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"Procédé d'obtention de café instantané."
La présente invention se rapporte à la fabrica- tion de café instantané elle concerne un procédé unique en son genrepour fabriquer du café instantané à partir d'un mélange de grains de café, ce procédé permet en effet d'obtenir le maximum d'apportsd'arômesde divers types de grains de café.
Sous sa forme la plus simple,la fabrication de café instantané consiste à extraire par de l'eau dès grains de café torréfiés et moulus et à sécher l'extrait pour former des particules de café instantané. Le produit obtenu a un arôme fondamental et neutre de café, mais il lui manque les riches qualités aromatiques du café fraîchement infusé. C'est un fait bien reconnu que bien des composants intéressants du goût et de l'arôme du café torréfié et moulu se trouvent perdus ou dé- truits au cours des opérations courantes d'extraction par l'eau et de séchage.,
On a décrit dans la technique antérieure deux procédés fondamentaux par lesquels les composants fugitifs de
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l'ar4xe du café torréfié et moulu peuvent être conservés dans les 9.r4$ 1nata.nta.nas obtenus cpmme produits Les deux procédés concistent à séparer les composants de l'arôme avant de procder à l'opération de l'extraction par l'eau et à ré-ïng0r- porer ces composants à. un stade ultérieur du traitement. Le
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premier procède; et le plus courait; consiste C faire appel au vide, ou à des techniques d'entratnement par la vapeur eu dsautres techniques de distillation, pour séparer da café torrdtid et Nouiu les composants volatils de lyarame.
On condense les produits volatils et on les ajoute, soit à l'extrait de café avant de le s;$cher, soit aux particules sectes de caf4 instartanà, en gJn;:rs.l irru:1JdJ.ate!!lent avant l'empaquetage. La seconde çonsiste à chasser l'huile des grains de caré'torrérês et à pulvériser cette huile sur les particules de café instar seo et terminé*
Dans le but de fabriquer en tant que produit
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un café lan* qui ait un arôme acceptable et qui soit cependant économiquement réalisable" il est nécessaire d'utiliser un Mélange de divers tyes de grains de café. Les grains de café
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les plus intéressants sont ceux dont la teneur en arôme de café, riche et aromatique, est la plus élevée.
Ces grains de très bonne qualité sont pour la plupart trop rares et trop coûteux
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pour rulor., les utilise exclusivement. Par conséquent on utilise uniquement la quantité de ces grains coûteux qui est nécessaire pour donner au produit final l'arôme d'excellente qualité, que l'on désire* Le complément du mélange est constitué (a) de grains de qualité intermédiaire qui, bien que pas abondants en arôme de café riche et aromatique, fournissent en fait un arôme
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fondamental et neutre de fafé, et (b) de grains de qualité inférieure qui possèdent iréquezment, en plus de l'arôme neutre de café, un certain arôme que l'on ne trouve pas dans le café frai-
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chenent préparé, de bonne qualité.
Lorsqu'on traite un mélange de cafés de manière
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à obtenir les arômes de café les plus intéressants à partir des
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meilleurs grains de café (en faisant appel' notamment 11 des teeh- niques de distillation et à celles qui consistent à chasser l'huile), il se forme en même temps des substances aromatiques nuisibles à partir des grains moins intéressants.
Ces substances aromatiquesnuisibles atténuent la qualité fournie par les grains meilleurs et sont dans certains cas suffisamment fortes pour être perceptibles sous forme d'arômes "légèrement désagréa- bles". Il serait extrêmement souhaitable d'être à même de traiter un mélange de grains de café d'une manière telle que tous les composants de l'arôme soient séparés des grains de très bonne qualité et que seuls les composants,de goût neutre soient séparés des grains de qualité inférieure* La présente invention a pour but d'apporter un tel procédé ainsi que le produit obtenu par ce procédé-. D'autres buts et avantages de l'invention seront exposés dans ce qui suit et ils apparattront à la lecture de la description ci-après de l'invention.
La présente invention consiste en un procédé d'obtention en tant que produit,d'un café instantané à arôme
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en;;1<hi., en partant de plusieurs qualités de grains de café et i :Le eownr2nd les stades suivants : (a) on sépare les grains en au moins deux parties,comprenant une première partie de grains
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ui après torréfaction; est riche en arôme de café moins inté- 1.e3Sant, ?me seconde partie de grains qui, après torréfaction, et elel-4e en arôme de café plus intéressant: tb) on torréfie et on uioud séparément chaque partie de grains; (CI on extrait .ta l"e!J1i(!'!] partie de grains de café pour former un premier ex- trait de cat4, et on sèche le premier extrait de café pour former enc 4: e s.ro pou.e d9 café:
(d) on distille et on condense ;;)' .1.1 Biolns- 'r.tr:i J:!!1:i::-:.e de la seconde partie de crains une fraction :\ro:n:\i'1':' 71atilss (é!) on extrait la deuxième partie de glaànsj x?'ir rc-, >-r m ssaond extrait de café: (f3 on mélange 1 .2±CJS6 Tii'>C?z?4î; de zat4 et la. fraction volatile aromatique
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provenant du stade (d), et on sèche le mélange pour former #. une seconde poudre de café: (g) on mélange la première poudre de café et la seconde poudre de café.
Lorsqu'on traite comme on l'a exposé ci-dessus un mélange de différentes qualités de café, le café instantané résultant a un arôme ressemblant plus à celui d'une infusion que lorsqu'on traite l'ensemble du mélange en un seul bloc. Il est également possible d'obtenir un rendement supérieur en café instantané pour une quantité donnée de grains de café.
On peut obtenir les avantages ci-dessus par le fait que chaque fraction de grains est torréfiée pour déterminer une formation optimale d'arôme pour ce type de grains de café; chaque fraction est extraite à une température et d'une manière telle que cela donne le rendement maximal pour ce type de grains, ce qui est compatable avec la conservation de l'arôme; et on sèche chaque extrait d'une manière telle que les pertes en composants intéressants de l'arôme soient réduites au minimum.
De plus, les substances aromatiques intéressantes qui sont obtenues à partir de la fraction de grains qui est riche en arôme de café plus intéressant, s'obtiennent sans en même temps obtenir des substances d'arôme légèrement désagréable à partir des grains de qualité inférieure,
Dans ce qui suit, 1?invention est fréquemment exposée' sous la forme d'une de ses formes de réalisation préférées, c'est-à-dire la séparation des grains de café en deux par- ties seulement avant le traitement. Il y a avantage à opérer de cette manière, en raison des diverses restrictions de durée et d'appareillage qui s'imposent lorsqu'on traite séparément trois ou plus de trois parties de grains.
On peut cependant obtenir encore d'autres avantages en séparantles grains decafé en plus de deux parties,. pour permettre un traitement qui est plus exacte- ment conçu pour les types de grains qui sent utilisés dans chaque fraction* Cotte invention comprend sellas des opérations dans lesquelles les grains sons faites en deux, troll ou plus de trois
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parties séparées.
parties Pour séparer les types de grains de café en différentes parties, la quantité de grains qui est introduite dans chaque fraction varie avec le genre de mélange de grains de café utilisé et la qualité de produit que l'on désire finalement obtenir. Pour obtenir les avantages de cette invention, il est seulement nécessaire qu'il y ait une différence importante entre les qualités d'arôme que possèdent les différentes parties de grains. Les grains. ayant une qualité d'arôme supérieure (c'est-à-dire riches en arôme de café le plus intéressant), pont séparés pour un traitement conçu de manière transporter l'arôme de très bonne qualité jusque dans le produit final, cornue on l'exposera plus en détail ci-dessous .
D'une manière analogue, les grains dont l'arôme est de qualité inférieure (c'est-à-dire riches en arôme de café moins intéressant), sont séparés pour un traitement conçu pour conserver au maximum l'arôme de café intéressant et neutre et pour réduire au minimum la conservation d'arôme légèrement désagréable, ainsi qu'on le décrira plus en détail ci-après.
Comme on l'a indiqué plus haut, la plupart des mélanges de grains de café utilisés dans la fabrication de café instantané renferment une proportion assez importante de grains de très bonne qualité µ comme les Antiguas du Guatemala, les Medellins de Colombie, les Tapachulas du Mexique, et les Semidurs du Costa Rica. En tant que catégorie, des grains de ce genre sont communément appelés "Washed Arabicas, de qualité su- périeure". Dans la mise en oeuvre du procédé de cette invention, il est souhaitable que les grains d'excellente qualité de ce type constituent une partie ou la totalité de la fraction de grains qui est riche en arôme de café plus intéressant.
Ils constituent de préférence de 10 à 90% en poids environ,et de préférence encore de 30 à 70 % en poids environ,de cette partie. Le complément est composé de grains de café de qualité intermédiaire, qui
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sont décrite ci-après.
