café décaféiné

Comment est fabriqué le café décaféiné ?

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De plus en plus, le café déca revient à la mode. Nous sommes en effet nombreux à privilégier un café décaféiné en soirée après un bon repas.

Cependant, savez-vous comment on obtient du café décaféiné ? On vous explique en détails les processus de décaféination !

La décaféination, c’est quoi ? 

Définition de la décaféination

La décaféination du café consiste à extraire les molécules de caféine des grains de café. Ce processus est appliqué sur les grains de café vert (ie: pas encore torréfié) afin de préserver un maximum les composants responsables de la richesse aromatique du café.

La décaféination est un procédé complexe et technique. C’est la raison pour laquelle les marques de café et les coopératives productrices font appel des entreprises externes spécialisées, généralement situées en Europe, aux Etats-Unis, au Canada et en Amérique du Sud.

Il existe 3 grandes méthodes de décaféination:

  • traitement naturel avec de l’eau
  • traitement naturel avec du dioxyde de carbone
  • traitement chimique avec des solvants chimiques

La majorité des décaféinés de grande surface sont traités avec des solvants chimiques. Pour trouver des déca alternatifs plus naturels, vous devrez plutôt vous tourner vers un magasin spécialisé. Chez Javry par exemple, notre café déca (le Lenca BIO) est traité à l’eau.

Dans la suite de cet article, on parcourt en détails ces 3 méthodes pour fabriquer du café décaféiné.

Un café décaféiné, c’est quoi ?

Un café dit « décaféiné » contient toujours un peu de la caféine. Généralement, un café déca contient environ 10x moins de caféine qu’un café normal (selon une étude de l’Université de Floride de 2006). En Europe, un café décaféiné est un café torréfié dont la teneur en caféine est inférieure ou égale à 0,1%.

Anecdote: la découverte de la décaféination en 1903

Vous ne le croirez pas, mais la décaféination est née… d’un accident ! En effet, en 1903, Ludwig Roselius, gérant de la marque de café Kaffee Hag (café Sanka en France), se retrouve avec une cargaison de grains de café complètement trempée en pleine mer. Il se rend alors compte que les grains de café n’ont plus de caféine, mais ont toujours leur goût !

Ludwig, homme d’affaire avant tout, voit le potentiel de cette découverte. Il cherche à reproduire ce procédé de décaféination et Il se lance dans différentes expériences pour extraire la caféine. Lui et son équipe finissent par trouver une technique réplicable et se mettent à produire et vendre du café décaféiné instantané.

Voici par exemple une affiche publicitaire de 1932 où l’on peut lire « Drink Sanka coffee and sleep !« 

Affiche café déca de 1932 de Sanka café

Trève de plaisanterie, passons maintenant aux choses sérieuses et voyons ensemble les différents procédés de décaféination !

La décaféination à l’eau

La décaféination à base d’eau est une méthode naturelle de décaféination qui n’implique aucun solvant et qui est basée sur l’osmose.

Avant tout, il faut savoir qu’un grain de café vert est composé de 74% de composants non solubles, de 25% de composants aromatiques et ~1% de caféine.

La décafinéation à l’eau se passe en 4 étapes et agit sur les 2 derniers composants.

1) Dilatation des pores du café

En tout début de processus, les grains de café vert sont chauffés avec de la vapeur d’eau ou plongés dans de l’eau chaude pendant plusieurs heures. L’objectif est dilater les pores du café afin que les éléments solubles (dont la caféine) soit plus facilement extractibles.

2) Préparation et saturation initiale de l’eau

A ce stade, les grains à décaféiner sont divisés en 2 lots: un petit lot utilisé dans cette 2ieme étape préparatoire et qui sera « perdu ». Un deuxième lot avec la majorité du café qu’on veut décaféiner (et qui sera gardé).

Lors de cette étape, on va immerger les grains du premier lot dans un bain d’eau chaude. Tous les éléments solubles du café, dont la caféine et les éléments aromatiques, vont petit à petit sortir du grain et se mélanger à l’eau.

Après quelques heures, on se retrouve avec:

  1. une eau chargée en composants aromatiques et en caféine
  2. des grains de café sans caféine et sans arôme

Ce premier petit lot de grains décaféinés et « désaromatisés » ne nous intéresse que très peu et il sera vendu à un prix très bas sur le marché du café (pour fabriquer du déca instantané par exemple).

