IT8224343A1 - Caffe' decaffeinato tostato e macinato - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"CAFF?1 DECAFFEINATO TOSTATO E MACINATO"

RIASSUNTO

Viene descritto un caff? parzialmente estratto tostato e macinato che ? essenzialmente decaffeinato e che ? pi? acido e presenta un minor contenuto di potassio rispetto al caff? tostato e macinato di tipo tradizionale. Questo caff? nelle caffettiere del normale consumatore d? una quantit? di solidi nell' infuso che ? approssimativamente uguale a quella del caff? tostato e macinato di tipo tradizionale. Inoltre esso pu? essere miscelato con altri caff? o cereali tostati allo scopo di abbassare il valore del pH e/o tamponare l'infuso in acque fortemente alcaline. Questo caff? impartisce un gusto particolarissimo ad una miscela di caff? tradizionali o decaffeinati .

Questo speciale caff? tostato e macinato decaffeinato viene preparato mediante estrazione di caff? tostato e macinato a temperature comprese nella gamma di valori tra 140?F (60?C) e 340?F (171?C). Quando ? stato estratto circa 40% dei solidi, il caff? viene riscaldato in un'atmosfera di vapore saturo a temperature di sino circa 401?F (205?C) per idrolizzare i solidi del caff?. La pressione durante l'idrolisi va sino ad un valore di 250 libbre/pollice quadrato cil manometro (17,5 kg/cm ). Il tempo richiesto per completare l'idrolisi del caff? tostato e macinato che ? stato parzialmente estratto risulta solitamente di circa 2-50 minuti. La pressione viene scaricata ed il caff? viene essiccato e macinato, ridotto in scaglie o altrimenti sminuzzato. Questo caff? pu? essere miscelato con caff? tostato e macinato decaffeinato o normale in una misura compresa fra circa 1% e circa 50%, preferibilmente compresa fra circa 5% e circa 30%, con ottenimento di una miscela di caff? unica nel suo genere.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione '

La presente invenzione si riferisce ad un nuovo caff? tostato e macinato decaffeinato e si riferisce ad un processo per la sua preparazione.

Generalit? dell'invenzione

L?idrolisi di caff? ? nota principalmente come mezzo per aumentare i solubili del caff? nel caso della lavorazione del caff? del tipo istantaneo ovverossia solubile* Essa comprende un metodo per ridurre le grandi molecole di carboidrati insolubili in acqua in molecole pi? piccole idrosolubili. L'idrolisi implica il riscaldamento sotto pressione di caff? tostato e macinato, effettuando il riscaldamento a temperature comprese fra circa 320?F (160?c) e circa 380?F (193?C) mentre contemporaneamente si estraggono materiali del caff? solubili. L'estratto del caff? idrolizzato contiene solidi solubili idrolizzati che vengono combinati con i solubili freschi. L'estratto viene essiccato in modo da ottenere il prodotto costituito da caff? solubile.

Variazioni di questo metodo sono state sperimentate per produrre estratti di caff? e caff? solubili che sono dotati di differenti gusti. Si veda, ad esempio, il brevetto statimitense N. 4.158.067 rilasciato a Vouda (1979) in cui caff? tostato macinato viene sottoposto ad estrazione spinta dei solubili ad una temperatura dell?acqua di circa 100?C. Il caff? tostato viene poi riscaldato per 2-30 minuti a 140?200?C per idrolizzare il caff?. I solidi idrolizzati vengono poi lisciviati a fondo da questo caff? a temperature inferiori a 100?C? Gli estratti vengono successivamente essiccati a spruzzo, liofilizzati o altrimenti lavorati con ottenimento di vari tipi di caff? solubili.

Altri hanno tentato di migliorare le rese di solidi solubili nel trattamento di caff? tostato e macinato estraendo parzialmente il caff? tostato e macinato e poi procedendo all'essiccamento senza uno stadio di idrolisi. Si veda, ad esempio, il brevetto statunitense N. 3.682.649 rilasciato a Orozovich (1972), in cui caff? tostato ? stato messo a contatto con acqua fredda e l'acqua separata sotto pressione in una operazione di pressatura. Il caff? parzialmente estratto viene poi essiccato in modo da ottenere un materiale che a quanto si afferma ? equivalente nel sapore al caff? normale tostato e macinato. Questo caff? parzialmente estratto ed essiccato viene mescolato con caff? tostato e macinato di tipo tradizionale ?

Un miglioramento nel gusto ed aroma di caff? tostato e macinato si pu? ottenere sottoponendo caff? che non ? stato parzialmente estratto a trattamento con vapore. Il brevetto statunitense N.

3.640.726 rilasciato a Bolt et al. (1972) descrive la torreffazione con vapore seguita da torrefazione con aria per migliorare l'aroma di chicchi di caff? Kobusta da usarsi in una miscela di caff? tostati e macinati. Un processo per migliorare le caratteristiche di aroma di caff? verde impiegando vapore con rigoroso controllo del contenuto di umidit? del caff? ? descritto nel brevetto statunitense N. 3.767.418 rilasciato a Ponzoni et al. (1973). Nessuno di questi brevetti contempla /niglioramenti nella resa di solidi solubili nel trattamento di caff?, n? viene impiegata estrazione parziale nei processi rivendicati. Risulta desiderabile un mezzo economico per migliorare la resa di solidi solubili in caff? tostato e macinato.

E ' ben noto che acque alcaline quando usate per preparare infusi di caff? tostati e macinati influiscono sull'aroma ed il sapore dell'infuso.

