КОФЕЙНЫЕ ПРОДУКТЫ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ СПОСОБЫ Российский патент 2021 года по МПК A23F5/08 A23F5/10 A23F5/24 A23F5/32 A23F5/34 

Область техники

Настоящая заявка относится к кофейным продуктам и способам образования кофейных продуктов. В частности, она относится к растворимым кофейным продуктам, характеризующимся процентным содержанием обжаренного молотого кофе, и способам создания таких продуктов.

Уровень техники

Широко известны растворимые кофейные продукты быстрого приготовления, такие как высушенный замораживанием и высушенный распылением кофе быстрого приготовления. Примером высушенного замораживанием кофе быстрого приготовления является мягкий высушенный замораживанием кофе Kenco (RTM). Такие растворимые кофейные продукты быстрого приготовления создают путем получения промежуточного продукта жидкого кофейного концентрата (общеизвестного как кофейная паста) из кофейных зерен хорошо известными способами обжаривания и экстрагирования. Необязательно, кофейный концентрат можно ароматизировать добавлением ароматов кофе, извлеченных из экстрагированного промежуточного кофейного продукта, что хорошо известно из уровня техники. Кофейный концентрат затем проходит различные стадии вспенивания и высушивания для получения сухого гранулированного конечного продукта, который можно преобразовать в кофейный напиток добавлением горячей воды.

Растворимые кофейные продукты быстрого приготовления популярны среди потребителей, поскольку они предоставляют экономичный, быстрый и простой способ приготовления кофейного напитка. Однако, возникла необходимость в создании растворимых кофейных продуктов быстрого приготовления, которые больше напоминают обжаренные молотые кофейные продукты, как внешне перед растворением продукта, так и при употреблении.

Известно введение в растворимый кофейный продукт некоторого процентного содержания обжаренного молотого кофе в попытке получения более приятного растворимого кофейного продукта быстрого приготовления. Например, в документе WO 2010/005604 раскрыты различные растворимые кофейные продукты, купажированные из растворимых и молотых компонентов кофе.

Проблема, которую обнаружил настоящий заявитель, касается растворимых кофейных продуктов, содержащих компоненты обжаренного молотого кофе, и заключается в том, что представляется трудным соответствующим образом диспергировать частицы обжаренного молотого кофе в промежуточном продукте жидкого кофейного концентрата. Плохое диспергирование может стать причиной комкования частиц обжаренного молотого кофе при добавлении к жидкому промежуточному кофейному продукту, что приводит к возникновению негидратированных областей обжаренного молотого кофе, которые никогда полностью «не намокают».

Частично в попытке устранить проблему плохого диспергирования было предпринято уменьшение размера обжаренных частиц кофе до размеров коллоидных частиц, составляющих менее 30-40 мкм. Например, в документе US 4594257 раскрыт агломерированный кофейный продукт быстрого приготовления, содержащий высушенный распылением кофе быстрого приготовления и коллоидные частицы обжаренного кофе, характеризующиеся размером 5-25 мкм.

Однако, чтобы получить частицы обжаренного молотого кофе, размер которых соответствует размерам коллоидных частиц, необходимо применять специальные способы помола, поскольку кофейное масло, содержащееся в обжаренном молотом кофе, имеет способность выделяться при осуществлении помола частиц до таких малых размеров. Выделение кофейного масла оказывает негативное влияние на процесс помола, например, приводит к комкованию частиц кофе и загрязнению поверхностей размалывающей машины, создавая необходимость в проведении регулярной чистки машины и к связанному с этим простою.

Для преодоления этой проблемы известно использование криогенного предварительного замораживания обжаренных кофейных зерен перед их помолом до размера коллоидных частиц. Например, согласно документу WO 2010/005604 обжаренные кофейные зерна замораживают до температуры приблизительно -5°C и затем измельчают до частиц, характеризующихся средним или срединным размером частиц, составляющим приблизительно 350 мкм или менее. Согласно другому примеру в документе GB 2022394 описан способ быстрого охлаждения обжаренных кофейных зерен жидким азотом перед их помолом до размера частиц, составляющего менее 45 мкм.

Необходимость осуществления криогенного замораживания обжаренных кофейных зерен перед помолом увеличивает сложность и стоимость производственного способа.

Другим предложенным решением, обеспечивающим коллоидный помол обжаренных кофейных зерен, является дополнительное добавление масла в смесь для помола с целью обеспечения дополнительного смазывания. Хотя в некоторых ситуациях это может устранить проблему загрязнения поверхностей размалывающей машины, в то же время это приводит к увеличению содержания масла в молотом кофейном продукте, что не является идеальным для применения в качестве промежуточного кофейного продукта для дальнейшей обработки с тем, чтобы получить растворимый кофейный напиток быстрого приготовления, поскольку в продукты можно добавить только относительно небольшое количество, не оказывая пагубного воздействия на состав продукта.

Другим решением, предложенным в документе ЕР 1631151, является добавление дополнительного компонента, такого как какао тертое или сахар, для поглощения любого кофейного масла, выделившегося из обжаренного и помолотого кофе. Однако, этот способ не подходит, если необходимо использовать коллоидный обжаренный молотый кофе в растворимом кофейном напитке без примесей.

Другая известная необходимость заключается в попытке сделать растворимый кофейный продукт быстрого приготовления более похожим внешне на обжаренный молотый кофе. Обычно, растворимые кофейные продукты быстрого приготовления светлее, чем обжаренный молотый кофе. Следовательно, также желательно сделать более темным цвет растворимых продуктов быстрого приготовления, в частности, высушенного замораживанием растворимого кофе. Способы известного уровня техники для придания более темного цвета растворимому кофе предусматривают применение затемнения паром, как раскрыто в документе ЕР 0700640, и повторное увлажнение высушенного замораживанием промежуточного продукта, как раскрыто в документе ЕР 0090561. Кроме того, применяли газификацию СО₂ для придания растворимым кофейным продуктам более темного оттенка.

Тем не менее, технологии из предшествующего уровня техники для придания более темного оттенка растворимому кофейному продукту обладают определенными недостатками. Повторное увлажнение промежуточного кофейного продукта при помощи добавления воды или применения пара, или применения газов, таких как СО₂, может изменять плотность и растворимость конечного продукта.

Сущность изобретения

В настоящем описании, если контекстом не предусмотрено другое, термин «обжаренный кофе» означает кофейный материал, полученный обжариванием зеленых кофейных зерен. Материал может быть в форме обжаренных кофейных зерен или в любой другой форме, полученной на последующих технологических стадий, таких как помол, извлечение кофеина, спрессовывание, и т.д. Конкретные примеры обжаренного кофе содержат обжаренные кофейные зерна, обжаренный пресс-остаток с экспеллера и обжаренные хлопья кофе.

В настоящем описании, если контекстом не предусмотрено другое, термин «обжаренный молотый кофе» означает обжаренный кофейный материал, который подвергли процессу измельчения для уменьшения размера частиц первоначально обжаренного кофейного материала. Вновь, если контекстом не предусмотрено другое, способ измельчения может предусматривать одно или несколько из помола, раскалывания, дробления и толчения.

В настоящем описании термин «гранулометрическое распределение D90 по методу Helos», означает 90-й процентиль по объему распределения частиц по размеру, как получено лазерным дифракционным анализатором размеров частиц торговой марки Helos™, реализуемым компанией Symptec, Клаусталь-Целлерфельд, Германия. То есть, D90 представляет собой величину по распределению, при которой 90% по объему частиц обладают характерным размером этой величины или менее. Это число может быть получено для сухого образца (называемого «сухой Helos») или для мокрого образца (называемого «мокрым Helos»), например, после смешивания частиц с водой. Подобное справедливо и для D50, где величина представляет 50-й процентиль распределения частиц по размеру.

Helos представляет собой лазерную дифракционную сенсорную систему, для которой один способ оценки применяют по всему диапазону измерений от 0,1 мкм до 8750 мкм. Этот инструмент предназначен для анализа размера частиц сухих и мокрых образцов, т.е. порошков, суспензий, эмульсий или аэрозолей.

Для измерений мокрого Helos напиток довели до 1,5% концентрации (3 г твердых веществ в 200 мл воды) с использованием 100°C воды и слили по каплям в кювету (с магнитным перемешивающим устройством, покрытым PTFE, работающим при 1000 об/мин), для достижения видимой концентрации от 20 до 25%. При использовании ультразвуковой обработки встроенный наконечник для обработки ультразвуком, изготовленный из титана, может быть опущен в кювету вручную.

