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Procède de traitement du café et produits ainsi obtenus.
Cette invention concerne un procédé de préparation d'un produit à base de café du type instantané, pouvant êtreajouta à -le l'eau chaude ou froide pour constituer une boisson à base de café; elle concerne plus particulièrement un procédé de préparation d'un produit à base de café oui ne peut presque pas être distingué, quant à l'arôme et à lasaveur, de la boisson constituée de café fraîchement infusé.
On prépare normalement une boisson au café fraîche- ment infusé en mettant en contact du café torréfié moulu avec de l'enu chaude pour extraire du café les constituants solubles dans l'eau. D'une manière générale, cette boisson préparée est consommée pendant qu'elle est encore franche et possède une snveur et un areme distinctifs qui dépendent essentiellement du mélange et le la torréfaction des
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grains de café utilisas pour lapréparation du cafè moulu et du temps qui s'écoule entre la préparation et la consom-- tien de la boisson.
Les consommateurs arrivent à reconnaî- tre la saveur et l'arme d'un café fraîchement infuse et pré- fèrent en général une boisson qui vient d'être prpare un café qui été ainsi préparé rais qui n'est consomma oue longtemps après sa préparation ou aux pioduits dits "in- stantanés" nui se présentent sous forme liquide ou sous forme d'une poudre sèche et sont susceptibles d'être dissous dans de l'eau chaude ou froide pour donner une boisson à base de café.
Les produits instantanés à base de caf ont reçu ces dernières années un accueil favorable en raison de leur commodité d'utilisation, de la ffacilit de préparation d'une quantité quelconque de boisson et du fait qu'il n'est pas besoin de percolateurs spéciaux, de distributeurs de café et d'appareilssimilaires pour la préparation de la boisson.
qui
Les produits instantantands/comportent le plus souvent du café en poudre pouvant être directement dissous dans la quantité d'eau cui constitue la boisson n'ont pas reçu du public l'accueil escompté au départ et n'ont pas atteint leur pleine expansion commerciale, principalement parce oue jusqu'ici ces produits instantanés à base de café n'ont pas fourni une boisson ayant les menés caractéristiques d'arôme et de saveur qu'une boisson à base de café frais infuse.
Diverses tentatives ont été faites dans le passé pour résou- dre ce probité et n'ont pas été couronnées de succès.
La quais totalité des produits instantanés à base de café sec se trouvant actuellement dans le commerce et pouvant être introduits dans une certaine quantité d'eau chaude ou froide pour donner une boisson, sont pctuellement traitas selon des traitements qui sont identiques en plu- sieurs points importants. Ces procédés comprennent au moins
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ce qui suit 1/ Ils sont tous produits par Ces extractions de
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c ë torréfié dans lesquelles les constituants solubles dan ;'eau extraits du café moulu sont présents à des
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concilions relativement élevées par rapport à la phase
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liquide -généralement à une concentration de 2Ce* à 30c).
2/ -es produits instantanés à base de café sont préparés ave rendement élevé (les ratures solides du café instan%-IanÀ'1,1 prsentant 351. ou plus du poids du café sec torréfié moulu itial).
V Les produit instantanés à base de café sont tous préparés par extracon continue en plusieurs phases où le liqu;1e d'extraction écoule h contre courant du j
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café moulu.
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si Les constituants solubles du café oui sont impor- ; il tants :''lJ.' la saveur et l'aro'11e, ne se trouvent pas, dans les extra... produits à partir du café tarrfié dans les mêmes Pr0P -s relatives que celles des constituants trouvés dans unc #v,Alo4n normale obtenue partir du m&le
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café torréfie, et fusion normale obtenue partir même
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5/ les P'\'duit '. bars selon ces procds pnté- rieurs sont telle.-nt iaentiO3 ident-t . par leurs propriétés et leurs caractéristique-. aU( Aa v leurs caract6ristiquç\ que des bougons préparées à partir de ces produits possèden:
- un ""orne et une saveur à peine différents, même si les produit nstantan6s ont été prépa- rés à partir de mélanges de café v - 'r!'ifié .... diff- aie fi<< légèrement diffé-
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rents.
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On sait que les ro3uits tn3ttmt:>,,, & base de café #tto *. plus haut pro "j8dent des caract,,2'ri,-,.iques senso- rielles différentes des C'.,t'és prp3r0S par infusi.r bzz C'est ainsi que la boisson ;rëparfe partir du produit Ins- tantané ne possde pas les ,.-..# saveut et Brome ou'un pro.- '1uit fratchement infusé.
On t.... que ce caractère distine-
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tif commun des boissons instantanées à base d :afé prépa- rées par rapport à une boisson franchement in asée,est une
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raison déterminante de l'accueil réservé acco 11 par le consommateur aux produits instantanés à ba,.e , 1 côfé par rapport à l'accueil fait au café fra:tccl'1"e:,t -.tfu' à partir de café torréfié. en admettait jusqu'ici oue le ci rr.ctere d i3tinctif d'une boisson instantanée à base de ca@@ préparé 4. partir
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d'une boisson à base de café f1"....tcheMe 1::;
infusé "'3ultait en grande partie de deux facteurs, savoir 1 1/ Que la préparation de cas instantané implique l'extraction de plus de 35 en :(;oV', de matières nlubles J. dans l'eau rapportas nu poids init.'al du café se: torréfié moulu et,
2/ que certains constituant recherchas au avantageux
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pour la saveur et l'arone dispar"'s3ent au cours du séchage de l'extrait de café, séchage ru. est nécessaire pour pro- duire la poudre instantanée fina.. qui est conditionnée en
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vue de la distribution cc-nercia .3.
On vient de découvrira prw sent qu'un troisième i*< -# teur, plus important encore - et ei n'a pas été pris es considération jusqu'ici lors de la préparation de prodvje instantanés à base de café - intervient dans la diffémce entre la saveur at l'arope d'un con franchement infusé, et de celui préparé et partir d'une poudre de café instarranée.