Comme exemples de grains de qualité inférieure couramment utilises dans des mélanges de café pour la fabrication de café instantané, il y a les variétés dites Honduras Natural, Victoria Brazils, Uganda Robustas et Indonesian Robustas. Pour des raisons de possibilité d'obtention et d'ordre économique, il est souhaitable que les grains de ce typeconstituent une partie ou la totalité de la partie de grains de café qui est riche en arôme de café moins intéressant. Ils constituent de préférence de 30 à 90 % en poids environ, et de préférence encore de 40 à 80 % en poids environ, de cette partie.
Le complément est composé de grains de qualité intermédiaire qui sont décrits ci-après.
Entre les catégories décrites ci-dessus de grains de café de qualité supérieure et de qualité inférieure, il existe un grand nombre de types de grains de qualité intermédiaire, comme les variétés dites Guatemalan Prime Washed, Honduras Standard, Brazilian Santos et Brazilian Paranas. Ces grains apportent à la fois les substances aromatiques du café les plus et les moins intéressantes. La qualité du produit final que l'on désire détermine la manière suivant laquelle on utilise les grains de qualité intermédiaire.
Pour un café instantané d'arôme amé- lioré et à prix de revient peu élevé) les grains de qualité intermédiaire peuvent constituer la totalité ou la presque totalité de la partie de grains riche en arôme de café le plus intéres- sant et Ils peuvent être traités en même, temps qu'une partie des grains de qualité inférieure décrits ci-dessus. D'autre part, les grains de qualité intermédiaire peuvent constituer la totalité ou presque la totalité de la partie de grains riche en arôme de café moins intéressant et on peut les traiter en même temps qu'une partie des grains de très bonne qualité décrits plus haut.
Ce produit est un café instantané dont l'arôme est amélioré, de prix de revient élevé et de qualité exelptionnelle.
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Dans le mode de mise en oeuvra préféré de 1'in- vention, on utilise les trois catégories de qualité et les grains de qualité intermédiaire sont traités en mélange avec les grains de qualité inférieure.
Dans une variante, les grains de qualité inférieure sont divisés en une fraction principale et une fractien moins importante, la fraction principale étant traitée en mélange avec les grains de qualité inférieure et la fraction de moindre importance étant traitée en mélange avec les grains de qualité supérieure, à condition que la division des grains de suziité intermédiaire entre les deux parties n'ait pas pour conséquence une égalisation de la qualité globale d'arôme des deux fractions.
Lorsqu'on utilise seulement deux fractions de grains dans le procédé décrit ici-même, la fraction de grains
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riche en aràmé de café plus intéressant constitue de 20 à 90 % en poids environ, et de préférence encore de 30 à 70 %/poids environ,du total des grains de café utilisés.
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La différence, c'est..à-d1re de 10 '-è 80 % en poids envi#on, et de préférence de 30 à 70 % en poids environ du total des grains de café, est constituée de grains riches en arôme de
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café moins 1ntérssant Lorsqu'on opère avec plus de deux fractions de grains de café, la fraction de grains de café qui est riche en
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ar.à7T S.e eafé le plus intéressant peut constituer de 5 à 90 % en i poids environ d'Il total des grains de café utilisés.
Bile constitue de préfépQRce de 10 à !0 % environ, et de préférence encore de 20 à 50 )1 en poids environ, du total des grains de café utilesés. La fza-,t4,.cn des grains de café qui est riche en arôme de café mo.ns intéressant peut cns't1tue:r entre 5 et 9, % en poids 2.;i*1.ron de 11';. quantité totale de gratns de café utilisés. Elle <1±stitue de p:.ô::"9rence (le 5 à '10 % en poids environ, et de pr4- . fërenûc encoce ?a plus de 60 ai en poids environ, du total des grains d9 U,!Lf 6 utilisés. La ou les f restions restantes, qui sont
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composées de grains de café de qualités comprises entre celles des deux fractions si-dessus,constituent le complément du mé- lange.
Une fois les fractions séparées de grains formées, on torréfie chaque fraction de grains jusqu'au point final optimal pour le ou les types de grains contenus dans cette fraction. Il existe des différences importantes entre les points finals souhaitables, parmi les divers types de grains de café, et ces opérations de torréfaction séparées permettent de parvenir, dans tous les grains, à un développement optimal de l'arôme.
Ceci n'est pas possible si l'on torréfie la totalité du mélange en un seul bloc.
Un des procédés les plus courants pour déterminer le point final de torréfaction consiste à mesurer la couleur
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des grains sur l'échelle de couleurs Hunter 'in". L'utilisation de cette échelle de couleurs et d'une manière générale le système dit "Hunter Color System" sont expliqués dans un article de
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R.S. Hunter Intitulé "PhotoGlectr1c Color Différence Mêler", paru dans le Journal of the Opt1cal Society of America, Vol. 48t pages 985-95, 1958. Avec la hunter 00101' 'IL', Scare, on mesure dans son principe les qualités de clair et de foncée allant du noir absolu pour L = 0 au blaie absolu pour L 100.
Bien qu'il y ait quelques différences dans les catégories,les
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grains de qualité inférieure sont normalement torréfiés jusqu'à une valeur de l'échelle Eanter Color 111411 comprise entre 18 et 28 environ; des grains de qualité intermédiaire sont normalement torréfiés jusqu'à une valeur de 1'échalle Hunier Color fiL" comprise entre 17 et 20 environ; et des grains de qualité supérie=.zr e : rn t torréfiés normalement ju.s qu 9 l une valeur de l'échelle Hunier Color 'IL',, comprise entre 18 et 20 environ.
Les appareils et les procédés que l'on utilise
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"')0'1:" torréfier des grains de café ne constituent aucune limitation à cette invention. On peut faire .pe3. un quelconque des
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appareils ou procédés utilisas antérieurement. On peut trouver des descriptions types de ce matériel et de ces procédés, par exemple dans l'ouvrage de Sivetz & Foote intitula "Coffee Processing Technology", Avi Publishing C , West port, Connecticut, Etats-Unis d'Amérique,1963, Vol. 1, pages 203 - 226.
Après l'opération de torréfaotion, dans le procédé de cette invention, oh a obtenu dans chaque fraction de grains un développement maximal de l'arôme et, dans une forme de réalisation préférée de cette invention, l'huile de café est chassée d'au moins une partie de la fraction de grains de café qui est riche en saveur de café la plus intéressante.
L'huile de café, qui est ajoutée à la poudre sche de café instantané avant l'empaquetage, peut représenter de 0,2 à 1,2 % en poids environ du café instantané séché final, obtenu comme produite On refroidit de préférence l'huile imné- diatement après qu'elle a été chassée, de façon à empêcher que les substances aromatiques contenues dans l'huile se détériorent.
Des machines ainsi que des procédés types pour chasser l'huile se trouvent décrits par exemple dans l'ouvrage de Sivetz intitulé "Coffée Processing Technology", Avi Publishing Company, Westport Connecticut, Etats-Unis d'Amérique, 1963, Vol. 2, pages 27 à 30.
En variante, on peut tirer l'huile de café d'un lot séparé. de grains de café, c'est-à-dire de grains qui ne sont pas utilisés dans le présent procédé, mais qui peuvent être utilisés dans d'autres buts par exemple pour préparer du véritable café empaqueté sous vide.
Dans la préparation pour l'extraction, les grains sont moulus après avoir été torréfias. Normalement, la mouture est d'une grosseur telle que 50 % en poids 'environ du café 'moulu sont retenus sur un tamis à mailles de 2,4 mm.
Toutefois cette grosseur varie dans une gamme étendue, selon l'appareil que l'on utilise pour la mouture.
Tout café dont l'huile a été chassée se trouve sous forme extrêmement particulaire et il n'est pas nécessaire
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de le- @@@dre. Ce café, connu sons le nom de farine de café, peut être rajouté à la fraction appropriée de café torréfié et moulu, pour un nouveau traitement. la farine peut être uti- lisée sous sa forne naturelle, ou bien on peut la pastiller d'une manière connue, avant de la rajouter au café torréfié et moulu.
Après avoir moulu séparément les fractions de grains,on distille une fraction aromatique volatile de la fraction des grains qui est riche en arôme de café le plus intéressant, puis on la. condense. On réalise la distillation de préférence en dj,sposant le café torréfié et moulu dans une colonne allongée et en le distillant à la vapeur d'eau pendant à 45 minutes environ, et de préférence pendant 10 à 35 minutes, environ, avec un débit suffisant pour donner un mouillage des particules de café par la vapeur condensée et une élimination progressive des constituants aromatiques volatils, du café.
Ces constituants aromatiques sont mis en liberté par l'action combinée de l'élévation de la température et de la vapeur d'eau con- densée. La fraction aromatique qui est séparée est condensée, de préférence entre -18 et 424 C environles vapeurs non condensées étant arrêtées dans un condenseur cryogénique à -79 C. Le poids de distillat condensé doit représenter entre
1 % et 25 % en poids environ du café torréfié et moulu utilisé dans l'opération de distillation. Il est préférable d'ajouter le distillat condensé immédiatement à un extrait de café de très bonne qualité,obtenu antérieurement,dans le but d'éviter la détérioration de l'arôme. Si ce n'est pas possible, le dis- tillât doit être maintenu en dessous de -2 C environ à tout moment avant de l'ajouter à l'extrait de café.
