Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia substancji roslinnych pozbawionych kofeiny.Znanych jest szereg sposobów wytwarzania sub¬ stancji roslinnych pozbawionych kofeiny, zwlaszcza napojów, takich jak kawa i herbata. W sposobach tych stosuje sie zwykle organiczne rozpuszczalniki, takie jak trójchloroetylen lub chloroform, które poddaje sie kontaktowi albo z substancja roslinna albo z jej wodnym ekstraktem. Gdy dostateczna ilosc kofeiny przechodzi do rozpuszczalnika, wów¬ czas powstaly roztwór kofeiny oddziela sie tak, zeby umozliwic dalsza obróbke substancji pozba¬ wionej kofeiny lub jej ekstraktu.Te sposoby usuwania kofeiny na bazie organicz¬ nych rozpuszczalników maja szereg wad. W osta¬ tecznej formie dla konsumenta szczególne znacze¬ nie ma to, ze stosowanie znanych rozpuszczalni¬ ków do usuwania kofeiny czesto powoduje znaczne straty lub denaturalizacje cennych skladników za¬ pachowych i/lub aromatycznych w gotowym napo¬ ju. Tak wiec usuwanie kofeiny czesto powoduje, ze produkty nie maja wysokiej jakosci.Ponadto ze wzgledu na to, ze same znane roz¬ puszczalniki czesto sa szkodliwe, wiec ma znacze¬ nie doprowadzanie do kontaktów ich z substancja¬ mi roslinnymi, z których maja byc wytwarzane artykuly zywnosciowe. Spowodowalo to rozwinie¬ cie skomplikowanych i ograniczonych warunków sposobów usuwania kofeiny w celu zapewnienia pelnego usuniecia rozpuszczalnika z gotowego pro¬ duktu.Sposób wytwarzania substancji roslinnych po¬ zbawionych kofeiny wedlug wynalazku polega na *tym, ze ciekla, nie mieszajaca sie z woda substan¬ cje tluszczowa doprowadza sie do stycznosci z sub¬ stancja roslinna zawierajaca kofeine, utrzymuje sie te substancje w stycznosci w ciagu okresu czasu wystarczajacym do przejscia kofeiny z substancji roslinnej do substancji tluszczowej, a nastepnie od substancji roslinnej pozbawionej kofeiny oddziela sie substancje tluszczowa zawierajaca kofeine.Okreslenie substancja tluszczowa oznacza zwie¬ rzece lub roslinne tluszcze albo oleje albo ich mie¬ szaniny albo ich frakcje, które przyjmuja postac ciekla w zakresie temperatur stosowanych do usu¬ wania kofeiny z mieszanin zawierajacych kofeine.Te substancje tluszczowe stanowia zwykle estry kwasów tluszczowych, zazwyczaj estry glicerolu oraz moga byc stosowane w ich naturalnej postaci lub w postaci wyniklej ze znanych obróbek. Po¬ nadto substancje tluszczowe nie powinny byc roz¬ puszczalnikami dla^ skladników substancji roslin¬ nych innych niz kofeina.Tak wiec na przyklad jako substancje tluszczo¬ we mozna stosowac nie nasycone lub nasycone tluszcze lub oleje. Podobnie w ramach wynalazku mozna stosowac nie oczyszczone lub oczyszczone w znany sposób oleje jak równiez oleje wraz z nor¬ malnymi dodatkami, takimi jak antyutleniacze lub 96 82796 827 3 4 srodki konserwujace lub bez nich. Jednakze ko¬ rzystne jest stosowanie substancji tluszczowej za¬ sadniczo pozbawionej srodków powierzchniowo czynnych, które wystepuja w naturalnej postaci lub sa dodawane. Substancje te stabilizuja emul¬ sje, które tworza po wymieszaniu cieklych miesza¬ nin stosowanych w sposobie wedlug wynalazku i dlatego zwiekszaja trudnosci wystepujace w ta¬ kich etapach obróbki jak na przyklad oddzielanie odsrodkowe.Jako substancje tluszczowe stosowane w sposo¬ bie wedlug wynalazku uzywa sie dostepne na ryn¬ ku oleje i /tluszcze, których jest bardzo duzo i które sa bardzo latwo osiagalne. Jednakze z tych substancji tluszczowych najbardziej korzystne sa substancje jadalne, poniewaz ich stosowanie nie wymaga uzywania specjalnych zabiegów podczas oddzielania ich od substancji roslinnych, które sa dalej obrabiane w celu przetworzenia ich na arty¬ kuly spozywcze.Substancje tluszczowe nadaja sie w rzeczywis¬ tosci do uzyskiwania zadanego stopnia usuniecia kofeiny z substancji roslinnych. Tak wiec chociaz korzystne jest prawie calkowicie usuniecie kofeiny, to mozna realizowac takze usuwanie jej w mniej¬ szym stopniu zaleznie od zyczenia konsumentów.Jednakze w kazdym przypadku odpowiednia ilosc kofeiny jest uzywana jako cenny przemyslowy produkt uboczny.Substancje tluszczowe sa stosowane do ekstra¬ howania kofeiny z róznych substancji roslinnych, najczesciej kawy lub herbaty. Jednakze * dla la¬ twiejszego przeprowadzenia procesu usuwania ko¬ feiny pozadane jest stosowanie wody. Uwaza sie, ze ten wymóg jest spowodowany koniecznoscia uzyskiwania kofeiny w postaci poczatkowo roz¬ puszczalnej w wodzie lub czesciowo rozpuszczalnej w wodzie tak, zeby ulatwic jej przechodzenie do rozpuszczalnika usuwajacego kofeine z substancji tluszczowej.Substancje roslinne zawierajace kofeine, z któ¬ rych usuwa sie kofeine sposobem wedlug wyna¬ lazku, najlepiej poddaje sie obróbce w postaci wodnego roztworu lub w postaci stalej. W przy¬ padku zastosowania w postaci stalej nalezy stoso¬ wac takze wode, chociaz moze ona istniec w for¬ mie zwiazanej, Odpowiednio wodne roztwory sub¬ stancji roslinnych oraz substancje roslinne o duzej zawartosci wilgoci stanowia korzystne mieszaniny do przeprowadzania usuwania kofeiny sposobem wedlug wynalazku.Znane sa wodne ekstrakty herbaty lub palonej i mielonej kawy, które wytwarza sie w znany sposób i w znanych urzadzeniach. Jednakze ze wzgledu na to, ze same te ekstrakty ewentualnie przetwarza sie w gotowe napoje, wiec zwykle po¬ winny byc one obrabiane w ten sposób, zeby do¬ prowadzic do minimum warunki powodujace utra¬ te i/lub zmniejszenie ilosci cennych skladników zapachowych. Szczególnie czuly pod tym wzgledem jest jeden rodzaj skladników tych wywarów, tak zwane substancje lotne lub aromatyczne.Takwiec korzystnie usuwa sie je mozliwie wczes¬ nie podczas procesu obróbczego oraz laczy sie je powtórnie z bardziej stabilnymi skladnikami do¬ piero pod koniec cyklu wytwarzania napojów.Usuwanie i zabezpieczanie lotnych lub aroma¬ tycznych skladników substancji roslinnych reali¬ zuje sie w znany sposób. Tak wiec na przyklad znany jest sposób poddawania wodnych ekstraktów obróbce odpedzania para wodna, dzieki czemu uzy¬ skuje sie latwo wodny kondensat zawierajacy aro¬ matyczne i lotne skladniki. Te odizolowane sklad¬ niki przechowuje sie nastepnie w niskiej tempe¬ raturze, az do momentu, w którym rrfoga byc one ponownie laczone z obrobionymi skladnikami sub¬ stancji roslinnej, na przyklad przez zmieszanie z nimi tuz przed suszeniem lub stosujac je do wy¬ suszonej juz substancji, po czym nastepuje dodat¬ kowe powtórne suszenie, w krótkim okresie czasu.Odpowiednio w przypadku usuwania kofeiny z wo¬ dnych ekstraktów za pomoca substancji tluszczo¬ wych wodny roztwór substancji roslinnej korzyst¬ nie powinien byc pozbawiony skladników lotnych, które w normalnych warunkach zawiera.Inna ciekla substancja roslinna, z której usuwa sie kofeine sposobem wedlug wynalazku, jest wo¬ dny ekstrakt tej substancji, który uprzednio spec¬ jalnie przygotowuje sie dla usuwania kofeiny i któ¬ ry nie stanowi nawet czesci gotowego napoju. Ten przyklad realizacji wynalazku najbardziej nadaje sie do substancji roslinnych, takich jak kawa, któ¬ re normalnie wymagaja palenia lub innej obróbki w celu przygotowania wielu z ich pozadanych skladników napojów.Przykladowo w takim przypadku mozna stoso¬ wac wodny ekstrakt zielonych ziarenek kawy. Zia¬ renka te ekstrahuje sie woda w celu usuniecia z nich kofeiny. Jednakze powstaly ekstrakt zawie¬ ra stosunkowo malo normalnych skladników na¬ poju kawowego, gdyz te skladniki rozpuszczalne w wodzie sa wytwarzane w wiekszosci dopiero po operacji palenia ziarenek.Formowanie tego ekstraktu jest dosc proste. Je¬ dynym warunkiem jest to, zeby zielone ziarenka byly poddawane kontaktowi z dostateczna iloscia wody potrzebna do rozpuszczenia zawartej w nich kofeiny, przy czym ziarenka zawieraja normalnie okolo 2 do 3% wagowych kofeiny zaleznie od swe¬ go pochodzenia. Zwykle rozpuszczanie realizuje sie w przeciwpradzie ziarenek i wody, jednakze etap ten moze byc realizowany po prostu przez wymie¬ szanie ziarenek z woda lub przez zapewnienie od¬ powiedniego kontaktu miedzy nimi w ciagu okresu czasu wystarczajacego do osiagniecia pozadanego stopnia usuniecia kofeiny, zwykle 10—60 minut.Jednakze nawet w przypadku ekstrahowania zielonych ziarenek kawy woda niektóre cenne skladniki napoju moga zostac takze usuniete z nich i przejsc do wodnej fazy. Sposobem, który zapewnia unikniecie wiekszych strat pozadanych skladników jest sposób z zamknieta cykliczna cyr¬ kulacja wodnego czynnika ekstrahujacego. W spo¬ sobie tym nastepuje szybkie osiagniecie maksymal¬ nego stezenia róznych skladników rozpuszczalnych w wodzie pochodzacych z zielonych ziarenek, zwlaszcza kofeiny, w wodnym czynniku ekstrahu¬ jacym. Po nastepnym wybiorczym usuwaniu ko¬ feiny z czynnika ekstrahujacego uzyskuje sie na- 40 45 50 55 605 96 827 dajacy sie do zawracania do obiegu wodny czyn¬ nik ekstrahujacy, który