Generalmente, l'infuso ha un sapore pi? scipito ed appare pi? amaro. Materiali tamponanti come acidi commestibili, ad esempio acido citrico, sono stati aggiunti a caff? per migliorare il loro sapore in acque alcaline. Si rende necessario un mezzo per tamponare le acque alcaline e produrre un buon infuso senza l'aggiunta di materiali che non siano caff?

Sorprendentemente si ? ora trovato che un prodotto unico nel suo genere costituito da caff? tostato e macinato con le desiderate capacit? tamponanti si pu? ottenere con un processo .economico che include estrazione parziale di caff? tostato e macinato seguita da idrolisi quando il caff? tostato e macinato idrolizzato viene essiccato blandamente senza rimozione dei solubili liberatisi? I solubili del caff? rimangono entro la matrice costituita dal caff? e sono disponibili per l'estrazione in normali o tradizionali condizioni domestiche di infusione. Questo caff? tostato e macinato idrolizzato a secco presenta un contenuto inferiore di potassio e produce un infuso caratterizzato da un pi? basso valore del pH ed una acidit? maggiore rispetto al caff? tostato e macinato di tipo tradizionale? Quindi, esso pu? tamponare in modo particolarissimo acque alcaline e produce un buon infuso di caff? senza l'aggiunta di materiali che non siano caff?? Esso ? essenzialmente decaffeinato e d? una quantit? di solidi dell'infuso che ? pressapoca uguale a quella di caff? tostato e macinato di tipo tradizionale.

E' quindi uno scopo della presente invenzione quello di produrre un nuovo caff? tostato e macinato, parzialmente estratto, essenzialmente decaffeinato, il quale produce in caffettiere del normale consumatore una quantit? di solidi nell?infuso pari a circa quella del normale caff? tostato e macinato? Inoltre, questo caff? produce un infuso acido, avente un pH di circa 4,5?

E? un altro scopo della presente invenzione quello di produrre un caff? che ? in grado di tamponare l'infuso di caff? in acque fortemente alcaline?

E' un altro scopo della presente invenzione quello di produrre un caff? decaffeinato che pu? essere miscelato con caff? decaffeinato o caff? nom ale tostato e macinato con ottenimento nella miscela di caff? di un aroma imico nel suo genere?

E ' un altro scopo ancora della presente invenzione quello di produrre un caff? decaffeinato che pu? essere aromatizzato in modo da ottenere un tipo migliorato di caff? tostato e macinato.

E ' un altro scopo ancora della presente invenzione quello di realizzare un processo economico per preparare un prodotto costituito da caff? idrolizzato.

E' un altro scopo ancora della presente invenzione quello di realizzare un processo in cui i solidi dell'infuso di caff? tostato e macinato parzialmente estratto vengono aumentati sino a raggiungere presso a poco il livello di normale caff? tostato e macinato non estratto?

E' anche uno scopo della presente invenzione quello di realizzare un processo in crui caff? tostato e macinato viene parzialmente estratto, idrolizzato ed essiccato in modo da ottenere un nuovo prodotto costituito da caff? essenzialmente decaffeinato che ha capacit? tamponante in infusi di acque alcaline.

Compendio dell'invenzione

Il processo per preparare questo nuovo caff? tostato e macinato decaffeinato comprende tre stadi: (1) estrazione di circa 10-40% dei solidi da caff? tostato e macinato;

(2) riscaldamento del caff? tostato e macinato proveniente dallo stadio (l) in una atmosfera di vapore saturo ad una temperatura compresa fra, circa 320?F (160?C) e circa 401?F (205?C) ed una pressione di 75-250 libbre/pollice quadrato al manometro (5?25-17,5 kg/cm );

(3) essiccamento del caff? tostato e macinato idrolizzato sino ad un livello di umidit? compreso fra circa 2% e circa 10%.

Questo nuovo prodotto costituito da caff? tostato e macinato decaffeinato che ? esente da caffeina nella misura del 90-97% presenta una densit? compresa fra circa 0,45 e circa 0,7 g/cc, un contenuto di potassio inferiore a circa il 0,2% e, quando trattato per ottenere un infuso, d? un estratto avente un pH compreso fra circa 3,6 e 4,8, ed un contenuto di solidi dell'infuso compreso fra circa 0,5% e circa 1,4%.

Si pu? far uso di chicchi verdi di caff? oppure di una miscela di chicchi di caff? di vari tipi? I chicchi possono essere chicchi di caff? di qualit? alta, media o bassa? Per una descrizione dei vari tipi di chicchi e di loro miscele si veda il brevetto statunitense N. 3.615.667 (1971) che viene qui richiamato a titolo di riferimento.

I chicchi di caff? vengono tostati sino ad un colore finale che dipende dal gusto o aroma desiderato. Per una descrizione dei metodi di torrefazione si veda Sivetz & Desrosied, Coffee Technology, pp.

226-264 (Avi Publishing Co?, 1979). Di preferenza il caff? verr? tostato sino ad un colore definito da un valore della scala Hunter Color "L" compreso fra 18 e 25, con particolare preferenza per un valore compreso fra 19 e 21. il sistema Hunter Color per la valutazione del colore ? un sistema ben noto ed ? descritto in un articolo di R.S. Hunter, "Photoelectric Color Difference Meter", Journal of th? Opticeli Society of America, Voi. 48, pp. 985~95? 1.958,nonch? nel brevetto statunitense N. 3.003.388 rilasciato a

il 10 Ottobre 1961.

Il caff? tostato viene estratto con acqua per rimuovere i solubili freschi. Il metodo di rimozione dei solubili freschi non ? critico. Il caff? pu? essere caricato in un normale treno per l?estrazione di caff? solubile formato da letti fissi ed estratto sequenzialmente in controcorrente con acqua ad una temperatura compresa fra 140?F (60?C) e 340?F (171?C). Si pu? anche impiegare un mescolatore capace di agitare meccanicamente il caff? durante l'estrazione.