Существует три варианта для измерения размера частиц посредством системы Helos:

Сухое гранулометрическое распределение измеряют, применяя HELOS/KF, линзу R4, дисперсионную систему RODOS/M и устройство подачи VIBRI, выпущенные компанией Symptec GmbH.

Мокрое распределение частиц по размеру измеряют, применяя HELOS/KF, линзу R3, дисперсионную систему CUVETTE, выпущенные компанией Symptec GmbH.

В настоящем описании под цветом в «единицах La» подразумеваются показание в единицах, измеренное с использованием отражательной способности видимого света образца обжаренного молотого или растворимого кофе с использованием прибора для измерения цвета на основе отражательной способности Dr. Lange (RTM), модель LK-100 с внутренним 640 нм фильтром, реализуемым Dr. Lange GmbH, Дюссельдорф, Германия. Шкала La основана на цветовом пространстве Hunter 1948 L, a, b, где компонент L измеряет «светлоту», причем L=0 соответствует черному, a L=100 соответствует идеальному диффузному отражению. Таким образом, чем ниже число La на шкале, тем темнее измеренный образец.

Согласно первому аспекту настоящее раскрытие описывает высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт, содержащий от 5% до 30% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 70% до 95% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе, причем обжаренный молотый кофе характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 100 мкм; причем высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт характеризуется цветом 13-30 единиц La по шкале Lange.

Предпочтительно, высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт содержит от 10% до 20% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 80% до 90% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе. Согласно одному примеру высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт содержит 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

Понятно, что хотя высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт был описан как содержащий как обжаренный молотый кофе, так и растворимый кофе, это не исключает вариант продукта, содержащего также дополнительные компоненты.

Неожиданно было обнаружено, что введение обжаренного молотого кофе с частицами небольшого размера в высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт обеспечивает более темный конечный продукт, который наиболее визуально напоминает обжаренный молотый кофе.

При сравнении высушенные замораживанием растворимые кофейные продукты предшествующего уровня техники в основном характеризуются цветом более 25 единиц La. Даже применение способа газификации предшествующего уровня техники не обеспечивало получение конечного продукта, характеризующегося цветом менее 21 единиц La.

Дополнительно, обжаренный молотый кофе предшествующего уровня техники в основном характеризовался цветом 6-13 единиц La.

Предпочтительно обжаренный молотый кофе характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 50 мкм, более предпочтительно менее или равным 30 мкм.

Предпочтительно высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт характеризуется цветом 16-25 единиц La по шкале Lange. Более предпочтительно высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт характеризуется цветом 17-20 единиц La по шкале Lange.

Предпочтительно высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт характеризуется плотностью 185-265 г/литр. Более предпочтительно высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт характеризуется плотностью 205-235 г/литр. Согласно одному примеру высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт характеризуется плотностью 225 г/литр.

Преимущественно затемнение конечного продукта посредством добавления частиц обжаренного молотого кофе обеспечивает получение конечного продукта, который достигает уровней плотности и растворимости, ожидаемые потребителями.

Предпочтительно размер частиц высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта находится в диапазоне от 0,3 до 3,5 мм. Более предпочтительно размер частиц высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта находится в диапазоне от 0,3 до 2,5 мм. Согласно одному примеру размер частиц высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта находится в диапазоне от 0,3 до 1,5 мм.

Высушенный замораживанием продукт можно молоть и просеивать до получения частиц размером, который напоминает размер частиц обжаренного молотого кофейного продукта.

Обжаренный молотый кофе можно получить известными способами, такими как криогенный размол обжаренных кофейных зерен, что хорошо известно из области техники и раскрыто в качестве примера в указанном выше документе GB 2022394. Однако, предпочтительно обжаренный молотый кофе получают при помощи нового способа измельчения согласно четвертому аспекту настоящего раскрытия, как будет описано ниже.

Предпочтительно, высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт производят при помощи нового способа согласно второму аспекту настоящего раскрытия, который будет описан ниже.

Согласно второму аспекту настоящее раскрытие описывает способ образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта, включающий следующие стадии:

i) формирование концентрированного экстракта кофе;

ii) вспенивание и предварительное замораживание концентрированного экстракта кофе для образования вспененного и предварительно замороженного промежуточного кофейного продукта;

iii) замораживание вспененного и предварительно замороженного промежуточного кофейного продукта для образования замороженного промежуточного кофейного продукта;

iv) помол и просеивание замороженного промежуточного кофейного продукта для образования молотого промежуточного кофейного продукта;

v) высушивание молотого промежуточного кофейного продукта для образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта;

причем перед стадией ii) и/или стадией iii) вводят молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт; и

молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 10% до 80% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 20% до 90% по сухой массе растворимого кофе.

Согласно третьему аспекту настоящее раскрытие описывает способ образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта, включающий следующие стадии:

i) формирование концентрированного экстракта кофе;

ii) вспенивание концентрированного экстракта кофе для образования вспененного промежуточного кофейного продукта;

iii) необязательно, фильтрование и гомогенизирование вспененного промежуточного кофейного продукта для образования фильтрованного и гомогенизированного промежуточного кофейного продукта;

iv) высушивание распылением вспененного промежуточного кофейного продукта или фильтрованного и гомогенизированного промежуточного кофейного продукта для образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта;

причем перед стадией ii) и/или стадией iv) вводят молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт; и

молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 10% до 80% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 20% до 90% по сухой массе растворимого кофе.

Неожиданно было обнаружено, что введение молотого и купажированного промежуточного кофейного продукта (образованного из частиц обжаренного молотого кофе и частиц растворимого кофе) в качестве части способа образования растворимого кофе обеспечивает очень хорошее диспергирование обжаренных молотых частиц в концентрированном экстракте кофе.

Предпочтительно, молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт согласно второму или третьему аспекту содержит от 10% до 70% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 30% до 90% по сухой массе растворимого кофе. Более предпочтительно, молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт согласно второму или третьему аспекту содержит от 15% до 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 50% до 85% по сухой массе растворимого кофе. Согласно одному примеру молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт согласно второму или третьему аспекту содержит 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 50% по сухой массе растворимого кофе.

Понятно, что хотя молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт согласно второму или третьему аспекту был описан как содержащий и обжаренный молотый кофе, и растворимый кофе, этот не исключает вариант промежуточного продукта, содержащего также дополнительные компоненты.

Предпочтительно, молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт согласно второму или третьему аспекту характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 40 мкм. Более предпочтительно молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт согласно второму или третьему аспекту характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 30 мкм.

Предпочтительно, в способе согласно второму или третьему аспекту высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит от 5% до 30% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 70% до 95% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе. Более предпочтительно, высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит от 10% до 20% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 80% до 90% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе. Согласно одному примеру высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

Понятно, что хотя высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт был описан как содержащий как обжаренный молотый кофе, так и растворимый кофе, это не исключает вариант продукта, содержащего также дополнительные компоненты.

Растворимый кофе молотого и купажированного промежуточного кофейного продукта может содержать высушенный распылением кофе быстрого приготовления, высушенный замораживанием кофе быстрого приготовления или их смесь.

Молотый промежуточный кофейный продукт согласно способу образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта, описанного выше, перед высушиванием может характеризоваться общей концентрацией твердых веществ кофе более или равной 52% и менее или равной 63%.

Промежуточный кофейный продукт согласно способу образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта, описанного выше, перед высушивание может характеризоваться общей концентрацией твердых веществ кофе более или равной 52% и менее или равной 63%.

В любом случае общая концентрация твердых веществ кофе может предпочтительно составлять от 56% до 60%.

Второй и третий аспекты настоящего раскрытия распространяются на растворимый кофейный продукт, произведенный описанными выше способами.

Кроме того, второй и третий аспекты настоящего раскрытия распространяются на кофейный напиток, образованный с использованием описанного выше растворимого кофейного продукта.

