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Procédé pour la préparation de café soluble.
La présente invention concerne un procédé pour produire du café soluble, et plus particulièrement un procédé perfectionne pour la dessiccation par pulvé- risation du café.
Le café soluble est actuellement produit par dessiccation par pulvérisation de l'extrait de café à des températures élevées (260 C ou plus) qui provoquent l'évaporation rapide ou l'évaporation ins- tantanée de l'eau contenue dans l'extrait. Ce mode de des-
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siccation par pulvérisation a l'avantage d'être relative. ment économique, du fait desgrardes vitesses de dessication possibles. Cependant, les tempe ratures élevées de l'air utilisées pour cette évaporation instantanée entratnent une perte substantielle de nombreux composés aromatiques volatils, en particulier de ceux dont le point d'ébullition est inférieur à celui de l'eau.
C'est la raison pour laquelle les cafés instantanés actuels peuvent être considérés comme sensiblement exempts de composés aromatiques volatils.
L'arôme de oes cafés "instantanés" est habituellement ajouté au café après la dessiccation par pulvérisation par applica- tion d'huile de café avec ou sans composés aromatiques vola- tils sur la poudre de café, Bien qu'il en résulte une amélioration de l'arôme à l'ouverture du récipient contenant le café instantané, il n'en résulte pas une amélioration appréciable de la saveur du café reconstitué dans la tasse.
Pour tenter de retenir une plus grande par- tie des composés volatils, il a été essayé de provoquer la dessiccation par pulvérisation à des températures infé- rieures à 65 C, par exemple de 0 C à 60 C. Cependant, ce mode d'opérer n'est pas pratique, parce qu'il nécessite l'uti- lisation d'air pré-séché et des colonnes importantes pour que les particules pulvérisées d'extrait tombent pendant un temps suffisant pour la dessiccation,
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Il est par cuite nécessaire de trouver un prooédé permettant la dessiccation par pulvérisation du café afin qu'il contienne un pourcentage élevé de compo- ses aromatiques volatils habituellement perdus par le @ procédé classique.
La présente Invention est basée sur la constatation qu'un café soluble d'un arôme et d'une saveur améliorés peut être obtenu par un procédé consistant à former un extrait aqueux de solides de oafé grillé, cet . extrait ayant une teneur en solides solubles de 40 à 46%, et ensuite à assurer la dessiccation par pulvérisation en formant des gouttelettes de 100 à 250micros, avec une température de 105 C à 122 C à l'entrée et de 93 C à 105 C à la sortie.
La présente invention a par suite pour but d'établir un procédé pour produire du café soluble, comportant la dessicoation par puhérisation d'un extrait aqueux de café contenant de 40 à 46% en poids de solides, aveo pulvérisation en gouttelettes de 100 à 250 micron:, et avec des températures du gaz de dessiccation comprises et des températures du gaz de dessiocation comprises
Il peut être considéré que les résultats supérieurs obtenus par le procédé selon l'invention sont dus à la formation d'un film superficiel protecteur de solides
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de café sec formé sur chaque particule pendar.t sa dessicoa- tion, Ce film sert à enfermer ou emprisonner les composes volatils présents à l'intérieur de chaque particule de café pendant son séchage.
Aux très basses températures (en dessous de 65 C) , il peut être considère que la formation de ce film est trop lente pour que les composés volatils soient retenus dans les particules de café, et qu'aux températures élevées habituelles à l'entrée de l'appareil de dessiccation par pul- vérisation, la formation du film est suffisamment rapide, mais ne permet pas une retenue efficace des composés volatils en raison des forces importantes d'entratnement existant pour l'évaporation instantanée de l'eau des particules.
Bien que le procédé selon l'invention puis- se utiliser les techniques classiques à courants dans le même sens et à contre-courant pour la dessiccation par pul- vérisation, il est préférable d'effectuer cette dessiccation par pulvérisation de la façon dite à écoulement renversé.
Cette dernière technique de dessiccation est décrite dans le brevet français n 1 006 474 du 23 Avril 1952. Suivant ce procédé, le liquide est pulvérisé à travers un ajutage situé au fond de la chambre de dessiccation par pulvérisation, et il est projeté verticalement vers le haut. Les gouttelettes suivent des trajectoires ascendantes à travers la zone de dessiccation jusqu'à avoir une vitesse nulle, et ensuite elles commencent à tomber librement par gravité et sous l'influenoe
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de la circulation d'air de séchage.
Ce type de dessiccation permet le séchage de chaque gouttelette de café d'une façon favorisant la retenue des composés aromatiques volatils dans les gouttelettes des différentes dimensions, parce que chaque gouttelette est maintenue dans la zone de séchage pendant le temps minimal de séchage nécessaire pour cette gouttelette, le temps de séchage étant proportion- nel à la dimension de la particule.
Ce procédé de dessiccation par pulvérisa- tion dans les conditions utilisées selon la présente inven.. tion permet de retenir 80 à 95% des composés aromatiques volatils existant dans l'extrait avant la dessiccation.