Si pu? anche far uso di qualsiasi percolatore o normale apparato di estrazione. Per estrarre i solubili freschi si pu? anche far uso del metodo di estrazione in dispersione oppure di altri metodi di estrazione del caff?. Questi solubili del caff? costituiscono un sottoprodotto del processo della presente invenzione e sono disponibili per l'uso in altri prodotti a base di caff?.

Il caff? pu? essere sotto forma di chicchi in- * teri oppure pu? essere macinato o sminuzzato. Di preferenza il caff? viene macinato sino ad una granulometria grossolana quale viene usata nella produzione di caff? solubile quando l'estrazione viene effettuata in un mescolatore meccanico oppure in un treno di estrazione del caff? formato da letti fissi#

Per le estrazioni in dispersione viene preferito .caff? macinato fine. La macinazione del caff? e la distribuzione granulometrica nella macinazione sono descritti in Sivetz, ibid, pp# 265-276.

Il caff? viene estratto con acqua per rimuovere i solubili facilmente estratti ovverossia solubili freschi. La temperatura dell'acqua pu? andare da 140?F (60?c) sino a circa 340?F (171?C). Di preferenza 1' acqua sar? ad una temperatura compresa fra circa 150?F (66?c) e 310?F (154?C)?

Nel funzionamento di un treno continuo per l'estrazione di caff?, estratto acquoso viene prelevato ad un rapporto di prelevamento ragionevole compreso

di solito fra circa 1 e circa 3. Il rapporto di prelevamento ? la quantit? di estratto prelevato dalla colonna di estrazione a fresco durante un ciclo in confronto al peso a secco di caff? caricato nelle colonne

di estrazione.

Viene estratto circa 40% dei solidi, cio? 40%

della massa di caff? caricato nel recipiente, su base ponderale a secco. Di preferenza viene rimosso da circa 10% a 35% dei solidi del caff? e pi? preferibilmente da circa 15% a circa 30%. Il caff? umido

viene poi caricato in un recipiente a pressione? Si preferisce un recipiente a pressione capace di agitare meccanicamente il caff?, come ad esempio un mescolatore meccanico pressurizzato? In alternativa, il caff? pu? essere fluidizzato con sistemi appropriati. L 'agitazione o fluidizzazione del caff? promuove un trasferimento di calore efficace ed uniforme che ha come risultato una pi? rapida idrolisi . L'idrolisi pu? sinch? essere condotta in un recipiente a pressione in cui il caff? viene mantenuto sotto forma di un letto fisso. Il caff? viene riscaldato nel recipiente a pressione a temperature di sino circa 401?F (205?c), solitamente comprese fra circa 320?F (160?C) e circa 401?F (205?c). Il caff? viene riscaldato in una atmosfera di vapore saturo entro questa gamma di valori della temperatura. La pressione nel recipiente va da circa 75 libbre/pollice quadrato a circa 250 libbre/pollice quadrato al manometro (5,25-17,5 kg/cm ). Il caff? umido viene riscaldato in questa atmosfera per un tempo compreso fra circa 2 e circa 50 minuti, preferibilmente compreso fra circa 5 e 10 minuti. E' importante non sovraidrolizzare in quanto questo provoca un gusto nell'infuso che presenta note di sapore di bruciato o amaro. Inoltre, i materiali impartenti aroma e gusto che vengono generati entro il caff? durante l'idrolisi devono essere trattati blandamente in modo che essi non vengano ulteriormente ossidati o caramellati? Si deve evitare una degradazione del gusto* L'idrolisi pu? essere condotta in una atmosfera inerte come una atmosfera di azoto gassoso in modo da contribuire ad impedire l 'ossidazione*

L'essiccamento del caff? parzialmente estratto (prodotto dello stadio 1 del processo) prima dell' idrolisi (stadio 2 del processo) d? un prodotto pi? acido che non l'idrolisi del caff? umido immediatamente dopo l'estrazione.

L'acqua che rimane nel caff? parzialmente estratto proveniente dall'estrazione risulta nella maggior parte dei casi sufficiente a creare una atmosfera di vapore saturo. Se tale acqua non ? sufficiente, oppure se il caff? parzialmente estratto caricato nel recipiente a pressione ? stato essiccato, allora si deve introdurre vapore nel recipiente a pressione* Durante questo riscaldamento e trattamento a pressione il caff? tostato e macinato si idrolizza* L'idrolisi causa la formazione di solidi solubili come monosaccaridi e disaccaridi*

Dopo che si ? effettuata l'idrolisi, la pressione viene scaricata* E' facoltativo se o meno i volatili ed il vapor acqueo vengono condensati ed aggiunti di nuovo al caff?. Ci? dipende dal tipo di caff?, dalla durata dell'idrolisi e dal carattere dell?aroma e gusto dei volatili.

Il caff? idrolizzato contiene circa 50-65% di acqua. Parte di questa acqua pu? essere rimossa delicatamente mediante centrifugazione, pressatura o scolatura. Si deve aver cura di evitare la eliminazione di solubili durante la disidratazione. Il caff? idrolizzato umido viene essiccato fino a che rimane circa 2?10% dell'umidit?, preferibilmente 3-6% dell'umidit?. Il metodo preferito di essiccamento ? quello per mezzo di un essiccatoio pneumatico a flashing a circuito chiuso incorporante un disintegratore con riciclo selettivo con corrente portante di aria delle particelle parzialmente essiccate. Si pu? anche far uso di essiccamento sotto vuoto, essiccamento con aria usando un letto fluido, essiccamento con microonde, liofilizzazione o altri normali metodi di essiccamento. E' importante durante queste operazioni di disidratazione ed essiccamento, come nell'idrolisi, non surriscaldare il caff? e cos? produrre gusti di bruciato nel caff?.

