Contribution to the study of the concentration of extract of coffee by reverse osmosis

Resumo: A concentração de extrato de café por osmose inversa foi estudada a nlvel de laboratório, visando um melhor conhecimento do comportamentoe da qualidade do extrato de café assim concentrado. Extrato de café, fornecido por indústria de café solúvel a 200Brix, foi utilizado neste processo. Foram estudados os efeitos de pré-tratamento aplicado na matéria prima anterior ao processo de concentração quando se constatou ser de grande importância a filtração do extrato. Ensaios de concentraçãoforam efetuados em regime de recirculação variando-se: tipo de membrana (acetato de celulose e polieteramida), pressão e temperatura de operação. Taxas de concentração e permeação, foram analisadas em cada um dos experimentos realizados. Após cada operação, foram feitos testes delimpeza e higienização da membrana, verificando a eficiência de agente de limpeza e higienização quimicos. Os concentrados e permeados resultantes de cada experimento, com as variáveis acima estabelecidas,foram analisados quanto a Brix, pH, acidez, sólidos solúveis e sólidos totais, cinzas, ferro, potássio, magnésio, cálcio, sódio, cafeína, açúcares totais, viscosidade, cromatografia em fasegasosa dos aromas no espaço livre do recipiente com o extrato de café. O produto final foi submetido a avaliação sensorial com referência a sabor e preferência. A membrana de polieterarnida foi considerada melhor que a de acetato de celulose por possibilitar maior:remoção de água, rejeição de sólidos solúveis, resistência mecânica, pode ser usada numa faixa menos ampla de pH e temperatura o que permite melhores condições de sanificação. O extrato foi concentrado até 420Brix (pela membrana de polieteramida e suas qualidades sensoriais foram significativamentemenos danificadasquando comparado com extrato original. As condições ideais de operação foram consideradas: 56,25 kg/cm e temperatura de 12 C. Com o uso da osmose inversa, o uso de derivados de petróleo seria reduzido na indústria de café solúvel e energia elétrica seria então usada. Isto traz a boa chance da osmose inversa ser também um processo alternativo mais econômico, desde que não há mudança de fase da água. A agua é removida em seu estado liquido, o que exige menor gasto em caloriasAbstract: The eoneentration of eoffee extract hy reverse osmosis was studied in laboratory seale with the nurnose obtaininq better knowledge of its behavlor and quality. The Coffee extraet ( 209 Brix ), provioed by an Instant Coffee Industry, was used. The effeets of pre-treatrnents applied to the raw material prior to the eoneentration process were studied and filtration was observed to play an important role in the processo Coneentration assays were done by reeirculation systems where type of rnernbrane (cellulose acetate and polyeter arnioe- TFC) , pressure and ternperature were studied.Coneentration and perrneation rates were analyzed in each of the experiments performed.The resultinq eoneentrates and perrneates from eaeh experirnent were analyzed for: Brix, pU, total aCidity, soluble and total solids, ash, iron, potassiurn, magnesium, ealeiurn, sodium, eaffeine, total sugars, viseosity, volatiles by gas ehromatography. The eoneentrateo produet was sensorily evaluat ed with referenee to flavor and preferenee. The TFC mernbrane gave better results with respect to: water removal, soluble solids rejeetion, nechanieal resistanee, resistanee to pH and temperature ehanqes and sanitation eonditions. The extraet was concentrated up to 4?9 Drix, which 1mproved its quality and flavor. The ideal operatinq conditions were found to be: pressure of 800 psi and ternperature of l29C. By using reverse osnosis, the consumption petroleum derivatives in the Instant Coffee Industry will be reduced and electrical energy used instead. Reverse osmosis is also a more econonical alternative process because there is no water phase change. Water is removed in its liquid state, which reduces the heat energy require