Les composés volatils retenus de façon prédominante sont ceux dont le point d'ébullition est inférieur à 100 C. Quand d'autres types de dessiccation par pulvérisation sont uti- lisés, par exemple à oourants dans le même sens ou à contre- courant, la retenue des composés aromatiques volatils est inférieure et en général de l'ordre de 60 à 85%. La concen- tration des solides solubles dans l'extrait doit être de 40 à 46% avant la dessiccation par pulvérisation. L'extrait à cette concentration peut être obtenu par des techniques con- nues.
Dans le cas où un extrait liquide d'une concentration plus faible contient les composés aromatiques désirables doit être concentré à plus de 40% de solides, il est essen-
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tiel que la oonoentration soit conduite de façon à éviter la dégradation ou la perte de ces composes aromatiques, Des températures supérieures à 150 C doivent par suite être évi- tées. La concentration par congélation ou d'autres procédés de concentration à basse température peuvent être utilisés.
Dans le cas où l'extrait de café est désaromatisé (les compo- sés aromatiques volatils ayant été éliminés à une étape anté- rieure), il n'est pas essentiel d'éviter complètement la con- centration à haute température. Cependant il doit être pris soin de ne pas dégrader l'extrait liquide même si les com- posés aromatiques ont été préalablement supprimés des solides du café.
D'une façon générale, la matière aromatique supprimée est de l'huile de café sous la forme d'huile expri- mée, et des composés aromatiques volatils sous la forme d'arômes volatils distillés dans de la vapeur d'eau, de la façon décrite dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 2 562 206 et 3 132 946. Ce sont les composés aromatiques volatils qui sont dégradés par des températures élevées pendant le séchage. Bien entendu, d'autres arômes volatils, par exemple ceux distillés sous vide, peuvent être utilisés pour rétablir la saveur bien qu'ils ne soient pas préférés, Ces fractions aromatiques sont déorites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 680 786 et 3 035 922 Ces composés volatils sont ajoutés à l'extrait de café après
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la oonoentration.
La dessiccation par pulvérisation de l'ex- trait aromatisé est ensuite conduite aux températures et entre les limites de concentrations indiquées ci-dessus.
La température d'entrée de 105 C à 122 C et la plage des concentrations spécifiées permettent la conservation de 90 à 95% d'arômes volatils dans le cas d'une fraction d'arômes distillés dans de la vapeur d'eau du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 132 947 précitée et avec dessiccation par pulvérisation à renversement de l'écoulement.
Les particules de café pulvérisées doivent avoir des dimensions comprises entre 100 et 250 microns, et le temps de séjour des particules dans la chambre de dessiccation est de l'ordre de 10 à 30 secondes.
Les dimensions des particules de café pulvérisées ont peu d'importance entre les limites indi- quées ci-dessus, du moment que le contact initial aveo l'air de séchage est suffisamment modéré pour permettre la forma- tion pendant le séchage d'un film retenant les arômes autour des particules humides, et que la force de séchage pendant le reste du cycle de dessiccation ne provoque pas la vapori- sation des matières volatiles pendant l'extraction de l'hu- midité. Cependant, pour les paticules les plus grosses, le temps de séjour nécessaire dans la zone de dessiccation
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est: supérieur,
S'il est néoessaire de préchauffer l'ex- trait concentré avant sa dessiccation pour éviter les diffi- cultés de pulvérisation, cette opération doit avoir lieu sous pression pour éviter la porte de produits volatils.
Cependant, le préohauffage n'est en général pas nécessaire avec les conditions indiquées ci-dessus.
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En raison de l'opération de concentra* tion nécessaire avant la dessiccation par pulvérisation, le café sec obtenu peut avoir une densité supérieure à cel- le d'un café soluble habituel. Cette densité peut être réduite par des techniques connues d'agglomération.
L'invention est illustrée plus parti ou- librement par les exemples suivants: EXEMPLE 1
100 kg de café entièrement grillé sont placés dans un pressoir industriel à vis sans fin tournant dans une enveloppe perforée aveo progression dans le même sens que l'arrivée du café pour la dessiccation sous une pression manométrique de 700 kg/cm2. La quantité d'huile obtenue est de 8kg et cette huile est ensuite olarifiée par passage à travers un filtre-presse industriel. Il en résulte 6kg d'huile clarifiée et 2kg de fines. L'expression de l'huile et la clarification sont conduites en atmosphère
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d'anhydride carbonique pour éviter la dégradation de l'huile.
L'huile clarifiée est ensuite conservée à 10 C dans de l'anhydride carbonique, jusqu'à être utilisée.
Le tourteau résultant de l'extraction de l'huile du café est ensuite formé en pastilles par extru- sion à travers une filière à orifices de 9,5mm et en décou- pant le produit extrudé pour obtenir des pastilles d'une ion- gueur de 9,5 à 12,7mm. Ces pastilles sont ensuite mélangeas à 400kg de café grillé moulu. Ce mélange est placé dans un extracteur de café classique d'un diamètre d'environ 500mm et d'une hauteur de 6m. De la vapeur d'eau sous une pression manométrique de 0,14 à 0,21 kg/cm2 est envoyée dans le fond du percolateur pour traverser la colonne de café afin de le mouiller et de distiller les composés aromatiques volatils.