Il prodotto della presente invenzione costituito da caff? idrolizzato secco pu? apparire di colore pi? scuro del normale caff? tostato e macinato. Quando esso viene miscelato con normale caff? tostato e macinato, pu? produrre un aspetto variegato, cio? il caff? appare come una miscela di tostati rispettivamente pi? chiaro e pi? scuro. Se non si desidera questo aspetto variegato del prodotto finale, il caff? idrolizzato pu? essere co-macinato oppure macinato a grana fine con normale caff? tostato e macinato.

Il caff? idrolizzato pu? essere sminuzzato al momento dell'essiccamento quando si fa uso dell'essiccatore pneumatico a flashing. Quando si impiegano altri metodi di essiccamento, il caff? viene sminuzzato dopo essiccamento. La granulometria alla quale viene fatta la macinazione o il fatto che il caff? venga o meno convertito in scaglie dipende dall'uso finale. Per l'uso con un caff? tostato e macinato, il prodotto pu? essere macinato sino ad un grado tradizionale di finezza, cio? granulometria adatta per caffettiere del tipo "napoletana", granulometria regolare, granulometria fine o granulometria grossolana. La macinatura a grana fine riduce al minimo l'aspetto variegato. Allo scopo di aumentare ulteriormente l ?estraibilit?, il caff? pu? essere lavorato in modo da produrre scaglie. Tale lavorazione ? descritta nel brevetto statunitense N. 3.660.106 di McSwiggin (1972)? La descrizione della lavorazione fatta in questo brevetto viene qui richiamata a titolo di riferimento? Una co?lavorazione come quella descritta nel brevetto statunitense N. 4.267*200 (1981)

pu? pure risultare utile.

Questo caff? idrolizzato pu? essere miscelato con caff? decaffeinati, normale caff? tostato e macinato e caff? in forma di scaglie cos? come con sostituti di caff? del tipo di orzo tostato e malto? Viene fatto uso di circa 1-50/6 del prodotto idrolizzato, preferibilmente di 5-30%?

Il caff? idrolizzato pu? anche essere usato per ottenere un prodotto costituito da caff? solubile che ? dotato di eccezionale aroma? La miscela per il processo di estrazione di caff? solubile pu? far uso di circa 1-50% del caff? idrolizzato.

In generale, il caff? idrolizzato della presente invenzione contiene meno volatili del caff? tradizionale. Esso ha un contenuto pi? elevato di olio rispetto cil nom ale caff? tostato e macinato e appare pi? poroso? In tal modo viene facilitato il trasferimento di aroma al caff? idrolizzato. Il gusto e l'aroma di questo caff? pu? essere migliorato equilibrando caff? tostato e macinato di prima qualit? con il caff? idrolizzato. Assorbimento di aroma dal gas usato nell'apparecchio di macinazione, di aromi artificiali di caff? e di olio di caff? aromatizzato migliorer? pure l'aroma ed il gusto del caff? prodotto? Il pH dell'infuso di caff? ? pi? acido e la sua acidit? titolabile risulta maggiore di quella di infusi preparati da normali caff? tostati e macinati? Una valutazione degli infusi di caff? mediante cromatografia in fase liquida ad alta prestazione indica che un solo componente ? presente nell'infuso di caff? idrolizzato ad un livello molto pi? elevato? Il prodotto finale costituito da caff? idrolizzato ottenuto con questo processo e gli infusi da esso preparati sono unici nel loro genere? L'infuso di caff? viene preparato pesando 54,4 g di caff? tostato e macinato entro il cestello di una caffettiera Norelco 5.135 Automatic Drip Coffeemaker contenente un filtro di carta del tipo a disco del diametro di 3,5 pollici (8,9 cm) e facendo passare 1420 mi di acqua distillata calda attraverso il caff?? Il risultante infuso viene poi campionato per le prove? Il contenuto di potassio del caff? risulta inferiore a quello di normali caff? tostati e macinati? Il caff? tostato e macinato ? essenzialmente decaffeinato.

Il pH degli infusi ? pi? acido di quello ottenuto facendo infusi di normale caff? tostato e macinato. Il pH ? compreso in una gamma di valori tra circa 3,6 e 4,8 e solitamente il pH risulta conq>reso nella gamma di valori fra 3,7 e 4,6. Il pH di infuso preparato di fresco di normale caff? tostato e macinato ? di solito di 5,1?6,0. Si veda Sivetz & Desrosier, Coffee Technology, p. 582, Avi Publishing Co., (1979). Per misurare il pH viene usato un piaccametro normalizzato.

L'acidit? titolabile di questi infusi ? superiore a quella di infusi di normale caff? tostato e macinato, ed ? compresa nella gamma di valori fra 4 e 8. L'acidit? titolabile consiste nel numero di millilitri di soluzione 0,1 N di idrossido di sodio necessari per titolare un campione contenente 1 grammo di solidi sino ad un pH di 7*

Il pH e l'acidit? titolabile del prodotto costituito da caff? idrolizzato possono essere manipolati mediante il trattamento di idrolisi e mediante la miscelazione.

