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Usines d’extraction et de concentration de café
Aliments et boissons de spécialité et valorisation des sous-produits

Usines d’extraction et de concentration de café

Une usine d’extraction et de concentration de café soluble prend du café torréfié et moulu, en extrait les solides solubles à l’eau chaude, concentre l’extrait et, là où l’on veut de la poudre, le sèche.

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Grande cuve d’extraction en acier inoxydable avec trou d’homme à couvercle, colonne de vapeur et condenseur multitubulaire calorifugé dans une salle d’usine

Usines d’extraction et de concentration de café

La charge est du café torréfié : le nettoyage du café vert, le décorticage et la torréfaction se situent donc en amont dans un périmètre séparé. Le produit est un extrait liquide, un concentré ou, après séchage, une poudre ou un granulé instantané. L’acheteur doit d’abord fixer si le produit final est du concentré ou de la poudre, quelle torréfaction et quel mélange la ligne traitera, et si la saveur du produit fini justifie un circuit de récupération des arômes. Ces choix décident du nombre d’étages d’extraction, du type d’évaporateur, du séchoir et de la demande en vapeur. Le marc sort de la ligne en grand volume, humide et riche en huile : une voie pour l’évacuer fait donc partie du plan de site dès le départ, souvent comme combustible de chaudière.

Les grains torréfiés sont moulus à une taille qui expose la matière soluble sans colmater la colonne d’extraction. Le marc passe ensuite par plusieurs étages d’extraction à l’eau chaude, généralement dans des colonnes montées en série pour que l’eau fraîche rencontre le marc le plus épuisé et que l’extrait le plus fort sorte de la charge la plus fraîche. La taille de mouture, la température de l’eau et le nombre d’étages sont des choix de procédé, et une torréfaction plus foncée donne un extrait différent d’une plus claire : la torréfaction est donc fixée avant que les cibles d’extraction ne soient écrites. L’extrait est clarifié puis concentré par évaporation, qui chasse l’eau mais emporte aussi l’arôme volatil. Là où la saveur compte, l’arôme est d’abord extrait de l’extrait à la vapeur, mis de côté et rajouté au concentré avant séchage. Le séchage est le choix le plus important : l’atomisation donne un fort débit et un coût d’exploitation plus bas mais perd plus de saveur volatile, tandis que la lyophilisation garde plus d’arôme à un coût d’investissement et d’énergie plus élevé. Les granulés instantanés sont normalement agglomérés après séchage. La vapeur est la principale utilité, et le marc peut alimenter la chaudière qui la produit.

Plage de capacité indicative

  • 100–5 000 kg de charge/jour

Données clés de spécification

Solvant/eau d’extraction, étages d’extraction, durée de lot, filtration et récupération.

Caractéristiques techniques

TechnologieExtraction à l’eau chaude de café torréfié et moulu, concentration par évaporation et séchage facultatif
ChargeCafé torréfié et moulu ; le degré de torréfaction et la mouture sont fixés avant la conception de l’extraction
Disposition de l’extractionColonnes en série ou cuves discontinues, le nombre d’étages étant fixé par les solides visés et le type de café
Traitement des arômesCircuit facultatif d’extraction à la vapeur, l’arôme récupéré étant rajouté au concentré avant séchage
ConcentrationÉvaporation à flot tombant, à un ou plusieurs effets, choisie selon le coût de la vapeur et la cible de saveur
Options de séchageAtomisation pour le débit, lyophilisation pour la conservation de l’arôme, ou concentré seul sans séchoir
Source de chaleurVapeur d’une chaudière pouvant brûler le marc ou un autre combustible local
Matériau en contactInox de qualité alimentaire sur toutes les pièces en contact avec le produit, avec des circuits de nettoyage pour les sections d’extraction et d’évaporation
AutomatisationCommande PLC de la température d’extraction, du débit, de l’évaporateur et du séchoir, avec enregistrements de lots
UtilitésVapeur, eau de refroidissement, eau de procédé propre, électricité et air comprimé
Produit finalExtrait liquide, concentré, ou poudre ou granulés instantanés, avec le marc humide comme sous-produit

Voie de procédé type

1

Fixer la torréfaction et la mouture

Le degré de torréfaction et la mouture du café reçu sont fixés avant tout, car ils changent les solides, la saveur et le comportement de filtration de l’extrait. Des mélanges qui varient d’une semaine à l’autre rendent l’extraction régulière plus difficile.

