BE1025450B1

BE1025450B1 - Werkwijze voor de vervaardiging van koffieproducten en de aldus verkregen koffieproducten

Info

Publication number: BE1025450B1
Application number: BE2017/6014A
Authority: BE
Inventors: Carlo Schrauwen; Tim Zwijsen; Marco Ciaramelli
Original assignee: Beyers' Koffie Nv
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-02-28

Abstract

De huidige uitvinding betreft een werkwijze voor de vervaardiging van koffieproducten uit groene koffiebonen door brandproces gevolgd door een homogeniseringproces en optioneel een maalproces en een verder ontgassingsproces. De uitvinding betreft verder een inrichting en testprotocol voor het bepalen van parameters om het homogeniseringproces en ontgassingsproces te optimaliseren. Ten slotte betreft de uitvinding ook de koffieproducten die aan de hand van bovengenoemde werkwijzen vervaardigd worden.

Description

2017/6014

BE2017/6014

WERKWIJZE VOOR DE VERVAARDIGING VAN KOFFIEPRODUCTEN

EN DE ALDUS VERKREGEN KOFFIEPRODUCTEN

TECHNISCH DOMEIN

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het branden, malen, homogeniseren en/of ontgassen van koffie. De uitvinding heeft verder ook betrekking op een inrichting en werkwijze voor het empirisch testen van het homogeniseren of de ontgassing van koffie.

STAND DER TECHNIEK

Bij de verwerking van koffie is de eerste stap typisch het onderwerpen van groene koffiebonen aan een brandproces. Dit proces veroorzaakt thermische ontleding en chemische veranderingen in de bonen, op welk moment de bekende aroma- en smaakontwikkeling plaatsvindt. Een bijproduct van het brandproces is koolstofdioxidegas. Na het branden begint de koffie bijna onmiddellijk koolstofdioxide vrij te maken. Als de koffiebonen niet gemaaid zijn, is de uitstoot van koolstofdioxidegas relatief langzaam is. In sommige gevallen kan het meer dan twee weken duren voordat alle interne kooldioxidegas die tijdens het brandproces is opgebouwd, wordt vrijgegeven. In tegenstelling hiermee resulteert het malen van koffiebonen voor het produceren van gemalen gebrande koffie in de afgifte van koolstofdioxide en vluchtige aromaten gedurende een veel korter tijdsbestek.

Als gevolg van de uitstoot van koolstofdioxidegas kan goed verpakte koffie die niet voldoende is ontgast een ongewenste expansie en in sommige gevallen scheuren van verpakkingsmaterialen veroorzaken. Om die reden worden zowel gebrande koffiebonen als gemalen gebrande koffie gewoon lijk vervoerd en opgeslagen in silo's of mobiele silo's na het branden / malen, waar ze gedurende een paar uur tot meerdere dagen kunnen ontgassen, zodat het product dat uiteindelijk verpakt is, in wezen kooldioxide-vrij is.

Gemalen gebrande koffie absorbeert ook gemakkelijk vocht uit de lucht en is een goed droogmiddel. Bovendien, of het nu om hele bonen of gemalen koffie gaat, oxideert gebrande koffie als het in contact komt met lucht, wat resulteert in verhoogde zuurgraad en een algemene degradatie van de smaak. Om deze redenen wordt koffie, na voldoende ontgast te zijn, vaak vacuüm verpakt in een goed

2017/6014

BE2017/6014 afgesloten container om voortdurend contact met lucht te vermijden. Als alternatief wordt koffie soms verpakt in een met stikstof gevulde container om oxidatie door contact met lucht te voorkomen. Het gebruik van een inert gas tijdens het homogeniseren, ontgassen en verpakken van koffie is beschreven in US 4,748,030.

Ongelukkigerwijze lijden de hierboven beschreven werkwijzen voor het verwerken van gebrande koffie aan een aantal aanzienlijke nadelen die de smaak en het aroma van de koffie beïnvloeden, en uiteindelijk de prijs en wenselijkheid ervan voor consumenten. Zo is er gevonden dat een aanzienlijk deel van de aromatische verbindingen die geassocieerd worden met gebrande koffie, worden ontdaan van ofwel de hele boon of het gemalen product wanneer het koolstofdioxide dat vrijkomt uit de koffie wordt verwijderd. In de wetenschap dat een aanzienlijk verlies van de aromaten van gebrande koffie resulteert in een degradatie van de smaak van de koffie, hebben anderen uitgebreide systemen ontwikkeld die proberen vluchtige aromaten te vangen en later condenseren en verwerken voor gebruik bij de productie van oploskoffie. Dit wordt beschreven in US6,592,922 en NL8,801,777.