In prove del gusto usando un'acqua fortemente alcalina per l'infusione di caff?, l'aggiunta di 20% del prodotto costituito da caff? idrolizzato ad un normale caff? tostato e macinato ha aumentato l'acidit? del gusto del prodotto ed ha ridotto l'amarezza dell'infuso

Una valutazione mediante cromatografia in fase liquida ad alta prestazione dei singoli componenti costituenti gli infusi di caff? idrolizzato,e di normale caff? tostato e macinato ha dimostrato che un singolo particolare componente ? presente ad un livello molto pi? elevato nell?infuso di caff? idrolizzato# Questo componente mostra nel cromatogramma un picco con un'area pari a circa l'11% dell?area totale di tutti i picchi generati per un infuso di 50% di caff? idrolizzato e 50% di normale caff? tostato e macinato. Un infuso di 100% di normale caff? tostato e macinato mostra un picco per tale componente con un?area pari a solo circa l'1% dell'area totale di tutti i picchi generati# Gli infusi di caff? idrolizzato contengono quindi questo componente ad un livello che ? molto pi? elevato rispetto agli infusi di normale caff? tostato e macinato# Questa valutazione pu? essere effettuata usando cromatografia in fase liquida ad alta pressione come descritto nell' esempio IV.

Il contenuto di potassio del caff? ? molto pi? basso di quello di normale caff? tostato e macinato decaffeinato e non decaffeinato? Il livello di ioni potassio nel prodotto idrolizzato ? di solito inferiore a circa 0,2%, il livello di potassio in normale caff? tostato e macinato decaffeinato e non decaffeinato ? di solito compreso fra circa 1,8% e circa 2,2%. Il potassio pu? essere misurato con metodi noti? come ad esempio spettrofotometria di assorbimento atomico.

Il caff? viene essenzialmente decaffeinato con un contenuto di circa 0,02-0,15% di caffeina;generalmente compreso nella gamma di valori tra circa 0,02 e 0,04%. Il contenuto di caffeina viene determina?to con metodi noti.

Le propriet? di caff? tostato e macinato concernenti l'ottenimento di infusi vengono migliorate.

La miscelazione di questo caff? idrolizzato con regolare caff? tostato e macinato riduce il tempo di percolazione. Cio?, il tempo necessario perch? 1' acqua fluisca attraverso il caff? tostato e macinato pu? risultare inferiore nella misura di circa il 50% quando il caff? ? mescolato con il prodotto della presente invenzione.

Il caff? d? una quantit? di solidi nell'infuso che ? pressapoco uguale a quella di normale caff? tostato e macinato. La concentrazione di solidi nell' infuso ? di circa 0,5-1,4%. I solidi dell'infuso vengono misurati mediante l'indice di rifrazione a 29?c.

La densit? del caff? tostato e macinato idrolizzato ? influenzata dal metodo di essiccamento.

L 'essiccamento sotto vuoto aumenta la densit? del prodotto mentre l 'essiccamento con aria calda in un letto fluido non causa praticamente alcuna variazione della densit? rispetto a caff? tostati e macinati di tipo tradizionale? In generale la densit? ? compresa fra circa 0,45 e circa 0,70 g/cc?

I seguenti esempi illustrano il processo della presente invenzione. A meno che non sia indicato diversamente tutte le percentuali sono espresse su

base ponderale.

ESEMPIO I

Una miscela di 53% di caff? di Arabia e 47% di caff? Robusta, tostata in un apparecchio di torrefazione a ciclo discontinuo Thermolo, viene macinar? ta fino ad una granulometria grossolana usando un apparecchio macinatore Cump. Un peso medio di 20 libbre (9,1 kg) di caff? tostato e macinato viene collocato in ciascuna colonna di un treno di estrazione in impianto pilota consistente di 6 colonne (altezza di 5 piedi (1,524), diametro 6 pollici (cm.15,24)? Le colonne vengono inserite sequenzialmente nel processo sino a che si raggiunge un totale di 6 colonne operanti. Quando si inizia il prelevamento di estratto dalla prima colonna, cio? la colonna di e- . strazione a fresco, l'ultima colonna di estrazione, cio? la colonna contenente il caff? pi? estratto, viene tolta dal treno di estrazione e passata all' idrolisi.

Dopo l'avvio del sistema, le temperature nel treno di estrazione (partendo dalla colonna contenente il caff? massimamente estratto e progredendo sino alla colonna di estrazione a fresco) quali misurate in corrispondenza dell'entrata di ciascuna colonna e registrate al momento dell'inizio del prelevamento dell 'estratto,risultano sequenzialmente sempre pi? basse e vanno da 270?F (132?C) sino a 145?F (63?C). La pressione della colonna di estrazione a fresco ? pressapoco quella atmosferica. Nelle altre 5 colonne viene mantenuta una pressione di 150 libbre/pollice quadrato al manometro (10,5 kg/cm )?.Il rapporto di prelevamento ? di 1,5 e la durata media del ciclo ? di 24 minuti. L'estratto viene raffreddato sino a 68?F (20?c) facendo passare l'estratto proveniente dalla colonna di estrazione a fresco attraverso uno scambiatore di calore raffreddato con acqua. La resa percentuale di solubili sulla base del caff? tostato e macinato ? del 21%.

Il caff? estratto viene tolto dalla colonna di estrazione e viene poi introdotto in un recipiente a pressione dove lo si riscalda sotto forma di letto fisso sino ad una temperatura di 365?F (l85?c) e dove viene mantenuto ad una pressione di 150 libbre/ pollice quadrato al manometro (10,5 kg/cm )? Il caff? viene mantenuto in queste condizioni di pressione e temperatura per circa 20 minuti? Durante questo trattamento con vapore non si rimuove estratto? Il vapore viene poi scaricato dalla colonna ed il caff? viene essiccato sotto vuoto?