Согласно четвертому аспекту настоящее раскрытие описывает способ размола кофе, включающий следующие стадии:

a) введение частиц исходного материала обжаренного кофе в камеру размола;

b) введение частиц растворимого кофе в камеру размола;

c) впрыскивание газа в камеру размола для мобилизации частиц исходного материала обжаренного кофе и растворимого кофе;

d) получение, таким образом, молотого и купажированного кофейного продукта посредством измельчения частиц исходного материала обжаренного кофе при помощи самостолкновения частиц исходного материала обжаренного кофе и при помощи столкновения частиц растворимого кофе с частицами исходного материала обжаренного кофе внутри камеры размола.

Преимущественно, было обнаружено, что измельчение исходного материала обжаренного кофе таким способом обеспечивает превосходное средство для уменьшения размера частиц обжаренного кофе без отрицательного эффекта, который проявлялся ранее выделением кофейного масла из исходного материала обжаренного кофе. Без ограничения какой-либо теорией, понятно, что введение частиц растворимого кофе в камеру размола приводит к поглощению растворимым кофе некоторого количества и предпочтительно большей части или всего кофейного масла, выделившегося во время измельчения.

Преимущественно, частицы растворимого кофе активно применяют в качестве измельчающего средства внутри камеры размола посредством столкновения частиц исходного материала обжаренного кофе с частицами растворимого кофе. Разумеется, будет иметь место некоторое измельчение исходного материала обжаренного кофе посредством самостолкновения - другими словами, столкновение частиц исходного материала обжаренного кофе с другими частицами исходного материала обжаренного кофе. Однако, обнаружено, что дополнительное измельчение, вызванное столкновением исходного материала обжаренного кофе с частицами растворимого кофе, создает усиленное размалывающее действие. Это особенно удивительно, принимая во внимание, что частицы растворимого кофе не являются особенно твердыми.

При желании, мобилизованные частицы обжаренного кофе могут быть направлены для столкновения с дополнительными поверхностями, такими как ударные пластины, камеры размола для обеспечения дополнительного эффекта измельчения. Однако, применение таких столкновений не является существенным для настоящего способа.

Частицы исходного материала обжаренного кофе и растворимого кофе можно смешать вместе до введения в камеру размола. Например, ингредиенты можно смешивать порционно в сухой форме и вводить в камеру размола посредством совместной загрузки через загрузочную воронку.

Альтернативно частицы исходного материала обжаренного кофе и растворимого кофе могут быть введены по отдельности в камеру размола. Например, могут быть предоставлены отдельные загрузочные воронки для исходного материала обжаренного кофе и исходного материала растворимого кофе.

Другим вариантом является применение одной линии загрузки, которая может быть использована для впрыскивания одного исходного материала в камеру размола, что действует для захвата другого исходного материала в поток.

Предпочтительно частицы исходного материала обжаренного кофе на стадии а) характеризуются температурой от 5 до 30 градусов Цельсия.

Предпочтительно камеру размола не подвергают криогенному охлаждению во время стадий b), с) и d).

Особенным преимуществом аспектов настоящего раскрытия является то, что криогенное охлаждение исходного материала обжаренного кофе для предотвращения выделения кофейного масла не требуется, даже в случаях, когда размол осуществляют до размера коллоидных частиц. Исходный материал кофе необязательно может быть подвергнут некоторому незначительному предварительному охлаждению до размола, например, охлажден до температуры 5 градусов Цельсия. Однако, исходный материал обжаренного кофе также может быть использован при температуре окружающей среды (в основном 20-25 градусов Цельсия).

Кроме того, физические компоненты устройства для размола (стенки камеры, загрузочные линии, и т.д.) необязательно должны быть охлажденными. Однако, может быть желательным охладить впрыскиваемый газ для того, чтобы способствовать удалению влаги во время процесса размола. Охлажденный газ обеспечит некоторое охлаждение устройства для размола. Однако, это значительно меньше, чем обычно имеет место при криогенном охлаждении. Газ может находиться при температуре от -20 градусов Цельсия и температуре окружающей среды. Согласно одному примеру применяют газ при температуре -16 градусов Цельсия.

Отсутствие активного охлаждения (или применение минимального охлаждения, как описано выше) значительно уменьшает сложность механического оборудования, требуемого для процесса размола, сокращает длительность процесса и сокращает затраты, связанные со стадией размола способа.

Предпочтительно молотый и купажированный кофейный продукт, полученный на стадии d), содержит от 10% до 80% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 20% до 90% по сухой массе растворимого кофе. Более предпочтительно, молотый и купажированный кофейный продукт, полученный на стадии d), содержит от 10% до 70% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 30% до 90% по сухой массе растворимого кофе. Даже более предпочтительно молотый и купажированный кофейный продукт, полученный на стадии d), содержит 15-50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 50% до 85% по сухой массе растворимого кофе. Согласно одному примеру молотый и купажированный кофейный продукт, полученный на стадии d), содержит 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 50% по сухой массе растворимого кофе. Размол для получения продукта, содержащего более 70% по сухой массе обжаренного молотого кофе, может стать возможным, когда сырьевой газ охлажден до температуры приблизительно -20 градусов Цельсия, как описано выше. В остальных случаях предпочтительным является ограничение процентного содержания обжаренного молотого кофе в продукте до максимум 70%.

Понятно, что хотя молотый и купажированный кофейный продукт был описан как содержащий как обжаренный молотый кофе, так и растворимый кофе, этот не исключает вариант продукта, содержащего также дополнительные компоненты.

Предпочтительно на стадии d) измельчение приводит к тому, что молотый и купажированный кофейный продукт характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 40 мкм. Более предпочтительно, на стадии d) измельчение приводит к тому, что молотый и купажированный кофейный продукт характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 30 мкм.

Частицы исходного материала обжаренного кофе могут быть целыми обжаренными кофейными зернами или обжаренными кофейными зернами грубого помола. Способ применяют с целыми обжаренными кофейными зернами, что обеспечивает упрощенный технологический маршрут. Однако, если необходимо, первоначальный грубый помол обжаренных кофейных зерен может быть осуществлен до того, как обжаренный кофе вводят в камеру размола.

Частицы растворимого кофе могут быть частицами высушенного распылением кофе быстрого приготовления, частицами высушенного замораживанием кофе быстрого приготовления или их смесью.

Может быть преимущественным использовать тип растворимого кофе, который совпадает с типом конечного продукта, в котором молотый и купажированный кофейный продукте будет использоваться. Например, когда в конечном итоге необходимо ввести молотый и купажированный кофейный продукт в высушенный замораживанием кофейный продукт, то растворимый кофейный продукт, использованный как средство измельчения в камере размола, может быть выбран также в качестве высушенного замораживанием растворимого кофе. Однако, типы растворимого кофе, применяемые в способе, могут быть смешаны и изменены по желанию.

Предпочтительно газ, впускаемый в виде струи в камеру размола на стадии b), является азотом, воздухом или их смесью.

Камера размола может образовывать часть струйной мельницы. Примеры таких мельниц содержат струйные противоточные мельницы с псевдоожиженым слоем, мельницы Jet-O-Mizer™, вихревую мельницу, спиральные мельницы и т.д.

Четвертый аспект настоящего раскрытия распространяется на молотый и купажированный кофейный продукт, полученный описанным выше способом.

Молотый и купажированный кофейный продукт может быть применен в качестве молотого и купажированного промежуточного кофейного продукта в способах согласно второму и третьему аспектам настоящего раскрытия, описанным выше. Альтернативно, молотый и купажированный кофейный продукт может быть использован в последующем получении других продуктов на основе кофе. Дополнительно, молотый и купажированный кофейный продукт может быть упакован и продан в качестве конечного продукта самостоятельно.

Настоящее раскрытие распространяется на контейнер, содержащий молотый и купажированный кофейный продукт, описанный выше, или растворимый кофейный продукт, описанный выше, или высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт, описанный выше.

Контейнер может представлять собой бутылку, банку, жестяной сосуд, многоразовую упаковку, пакет-саше, стик-пакет, мешочный фильтр или контейнер, подходящий для использования в машине для приготовления напитков, например, гибкая капсула, образованная, по меньшей, мере частично из фильтрующего материала, или жесткий, полужесткий или гибкий картридж, выполненный по существу из непроницаемых для воздуха и воды материалов.

Контейнер может дополнительно содержать один или несколько дополнительных компонентов напитка, таких как натуральные или искусственные подсластители, сливки на основе или не на основе молока, лактоза, растительный жир, сывороточные белки, эмульгаторы, стабилизаторы, модифицированные крахмалы, носители, наполнители, ароматизаторы, красители, питательные вещества, консерванты, повышающие текучесть вещества или пенообразующие вещества.