Ten slotte heeft een verdere beperking die samenhangt met de huidige koffiebewerkingsmethoden betrekking op de algemene praktijk van het verpakken van vacuümkoffie. Wanneer koffie in een container onder een vacuümomgeving is verpakt, wordt de koffie direct na het openen van de container onmiddellijk en krachtig belucht met als resultaat een versnelde oxidatie.

Er is daarom een behoefte aan een verbeterde werkwijze voor het verwerken van gebrande koffie die een aantal beperkingen aanpakt die aanwezig zijn in werkwijzen die op dit moment in gebruik zijn.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

In een eerste aspect betreft de huidige uitvinding een werkwijze volgens conclusie 1.

Deze werkwijze beschrijft de verwerking van groene koffiebonen tot koffieproducten doormiddel van een brandproces, een homogeniseringproces, optioneel een maalproces en een verder ontgassingsproces. Deze werkwijze omvat specifieke parameters en regeltechniek om deze processen onderling af te stemmen teneinde consistente en kwaliteitsvolle koffieproducten te bekomen.

2017/6014

BE2017/6014

Voorkeursvormen van de werkwijze worden weergegeven in conclusies 2 tot en met

7.

Deze voorkeursvormen beschrijven verdere regelsystemen of methodes voor het bepalen van parameters die voor de verwerking van groene koffiebonen tot koffieproducten belangrijk zijn. Zo wordt bij de bovengenoemde werkwijzen onder andere de homogeniseringtijd van gebrande koffiebonen geoptimaliseerd.

In een tweede aspect betreft de huidige uitvinding een inrichting volgens conclusie

8.

Deze inrichting is eenvoudig en gemakkelijk uit te voeren. Verder is deze inrichting geschikt voor het bepalen van een homogeniseringprofiel en/of ontgassingsprofiel van gebrande koffieproducten, en hoe deze profielen geoptimaliseerd kunnen worden.

In een derde aspect betreft de huidige uitvinding een testprotocol volgens conclusie 9. Dit testprotocol beschrijft een eenvoudige werkwijze tot het bepalen van het homogeniseringprofiel of ontgassingsprofiel van gebrande koffieproducten.

Zo kan de homogeniseringtijd of de ontgassingstijd nauwkeurig bepaald worden. Het is belangrijk dat de homogenisering of de ontgassing niet langer noch korter duurt dan nodig. Door de ontgassing niet langer dan nodig te laten doorgaan, worden proceskosten uitgespaard. Verder zullen de bonen voldoende aroma's bevatten, waardoor ook de ontgaste verpakte koffie voldoende aroma's omvat. Te lang ontgaste koffie verliest zijn aroma. Het te kort ontgassen of homogeniseren kan echter tot uitpuilende verpakkingen leiden. Deze zijn niet acceptabel in die zin dat ze niet goed in de winkelrekken zullen staan. Als de koffieproducten veel te kort ontgast zijn, kan de verpakking zelfs scheuren door de hoge inwendige gasdruk.

Voorkeursvormen van het testprotocol worden weergegeven in conclusies 10 tot en met 13.

Volgens een vierde aspect betreft de huidige uitvinding de koffieproducten volgens conclusie 14.

2017/6014

BE2017/6014

Deze koffieproducten zijn vervaardigd volgens de werkwijze uit het eerste aspect. De koffie die op deze methode vervaardigd is zal een consistente kwaliteit omvatten, waardoor een consument krijgt wat hij verwacht. Zo zal de koffie van batch tot batch minder verschillen. Ook de effecten van externe invloeden, zoals de oorsprong of de vochtigheid van de groene koffiebonen op de kwaliteit van de koffieproducten kunnen door goede regeltechniek tussen de processen opgeheven worden.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

De uitvinding betreft een werkwijze voor het branden, homogeniseren en eventueel malen en ontgassen van koffie, met behulp van een testprotocol. De uitvinding betreft verder een werkwijze en inrichting voor dit testprotocol.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technisch en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd.

Een, de en het refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, een segment betekent een of meer dan een segment.

De termen omvatten, omvattende, bestaan uit, bestaande uit, voorzien van, bevatten, bevattende, behelzen, behelzende, inhouden, inhoudende zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.

Groene koffiebonen duidt op ongebrande koffiebonen, ongeacht de kleur van de koffiebonen.

2017/6014

BE2017/6014

Gemalen koffie zijn koffiebonen die gebrand en gemalen zijn, zodat de boonstructuur niet meer voorkomt. Gemalen koffie duidt steeds op koffie die gebrand en gemalen is, tenzij specifiek groene of ongebrande gemalen koffie wordt beschreven.