osiaga równowage w od¬ niesieniu do tych skladników zielonych ziarenek rozpuszczalnych w wodzie, które nie sa usuwane podczas usuwania kofeiny z czynnika ekstrahuja¬ cego.Przy takiej dynamicznej równowadze zawrócony do obiegu czynnik ekstrahujacy bez kofeiny po powtórnym zetknieciu z zielonymi ziarenkami ka¬ wy powoduje usuniecie z nich zasadniczo tylko kofeiny. Tak wiec w ciagu krótkiego okresu czasu uzyskuje sie warunki, w których z zielonych zia¬ renek kawy usuwa sie tylko kofeine.Zarówno recyrkulujacy czynnik ekstrahujacy jak i wodny ekstrakt, który zostal opisany bardziej szczególowo powyzej, stanowia zasadniczo wodne roztwory zawierajace zarówno kofeine jak i rózne skladniki substancji roslinnej rozpuszczalne w wo¬ dzie. Odpowiednio sposób obróbki cieklych sub¬ stancji roslinnych za pomoca substancji tluszczo¬ wej w celu usuniecia z nich kofeiny mozna stoso¬ wac do kazdej z nich w ten sam sposób. Tak wiec ciekla substancje roslinna miesza sie z substancja tluszczowa nie mieszajaca sie z woda w odpowied¬ niej objetosci, utrzymuje sie w mieszaninie z nia az do przejscia kofeiny do substancji tluszczowej, a nastepnie wydziela sie ja powodujac odpowied¬ nie zmniejszanie zawartosci kofeiny w substancji tluszczowej. Etapy te realizuje sie w prosty sposób, poniewaz fakt, ze obie fazy sa ciekle umozliwia latwe i dokladne ich wymieszanie, podczas gdy nieuleganie wzajemnemu rozpuszczaniu obu faz wodnej i tluszczowej umozliwia przeprowadzenie zasadniczo calkowitego ich rozdzielenia znanymi sposobami, na przyklad za pomoca dekantacji.Dla sprawnosci usuwania kofeiny duze znaczenie ma zdolnosc rozpuszczania kofeiny z substancji tluszczowej. Wlasnosci te zaleza od konkretnie do¬ branej substancji oraz temperatury mieszania jej z ciekla substancja roslinna. Efekt ten wyraza sie wspólczynnikiem rozprowadzenia kofeiny pomie¬ dzy fazami tluszczowa i wodna o równych obje- tosciach podczas mieszania ich w stanie równowa¬ gi. Mówiac bardziej dokladnie powinowactwo sub¬ stancji tluszczowej w stosunku do kofeiny okreslo¬ ne jest zaleznoscia dla danej temperatury: ws*)ólczynnik _ stezenie kofeiny wfazie tluszczowej rozprowadzenia"- stezenie kofeiny w fazie wodnej Tak wiec oczywista jest sprawa, ze czym wyzszy jest wspólczynnik .rozprowadzenia, tym lepsza jest zdolnosc do usuwania kofeiny.W tablicy 1 przedstawiono przykladowe dane dla róznych substancji tluszczowych w* róznych temperaturach. Dane te wyrazaja stan równowagi osiagany podczas pojedynczej operacji mieszania substancji tluszczowej i wodnych roztworów kofe¬ iny. Nalezy ^zaznaczyc, ze stosowane w 'rzeczywis¬ tosci substancje tluszczowe stanowia tylko przy¬ kladowe produkty handlowe. Tak wiec w zalez¬ nosci od konkretnego rodzaju danej substancji wystepuja róznice w wartosci wspólczynnika roz¬ prowadzenia. Jednakze latwo mozna okreslic wlas¬ nosci i optymalne warunki stosowania innych sub¬ stancji tluszczowych w zakresie sposobu wedlug wynalazku.Tablica 1 Rozpuszczalnosc substancji tluszczowych 1 \ Substancja tluszczowa Olej szafranowy Olej sojowy Olej kukurydziany Olej arachidowy Olej kawowy Oleina (trójoleinian glicerylu) Oliwa | Smalec Tempera¬ tura 2j0°q °C °C$ °C °C °C °C °C /10°C 23°G 23°C 23°0 65°C Wspólczynnik rozprowadze¬ nia kofeiny dla równych obietosci fazy wodnej i tluszczowej 0,064 0,067 0,064 * 0,059 )0,064 P,064 ,071 p,085 0,067 %U0 0,085 0,076 0,197 | Czas kontaktu fazy tluszczowej i roslinnej sto¬ sunkowo nie ma znaczenia. Tylko kilka minut po¬ trzeba do osiagniecia stanu równowagi. Jednakze przed zastosowaniem konkretnej substancji tlusz¬ czowej w sposobie wedlug wynalazku nalezy okre¬ slic optymalna temperature dla operacji usuwania kofeiny. W tablicy 1 podano tylko przykladowe dane lecz dodatkowe dane mozna latwo uzyskac znanymi sposobami i dlatego w tym zakresie wy¬ nalazku nalezy przeprowadzic proste eksperymen¬ ty po dobraniu konkretnej substancji tluszczowej przeznaczonej do zastosowania.Przy okreslaniu optymalnej temperatury zasto¬ sowanie konkretnej substancji wplywa na granice pozadanego zakresu. Tak wiec temperatura krzep¬ niecia wodnej substancji roslinnej oraz substancji tluszczowej okreslaja dolna granice stosowanych temperatur. Z drugiej strony zakresu nalezy uni¬ kac pogarszania zapachu bedacego wynikiem pod¬ dawania skladników zapachowych i aromatycznych dzialaniu wyzszych temperatur. Jednakze normal¬ nie usuwanie kofeiny prowadzi sie w zakresie temperatur od 0—50°C, przy czym dla wodnygh ekstraktów korzystny zakres wynosi od 10—30°C.W przypadku braku takich skladników mozna stosowac wyzsze temperatury az do temperatury niestabilnosci dla konkretnej substancji roslinnej.Po dobraniu konkretnej substancji tluszczowej oraz temperatury dla operacji usuwania kofeiny nalezy okreslic pozadany stopien usuniecia kofe-* iny. Jest on zwykle regulowany co najmniej cze¬ sciowo poprzez ustalanie stosunku substancji ro¬ slinnej do substancji tluszczowej. Zazwyczaj sto¬ sunek substancji tluszczowej do wodnej substancji roslinnej wynoszacy okolo 20:1 pozwala na uzys¬ kanie tylko czesciowego usuniecia kofeiny w po¬ jedynczym etapie kontaktowania. Tak wiec na 40 45 50 55 607 96 827 8 przyklad przy tym stosunku wspólczynniki roz¬ prowadzenia wynoszace od 0,035 i 0,085 pozwalaja na osiagniecie stopnia usuniecia kofeiny odpo¬ wiednio 40% i 65%. Oczywiscie zwiekszanie sto¬ sunku substancji tluszczowej do substancji roslin¬ nej powoduje zwiekszanie stopnia usuniecia ko¬ feiny, a zmniejszanie tego stosunku dziala odwrot¬ nie.Jednakze dodatkowo nalezy zaznaczyc, ze spo¬ sób doprowadzania do stycznosci z substancja tluszczowa wplywa takze na stopien usuniecia ko¬ feiny. Usuwanie kofeiny prowadzi sie tak jak po¬ przednio opisano w jednym cyklu, który obejmuje doprowadzanie do kontaktu substancji tluszczowej o konkretnej masie z wodnym ekstraktem takze o konkretnej masie, utrzymywanie tych substancji w kontakcie w ciagu okresu czasu wystarczajace¬ go do osiagniecia stanu równowagi rozprowadza¬ nia kofeiny a nastepnie wydzielanie ekstraktu.Jednakze sprawnosc usuwania kofeiny mozna zwiekszac przez zwiekszanie ilosci cykli. Odpo¬ wiednio w korzystnym wykonaniu usuwanie kofe¬ iny prowAdzi sie w wielocyklicznym procesie, w którym substancje roslinna poddaje sie kontaktowi z kolejnymi porcjami substancji tluszczowej az do osiagniecia pozadanego stopnia usuniecia kofeiny.To korzystne wykonanie sposobu wedlug wyna¬ lazku najprosciej polega na tym, ze kolejno pod¬ daje sie kontaktowi mieszanine zawierajaca kofe¬ ine z porcjami konkretnej substancji tluszczowej utrzytjiuje sie faze tluszczowa i wodna w stycznosci w ciagu okresu czasu wystarczajacego do przejscia w znacznym stopniu kofeiny do substancji tlusz¬ czowej (przechodzenie to zwykle wystepuje w ilos¬ ci wiekszej niz okolo 70% stopnia rozprowadzenia w stanie równowagi), oddziela sie faze wodna od tluszczowej a nastepnie powtarza sie te cykle wprowadzajac dodatkowe porcje substancji tlusz¬ czowej pozbawionej kofeiny.Nastepne korzystne wykonanie sposobu wedlug wynalazku obejmuje usuwanie kofeiny w przeciw- pradzie. W spos'obie tym poczatkowo pozbawiona kofeiny substancje tluszczowa przepuszcza sie przez kolejne porcje substancji roslinnej, które przepusz¬ cza sie w odwrotnym porzadku,pod wzgledem za¬ wartosci kofeiny. Tak wiec swieza substancje tluszczowa najpierw poddaje sie stycznosci z por¬ cjami substancji roslinnej najbardziej pozbawiony¬ mi kofeiny a nastepnie z porcjami o wyzszej za¬ wartosci kofeiny. W czasie prowadzenia tego spo¬ sobu, gdy pierwsza porcja substancji roslinnej osiaga pozadany stopien usuniecia kofeiny zostaje ona odprowadzona, podczas gdy nowa porcje o wyzszej zawartosci kofeiny doprowadza sie na kon¬ cu obiegu w celu utrzymywania stalej ilosci porcji w obiegu oraz wlasciwego uporzadkowania dopro¬ wadzania do stycznosci z substancja tluszczowa.Dodatkowo nalezy zaznaczyc, ze wodne roztwo¬ ry lub ekstrakty substancji roslinnej moga zawie¬ rac na przyklad od 2 — 60% rozpuszczalnych cial stalych w stosunku do calkowitej masy. Jednakze zwykle stosuje sie korzystnie roztwory przezna¬ czone do usuwania kofeiny, w których zawartosc rozpuszczalnych cial stalych wynosi od 10 — 50% przed doprowadzeniem ich do stycznosci z roz¬ puszczalnikiem kofeiny zawartej w substancji tluszczowej. Stezenia te sa korzystne z punktu widzenia zmniejszenia do minimum kolejnych por¬ cji cieczy stosowanych w procesie usuwania kofe- iny jak równiez w celu zmniejszenia ilosci wody, która trzeba usuwac z wywaru lub ekstraktu do¬ prowadzajac go do stanu stalego.Podane stezenia uzyskuje sie znanymi sposoba¬ mi. Poniewaz z wodnego ekstraktu, wytwarza sie ewentualnie produkt koncowy w stalym stanie wiec pozadane jest uzyskiwanie tych stezen w ta¬ kich warunkach, w których istnieje minimalna mozliwosc wywierania szkodliwego