En fait, on a trouvé que les constituants les plus i (por- tants pour la sapeur et l'arom, des moutures de ca '? torré-
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fiés ne peuvent un être convenablement extraits pv: concen- trations élevées en éléments hydrosolubles sous le', molles s'effectue la préparation actuelle du café instpn,-an6.
Lorsqu'on effecti.9 l'extraction à des concentrations élevée!' en constituants retraits, non seulement les constituants les les plus importants pour la saveur et l'arome sont enlevés
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',.Il ouantit/s réduites par rapport à ce oui passe avsc ces :nL:;a constituants lorsqu'ils sont extraits à une concentra- tion plus faible, mais les proportions relatives desdits constituants entre eux sont sensiblement différentes de celles rencontrées dans une extraction à une concentration plus faible. Il est évident par conséquent qu'une boisson
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prpar0e t partir du produit instantané ainsi fabriqué sera différente du point de vue de l'arôme et de la saveur, d'un café franchement infuse.
L'objet principal de la présente invention est donc de fournir un nouveau procédé perfectionné de préparation d'un proluit & base de café pouvant être ajouté à de l'eau peur fournir une boisson à base de café et oui possède
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sensiblement les rien es caractéristiques d'arome et de saveur quj celles rencontrées dans un café franchement infusé ;r01.'J..r,.: à. partir de t:l"ln:3es usuels de café torréfié.
Un :'11.ttr-; objet très important de l'invention est de j fournir un proc.' de préparation d'un produit à base de #jefê susceptible d'être ajouta à de l'eau pour donner une boisson 2t b:,se de café, et nui consiste à utiliser un pro- cossus à Jo"'b10 extraction pour produire d'abord un extrait ' 1J Cf2 faible concentration contenant un taux élevé des constituants hydrosolubles les plus importants quant à l'?ro::e et :1. la saveur , et ce dans des proportions re- latives cui ne s't?c?rtent pas fortement des proportions relatives de ces reres constituants hydrosolubles dans une - boisson fraichement infusée, et d'autre part, un extrait de constituants fortenent solubles dans l'eau préparé à partir de café moulu après l'extraction initiale, de telle manière que par combinaison des deux extraits et élimination
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de l'e<:
.1u à la panière classique, le produit instantané final à base de café fournit une boisson ressemblant davantage, quant à l'arôme et à la saveur ,à une produit franchement infuse vue les produits instantanés disponibles jusqu'ici.
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Du café fraîchement infusé possèdenormalement un ;
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."rc:.:e st une saveur quelque peu distinctifs en fonction du - .¯'l4rre particulier de café torréfie utilisé pour le prépa- ration de la boisson. Toutefois, les procédés utilisas jusqu'ici pour la préparation d'un produit instantané à base
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1 c-fé ne convenaient pas pour fournir un produit suscep- tible d'trp défini dans une certaine mesure, quant à l'arcne et à la saveur, lorsqu'il était ajouté à une quantité l'eau pour* obtenir une boisson à base de café, dépendant du mélange particulier de café torréfie utilisé pour la préparation du produit instantané.
Il est donc important
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eue la pr-'sonte invention fournisse un procédé de fabricl- tion d'un produit instantané à base de café suffisamment
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2f.:6Jicr0 par rapport aux traitements commerciaux usuels, cour qu'un café prépare à partir du présent produit inat!n- , a::f soit tellement plus voisin d'un café fraîchement In fusé pr/:.1r{ partir du n$me !"'nlange de café torréfie que l'en peut effectivement déceler dans la saveur et dans 1 taro- ,.
...; d, le pr'sente boisson instantanée à base de café, des dî2:2'r--nces dues au type de Plonge de café torréfié utilisé pour la préparation du produit instantané.
Ayant ainsi découvert que l'on peut préparer un café instantané convenant à la préparation d'une boisson oui ses-
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sstable davantage au café infusé que les cafs instantanés nt(1CUrS, en effectuant une extraction initiale au cours de laquelle la concentration des constituants hydrosolubles extraits du café noulu est limitée à une valeur comprise
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dans une t:
a"'me prédéterminée, un objet particulièrement imoor- tant de l'invention est ron seulement de fournir un procédé d'obtention économique et industriellement exploitable, du premier entrait de café à faible concentration, mais également
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un proe-'d1* simle, industriel et relativement peu coûteux de concentration du pronier extrait sans affecter dfavora-
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bl8nt les constituants de valeur de l' extrai t oui contri buent -\ la quplit*4 du produit final et le rende
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acceptable pour le conservateur .
Un.autre objet important de l'invention est de four- nir un procédé de préparation d'un produit à base de café
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destiné à être ajouté à de l'eau pour fournir une boisson à base de café dans lequel le produit est disponible sous une forme où il peut être traité de diverses manières comprenant la préparation d'une poudre sèche nui utilise des techniques usuelles de séchage par Ptomisation ou qui est séchée par
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congélation ou !'1(!e concentrée par congélation en vue de fournir un produit liquide de caractéristiques telles que par préparer une boisson, il ne n'cecfite l'addition h de l'eau que d'une petite quantité du produit concentra.
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Un autre objet tr?'S important de l'invention est de fournir un procédé 'le préparation d'un pro'1uit 9. base de café peuvent être ajouté à de l'eau pour fournir une bois son, dans lequel l'attraction efficace des constituants hydrosolubles les plus avantageux du café torréfié moulu
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s'effectue par addition au café roulu d'une cupntité pr- ! ! déterminée d'eau chaude et en minterant le liquide et le 1 café en contact intime pendant un certain temps, générale- ' cent à la pression atmosphérique, jusqu'à ce qu'il s'établis- se un équilibre entre les constituants hydrosolubles de ' l'extrait et les montes constituants restant dans le résidu de café.
Un autre but important de l'invention est de fournir un procédé, tel qu'indiqua plus haut, qui se traduit par la
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préparation d'un produit à basp do café capable de fournir une boisson ressemblant davantage à un café fraîchement insu- sé que les pro- its instantanés à base de café connus et sous une forr.e permettant de le sécher en vue de la vente aux ; consommateurs sans sacrifier les caractéristiques avantageu- ses de solubilité dans l'eau chaude ou froide, de faible den- sité apparente et de facilité d'écoulement dans l'emballage.