Don’t worry, c’est l’étape suivante est celle qui nous intéresse le plus !

3) Extraction de la caféine

On va utiliser cette eau saturée en composants aromatiques pour traiter le deuxième lot de grains. Tout d’abord, grâce à un système de filtres à charbon, on va extraire la caféine de cette eau. Ensuite, on la renvoie dans le bain avec le deuxième lot de café.

On va alors utiliser un principe d’osmose: le principe de diffusion, à travers une membrane semi-perméable, d’une solution très concentrée vers une moins concentrée, jusqu’à trouver un point d’équilibre.

Donc, on a d’un côté, des grains de café chargés en caféine et en éléments aromatiques et, de l’autre, une eau sans caféine chargée en éléments aromatiques. Comme à l’étape 1, la caféine va progressivement se dissoudre dans l’eau. Cependant, les éléments aromatiques vont rester dans le grain car l’eau en est déjà saturée ! 💪

Un équilibrage va se créer et on va avoir, au final, 50% de la caféine qui va passer dans le bain d’eau et 50% qui va rester dans le grain.

On va alors de nouveau extraire la caféine de l’eau et la réinjecter dans le bain. On renouvèle ce processus jusqu’à 10 fois pour atteindre une teneur en caféine entre 0,1% et 0,2% (soit 10 fois moins qu’un grain de café normal).

4) Séchage des grains

Lorsque la teneur en caféine est assez basse (max 0,2%), les grains de café vont être séchés. Le séchage complet dure plusieurs heures et comprend plusieurs étapes:

  1. séchage préalable dans un séchoir horizontal pour éliminer rapidement l’excès d’eau
  2. séchage vertical à 60°C pour amener le café à l’humidité souhaitée (10-12%)
  3. séchange dans un cylindre à 25°C afin d’abaisser la température du grain à la température ambiante

Une fois séchés, les grains sont nettoyés et remis dans des sacs de 60 ou 70kg.

Schéma récapitulatif

Le schéma ci-dessous, créé par nos amis de chez Belco, reprend étapes décrites ci-dessus. Attention, l’étape 2 décrite précédemment (ie: saturation de l’eau) n’est pas reprise dans le schéma !

La décaféination à l’eau est une méthode est plus longue que la décaféination avec solvants mais elle est plus respectueuse de la santé des consommateurs. Cette méthode est utilisée pour traiter les cafés produits en agriculture bio afin de ne pas injecter de produit chimique (et donc perdre la garantie bio).

En pratique, différentes entreprises ont développé cette technique et ont même déposé des brevets (quand je vous disais que c’était complexe ! 😉). Chez Javry, on a déjà travaillé avec les 2 entreprises suivantes:

  • la société Descamex au Mexique avec son Mountain Water Process (MWP)
  • la société Swiss Water au Canada avec son Swiss Water® Process

Ces 2 procédés à base d’eau ont des similitudes et des différences. Ça fera l’objet d’un futur article !

La décaféination au CO2

Le dioxyde de carbone est un gaz pur (ie: composé d’une seule molécule). Lorsqu’on modifie son environnement (pression et température), on peut changer son état. On peut ainsi avoir du CO2 à l’état liquide.

Le CO2 supercritique est un état additionnel entre l’état gazeux et l’état liquide: le gaz est à l’état liquide, mais il possède des propriétés physico-chimiques d’un gaz. Le CO2 supercritique permet de pénétrer profondément les grains de café (état gazeux) et de dissoudre entre 97 et 99% de la caféine (état liquide).

L’entreprise de décaféination CR3 en Allemagne a développé un procédé innovant qui utilise du CO2 sous-critique. C’est un avantage majeur car il nuit moins aux composants du café et il faut moins d’énergie pour passer dans cet état.

C’est ce procédé de décaféination au CO2 sous-critique qui est défini dans la suite:

1) Dilatation des pores du café

Comme pour la décaféination à l’eau, les grains de café vert sont placés dans une cuve et chauffés avec de la vapeur d’eau. Cette étape permet de préparer les grains de café en les faisant gonfler pour dilater les pores et les rendre ainsi plus perméables pour l’extraction avec le CO2 liquide.