Настоящее раскрытие распространяется на машину для приготовления напитков в сочетании по меньшей мере с одним контейнером, подходящим для применения в указанной машине для приготовления напитков, например, гибкой капсулой, выполненной, по меньшей мере, частично из фильтрующего материала, или жестким, полужестким или гибким картриджем, выполненным по существу из непроницаемых для воздуха и воды материалов, причем указанный по меньшей мере один контейнер содержит молотый и купажированный кофейный продукт, описанный выше, или растворимый кофейный продукт, описанный выше, или высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт, описанный выше.

Настоящее раскрытие распространяется на способ приготовления напитка, включающий стадию смешивания молотого и купажированного кофейного продукта, описанного выше, или растворимого кофейного продукта, описанного выше, или высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта, описанного выше, с водосодержащей жидкостью, предпочтительно горячей водой.

Смешивание может быть осуществлено машиной для приготовления напитков. Альтернативно, смешивание можно осуществить вручную в емкости.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления настоящего раскрытия будут далее описаны только в качестве примера со ссылками на прилагаемые фигуры, где:

на фиг. 1 представлено схематическое изображение принципа работы струйной мельницы;

на фиг. 2 представлен график зависимости размера частиц в мкм от гранулометрического распределения D90 по методу Helos;

на фиг. 3 представлена технологическая схема, иллюстрирующая способы предшествующего уровня техники для образования высушенного замораживанием и высушенного распылением растворимого кофе;

на фиг. 4а представлена технологическая схема, иллюстрирующая способ образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта согласно настоящему раскрытию;

на фиг. 4b представлена технологическая схема, иллюстрирующая модификацию способа согласно фиг. 4;

на фиг. 5а представлена технологическая схема, иллюстрирующая другой способ образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта согласно настоящему раскрытию;

на фиг. 5b представлена технологическая схема, иллюстрирующая модификацию способа согласно фиг. 5а;

на фиг. 6 представлена технологическая схема, иллюстрирующая способ образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта согласно настоящему раскрытию;

на фиг. 7 представлена технологическая схема, иллюстрирующая другой способ образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта согласно настоящему раскрытию;

на фиг. 8 представлен график изменения цвета в единицах La для различных высушенных замораживанием растворимых кофейных продуктов;

на фиг. 9 показан первый пример контейнера;

на фиг. 10 показан второй пример контейнера;

на фиг. 11 показан пример машины для приготовления напитков;

на фиг. 12-15 показаны снимки с растрового электронного микроскопа различных типовых продуктов.

Подробное описание изобретения

Согласно одному аспекту настоящего раскрытия молотый и купажированный кофейный продукт может быть получен измельчением исходного материала обжаренного кофе в устройстве для размола, таком как струйная мельница. Подходящей струйной мельницей является Jet-O-Mizer™ мельница, реализуемая компанией Fluid Energy Processing and Equipment Company, Телфорд, Пенсильвания, США. Другой подходящей мельницей является струйная противоточная мельница с псевдоожиженым слоем Hosokawa Alpine - AFG, реализуемая компанией Hosokawa Micron Ltd, Ранкорн, Чешир, Англия. Другое подходящее устройство для размола содержит мельницы, называемые спиральными мельницами и вихревыми мельницами.

Схематическое изображение принципа работы струйной мельницы показано на фиг. 1. Мельница 1 содержит камеру 2 размола, содержащую загрузочное отверстие 3, ряд впускных отверстий 4 для газа, барабан 8 для сортировки по размеру и выпускное отверстие 5 для продукта.

Камера 2 размола, представленная на фиг. 1, выполнена по существу в форме цилиндрического тела, содержащего впускные отверстия 4 для газа, выполненные в нижнем конце и разнесенные по периметру, и выпускное отверстие 5 для продукта, расположенное возле верхнего конца.

Загрузочное отверстие 3 сообщается с камерой 2 размола для обеспечения подачи под углом ингредиентов исходного материала (исходных материалов) в форме целых или грубого смолотых обжаренных кофейных зерен и частиц растворимого кофе в камеру 2 размола в некоторое место на периметре камеры или возле него.

Барабан 8 для сортировки по размеру расположен возле верхнего конца камеры 2 размола и приспособлен для приема измельченных частиц из камеры 2 и пропускания частиц меньше требуемого размера в выпускное отверстие 5 для продукта.

Исходный материал обжаренного кофе и исходный материал растворимого кофе смешали порционно в сухом состоянии в требуемом соотношении, и затем поместили в загрузочную воронку, которая сообщается с загрузочным отверстием 3, как схематично показано на фиг. 1 стрелкой А. Подача сырьевого газа может быть обеспечена для захвата исходных материалов из загрузочной воронки и их перемещения в камеру 2.

При эксплуатации сжатый газ подают через несколько впускных отверстий 4 для газа. Впускные отверстия 4 для газа расположены под углом к радиальному направлению камеры 2 - предпочтительно касательно к камере 2 - таким образом, что поток газа через впускные отверстия 4 для газа образует закручивающийся, образующий спираль, поток газа внутри камеры 2.

При эксплуатации для измельчения исходного материала обжаренного кофе исходные материалы загружают в камеры 2 и мобилизируют в камере 2 высокоскоростным потоком газа, входящего в камеру 2 через впускные отверстия 4 для газа (а также сырьевого газа (когда используется), входящего с исходными материалами через загрузочное отверстие 3).

Измельчение происходит благодаря высокой скорости столкновений между частицами исходного материала обжаренного кофе и растворимым кофе, приводя к измельчению в порошок исходного материала обжаренного кофе. При уменьшении размера частиц частицы меньшего размера перемещаются вверх по камере 2 в барабан 8 для сортировки по размеру. Барабан 8 для сортировки по размеру предназначен для сортировки частиц, которые в него поступают, и последующего пропускания к выпускному отверстию 5 для продукта частиц, размер которых меньше требуемого. Частицы выходят из мельницы, как схематично показано на фиг. 1 стрелкой В. Частицы большего размера удерживаются в камере и подвергаются дополнительному измельчению. Таким образом, струйная мельница также участвует в сортировке размера частиц на выходе через выпускное отверстие 5 для продукта.

В зависимости от типа струйной мельницы расположение и конфигурация камеры 2 размола, впускных отверстий 4 для газа, и выпускного отверстия 5 для продукта могут быть изменены.

Газ, подаваемый во впускные отверстия 4 для газа, и сырьевой газ для перемещения исходного материала обжаренного кофе в камеры 2 может быть воздухом, но предпочтительно является инертным газом, таким как азот. Сырьевой газ может быть осушенным и/или охлажденным с тем, чтобы способствовать удалению из камеры 2 влаги, образованной во время размола. Осушение может быть выполнено, например, посредством использования осушителя на основе высушивающего средства или компрессора. Дополнительно или альтернативно, газ, подаваемый во впускные отверстия 4 для газа, может быть охлажденным.

Исходным материалом обжаренного кофе могут быть обжаренные целые кофейные зерна или альтернативно могут быть кофейные зерна, грубо смолотые с применением традиционного способа размола для получения частиц размером более 100 мкм.

Растворимым кофе может быть высушенным распылением или высушенным замораживанием кофейным продуктом быстрого приготовления. Размер частиц растворимого кофейного продукта до размола в струйной мельнице составляет в основном от 100 до 350 мкм для высушенного распылением растворимого кофе и от 0,1 до 3,5 мм для высушенного замораживанием растворимого кофе.

Не обязательно подвергать мельницу 1 криогенному охлаждению перед или во время процесса размола. Наоборот, предпочтительно, чтобы мельница 1 работала по существу при температуре окружающей среды в месте расположения мельницы 1.