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D'autres objets du posent procédé apiraetront en détail, dans la description qui suit.
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On a constaté que lorsaue du café ton'fié moulu est extrait par un liquide renferment des matière solides de café dissoutes, par exemple, à ^ne concentrât .5n de 6 à P4 de constituants hydrosolubles par rapport au ;oids total du liquide, les qualités sensorielles de l'ey.'rpit rsul-
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tant, bien que légèrement différentes de cellis d'une bois- son à base de c^f3 frsfchement infuse (p-r e.' :^ple , une concentration de 1 de constituants soluhlp- dans l'eau) présentent encore nettement le caractère d ane bonne infU# sion fraîche.
Cependant, on a en outre co*atata qu'à mesure que la concentration des constituants h1 '.rosolubles dans l'extrait liquide augmente au-dessus de la concentration de 6 à les qualités sensorielles de l'extrait provenant
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du café moulu s'nn-cnuisent pro7rr!olvenente jusqu'à une concentration de 15 à 2(;, oli 1er qualités sensorielles de l'extrait sont, de façon surprenante, légère-nent meilleures ,que celles de la 'couvre .le café instantané reconstituée.
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C'est ainsi au'il a été établi qu'une --inde partie de l'infériorité sensorielle des produits instantanés à base
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de café est liée à la concentration à laquelle on prend les extraits lors de la préparation du produit instantané.
La présente intention repose sur la découverte selon laquelle, en utilisant ce que l'on désigne ici par extraction à double courant au cours de laquelle le café
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torréfié moulu est d'abord extrait à une concentration 7.imi tée les constituants hydrosolubles de l'extrait en vue de
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récupérer le r-ixinum des constituants qui affectent au plus haut degré l'arone et la saveur de la boisson finale, suivie d'une extraction subsécuente du café moulu en vue de la pré- !
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paration à une Echelle co^r.:
ercialement , exploitable d'un liquide à concentration élevée on peut, en combinant les
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deux extraits dans des proportions dtfmines , préparer
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un produit qui, après s'"chase, peut être ajoute à de l'eau
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pour préparer une boisson qui ressemble davantage à une
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boisson â b?ise de café franchement infusé que n'importe . , ,
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quel café instantané disponible jusqu'à ce jour.
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Bien que le préstut procédé implique l'utilisation
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du quantité d'eau plus élevées pour l'extraction du café
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torir¯ i.
r:oulu que celles normalement utilisées jusqu'ici lors de la préparation de produits commerciaux q base de cal"1' instantané, une caractéristique importante de la pré- - \..,ni:;0 invention est d'utiliser des techniques de concentra- tion pouvant *tre rises en oeuvre sur une base économique- i.1.::!1t Exploitable sens affecter sensiblement l'extrait obtenu ci partir du café torréfie moulu, assurant ainsi qu'une bois- con u':.''''.'r'3 partir du produit final de ce procédé est s<:;1.sibhh::f..Y::' identique en saveur et en arôme à un café fra±# ¯ C;C;:'10,t infusé. se r "frant audussin annexé, on a décrit en détail le p'O,;";1/' selon l'invention pour la préparation du produit . "lioré ;>1'( cit" h base de café;
ce dessin est un schi.1 .'lu rzroc'a qui peut être utilise pour la préparation #i<- .:rnt:c..Wr.-w liquides ou secs susceptibles d'être directe- , l.i:";1"t ;;uut=. ' de 1lc::u chaude ou froide. Comme on le voit au ,cff;e, un\; canalisation d'eau chaude 10 et un transpor-
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t-.ur ou con lut t 12 de café torréfié moulu sont fonctionnelle- !
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mont a;;c.:.'s à un récipient extracteur 14- dont la partie sup-"rlHur'e devrait être normalement fermée mais oui fonc- tionne à 1:> pression atmosphérique ou sous une pression rie- lGativ:::ent tassa do l'ordre de ()t='5 à 0,7 kdcm2. Le réci-
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pient 14 comprend intérieurement un dispositif approprié pour l'agitation de son contenu, ce dispositif peut être
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sous forme l'un agitateur rotatif à pales lfi ou d'un autre dispositif équivalent.
La tuyauterie de sortie 18 du rpci- pient d'extraction 14 est reliée à un séparateur continu 20 qui >.1 ve une portion considérable de l'extrait de café des
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evacudes hors , . '. récipient 14. L'extrait liquide , ' #ï *' ' lu séparateur 2C slecoul, par la canalisation 24 vers u& ''ï r%:rneur d.c température .us forme d'un refroidisseur 2t , reniant que les moutures dE café ayant subi l'extraction '# ;D,c:a l'evacuatelir 26 T'r l'intermédiaire de la' cafta* '.:, lisr.ticn 27. L'-''vncuateur 26 0 i., pour un fonctionnement ''ï4.tc=, : =;ut être du type e à tc,.rniquet est relié par une : can.,is;,ticn 3" un ense"blH d'ex,racteurs 28. Le litu.C:,....
,le i''vacutelr 2C s'écoule dans la canalisation 24 en amont. lu a=rrf.i.?isar 22 en passant par la canalisation 31. Il; y a li.u de signaler ici pue, dans une opération industriel- ' 1 cùt-j canrlisation 3( se prolongerait par un collecteur ; t'-lJ. a.: .ctr 5r.it('s supérieures de tous les extracteurs
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28 peut diriger sélectivement les moutures du café dans l'un
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#I-s r'ci;,iynts i'Fxtrrction. Cette disposition est courante i-àno l-s op'ra-ticns l'extraction du café en vue de la prao- ducti'.'n Je café instantané et ne sera donc pas dtaille r¯:ais lu fçn,-t .onn:m2nt Een'ral d'un tel système d'extraction de ce type s.;rn exposé ci-après.
