INSTANT  Ç AY ve KAHVE
K-PATENTS   /  Uygulama Notu  /  PR- 01-S  2.06.00

Evaporasyon; % 0–20 kuru madde, %15–0 kuru madde ve %35–60 kuru madde konsantrasyonlarını içeren üç aşamalı bir işlemdir. Normal koşullar altında işlem sıcaklığı 52-82^oC (126-180^oF)‘dır. Her iki uygulamada da stim ile prizmaların temizliği önerilir. (1)

INSTANT KAHVE ÜRETİM AŞAMALARININ ÖZETİ

Aşağıda da görüleceği üzere, instant kahve ve diğer instant ürünlerin ( RTD ) üretimi işleme aşamasından paketleme aşamasına kadar yüksek teknoloji ve bilgi birikimi gerektiren bir prosestir.

1. EKSTRAKTÖR

Kahve hariç diğer ürünler için çözücü olarak kullanılan suyun sıcaklığı 75–80^oC’dir. Kahve çekirdekleri kavrulduktan sonra öğütülür ve maddenin katı fazdan sıvı faza geçişi sağlayan ekstraksiyona tabi tutulur. Kavrulmuş kahve çekirdeklerinin ekstraksiyonunda üç adım vardır, karbonhidratlar gibi bileşenlerin ekstraksiyonu zor  olduğundan ekstraksiyonun ilk adımında kahve çekirdekleri, atmosfer basıncından daha yüksek bir basınç altında (yaklaşık olarak atmosfer basıncının %10 fazlası) içerisinden 140–180^oC’de sıcak su bulunan hücrelerden geçirilir.

Ardından daha çok aroma maddesinin ekstraksiyonu için iki veya daha fazla sayıda içerisinden 100^oC de sıcak su geçen hücrelerden geçirilir. Son olarak kahve ekstraktı yaklaşık 5^oC ye kadar soğutan bir ısı değiştiricisinden geçirilir. Bu sirkülasyonun sonunda elde edilen kahve ekstraktı %20–30 katı içerir.

Ekstraksiyon işleminde sürenin mümkün olduğunca kısa tutulması kısa tutulması (max. 30 dk) tad ve aromayı olumlu etkileyeceğinden önerilir. Yukarıda resmi görülen ters akımlı ekstraktörde sıcak su çıkış noktasından, ekstrakte edilecek ürün ise giriş noktasından verilerek her ikisinin ektsraktör içerisinde karışması ve böylece çözünmenin gerçekleşmesi sağlanır. İnstan çay üretiminde ekstraksiyon için taze sürgünler veya üretilmiş siyah ve yeşil çay kullanılır. (2)

2. EVAPORATÖR

İnen film evaporasyon tekniği için evaporatör (kondansatör) ünitesinde, püskürtmeli kurutucudan önce uçucu aroma bileşenleri ayırmak için ekstraktın evapore edilmesi gerekir. Bu işlem için inen film evaporatör tekniği kullanılır. Normal işlem sıcaklığı 52–82^OC ‘dır. Bu aşamada kahvenin yaklaşık %40 katı madde (Brix) içermesi hedeflenir. İnen film evaporatör içerisinde yukarıdan serbest akışla aşağı inen sıcak kahve ekstratı , evaporatör içerisinde ki kılcal borulara aşağıdan giriş yapan sıcak buharın ısıttığı türbinlerden geçerken ekstrakt ve aroma birbirinde ayrılır. Böylece aroma sonraki aşamalarda instant kahveye katılmak için korunmuş olur. Aynı uygulama çay içinde geçerlidir. Bu bölümde ayrıca ekstraktan ayrılan aromanın bozulmadan daha çok korunması için dehidrasyon uygulanır ki bu, sıvı ekstrak içerisinden köpürmeyi sağlayan N ve CO₂ gibi gazlar geçirilerek yapılır.  (3)

3. PÜSKÜRTMELİ  KURUTUCU / SPRAY DRYER
(Atomizör ve Aglomeratör)

Evaporatörlerden geçen konsantre edilmiş ve uçucu aroma bileşenleri ayrılmış sıvı kahve konsantresi soğutulur ve filtre edilir. Bu konsantre, istenilen partikül boyutuna göre ayarlanmış  bir kurutucu kulenin tepesindeki bir nozzle’den (püskürtme memesi = atomizör) geçirilerek püskürtülür. Kule en az 75 ft (23 m) uzunluğundadır.