Homogeniseren en homogenisering duiden op het vrijlaten van CO2 van koffiebonen. Hierbij moet de CO2 door een harde schaal diffunderen, hetgeen vrij veel tijd vergt. Homogeniseren is gelijkaardig aan ontgassen, maar wordt gebruikt voor niet-gemalen koffiebonen.

Ontgassen en ontgassing duiden op het vrijlaten van CO2 van gemalen of gedeeltelijk gemalen koffie. Aangezien de CO2 niet wordt tegengehouden door een harde schaal, en de gemalen koffie een fijne granulaire structuur bezit, verloopt ontgassen veel sneller dan homogeniseren. Ontgassen is gelijkaardig aan homogeniseren, maar wordt enkel gebruikt voor gemalen koffie.

Het is echter wel mogelijk koffiebonen eerst te branden tot gebrande bonen, deze gebrande bonen te homogeniseren tot gehomogeniseerde bonen, deze gehomogeniseerde bonen te malen tot gemalen koffie, en deze gemalen koffie dan te ontgassen. Verder wordt soms de voorgemalen koffie ontgast, waarna deze ontgaste koffie wordt fijngemalen en onmiddellijk erna verpakt.

Een homogeniseringprofiel is een curve, die de hoeveelheid gas die een standaard hoeveelheid gebrande koffiebonen vrijstaat in functie van de tijd weergeeft. Een hoeveelheid gas wordt gemeten als standaard volume, de hoeveelheid koffiebonen als gewicht en de tijd in een tijdseenheid. Een ontgassingsprofiel is een curve die de hoeveelheid gas die een standaard hoeveelheid gemalen koffie vrijstaat in functie van de tijd weergeeft.

In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor de vervaardiging van koffieproducten uit groene koffiebonen door een brandproces gevolgd door een homogeniseringproces en optioneel een maalproces en een verder ontgassingsproces. Deze werkwijze omvat de volgende stappen:

- het voorzien van een batchhoeveelheid van 200 kg tot 600 kg groene koffiebonen,

- het branden van deze groene koffiebonen, waarbij de groene koffiebonen door middel van een verhit gas verwarmd worden gedurende 150 tot 800

2017/6014

BE2017/6014 seconden tot een eindtemperatuur van 205 tot 245 graden Celsius waarbij gebrande bonen verkregen worden,

- het afschrikken van de gebrande bonen met behulp van eerst waterverneveling en nadien een afkoeling van de gebrande bonen met behulp van een koelgas tot een temperatuur tussen 50 tot 90 graden Celsius,

- het homogeniseren van de gebrande bonen gedurende een homogeniseringtijd van 2 tot 24 uur, waarbij de gebrande koffiebonen in een, bij voorkeur gasdichte, eerste container tijdelijk worden opgeslagen,

- optioneel het malen van de koffiebonen tot gemalen koffie in minstens 2 stappen, een ruwe en een fijne maalstap, waarbij de gemalen koffie koffiepartikels omvat, waarbij minstens de helft van de koffiepartikels kleiner zijn dan 250 tot 600 μm,

- optioneel het verdichten van de koffie van een dichtheid van 340-400g/dm³ tot een dichtheid van 380-440g/dm³ en,

- het ontgassen van de gemalen of gedeeltelijk gemalen koffie gedurende een ontgassingstijd tussen 0 en 180 uur.

Het branden, homogeniseren, malen en ontgassen van koffiebonen is gekend, en bijna alle koffie die geconsumeerd wordt ondergaat elk van deze stappen. De parameters die bij deze processen gebruikt worden en de manier waarop deze parameters gekozen worden lopen echter sterk uiteen. Deze parameters zijn verder ook onderhevig aan regeltechniek, waarmee de processen geregeld worden. Deze parameters en regeltechniek hebben een groot effect op het eindproduct en de kwaliteit hiervan. De parameters en regeltechniek beschreven volgens het eerste aspect leiden tot kwaliteitsvolle, aromarijke koffie.

Volgens een voorkeursvorm van de werkwijze wordt na het brandproces een koffiekleur van de gebrande koffiebonen gemeten. Deze koffiekleur wordt dan vergeleken met een gewenste kleur, op basis waarvan de eindtemperatuur van het brandproces bijgesteld wordt.

Deze voorkeursvorm beschrijft een regeltechniek tot het bepalen van de eindtemperatuur van het brandproces. Deze werkwijze heeft als voordeel een consistent eindproduct af te leveren, dewelke weinig afhankelijk is van variaties in de parameters die de bonen en het brandproces beschrijven. Zo zal het gebruik van

2017/6014

BE2017/6014 dezelfde eindtemperatuur voor elk brandproces zeer uiteenlopende resultaten geven, afhankelijk van bijvoorbeeld de vochtigheid van de groene bonen.

