氧化碳气一类惰性气体对加工咖啡时释出的芳香气进行吹扫并进而回收其中的芳香气。芳香气流压力一般要维持到足以能使该气体进行回收处理的水平，考虑到穿过过滤器装置的压力降，其压力一般为3.445～34.5千帕(0.5-5psig(磅/平方英寸))，也可采用真空技术从产生芳香气的设备中抽出该气体并送到进行回收操作的设备中去。采用真空技术抽吸芳香气体时，则无必要用吹扫气体，这样气流中芳香成分的浓度提高了，冷凝效率提高了。