Il contenuto di umidit? del caff? ? di circa 4%. Il livello di caffeina nel caff? ? di circa 0,05%? Dal caff? viene preparato un infuso pesando per prima cosa 54,4 g di caff? tostato e macinato nel cestello di una caffettiera Norelco 5135 Automatic Drip Coffemaker contenente un filtro di carta del tipo a disco del diametro di 3,5 pollici (8,9 cm)? Il cestello viene ricoperto con un coperchio del cestello, viene collocato nella caraffa e nella caffettiera si introducono 1420 mi di acqua distillata? L'acqua viene riscaldata e fluisce attraverso il caff?. Il risultante infuso di caff? viene agitato e si preleva un campione? I solidi dell'infuso vengono misurati dall'indice di rifrazione usando un rifrattometro Zeiss Modello 71498 dotato di un prisma LI, apparecchio nel quale la temperatura del campione durante la misurazione viene mantenuta a 29?C, Le letture vengono correlate con le letture di soluzioni di riferimento a contenuto noto di solidi dell?infuso? La percentuale di solidi dell'infuso nel prodotto finale ? dell' 1,07%? Il pH dell'infuso ? 4,1 e viene determinato mediante un piaccametro normalizzato* L'acidit? titolabile dell'infuso ? 7?3 e consiste nel numero di millilitri di soluzione 0,1 N di idrossido di sodio usati per titolare fino ad un pH di 7 un campione contenente 1 grammo di solidi.

L'infuso ha un gusto molto acido*

Questo caff? viene miscelato con 20% di caff? tostato macinato con ottenimento di un caff? tostato e macinato a pi? basso livello di caffeina che ? unico nel suo genere.

ESEMPIO II

Cinque colonne di estrazione vengono caricate ciascuna con 18,5 libbre (8,38 kg) di una miscela tostata e macinata grossolanamente di 57% di caff? di Arabia e 43% di caff? Robusta* Acqua a temperature comprese fra 240?F (116?C) e 290?F (143?C) viene fatta passare attraverso le colonne per estrarre i solubili a fresco facilmente estraibili* Ciascuna colonna viene estratta fino ad un contenuto di circa 0,2% di solidi nell'estratto in modo da assicurare che siano virtualmente estratti tutti i solubili a fresco La resa globale di solubili estratti ? del 29,2%.

Dopo estrazione, il caff? viene idrolizzato per 20 minuti in un letto fisso entro un recipiente a pressione alla temperatura di 350?F (177?C) e poi viene essiccato in un essiccatore rotativo a vuoto del tipo discontinuo per un periodo di tempo pari a 8 ore sino ad un contenuto di umidit? dell ? 1 ,7%? Il caff? viene poi macinato grossolanamente e poi lavorato in un laminatoio Ross per aumentare la sua estraibili t?. Le condizioni di lavorazione nel laminatoio sono state le seguenti: distanza statica fra i rulli pari a zero; pressione sui rulli pari a 1 100 libbre/ pollice quadrato (77 kg/cm ); velocit? dei rulli 250 giri al minuto; funzionamento del complesso con una velocit? di alimentazione molto limitata. I rulli presentano un diametro di 18 pollici (45,7 ??)? Il prodotto viene valiato usando un dispositivo di setacciatura Sveco che rimuove ogni materiale avente una granulometria superiore a 16 mesh. La densit? era di 0,55 g/cc.

Quando si ? preparato un infuso in una caffettiera Norelco 5135 Automatic Drip Coffeem?ker ad un livello di 54,4 g di caff?/1420 mi di acqua come nell' esempio I, il risultante prodotto ha mostrato un livello di solidi dell'infuso di 0,81%, un pH di 4,51 ed una acidit? titolabile di 5?43* Il prodotto viene miscelato nella misura del 10% con caff? tostato e macinato di tipo tradizionale con ottenimento di un caff? tostato e macinato unico nel suo genere ed avente un pi? basso livello di caffeina?

ESEMPIO III

Un peso medio di 540 libbre (245 kg) di una miscela tostata di 80% di caff? di Arabia e 20% di caff? Robusta viene macinato grossolanamente e sottoposto ad estrazione in un treno di estrazione di impianto pilota consistente di 6 colonne (altezza di 5 piedi (1,524 m), diametro di 6 pollici (15,24 cm)). Le colonne vengono inserite sequenzialmente nel processo sino a che il totale ? di 6 colonne operanti? Quando si inizia il prelevamento di estratto dalla prima colonna, cio? la colonna di estrazione a fresco, l' ultima colonna di estrazione, cio? la colonna contenente il caff? massimamente estratto, viene tolta dal treno di estrazione e passata all'idrolisi? Dopo inizio, le temperature nel treno di estrazione (partendo dalla colonna contenente il caff? massimamente estratto e progredendo sino alla colonna di estrazione a fresco) quali misiirate in corrispondenza dell'entrata di ciascuna colonna e registrate all'inizio del prelevamento dell'estratto, risultano sequenzialmente sempre pi? basse e vanno da 274?F (134?C) sino a 157?F (69?C). La pressione della colonna di estrazione a fresco ? pressapoco quella atmosferica? Nelle altre 5 colonne viene mantenuta una pressione di 150 libbre/pollice quadrato al manometro (10,5 kg/cm )? Il rapporto di prelevamento ? di 1,5 ed il tempo medio per ciclo ? di 25 minuti. L'estratto viene raffreddato sino a 68?F (20?c) facendo passare l'estratto della colonna a fresco attraverso uno scambiatore di calore raffreddato con acqua? La resa percentuale di solubili, sulla base del caff? tostato e macinato, ? del 19,8%? Il caff? estratto viene rimosso dalla colonna di estrazione, viene lasciato scolare per circa 30 minuti in modo da eliminare estratto di caff? libero, e poi viene collocato in un recipiente a pressione dotato di pale del tipo ad aratro che ruotano in modo da mescolare o flu?dizzare il caff?? Un carico di 80 libbre (36,3 kg) del caff? espulso dalle colonne di estrazione viene sottoposto ad idrolisi per 10 minuti alla temperatura di circa 365?F (185?C) ed alla pressione di 150 libbre/pollice quadrato al manometro (10,5 kg/cra ). Vapore viene iniettato direttamente nel recipiente? Si richiedono circa 5 minuti per seariecure la pressione in misura sufficiente a consentire la rimozione del caff? contenuto nel recipiente.