Chaque partie du café torréfié et moulu, y com- pris le café de très bonne qualité distille, est extraite sépa- rément pour former des extraits de café liquides. Il était au- trefois connu d'extraire du café avec un certain nombre de sol-
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vants organiques, et bien que l'on puisse utiliser ces solvants
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dans la présente invention, celui que l'on préfère pour 1'extrac- ' tion est 1?eau. tion est l'eau.
On peut effectuer l'extraction suivant l'un quelconque d'un certain nombre de types différents d'appareils de traitement en continu ou par charges séparées, mais on l'effec- tue de préférence dans une batterie d'extraction continue à plusieurs colonnes, du café torréfié et moulu, de plus en plus frais, étant mis en contact en contre-courant avec de l'eau. Des dispositifs d'extraction de ce type sont par exemple décrits dans l'ouvrage de Sivertz & Foote, indiqué plus haut,aux pages 262 294 et dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.515.730.
Dans un tel dispositif, on réalise l'extraction en faisant arriver de l'eau chaude dans la colonne renfermant les coutures de café les plus épuisées et en laissant la température de l'eau s'abaisser par les pertes naturelles de chaleur à mesure de son passade dans le dispositif. La dernière colonne de la batterie d'extraction est celle dans laquelle on a intro- duit le café torréfié et moulu, non extrait au préalable.
De cette façon, les substances aromatiques du café, les plus inté- ressantes et les plus fugitives, sont mises en contact avec l'eau dont la température est la plus basse dans ce dispositif d'extraction. On admet normalement l'eau dans le dispositif d'extraction entre 160 et 191 C environ et on la laisse sortir du dispositif d'extraction entre 88 et 104 C environ.
La fraction de café qui est riche en arôme da café le plus intéressant est de préférence extraite à une température quelque peu plus basse que les autres fractions de café, dans le but de protéger
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les ;3';.bstanae5 aromatiques plus d61icates que renferme cette r:adt1onô La traction de eafe qui est nche in arôse de café !ilo:..ns Intéressante doit être d"ord1ua.ir:; e:dn"3.ite à une temp4ra- ' turs çglms élevea que la fraction riche en arOr.te de safe plus in- :.r:;:'s8a:n' . car ceci donne un n 6'!..stC Q l(;b'l1 meillaur $&.1'1$
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influence défavorable sur l'arôme du produit final.
L'entrait provenant du café qui est riche en arôme de café le plus intéressant est Mélange avec le distillat
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condensé obtenu comaie on l'a exposé plus haut. Cet extrait renferme alors la majeure partie des substances aromatiques intéressantes du café; par conséquent on le sèche d'une manière telle que le maximum d'arômes soit conservé.
Bien que l'on puisse recourir au séchage sous vide et au séchage par congélation sous vide, la manière que l'on préfère pour le séchage est le séchage par pulvérisation sous forte concentration, dans lequel la concentration de l'extrait est augmentée jusqu'à au moins 45% en poids environ de produits solubles du café, et de préférence jusque, de 50 à 70 % en poids environ de produits solubles du café, avant le séchage. On a maintenant découvert qu'un tel extrait concentré peut être séché'dans une tour à séchage par pulvérisation classique, avec un minimum de perte d'arôme. @on seulement ce procédé est d'un excellent rendement, mais il est également plus économique et commode, car il nécessite un appareillage moins compliqué.
L'extrait provenant du café qui est riche en arôme de café moins intéressant peut être séché de n'importe quelle manière, y souris les procédés conçus pour le maximum de conservation de l'arôme; exposés ci-dessuso Cependant, comme il n'y a présence dans cet extrait que de très peu de substances aromatiques extrêmement volatiles, il est préférable de faire appel à une opération de séchage commode et à faible prix de re- vient, telle qu'un séchage classique par pulvérisation de l'ex-
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trait non concentre On n'observera, pas de dîr,,-înutlon 1m. tante de l'acepie de produit final du fait d'avoir eu reaou s a des p ûraions de séchage les appareils et les additions 4e té1tefuent ultime? dans 'tr':
.'J63ra du séche,ge ne eonstituant pas de l1ml... ttions la ,, a 4z âe ? nreat$oa Oa peut 60 procurer des sé-
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cheurs de types très différents, et les spécialistes de la toch-
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nique du traitement du café peuvent sans dirt1ltas les adapter à leur utilisation dans le présent procède. On peut par exemple trouver des descriptions d'appareils et de conditions de traitement normaux dans les publications suivantes : (a) pour le séchage sous vide et pour le séchage par congélation sous vide-
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Copley et Van Arsdel, ."Food Dehydrationtle Avi Publishing Coq Westport, Connecticut, Etats-Unis d'Amérique, 1964, Vol.
Il* pages 105 à 131-1 Perry, "Chemical Eng1neerts Handboek") âcGra.rï.11 Book C , New-York, 4e édition, 1963, pages 17-26
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1-8 et hessler et Beers$ 'The Freezing Préservation of Foods", Avi Pub. COt Westport Connecticut, Vol.l, pages 612- 26; (b) séchage 7wr NV,LVG.b.i.6tin "r Silva1' &: Foota, voir plus haut, pages 382-513; et les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 2.771.-361+, 2.'.99 et ..69.53.
Dans une forme de réalisation préférée de la présente invention, 1?extrait préparé à partir des grains de café riches en arôme de café le plus intéressant est traité con-
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t'ormramel'1t au 'Procédé suivant. La première et plus savoureuse par- tie de l'extrait qui sort des colonnes d'extraction est séparée de la seconde et moins savoureuse partie de l'extrait. La seconde partie est séchée ou concentrée par des procédés courants, puis utilisée pour concentrer un mélange de la première partie d'extrait et d'un distillat obtenu précédemment, jusqu'à 45 % en poids environ de produits solubles du café. La. première partie concentrée de l'extrait est ensuite séchée par pulvérisation.
Dans une autre forme de réalisation préférée de la présente invention, l'extrait provenant du café qui est riche en arôme de café moins intéressant est séché par pulvérisation, et on ajoute une quantité suffisante de cette poudre séchée par pulvérisation, au mélange de distillât condensé et d'extrait de café provenant de grains riches en arôme de café le plus inté- ressant, pour accroître la concentration des produits solubles du ca-
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fé dans le mélange jusqu'à au moins 45 % en poids environ, On sèche ensuite le mélange concentré,, de préférence par séchage par pulvérisation.
Le fait d'utiliser cette pratique préférée évite le problème de la concentration de l'extrait, qui est riche en arôme de café le plus intéressant, à l'aide de techniques de concentrations classiques; dans lesquelles une partie importante des substances aromatiques extrêmement volatiles peut être perdue.
Cn ne fait intervenir aucune influence défavorable sur l'arôme du produit final, en faisant passer les substances aromatiques les moins intéressantes plus d'une fois par le sécheur, car cette substance ne renferme que très peu de substances aromatiques volatiles; c'est par conséquent une substance idéale pour le séchage par pulvérisation et à utiliser pour l'extrait concentré qui n'a pas été séché par pulvérisation* Fait plus important, on parvient à une conservation maximale de l'arôme dans le séchage de l'extrait riche en arôme,
car toutes les opérations de séchage pour cet extrait sont effectuées alors que l'extrait se trouve à l'état extrêmement concentre*
On peut éliminer l'opération du séchage pour l'extrait préparé ± partir des grains riches en arôme de café moins intéressante en concentrant cet extrait de n'importe quelle manière connue jusqu'à au moins 60 % en poids environ de produits solubles du café,de préférence entre 65 et 80 % en poids envi- ron de produits solubles du café,puis en ajoutant cet extrait concentré au mélange de distillat condensé et d'extrait de café provenant des grains riches en arôme de café moins Intéressant.
Cette variante du procédé donne également la possibilité d'ac- croître jusqu'au niveau désiré la concentration en produits solu- bles du café dans l'écrirait fortement aromatisé, avant le séchage par pulvérisation. La concentration de l'extrait le moins aroma- tisé peut se fairepar n'importe quel procédé courant,comme la concentration par congélation, l'évaporation en pellicule mince, la distillation brusque, etc...
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Une fois les opérations de séchage terminées, on mélange les poudres séchées provenant des extraits, pour la préparation des empaquetages, pour l'expédition et pour la.vente.
Avant l'opération de l'empaquetage, toute huile de café qui a été auparavant chassée, est ajoutée à la poudre séchée par pulvérisation, de préférence immédiatement avant l'empaquetage et sous atmosphère inerte.
Dans la pratique du présent procédé, on peut appliquer des techniques par charges séparées ou en continu.
Le choix est en général déterminé par des restrictions d'appa- reillage. Le fonctionnement du procédé en continu est plus économique que le traitement par charges séparées et la transformation des grains de café en poudre de café séchée est réalisée plus rapidement en opérant en continu.