wplywu na za¬ pach. Odpowiednio stosuje sie korzystne sposoby, takie jak odparowanie przy niskim cisnieniu lub suszenie sublimacyjne, które pozwalaja na unik¬ niecie dzialania wyzszych temperatur na wywar w#dluzszym okresie czasu.Wynalazek przewiduje takze stosowanie substan¬ cji tluszczowej do bezposredniego usuwania kofe¬ iny ze stalych substancji roslinnych. Przykladowo takim cialem stalym sa zielone ziarenka kawy, które moga byc stosowane w zmielonej, skruszo¬ nej a najlepiej w calkowitej formie. Mozna stoso¬ wac takze palone ziarenka kawy, jednakze w tym przypadku nalezy najpierw usunac z nich lotne skladniki w celu unikniecia niepozadanych strat cennych skladników napojów. W konsekwencji najkorzystniejsze jest usuwanie kofeiny z calych zielonych ziarenek kawy i dlatego ponizej opisano szczególne zastosowanie wynalazku do tych ziare¬ nek, chociaz inne substancje roslinne moga byc obrabiane w podobny sposób.Stosowanie stalych substancji roslinnych jest szczególnie korzystne w sposobie wedlug wynalaz¬ ku z tego wzgledu, ze nie ma pewnych wad wy¬ stepujacych przy stosowaniu wodnych roztworów substancji roslinnych. Tak wiec oddzielanie sub¬ stancji tluszczowej od mieszaniny zawierajacej ko¬ feine zostaje ulatwione z tego wzgledu, ze gdy sub¬ stancja tluszczowa pozostaje w stanie cieklym, to substancja roslinna jest w stanie stalym. Oddziela¬ nie ziarenek od substancji tluszczowej moze byc w latwy sposób realizowane przez proste odpro¬ wadzenie cieczy od ziarenek, a w przypadku za¬ stosowania sil odsrodkowych do ulatwienia tego oddzielania wystarczy bardzo proste urzadzenie.Ponadto przy oddzielaniu zielonych ziarenek ka- 50 wy. od cieklych substancji tluszczowych stopien oddzielenia moze dochodzic do 100%. Podczas gdy nawet przy najbardziej wyszukanych sposobach oddzielania cieczy nie mieszajacych sie ze soba czesc jednej cieczy moze pozostawac w drugiej, to 55 w tym przypadku nie .wystepuja takie problemy.Po oddzieleniu z ziarenek kawy wiekszosci sub¬ stancji tluszczowej nastepny etap fizycznego oczy¬ szczania, takiego jak kierowanie strumienia pary wodnej na ziarenka, umozliwia odprowadzenie po- 60 zostalej substancji tluszczowej prawie w 100%.Ponadto ten dodatkowy etap nie musi byc koniecz¬ ny. Ze wzgledu na palenie po usunieciu kofeiny oraz obróbke ekstrahujaca ziarenek kawy kiedy to stosuje sie substancje tluszczowa zasadniczo bez- 65 wodna istnieje bardzo maly wplyw obróbki na za- 4096 827 pach gotowego napoju nawet wówczas, gdy roz¬ dzielanie jest niezupelne.Dla ulatwienia podatnosci na usuwanie kofeiny zielone ziarenka kawy powinny zawierac troche wilgoci. Ziarenka zwykle w warunkach natural¬ nych zawieraja od 8 — 10% wilgoci, chociaz ko¬ rzystne sa wieksze ilosci wynoszace co najmniej okolo 20% w stosunku do calkowitej masy. Jednak¬ ze górna granica zawartosci wilgoci jest bardziej zmienna. Usuwanie kofeiny z zielonych ziarenek zawierajacych kofeine korzystnie przeprowadza sie przy braku wody, zeby uniknac problemów wyste¬ pujacych przy mieszaniu cieczy oraz ewentualnie strat cennych skladników substancji roslinnej roz¬ puszczonych w tej wodzie. Odpowiednio w tym przykladzie wykonania sposobu wedlug wynalazku korzystnie stosuje sie zielone ziarenka kawy za¬ wierajace od okolo 20 — 60% wody w stosunku do calej masy a najkorzystniej od okolo 40 — 60%.Wprowadzanie wody do zielonych ziarenek prze¬ prowadza sie w bardzo prosty sposób. Tak wiec na przyklad ziarenka po prostu zanurza sie w wo¬ dzie i utrzymuje sie w niej w ciagu kilku godzin do momentu az zaabsorbuja one pozadana ilosc wilgoci. Nastepnie usuwa sie z nich nadmiar wil¬ goci, na przyklad za pomoca odwirowania. Dzieki stosowaniu wysokiej temperatury i/lub cisnienia mozna przyspieszyc to wprowadzanie wody lub pecznienie ziarenek. Tak wiec, na przyklad w przy¬ padku zanurzenia ziarenek w wodzie o tempera¬ turze okolo 80 — 90°C osiagaja one bardzo szybko pozadana zawartosc wilgoci. Takze po zadzialaniu na nie para wodna o cisnieniu okolo 2 atm nawet w ciagu krótkiego okresu czasu, zwykle w ciagu 1 do 30 minut, osiaga sie pozadana zawartosc wil¬ goci.Po napecznieniu ziarenek kawy do odpowiedniej zawartosci wilgoci umieszcza sie je w kapieli lub strumieniu substancji tluszczowej az do osiagnie¬ cia pozadanego stopnia usuniecia kofeiny. W tym przypadku czas mieszania ma znaczenie, gdyz prze¬ chodzenie kofeiny z ziarenek jest duzo wolniejsze niz z rozcienczonego roztworu. Dlatego tez poza¬ dane jest stosowanie dla tej operacji okresu czasu wynoszacego co najmniej 30 minut, przy czym dluzsze okresy czasu stosuje sie dla wiekszego usu¬ niecia kofeiny.W przypadku dazenia do uzyskania wysokiego stopnia usuniecia kofeiny wazna jest takze spra¬ wa zabezpieczenie, zeby zawartosc wilgoci w na- pecznionych ziarenkach nie zmniejszala sie w zna¬ cznym stopniu podczas obróbki. Kontakt napecz- nionych ziarenek z substancja tluszczowa wplywa na nizsze wartosci zawartosci wilgoci na skutek strat wody przechodzacej z ziarenek do substancji tluszczowej. W przypadku) gdy zawartosc wilgoci zmniejsza sie do wartosci ponizej zakresu korzyst¬ nego od 40 — 60°/o wówczas nastepuje odpowied¬ nie zmniejszenie sie sprawnosci usuwania kofe¬ iny.Dlatego tez korzystne jest stosowanie substancji tluszczowej zawierajacej mala ilosc wody. Korzyst¬ nie stosuje sie od 0,9 — 1,2%, najkorzystniej okolo 1,0% wody w stosunku do masy substancji tlusz¬ czowej. Ilosc ta pozwala na utrzymanie w stanie równowagi pewnej ilosci wody w ziarenkach i sub¬ stancji tluszczowej tak, ze podczas ich zetkniecia nie nastepuje przemieszczanie wody od ziarenek do substancji tluszczowej i odwrotnie. Z drugiej strony przeciwdziala ona nadmiernemu usuwaniu wody z ziarenek a takze doprowadza do minimum calkowita ilosc wody podczas usuwania kofeiny, dzieki czemu unika sie niepozadanych strat sklada ników ziarenek niekofeinowych i rozpuszczalnych w wodzie.I znowu tak jak poprzednio mozna stosowac wie- locykliczna operacje doprowadzania do stycznosci substancje tluszczowa do substancji roslinnej, w przeciwienstwie do operacji jednocyklicznych. Tak » wiec korzystne jest stosowanie ekstrahowania sub¬ stancja tluszczowa we w&pólpradzie a najkorzyst¬ niej w przeciwpradzie.Pod jednym wzgledem usuwanie kofeiny ze specznionych zielonych ziarenek rózni sie znacznie od usuwania kofeiny z wodnych roztworów zawie¬ rajacych kofeine, mianowicie pod wzgledem wply¬ wu temperatury na sprawnosc usuniecia kofeiny.Jak poprzednio zauwazono tam, gdzie przy usuwa¬ niu kofeiny stosuje sie doprowadzanie do stycz^ nosci substancji tluszczowej z wodnym roztworem zawierajacym kofeine, róznice temperatur podczas tej operacji nie maja wiekszego wplywu na spraw¬ nosc usuniecia kofeiny. Jednakze podczas obróbki ziarenek w,postaci stalej wzrost temperatury pod- czas usuwania kofeiny moze spowodowac drasty&zr ny wzrost predkosci usuwania kofeiny.Odpowiednio w celu osiagniecia maksymalnej sprawnosci usuniecia kofeiny operacje te wykonuje sie korzystnie w wysokich, praktycznie dopuszczal- nych temperaturach. Pogorszenie jakosci substancji tluszczowych zwykle nastepuje w temperaturze okolo 150°C lub w poblizu jej i dlatego tez tempe¬ ratura ta zwykle stanowi praktycznie maksymalna granice w procesie usuwania kofeiny. Takze wy- 40 dluzone okresy czasu stycznosci przy bardzo wy¬ sokich temperaturach moga powodowac pogorsze¬ nie jakosci skladników zapachowych. Dlatego tez" korzystne jest prowadzenie operacji usuwania ko¬ feiny w zakresie temperatur od okolo 50° — 120°C. 45 Nastepna sprawa w sposobie wedlug wynalazku jest regenerowanie substancji tluszczowej zawie¬ rajacej kofeine tak, zeby umozliwic jej ponowne zastosowanie w procesie usuwania kofeiny. Naj¬ bardziej efektywnie realizuje sie to przez doprowa- 50 dzenie do stycznosci wydzielonej substancji tlusz¬ czowej zawierajacej kofeine z woda umozliwiajac przechodzenie kofeiny do wodnej fazy a nastepnie oddzielenie substancji tluszczowej umozliwiajac zawrócenie jej do obiegu w procesie usuwania ko- 55 feiny. W duzej mierze kolejnosc operacji podczas regenerowania jest odwrotna do kolejnosci opisa¬ nej powyzej odnosnie procesu usuwania kofeiny.Ponadto pozwala ono w latwy sposób na odizolo¬ wanie kofeiny z regenerowanej wodnej fazy. 60 Przy operacji regenerowania substancji tluszczo¬ wej sprawnosc usuwania kofeiny do wodnej fazy ponownie zalezy od tych samych parametrów co opisano powyzej odnosnie wydzielania kofeiny z wodnego roztworu substancji roslinnej, mianowi- ^5 cie od temperatury, wspólczynnika rozprowadzenia96 827 11 12 kofeiny dla konkretnej substancji tluszczowej oraz stosunku wagowego substancji tluszczowej i wody.Poniewaz pogorszenie zapachu nie stanowi pro¬ blemu podczas regenerowania, gdyz nie wystepuja skladniki koncowego produktu, wiec temperature podczas regeneracji mozna podwyzszac