L'n sy.t ;;e de réfrigération 32' con,porte une canalist" tion principale et un retour 34 ainsi ou'une cnristion de d'rivntion et de retour 36 oui est relig4f, à l'chmeur de température 22 pour abaisser la temprrtu,r, , ùa produit s'écoulant dans le refroidisseur. La sortie de . l'-'ch-in'sur 3e ter-ip,rature 22 est relifge par le raccordement 40 su réservoir de stockage 38 d'extrait de café à faible
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concentration. Le concentreur par congélation 42 relié aux
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can.aisations 3'a^ene de réfrigérant et de retour 3, re- doit par la canalisation 44 le liquide du réservoir de atoo- kâè 38.
L'extrait liquide provenant du concentreur 42 s'écoule par la canalisation 48 dans le réservoir de stockage 6 l'extrait à faible concentration, tandis que la glace recueillie dans le concentreur A-2 est Evacuée par le raccor- gèrent 52 vers un ensemble de fusion 50. L'eau provenant
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de la fusion de la place dans l'élément 50 et envoyée vers le réchauffeur 54 par la canalisation 56 et une cana- lisation d'eau d'appoint 58 est raccordée à la canalisation 56 entre l'élément de fusion 5C et le réchauffeur 54. De la vapeur est fournie aux chrneurs de température consti- tuant l'élément de fusion 50 et le r chauffeur 54 au moyen d'une chaudière 60 comportant des canalisations d'amende de vapeur et de retour 62 qui se prolongent
jusqu'aux tubes échangeurs de l'élément de fusion 50 et du r@chauffeur 54-, Au dessin, l'eau provenant du rchauffeur 54 s'écoule vers le bas du récipient extracteur 64. par la canalisation 66.
En pratique, la canalisation 66 est Agilement relire à un collecteur raccord6 à tous les récipients constituant les extracteurs 28 de sorte que l'eau peut être sélectivement dirigée dans le fond de l'un quelconque des récipients.
Le réservoir de stockage 46 est paiement relié à un Mélangeur 68 par l'intermédiaire d'une canalisation 70.
On prévoit également oue le licuide du concentreur par congélation 42 passant dans la canalisation 48, peut être dirigé vers un scheur par consolation 74 par l'inter- médiaire d'une dérivation 72 ou bien, selon une variante, vers un dispositif de production d'un liquide concentré
78 par une dérivation 76.
La batterie d'extracteurs 28 est disposée en srie pour permettre la circulation du licuide d'extraction à contre-courant par rappcrt à la mouture de café; c'est pourquoi, on a représenté au dessin une canalisation 80 reliant la partie supérieure du récipient d'extraction 64 à l'extrémité le plus basse de 1'extracteur adjacent sui- vant 82 ; unecanalisation 84 est prévue pour faire communi- quer l'extrémité supérieure du récipient P2 avec un extrac- teur adjacent 86, tandis que la canalisation 88 sert à relier la partie supérieure du récipient P6 à l'extrémité inférieure de l'extracteur fitl 90.
Cependant, comme on
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l'a indiqué prcl;de"!:lent, on utilise en fait U;I srie de collecteurs ou tubulures pour rnire cor:r'uniouei les canalisa- tions 30 et 66 avec les récipients d'extraction de manière que l'on puisse faire varier périodiquement lec -elations des récipients entre eux pnlant le fonctionnement l'appareil
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de production.
On prévoit égaleront des vannes e rlrlqp associées aux collecteurs pour assurer le re-f-1, -e sélectif di- débit du liquide à travers les divers rrecip )nts d'extrac- tion et 3-'on voit que le rôle de la cana1isti(1 30 est de montrer schémetiquement cornent du café moulu provenant de l'évacuateur 26 est diricé vers un récipient paiticulier en fonction du récipient qui e prc(Jeent reçu du café moulu de l'évacuateur. Bien que cela n'apparaisse ps iirectement eu dessin, il est clair pue les extrémités inférieures de cha- cun des récipients d'extraction sont pourvues de moyens d'é- vacuation des moutures usées*peur illustrer ce fait) on a représenté une canalisation 92 qui part de l'extrémité infé-
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rieure du récipient 64 et qui est d 'signée sous le nom de "sortie des moutures uses".
Grce à cette disposition, il n'est pas nécessaire de transférer pucours du traitement, les moutures de café d'un récipient .\ l'autre, pendant que l'on maintient un véritable rcou1ement du liruide d'extrac- tion à contre-courant par rapport aux moutures de caf.
La canalisation de sortie 94 de l'extrnit supérieure
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du récipient 90 se prolonge, comrne indioué 5chmatiquement au dessin, jusqu'à un évaporateur instantané 96 muni d'une sortie de vapeur 98 et d'une tubulure 100 d'écoulement du produit qui se développent dans des directions opposées. Le liquide recueilli dans l'vaporateur instantané 96 et Evacué à travers la canalisation 100 est envoyé dans un réservoir
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102-de stockage d'extrait à concentration élevée. Le lituide provenant du réservoir 102 cet alors dirige par la canalisa- tion 106 dans un 4vaporateur, ici le concentreur 104, qui est alimenté en vapeur par la chaudière 60 par l'intermédiaire des canalisations d'alimentation et de retour 108.
La peur
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d'eau du concentrer 104 est évacuée par la canalisation 110 tandis que l'extrait concentra s'écoule par la cana-
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lisation 112 de 1vapürateur 1C- directement dans le ré- servoir 114. (1.., stockage d'extrait à concentration élevée.
La tuyauterie 116 sert à relier le réservoir 114 directe-* nltcnt su mlanur 6r. Aprs mélange des extraits, le mélange est envoyé par la canalisation 120 dans un sécheur par ato- misa tien 118.
Afin de simplifier le schéma de circulation des flui- des, on n'a reposent** aucune des vannes et des pompes qui font effectivement partie de l'installation, mais il est bien évident que l'on utilise des vannes et des pompes là ou
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lur bassin se fait sentir pour le réglage du débit des divers liul1"s et eue le procH est réalisé en continu en mettant en oeuvra des unités de contrôle et un mécanisme associa :':.'\.1.1.: vannes le rI' ;.::18[:;e fonctionnant sel intervalles convenables et dans un ordre déterminé.