Как было указано выше, сырьевой газ и/или газ, подаваемый во впускные отверстий для газа, может необязательно быть охлажденным, что может приводить к незначительному охлаждению компонентов устройства. Например, было обнаружено, что пропускная способность струйной мельницы может быть благоприятно увеличена посредством применения холодного газа, подаваемого во впускные отверстий 4 для газа, например, при температуре -16 градусов Цельсия, в частности, когда отношение сухой массы обжаренного молотого кофе к сухой массе растворимого кофе в молотом и купажированном кофейном продукте составляет более 50%. В частности, это может обеспечить процентное содержание по сухой массе обжаренного молотого кофе в смеси до 80%. Следующие результаты были получены с применением мельницы Roto-Jet 15, реализуемой компанией Fluid Energy Processing and Equipment Company, Телфорд, Пенсильвания, США. В мельницу загрузили 100% зерен арабики, обжаренных до 8 La. Давление во впускных отверстиях 4 для газа составляло 7 бар, и подаваемый газа был осушенным воздухом, который был охлажден до +5 градусов Цельсия для первого образца и до -16 градусов Цельсия для второго образца. Для обоих образцов сортировщик струйной мельницы регулировали для получения гранулометрического распределения D90 по размеру 30 мкм.

Как можно увидеть, использование воздуха, температура которого составляет -16 градусов Цельсия, приводит к значительному увеличению производительности струйной мельницы при одновременном поддержании требуемого гранулометрического распределения.

Однако, стоит отметить, что этот все еще относительно высокая температура по сравнению со способами криогенного охлаждения предшествующего уровня техники, также стоит отметить, что исходный материал обжаренного кофе и растворимый кофе не подвергают криогенному охлаждению до вхождения в струйную мельницу.

Исходный материал обжаренного кофе не подвергают криогенному охлаждению или любой предварительной криогенной обработке перед размолом. Как правило, температура исходного материала обжаренного кофе при наполнении загрузочной воронки 6 будет находиться в диапазоне от 5 до 30°C. Исходный материал обжаренного кофе может находиться при температуре внешней среды в помещении, в котором находится устройство для размола.

Молотый и купажированный кофейный продукт, полученный из выпускного отверстия 5 для продукта, содержит от 20% до 90% по сухой массе растворимого кофе и от 10% до 80% по сухой массе обжаренного молотого кофе. Предпочтительно молотый и купажированный кофейный продукт, полученный из выпускного отверстия 5 для продукта, содержит от 30% до 90% по сухой массе растворимого кофе и от 10% до 70% по сухой массе обжаренного молотого кофе. Более предпочтительно молотый и купажированный кофейный продукт содержит от 50% до 85% по сухой массе растворимого кофе и от 15% до 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе, согласно одному примеру молотый и купажированный кофейный продукт содержит 50% по сухой массе растворимого кофе и 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе.

После размола молотый и купажированный кофейный продукт характеризуется гранулометрическим распределением с гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 40 мкм, более предпочтительно менее или равным 30 мкм.

Примеры

На фиг. 2 показаны результаты для гранулометрического распределения D90 по методу сухого Helos (и дополнительно значения для мокрого Helos) для молотых и купажированных кофейных продуктов, полученных согласно настоящему раскрытию в зависимости от процентного содержании сухого веса присутствующего обжаренного молотого кофе. Как можно увидеть, от 10% до 70% обжаренного молотого кофе гранулометрическое распределение D90 по методу сухого Helos менее или равно 40 мкм. При содержании выше 70% обжаренного молотого кофе гранулометрическое распределение D90 по методу сухого Helos критично увеличивается (как указано выше, этот можно улучшить охлаждением сырьевого газа, подаваемого в струйную мельницу). При или ниже 50% обжаренного молотого кофе гранулометрическое распределение D90 по методу сухого Helos 30 мкм или менее является достижимым.

Согласно отдельному примеру купаж зерен бразильской и колумбийской арабики был обжарен до цвета 11,5 La и предварительно помелен до D50 500 мкм. Получившийся в результате исходный материал обжаренного кофе был смешан порционно в сухом состоянии с высушенным распылением кофе арабика в отношении 50% исходного материала обжаренного кофе к 50% высушенного распылением исходного материала кофе. Получившийся купаж затем помололи в струйной противоточной мельнице с псевдоожиженым слоем Hosokawa Alpine - AFG на различных скоростях подачи и скоростях сортировщика. Следующие результаты были получены:

Преимущественно, как можно увидеть для каждого примера, гранулометрическое распределение D90 по методу сухого Helos менее 30 мкм получали в диапазоне скоростей подачи и скоростей сортировщика.

Другой аспект настоящего раскрытия относится к способам для получения новых продуктов растворимого кофе быстрого приготовления, включающих молотый и купажированный кофейный продукт, характеризующийся некоторым процентным содержанием обжаренного молотого кофе.

Способы предшествующего уровня техники для образования высушенного распылением и высушенного замораживанием растворимого кофе начинаются со стадий получения промежуточного продукта кофейного концентрата из кофейных зерен посредством способов обжаривания и экстрагирования. На фиг. 3 показаны задействованные стадии. Зеленые кофейные зерна обжаривают и затем мелят перед добавлением в воду для экстрагирования составляющих кофейных зерен. Необязательно, кофейный аромат может быть высвобожден здесь для получения жидкого ароматического продукта. Экстрагированную жидкость затем концентрируют, например, в перколяционных колоннах для получения концентрированного экстракта, широко известного как кофейная паста. Необязательно, здесь ранее полученный ароматический продукт может быть введен для получения промежуточного продукта ароматизированного кофейного концентрата. Такие способы хорошо известны.

Остальные процедуры зависят от того, каким способом будут высушивать растворимый продукт - распылением или высушивать замораживанием. Для высушенного распылением растворимого кофе оставшиеся стадии способа включают вспенивание, фильтрование и гомогенизирование и высушивание распылением для получения высушенного распылением продукта. Для высушенного замораживанием растворимого кофе оставшиеся стадии способа включают вспенивание и предварительное замораживание, замораживание, помол и просеивание, и высушивание в вакууме.

Согласно настоящему раскрытию эти известные способы приспособлены посредством введения молотого и купажированного промежуточного кофейного продукта, характеризующегося некоторым процентным содержанием обжаренного молотого кофе. В каждом способе, описанном ниже, молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт сам может содержать от 10% до 80% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 20% до 90% по сухой массе растворимого кофе. Предпочтительно, молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 10% до 70% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 30% до 90% по сухой массе растворимого кофе. Более предпочтительно, молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 15% до 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 50% до 85% по сухой массе растворимого кофе. Согласно одному примеру молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит 50% по сухой массе растворимого кофе и 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе.

Компонент растворимого кофе молотого и купажированного промежуточного кофейного продукта в любом из способов ниже может быть получен из высушенного распылением кофе быстрого приготовления, высушенного замораживанием кофе быстрого приготовления или их смеси.

Молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт предпочтительно характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 40 мкм, более предпочтительно менее или равным 30 мкм.

В каждом из способов, описанном ниже, конечный кофейный продукт может содержать от 5% до 30% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 70% до 95% по сухой массе эквивалента растворимого кофе. Например, растворимый кофейный конечный продукт, содержащий 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе, можно получить смешиванием жидкого кофейного концентрата с сухим молотым и купажированным промежуточным кофейным продуктом, содержащим 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 50% по сухой массе растворимого кофе в отношении 70:30 промежуточного продукта кофейного концентрата к молотому и купажированному промежуточному кофейному продукту.

Согласно предпочтительному варианту молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт получен с использованием нового способа настоящего раскрытия, описанного выше, согласно фиг. 1. Однако, молотые и купажированные промежуточные кофейные продукты, характеризующиеся необходимыми процентными содержаниями обжаренного молотого кофе и растворимого кофе, могут быть использованы даже в случае получения альтернативными способами.

На фиг. 4а показан первый способ высушивания замораживанием для образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта 25. Промежуточный продукт 20 (ароматизированный или неароматизированный) кофейного концентрата смешан с молотым и купажированным промежуточным кофейным продуктом 30 с применением мешалки 50 с высокими напряжениями сдвига перед стадией 21 вспенивания и предварительного замораживания. Подходящие мешалки содержат порционные мешалки с высокими напряжениями сдвига и поточные мешалки с высокими напряжениями сдвига, реализуемые компанией Silverson Machines Ltd, Чешем, Англия. Смесь затем вспенивают и предварительно замораживают на стадии 21, а затем загружают в конвейерный морозильный аппарат 22 для дальнейшей стадии замораживания. Замороженный промежуточный продукт затем мелят и просеивают на стадии 23 для получения размера частиц в диапазоне от 0,3 до 3,5 мм, предпочтительно от 0,3 до 2,5 мм, более предпочтительно от 0,3 до 1,5 мм. Промежуточный продукт затем сушат в вакууме на стадии 24 для получения высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта 25. Продукт может затем быть упакован в контейнер.