2

Extraction étagée à l’eau chaude

Le café moulu est extrait en plusieurs étages, généralement dans des colonnes en série avec l’eau circulant à contre-courant du marc. Maîtrisez la température et le rapport eau/café, car ils fixent les solides extraits et l’âpreté de l’extrait.

3

Séparation du marc

Le marc est drainé et pressé pour récupérer l’extrait qui partirait sinon avec lui. Les fines entraînées dans l’extrait sont retirées à cette étape pour qu’elles n’encrassent pas l’évaporateur plus tard.

4

Clarification de l’extrait

Les fines et les sédiments restants sont retirés par une centrifugeuse ou un filtre fin, ce qui laisse un liquide limpide. Une mauvaise clarification se voit plus tard par du tartre sur les surfaces de chauffe et du trouble dans le produit.

5

Récupération des arômes

La vapeur extrait l’arôme volatil de l’extrait ou du premier étage d’évaporation et le condense séparément. L’arôme est gardé frais et scellé jusqu’à son rajout, car il se perd vite à la chaleur et à l’air.

6

Concentration par évaporation

L’eau est évaporée sous vide, souvent dans une unité à flot tombant à effets multiples, jusqu’à un concentré à fortes matières sèches. Une courte exposition à la chaleur protège la saveur, et le nombre d’effets arbitre entre coût d’investissement et consommation de vapeur.

7

Rajout des arômes et séchage

L’arôme récupéré rejoint le concentré, qui est ensuite séché par atomisation ou lyophilisé. L’atomisation favorise le débit et le coût, la lyophilisation favorise l’arôme conservé, et le choix doit suivre le produit et son prix.

8

Agglomération, refroidissement et conditionnement

La poudre d’un séchoir par atomisation est souvent agglomérée en granulés qui se dissolvent mieux, puis refroidie et conditionnée dans un emballage étanche à l’humidité. Le café instantané absorbe vite l’humidité : la salle de conditionnement doit donc être sèche.

Modules de procédé et d’équipement

  • Broyeur pour café torréfié, là où la mouture est dans le périmètre
  • Batterie de colonnes d’extraction avec réchauffeur d’eau chaude
  • Presse à marc et convoyeur
  • Centrifugeuse d’extrait et filtre de finition
  • Unité d’extraction et de récupération des arômes
  • Évaporateur à flot tombant à effets multiples
  • Cuves de maintien et de mélange du concentré
  • Séchoir par atomisation ou lyophilisateur
  • Section d’agglomération et de refroidissement
  • Chaudière à vapeur adaptée à la combustion du marc
  • Poste de conditionnement avec doublures étanches à l’humidité
  • Armoire de commande PLC et IHM

Produits de l’usine

Extrait de café liquideConcentré de caféCafé instantané en poudre ou en granulésArôme de café récupéréMarc comme combustible ou pour la récupération d’huile

Applications

  • Café instantané en poudre pour bocaux et sachets
  • Granulés de café lyophilisé pour produits instantanés haut de gamme
  • Concentré de café liquide pour les fabricants de boissons
  • Bases d’extrait pour café prêt à boire et cold brew
  • Café soluble pour mélanges en sachets 3-en-1 et boissons de distributeurs
  • Extrait de café comme arôme dans les produits laitiers, les glaces et la boulangerie
  • Marc de café comme combustible de chaudière ou comme source d’huile de café

Caractéristiques principales

  • Colonnes d’extraction à contre-courant

    L’eau fraîche rencontre le marc le plus épuisé, ce qui extrait plus de solides solubles par kilogramme de café qu’une seule macération discontinue et donne un extrait plus fort.

  • Circuit de récupération des arômes

    L’extraction à la vapeur et le rajout gardent l’arôme volatil que l’évaporation perdrait autrement. L’endroit du rajout est un choix de conception sur lequel il vaut la peine de poser la question.

  • Évaporation à basse température

    L’évaporation sous vide, avec plusieurs effets là où la vapeur est chère, concentre l’extrait en limitant la chaleur à laquelle la saveur est exposée.

  • Séchoir adapté au produit

    L’atomisation convient à un fort débit à moindre coût, la lyophilisation convient à un produit haut de gamme où la conservation de l’arôme justifie l’énergie supplémentaire.

  • Manutention du marc

    Le pressage et le transport du marc humide vers une chaudière ou une zone de séchage font partie de la ligne et non d’un ajout après coup.