Puur décrire une opération type mettant en jeu une double extraction de café moulu conformément à la présente
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invention, on supposera au Yp8rt que le café torréfié est constitué P:'l' un r.1l::mt:;e pr'ffrf de crains de café moulu. D'l11s un r'-c3 pient J'extraction 14 on envoie, simultanément par la canalisation 1C, de l'eau à. une température d'environ c Il (et par la conduite 12, du café moulu. Dans le présent 0x'j11'10, 1., cofé put être moulu à une dimension habituelle- ment reconnue coti'n'j 'tant la finesse pour percolateur, une partie en poids de café Moulu ':tant amenée dans l'extrac- teur 14 pour 3 parties en po1-1s d'eau chaude.
Normalement, on fait marcher l'agitateur de façon continue pour obtenir un mélange rapide de l'eau et du café et pour maintenir l'eau en contact intime avec toutes les particules de café moulu pendant l@ durée .il; l'extraction.
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Cg,t,<5 on 1';.< fait remarquer précédemment, l'intérieur du reciplurt J'extraction 14 se trouve à la pression tmos--
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phbrique ou sous une pression relativement faible l'eau chaude dissout les constituants hydrosolubles du café moulu #
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t l'ensable eau - mouture de café est maintenu dans le ré- cipient d'extraction 14 suffisamment longtemps pour que s'é-
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tablisse un t,-t d'équilibre entre les constituants hydro-
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solubles dissous dans l'eau chaude et les mêmes constituants
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qui restent dans la café moulu/.
Cet établissement d'un étnt d'équilibre dans le liquide d'extraction est extrêmement lm-
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portant pour que le procédé assure la préparation d'un pro-
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duit instantané à base de caf-l fournissant une boisson d'une spvour et d'un Froide plus proches d'un café frarcheMft1t in- fuse- que ce qu'il r été possible de faire jusqu'ici.
Avec
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moulu
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uan rap-port au/c;fd/4'rnvi,ro: 3 : li on a constata nue lp cane -:l'tr;jtion' (;n constituants hydrosolubles du c*f<5 dans l'extrpit du récipient 14 au moment de l'équilibre entre les constituants hydrosolubles prcits dans le café et les mieimes constituants présents dans l'extrait tait d'environ 7. vin outre, ,b5 basais ont montra que l'on atteint l'état d'é- quilibre tn l'espace de 1C minutes environ pour la finesse
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spécifiée Peur un caf4 moulu plus grossièrement il faut
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rvi-ie:
snt un temps 'c-xtraction un peu plus long, L'extrait
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de café et les moutures de café sont diverses du récipient 14 dans un séparateur continu dans lequel la majeure
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partie de l'xtrit liquide est séparée des moutures de café
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et est ensuite envoyée dc.ns un réservoir de stockage 38
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d'extrait à fcible concentration. La température du liouide et bRis5 environ 4,5 C par passage à trnvers l'échangeur de température 22. Les moutures de café, débarrassées d'une partie -le lour eau,scnt ensuite soumises à une élimination pussi pouzsee nue possible de leur eau par passage du café dans l' (,v'cu;,tc.ur 2 qui enlève la plus grande partie de l'eau de la mouture de café en utilisant un dispositif
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pression tel qu'un tourniquet ou similaire.
Ensuite, les mou-
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tures di; cd' l"barréiss"es de l'eau sont envoyées dans l'un 1"-
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des récipients d'extraction constituant la série d'extrac- teurs 28, et cornue on le voit au schéma d'écoulement des liquides, les moutures sont pnenes dans le dernier réci- pient 90 de la batterie.
Quant à l'extrait liquide contenu dans le réservoir de stockage 38, il est alors dirigé vers le concentreur par congélation 42-qui est du type employé pour la congéla- tion partielle de l'eau dans divers typos de produits ali- mentaires liquides afin d'augmenter la concentration du produit. La glace qui se rassemble dans le concentrer 42 est éliminée suivant une méthode classioue et envoyée dans l'élément de fusion 5C et ensuite dirigée vers les réci- pients d'extraction 28 en vue de l'extraction poussée des moutures de café.
En utilisatn l'unité de fusion 50, la quantité d'eau employée dans le système est maintenue au minimum et les parties solubles du café entraînées par la glace sont récupérés en envoyant l'eau renfermant le café dans les extracteurs 28 qui agissent alors corme filtres.
Le concentreur par congélation 42 doit pouvoir aug- menter le concentration relative des constituants hydroso- lubies du café dans le liquide un taux d'environ 15 à 20% en poids par rapport eu liquide. A cet effet, on peut utili- ser un système de recyclages conjointement avec le concen- treur par congélation pour accroître dans la solution la concentration des constituants hydrosolubles jusqu'au taux désiré.
L'extrait provenant du concentreur 42 est ensuite dirigé vers le réservoir de stockage 46 dénommé réservoir de stockage d'extrait à faible concentration, morne si la con- centration des constituants hydrosolubles de l'extrait est supérieure à celle extraits 0 initialement dans le récipient
14, parce que la concentrât .'.en de cet extrait est sensible- ment inférieure à la concentration des constituants hydro- solublus contenus dans l'extit stocké dans le récipient 114.
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L'opération .l'extraction poussée s'efr (tue en fai- sant couler de l'eau à partir de l'élément de asion 50 ainsi que par la canalisation d'amended'eau extriure 58 à tra-
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vers le réchauffeur 1. pour élever la tempera 1-re de l'eau jusqu'à 177 C. L'eau chaude est -:,lors envoyée jiccessivement à travers les récipients d'extraction 64, 8, t et 90 montés j en série, l'eau entrant ainsi tout d'abord en ryntact avec les moutures de café qui ont été auparavant ex -pites au maximum ce qui permet au liquide d'extraction entrer fina- lement en contact avec les moutures de café le: plus fraîches.
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Cette façon d'opérer est connue en soi et pO! -' résultat la préparation d'un extrait le café liruide Rynt me concentra- tion en constituants hylrosolubles du café 3' pi ,îron 1? en poids par rapport à l'extrait. Il ±,-,ut toutefo..3 se rappeler que les constituants du cafd les plus importer ;s nuant 11. l'arôme et à la saveur, en vue de la préparation d'une bois- son possédant un arôme et une s¯avK.:ur identiques t une bois- son à base de café franchement infuse, ont été précédemment extraits du café moulu dans le récipient d'extraction 14.
