La décaféination au CO2 liquide naturel, au cœur de l'usine CR3
Le siège de l’entreprise CR3 est situé à Brême, en Allemagne. Cette entreprise est la seule usine au monde qui utilise le CO2 sous-critique pour décaféiner les cafés. Jan Schwital, Joshua Ruiz, Oliver Suesse-Herrmann, respectivement Directeur Général, Responsable des cafés Spécialty et Directeur de la qualité, nous ont tout expliqué
Quelle est la différence entre supercritique et sous critique ?
La matière peut, dans la nature, se retrouver sous 3 formes différentes : solide, liquide et gazeuse. Mais, il existe aussi d’autres états plus exotiques qui ne sont réalisables que pour certains matériaux sous certaines conditions.
Le dioxyde de carbone (CO2) est appelé "gaz pur" car il est composé d’une seule molécule. Il existe à l’état gazeux sous conditions atmosphériques (1,013 bar au niveau de la mer ; température de 15 °C). D’ailleurs, l’air que nous respirons est naturellement composé de 0,04 % de dioxyde de carbone.
C’est en changeant les données de pression et de température qu’un état peut être modifié. Par exemple, en appliquant des conditions particulières, nous pouvons modifier le CO2 afin de pouvoir passer d’un état gazeux à un état liquide. On appelle ce phénomène la liquéfaction. Cela est évidemment réversible et le CO2 peut ainsi revenir à son état d’origine, on parle alors de vaporisation.
Le CO2 supercritique
Il y a également un état additionnel, appelé l'état supercritique. Dans cet état, le CO2 est toujours liquide, mais possède les propriétés physico-chimiques d’un gaz. Cet entre-deux n’est possible qu’à partir d’une pression au-dessus de 73,8 bars et d’une température supérieure à 31°C. Ce CO2 supercritique est communément utilisé pour extraire la caféine dans les procédés de décaféination.
En effet, dans ces conditions particulières, le CO2 avec ses propriétés spécifiques, entre gaz et liquide, lui permettra de pénétrer profondément dans les grains de café vert (état gazeux) et de dissoudre entre 97 et 99% la caféine (état liquide).
Le CO2 sous-critique
Là est l’innovation de l’entreprise CR3. À la différence d'autres usines, CR3 va utiliser un état différent, appelé l’état sous-critique ou encore l'état liquide. Contrairement au CO2 supercritique, le CO2 sous-critique nécessite des conditions de température et de pression plus basses (23°C et une pression comprise entre 70 et 80 bars), ce qui constitue un avantage majeur car il nuit moins aux autres composants du café vert et préserve un profil aromatique optimal.
Le dioxyde de carbone liquide présente d'excellentes propriétés de sélectivité pour la caféine, et donc de qualité. La sélectivité élevée pour la caféine se fait au détriment d'un pouvoir de solvabilité faible, ce qui entraîne des temps longs d'extraction, jusqu'à 7 jours.
Le procédé en 4 étapes
Traitement à la vapeur
Le café vert est d'abord placé dans une cuve et traité par vapeur d’eau. Cette étape est préalable à la décaféination et permet de préparer les grains de café en les faisant gonfler pour les rendre plus perméables pour l'extraction avec le CO2 liquide.
Les grains sont ensuite mis en contact avec du CO2 liquide dans des conditions sous-critiques.
Pendant l'extraction, le CO2 liquide extrait continuellement la caféine hors des grains de café. Cette dernière est alors dissoute dans le CO2 liquide. Parce que le CO2 a une très haute sélectivité pour la caféine, pratiquement aucun autre composant n'est dissolu, ce qui permet d'obtenir une très haute qualité.
Évaporation du CO2
Le flux de CO2 liquide transporte ensuite la caféine dans un réservoir séparé où le CO2 est évaporé de nouveau à l'état gazeux.
Par conséquent, le CO2 perd son affinité pour la caféine. Le CO2 purifié est ensuite reconverti en un état liquide (par compression) puis est renvoyé dans le réservoir de décaféination pour commencer un nouveau cycle.
À la recherche d'un taux de 0,08 %
Enfin, une fois le taux de caféine inférieur à 0,08% atteint (la réglementation européenne imposant un taux maximum de 0,1% de caféine pour les cafés décaféinés), les grains sont sortis et puis séchés sous-vides et en séchage mécanique.
Comment un café est-il décaféiné chez CR3 ?
Les avantages de ce procédé
Le principal intérêt de ce procédé est que l’extraction sous-critique ne recourt pas à des températures élevées, ce qui n'endommage pas la qualité du café et préserve son identité.
Ce processus n’utilise aucun solvant, il est donc exempt de tout composé chimique de synthèse et permet ainsi la décaféination de café certifié agriculture biologique.
Bien que, ce procédé soit gourmand en énergie, cela est compensé par le fait que l’efficacité énergétique de ce procédé est optimisée. De plus, l’entreprise, en utilisant ce procédé sur le gaz naturel, génère de l’énergie électrique incorporée dans le réseau électrique de la ville de Brème.
La caféine pure extraite par CR3 est ensuite revendue dans l’industrie pharmaceutique ou entre dans la composition de boissons énergétiques.