w celu po¬ prawienia sprawnosci przechodzenia kofeiny do wodnej fazy. Tak wiec w ^przypadku, gdy wraz ze wzrostem temperatury rozpuszczalnosc kofeiny w wodzie wzrasta szybciej niz w substancji tluszczo¬ wej, wówczas korzystne jest prowadzenie regene¬ rowania w temperaturze dochodzacej do 100°C (a nawet wyzszej, stosujac zwiekszone cisnienie dla unikniecia odparowania). Z drugiej strony, jezeli przechodzenie to latwiej nastepuje w nizszych tem¬ peraturach, wówczas powinny byc one stosowane.Takze, poniewaz pozadane jest przechodzenie ko¬ feiny z substancji tluszczowej do wodnej fazy, wiec stosunkowo wieksza rozpuszczalnosc kofeiny w wo¬ dzie umozliwia stosowanie niskich stosunków wa¬ gowych substancji tluszczowej do substancji wo¬ dnej nawet przy zasadniczo zupelnym przechodze¬ niu. Dodatkowo w przypadku potrzeby dalszego zmniejszenia do minimum ilosci wody stosowanej do regenerowania substancji tluszczowej stosuje sie wielocykliczna operacje regenerowania zawieraja¬ ca wspólpradowe lub przeciwpradowe ekstrahowa¬ nie substancji tluszczowej woda w taki sam spo¬ sób, jak opisano powyzej tak, aby umozliwic spraw¬ niejsze regenerowanie substancji tluszczowej.Odnosnie regenerowania substancji tluszczowej poprzez usuwanie z niej kofeiny woda okazalo, sie, ze wydzielona substancja tluszczowa, nawet gdy oddzielanie tych nie mieszajacych sie ze soba cie¬ czy, wykonuje sie normalnie za pomoca spraw¬ nych urzadzen wirówkowych, moze zawierac okolo 1% wagowy wody. Wode te korzystnie usuwa sie z substancji tluszczowej przed powtórnym dopro¬ wadzeniem jej do stycznosci z substancja roslinna tak, zeby uniknac rozcienczenia cieklych substancji roslinnych. Usuwanie wody z substancji tluszczo¬ wej prowadzi sie za pomoca destylacji rzutowej w prózni lub ^podobnymi znanymi metodami.Jak poprzednio stwierdzono w pewnych korzyst¬ nych wykonaniach sposobu wedlug wynalazku do¬ tyczacych usuwania kofeiny ze stalych substancji roslinnych stosuje sie substancje tluszczowa zawie¬ rajaca mala ilosc wody. W praktyce czynnik roz¬ cienczenia staje sie pomijamy. Dlatego tez zrege¬ nerowana substancje tluszczowa zawierajaca wode mozna stosowac bezposrednio do dalszej operacji usuwania kofeiny. Alternatywnie zawartosc w niej wilgoci mozna ustalac na przyklad przez dodawa¬ nie wody lub przez czesciowe odpedzanie jej, za¬ leznie od potrzeby doprowadzenia zawartosci wo¬ dy do wartosci optymalnej.Nawet »w przypadku, gdy obecnosc wody w sub¬ stancji tluszczowej jest pozadana, to jednak ko¬ rzystne jest usuwanie zawartej w niej wody a na¬ stepnie dodawanie jej w pozadanej ilosci w celu umozliwienia wysuszenia substancji tluszczowej.Stosowanie operacji w takiej kolejnosci zapewnia uzyskanie optymalnej zawartosci wody i umozli¬ wia unikniecie trudnosci i/lub przerw wymaga¬ nych wyznaczania zawartosci wody w substancji tluszczowej a nastepnie ustalania jej w razie po¬ trzeby.Ponizsze przyklady ilustruja sposób wedlug wy¬ nalazku. Jezeli nie zaznaczono inaczej, to udzialy procentowe podane sa wagowo.Przyklad I. Wodny ekstrakt palonych, zmie¬ lonych ziarenek kawy potraktowano para wodna dla usuniecia lotnych skladników. 10 kg odpedzo¬ nego ekstraktu przy zawartosci rozpuszczalnych cial stalych 19% i w temperaturze 22°C dodano nastepnie do 179 kg oleju kukurydzianego o tem¬ peraturze 60°C. Powstala mieszanine mieszano w ciagu 30 minut a nastepnie przepuszczono ja przez, odsrodkowy separator przy natezeniu przeplywu 3,16 kg/min. Wywar wydzielony z oleju w wirów¬ ce mial stopien usuniecia kofeiny 51%.Powtarzajac te obróbke wywaru dodatkowa ilos¬ cia oleju kukurydzianego zwiekszono kolejno sto¬ pien usuniecia kofeiny az do zasadniczo zupelnego jej usuniecia.Przykladu. Ekstrakt kawy o zawartosci roz¬ puszczalnych cial stalych 27,6% i o temperaturze 22°C zmieszano z olejem kukurydzianym w sto¬ sunku objetosciowym 1:20 i mieszano je w ciagu 10 minut. Nastepnie mieszanine poddano odsrod¬ kowemu rozdzielaniu dla uzyskania ekstraktu her¬ bacianego o stopniu usuniecia kofeiny 63% i zno¬ wu powtarzanie obróbki umozliwilo osiagniecie bardziej pozadanego stopnia usuniecia kofeiny., Przyklad III. Zielone ziarenka kawy poddane zostaly operacji usuwania kofeiny stosujac recyr¬ kulacyjny czynnik wodny, który w stanie równo¬ wagi zawieral 29% rozpuszczonych cial stalych i którego temperatura wynosila 22°C. Usuwanie kofeiny prowadzono przepuszczajac wodny czynnik w przeciwpradzie z zielonymi ziarenkami w ko¬ lumnie, przy czym zasadniczo calkowicie pozba¬ wione kofeiny ziarenka usuwano z kolumny z je¬ dnej strony a naturalne zielone ziarenka dodawa- 40 no z drugiej strony. W ukladzie cyrkulacji wodnej oraz w miejscu wyplywu a kolumny wodny czyn¬ nik przepuszczano przez odsrodkowy ekstraktor, do którego dodawano olej kawowy o temperaturze 50°C w stosunku 21:1 do tego czynnika w celu usu- 45 niecia kofeiny z wodnego ekstraktu. Wymienniki ciepla w tym ukladzie sluzyly do utrzymywania temperatur obydwu cieczy zasadniczo na podanym poziomie. .Przy pojedynczym przejsciu czynnika i oleju 50 przez wirówke ponad 1/3 zawartosci kofeiny w czynniku zostala usunieta. Drugie przejscie czynni¬ ka oraz nastepnej równej porcji oleju spowodowalo zwiekszenie stopnia usuniecia kofeiny z tego czyn¬ nika do ponad 60%. Po prazeniu, zmieleniu i eks- 55 trahowaniu oddzielnych próbek ziarenek pozba¬ wionych kofeiny uzyskanych po pojedynczym przejsciu i po dwóch przejsciach stwierdzono, ze oba próbkowe wodne ekstrakty byly zasadniczo pozbawione kofeiny. 60 Przyklad IV. Zielone ziarenka kawy podda¬ wano dzialaniu pary wodnej o temperaturze 110°C az do osiagniecia zawartosci wilgoci 45% w sto¬ sunku do calkowitej masy a nastepnie 10 kg porcje umieszczono w oddzielnych komorach ekstrakcyj- 65 nych. Kazda z porcji poddawano operacji usuwa-13 96 827 14 nia kofeiny w ciagu 4 godzin w temperaturze 95°C stosujac olej kukurydziany, który przepuszcza¬ no przez komory z predkoscia 1,1 kg/min.W pierwszej próbie A olej przepuszczano tylko przez jedna komore. Nastepnie regenerowano go 5 przez ekstrahowanie woda dla usuniecia z niego kofeiny, wode odprowadzano a olej wówczas za¬ wracano do obiegu utrzymujac ciagly przeplyw oleju kukurydzianego pozbawionego kofeiny do specznionych ziarenek znajdujacych sie w komo- io rze.W drugiej próbie B cztery komory polaczono szeregowo tak, ze olej kukurydziany przeplywal przez kazda z nich. Regenerowanie oraz recyrkula¬ cje oleju prowadzono tylko dopiero po jego przej- 15 sciu przez wszystkie cztery komory. Co godzine odlaczano pierwsza komore, do której wplywal olej oraz dodawano nowa komore na koncu prze¬ plywu oleju. W ten sposób po uplywie 6 godzin osiagnieto stan, w którym w 4 komorach znajdo¬ waly sie ziarenka o róznej zawartosci kofeiny z uwagi na fakt, ze byly one poddawane obróbce usuwania kofeiny w róznych okresach czasu.Nastepnie przeanalizowano zawartosci kofeiny w ziarenkach z próby A oraz z komory, w której zastosowano czterostopniowa obróbke w próbie B.Pomimo tego, ze kazda z tych porcji ziarenek byla poddawana usuwaniu kofeiny zasadniczo w tych samych warunkach fizycznych, to jednak ich odpo¬ wiednie stopnie usuniecia kofeiny znacznie rózni- 30 ly sie miedzy soba. Tak wiec, gdy ziarenka w pró¬ bie A wykazywaly stopien usuniecia kofeiny 52%, to ziarenka z próby B wykazywaly ten sam sto¬ pien wynoszacy 92%. Dlatego tez oczywista jest sprawa, ze wielocykliczna lub wieloetapowa eks- 35 trakcja powoduje znaczne zwiekszenie sprawnosci usuniecia kofeiny.Przyklad V. Wodny ekstrakt prazonych zmie¬ lonych ziarenek kawy potraktowano para wodna w celu usuniecia lotnych skladników. 