Questions fréquentes

Quelles informations faut-il pour dimensionner les usines d’extraction et de concentration de café ?
Les kilogrammes de café torréfié extraits par jour et les heures de fonctionnement de l’usine, le degré de torréfaction et la mouture, les solides visés de l’extrait, et si le produit final est du concentré, de la poudre atomisée ou des granulés lyophilisés. Indiquez aussi la source et le coût de la vapeur, l’eau de refroidissement et la destination du marc, car ces éléments fixent la chaudière, l’évaporateur et le séchoir.
Quelle plage de capacité couvrent les usines d’extraction et de concentration de café ?
La plage de capacité indicative est de 100–5 000 kg de charge/jour. Elle est donnée sur une base de charge par jour : reformulez donc votre propre volume sur cette base et indiquez combien d’heures par jour l’usine fonctionnera.
La lyophilisation est-elle meilleure que l’atomisation pour le café instantané ?
Aucune ne gagne sur tous les critères. L’atomisation donne un fort débit et un faible coût d’exploitation, mais ses hautes températures causent de plus grandes pertes de saveur volatile. La lyophilisation garde plus du caractère non volatil et aromatique mais coûte plus cher à construire et à exploiter. Les comparaisons de laboratoire du café séché ont été faites sur du café de spécialité : pour un mélange grand public, le choix dépend du prix que le produit doit atteindre et de la quantité d’arôme qu’attendent vos clients.
Un circuit de récupération des arômes vaut-il la peine d’être ajouté ?
L’évaporation retire l’arôme volatil avec l’eau, et la perte abaisse la qualité du produit. Un circuit d’extraction à la vapeur prélève d’abord l’arôme et le rajoute au concentré avant séchage. Il ajoute équipement, refroidissement et commande : il a donc surtout du sens pour un produit vendu sur sa saveur. Demandez à toute proposition où l’arôme est collecté, comment il est stocké et où il rejoint le concentré.
Combien d’étages d’extraction et quelle mouture une proposition doit-elle supposer ?
L’extraction du café instantané utilise du café finement moulu et plusieurs étages à l’eau chaude. Une mouture plus fine augmente l’extraction mais ralentit le drainage et envoie plus de fines en aval : la mouture et le nombre d’étages sont donc liés. Comparez les propositions sur le nombre d’étages supposé, la mouture sur laquelle elles reposent et les solides de l’extrait produit. Une conception fondée sur une autre torréfaction ou mouture que la vôtre ne se comportera pas de la même façon.
Comment le degré de torréfaction change-t-il l’usine d’extraction ?
En travail de laboratoire, les torréfactions plus foncées ont donné plus de solides dissous mais une teneur en polyphénols plus faible que les plus claires, et la saveur diffère aussi. Fixez la torréfaction et le mélange que vous traiterez avant que les conditions d’extraction et les cibles de rendement ne soient écrites. Changer de torréfaction plus tard modifie la composition de l’extrait, la charge de l’évaporateur et la charge du séchoir : indiquez-le donc dans la demande plutôt que de le laisser ouvert.
Que devient le marc de café ?
Le marc de l’extraction industrielle sort humide et encore riche en huile, ce qui en fait un bon combustible de chaudière une fois pressé ou séché. Il peut aussi être vendu pour la récupération d’huile ou le compostage. Le volume est important comparé à la poudre produite : prévoyez donc le stockage, une presse ou un séchoir, et un convoyeur vers la chaudière ou la zone d’expédition avant de tracer la ligne.
En quoi est-ce différent d’une usine de transformation du café ?
Une usine de transformation du café travaille le café vert, avec nettoyage, décorticage, calibrage et torréfaction-mouture. Cette usine part du café torréfié et moulu et fait de l’extrait, du concentré ou de la poudre instantanée. De nombreux projets ont besoin des deux, avec la torréfaction en amont, mais ce sont des périmètres séparés. Pour un extrait de boisson à base de feuille, la ligne la plus proche est l’usine d’extraction de thé.
Comment demander une proposition pour les usines d’extraction et de concentration de café ?
Utilisez la page Demander un devis et décrivez votre projet. Précisez si vous voulez du concentré liquide ou de la poudre instantanée, le volume de café torréfié que vous extrairez et la cible de qualité.

Demande de renseignements : Usines d’extraction et de concentration de café

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