Les exemples suivants sont donnés pour décrire la fabrication de café instantané à arôme amélioré, par le procédé décrit ici-même. Ces exemples ne doivent pas être considé- rés comme limitant l'invention. Sauf indications contraires, tous les rapports et tous les pourcentages de ces exemples sont exprimés en poids.
EXEMPLE 1. -
A - On torréfie par charges de 226 kg,- 2265 kg d'un mélange de grains de café de basse qualité et de qualité intermédiaire, et dont la composition est énumérée' ci-dessous,
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dms un torréfacteur de la Jabez Burns Co, du type "Thermdlo", jusqu'à une valeur de 19,5 suivant l'échelle Hunter Color "L".
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.2.8 d",EraiM Qualité Len !)o1cls
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<tb>
<tb> Washed <SEP> Arabisas <SEP> intermédiaire <SEP> 9
<tb>
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Brp":n:-: ri r. t;x=s; j= M 8. y' ,y J is yx W' "1 ; 'r basse ",4'1-::;':...:;- ,zy'''^". i.'ws " É : W iv 1E bzz
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On moud les grains torréfiés dans un broyeur #. à cylindres "Le Page" de la B.F. Cump C , jusque une grosseur telle que 55 % en poids de café soit en retenus sur un tamis à mailles de 2,4 mm.
On extrait ensuite le café torréfié et moulu dans une batterie d'extraction continue à contre-courant, compo- sée de six colonnes en acier inoxydable. Chaque colonne a 4,57 m de hauteur, 45,7 cm de diamètre et elle contient approximativement
204 kg de café. On fait arriver de l'eau dan sla batterie d'ex- traction à la température de 1850 C et on laisse la température baisser par les pertes naturelles de chaleur à son passage dans le dispositif. L'extrait sort de la colonne renfermant le café torréfié et moulu le plus frais, à la température de 99,5 C.
Dans l'extrait, la concentration en produits solubles du café est de 25,9 % en poids. On refroidit l'extrait à 15,5 C, puison le sèche dans une tour à pulvérisation de 10,67 m de hauteur sur
4,67 m de diamètre, en atomisant l'extrait sous la pression mano- métrique de 31,5 kg/cm2, dans un courant d'air chaud circulant dans le même sens. Les températures d'entrée et de sortie de l'air sont respectivement de 293 et de 127 C, et le débit est de 192,5 kg à l'heure de poudre séchée.
B - On torréfie un lot de 226,5 kg de grains de café Washed Arabica de qualité supérieure, jusqu'à une valeur de
20 suivant l'échelle Hunter Color "L", et on le broie jusqu'à une grosseur telle que 45 % en poids du café sont retenus sur un tamis à mailles de 2,4 mm. Les appareillages de torréfaction et de mouture sont les marnes que ceux qui ont été décrits dans la partie
A ci-dessus.
Le dispositif d'extraction utilisé pour ce café de qualité supérieure; torréfié et moulu, est constitué de six . colonnes an acier inoxydable, chacune de 1,80 mètres de hauteur et de 152 mm de diamètre, reliées en série pour fonctionner en continu et à contre-courant. Chaque colonne renferme approximati-
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venant 11,8 kg de café torréfia et moulu. Avant l'extraction, on distille chaque colonne de café pendant 23 Minutes 1/2 avee de la vapeur d'eau sous la pression manométrique de 0,7 kg/cm2.
On fait passer le distillat par un condenseur à +1,7 C, suivi d'un piège froid à -79 C. On obtient en moyenne 0,589 kg de distillat par colonne de café torréfié, moulu et passé à la va- peur.
Le café torréfié et moulu puis distillé avec de la vapeur d'eau est extrait en oontre-cpurant avec de l'eau qui entre dans le dispositif d'extraction à la température de 1820 C.
La température de l'extrait s'abaisse du fait des pertes naturel- les de chaleur à mesure de son passage dans le dispositif et il sort de la colonne renfermant le café torréfie et moulu le plus frais, à la température de 99 C. L'extrait final de très bonne qualité a une teneur en produits solubles du café de 2311 % en poids .
C - On mélange une partie du distillat condense et 340 kg de l'extrait de très bonne qualité (tous les deux venant de la partie B, ci-dessus), puis on les concentre par addition' de la poudre de plus basse qualité obtenue dans la partie A, ci-dessus. Les proportions des produits utilisés sont les suivantes :
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<tb>
<tb> Produits <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Extrait <SEP> d'excellente <SEP> qualité <SEP> 57,2
<tb> Distillai <SEP> 1,7
<tb> Poudre <SEP> de <SEP> plus <SEP> basse <SEP> qualité <SEP> 41,1
<tb>
On sèche l'extrait concentre dans une tour pulvériser courante, mesurant 2,10 m de hauteur et 1,80 m de diam@tre, en utilisant un courant d'air chaud circulant dans le même sens.
On atomise l'extrait sous la pression manométrique de 31,5 kg/cm2 et les températures d'entrée et de sortie de l'air sont respectivement de 288 et de 107 C. Le débit de séchage est de 59 kg de poudre séchée à l'heure. On modifie le
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poids spécifique de la poudre séchée dans un mélangeur à rubans jusqu'à ce que son poids spécifique soit de 0,31g/cm3, puis on l'aromatise en pulvérisant sur la poudre 0,5 % en poids d'huile de café .chassée d'un mélange de grains de café torréfié dont la composition est la suivante ;
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<tb>
<tb> Type <SEP> de <SEP> grains <SEP> Qualité <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Washed <SEP> Arabicas <SEP> Excellente <SEP> 50
<tb> Brazils <SEP> " <SEP> 5
<tb> Washed <SEP> Arabicas <SEP> Intermédiaire <SEP> 25
<tb> Naturals <SEP> " <SEP> 15
<tb> Robustas <SEP> Basse
<tb>
D - On utilise ce café instantané aromatisé obtenu comme produit,pour préparer une boisson de café en mélangeant 2,0 g de la poudre de café avec une tasse d'eau bouillante. On constate que la boisson de café est riche en arôme analogue à celui du café d'infusion.
EXEMPLE 2. - A - On prépare une poudre séchée par pulvérisa- tion et de basse qualité, de la même manière que-celle décrite dans l'exemple 1, partie A, ci-dessus.
B - On torréfie un lot de 226,5 kg de grains de café, constitué de 70 % de Washed Arabicas d'excellente qualité et de 30 % de Vashed Arabicas de qualité intermédiaire,jusqu'à une valeur de 19,5 suivant l'échelle Hunter Color "L" et on le moud jusque une grosseur telle que 20 % en poids du café sont retenus sur un tamis à mailles de 2,4 mm. Les appareils de tor- réfaction et de mouture sont les mêmes que ceux qui ont été dé- , crits dans l'exemple 1, partie B, ci-dessus.
D'une manière analogue,les conditions de dis- tillation et d'extraction sont les mêmes que dans l'exemple 1, partie B, avec les différences suivantes. On poursuit l'opé- ration de la distillation jusque ce que l'on obtienne une moyen- ne de 1,47 kg de distillât par colonne de café passé à la vapeur.
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Dans l'opération dtextraction, la température d'entrée de l'eau est de 1630 C, la température de sortie de l'extrait est de 90 C et la concentration de l'extrait final en produits solubles du café est de 25,7 % en poids.
C - On mélange le distillat et l'extrait provenant de la partie B ci-dessus et on sépare une tranche de 2,26 kg pour la sécher par congélation. On dispose la tranche d'extrait dans des plateaux métalliques en acier inoxydable de 20 x 30 cm et de 12,7 mm de profondeur, sur une épaisseur de 6,3 mm, dans un bain de neige carbonique et d'acétone à la température de, -23 C.
Au bout de 20 minutes, on granule à la main les galettes d'extrait congelé jusqu'à ce que la grosseur des particules soit d'approximativement 6 mm. et on les dispose, avec un facteur de chargement de 0,367 kg/m2 environ, sur les
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plateu-. d-un dessicateur par congélation de'laboratoire dit tlSu,bl1ma.tor 40' de la firme Repp Industries, Ine. On abaisse la pression à 150 microns absolus de mercure et on applique de la chaleur rayonnante, pour éliminer par sublimation l'eau des particules de café congelées. Au cours du séchage par congéla-
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tison, la température maximale des particules est de %6 c.
Au bout de dix heures on retire du sécheur les particules séchées par onf::éla;tion, puis on en diminue la grosseur en les refoulant au travers d'n tamis à mailles de bzz t-me Os aromatise le café séché par congélation en 5uliPérisa;t SUl' la poudre 1 % en poids de l'huile de café qui a été chassée d'un mélange de grains de café torréfié dont la composition est la suivante :
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XE--ââ-JËE.âi3S.
Qualité % en -poids, ÏaSI4,ed itrabiras supérieure 30 W""}hed. il.!'3.b:i.c&s intermédiaire 35 7, e, t;,-, r a 1 il 15 :';r?,2;.li;) st 10
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<tb>
<tb> Robustas <SEP> basse. <SEP> 10
<tb> @
<tb>
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D - On mélange uniformément quarante cinq parfies en poids de la poudre de basse qualité de la partie A de cet exemple, avec cinquante cinq parties en poids de la poudre de 'très bonne qualité de la partie C de cet exemple. On utilise ce mélange de café instantané pour préparer une 'boisson de café, en dissolvant deux grammes du mélange dans une tasse d'eau bouillante. On constate que la boisson de café est exceptionnellement riche en arôme analogue à celui de l'infusion de café.