Модификация способа согласно фиг. 4 показана на фиг. 4b. Способ аналогичен описанному выше согласно фиг. 4 до стадии 22. На стадии 23, однако, замороженный промежуточный продукт мелят и просеивают для получения частиц большего размера в диапазоне от 1,0 до 3,5 мм. Промежуточный продукт затем сушат в вакууме на стадии 24 для получения промежуточного высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта 25а. На стадии 26 промежуточный высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта 25а подвергают вторичному помолу для уменьшения размера частиц до диапазона от 0,3 до 1,5 мм для получения высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта 25. Продукт может затем упаковывают в контейнер.

На фиг. 5а показан второй способ высушивания замораживанием для образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта 25. Способ соответствует первому способу, описанному выше согласно фиг. 4а, за исключением того, что молотый и купажированный кофейный продукт 30 вводят после стадии 21 вспенивания и предварительного замораживания. И вновь, может быть использована мешалка 50 с высокими напряжениями сдвига описанного выше тип и в других отношениях способ аналогичен первому способу.

Модификация способа согласно фиг. 5а показана на фиг. 5b. Способ соответствует описанному выше согласно фиг. 5а до стадии 22. На стадии 23, однако, замороженный промежуточный продукт мелят и просеивают для получения частиц большего размера в диапазоне от 1,0 до 3,5 мм. Промежуточный продукт затем сушат в вакууме на стадии 24 для получения промежуточного высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта 25а. На стадии 26 промежуточный высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт 25а подвергают вторичному помолу для уменьшения размера частиц до диапазона от 0,3 до 1,5 мм для получения высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта 25. Продукт может затем быть упакован в контейнер.

Преимущество модифицированных способов, представленных на фиг. 4b и 5b, заключается в том, что размер частиц во время высушивания в вакууме больше чем в способах, представленных на фиг. 4 и 5, что, как было обнаружено, приводит к меньшим потерям продукта во время высушивания. Было обнаружено, что в способах согласно фиг. 4 и 5 потенциальные потери продукта происходят при высушивании в вакууме частиц очень малого размера по причине того, что частицы захватываются вместе с испаряющейся влагой промежуточного продукта.

Дополнительное преимущество каждого из способов высушивания замораживанием настоящего раскрытия, описанного выше, заключается в том, что, как неожиданно было обнаружено, достигаются лучшие характеристики высушивания замораживанием, а также более высокие концентрации растворимых твердых веществ могут быть введены в продукт перед высушиванием замораживанием, когда добавлен обжаренный молотый кофе тонкого помола.

Термин «характеристики высушивания замораживанием» относится к устранению проблем, связанных с качеством высушенного продукта, в частности сплавления и клейких комков. «Сплавление» относится к неполному удалению воды из каждой гранулированной структуры сублимированием во время высушивания замораживанием, и «вязкие комки» возникают вследствие неполного удаления водяного пара, сублимированного из отдельных гранул по всему лотку со слоем из кофе.

Типичный способ высушивания замораживанием предусматривает замораживание вспененного экстракта кофе на конвейере холодильного помещения. После замораживания плиту из кофе гранулируют и просеивают до получения конкретного размера гранул перед высушиванием в установке для высушивания замораживанием.

Производственная мощность установки для высушивания замораживанием ограничена ее обезвоживающей способностью. Количество воды в частицах замороженного кофе, загружаемых в установку для высушивания замораживанием, зависит от концентрации общего количества твердых веществ кофе жидкого экстракта кофе, после его замораживания. Чем выше концентрации твердых веществ кофе, тем ниже содержание воды, и таким образом установка для высушивания замораживанием требует меньшего использования ее производственной мощности для удаления воды.

Поэтому для данной обезвоживающей способности установки для высушивания замораживанием возможно увеличение производительности продукта увеличением концентрации твердых веществ, загружаемых в установку для высушивания. Однако увеличение концентрации, как было ранее обнаружено, оказывает отрицательные эффекты на качество продукта, такие как сплавление продукта и образование клейких комков из агломерированных гранул. Вследствие этого ограничения ранее было принято, что сырьевой экстракт должен содержать не более приблизительно 50% общего количества твердых веществ кофе.

Однако, согласно способам и продуктам настоящего раскрытия было обнаружено, что материал со значениями общей концентрации твердых веществ кофе до 63% может быть загружен в установку для высушивания замораживанием, одновременно исключая сплавления и образование клейких комков. Например, высококачественные экстракты с концентрацией 56% и 60% могут быть получены с 15% (по сухой массе) обжаренного молотого кофе тонкого помола с размером частиц D50 30-40 мкм и D99 ниже 60 мкм, и 85% (по сухой массе) растворимых твердых веществ кофе без примесей.

Чтобы проиллюстрировать улучшенные характеристики высушивания и качество продуктов, были подготовлены следующие образцы, высушенные замораживанием. В каждом случае базовый экстракт был приготовлен повторным растворением высушенных замораживанием гранул и добавлением воды для получения требуемой концентрации твердых веществ кофе. Высушивание выполняли в одинаковых условиях для всех образцов: установкой для высушивания была модель Ray2, реализуемая компанией GEA Niro, Себорг, Дания; образцы высушили в стандартном лотке с одинаковыми профилями нагрева, первоначальным весом продукта, размером частиц материала, загружаемого в установку для высушивания.

Образец 1-1 (сравнительный)

Готовый экстракт характеризовался концентрацией твердых веществ кофе, составляющей 56% (исключительно растворимых твердых веществ кофе без примесей), и был вспенен воздухом, заморожен, смолот, просеян в диапазоне размера частиц от 0,7 мм до 3,35 мм, и наконец высушен в вакууме. Замороженные гранулы кофе были заморожены при -40°C и высушены в вакууме в течение 3,0 ч или 3,4 ч.

Образец 2-1

Готовый экстракт характеризовался концентрацией твердых веществ кофе, составляющей 56% (образована растворимыми твердыми веществами кофе из базового экстракта и твердыми веществами кофе из обжаренного молотого кофе тонкого помола, добавленного до вспенивания с конечным продуктом, содержащим 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе), и был вспенен воздухом, заморожен, смолот, просеян в диапазоне от 0,7 мм до 3,35 мм и наконец высушен. Замороженные гранулы кофе были заморожены при -40°C и высушены в вакууме в течение 3,0 ч или 3,4 ч.

Присутствие клейких комков было выявлено просеиванием с применением сита с диаметром отверстий 3,35 мм, с последующими результатами:

Как можно видеть, включение обжаренного молотого кофе тонкого помола по существу устраняет присутствие клейких комков.

Аналогично сравнению просеиванием, непосредственное визуальное сравнение было выполнено по снимкам сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). На фиг. 12 показаны СЭМ-снимки высушенных кофейных продуктов Образца 1-1, а на фиг. 13 показаны СЭМ-снимки высушенных кофейных продуктов Образца 2-1.

Как можно видеть на снимках, Образцы 2-1, содержащие обжаренный молотый кофе тонкого помола, характеризуются меньшим количеством разрушенных областей в своей структуре по сравнению с Образцами 1-1 растворимых твердых веществ без примесей.

Образцы 1-2 (сравнительные)

Готовый экстракт характеризовался концентрацией твердых веществ кофе, составляющей 60% (исключительно растворимых твердых веществ кофе без примесей), и был вспенен воздухом, заморожен, смолот, просеян в диапазоне от 0,7 мм до 3,35 мм и наконец высушен в вакууме. Замороженные гранулы кофе были заморожены при -40°C и высушены в вакууме в течение 3,0 ч.

Образцы 2-2

Готовый экстракт характеризовался концентрацией твердых веществ кофе, составляющей 60% (образована растворимыми твердыми веществами кофе из базового экстракта и твердыми веществами кофе из обжаренного молотого кофе тонкого помола, добавленного до вспенивания с конечным продуктом, содержащим 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе), и был вспенен воздухом, заморожен, смолот, просеян в диапазоне от 0,7 мм до 3,35 мм и наконец высушен. Замороженные гранулы кофе были заморожены при -40°C и высушены в вакууме в течение 3,0 ч.