La concentration des constituants hydrosolubles 3e l'extrait sortant du récipient 90 peut être attribuée au fait que la concentration des constituants hydrosolubles du café dans le liquide d'extraction augmente progressivement lorsque
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l'extrait traverse les récipients en s-rie 6, P2, Pus et 90 ce qui permet, pendant chaque phase successive, la dissolu- tion dans l'extrait de plus grandes quantités de constituants hydrosolubles à mesure que l'on se rapproche des conditions d'équilibre entre les constituants hydrosolubles de l'extrait et ceux restant dans le café moulu lors de chaque passage du liquide à travers un lit respectif de moutures de café.
L'extrait liquide provenant de la dernière phase de
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l'extraction se trouve si une tenprr-ture d'environ 12C C et est envoyé dans l'évaporateur instantané 96 pour permettre l'élimination de la vapeur d'eau de l'extrait et pour concen-
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trer l'extrait jusqu'à un certain degré.
Le liquide est
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iraraédiatement transfère dans le réservoir 102 de stockage d'extrait a concentration élevée, d'où le liquide peut
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Stre amené dans un concentreur z. évaporation 104 qui reçoit de la chaleur de la chaudière 60 et dans lequel on applique un vide important au liquide pu'il contient .La concentra- tion de l'extrait provenant du réservoir de stockage 102 peut être effectuée sans crainte de destruction des facteurs précieux d'arôme et de saveur de l'extrait puisqu'ils ont été repris dans l'extracteur 14 et que le premier extrait renfermant ces constituants précieux n'est pas soumis à des températures élevées ou à une autre opération physique qui serait nuisible eux constituants hydrosolubles de
l'extrait.
La concentration de l'extrait contenu dans le réservoir 102
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peut donc Ctre réalisée tu nieux d'une manière économique par utilisation d'un concntreur par Évaporation qui fournit des moyens appropriés contre l'encrassement des surfaces de transfert de chaleur} tel qu'un évaporateur à fil tom-
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bant. En tout cas, il est prfrable que le concentreur 104 t- soit capable d'augmenter la concentration des constituants nydroso1ub18s dans l'extrait de sortie de l'vaporateur jusqu'à. un taux i'0nviron 40 en poids. C'est ainsi que cet extrait à. concentration élevée est directement introduit dans le réservoir de stockage 114 voisin du réservoir de
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stockage 1.
Les extraits des réservoirs 46 et 114 sont alors envoyas dans le m lrnur 68 dans les proportions selon lesquelles ils sont produits . Dans l'exemple décrit, il i-t est préférable d 'éliminer suffisamment d'eau des extraits respectifs pour que la concentration des constituants hydro- solubles à la sortie du mélangeur 68 s'élève en moyenne à.
29% en poids du mélange , conduisant ainsi à un rendement de
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! per rapport au poids ka café moulu envoyé au départ dans l'extracteur 14. Un appareillage 118 pour le séchage par
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toDisftion peut alors être utilisé avantageusement pour
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sécher l'extrait et préparer un produit final à base de café qui peut être ajouta directement à de l'eau froide
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ou chaude pour fournir une boisson à base de ca±Ê* On re- parquera toutefois que la concentration des constituants hy drosolubles du mélange d'extraits transférés v.....'rs le se* choeur pur atomisation peut être modifiée selon les besoins.
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simplement en faisant varier la quantité d'eau retirée de
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l'extrait à orte concentration et de l'extrait à faible
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concentration . Le produit sec issu du sécheur 118 est
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conr0ble en tous points h d'autres produits instantanés
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secs à base de café préparés jusqu'ici en ce qui concerne
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la solubilité dans l'eau, la densité apparente, la facilite .''crsul4:ont au cours de la fabrication et le conditionne- Kent.
Il convient aussi de signnler que l'appareillege rctr'stnt4 schi-5m,%tiqiiement tu dessin correspond à un eppa-
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reil qui peut être utilisé dans une mise en oeuvre préférée
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du prou016 selon l'invention mais il est bien entendu tue
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la totalité le l'équipement décrit n'est pas nécessaire
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pour réaliser pratiquement le procède. De mcmet d'putres pièces d'équipement pourraient être utilisées h la place de celles in,3iruc.es pour effectuer des opérations éouiva- lentes. Le séparateur 20, l'unité ou élément de fusion 50 et l' <2"aporftur instantané 96 par exemple pourraient être
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entièrement supprimas sans nuire au fonctionnement du pro-
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célé.
Dans ce ces, il serait cependant nécessaire, pour
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assurer la fabrication d'un produit de haute qualité de
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nodifier c,;;rtpine3 conditions opératoires et des phases
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éventuelles du procède, ces modifications résultant des
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connaissr-nces normales des spécialistes.
Etant donn, que l'appareillage représenté et décrit permet d'= produire un extrait a. concentration élevée, un
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extraits faible concentration, un mélenge d'extrait à
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et d'extrait à faible concentration, ) forte concentration,/un produit s@ché par congélation à partir d'extraits à. forte concentration ou à faible concen- tration ou des deux, un produit liquide concentré à partir d'un extrait à concentrption élevée ou faible ou des d¯eux j et un produit séché par atomisationà paritr de l'extrait à concentration élevée, de l'extrait à faible concentration ou des doux,
il est évident que l'on peut au moins préparer les différents produits suivants et les ajouter à de l'eau chaude ou froide pour fournir une boisson à base de café.
Il est bien entendu que la liste ci-aprs ne limite en rien les combinaisons possibles résultant du présent procède.
1. - L'extrait à faible concentration du réservoir
46 peut être combiné avec l'extrait à concentration Elevée du réservoir 14 et ensuite s@ché par atomisation dans un sécheur 118 comme indiqué au schéma.