Lorsque, dans la partie D de l'exemple cidessus, on mélange la poudre séchée par pulvérisation et la poudre séchée par congélation, dans les proportions énumérées ci-dessous, on obtient des résultats pratiquement similaires en. ce sens que l'on obtient des cafés instantanés dont l'arôme est amélioré. et qui, une fois mélangés avec de l'eau, donnent des boissons de café qui sont riches en arOme analogue à celui d'une infusion :
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<tb>
<tb> Composition <SEP> Poudre <SEP> séchée <SEP> par <SEP> Poudre <SEP> séchée <SEP> par
<tb>
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congélation pulvérisation !tle$ en Q1d1 ( a t es en poids).
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<tb>
<tb>
1 <SEP> 10 <SEP> 90
<tb> 20 <SEP> 80
<tb> 3 <SEP> 30 <SEP> 70
<tb> 4 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> 70 <SEP> 30
<tb>
EXEMPLE 3. -
A - On prépare une poudre de basse qualité, sé-
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0-hC- par pulvérisation; de la même manière que celle qui a été décrite dan5 l'eze;ple 1, partie A ci-dessus..
Bu- On torréfie un mélange de café de Coionibie, de qu.3LUt supérieure; jusqu'-4a une valeur de 1895 suivant 3 échelle Hunter Cblor "L" et on le moud jusqu'à gros4,eur telle qm iF5 u A en]çn>14x d<J café soient retenus sur un tamis a mailles.
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de 2,4 mm. Les appareils de torréfaction et de broyage sont les '
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mémes que ceux qui ont éts décrits dans l'exemple 1 partie A, ci-dessus.
En utilisant le même dispositif de colonnes en
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acier inoxydable décrit dans l'exemple Il partie B ci-dssus on distille des lots de café torréfié et moulu représentant en moyenne 12,3 kg par colonne, avec de la vapeur d'eau sous la près-
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sion manométrique 1,05 pour obtenir moyenne 0,68 sion manométrique de leO5 :g/c!& ; pour obtenir en moyenne 0,68 k de distillat par colonne. On condense le distillât dans un con-
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denseup va la température de *i9? 0, suivi d'un piège fraid â -79 C.
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Dans les mômes colonnes, le café distille la vapeur est extrait'en continu par une circulation en contre- courant d'ean, qui entre dans la batterie dyextraction à la tem- pérature de 161,ro Ce Da la colonne qui renferme le cate-le plus frais, l'extrait sort à la température de 97 C. A amortie, l'extrait est divise en deux tranches. On fait passer la première tranche, relativement riche en substances aromatiques inté-
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rossantes du caftez dans un réservoir de stockage en acier inoxy- tiahle . Pendant tout le cycle d'extraction, cette première tranchs constitue 20,6 % en poids de l'extrait total de café retiré, et sa teneur en produits solubles du café est de 27,3 % en poids.
La seconde tranche, qui est relativement pauvre en substances aro- matiques intéressantes du café, constitue 79,4 % en poids de l'extrait total de café retiré, et sa teneur en produits solubles du café est de 15,8 % en poids.
On fait passer la seconde tranche de l'extrait dans la tour à pulvériser décrite dans l'exemple 1, partie ci-dessus, pour la sécher par pulvérisation. On atomise l'extrait
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sous la pression manométrique de 33e6 kg/cm 2 dans un courant d'air chaud circulant dans le même sens, température d'entrée 29,JO et telipérature de sortie, 104 C. Le débit de séchage est de 18,1 kg de poudre à l'heure. On ajoute la totalité de cette
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poudre séchée et la totalité du distillât obtenu ci-dessus, à la # tranche d'extraitqui a été préparée et stockée, comme on l'a exposé ci-dessus.
Cette première tranche d'extrait concentra, qui renferme 50 % en poids de produits solubles du café, est séchée dans la même tour à pulvériser qui a été utilisée pour sécher la seconde tranche d'extrait, ci-dessus. La pression manométrique d'atomisation est de 36,4 kg/cm2, les températures d'entrée et de sortie de l'air sont respectivement de 293 et de 104 C, et le débit de séchage est de 59 kg de poudre à l'heure.
C - On mélange soixante parties en poids de la poudre de basse quitte, préparée dans la partie A de cet exemple, avec quarante parties en poids de la poudre de qualité supérieure de la partie B de cet exemple. On mélange ensuite les poudres et on modifie leurs poids spécifiques dans un mélangeur à rubans. Le poids spécifique final, apparent, du mélange est de 0,31 g/cm3. On ajoute 2 grammes de ce mélange à une tasse d'eau bouillante, pour faire une boisson de café. On'constate que cette boisson de café est riche en arôme analogue à celui d'une infusion de café.
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"Process for obtaining instant coffee."
The present invention relates to the manufacture of instant coffee; it relates to a unique process of its kind for making instant coffee from a mixture of coffee beans, this process in fact making it possible to obtain the maximum amount of inputs. aromas of various types of coffee beans.
In its simplest form, the manufacture of instant coffee consists of extracting roasted and ground coffee beans with water and drying the extract to form instant coffee particles. The resulting product has a basic, neutral coffee aroma, but lacks the rich aromatic qualities of freshly brewed coffee. It is a well recognized fact that many valuable components of the taste and aroma of roast and ground coffee are lost or destroyed in the course of routine water extraction and drying.
Two basic methods have been described in the prior art by which the fugitive components of
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The ar4xe of roasted and ground coffee can be kept within the 9.r4 $ 1nata.nta.nas obtained as produced The two processes consist in separating the components of the aroma before proceeding to the operation of extraction by the water and re-ingest these components to. a later stage of treatment. The
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first proceeds; and the most ran; consists of using vacuum, or steam entrainment techniques or other distillation techniques, to separate the roasted coffee and the volatile components of the aram.
The volatile products are condensed and added, either to the coffee extract before s; $ expensive, or to the sect particles of instartanà caf4, in gJn;: rs.l irru: 1JdJ.ate !! slow before l packaging. The second is to chase the oil from the beans of caré'torrérês and to spray this oil on the coffee particles like seo and finished *
In order to manufacture as a product
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a lan * coffee which has an acceptable aroma and which is however economically feasible "it is necessary to use a mixture of various types of coffee beans.
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the most interesting are those with the highest coffee aroma content, rich and aromatic.
These very good quality beans are mostly too rare and too expensive
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for rulor., uses them exclusively. Therefore only the amount of these expensive beans is used which is necessary to give the final product the high quality flavor that is desired. The balance of the mixture consists of (a) intermediate quality beans which, although that not abundant in rich and aromatic coffee aroma, in fact provide an aroma
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basic and neutral fafe, and (b) inferior beans which improperly possess, in addition to the neutral coffee aroma, a certain aroma which is not found in fresh coffee.
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Chenent prepared, of good quality.
When treating a blend of coffees so
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to obtain the most interesting coffee aromas from the
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better coffee beans (especially by using distillation techniques and those which involve removing oil), at the same time harmful aromatic substances are formed from the less valuable beans.
These deleterious aromatic substances reduce the quality provided by the better beans and are in some cases sufficiently strong to be noticeable as "slightly unpleasant" aromas. It would be extremely desirable to be able to process a mixture of coffee beans in such a way that all the flavor components are separated from the very good quality beans and only the neutral tasting components are separated from the beans. grains of inferior quality * The present invention aims to provide such a process as well as the product obtained by this process. Other objects and advantages of the invention will be explained in what follows and they will become apparent on reading the following description of the invention.
The present invention consists of a process for obtaining, as a product, an instant coffee with aroma
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in ;; 1 <hi., starting from several grades of coffee beans and i: The eownr2nd the following stages: (a) the beans are separated into at least two parts, comprising a first part of beans
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ui after roasting; is rich in less interesting coffee aroma, 1.e3Sant, second part of beans which, after roasting, and elel-4th in more interesting coffee aroma: tb) each part of beans is roasted and uioud separately; (CI we extract .ta l "e! J1i (! '!] Part of coffee beans to form a first extract of cat4, and the first extract of coffee is dried to form enc 4: e s.ro pou. e d9 coffee:
(d) we distill and condense ;;) '.1.1 Biolns-' r.tr:i J: !! 1: i :: - :. e of the second part of crains a fraction: \ ro: n: \ i'1 ':' 71atilss (é!) we extract the second part of glaànsj x? 'ir rc-,> -rm ssaond coffee extract: (f3 we mix 1 .2 ± CJS6 Tii'> C? z? 4î ; zat4 and the volatile aromatic fraction
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from step (d), and the mixture is dried to form #. a second coffee powder: (g) the first coffee powder and the second coffee powder are mixed.