Suyu tamamen buharlaştırmak için kurutucunun içerisindeki havanın sıcaklığı yaklaşık 250^oC (450^oF ) dır. Yine bu aşamada kurutucu ön tankında isteğe bağlı olarak sıvı şeker vb. tatlandırıcı eklenir.

Sonuçta elde edilen toz (instant kahve) %2–4 nem içerir. Atomizör ünitesinde ise, aglomerasyon işlemini sağlayan (belirli tane boyutuna getirme işlemi)  manuel olarak ayarlanabilir aglomeratörler bulunur. Ayrıca elde edilen bu instant ürünlerden tablet (efervesan) ürünlerde elde edilir. (4)


4. MEMBRAN FİLTRE


5. KONDENSATÖR ve YÜKSEK BASINÇLI HOMOJENİZASYON

Filtre edilen kahve ekstraktı ,kondensatör kullanılarak kuru madde içeriği %30-40 olana kadar yoğunlaştırılır ve yüksek basınç kullanılarak eş zamanlı çözünme ve fiziksel görünüm için homojenize edilerek sıvı kahve konsantresi elde edilmiş olur. 

6. PAKETLEME

Paketleme ünitesinde hem instant hem de likit kahve konsantresi farklı tip otomatik paketleme makileri ile el değmeden istenilen miktar ve boyutlarda paketlenir.

Likit içeceklerin paketlenmesinde tüketicilerin tercihlerine bağlı olarak aroma, CO₂ ve mikrobiyolojik gelişmeyi önlemek içinde N gazı kullanılır.

Hijyen ve gıda güvenliği tüm gıda üretim endüstrisinde önemli olduğu gibi instant çay üretiminde de zorunludur. (7)


Aşağıda ki tabloda piyasaya arz edilen paketlenmiş instant siyah ve yeşil çay ürünlerine ait U.S standartları verilmiştir. (8),  (9)

---

Kaynaklar:
1)  http://www.kpatents.com/pdf/applications/apn-2-06-00.pdf
2)Ekstraksiyon aşaması hakkında daha detaylı bilgi için ;
http://www.niro.com/ndk_website/niro/cmsdoc.nsf/WebDoc/ndkk5hvgvm
http://science.enotes.com/how-products-encyclopedia/instant-coffee
http://www.niro.com/ndk_website/niro/cmsdoc.nsf/WebDoc/ndkk5hvjqc
3)Evaporasyon aşaması hakkında daha detaylı bilgi için;
http://www.niroinc.com/html/evaporator/falling_film_evaporators.html
http://science.enotes.com/how-products-encyclopedia/instant-coffee
4)Püskürtmeli kurutucu aşaması hakkında daha detaylı bilgi için ;
 http://www.niroinc.com/html/drying/fdspraychem.html
http://science.enotes.com/how-products-encyclopedia/instant-coffee
http://www.niro.com/ndk_website/niro/cmsdoc.nsf/WebDoc/ndkw6kpds6
Görsel olarak püskürtmeli kurutucu, atömizör ve aglomeratörün çalışmasını izlemek için;
http://www.niro.com/ndk_website/niro/cmsdoc.nsf/WebDoc/ndkw6bmbne
5) Membran filtrasyon aşaması hakkında daha detaylı bilgi için ;
http://www.geafiltration.com/html/product_services/GEA_Filtration_pilot_plants_comparison.htm
6) Kondensasyon aşaması hakkında daha detaylı bilgi içi ;
http://www.nirosoavi.com/high-pressure-homogenization-technology.asp
7)Paketleme aşaması hakkında daha detaylı bilgi için ;
http://www.niroinc.com/html/packaging/retail_filling_systems.htm
 http://www.niroinc.com/html/packaging/ptechnolgy.html
8) http://www.instantfoods.com.py/SPECS-BIT-CW-PDF.pdf
9)http://www.instantfoods.com.py/SPECS-GIT--CW-PDF.pdf
10) İngiltere‘de paketlenmiş instant siyah ve yeşil çayların piyasadaki satış fiyatları için örnekler;
http://www.nextag.com/instant-green-tea/search-html
11) Pintauro, Nicholas. Soluble Coffee Manufacturing Processes. Noyes Development Corp., 1969
12) Pintauro, Nicholas. Coffee Solubilization: Commercial Processes and Techniques. Noyes Data Corp., 1975
13) Ullmann, Fritz. "Coffee." Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. VCH, 1985, pp. 315-339
14) McCormack, Tim. "To Brew or Not To Brew." Fancy Food Magazine, January 1996
15) http://www.teaandcoffee.net/0102/tea.htm
16) http://151.121.3.150/fqa/aa20183b.htm