Volgens een andere voorkeursvorm omvat het brandproces minstens drie brandstappen. Elke twee opeenvolgende brandstappen worden gekenmerkt door een overgangstemperatuur. Deze voorkeursvorm omvat een brandproces waarbij een gas wordt verwarmd met een gasbrander, waarbij deze gasbrander bij elke opeenvolgende brandstap met een lager vermogen geütiliseerd wordt, eventueel met uitzondering van de laatste brandstap. Zo wordt het vermogen, afhankelijk van het brandprofiel, aan het eind van het brandproces ook soms verhoogd.

Het branden van koffie is endotherm tot ongeveer 180°C. Vanaf ongeveer 180°C is het brandproces exotherm. Als gevolg wordt het vermogen doorgaans vanaf 180° gelimiteerd. Het vermogen kan dus worden aangepast teneinde het brandprofiel te optimaliseren. Dit brandprofiel houdt doorgaans een verlaging van hefvermogen na 180°C in.

Bij hogere temperaturen wordt het brandproces exotherm, waardoor het vermogen van de gasbrander bij opeenvolgende stappen best gereduceerd wordt teneinde de temperatuur niet te snel op te drijven. Dit geeft voldoende tijd aan de groene bonen om het brandproces te doorgaan. Verder is deze voorkeursvorm energiebesparend.

Een verdere voorkeursvorm omvat een relatieve verlaging van het vermogen. De eerste brandstap, tot een overgangstemperatuur van 180 graden Celsius benut veelal het standaard vermogen. De tweede brandstap, van 180 tot 205 graden Celsius benut veelal maximaal 90% van dit standaard vermogen. De derde brandstap, vanaf een overgangstemperatuur van 205 graden Celsius, benut maximaal 65% van het standaard vermogen.

Een andere voorkeursvorm van het eerste aspect omvat het gebruik van een overdruk inert gas bij het maalproces. Bij voorkeur wordt een 500 tot 1500 mbar overdruk stikstofgas gehanteerd aan het ingangssmoorventiel van de koffiemolen. Het liefst een 900 tot 1100 mbar overdruk stikstofgas aan het ingangssmoorventiel van de koffiemolen.

Zuurstof degradeert gebrande koffie zeer snel. Het is dus belangrijk geen zuurstof bij de gebrande koffie te laten. Bij het homogeniseringproces en het

2017/6014

BE2017/6014 ontgassingsproces zal koffie zelf koolstofdioxide en andere vluchtige aroma's afgeven, waardoor een lichte overdruk ontstaat. Deze lichte overdruk kan voldoende zijn deze processen zuurstofvrij te houden. Aangezien bij het malen van koffie deze uitgebreid in contact komt met de lucht, wordt bij dit proces echter beter bij een overdruk inert gas gewerkt. Naast stikstof kan ook koolstofdioxide of andere inerte gassen worden gebruikt.

Een andere voorkeursvorm van de werkwijze omvat het regelen van het homogeniseringproces met behulp van een testprotocol.

De voordelen van deze voorkeursvormen zijn het nauwkeurig regelen van de homogenisering en/of ontgassing. Bij dit testprotocol wordt de hoeveelheid gas, in hoofdzaak koolstofdioxide, die koffiebonen na het branden afstoten gemeten in functie van de tijd. Dit kan dan teruggekoppeld worden voor het verkrijgen van een optimale homogenisering en ontgassingstijd. Zo zal een te lange ontgassing tot verlies van aroma's en oxidatie van de koffie. Verder is voor de ontgassing tijd en plaats nodig, waarmee een kost gepaard gaat. Zo zal een te lange ontgassing leiden tot een duurder maar minder kwaliteitsvol product. Een te korte ontgassing geeft echter problemen met de verpakking, aangezien de bonen na de verpakking nog steeds koolstofdioxidegas uitstoten. Als gevolg van de uitstoot van koolstofdioxidegas kan goed verpakte koffie die niet voldoende is ontgast een ongewenste expansie (en in sommige gevallen scheuren) van verpakkingsmaterialen veroorzaken.

In het tweede aspect omvat de uitvinding een inrichting geschikt voor het op punt stellen van een homogeniseringtijd en / of een ontgassingstijd, omvattende:

- een hermetisch afgesloten reservoir, voorzien van

- een ventiel, hewelke het reservoir kan openen en sluiten, waarbij het ventiel bij in te stellen overdruk geactueerd wordt door

- een drukmeter, dewelke een overdruk in het reservoir meet,

- een klok, dewelke een testtijd meet, waarbij genoemde testtijd verwerkt wordt door

- een besturingseenheid.