When a mixture of different grades of coffee is processed as discussed above, the resulting instant coffee has a more infusion-like aroma than when the whole mixture is processed as a single block. . It is also possible to obtain a higher yield of instant coffee for a given quantity of coffee beans.
The above advantages can be obtained by the fact that each bean fraction is roasted to determine an optimal aroma formation for this type of coffee beans; each fraction is extracted at a temperature and in a manner such as to give the maximum yield for this type of grain, which is compatible with the preservation of the aroma; and each extract is dried in such a way that losses of valuable flavor components are minimized.
In addition, the interesting aromatic substances which are obtained from the bean fraction which is rich in more interesting coffee aroma, are obtained without at the same time obtaining slightly unpleasant aroma substances from the inferior beans,
In the following the invention is frequently set forth in the form of one of its preferred embodiments, ie, the separation of the coffee beans into only two parts before processing. It is advantageous to operate in this manner, because of the various time and apparatus restrictions which arise when treating three or more parts of grain separately.
However, other advantages can be obtained by separating the coffee beans into more than two parts. to allow a treatment which is more exactly designed for the types of grain which smells used in each fraction * This invention includes operations in which the grains are made in two, troll or more than three
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separate parts.
parts To separate the types of coffee beans into different parts, the amount of beans that are introduced into each fraction varies with the kind of coffee bean mixture used and the quality of product that is ultimately desired. In order to obtain the advantages of this invention, it is only necessary that there be a substantial difference between the flavor qualities which the different parts of beans possess. The grains. having a superior aroma quality (i.e. rich in the most interesting coffee aroma), separate decks for processing designed to carry the aroma of very good quality into the final product, retort on l 'will explain in more detail below.
Similarly, beans with an inferior aroma (i.e. rich in less interesting coffee aroma), are separated for processing designed to keep the interesting coffee aroma as much as possible and neutral and to minimize retention of slightly unpleasant aroma, as will be described in more detail below.
As indicated above, most of the blends of coffee beans used in the manufacture of instant coffee contain a fairly large proportion of very good quality µ beans such as Antiguas from Guatemala, Medellins from Colombia, Tapachulas from Mexico, and the Semidurs of Costa Rica. As a grade, grains of this genus are commonly referred to as "Washed Arabicas, of superior quality". In carrying out the process of this invention, it is desirable that the excellent quality beans of this type constitute part or all of the fraction of beans which is rich in the more interesting coffee flavor.
They preferably constitute from 10 to 90% by weight approximately, and more preferably from 30 to 70% by weight approximately, of this part. The supplement is made from intermediate grade coffee beans, which
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are described below.
Examples of inferior beans commonly used in coffee blends for making instant coffee are the so-called Honduras Natural, Victoria Brazils, Uganda Robustas, and Indonesian Robustas varieties. For reasons of feasibility and economic order, it is desirable that the beans of this type constitute part or all of the part of coffee beans which is rich in less interesting coffee aroma. They preferably constitute from 30 to 90% by weight approximately, and more preferably from 40 to 80% by weight approximately, of this part.
The supplement is made up of intermediate quality grains which are described below.
Between the above-described categories of premium and low-grade coffee beans, there are a large number of mid-grade types of beans, such as the so-called Guatemalan Prime Washed, Honduras Standard, Brazilian Santos, and Brazilian Paranas varieties. These beans provide both the most and the least interesting aromatic substances in coffee. The quality of the final product that is desired determines how the intermediate grade beans are used.
For an instant coffee of improved flavor and at a low cost) the beans of intermediate quality may constitute all or almost all of the part of the beans rich in the most interesting coffee aroma and they may be processed at the same time as some of the lower quality grains described above. On the other hand, the beans of intermediate quality can constitute all or almost all of the part of beans rich in less interesting coffee aroma and they can be processed at the same time as part of the beans of very good quality described above. high.
This product is an instant coffee with improved aroma, high cost price and excellent quality.
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@
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In the preferred embodiment of the invention, all three grade grades are used and the intermediate grade grains are mixed with the inferior grade grains.
Alternatively, the lower quality grains are divided into a major fraction and a smaller fraction, the major fraction being mixed with the lower quality grains and the lower fraction being processed mixed with the higher quality grains. , provided that the division of the grains of intermediate suziité between the two parts does not result in an equalization of the overall flavor quality of the two fractions.
When only two grain fractions are used in the process described here, the grain fraction
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The more interesting coffee aroma constitutes from 20 to 90% by weight approximately, and more preferably from 30 to 70% by weight, of the total coffee beans used.
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The difference, that is to say about 10 to 80% by weight, and preferably about 30 to 70% by weight of the total coffee beans, consists of beans rich in aroma of coffee.
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less interesting coffee When working with more than two fractions of coffee beans, the fraction of coffee beans which is rich in
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The most interesting ar.à7T S.e may constitute from 5 to 90% by weight approximately of the total coffee beans used.
Bile preferably constitutes from about 10 to! 0%, and more preferably from about 20 to 50%, by weight of the total coffee beans useful. The fza-, t4, .cn of coffee beans which is rich in less interesting coffee aroma can be: r between 5 and 9,% by weight 2.; i * 1.ron of 11 ';. total amount of coffee gratns used. It <1 ± stitutes p: .6 :: "9ence (5 to 10% by weight approximately, and preferably still more than 60% by weight, of the total grains d9 U,! Lf 6 used. The remaining f rests, which are
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composed of coffee beans of qualities between those of the two fractions above, constitute the complement of the mixture.
Once the separate bean fractions are formed, each bean fraction is roasted to the optimum end point for the type (s) of beans contained in that fraction. There are important differences between desirable end points among the various types of coffee beans, and these separate roasting operations achieve optimum flavor development in all beans.
This is not possible if the whole mixture is roasted in one block.
One of the most common methods of determining the end point of roasting is to measure the color
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grains on the Hunter 'in color scale. The use of this color scale and in general the so-called "Hunter Color System" are explained in an article by
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R.S. Hunter Entitled "PhotoGlectr1c Color Difference Mix", published in the Journal of the Opt1cal Society of America, Vol. 48t pages 985-95, 1958. With the hunter 00101 '' IL ', Scare, we measure in principle the qualities of light and dark ranging from absolute black for L = 0 to absolute blaie for L 100.
Although there are some differences in the categories, the
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inferior beans are normally roasted to an Eanter Color 111411 scale value of between about 18 and 28; intermediate quality beans are normally roasted to a Hunier Color fiL "scallop value of between about 17 and 20; and higher quality beans are normally roasted to less than 9 l. value of the Hunier Color 'IL' scale between 18 and 20 approximately.
The devices and processes that are used
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"') 0'1:" Roasting coffee beans is not a limitation of this invention. We can do .pe3. any of the
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previously used apparatus or methods. Typical descriptions of such equipment and processes can be found, for example, in Sivetz & Foote titled "Coffee Processing Technology", Avi Publishing C, West Port, Connecticut, USA, 1963, Vol. . 1, pages 203 - 226.
After the roasting operation, in the process of this invention, maximum flavor development has been obtained in each bean fraction and, in a preferred embodiment of this invention, the coffee oil is driven out of the grain. at least part of the fraction of coffee beans which is rich in the most interesting coffee flavor.
The coffee oil, which is added to the dry instant coffee powder before packaging, may represent about 0.2 to 1.2% by weight of the final dried instant coffee, obtained as product. The product is preferably cooled. oil immediately after it has been expelled, so as to prevent the aromatic substances in the oil from deteriorating.
Typical machines as well as methods for removing oil are described, for example, in Sivetz's work entitled "Coffée Processing Technology", Avi Publishing Company, Westport Connecticut, USA, 1963, Vol. 2, pages 27 to 30.
Alternatively, the coffee oil can be taken from a separate batch. coffee beans, i.e. beans which are not used in the present process, but which can be used for other purposes eg to prepare real vacuum packed coffee.
In preparation for extraction, the beans are ground after being roasted. Normally the grind is of a size such that about 50% by weight of the "ground coffee" is retained on a 2.4mm mesh screen.
However, this size varies over a wide range, depending on the apparatus used for grinding.
Any coffee from which the oil has been expelled is in extremely particulate form and it is not necessary
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from le- @@@ dre. This coffee, known by the name of coffee flour, can be added to the appropriate fraction of roast and ground coffee, for further processing. the flour can be used in its natural form, or it can be pelletized in a known manner, before adding it to the roasted and ground coffee.
After having separately ground the bean fractions, a volatile aromatic fraction of the bean fraction which is rich in the most interesting coffee aroma is distilled off, then it is there. condenses. The distillation is preferably carried out by placing the roasted and ground coffee in an elongated column and distilling it with steam for about 45 minutes, and preferably for about 10 to 35 minutes, at a sufficient flow rate. to provide wetting of the coffee particles by the condensed vapor and gradual removal of the volatile aromatic constituents from the coffee.