И снова, присутствие клейких комков было выявлено просеиванием с применением сита с диаметром отверстий 3,35 мм, с последующими результатами:

Непосредственное визуальное сравнение было выполнено по снимкам сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). На фиг. 14 показан СЭМ-снимок высушенного кофейного продукта Образца 1-2, а на фиг. 15 показан СЭМ-снимок высушенного кофейного продукта Образца 2-2.

Как можно видеть на снимках, Образец 2-2, содержащий обжаренный молотый кофе тонкого помола, характеризуется меньшим количеством разрушенных областей в структуре по сравнению с Образцом 1-2.

В качестве другого отдельного преимущества было обнаружено, что помол замороженного экстракта кофе, который содержит обжаренный молотый кофе тонкого помола, обеспечивает улучшенные характеристики помола, заключающиеся в том, что получено меньшее количество мелких фракций по сравнению с экстрактами замороженного кофе, получаемыми из растворимого кофе без примесей:

Для помола были применены та же машина, способ и параметры: сетка размалывающей машины с диаметром отверстий 8 мм, сетка сита с диаметром отверстий от 0,7 мм до 3,35 мм.

На фиг. 6 показан первый способ высушивания распылением для образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта 44. Промежуточный продукт 20 (ароматизированный или неароматизированный) кофейного концентрата смешали с молотым и купажированным промежуточным кофейным продуктом 30 с применением мешалки 50 с высокими напряжениями сдвига перед стадией 41 вспенивания. Может быть использована мешалка 50 с высокими напряжениями сдвига описанного выше типа. Смесь затем вспенивают на стадии 41 и затем фильтруют и необязательно гомогенизируют на стадии 42. Промежуточный продукт затем высушивают распылением на стадии 43 для получения высушенного распылением растворимого кофейного продукта 44. Продукт затем может быть упакован в контейнер.

На фиг. 7 показан второй способ высушивания распылением для образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта 44. Способ аналогичен первому способу высушивания распылением, описанному выше, за исключением того, что молотый и купажированный кофейный продукт 30 вводят в сухую смесь. В частности, устройство для высушивания распылением (известное в области техники) содержит устройство для сбора мелких фракций для рецикла мелких фракций кофейного порошка. На стадии 51 молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт 30 подают в линию рецикла из устройства для сбора мелких фракций и, следовательно, вводят в состав продукта во время стадии высушивания распылением.

Было обнаружено, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт, образованный посредством размола в струйной мельнице, обладает очень хорошими характеристиками диспергирования в жидкостях (например, горячей воде или концентрированном жидком экстракте кофе).

Для иллюстрации преимущественных качеств диспергирования молотого в струйной мельнице и купажированного промежуточного кофейного продукта были приготовлены следующие образцы.

Образец 1 (сравнительный)

100% зерен арабики, обжаренные до цвета 8,5 La, затем криогенно перемололи с применением технологий предшествующего уровня техники. 15% по сухой массе полученного в результате молотого материала затем смешали в сухом состоянии вручную с 85% высушенного растворимого кофе на основе зерен арабики - конечный состав 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе, 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

Образец 2

15% зерен арабики, обжаренные до цвета 8,5 La, затем перемололи в струйной мельнице с 85% высушенного растворимого кофе на основе зерен арабики - конечный состав 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе, 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

Образец 3

30% зерен арабики, обжаренные до цвета 8,5 La, затем перемололи в струйной мельнице с 70% высушенного растворимого кофе на основе зерен арабики для образования купажированного промежуточного продукта. 50% по сухой массе купажированного промежуточного продукта смешали в сухом состоянии вручную с 50% по сухой массе высушенного растворимого кофе на основе зерен арабики - конечный состав 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе, 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

Образец 4

50% зерен арабики, обжаренных до цвета 8,5 La, затем перемололи в струйной мельнице с 50% высушенного растворимого кофе на основе зерен арабики для образования купажированного промежуточного продукта. 30% по сухой массе купажированного промежуточного продукта смешали в сухом состоянии вручную с 70% по сухой массе высушенного растворимого кофе на основе зерен арабики - конечный состав 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе, 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

Напитки затем приготовили из образцов, и были измерены (с и без применения ультразвука) гранулометрические распределения по методу сухого и мокрого Helos со следующими результатами:

Мокрый Helos перемешанного образца представляет размер частиц при начальном приготовлении, и является выше в случаях с плохим диспергированием обжаренных частиц кофе тонкого помола в воде, в результате чего образуются «комки» материала.

Такие сформированные комки можно определить сравнением с измерениями мокрого Helos с ультразвуком. Ультразвук служит для разбивания комков (если они присутствуют).

Как можно видеть по результатам, сравнительный Образец 1, образованный из криогенно-молотого обжаренного кофе, обладает слабыми характеристиками диспергирования и существенным образованием комков, подтвержденным большой разницей между значениями мокрого Helos с и без ультразвука, не смотря на то, что суммарное содержание обжаренного молотого кофе в продукте было таким же, как и в Образцах 2-4. При сравнении, образцы 2 и 3 настоящего раскрытия характеризуются значительно лучшим диспергированием, когда молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит 15 или 30% по сухой массе обжаренного молотого кофе. Образец 4 с 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе демонстрирует некоторые улучшения по сравнению с составом предшествующего уровня техники, но в меньшей степени, чем Образцы 2 и 3.

Другой аспект настоящего раскрытия относится к новому высушенному замораживанием растворимому кофейному продукту, который внешне напоминает обжаренный молотый кофе.

Было неожиданно обнаружено, что добавление обжаренного молотого кофе с частицами малого размера к высушенному замораживанием растворимому кофейному продукту может привести к потемнению конечного продукта, что приводит к тому, что высушенный замораживанием продукт внешне больше похож на обжаренный молотый кофе, чем высушенные замораживанием кофейные продукты предшествующего уровня техники.

Частицы обжаренного молотого кофе предпочтительно по размеру являются коллоидными частицами с гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 100 мкм, предпочтительно менее или равным 50 мкм, более предпочтительно менее или равным 30 мкм.

Обжаренный молотый кофе может содержать от 5% до 30% по сухой массе высушенного замораживанием продукта.

Обжаренный молотый кофе может быть получен криогенным размолом целых обжаренных кофейных зерен. Однако, предпочтительно, что обжаренный молотый кофе получают способом размола согласно настоящему раскрытию, описанным выше согласно фиг. 1, в котором обжаренный молотый кофе является компонентом молотого и купажированного промежуточного кофейного продукта.

Обжаренный молотый кофе может быть введен в продукт при помощи смешивания с высокими напряжениями сдвига. Предпочтительно, когда молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт настоящего раскрытия подлежит использованию, обжаренный молотый кофе вводят с применением одного из способов, описанных выше согласно фиг. 4 и 5.

Цвет конечного высушенного замораживанием кофейного продукта составляет 13-30 единиц La по шкале Lange, предпочтительно 16-25 единиц La, более предпочтительно 17-20 единиц La.

Плотность растворимого кофейного продукта также влияет на цвет. В основном, чем выше плотность продукта, тем темнее цвет. Однако, нежелательно, чтобы плотность растворимого продукта была слишком высокой. Следовательно, настоящее раскрытие обеспечивает универсальный альтернативный продукт, который можно применять отдельно от (или в сочетании с) регулирования плотности продукта для выбора необходимого цвета продукта.

На фиг. 8 приведены результаты для первого набора из трех образцов продуктов, А-С. Для всех трех образцов А-С общая концентрация твердых веществ (твердых веществ растворимого кофе и твердых веществ обжаренного молотого кофе, когда имеет место) продукта, загруженного в установку для высушивания замораживанием, составляла 50%, а время высушивания составляло 3,37 часов. Образцы А-С характеризовались следующими характеристиками.

Образец А (сравнительный пример)

Концентрированный экстракт стандартной робусты без примесей вспенили и высушили замораживанием с применением известных технологий предшествующего уровня техники без включения какого-либо обжаренного молотого кофе. Изменение исходного цвета, равное 0, было установлено для плотности Образца А, составляющей 210 г/л. Увеличенная плотность, составляющая 220 г/л, приводит к изменению в цвете на -1,5 единиц La. Увеличенная плотность, составляющая 230 г/л, приводит к изменению в цвете на -2,7 единиц La.