In het derde aspect omvat de uitvinding een testprotocol voor het op punt stellen van een homogeniseringtijd en een ontgassingstijd, waarbij het testprotocol de volgende stappen omvat:

2017/6014

BE2017/6014

- het voorzien van gebrande koffie of koffiebonen in een reservoir,

- het hermetisch afsluiten van genoemd reservoir,

- het meten van een overdruk p_rin het reservoir,

- het meten van een staptijd t_s,

- het vergelijken van de overdruk in het reservoir p_r met een maximumdruk Pr,max, waarbij elke keer de overdruk de maximumdruk bereikt wordt, volgende stappen worden uitgevoerd :

I.

II.

III.

een vast volume gas V_r uit het reservoir laten, de staptijd t_s registreren, de staptijd t_s van 0 herstarten,

- het beëindigen van het testprotocol wanneer de staptijd ts de maximale staptijd ts,max overschrijdt voordat de overdruk p_r de maximumdruk p_r,max bereikt.

De voordelen van het tweede en derde aspect worden hier samen besproken. Deze voordelen omvatten een eenvoudige, nauwkeurige manier om een ontgassingsprofiel of homogeniseringprofiel te bepalen. Dit ontgassingsprofiel of homogeniseringprofiel bestaat uit een curve, waarbij de curve de hoeveelheid gas die de gemalen of gebrande koffiebonen vrijlaten in functie van de tijd voorstelt.

Aangezien het ontgassingsprofiel of het homogeniseringprofiel onder andere afhankelijk is van de gebruikte brandstappen, het soort koffiebonen, de eindtemperatuur, de vochtigheid en bij gemalen koffie de maalgrootte, kan dit profiel sterk van batch tot batch verschillen. Daardoor kan dit ontgassingsprofiel of homogeniseringprofiel moeilijk te bepalen en is de eenvoudige inrichting en het eenvoudig testprotocol wenselijk.

Een voorkeursvorm van het testprotocol omvat een maximumdruk p_r,max tussen 0 en 10 mbar bedraagt.

De maximumdruk p_r,max wordt best laag gehouden. Het homogeniseringprofiel en het ontgassingsprofiel zijn beide afhankelijk van de partieeldruk van koolstofdioxidegas. Zonder door theorie gebonden te zijn, is dit te verklaren door een tragere diffusie afkomstig van een hogere partieeldruk van koolstofdioxidegas. Het is dus belangrijk deze tijdens het testprotocol niet te sterk te laten variëren. Teneinde deze variaties in te perken wordt de maximumdruk p_r,max best zo klein

2017/6014

BE2017/6014 mogelijk gekozen. Tot 10 mbar werd geen grote invloed op het homogeniseringprofiel ondervonden.

Testprotocol volgens een van de conclusies 10-11, waarbij de maximale staptijd ts,max 300 seconden bedraagt.

Hoe hoger de staptijd ts.max, hoe nauwkeuriger het ontgassingsprofiel of homogeniseringprofiel. De kost van het testprotocol stijgt echter ook significant, en het merendeel van de ontgassing of homogenisering vindt bij het begin van de ontgassing plaats. Deze waarden voor de maximale staptijd zijn gekozen teneinde kosten efficiënt te zijn; eens het merendeel van het ontgassingsprofiel bekend is kan het testprotocol beëindigd worden. Het ontgassingsprofiel zal na verloop van tijd asymptotisch naar de nulwaarde gaan.

Een andere uitvoeringsvorm van het testprotocol omvat het gebruik van 100 tot 10000g gebrande koffiebonen of gemalen, gebrande koffie. Bij voorkeur wordt 250 tot 500g gebrande koffie gebruikt.

Koffie die wordt verpakt onder vacuüm wordt doorgaans in hoeveelheden van 250g, 500g of 1000g verpakt. Het is handig het testprotocol op een gelijkaardige hoeveelheid koffie uit te voeren. Zo kan ook vacuümverpakte koffie, na de verpakking, open gemaakt worden en getest worden teneinde na te gaan indien de koffie voldoende ontgast is. Zo zal gemalen koffie in een verpakking die enkel bovenaan opengemaakt is langzamer ontgassen dan wanneer de koffie uit de verpakking in het reservoir wordt overgebracht. Verder is de test nauwkeuriger voor grote hoeveelheden koffie, gezien de minimumdruk die overschreden moet worden. Zo zal 10g koffie, ongeveer de hoeveelheid koffie in een koffiepad, slechts aanleiding geven tot enkele meetpunten. 1000g koffie zal, bij dezelfde p_r,max en t_s,max ongeveer 100 keer zoveel meetpunten geven.