These aromatic constituents are set free by the combined action of the rise in temperature and of the condensed water vapor. The aromatic fraction which is separated is condensed, preferably between -18 and 424 C approximately, the non-condensing vapors being stopped in a cryogenic condenser at -79 C. The weight of condensed distillate should represent between
About 1% and 25% by weight of the roasted and ground coffee used in the distillation operation. It is preferable to add the condensed distillate immediately to a very good quality coffee extract obtained previously in order to avoid deterioration of the aroma. If this is not possible, the distillate should be kept below approximately -2 C at all times before adding it to the coffee extract.
Each part of the roast and ground coffee, including the very good quality distilled coffee, is extracted separately to form liquid coffee extracts. It was formerly known to extract coffee with a number of sol-
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organic solvents, and although these solvents can be used
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in the present invention, the preferred one for the extraction is water. tion is water.
The extraction can be carried out in any of a number of different types of processors continuously or by separate charges, but it is preferably carried out in a continuous extraction battery with several columns. , roasted and ground coffee, increasingly fresh, being brought into contact in countercurrent with water. Extraction devices of this type are for example described in the work by Sivertz & Foote, indicated above, on pages 262,294 and in US Pat. No. 2,515,730.
In such a device, the extraction is carried out by causing hot water to arrive in the column containing the most exhausted coffee seams and by allowing the temperature of the water to drop by the natural losses of heat as his passing in the device. The last column of the extraction battery is the one in which the roasted and ground coffee, not previously extracted, has been introduced.
In this way, the aromatic substances of the coffee, the most interesting and the most fugitive, are brought into contact with the water of the lowest temperature in this extraction device. Water is normally admitted to the extractor at approximately 160 to 191 ° C and allowed to exit the extractor at approximately 88 to 104 C.
The coffee fraction which is rich in the most interesting coffee aroma is preferably extracted at a temperature somewhat lower than the other coffee fractions, in order to protect
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the more delicate aromatic; 3 ';. bstanae5 contained in this r: adt1onô The traction of eafe which is nche in arôse de café! ilo: .. ns Interesting must be to ord1ua.ir :; e: dn "3.ite at a high temperature than the arOr.te-rich fraction of safe plus in-: .r:;: 's8a: n'. because this gives an n 6 '! .. stC Q l (; b'l1 best $ &. 1'1 $
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unfavorable influence on the aroma of the final product.
The most interesting entry from coffee which is rich in coffee aroma is Mixing with the distillate
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condensed obtained as we have explained above. This extract then contains most of the interesting aromatic substances of coffee; therefore it is dried in such a way that the maximum flavor is retained.
Although vacuum drying and vacuum freeze drying can be used, the preferred manner of drying is high concentration spray drying, in which the concentration of the extract is increased to to at least about 45% by weight soluble coffee products, and preferably up to about 50 to 70% by weight soluble coffee products, before drying. It has now been found that such a concentrated extract can be dried in a conventional spray drying tower, with minimal loss of flavor. @only this process is of an excellent yield, but it is also more economical and convenient, since it requires less complicated apparatus.
The extract from the coffee which is rich in less interesting coffee aroma can be dried in any way, using processes designed for maximum preservation of the aroma; set forth above However, since there are only very few extremely volatile aromatic substances present in this extract, it is preferable to employ a convenient and low cost drying operation, such as conventional spray drying of the former
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non-concentrated line We will not observe, no dîr ,, - înutlon 1m. aunt of the acepy of the final product due to having had experience of drying out the devices and additions 4th ultimate liquid? in 'tr':
.'J63ra dry, age not eonstituent l1ml ... ttions there ,, to 4z âe? nreat $ oa Oa can 60 provide se-
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choirs of very different types, and toch specialists
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nique of the processing of coffee can without dirt1ltas adapt them to their use in the present proceeds. For example, descriptions of normal processing apparatus and conditions can be found in the following publications: (a) for vacuum drying and for vacuum freeze drying -
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Copley and Van Arsdel,. "Food Dehydrationtle Avi Publishing Rooster Westport, Connecticut, United States of America, 1964, Vol.
Il * pages 105 to 131-1 Perry, "Chemical Eng1neerts Handboek") âcGra.rï.11 Book C, New York, 4th edition, 1963, pages 17-26
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1-8 and hessler and Beers $ 'The Freezing Preservation of Foods ", Avi Pub. COt Westport Connecticut, Vol.l, pages 612-26; (b) drying 7wr NV, LVG.bi6tin" r Silva1' &: Foota , see above, pages 382-513; and United States Patent Nos. 2,771 -361 +, 2. '. 99 and ..69.53.
In a preferred embodiment of the present invention, the extract prepared from the coffee beans rich in the most interesting coffee aroma is processed accordingly.
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t'ormramel'1t to the 'Next process. The first and tastier part of the extract that comes out of the extraction columns is separated from the second and less tasty part of the extract. The second part is dried or concentrated by standard methods, then used to concentrate a mixture of the first part of extract and a distillate obtained previously, up to about 45% by weight of soluble coffee products. The first concentrated part of the extract is then spray dried.
In another preferred embodiment of the present invention, the extract from coffee which is rich in less interesting coffee aroma is spray dried, and a sufficient amount of this spray dried powder is added to the condensed distillate mixture. and coffee extract from beans rich in the most interesting coffee aroma, to increase the concentration of soluble products of the coffee.
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The concentrated mixture is then dried in the mixture to at least about 45% by weight, preferably by spray drying.
Using this preferred practice avoids the problem of concentrating the extract, which is rich in the most interesting coffee aroma, using conventional concentration techniques; in which a significant part of the extremely volatile aromatic substances can be lost.
Cn does not involve any unfavorable influence on the aroma of the final product, by passing the less interesting aromatic substances more than once through the dryer, because this substance contains only very few volatile aromatic substances; it is therefore an ideal substance for spray drying and to use for the concentrated extract which has not been spray dried * More importantly, maximum retention of the aroma is achieved in the drying of the oil. 'extract rich in aroma,
because all the drying operations for this extract are carried out while the extract is in an extremely concentrated state *
The drying operation for the extract prepared ± from beans rich in less interesting coffee aroma can be eliminated by concentrating this extract in any known manner up to at least about 60% by weight of soluble coffee products. , preferably between 65 and 80% by weight of soluble coffee products, then adding this concentrated extract to the mixture of condensed distillate and coffee extract from beans rich in less valuable coffee aroma.
This variant of the process also affords the possibility of increasing the concentration of soluble products of the coffee in the strongly flavored writing to the desired level, before spray drying. Concentration of the less flavored extract can be done by any common method, such as concentration by freezing, thin film evaporation, hard distillation, etc.
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After the drying operations are completed, the dried powders from the extracts are mixed for the preparation of packages, for shipping and for sale.
Before the packaging operation, any coffee oil which has previously been stripped off is added to the spray dried powder, preferably immediately before packaging and under an inert atmosphere.
In the practice of the present process, either batch or continuous charge techniques can be applied.
The choice is usually determined by fitting restrictions. The operation of the continuous process is more economical than the treatment in separate batches and the transformation of the coffee beans into dried coffee powder is carried out more quickly by operating continuously.
The following examples are given to describe the manufacture of flavor enhanced instant coffee by the process described herein. These examples should not be construed as limiting the invention. Unless otherwise indicated, all ratios and percentages of these examples are expressed by weight.
EXAMPLE 1. -
A - Are roasted in batches of 226 kg, - 2265 kg of a mixture of coffee beans of low quality and intermediate quality, and whose composition is listed 'below,
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dms a Jabez Burns Co roaster of the "Thermdlo" type, up to a value of 19.5 on the Hunter Color "L" scale.
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.2.8 d ", EraiM Quality Len!) O1cls
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<tb>
<tb> Washed <SEP> Arabisas <SEP> intermediate <SEP> 9
<tb>
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Brp ": n: -: ri r. T; x = s; j = M 8. y ', y J is yx W'" 1; 'r low ", 4'1 - ::;': ...:; -, zy '' '^". i.'ws "É: W iv 1E bzz
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The roasted beans are ground in a grinder #. B.F. Cump C "Le Page" cylinders, to a size such that 55% by weight of coffee is retained on a 2.4 mm mesh screen.
The roasted and ground coffee is then extracted in a continuous countercurrent extraction battery, composed of six stainless steel columns. Each column is 4.57 m high, 45.7 cm in diameter, and contains approximately
204 kg of coffee. Water is brought into the extraction coil at a temperature of 1850 C and the temperature is allowed to drop by the natural loss of heat as it passes through the device. The extract comes out of the column containing the freshest roast and ground coffee, at a temperature of 99.5 C.
In the extract, the concentration of soluble coffee products is 25.9% by weight. The extract was cooled to 15.5 ° C., then dried in a spray tower 10.67 m high on
4.67 m in diameter, by atomizing the extract under a manometric pressure of 31.5 kg / cm2, in a current of hot air flowing in the same direction. The air inlet and outlet temperatures are 293 and 127 C, respectively, and the flow rate is 192.5 kg per hour of dried powder.
B - A 226.5 kg batch of top quality Washed Arabica coffee beans is roasted to a value of
20 according to the Hunter Color "L" scale, and ground to a size such that 45% by weight of the coffee is retained on a 2.4 mm mesh screen. The roasting and grinding equipment are the marls that those described in the section
A above.