2. - L'extrait \ faible concentration qui s'écoule- rait normalement dans 1*. réservoir 4-6 peut être séché par congélation dans le s@cheur 74 et le produit sec conibiné avec un produit sché par atomisation obtenu par transfert de l'extrait à concentration élevée du réservoir 114 dans le sécheur 118.
3. - L'extrait à faible concentration qui doit être normalement envoyé dans le réservoir 46 peut être séché ppr congélation et conditionné pour la vente.
4.. - L'extrait à faible concentration du réservoir
46 peut être envoyé directement lans le sécheur par atomisa- tien 118 pour produire un proluit sché par atomisation prêt à la vente.
5. L'extrait à concentration élevée et l'extrait à faible concentration qui sont normalement dirigés vers les réservoirs 114- et 46 respectivement, peuvent être réunis et séchés dans un sécheur par congélation @.
6. - L'extrait à faible concentration qui est norma- lement dirigé vers le réservoir 46 peut être ultérieurement
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concentré et vendu corme produit liquide
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7. -L'extrait il .":l'hle conc"'ntt'nt10n ral; 1'ra.ar:it à concentration e-à.tcv,', r;d sor.t noiTnlont dirl'n vers les réservoirs 45 et 114 r r -tivwr.t, peuvent "fi r u1tl'riu... peut Otn renient concentrés et 1\ ";1.."::;C.' réur.:!j vtJrdu r(\l, forme d'un produit liquide.
Les conditions opératoires vit les r,"'r{'lr>t: r>es le fonctionnement du présent pracf.3." peuvent :';31" lE: . nt être modifiés sans sortir du c,, '4re de la présente tri i:nt'ton. Lp première e;.tr"'ction, par r : :ry.e, a f tf ,!"'cri.t.::'c(\M1"!I.:' #''t.nt effectuée en discontinu "'vue uti 1 if;;tion .l'un!: c1!'tf:!nt d'extraction. Cette phase yourr'1it t.vt'le"\r.'cnt .re r;'Ili8e en continu dans un extracteur de boue ou bien.'on pourrait
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utiliser une colonne du type constituant la H''ie d'extrac- teurs 28. On peut employer di;f0ren p;r?nu3-tions de café.
Les particules les plus cesses de café to)'rfi4 doivent de préférence passer à travers un t¯amis de naille 8 à 12. Lors- qu'on utilise un tel café moulu plus grossièrement, l'eau du récipient 14 devra être maintenu plus longtemps en con-
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tact avec les moutures, ;r exemple pendant 3C minutes.
On peut également faire varier dans c ertaines limites la température de l'eau envoyée dans le récipient 14. et on a déterminé que la température de l'eau peut être comprise entre 88 et 121 C. Cn enregistre des températures plus élevées en extrayant les constituants hydrosolubles des ré- sidus dans un récipient 14. sous une pression modérée de 0,35 à 0,7 kg/cm2.
On peut, de mène,.faire vprier dans certaines limites la température de l'eau envoyée dans les extracteurs 28 par
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lue canalisation r6, par exemple de 1490 à 177 C, ce oui oblige la température de l'extrait provenant de l'extracteur 90 à être comprise entre 80 et 121 C environ. On opérera à la température inférieure si on supprime l'vaporateur ins- tantané 96 de l'installation de traitement.
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Une autre variable est la quantité d'eau éliminée des extraits, comme expliqué auparavant, ce oui dépend du
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produit final recherché. Par exemple, la oupntité d'eau éliminée de l'extrait à forte concentration envoyée dans l'évaporateur 1C4 peut être facilement réglée pour donner ; un extrait liquide destiné au réservoir 114 qui possède une concentration en constituants hydrosolubles se situant ;
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entre 25 et 5.
Le rapport eau/café de 3 :1 précédemment établi
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qui fournit un extrait n. 'une concentration de 7 peut être ; codifié dans des li.ins comprises entre 2,5 : 1 et ,5 sl conduisant ainsi à un extrait à faible concentration dns i lequel sont dissous do 5 à 10% en poids de constituants so- '
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lubies dans lee:u. De plus, le rapport eau/cnfé de l'extrait à forte concsntrption provenant des extracteurs 28 peut être ! modifié pour fournir un extrait sortant de l'extracteur 90 avec une concentration en constituants hydrosolubles de 10% à 20% en poids par rapport au liquide.
Le but final du présent procéda étant un produit à base de café possédant des propriétés sensorielles se rap- prochant beaucoup plus d'un café normal franchement infusé
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préparé à partir du 11I"'e mélange de café torréfié, l'i!'I'Jpor: tance de l'extraction initiale du café moulu pour la prépa- ration d'un premiu- 3.ctr'1it avec une concentration relati- vement faiLle 8n constituants hydrosolubles et dans leouel 1 t e::traction est effectuée jusqu'à ce nue soient atteintes des conditions d'écuillbre dans l'extracteur, peut s'expli- quer cortme suit : du café torréfié moulu renferme normale- ment 25% environ de substances faciles 1. extraire 3, la pres- sion atmosphérique à l'aide d'eau chaude et à une concentra- tion d'infusion normale.
Parai ces constituants Hydrosolu- bles du café torréfié, qui peuvent être extraits à l'eau
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chaude, certains sont plus facilement s¯olub3.es dans l'eau
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chaude que d'à -res, certains sont plus importants oue d'au- trO.9, quant puy rectri!tiques d'arôme et de saveur d'un café infusé et L; certain nombre de constituants hydrosolu- bles pouvant ttr, retraits ruz l'eau chaude et importants pour l'arôme et la sav(. sont aussi moins facilement extraits eue d'autres constituai hydrosolubles.
Lors d'une infusion normale de caff torr'-"!.6 moulu en vue de la préparation d'une boisson infusée (dans '-.-.uelle la totalité des mâtures sou- bles du caf-:" dissoutes i,-01 la solution se trouve habituelle- ment à une concentration 1 ,75 à 1,251 en poids par rap- port à 1? boisson infuse) , '.'1 recueille dans l'infusion le spectre des constituants hydre .lubles rui définit la simi- litude nexirsnlo par rapport à 1 -.nfusion pouvant être obte- nue à partir du café torréfie mot..u particulier e;p7.oy; c'est cinsi que les divers consti.-,t,-4nts hydrosolubles recueil- lis dans ce domaine de concentrt1tif... se trouvent dans des proportions relatives rui dr'finissen',' la similitude maximale par rapport à une infusion.