Een andere uitvoeringsvorm omvat het testprotocol waarbij het volume Vrdat elke stap wordt afgegeven 1 tot 50 cm³ bedraagt. Bij voorkeur bedraagt het volume Vr dat elke stap wordt afgegeven 5 tot 20 cm³. Dit volume hangt uiteraard af van de overdruk. Hiertoe kan enerzijds de overdruk pr,max constant gehouden worden tussen opeenvolgende stappen. Een verdere voorkeursvorm is het gebruik van een gecontroleerde atmosfeer, zodat het testprotocol bij een constante buitendruk kan

2017/6014

BE2017/6014 worden uitgevoerd. Alternatief kan de overdruk p_r,max bij elke stap van het testprotocol gemeten worden, zodat de hoeveelheid gas berekend kan worden.

De vakman begrijpt dat een klein stapvolume V_r aanleiding geeft tot veel meetpunten waaruit een gedetailleerd homogeniseringprofiel of ontgassingsprofiel kan volgen. Dit klein stapvolume V_r zal echter ook zorgen voor een veelvoud aan meetpunten. Verder kan het gedetailleerd homogeniseringprofiel of ontgassingsprofiel onnauwkeurig zijn. Zo zal een klein stapvolume V_r dikwijls een grotere relatieve fout hebben, door een licht afwijkende druk of volume. Daartoe is het belangrijk dat het stapvolume zo klein mogelijk is, maar toch aanzienlijk groter dan de absolute fout op het stapvolume Vr. De verdere voorkeursvorm omvat een volume van 5-20 cm³.

In het vierde aspect omvat de uitvinding de koffieproducten, dewelke vervaardigd zijn volgens de werkwijze van het eerste aspect.

Deze koffieproducten hebben een consistente brandgraad op basis van de kleur, zijn voldoende gehomogeniseerd en / of ontgast teneinde aroma's te omvatten zonder na de verpakking grote hoeveelheden gas af te staan. Verder zijn deze voordelen onafhankelijk van het brandprofiel, de afkomst en de soort koffiebonen. Dit wordt bekomen door het variëren van de procesparameters, teneinde een consistent en kwaliteitsvol eindproduct te bekomen. Zo worden consistent kwaliteitsvolle koffieproducten geproduceerd, met een energiezuinig en efficiënt bulkproces, waardoor de koffieproducten een goede prijs-kwaliteitsverhouding hebben.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven aan de hand van niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.

VOORBEELD

Een batchhoeveelheid koffie van 400 kg groene koffiebonen voorzien in een centrifugale brander. Deze brander is voorzien van een warmterecuperatiesysteem, dewelke gestuurd wordt door middel van de hete lucht toevoerklep.

De gasbrander zuigt verse lucht aan en verwarmt een samenstelling van verse lucht en gedeeltelijk afgekoelde uitlaatlucht tot een hete luchtstroom. Deze hete

2017/6014

BE2017/6014 luchtstroom wordt, afhankelijk van het tijdstip in het brandproces, volledig, gedeeltelijk of slechts in heel beperkte mate door de brandkamer geblazen en warmt deze op, wat geregeld wordt door middel van de hete lucht toevoerklep. Het resterende deel van de hete luchtstroom wordt naar de atmosfeer afgeleid over een katalysator.

De batch ruwe koffiebonen wordt vanuit een buffersilo centraal in de brandkamer gestort terwijl het onderste deel van de brandkamer, de schotel, ronddraait en het bovenste deel, het deksel met lamellenring, statisch is. Tussen de schotel en het deksel is er een zeer kleine spatie. Door de centrifugale kracht zullen de bonnen naar de buitenkant van de schotel geslingerd worden en via de lamellenring in het deksel terug naar het centrale deel van de brandkamer geprojecteerd worden. Dit terwijl de hete luchtstroom de wervelende koffiebonen opwarmt en brandt. De uitgaande gedeeltelijk afgekoelde uitlaatlucht wordt opnieuw naar de gasbrander gestuurd om opnieuw opgewarmd te worden.

Op het einde van het brandproces, bij het bereiken van de gewenste eindtemperatuur, zal er water in de brandkamer verneveld worden over de wervelende gebrande koffiebonen, waardoor de temperatuur van de bonen zal dalen. Dit is de primaire koeling. De koffie zal een deel van het water opnemen en het overige deel zal omgezet worden in stoom.