The extraction device used for this top quality coffee; roasted and ground, consists of six. stainless steel columns, each 1.80 meters high and 152 mm in diameter, connected in series to operate continuously and against the current. Each column contains approximately
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coming from 11.8 kg of roasted and ground coffee. Before extraction, each column of coffee is distilled for 23 1/2 minutes with water vapor under the gauge pressure of 0.7 kg / cm 2.
The distillate is passed through a condenser at +1.7 C, followed by a cold trap at -79 C. An average of 0.589 kg of distillate is obtained per column of roasted, ground and steamed coffee.
The roasted and ground coffee then distilled with water vapor is extracted by counter-purifying with water which enters the extraction device at a temperature of 1820 C.
The temperature of the extract drops due to the natural loss of heat as it passes through the device and it leaves the column containing the freshest roast and ground coffee, at a temperature of 99 C. L The very good quality final extract has a soluble coffee product content of 2311% by weight.
C - We mix part of the condensed distillate and 340 kg of the extract of very good quality (both coming from part B, above), then we concentrate them by adding the lower quality powder obtained in Part A, above. The proportions of the products used are as follows:
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<tb>
<tb> Products <SEP>% <SEP> in <SEP> weight
<tb> Extract <SEP> of excellent <SEP> quality <SEP> 57.2
<tb> Distillate <SEP> 1.7
<tb> <SEP> powder <SEP> plus <SEP> low <SEP> quality <SEP> 41.1
<tb>
The concentrated extract is dried in a running spray tower, measuring 2.10 m in height and 1.80 m in diameter, using a stream of hot air flowing in the same direction.
The extract is atomized under the gauge pressure of 31.5 kg / cm2 and the air inlet and outlet temperatures are respectively 288 and 107 C. The drying rate is 59 kg of powder dried at time. We modify the
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specific gravity of the dried powder in a ribbon blender until its specific gravity is 0.31g / cm3, then flavored by spraying on the powder 0.5% by weight of chased coffee oil. of a mixture of roasted coffee beans, the composition of which is as follows;
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<tb>
<tb> Type <SEP> of <SEP> grains <SEP> Quality <SEP>% <SEP> in <SEP> weight
<tb> Washed <SEP> Arabicas <SEP> Excellent <SEP> 50
<tb> Brazils <SEP> "<SEP> 5
<tb> Washed <SEP> Arabicas <SEP> Intermediate <SEP> 25
<tb> Naturals <SEP> "<SEP> 15
<tb> Robustas <SEP> Bass
<tb>
D - This flavored instant coffee obtained as a product is used to prepare a coffee drink by mixing 2.0 g of the coffee powder with a cup of boiling water. It is found that the coffee drink is rich in aroma similar to that of brewed coffee.
EXAMPLE 2 A low quality spray dried powder was prepared in the same manner as described in Example 1, part A, above.
B - A batch of 226.5 kg of coffee beans is roasted, consisting of 70% Washed Arabicas of excellent quality and 30% of Vashed Arabicas of intermediate quality, up to a value of 19.5 according to the Hunter Color "L" scale and ground to a size such that 20% by weight of the coffee is retained on a 2.4mm mesh screen. The roasting and milling devices are the same as those described in Example 1, part B, above.
Similarly, the conditions of distillation and extraction are the same as in Example 1, part B, with the following differences. The distillation process is continued until an average of 1.47 kg of distillate per column of steamed coffee is obtained.
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In the extraction operation, the inlet temperature of the water is 1630 C, the outlet temperature of the extract is 90 C and the concentration of the final extract in soluble coffee products is 25.7 % in weight.
C - The distillate and the extract from part B above are mixed and a 2.26 kg slice is separated to dry by freezing. The extract slice is placed in metal trays of stainless steel 20 x 30 cm and 12.7 mm deep, to a thickness of 6.3 mm, in a bath of carbon dioxide snow and acetone at temperature. of, -23 C.
After 20 minutes, the frozen extract patties were hand granulated until the particle size was approximately 6 mm. and they are placed, with a loading factor of approximately 0.367 kg / m2, on the
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plateu-. of a freezer desiccator from the laboratory called tlSu, bl1ma.tor 40 'from the firm of Repp Industries, Ine. The pressure is lowered to 150 microns absolute of mercury and radiant heat is applied to sublimate the water from the frozen coffee particles. During freeze-drying
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brand, the maximum particle temperature is% 6 c.
At the end of ten hours, the particles dried by onf :: elation are removed from the dryer, then the size is reduced by pushing them through a mesh sieve of bzz t-me Os flavor the dried coffee by freezing in 5uliPérisa; t SUl 'the powder 1% by weight of the coffee oil which has been expelled from a mixture of roasted coffee beans, the composition of which is as follows:
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XE - ââ-JËE.âi3S.
Quality% in -weight, ÏaSI4, top ed itrabiras 30 W ""} hed. il.! '3.b: i.c & s intermediate 35 7, e, t;, -, r a 1 il 15:'; r?, 2; .li;) st 10
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<tb>
<tb> Robustas <SEP> low. <SEP> 10
<tb> @
<tb>
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D - Forty five parts by weight of the low grade powder of Part A of this example are uniformly mixed with fifty five parts by weight of the high grade powder of Part C of this example. This instant coffee mixture is used to make a coffee drink by dissolving two grams of the mixture in a cup of boiling water. It is found that the coffee drink is exceptionally rich in aroma similar to that of coffee infusion.
When, in part D of the above example, the spray-dried powder and the freeze-dried powder are mixed in the proportions listed below, substantially similar results are obtained in. this sense that we get instant coffees whose aroma is enhanced. and which, when mixed with water, give coffee drinks which are rich in aroma similar to that of an infusion:
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<tb>
<tb> Composition <SEP> Powder <SEP> dried <SEP> by <SEP> Powder <SEP> dried <SEP> by
<tb>
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freezing spray! tle $ in Q1d1 (a t es by weight).
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<tb>
<tb>
1 <SEP> 10 <SEP> 90
<tb> 20 <SEP> 80
<tb> 3 <SEP> 30 <SEP> 70
<tb> 4 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> 70 <SEP> 30
<tb>
EXAMPLE 3. -
A - A low quality powder is prepared,
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0-hC- by spraying; in the same way as that which was described in eze; ple 1, part A above.
Bu- We roast a blend of Coionibian coffee, of higher qu.3LUt; up to -4 has a value of 1895 according to 3 Hunter Cblor "L" scale and it is ground to coarse4, eur such that iF5 u A in] çn> 14x d <J coffee are retained on a mesh sieve.
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2.4 mm. Roasting and grinding devices are the '
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same as those which were described in example 1 part A, above.
Using the same column device in
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stainless steel described in Example II part B below are distilled batches of roasted and ground coffee representing on average 12.3 kg per column, with water vapor under the near-
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manometric pressure 1.05 to obtain an average pressure of 0.68 leO5: g / c! &; to obtain an average of 0.68 k of distillate per column. The distillate is condensed in a con-
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denseup goes the temperature of * i9? 0, followed by a fraid trap â -79 C.
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In the same columns, the coffee distils the vapor is continuously extracted by a countercurrent circulation of aean, which enters the extraction coil at a temperature of 161, ro Ce Da the column which contains the cate- the freshest, the extract comes out at a temperature of 97 C. A damped, the extract is divided into two slices. The first section, relatively rich in aromatic substances, is passed through.
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roasting coffee in a stainless steel storage tank. During the entire extraction cycle, this first slice constitutes 20.6% by weight of the total coffee extract withdrawn, and its content of soluble coffee products is 27.3% by weight.
The second slice, which is relatively poor in valuable coffee flavorings, constitutes 79.4% by weight of the total coffee extract removed, and its content of soluble coffee products is 15.8% by weight.
The second portion of the extract is passed through the spray tower described in Example 1, part above, to spray dry. We atomize the extract
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under the gauge pressure of 33e6 kg / cm 2 in a current of hot air flowing in the same direction, inlet temperature 29, OJ and outlet temperature, 104 C. The drying rate is 18.1 kg of powder on time. We add all of this
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dried powder and all of the distillate obtained above, to the slice of extract which was prepared and stored, as discussed above.
This first slice of concentrated extract, which contains 50% by weight of soluble coffee products, is dried in the same spray tower that was used to dry the second slice of extract, above. The atomizing gauge pressure is 36.4 kg / cm2, the air inlet and outlet temperatures are 293 and 104 C, respectively, and the drying rate is 59 kg of powder at the hour.
C - Sixty parts by weight of the leftover bass powder, prepared in part A of this example, are mixed with forty parts by weight of the higher quality powder of part B of this example. The powders are then mixed and their specific gravities changed in a ribbon mixer. The final, apparent specific weight of the mixture is 0.31 g / cm3. Add 2 grams of this mixture to a cup of boiling water, to make a coffee drink. It is noted that this coffee drink is rich in aroma similar to that of a coffee infusion.