Cn conçoit donc oue, lorsou'on aurasnte la concentration c, laquelle le café torréfie moulu est errait jusqu'à une valeur nettement plus l;levée qu'en- viron 1;. de matières totales dissoutes, l'extrait rf sultant, pprss reconstitution une concentration de boisson normale, varie dans une certaine mesure, nuint à la ss m313.tude du
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produit avec une infusion, ce cui dépend du taux de concen-
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tration des constituant" solubles dans l'eau de l'extrait On a constaté à présent que, lorsque la concentration des constituants hydrosolubles de 1' extrait est maintenue ex un taux inférieur à environ 10;
' et, de prfrence, inférieur à ¯ 7 environ, il n'y a nue peu de changements dans les propor- tions relatives des diverses siatières solubles extraites de
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l'extrait nui contribuent aux caractéristiques d'arôme et de saveur de la boisson préparée par introduction de l'ex- trait concentré dans une Quantité d'eau. C'est tour cette ison
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qu'avec, les concentrations croissantes aux@uelles le café torréfié est extrait à plus de 7 à 10%, les 'extraits ré- sultants (après reconstitution à une concentration de bois- son normale) présentent des spectres d'aromet at de saveur qui ressemblent de moins en moins à ceux d'une boisson nor- ; maternent infusée.
On estime ou'avec des concentrations croissantes de constituants hydrosolubles de l'extrait, ' au-dessus de 7% environ et en particulier pu-dessus de 10%, il se produit des changements dans les proportions relati- ves (par rapport à d'autres c nstituants hydrosolubles du café moulu) des diverses matières hydrosolubles extraites qui définissent la similitude par rapport à l'infusion.
Des essais ont montra qu'à des concentrations jusqu'à environ
7% et dans certains cas jusqu'environ 10%, les extraits résultants obtenus à pnrtir du café Moulu, après reconsti- tution à la concentration normale de l'infusion, sont iden- tiques à une infusion en ce qui concerne l'arore et la sa- saveur, bien que des extraits ayant un taux de concentration
Moins )de 10% soient/proches de l'infusion que des extraits pris à. une concentration plus faible.
C'et pour cptte raison que des concentrations d'extraits pris à des taux d'environ
12 à 15% de constituants hydrosolubles dans le liquide, four- nissent des produites qui sont nettement moins proches d'un , café franchement infusé et ressemblent au contraire davpntp- ge, qu?nt aux caractéristiques d'arone et de saveur, aux boissons instantanées courantes à base de café.
Le diminu- tion de similitude par rapport à l'infusion du produit ins- tantané en fonction de la concentration de l'extrait recueil- li à partir du café torréfie lors de la préparation du pro- duit instantané à base de café, peut s'expliquer par le fait que, à mesure que la concentration des constituants hydroso- lubles de l'extrait liquide augmente, la concentration crois- sante favorise l'extraction des substances plus facilement
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solubles du @afé torréfie et qu'inversèrent !le sup- prime la réc@pération de certaines des subst.'ces moins facilement silubles qui sont toutefois impor ntes pour la saveur¯,
L'imp@rtance de l'extraction des cens'! .tuants hydro- solubles du @@fé torréfi@ noulu à une concent @tion limitée des constitua @ts hydrosolubles du café doit @alement être relire à l'i@@e que l'extrait à faible concentration doit atteindre les conditions d'équilibre entre les constituants hydrosoluble: du café torréfié moulu et ceux oui se sont dissous dans le premie extrait.
Lorsqu'on n'atteint pas l'équilibre total entre les constituants hydrosolubles se trouvant encore dans les particules de café torréfié et ceux dissous dans retrait, les constituants hydrosolubles de la solution sont beaucoup plus levs dans les substances plus facilement solubles.
Une installation d'extraction utilisant une srie de récipients contenant chacun un lit statique de café torréfié moulu et % travers lesquels on fait ' passer de l'eau chaude, ne permet normlenent pas l'@tablis- sèment d'un état d'équilibre entre les constituants hydroso- lubles du liquide d'extraction et les mêmes constituants du café moulu parce Que l'extrait renferme des constituants hy- drosolubles à une concentration qui est une moyenne de con- centrations plus élevées et plus basses.
Cn en déduit par conséquent que les parties de l'extrait final prises à des concentrations supérieures aux concentrations moyennes seront plus éloigées d'une infusion qu'un extrait pris à la même concentration globale dans des conditions d'équilibre.
La possibilité d'exploitation industrielle du présent procédé repose sur la découverte surprenante que lorsqu'on effectue une extraction initiale dans des conditions d'équi- libre pour éliminer du café torréfié moulu, les constituants les plus charges de saveur et que l'on effectue une autre
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extraction poussée pour extraire une quantité notable des constituants hydrosolubles du café moulu, l'extrait peut alors être concentré, m@langé et sché pour fournir un pro- duit qui, cjouté à de l'eau en vue de la préparation d 'un café de concentration normale,
conduit à une boisson qui possède des caractéristiques d'arôme et de saveur se rappro- chant davantage d'un café fraîchement infusé que n'importe quel café instantané préparé auparavant ,et ceci malgré l'introduction dans le produit d'un extrait séché obtenu par une extraction poussée du café torréfie moulu.
On peut préparer ainsi un produit possédant sous sa forme finale lE! densité apparente requise mais dans lequel les constituants communiquent à la boisson préparée à partir de là sensible- ment les mêmes arome et saveur qu'un café franchement infusé et ne sont ni casqués ni défavorablement affectas par d'au- tres Matières solubles du café présentes dans le produit instantané. Celé.
est vrai même si les e@traits liquides sont séchés dans un sécheur par atomisation classique qui fournit la densité apparente requise, la facilité d'écoulement et - la solubilité dans de 7.',.au chaule ou froide.