Na de primaire koeling en een bepaalde tijd, waarbij het vocht in de bonen kan homogeniseren, zakt de schotel waardoor de opening tussen schotel en deksel vergroot wordt en de gebrande koffiebonen op de koelring geslingerd worden. Eens de schotel volledig geledigd is, gaat deze terug naar boven en wordt er een volgende batch ruwe koffiebonen ingeladen. Zo kan het proces zich herhalen.

In tussentijd zullen de gebrande koffiebonen op de koelring verder afgekoeld worden met frisse lucht. Deze frisse lucht is de secundaire koeling. Nadien worden de gebrande koffiebonen met een wissysteem van de koelring verwijderd en afgevoerd worden voor verdere processing.

In een eerste brandstap, tot een bonen-overgangstemperatuur van 180°C, wordt het vermogen van de gasbrander zodanig geregeld dat de temperatuur van de hete luchtstroom 480°C bedraagt, bij een volledig geopende (100%) hete lucht toevoerklep. Zo gaat bijna alle hete lucht naar de brandkamer, en slechts zeer weinig hete lucht over de katalysator naar de atmosfeer.

2017/6014

BE2017/6014

In een tweede brandstap, tot een bonen-overgangstemperatuur van 205°C, wordt het vermogen van de gasbrander zodanig geregeld dat de temperatuur van de hete luchtstroom 460°C bedraagt, bij een bijna volledig geopende (90%) hete lucht toevoerklep.

In de derde brandstap - vanaf een bonen-overgangstemperatuur van 205°C tot het bereiken van de gewenste bonen-eindtemperatuur, bijvoorbeeld 221,5°C, wordt het vermogen van de gasbrander zodanig afgeregeld dat de temperatuur van de hete luchtstroom 440°C bedraagt, bij een gedeeltelijk geopende (65%) hete lucht toevoerklep. Hierbij gaat weinig hete lucht naar de brandkamer. Veel hete lucht gaat via de katalysator naar de atmosfeer.

Hierna wordt de koffie gemalen aan de hand van een tweestapsproces. Eerst worden de bonen gebroken, waarna deze tot de gewenste granulométrie worden gemaaid. Zowel de snelheid van de maalwalsen als de afstanden tussen de maalwalsen zijn variabel en kunnen manueel bijgeregeld worden teneinde de gewenste specificaties voor granulométrie te bereiken. De granulométrie wordt uitgedrukt in het percentage koffiepartikels, dat binnen bepaalde afmetingen dient te vallen, in dit geval dient bijvoorbeeld 50% van de koffiepartikels kleiner te zijn dan 400pm met een tolerantie van +/-30pm. Dit wordt als volgt uitgedrukt: X50 = 400pm +/-30pm. De X50 waarde van de maalgraadanalyse dient zich voor dit voorbeeld te bevinden tussen 370pm en 430pm. Er kunnen voor 1 recept meerdere maalfracties gespecifieerd worden, waaronder ook bijvoorbeeld het maximum aandeel van de fijne fractie; bijvoorbeeld lOOpm = min. 82%, wat overeenkomt met het aantal partikels dat groter is dan lOOpm dient minimaal 82% bedragen. Alternatief is het maximum aandeel van de grove fractie, bijvoorbeeld 800pm = max. 8%. Dit betekent dat het aantal partikels dat groter is dan 800pm mag maximaal 8% bedragen.

De gemalen of gedeeltelijk gemalen koffie wordt hierna gedurende 8 uur ontgast in een ontgassingssilo. Deze ontgassingssilo staat in contact met de atmosfeer. Aangezien de koffie gemalen is ontgast deze echter relatief snel, waardoor de ontgassingssilo zich vrijwel altijd op een overdruk bevindt.

Na het ontgassen wordt de gemalen koffie vacuümverpakt in hoeveelheden van 250g en 500g.

Claims

CONCLUSIES

1. Werkwijze voor de vervaardiging van koffieproducten uit groene koffiebonen door een brandproces gevolgd door een homogeniseringproces en optioneel een maalproces en een verder ontgassingsproces, omvattende de stappen:

- het voorzien van een batchhoeveelheid van 200 kg tot 600 kg groene koffiebonen,

- het branden van deze groene koffiebonen, waarbij de groene koffiebonen door middel van een verhit gas verwarmd worden gedurende 150 tot 800 seconden tot een eindtemperatuur van 205 tot 245 graden Celsius waarbij gebrande bonen verkregen worden,

- het afschrikken van de gebrande bonen met behulp van eerst waterverneveling en nadien een afkoeling van de gebrande bonen met behulp van een koelgas tot een temperatuur tussen 50 tot 90 graden Celsius,

- het homogeniseren van de gebrande bonen gedurende een homogeniseringtijd van 2 tot 24 uur, waarbij de gebrande koffiebonen in een eerste container tijdelijk worden opgeslagen,

