Brevet FR2090327A1 — publié le 19720114

La présente invention concerne un procédé dé décaféination de grains de café vert moulu ou non moulu. Dans le contexte de cette invention on entend par grains de café vert moulu ou non moulu des mélanges de qualités variables de cafés. 5 On peut en général classer la technique de décaféination du café en différentes catégories selon les solvants utilisés, solvants aqueux et organiques (principalement des hydrocarbures chlorés); chacun de ces solvants présente des avantages et des inconvénients relatifs en ce qui concerne les vitesses et le 10 degré d'extraction de la caféine et des matières solides qui ne sont pas la caféine, les températures nécessitées, le prix de revient, la facilité d'élimination des solvants, et le degré d'altération du parfum du café décaféiné final. Dans le cas de la décaféination par des solvants aqueux, 15 on obtient une extraction rapide de la caféine; toutefois l'affinité du système aqueux vis-à-vis des matières solides du café qui ne sont pas la caféine a pour conséquence l'extraction de quantités importantes ou excessives de ces matières solides et tend à dégrade: 1'arôme final du café. 20 Par ailleurs les systèmes d'hydrocarbures (en particulier des hydrocarbures chlorés) utilisés pour décaféiner le café nécessitent des durées d'extraction plus longues et l'extraction du solvant est difficile; néanmoins, les cafés qui en résultent subissent une altération du goût moins prononcé. En outre, 25 l'entraînement du solvant à la vapeur nécessite un traitement prolongé du café décaféiné pour empêcher qu'il ne reste une teneur élevée de solvants résiduels. En conséquence, la tâche primordiale dans la technique de décaféination est celle qui consiste à choisir un solvant ou 30 un mélange de solvants dans lequel la caféine soit facilement soluble et dans lequel les matières solubles du café (à savoir les substances qui ne sont pas la caféine et qui sont solubles dans certains extraits) sont insolubles ou faiblement solubles, et dans cette technique les quantités résiduelles dudit solvant 35 restant dans les grains ne sont pas toxiques. On a maintenant découvert que les grains de café vert peuvent être efficacement décaféinés au moyen d'un solvant contenant des esters d'alcools polyhydriques et d'acides carboxyliques comestibles. Les solvants destinés à la décaféina-40 tion préparés à partir des esters extraient généralement des 71 19286 2 2090327 quantités négligeables de sucre et autres matières solubles du café qui ne sont pas la caféine, et lorsqu'il reste des quantités résiduelles dans les grains, le solvant ne rend pas le café ainsi préparé imbuvable. 5 Ainsi selon 1'invention, il est fourni un procédé permettant de décaféiner les grains de café vert, dans lequel on extrait les grains hydratés par un solvant contenant un ester d'un alcool polyhydrique et d'un acide carboxylique comestible . Ce procédé fournit ainsi un solvant destiné à la décaféina-10 tion qui est comestible, présente généralement une affinité élevée vis-à-vis de la caféine, et une faible affinité ou une affinité négligeable vis-à-vis des sucres dû café et autres matières solides qui ne sont pas la caféine. Il est fourni un système de solvants de décaféination 15 qui élimine généralement un entraînement à la vapeur prolongé et difficile pour éliminer de minuscules quantités dudit solvant. Il est en outre fourni un système de solvant dé décaféination qui produit généralement une altération ou dégradation minime du parfum final du café. En outre il. est fourni un système de 20 solvant de décaféination d'où on élimine souvent facilement la caféine par cristallisation en abaissant simplement la température du solvant. On effectue de préférence la décaféination en employant une solution saturée des esters de l'acide acétique et du 25 propylène glycol ou du glycérol, soit au cours d'-.un procédé discontinu, soit au cours d'un procédé continu, jusqu'à ce qu'on ait obtenu le degré voulu d'extraction de la caféine. Parmi les autres acides carboxyliques comestibles qu'on peut faire réagir avec les alcools polyhydriques, citons les acides propionique, 30 fumarique, etc... .De façon fondamentale le procédé peut être exposé sommairement de la façon suivante ; (1) fixation d'un grain hydraté par exemple par mouillage initial des grains verts; (2) extraction des grains mouillés par une solution des esters de l'acide acétique et du propylène glycol ou du 35 glycérol; (3) et lavage ou séparation par la vapeur du solvant et des grains verts extraits. Avant la décaféination, le pré-mouillage, autrement dit l'étape d'hydratation consiste simplement à incorporer de façon uniforme l'eau sur toute la surface des grains verts 40 dans le but de gonfler lesdits grains, et à solubiliser la 71 19286 2090327 caféine avant l'extraction. L'étape de pré-mouillage peut s'effectuer soit en ajoutant de l'eau et en mélangeant les grains, soit en introduisant de l'air humidifié ou d'autres gaz, soit en utilisant la vapeur. Bien que la teneur en humidité 5 du grain puisse être comprise entre 10 et 50% en poids, il est préférable d'extraire des grains ayant une teneur en humidité de 30 à 45%. Le procédé d'extraction peut être soit discontinu soit continu, et les facteurs considérés pour en décider sont le 10 degré de décaféination désiré, la quantité de solvant employé, la solubilité de la caféine dans le solvant et la température du solvant. Si on le désire, on peut utiliser de petites quantités d'autres solvants tels que l'éthanol en même temps que les solutions d'ester comestible afin d'améliorer la 15 solubilité de la caféine. Au cours de l'extraction, la température doit