Образец В

Высушенный замораживанием продукт согласно способу по фиг. 5 с обжаренным молотым кофе, добавленным после вспенивания, причем конечный продукт содержит 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

По сравнению с Образцом А, Образец В обеспечил более темный продукт с изменением цвета на -3,0 единиц La при плотности, составляющей 210 г/л; -3,8 единиц La при плотности, составляющей 220 г/л.

Образец С

Высушенный замораживанием продукт согласно способу по фиг. 4 с обжаренным молотым кофе, добавленным до вспенивания, причем конечный продукт содержит 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

По сравнению с Образцом А, Образец С обеспечил более темный продукт с изменением цвета на -1,5 единиц La при плотности, составляющей 210 г/л; -2,4 единиц La при плотности, составляющей 220 г/л, и -3,4 единиц La при плотности, составляющей 230 г/л.

Результаты сведены в таблице:

Следующая таблица показывает результаты для второго набора из двух групп образцов продуктов D и Е, характеризующихся различными концентрациям твердых веществ и значениями времени высушивания. Группы образцов D и Е обладали следующими характеристиками.

Образец D (сравнительный пример)

Концентрированный экстракт стандартной арабики без примесей вспенили и высушили замораживанием без включения какого-либо обжаренного молотого кофе. Изменение исходного цвета, равное 0, было установлено для плотности образца, составляющей 220 г/л, для трех условий: загрузка в установку для высушивания материала с концентрацией твердых веществ 56% со временем высушивания 3 ч, загрузка в установку для высушивания материала с концентрацией твердых веществ 60% со временем высушивания 3 ч и загрузка в установку для высушивания материала с концентрацией твердых веществ 56% со временем высушивания 3 ч.

Образец Е

Высушенный замораживанием продукт согласно способу, представленному на фиг. 4, с обжаренным молотым кофе, добавленным до вспенивания, причем конечный продукт содержит 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе, и плотность, составляющую 220 г/л. Те же три условия, что и для Образца D, были оценены.

Как можно видеть из вышеприведенных данных, включение обжаренного молотого кофе приводит к выраженному затемнению конечного продукта по сравнению с растворимым кофейным продуктом без примесей.

Также было обнаружено, что высушенный замораживанием продукт больше напоминает обжаренный молотый кофе, когда его мелят на стадии 23 до размера частиц от 0,3 до 3,5 мм, предпочтительно от 0,3 до 2,5 мм, более предпочтительно от 0,3 до 1,5 мм.

Молотый и купажированный кофейный продукт, описанный выше, или растворимый кофейный продукт, описанный выше, или высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт, описанный выше, может быть упакован для продажи в контейнер, например, банку 101, как показано на фиг. 9. Альтернативно, молотый и купажированный кофейный продукт или растворимый кофейный продукт, или высушенный замораживанием растворимый кофейный продукт может быть упакован в контейнер, подходящий для использования в машине для приготовления напитков. Например, на фиг. 10 показан подходящий контейнер в форме картриджа 102, который может быть использован в машине для приготовления напитков 103, как показано на фиг. 11.

Продукт может содержать один или несколько дополнительных компонентов напитка, например, натуральные или искусственные подсластители, сливки на основе или не на основе молока, лактозу, растительный жир, сывороточные белки, эмульгаторы, стабилизаторы, модифицированные крахмалы, носители, наполнители, ароматизаторы, красители, питательные вещества, консерванты, повышающие текучесть вещества или пенообразующие вещества.

Группа изобретений относится к кофейной промышленности. Способ образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта осуществляют следующим образом. Получают концентрированный экстракт кофе. Вспенивают и предварительно замораживают концентрированный экстракт кофе для образования вспененного и предварительно замороженного промежуточного кофейного продукта. Замораживают вспененный и предварительно замороженный промежуточный кофейный продукт для образования замороженного промежуточного кофейного продукта. Осуществляют помол и просеивают замороженный промежуточный кофейный продукт для образования молотого промежуточного кофейного продукта. Высушивают молотый промежуточный кофейный продукт для образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта. Перед стадией вспенивания и/или стадией замораживания вводят молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт, где от 10 до 80% по сухой массе составляет обжаренный молотый кофе и от 20 до 90% по сухой массе растворимый кофе. Предложен способ образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта. Группа изобретений обеспечивает более темный цвет продукта, который визуально напоминает обжаренный молотый кофе, затемнение конечного продукта обеспечивает получение конечного продукта, который достигает уровней плотности и растворимости, ожидаемых потребителями, продукт имеет хорошее диспергирование обжаренных молотых частиц в концентрированном экстракте кофе. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 17 ил., 12 табл.

1. Способ образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта, включающий стадии:

i) образование концентрированного экстракта кофе;

ii) вспенивание и предварительное замораживание концентрированного экстракта кофе для образования вспененного и предварительно замороженного промежуточного кофейного продукта;

iii) замораживание вспененного и предварительно замороженного промежуточного кофейного продукта для образования замороженного промежуточного кофейного продукта;

iv) помол и просеивание замороженного промежуточного кофейного продукта для образования молотого промежуточного кофейного продукта;

v) высушивание молотого промежуточного кофейного продукта для образования высушенного замораживанием растворимого кофейного продукта;

причем перед стадией ii) и/или стадией iii) вводят молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт и

молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 10% до 80% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 20% до 90% по сухой массе растворимого кофе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 10% до 70% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 30% до 90% по сухой массе растворимого кофе.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 15% до 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 50% до 85% по сухой массе растворимого кофе.

4. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 50% по сухой массе растворимого кофе.

5. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 40 мкм.

6. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 30 мкм.

7. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит от 5% до 30% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 70% до 95% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

8. Способ по любому из пп. 1, 2. отличающийся тем, что высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит от 10% до 20% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 80% до 90% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

9. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе растворимого кофе.

10. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что растворимый кофе молотого и купажированного промежуточного кофейного продукта содержит высушенный распылением кофе быстрого приготовления, высушенный замораживанием кофе быстрого приготовления или их смесь.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что молотый промежуточный кофейный продукт перед высушиванием характеризуется общей концентрацией твердых веществ кофе более или равной 52% и менее или равной 63%.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что общая концентрация твердых веществ кофе составляет от 56% до 60%.

13. Способ образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта, включающий стадии:

i) формирование концентрированного экстракта кофе;

ii) вспенивание концентрированного экстракта кофе для образования вспененного промежуточного кофейного продукта;

iii) необязательно, фильтрование и гомогенизирование вспененного промежуточного кофейного продукта для образования фильтрованного и гомогенизированного промежуточного кофейного продукта;

iv) высушивание распылением вспененного промежуточного кофейного продукта или фильтрованного и гомогенизированного промежуточного кофейного продукта для образования высушенного распылением растворимого кофейного продукта;

причем перед стадией ii) или стадией iv) вводят молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт и

молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 10% до 80% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 20% до 90% по сухой массе растворимого кофе.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 10% до 70% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 30% до 90% по сухой массе растворимого кофе.

15. Способ по любому из пп. 13, 14, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит от 15% до 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 50% до 85% по сухой массе растворимого кофе.

16. Способ по любому из пп. 13, 14, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт содержит 50% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 50% по сухой массе растворимого кофе.

17. Способ по любому из пп. 13, 14, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 40 мкм.

18. Способ по любому из пп. 13, 14, отличающийся тем, что молотый и купажированный промежуточный кофейный продукт характеризуется гранулометрическим распределением D90 по методу сухого Helos менее или равным 30 мкм.

19. Способ по любому из пп. 13, 14, отличающийся тем, что высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит от 5% до 30% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 70% до 95% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

20. Способ по любому из пп. 13, 14, отличающийся тем, что высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит от 10% до 20% по сухой массе обжаренного молотого кофе и от 80% до 90% по сухой массе эквивалентного растворимого кофе.

21. Способ по любому из пп. 13, 14, отличающийся тем, что высушенный замораживанием или высушенный распылением кофейный продукт содержит 15% по сухой массе обжаренного молотого кофе и 85% по сухой массе растворимого кофе.

22. Способ по любому из пп. 13, 14, отличающийся тем, что растворимый кофе молотого и купажированного промежуточного кофейного продукта содержит высушенный распылением кофе быстрого приготовления, высушенный замораживанием кофе быстрого приготовления или их смесь.

23. Способ по п. 13, отличающийся тем, что промежуточный кофейный продукт перед высушиванием характеризуется общей концентрацией твердых веществ кофе более или равной 52% и менее или равной 63%.