Il prodotto viene poi essiccato in un essiccatore a flashing Barr & Murphy incorporante un disintegratore con riciclo selettivo di particelle di caff? parzialmente essiccate. Il caff? idrolizzato viene alimentato all'essiccatore alla velocit? di 120 libbre (54,4 kg)/ora attraverso un disintegratore che riduce le dimensioni delle particelle pressapoco a quelle di caff? di tipo tradizionale. L'aria introdotta viene riscaldata a 445-479?F (229-248?C) e viene diretta nell'essiccatore in modo da fluidizzare ed essiccare le particelle di caff?. Il caff? idrolizzato viene essiccato sino ad un contenuto di umidit? del 4,9% e viene macinato finemente.

Quando viene preparato un infuso in una caffettiera Norelco 5135 Automatic Drip Coffemaker ad un livello di 54,4 g di caff?/1420 mi di acqua come nell'esempio I, il prodotto risultante ha un livello di solidi dell'infuso di 0,97%, un pH di 3,83 ed un'acidit? titolabile di 6,46. Il gusto ? a carattere acido. Il prodotto viene miscelato nella misura del 10% con caff? tostato e macinato di tipo tradizionale con ottenimento di un nuovo prodotto a base di caff? parzialmente decaffeinato.

ESEMPIO IV

Caff? trattato nel modo indicato negli esempi I-III e normale caff? tostato e macinato vengono analizzati usando cromatografia in fase liquida. La cromatografia ? un mezzo fisico di separazione di una miscela in suoi singoli componenti, metodo che indica la concentrazione di ciascuno dei con^onenti. Un campione viene iniettato in un veicolo costituito da un solvente che entra in una colonna cromatografica di piccolo diametro riempita con un solido a granulometria uniforme? Separazione dei componenti del campione risulta da una differenza nelle forze multiple per le quali i materiali della colonna tendono a trattenere ciascuno dei componenti? La natura della ritenzione pu? essere per adsorbimento, solubilit?, legame chimico, polarit? o filtrazione molecolare.

Di conseguenza i componenti si muovono attraverso la colonna ed escono da questa in ordine inverso alla loro ritenzione. Dopo essere usciti dalla colonna in corrispondenza di una apertura di uscita, i componenti entrano in un rivelatore. Il rivelatore genera un segnale elettrico proporzionale alla concentrazione di ciascun componente, segnale che viene integrato e rappresentato graficamente e che appare un picco o curva con una indicazione dell'integrazione.

Un confronto dei tempi di ritenzione sulla colonna di campioni con termini di riferimento noto pu? essere usato per identificare i componenti del campione. La concentrazione del componente viene determinata dalla area integrata sotto ciascun picco o curva? La scala viene graduata in millivolt?secondi, il che serve come misura dell'area sotto ciascuna curva del-1 'intensit?.

Un campione da 20 microlitri di ciascuno dei caff? di cui si ? fatto un infuso come nell'esempio I (54,4 g di caff? per 1420 mi di acqua) viene iniettato in un cromatografo per cromatografia in fase liquida ad alta prestazione tipo Vaters Modello 440 dotato di un rivelatore all'ultravioletto che misura il coefficiente di assorbimento a 280 nanometri? La fase mobile consiste di 86% di acido acetico e 14% di metanolo che viene programmata a 14% di acido acetico e 86% di metanolo in 45 minuti. La colonna impiegata ? del tipo Whatman Partisil PXS-5/250DS Reverse Phase Column ottenibile dalla Whatman Chemical Separations Ine., 9 Bridewell Place, Clifton, N.J.07014. La velocit? di flusso ? di 1,5 ral/minuto sotto una pressione al manometro di 4000 libbre/pollice quadrato (280 kg/cm ). I risultati indicano che ad un tempo di ritenzione di circa 4,98 minuti si riscontra un picco intenso per i campioni infusi da caff? idrolizzato. Infusi di normale caff? tostato e macinato non mostrano un picco di cosi elevata intensit? al corrispondente tempo di ritenzione? Una miscela di normali caff? tostati e macinati mostra un picco con un'area uguale a circa 1% dell'area totale di tutti i picchi generati ad un tempo di ritenzione di circa 4,98 minuti. Una miscela di 50% di caff? idrolizzato con 50% di normali caff? tostati e macinati mostra un picco a 4,98 minuti che corrisponde a circa 11% dell'area totale di tutti i picchi generati. Quindi il livello elevato di questo componente ? attribuibile al caff? idrolizzato e dimostra che il suo carattere ? unico nel suo genere.