200 g odpe- 40 dzonego wywaru o zawartosci rozpuszczalnych cial stalych 18,4% zmieszano wówczas z 2 kg oleju szafranowego mieszajac je razem w ciagu 30 minut w temperaturze 20°C. Mieszanine te odwirowano dla wytworzenia emulsji a nastepnie odprowadzo- 45 no wywar za pomoca dekantacji. Oddzielony wy¬ war mial stopien usuniecia kofeiny 56%.Przyklad VI. Czynnosci z przykladu V po¬ wtórzono z ta zmiana, ze zamiast oleju szafrano¬ wego zastosowano olej sojowy takze w ilosci 2 kg.Po oddzieleniu wywar mial stopien usuniecia ko¬ feiny 56%.Przyklad VII. Czynnosci z przykladu V po¬ wtórzono z tym, ze zamiast oleju szafranowego zastosowano olej arachidowy w takiej samej ilosci.Dodatkowo wywar i olej utrzymywano w tempe¬ raturze 10DC zamiast w temperaturze 20°C (w cia¬ gu calego procesu). Wydzielony wywar mial sto¬ pien usuniecia kofeiny 56%.Przyklad VIII. Zielone ziarenka kawy podda¬ wano usuwaniu kofeiny za pomoca oleju kawo¬ wego w czterokomorowej przeciwpradowej strefie ekstrakcyjnej w sposób opisany w przykladzie IV, dla próby B. W kazdej komorze znajdowalo sie 6,8 kg ziarenek w przeliczeniu na sucha mase. Olej utrzymywano w temperaturze 105°C a ekstrakcje prowadzono w ciagu 6 godzin (póltorej godziny dla kazdego cyklu lub etapu). Zastosowano calkowity stosunek wagowy oleju do ziarenek kawy 120:1.Po kazdym przejsciu krazacego oleju poprzez wszystkie cztery komory strefy ekstrakcyjnej ole^ regenerowano ekstrahujac go woda dla usuniecia kofeiny a nastepnie odpedzano w celu usuniecia z niego wody. Do oleju przygotowywanego do re¬ cyrkulacji dodawano z góry okreslona ilosc wody.Stosujac powyzsza procedure wykonano 5 róz¬ nych prób. Próby te róznily sie w znacznym stop¬ niu iloscia wody dodawanej do odpedzonej sub¬ stancji tluszczowej pozbawionej kofeiny. Dane dla stabilnych warunków w kazdej próbie podane zo¬ staly w tablicy 2.Dane te wskazuja, ze odpowiednie zawartosci wil¬ goci zapewniaja optymalny stopien usuniecia ko¬ feiny przy minimalnych stratach niekofeinowych sklaklników ziarenek kawy. Sprawnosc operacji usuwania kofeiny zmniejsza sie wówczas, gdy ste¬ zenie wody w substancji tluszczowej zmniejsza sie podczas usuwania kofeiny. Z tablicy tej widac takze, ze chociaz sprawnosc operacji usuwania ko¬ feiny jest wysoka przy duzych zawartosciach wody w substancji tluszczowej, to jednak wysoki poziom wody w mieszaninie wplywa na zwiekszenie strat niekofeinowych rozpuszczalnych skladników zia¬ renek kawy.Próba nr 1 2 3 4 1 5 Zawartosc wody w ziarenkach kawy 54% 55% 55% 55% 57% Tablica 2 Zawartosc wody w oleju 0,37 1,00 1,00 0,75 1,20 Stopien usuniecia kofeiny 87% 97% 97% 69% 97% Straty cial stalych niekofeinowych 2,5% 1,1% 1,1% 2,4% ,2% Rodzaj ziarenek kawy lagodna (1,33% kofeiny) lagodna (1,33% kofeiny) » robusta (2,15% kofeiny) %• 96 827 16 PLThe present invention relates to a process for the preparation of decaffeinated plants. A number of methods are known for the preparation of decaffeinated plant substances, in particular beverages such as coffee and tea. These methods usually employ organic solvents such as trichlorethylene or chloroform which are contacted either with the plant material or with its aqueous extract. When sufficient caffeine is transferred to the solvent, the resulting caffeine solution is separated so as to permit further processing of the decaffeinated substance or its extract. These organic solvent based caffeine removal methods suffer from several disadvantages. In the final form, it is of particular importance to the consumer that the use of known solvents for the removal of caffeine often results in significant loss or denaturation of valuable aroma and / or aromatic ingredients in the finished drink. Thus, the removal of caffeine often makes the products of poor quality. Moreover, since the known solvents themselves are often harmful, it is important to bring them into contact with the plant substances from which they are to be produced. food items. This has resulted in the development of complex and limited conditions for the methods of removing caffeine in order to ensure complete removal of the solvent from the finished product. The method of producing caffeine-depleted plants according to the invention is that a liquid, water-immiscible substance The fatty material is brought into contact with the plant material containing caffeine, these substances are kept in contact for a period of time sufficient for the caffeine to pass from the plant material to the fatty material, and then the fatty material containing the caffeine is separated from the decaffeinated plant material. Fatty means animal or vegetable fats or oils or their mixtures or their fractions, which take a liquid form within the temperature range used to remove caffeine from caffeine-containing mixtures. These fatty substances are usually esters of fatty acids, usually glycerol esters. u and can be used in their natural form or in a form resulting from known treatments. Moreover, fatty substances should not be solvents for plant constituents other than caffeine. Thus, for example, unsaturated or saturated fats or oils may be used as fatty substances. Likewise, within the scope of the invention, untreated or refined oils as well as oils can be used with or without normal additives such as antioxidants or preservatives. However, it is preferable to use a fatty material that is substantially free of surfactants, which is in a natural form or is added. These substances stabilize the emulsions which they form when the liquid mixtures used in the process according to the invention are mixed and therefore increase the difficulties of processing steps such as, for example, centrifugal separation. As fatty substances used in the process of the invention, the available fatty substances are used. on the market there are oils and / or fats which are abundant and very easily available. However, of these fatty substances, edible substances are the most preferred, since their use does not require any special treatment to separate them from the plant substances, which are further processed for processing into foodstuffs. The fatty substances are in fact suitable for obtaining the desired degree of removal of caffeine from plant substances. Thus, while it is advantageous to remove the caffeine almost completely, it can also be removed to a lesser extent depending on the wishes of the consumer. However, in any case an adequate amount of caffeine is used as a valuable industrial by-product. Fats are used to extract caffeine. from various plant substances, most often coffee or tea. However, the use of water is desirable in order to facilitate the caffeine removal process. This requirement is believed to be due to the need to obtain the caffeine in an initially water-soluble or partially water-soluble form so as to facilitate its transition to the solvent that removes caffeine from the fat. Vegetable substances containing caffeine, from which caffeine is removed in the process of the invention, it is best worked up in the form of an aqueous solution or in the form of a solid. For use in solid form, water should also be used, although it may exist in a bonded form. Accordingly, aqueous solutions of plant substances and plant substances with a high moisture content are preferred mixtures for carrying out caffeine removal according to the method of the invention. Water extracts of tea or of roasted and ground coffee are known and are produced in known manner and in known equipment. However, since the extracts themselves are possibly made into finished drinks, they usually need to be processed in such a way as to minimize the conditions for loss and / or reduction of valuable aroma ingredients. One type of ingredients in these stocks, the so-called volatile or aromatic substances, is particularly sensitive in this regard. It is therefore preferable to remove them as early as possible during the processing and to combine them with more stable ingredients until the end of the beverage production cycle. and the protection of volatile or aromatic constituents of the plant substances is carried out in a known manner. Thus, for example, it is known to subject aqueous extracts to a steam-stripping treatment, whereby an aqueous condensate containing aromatic and volatile components is easily obtained. These isolated ingredients are then stored at low temperature until they can be re-combined with the treated ingredients of the vegetable substance, for example by mixing with them just before drying or applying them to already dried. of the substance, followed by additional repeated drying in a short period of time. Accordingly, when removing caffeine from aqueous extracts with fatty substances, the aqueous solution of the plant substance should preferably be free from volatile components which normally contain Another liquid plant substance from which caffeine is removed by the process of the invention is a water extract of this substance which is previously specially prepared for the removal of caffeine and which does not even form part of the finished drink. This embodiment of the invention is most suitable for plant substances, such as coffee, which normally require roasting or some other treatment in order to prepare many of their desired beverage ingredients. For example, an aqueous extract of green coffee beans may be used in this case. These beans are extracted with water to remove caffeine from them. However, the resulting extract contains relatively few of the normal coffee beverage ingredients, since most of these water-soluble ingredients are produced only after the operation of roasting the beans. The formulation of this extract is quite simple. The only condition is that the green beans are brought into contact with sufficient water to dissolve the caffeine they contain, the beans normally containing about 2 to 3% by weight of caffeine, depending on their origin. Typically dissolution is accomplished in the countercurrent of the grains and