2) Extraction de la caféine

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.

3) Évaporation du CO2

Le flux de CO2 liquide transporte ensuite la caféine dans un réservoir séparé où le CO2 est transformé de nouveau à l’état gazeux. Conséquence: le CO2 perd son affinité pour la caféine, elle se détache du gaz et elle est récupérée. 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.

4) Séchage des grains

Enfin, une fois le taux de caféine inférieur à 0,1% atteint, les grains sont sortis et puis séchés sous-vides et en séchage mécanique.

Ce processus est plus rapide et sans danger en raison de sa faible toxicité et son faible impact environnemental. Il demande néanmoins plus d’énergie que le procédé de décaféination à l’eau.

Décaféination au CO2

La décaféination avec des solvants chimiques

Avec cette méthode, les grains de café sont mis dans des bains de vapeur dans le but de gorger les grains d’eau et d’augmenter leur teneur en eau d’au moins 30%.

Après avoir bien gonflé, les grains de café sont plongés dans des bains d’eau chaude allant de 40 à 70°C dans lesquels des solvants y sont ajoutés, généralement du dichlorométhane ou de l’acétate d’éthyle (voir plus bas).

Ce sont ces solvants qui permettent d’extraire la caféine présente dans les grains de café.

Ces solvants s’évaporent rapidement lorsque la température dépasse les 40°C. Pour les éliminer des grains de café, on va donc chauffer les grains avec de la vapeur d’eau pour que les solvants s’évaporent.

Une fois les solvants évaporés, les grains de café vont être séchés.

Si vous voulez voir ça en image, voici un petit reportage en français tourné dans une usine italienne de décaféination:

Il existe 2 solvants fréquemment utilisés dans l’industrie du café :

Décaféination avec du dichlorométhane

Le dichlorométhane, appelé aussi chlorure de méthylène, est un solvant chimique utilisé pour le traitement de grandes quantités en même temps. Lors de l’étape de décaféination, il est très important de bien nettoyer les grains une fois le traitement fini. En effet, seulement 0,001% de sa concentration est tolérée par la loi sur le café. 

Le chlorure de méthylène est aussi utilisé comme décapant et dégraissant;

Décaféination avec de l’acétate d’éthyle

L’acétate d’éthyle est un solvant organique. C’est une alternative aux solvants chimiques. Il s’agit d’un élément qui compose l’arôme dans certains fruits qui se retrouve également dans des produits alimentaires tel que le café.

Pendant le traitement de décaféination, le solvant est mélangé avec de l’eau afin d’enlever la caféine

Avec ce solvant, il est nécessaire de recommencer plusieurs fois le processus d’extraction afin d’avoir une teneur en caféine inférieure ou égale à 0,1%.

Il faut ensuite bien tout rincer car sa concentration dans les produits est réglementée par une directive européenne… L’acétate d’éthyle est un solvant à l’odeur fruitée utilisé dans le dissolvant pour ongles !

Avantage des solvants

L’avantage principale d’une décaféination au solvant est la rapidité. Effectivement, les grains sont plus vite vidés de leur caféine. Les grains ne doivent pas rester pendant plusieurs heures dans l’eau car les produits chimiques font l’affaire. 

Inconvénient des solvants

Cependant, utiliser du solvant ne rend pas un produit final naturel. Même si les grains de café sont bien rincés, il reste toujours un tout petit pourcentage (environ 0,1%) de produit chimique qui reste imprégné sur le café, ce qui peut être dangereux pour la santé.

Que fait-on de la caféine après la décaféination ?

A l’issu du procédé de décaféination, la caféine concentrée se retrouve dans une sorte de mélasse visqueuse noire. Cette caféine n’est pas jetée, au contraire !

Ce mélange humide caféiné va être séché et mixé afin de produire une poudre (qui ressemble à du café moulu). Cette poudre, à haute concentration en caféine, va être revendue à des industriels pour être utilisée dans la production de soda, de produits de beauté et de médicaments enrichis à la caféine.

Voilà, le café décaféiné n’a maintenant plus de secret pour vous ! Vous savez comment les cafés sont traités avant d’être torréfiés pour enlever la caféine présente dans les grains.

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