ESEMPIO V

Caff? trattato come negli esempi I-III, varie marche di caff? decaffeinato e non decaffeinato normalmente tostato e macinato esistenti in commercio, e caff? decaffeinati e non decaffeinati del tipo solubile esistenti in commercio, vengono analizzati per stabilire il contenuto di potassio usando spettrofotometria di assorbimento atomico. Campioni dei vari caff? vengono essiccati a 105?C per 5 ore. Un grammo di ciascun caff? viene fatto digerire con riscaldamento in 20 mi di una miscela di acidi concentrati (71,5% di acido nitrico e 28, 5% di acido solforico)? Dopo raffreddamento ciascun campione viene diluito con acqua distillata deionizzata sino a portarlo a 200 mi e viene pesato. I campioni vengono poi ulteriormente diluiti con acqua distillata deionizza? ta in modo da portarli a contenere una quantit? di potassio corrispondente alla zona di risposta lineare dello strumento. Come prova in bianco viene usata tuia appropriata soluzione diluita degli acidi usati per la digestione. Come termine di riferimento per la taratura dello strumento viene preparata una diluizione di uno standard costituito da potassio esistente in commercio. Ciascun campione viene provato per determinare il potassio usando uno spettrofotometro ad assorbimento atomico Perkin Elmer Modello 4000 con sistema digitale di lettura. La larghezza della fenditura ? fissata a 2,0 nm H e la lunghezza d'onda a 766,5 nm. Una lampada a catodo cavo di potassio viene impiegata con una fiamma di aria/acetilene. Le letture ricavate dallo strumento, vengono impiegate per calcolare il contenuto di potassio dei caff?. I risultanti dati sono raccolti nella seguente tabella I. Caff? idrolizzato contiene bassi contenuti di potassio pari a circa 0,2% o meno. I caff? tostati e macinati non idrolizzati contengono circa

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI

   1 ? Processo per preparare un caff? tostato e macinato idrolizzato, il quale comprende:

   (1) estrazione da circa 10% a circa 40% dei solidi da caff? tostato e macinato;

   (2) riscaldamento del caff? tostato e macinato proveniente dallo stadio (1) in una atmosfera di vapore saturo ad una temperatura compresa fra circa 320?F (160?C) e circa 401eF (205?C) ed una pressione compresa fra 75 e 250 libbre/pollice quadrato al manometro (5,25-17,5 kg/cm );

   (3) essiccamento del caff? tostato e macinato idrolizzato sino ad un contenuto di umidit? di circa 2-10%.
2. 2. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui da circa 10% a circa 35% dei solidi vengono rimossi nello stadio di estrazione (l)?
3. 3. Processo secondo la rivendicazione 2 in cui il caff? tostato e macinato ? una miscela di caff? di Arabia e caff? Robusta.
4. 4. Processo secondo la rivendicazione 3 in cui il caff? viene riscaldato nello stadio (2) per un tempo compreso fra circa 2 minuti e circa 50 minuti.
5. 5. Processo secondo la rivendicazione 4 in cui caff? tostato e macinato viene riscaldato per un periodo di tempo compreso fra circa 5 e circa 10 minuti?
6. 6. Processo secondo la rivendicazione 5 in cui il caff? viene riscaldato nello stadio (2) ad una temperatura compresa fra circa 340?F (171?C) e circa 370?F (188?C).

   7. Processo secondo la rivendicazione 6 in cui il caff? viene essiccato nello stadio (3) in un essiccatore pneumatico a circuito chiuso con flashing? 8? Processo secondo la rivendicazione 6 in cui il caff? viene liofilizzato nello stadio (3)?

   9 Processo secondo la rivendicazione 6 in cui il caff? viene essiccato in un essiccatore rotativo ; sotto vuoto nello stadio (3)?

   10. Processo secondo la rivendicazione 7 in cui da circa 15% a 30% dei solidi vengono rimossi durante il processo di estrazione nello stadio (l)?

   11. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui l'estrazione viene effettuata ad una temperatura compresa fra 150?F (66?C) e circa 310?F (154?C).

   12. Processo secondo la rivendicazione 1 in cui il caff? idrolizzato secco viene mescolato con 1?50% di caff? tostato e macinato e viene co-lavorato in modo da produrre un caff? tostato e macinato in forma di scaglie.

   13. Processo secondo la rivendicazione 1 comprendente l'ulteriore stadio di fine macinazione del caff? tostato e macinato idrolizzato.

   14. Processo secondo la rivendicazione 1 comprendente l'ulteriore stadio di essiccamento del caff? estratto dello stadio (1).

   15 Prodotto costituito da caff? tostato e macinato idrolizzato essenzialmente decaffeinato avente una densit? compresa fra circa 0,45 a circa 0,7 g/cc, un contenuto di umidit? di circa 2-10%, un contenuto di potassio inferiore a circa 0,2%, ed un contenuto di caffeina compreso fra circa 0,02% e circa 0,15% caff? che quando viene sottoposto ad infusione in una caffettiera automatica del tipo a gocciola^ mento (54,4 g in 1420 mi di acqua) produce un estratto avente un pH compreso fra circa 3,6 e 4,8 ed un contenuto di solidi dell'infuso compreso fra circa 0,5% e circa 1,48%?

   16. Prodotto secondo la rivendicazione 15 che in seguito ad analisi dell'infuso mediante un cromatografo in fase liquida ad alta prestazione Waters Modello 440 contiene una concentrazione pi? elevata del componente avente un tempo di ritenzione di circa 4,98 minuti misurato in una colonna a fase inversa Whatman Partisil PXS?5/250DS in una fase mobile a base di acido acetico e metanolo fluente ad una velocit? di 1,5 ml/minuto sotto una pressione di 4000 libbre/pollice quadrato al manometro (280 kg/cm )? 17? Prodotto secondo la rivendicazione 15 che viene miscelato con un materiale scelto fra caff? tostato e macinato, caff? tostato macinato decaffeinato, surrogati di caff? e loro miscele.

   18. Prodotto secondo la rivendicazione 15 che viene aromatizzato

   19- Prodotto secondo la rivendicazione 18 in cui il prodotto viene aromatizzato mediante equilibrazione con caff? tostato e macinato di prima qualit?.

   20- Prodotto secondo la rivendicazione 18 in cui il caff? viene aromatizzato mediante adsorbimento a temperature criogeniche di gas nell?apparato macinatore