water, but this step can be accomplished simply by mixing the grains with water or by bringing the grains into proper contact for a period sufficient to achieve the desired degree of caffeine removal, typically 10-60 However, even if the green coffee beans are extracted, some valuable beverage ingredients may also be removed from the green coffee beans and pass into the water phase. A method which avoids the greater loss of the desired ingredients is a method of closed cyclic circulation of the aqueous extracting agent. In this process, the maximum concentration of the various water-soluble components derived from green beans, especially caffeine, is rapidly attained in the aqueous extractant. Subsequent selective removal of the caffeine from the extracting agent results in a recyclable aqueous extracting agent which achieves equilibrium with regard to those water-soluble green grain components which are they are not removed when the caffeine is removed from the extracting agent. In such a dynamic balance, the recycle of the decaffeinated extractant upon repeated contact with the green coffee beans removes essentially only the caffeine therefrom. Thus, within a short period of time, conditions are obtained in which only the caffeine is removed from the green coffee beans. Both the recirculating extractor and the aqueous extract, which has been described in more detail above, are essentially aqueous solutions containing both caffeine and miscellaneous water-soluble plant substances. Accordingly, the method of treating liquid plant substances with a fatty substance to remove the caffeine therefrom may be applied to each of them in the same way. Thus, the liquid vegetable matter mixes with the water-immiscible fat, remains in it until the caffeine is converted to the fat, and then is released, resulting in a corresponding reduction in the caffeine content of the fat. . These steps are simple to carry out, since the fact that the two phases are liquid allows them to be mixed easily and thoroughly, while not succumbing to the mutual dissolution of the two water and fat phases allows them to be substantially completely separated by known methods, for example by decanting. Caffeine removal of great importance is the ability to dissolve caffeine from the fatty substance. These properties depend on the particular substance selected and the temperature of mixing it with the liquid plant substance. This effect is expressed by the coefficient of caffeine distribution between the fat and water phases of equal volumes when mixing them in a state of equilibrium. More specifically, the affinity of a fat for caffeine is determined by the temperature dependency: factor - concentration of caffeine in the fat phase of distribution - concentration of caffeine in the aqueous phase So it is obvious that the factor is higher. distribution, the better the caffeine removal capacity. Table 1 shows examples of data for different fatty substances at different temperatures. These data express the equilibrium state achieved during a single operation of mixing the fat and aqueous caffeine solutions. in fact, fatty substances are only examples of commercial products. Thus, depending on the type of substance, there are differences in the value of the dilution factor. However, it is easy to determine the properties and optimal conditions for the use of other substances. in the scope of the method according to the invention a 1 Solubility of fatty substances 1 \ Fat substance Safflower oil Soybean oil Corn oil Peanut oil Coffee oil Olein (glyceryl trioleate) Olive | Lard Temperature 2 ° C ° C ° C ° C ° C ° C ° C ° C / 10 ° C 23 ° G 23 ° C 23 ° 0 65 ° C Caffeine distribution coefficient for equal promise of water and fat phases 0.064 0.067 0.064 * 0.059) 0.064 P, 064, 071 p, 085 0.067% U0 0.085 0.076 0.197 | The contact time of the fat and vegetable phases is relatively irrelevant. It takes only a few minutes to reach equilibrium. However, before using a particular fat in the process of the invention, it is necessary to determine the optimal temperature for the caffeine removal operation. Only examples of data are given in Table 1, but additional data can easily be obtained by known methods and therefore, in this field of the invention, simple experiments should be carried out after selecting the specific fat substance to be used. In determining the optimal temperature, the use of a particular substance influences the limits. the desired range. Thus, the freezing point of the aqueous vegetable matter and the fatty material determines the lower limit of the temperatures employed. On the other side of the range, it is necessary to avoid the deterioration of odor resulting from the exposure of the aroma and aromatic ingredients to higher temperatures. However, normally the removal of caffeine is carried out in the temperature range from 0 ° C to 50 ° C, with aqueous extracts being preferred from 10 ° C to 30 ° C. In the absence of such constituents, higher temperatures may be used up to the point of instability for the particular plant material. By selecting a specific fat and temperature for the caffeine removal operation, you should determine the desired caffeine * removal rate. It is usually controlled at least partially by the ratio of vegetable matter to fat. Typically, the ratio of fat to aqueous plant material of about 20: 1 will only result in partial removal of the caffeine in a single contacting step. Thus, for example, at this ratio, dilution factors of 0.035 and 0.085 make it possible to achieve a degree of caffeine removal of 40% and 65%, respectively. Of course, increasing the ratio of fatty substance to vegetable matter increases the degree of caffeine removal, and decreasing this ratio has the opposite effect. However, it should be noted that the method of contacting the fatty substance also affects the degree of removal of caffeine. ¬ feiny. The removal of caffeine is carried out as previously described in one cycle which includes bringing a specific mass of fatty material into contact with an aqueous extract also of a certain mass, keeping these substances in contact for a period of time sufficient to achieve equilibrium, distribute It absorbs caffeine and releases the extract. However, the caffeine removal efficiency can be enhanced by increasing the number of cycles. Accordingly, in a preferred embodiment, the removal of caffeine is carried out in a multi-cycle process in which the vegetable matter is brought into contact with successive portions of fatty material until the desired degree of caffeine removal is achieved. The preferred embodiment of the method of the invention most simply consists in that the mixture containing caffeine is subsequently contacted with portions of a particular fatty substance, the fatty and water phases are maintained in contact for a period of time sufficient for the caffeine to be converted to a large extent to the fatty substance (this conversion usually occurs in greater amounts). than about 70% of the equilibrium dissolution), the water phase is separated from the fat phase, and these cycles are then repeated with additional decaffeinated fat. A further preferred embodiment of the present invention involves counter-current caffeine removal. In this method, the initially decaffeinated fat is passed through successive portions of the plant material, which is passed in the reverse order of caffeine content. Thus, the fresh fat is first brought into contact with the most decaffeinated portions of the vegetable and then with the higher caffeine content portions. During this process, when the first portion of the plant material reaches the desired degree of caffeine removal, it is drained, while new portions with a higher caffeine content are fed to the end of the cycle to keep the portions constant and properly tidied up. In addition, it should be noted that aqueous solutions or extracts of the plant substance may contain, for example, from 2 - 60% of soluble solids by total weight. However, it is customary to use solutions for the removal of caffeine which have a soluble solids content of from 10-50% before contacting the fat caffeine solvent. These concentrations are advantageous in terms of minimizing the successive portions of liquids used in the decaffeinating process as well as in reducing the amount of water that must be removed from the decoction or extract to bring it to a solid state. ways. Since the aqueous extract eventually produces a solid end product, it is desirable to obtain these concentrations under those conditions where there is minimal potential for detrimental effects on odors. Correspondingly, preferred methods such as low pressure evaporation or freeze-drying are used to