être basse et le temps d'extraction doit être court afin de réduire toute altération possible du parfum. La température d'extraction n'est pas cruciale; toutefois plus la température d'extraction est élevée plus l'extraction 20 du caféine est importante et plus la vitesse d'extraction est grande. On préfère maintenir les températures du solvant d'extraction à 50° C - 120° C. Toutefois, la température vraiment préférée est d'environ 80° C. Le rapport solution de solvant-grain durant l'extraction n'est pas crucial, mais choisi pour 25 assurer la vitesse de décaféination la plus rapide. Le solvant est un mélange d'eau et d'ester. Une quelconque concentration d'ester dans l'eau convient; toutefois il est préférable d'employer une solution saturée lorsqu'on utilise les acétates de glycérol (environ 87 parties an volume du 30 triacétate pour environ 13 parties en volume d'eau à 80° C). Après l'étape d'extraction, les grains verts sont retirés de la solution d'ester et débarrassés de la plus grande partie du solvant qui adhère à la surface du grain et du solvant qui se trouve à l'intérieur de celui-ci à l'exception de faibles 35 quantités résiduelles. L'entraînement du solvant peut s'effectuer soit en employant de la vapeur saturée soit en employant de la vapeur surchauffée. Sinon on peut utiliser, pour extraire le solvant,de l'air sous pression réduite à la température ambiante ou un gaz humidifié. 40 La séparation de la caféine et du solvant peut s'effectuer 71 19286 2090327 grâce à l'une quelconque des technique conventionnelles, comme l'extraction du solvant par évaporation ou cristallisation directe; toutefois, étant donné qu'on n'extrait que des quantités minimes de matières solides qui ne sont pas la caféine, la 5 séparation par cristallisation en abaissant la température convient parfaitement. On va décrire dans les exemples suivants des modes de réalisation de l'invention. EXEMPLE I 10 On hydrate environ 500 grammes d'un mélange de grains verts Milds/Santos/Robusta par environ 250 ml d'eau dans un malaxeur à 40° C jusqu'à ce que les grains aient une teneur en humidité d'environ 36,5%. On a placé les grains hydratés dans une colonne et on a 15 procédé à l'extraction en faisant passer de façon continue dans les grains à l'aide d'une pompe une solution de triacétate de glycérol (contenant environ 13 parties en volume^d'eau) chauffée â. 80° C. On a recueilli le solvant riche en caféine par lots représentant des extractions d'une heure. On a déter-20 miné la teneur en caféine du solvant riche en caféine en diluant une portion du lot avec de l'eau et en faisant des lectures à 272 nyv avec un appareil à ultraviolets Beckman. Les teneurs en caféine déterminées par l'analyse aux ultraviolets étaient les suivantes : 25 Fraction ml de solvant Milligrammes de recueillis caféine - 1 1240 2902 2 1520 1520 3 1250 300 30 4 1320 172 4.894 Le grain de départ contenait environ 1,54% de caféine. D'oil on calcule = 4^ x 100 „ 63>6% de caïéi„e extraite. EXEMPLE II 35 On a hydraté environ 600 grammes d'un mélange de grains verts Milds/Santos/Robusta moulus de façon grossière avec environ 300 millilitres d'eau dans un malaxeur à environ 40° C jusqu'à hydratation des grains à une teneur en eau d'environ 38,5%. 40 On a placé les grains hydratés dans une colonne et l'on a 71 19286 5 2090327 procédé à l'extraction continue pendant quatre périodes d'une heure au moyen d'une solution saturée de triacétate de glycérol (1300 ml de triacétine et 200 ml d'eau) à 80° C. On a analysé les fractions pour connaître la teneur en caféine après 5 un temps d'extraction total d'environ 4 heures grâce à l'analyse aux ultraviolets comme dans l'Exemple I et on a obtenu les résultats suivants ; Fraction ml de solvant Milligrammes recueillis de caféine 10 1 1250 5125 2 1300 1820 3 1255 674 4 1450 834 8.474 * x 100 = 92% de cafeme extraite. 15 Si24 A la fin de l'extraction dans les deux exemples, on a rincé les grains à l'alcool et on les a séchés, ou alors on a entraîné le solvant à la vapeur de façon conventionnelle et on a séché les grains pour les stocker. EXEMPLE III 20 Lorsqu'on substitue le triacétate de glycérol de l'Exemple II on mélange en parties égales du mono- et.du di-acétate de propylène glycol, on obtient des résultats d'extraction de caféine comparables. EXEMPLE IV 25 Lorsqu'on a remplacé le triacétate de glycérol de l'Exemple I par un mélange de parties égales de mono-, di-, et tri-acétate de glycérol, on a obtenu une extraction comparable de caféine. 71 19286 2090327 REVENDICATIONS 1. Un procédé de décaféination des grains de café vert par extraction au moyen d'une solution de solvant, caractérisé par le fait qu'on extrait les grains hydratés par un solvant 5 contenant un ester d'un alcool polyhydrique et d'un acide carboxylique comestible. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ester utilisé est un ester du propylène glycol ou du glycérol. 10 3. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'ester utilisé est un mono-, di- ou tri-ester de l'acide acétique et du glycérol. 4. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'ester utilisé est un mono- ou di-ester de l'acide 15 acétique et du propylène glycol. 5. Un procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que le solvant est une solution saturée de l'ester dans l'eau, et que l'extraction s'effectue à une température de 50° à 120° C. 20 6. Un procédé selon la revendication 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que les grains sont hydratés à une humidité de 30 à 45%. 7. Un procédé selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que, après l'extraction, on entraîne le 25 solvant à la vapeur.