- optioneel het malen van de koffiebonen tot gemalen koffie in minstens 2 stappen, een ruwe en een fijne maalstap, waarbij de gemalen koffie koffiepartikels omvat, waarbij minstens de helft van de koffiepartikels kleiner zijn dan 250 tot 600 μm,

- optioneel het verdichten van de koffie tot een dichtheid van 340400g/dm³ tot 380-440 g/dm³ en,

- het ontgassen van de gemalen koffie gedurende een ontgassingstijd tussen 0 en 180 uur, waarbij de ontgassing doorgaat in een tweede container, bij voorkeur een gasdichte container met uitlaat naar de atmosfeer.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij na het brandproces een koffiekleur van de gebrande koffiebonen gemeten wordt, waarna deze koffiekleur vergeleken wordt met een gewenste kleur, op basis waarvan de eindtemperatuur van het brandproces bijgesteld wordt.
3. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-2, waarbij het brandproces minstens 3 brandstappen omvat, waarbij opeenvolgende brandstappen gekenmerkt worden door een overgangstemperatuur en waarbij een gas

2017/6014

15 BE2017/6014 verwarmd wordt met een gasbrander tot het verhit gas, waarbij deze gasbrander bij elke opeenvolgende brandstap met een lager vermogen geütiliseerd wordt.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij de stappen de volgende parameters omvatten :

- Tot een overgangstemperatuur van 180 graden Celsius wordt een standaard vermogen benut.

- Van 180 tot 205 graden Celsius wordt maximaal 90% van het standaard vermogen benut

- Boven 205 graden Celsius wordt maximaal 65% van het standaard vermogen benut.
5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, waarbij het maalproces onder een overdruk inert gas wordt uitgevoerd, waarbij het inert gas via een ingangssmoorventiel in een koffiemolen geleidt wordt, waarbij een stikstof overdruk van 500 tot 1500 mbar aan het ingangssmoorventiel van de koffiemolen, het liefst een stikstof overdruk van 900 tot 1100 mbar aan het ingangssmoorventiel van de koffiemolen.
6. Werkwijze volgens conclusies 1-6, waarbij de homogeniseringtijd bepaald wordt met behulp van een testprotocol.
7. Werkwijze volgens conclusies 1-7, waarbij de ontgassingstijd bepaald wordt met behulp van een testprotocol.
8. Inrichting geschikt voor het op punt stellen van een homogeniseringtijd en/of een ontgassingstijd, omvattende:

- een hermetisch afgesloten reservoir, voorzien van

- een ventiel, dewelke het reservoir kan openen en sluiten, waarbij het ventiel bij in te stellen overdruk geactueerd wordt door

- een drukmeter, dewelke een overdruk in het reservoir meet,

- een klok, dewelke een testtijd meet, waarbij genoemde testtijd verwerkt wordt door

- een besturingseenheid.

2017/6014

16 BE2017/6014
9. Testprotocol voor het op punt stellen van een homogeniseringtijd en een ontgassingstijd, waarbij het testprotocol de volgende stappen omvat:

- het voorzien van gebrande koffie of koffiebonen in een reservoir,

- het hermetisch afsluiten van genoemd reservoir,

- het meten van een overdruk p_rin het reservoir,

- het meten van een staptijd ts,

- het vergelijken van de overdruk in het reservoir p_r met een maximumdruk p_r,max, waarbij elke keer de overdruk de maximumdruk bereikt wordt, volgende stappen worden uitgevoerd :

IV. een vast volume gas V_r uit het reservoir laten,

V. de staptijd t_s registreren,

VI. de staptijd t_s van 0 herstarten,

- het beëindigen van het testprotocol wanneer de staptijd t_s de maximale staptijd ts,max overschrijdt voordat de overdruk p_r de maximumdruk p_r,max bereikt.
10. Testprotocol volgens conclusie 10, waarbij de maximumdruk p_r,max instelbaar is van 0.1 tot 10 mbar.
11. Testprotocol volgens een van de conclusies 10-11, waarbij de maximale staptijd ts,max 5 minuten bedraagt.
12. Testprotocol volgens een van de conclusies 10-12, waarbij 100 tot 10000g, bij voorkeur 250 tot 500g, gebrande koffiebonen of gemalen koffie in het reservoir wordt voorzien.
13. Testprotocol volgens één van de conclusies 10-13, waarbij het volume Vrdat elke stap wordt afgegeven 5 tot 20 cm³ bedraagt.
14. Koffieproducten dewelke vervaardigd uit groene koffiebonen volgens één van de conclusies 1-8.

SAMENWERKINGSVERDRAG INZAKE OCTROOIEN