avoid the effects of higher temperatures on the decoction over an extended period of time. The invention also envisages the use of a fatty substance to directly remove caffeine from solids. vegetable. For example, such a solid is green coffee beans, which may be used ground, crushed and preferably whole. Roasted coffee beans can also be used, but in this case the volatile components must first be removed in order to avoid undesirable loss of valuable beverage ingredients. Consequently, the removal of caffeine from the whole green coffee beans is most advantageous, and therefore the specific application of the invention to these beans is described below, although other plant materials may be treated in a similar manner. The use of solid plant substances is particularly advantageous in the process of the invention for this reason. because there are no disadvantages to the use of aqueous solutions of plant substances. Thus, the separation of the fatty substance from the caffeine-containing mixture is facilitated by the fact that, while the fatty substance remains in a liquid state, the vegetable substance is in a solid state. Separation of the grains from the fat can be easily accomplished by simply draining the liquid from the grains, and in the case of the use of centrifugal forces a very simple apparatus is sufficient to facilitate this separation. In addition, for separating the green coffee grains. from liquid fatty substances, the degree of separation can be up to 100%. While even with the most sophisticated methods of separating immiscible liquids part of one liquid may remain in the other, such problems do not arise in this case. After most of the fat has been separated from the coffee beans, the next step of physical purification is such as by directing a stream of water vapor to the grains, it is possible to drain the remaining fatty matter almost 100%. Moreover, this additional step need not be necessary. Due to the roasting after de-caffeinating and the extraction treatment of the coffee beans, when essentially anhydrous fatty substances are used, there is very little treatment effect on the aromas of the finished beverage even when separation is incomplete. caffeine removal green coffee beans should contain some moisture. The grains normally contain from 8-10% moisture under natural conditions, although larger amounts of at least about 20% of the total weight are preferred. However, the upper limit of the moisture content is more variable. The removal of caffeine from the green beans containing caffeine is preferably carried out in the absence of water to avoid mixing problems and possibly loss of valuable plant constituents dissolved in this water. Accordingly, in this embodiment of the process of the invention, green coffee beans preferably contain from about 20-60% water by weight, and most preferably from about 40-60% water. The introduction of water into the green beans is carried out very simply. way. Thus, for example, the grains are simply immersed in water and kept there for several hours until they have absorbed the desired amount of moisture. Thereafter, excess moisture is removed from them, for example by means of centrifugation. By applying high temperature and / or pressure, this introduction of water or the swelling of the grains can be accelerated. Thus, for example, when the grains are immersed in water at a temperature of about 80-90 ° C, they very quickly reach the desired moisture content. Even after the action of steam with a pressure of about 2 atm, even for a short period of time, usually within 1 to 30 minutes, the desired moisture content is achieved. After the coffee beans are made to the appropriate moisture content, they are placed in a bath or stream fatty substances until the desired degree of caffeine removal is achieved. In this case, the mixing time is important since the passage of the caffeine from the grains is much slower than from the dilute solution. Therefore, it is desirable to use a time period of at least 30 minutes for this operation, with longer periods being used for greater caffeine removal. In order to achieve a high degree of caffeine removal, it is also important to ensure that the moisture content of the watered grains did not decrease significantly during the treatment. Contact of the swollen grains with the fatty substance results in lower values of the moisture content due to the loss of water passing from the grains to the fatty substance. In the event that the moisture content falls below the preferred range of 40-60%, the caffeine removal efficiency is correspondingly reduced. Therefore, it is preferable to use a fatty substance containing a small amount of water. Preferably from 0.9 to 1.2%, most preferably about 1.0% of water, based on the weight of the fat, is used. This amount allows a certain amount of water in the grains and the fatty substance to be kept in equilibrium so that when they come into contact, no water is transferred from the grains to the fatty substance and vice versa. On the other hand, it counteracts the excessive removal of water from the grains and also minimizes the total amount of water during the removal of caffeine, thus avoiding undesirable loss of non-caffeine and water-soluble components. And again, as before, multi-cycle feeding operations can be used. the contact of fatty substances with vegetable matter, unlike single-cycle operations. Thus, it is preferable to use semi-current fat extraction and most preferably counter-current. In one respect, the removal of caffeine from swollen green beans differs significantly from the removal of caffeine from aqueous caffeine-containing solutions, namely in terms of the effect of temperature As previously noted, where caffeine removal involves contacting a fatty substance with an aqueous caffeine-containing solution, the temperature differences during this operation do not have any significant effect on the caffeine removal efficiency. However, when treating solid beans, a rise in temperature during caffeine removal can cause a drastic increase in caffeine removal rate. Accordingly, these operations are preferably performed at high, practically acceptable temperatures to achieve maximum caffeine removal efficiency. The deterioration of the quality of the fatty substances usually occurs at or close to 150 ° C and therefore this temperature usually represents a practically maximum limit in the caffeine removal process. Also, prolonged contact times at very high temperatures can cause a deterioration in the quality of the fragrance ingredients. Therefore, "it is preferable to carry out the caffeine removal operation in the temperature range from about 50 ° -120 ° C. Another point in the method of the invention is to regenerate the caffeine-containing fatty material so as to allow it to be reused in the caffeine removal process. This is most effectively accomplished by bringing the separated fat containing caffeine into contact with water, allowing the caffeine to pass into the aqueous phase and then separating the fat, allowing it to be recirculated to the removal of caffeine. the sequence of operations during regeneration is the reverse of that described above for the caffeine removal process. Moreover, it allows the isolation of caffeine from the regenerated aqueous phase easily. 60 In the regeneration operation of the fat, the efficiency of removing caffeine into the aqueous phase again depends on the same parameters as described above by o There is no problem with the release of caffeine from an aqueous solution of a plant substance, namely by temperature, a distribution factor of 96 827 11 12 of caffeine for a particular fat substance and the weight ratio of fat substance and water, since the deterioration of the odor is not a problem during regeneration, as there are no components of the final product, so the temperature during regeneration may be increased in order to improve the efficiency of the caffeine transfer to the aqueous phase. Thus, in the event that with increasing temperature the solubility of caffeine in water increases faster than in the fatty substance, then it is advantageous to carry out regeneration at a temperature of up to 100 ° C (or even higher, using increased pressure to avoid evaporation) . On the other hand, if this is easier to transfer at lower temperatures, then they should be used. Also, since it is desirable to transfer caffeine from the fat to the aqueous phase, the relatively greater solubility of caffeine in water allows low ratios to be used. weight of fatty substance to water substance even when the transfer is substantially complete. In addition, if there is a need to further minimize the amount of water used to regenerate the