Le passage de la vapeur à travers la colonne est maintenu pendant 25 mn Les vapeurs formées en tête de colonne sont collectées pendant au moins dix minutes de passage de la vapeur, et ces vapeurs sont condensées dans un condenseur à saumure à environ 1,7 C en atmosphère d'anhydride oarboni- que. La quantité collectée de distillat de vapeur est de 5 000 cm3. Ce distillat est ensuite oonservé à 1,7 C jusqu'à son utilisation.
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Le café traité à la vapeur est ensuite soumis à l'extraction avec 1 500 litres d'eau par des techniques classiques de peroolation du café pour la produotion de café soluble. La. quantité de solides solubles extraits est de 150 kg, et ce produit est collecté sous la forme d'extrait liquide pesant 450 kg. L'extrait désaromatisé ayant une concentration en solides de 26 % est ensuite concentré par consolation à 45 % de solides par réfrigé- ration de l'extrait -5,5 C avec attraction de l'eau sous la forme do cristaux de glaces. L'extrait est ensuite réchauffé à 15,5 C. Une quantité d'environ 45 kg d'extrait concentré est ensuite prélevée.
Une quantité de 3 kg de l'huile exprimée est ensuite chauffée à 18 C, et elle est dispersée dans les 45 kg d'extrait par homogénéisation sous une pression manométrique de 140 kg/om2,. Le distillat de vapeur est ensuite ajouté et mélangé au produit obtenu.
Les deux charges de café sont ensuite mélangées et envoy6es dans une colonne do dessiccation par pulvérisation à cou- rants de même sens d'un diamètre de 3,6 m ayant une zone de séchage d'une hauteur d'environ 5,4 m. La hauteur totale de la colonne est de 13,50 m. L'extrait de café est pulvérisé dans des conditions oonvenables de pression pbur obtenir des particules de dimensions maximales de 250 à 300 microns.
La température à l'entrée est réglée entre environ 105 et 108 C. Le temps de séjour des particules est
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compris entre 10 et 30 secondes avant l'éohappement de l'air chaud à une température d'environ 93 C, Le café seo obtenu a une teneur en humidité de 3 %, une densité apparente de 0,35 g/cm3, et il peut être reconstitue pour obtenir un café soluble ayant un arôme et une saveur supérieure à ceux d'un café instantané obtenu par des techniques antérieures,
La conservation de l'arôme, mesurée par chromatographie des gaz, est d'environ 85 %,
ce qui peut être comparé à une conservation de 70 % pour une temp6- rature de 65 à l'entrée et de 54 C à la sortie et de 65@% pour une température de 150 C à l'entrée et une température de 127 C à la sortie. Pour des températures à l'entrée infé- rieures à 65 C ou supérieures à 150 Cà, les quantités retenues tombent rapidement à moins de 50 %. Pour 32 C ainsi que pour 260 C, la conservation de l'arôme est inférieure @ 30 %. Ainsi, pour 32 C à l'entrée et 24 C à la sortie la conservation des composés aromatiques tombe en dessous de 30 %. Pour 260 C à l'entrée et 213 C à la sortie, la conservation est inférieure à 20 %.
EXEMPLE 2.
L'exemple 1 est répété, sauf que la dessiecation de l'extrait aromatisé concentré est effectuée de la façon suivante.
Un pulvérisateur à deux fluides produisant le mélange à l'extérieur est monté à environ 1,8 m au-dessus du fond de la chambre de dessiccation pour une projection verticalement vers le haut. La dessiccation-par
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pulvérisation est effectuée dans un appareil vertical du type à double cône d'un diamètre de 3,60 m et d'une hauteur de 13,50 m. Les conditions de pulvérisation sont choisies pour obtenir des gouttelettes d'une dimension maximale d'environ 250 microns, les gouttelettes étant projetées suivant une trajectoire les faisant passer près do l'extrémité supérieure de la chambre.
L'extrait concentré est envoyé avec un débit de 52 kg/h dans l'ajutage pulvé- risateur sous une pression manométrique d'environ 0,35 kg/om2 poutre pulvérisé en particules de 250 microns au maximum. pe l'air de séchage chauffé à 121 C traverse un distributeur situé à la partie supérieure de la chambre de séchage, avec un débit de 140 m3/mn pour passer vers le bas. L'air sort de l'appareil à travers un conduit situé entre les cônes à une température de 102 Cà, La teneur en humidité du produit final est de 3 % et sa densité apparente de 0,4 g/mc3.
La conservation des composés aroma- tiques mesurée par ohromatographie des gaz d'un échantillon obtenu suivant cet exemple est de 95 %, ce qui peut être comparé à une conservation de 80 % pour 65 à l'entrée et 70 % pour 150 C à l'entrée. Comme dans le cas de l'exemple 1, pour des températures à l'entrée inférieures à
65 C et supérieures à 150 C, les valeurs de conservation par mesure ohromatographique tombent à moins de 50 %.
Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte ( de son cadre.