fat, a multi-cycle regeneration operation is used that includes co-current or countercurrent extraction of the fat with water in the same manner as described above so as to allow more efficient regeneration. Regarding the regeneration of the fat substance by removing caffeine from it, water, it turned out that the separated fat substance, even when the separation of these immiscible liquids, is normally done with efficient centrifugal devices, may contain about 1 % by weight of water. These waters are preferably removed from the fatty material before bringing it back into contact with the plant material so as to avoid dilution of the liquid plant substances. Removal of water from fatty material is accomplished by vacuum flash distillation or by similar known methods. As previously stated in some preferred embodiments of the invention for the removal of caffeine from plant solids, low-fat fatty substances are used. amount of water. In practice, the dilution factor becomes negligible. Therefore, the regenerated water-containing fat can be used directly for the subsequent caffeine removal operation. Alternatively, its moisture content can be determined, for example, by adding water or by partially stripping it, depending on the need to adjust the water content to an optimal value. Even when the presence of water in the fatty material is desired, however, it is preferable to remove the water contained therein and then add it in the desired amount in order to allow the fatty substance to dry. Using the operation in this sequence ensures the optimum water content and avoids any difficulties and / or interruptions required. determining the water content of the fat and then determining it when needed. The following examples illustrate the method according to the invention. Unless otherwise indicated, percentages are by weight. Example 1. Aqueous extract of roasted, ground coffee beans was treated with steam to remove volatile constituents. 10 kg of the stripped extract with a soluble solids content of 19% and a temperature of 22 ° C was then added to 179 kg of corn oil at 60 ° C. The resulting mixture was stirred for 30 minutes and then passed through a centrifugal separator at a flow rate of 3.16 kg / min. The decoction separated from the oil in the centrifuge had a degree of caffeine removal of 51%. By repeating this treatment of the decoction, additional corn oil was successively increased to the removal rate of the caffeine until it was substantially completely removed. The coffee extract, having a soluble solids content of 27.6% and a temperature of 22 ° C., was mixed with corn oil in a ratio of 1:20 by volume and mixed for 10 minutes. The mixture was then subjected to centrifugal separation to obtain a tea extract with a caffeine removal rate of 63%, and again repeating the treatment made it possible to achieve a more desirable degree of caffeine removal. Example III. The green coffee beans were subjected to a decaffeinating operation using a recirculating water medium which contained 29% dissolved solids at equilibrium and whose temperature was 22 ° C. The de-caffeine was carried out by circulating the aqueous agent in a counter-current with green beans in the column, with substantially completely free caffeine beans being removed from the column on one side and the natural green beans added on the other side. In the water circulation system and at the exit point of the column, the aqueous medium was passed through a centrifugal extractor to which coffee oil at 50 ° C in a ratio of 21: 1 was added to this medium in order to remove caffeine from the aqueous extract. The heat exchangers in this system served to keep the temperatures of both liquids substantially at the given level. By a single pass of the factor and oil 50 through the centrifuge, more than 1/3 of the caffeine content in the factor was removed. The second pass of the factor and another equal portion of oil resulted in an increase in the degree of caffeine removal from this factor to over 60%. After roasting, grinding and extracting separate samples of decaffeinated grains obtained after a single pass and after two passes, both sample aqueous extracts were found to be essentially decaffeinated. 60 Example IV. Green coffee beans were subjected to steam at 110 ° C until a moisture content of 45% in relation to the total weight was reached, and then 10 kg portions were placed in separate extraction chambers. Each batch was operated to remove caffeine for 4 hours at 95 ° C using corn oil which was passed through the chambers at a rate of 1.1 kg / min. In Test A, the oil was passed through only one chamber. It was then regenerated by extracting water to remove the caffeine from it, the water was drained and the oil was then recirculated maintaining a continuous flow of decaffeinated corn oil to the reddened grains in the chamber. In the second test B, the four chambers were connected in series. that the corn oil flowed through each of them. Regeneration and recirculation of the oil was only carried out after it had passed through all four chambers. Hourly, the first oil-fed chamber was disconnected and a new chamber was added at the end of the oil flow. In this way, after 6 hours, it was reached the state in which the 4 chambers contained granules with different caffeine content due to the fact that they were subjected to caffeine removal treatment at different times. Then the caffeine content in the grains from trial A was analyzed. and from a chamber where the four-stage treatment was applied in Test B. Although each of the batches of beans was subjected to caffeine removal under substantially the same physical conditions, their respective degrees of caffeine removal differed significantly from one another . Thus, while the grains in trial A showed a caffeine removal rate of 52%, the grains in trial B showed the same degree of 92%. It is therefore evident that the multi-cyclic or multi-step extraction results in a significant increase in the caffeine removal efficiency. EXAMPLE 5 Aqueous extract of roasted ground coffee beans was treated with steam to remove volatile constituents. 200 g of the stripped decoction with a soluble solids content of 18.4% was then mixed with 2 kg of safflower oil, mixing them together for 30 minutes at 20 ° C. This mixture was centrifuged to form an emulsion and then the decantation was removed by decantation. The separated vortex had a degree of caffeine removal of 56%. Example VI. The procedure of Example 5 was repeated with the change that instead of safflower oil, also 2 kg of soybean oil was used. After separation, the decoction had a degree of caffeine removal of 56%. The steps of Example V were repeated except that peanut oil was used in place of safflower oil in the same amount. In addition, the decoction and oil were kept at 10 ° C instead of at 20 ° C (throughout the process). The decoction produced had a caffeine removal rate of 56%. Example VIII. The green coffee beans were subjected to caffeine removal with coffee oil in a four-chamber countercurrent extraction zone as described in Example 4 for Test B. Each chamber contained 6.8 kg of beans on a dry weight basis. The oil was held at 105 ° C and the extractions were performed for 6 hours (one and a half hours for each cycle or step). A total weight ratio of oil to coffee beans of 120: 1 was used. After each circulating oil passed through all four chambers of the extraction zone, the oil was regenerated by extracting water to remove caffeine and then draining to remove water from it. A predetermined amount of water was added to the oil prepared for recirculation. Five different tests were carried out using the above procedure. These trials differed significantly in the amount of water added to the decaffeinated fat stripped. The data for the stable conditions in each trial are given in Table 2. These data indicate that the respective moisture contents provide an optimal degree of caffeine removal with minimal loss of non-caffeine constituents of the coffee beans. The efficiency of the caffeine removal operation decreases as the water concentration of the fatty material decreases during the removal of caffeine. It can also be seen from this table that although the efficiency of the caffeine removal operation is high at high water contents in the fat, the high water level in the mixture increases the loss of non-caffeine soluble constituents of coffee beans. 5 Water content in coffee beans 54% 55% 55% 55% 57% Table 2 Water content in oil 0.37 1.00 1.00 0.75 1.20 Degree of caffeine removal 87% 97% 97% 69% 97% Non-caffeine solids loss 2.5% 1.1% 1.1% 2.4%, 2% Type of coffee beans mild (1.33% caffeine) mild (1.33% caffeine) »robusta (2.15% caffeine )% • 96 827 16 PL