Procédé de fabrication d'extraits en poudre de café Les extraits en poudre soluble de matières végétales telles que café, thé, chicorée, etc., sont connus depuis longtemps. Selon les procédés devenus classiques, la fabrication d'une poudre de café instantanée, par exem ple, consiste à préparer une décoction de grains de café rôtis et moulus puis à sécher cette décoction de manière à obtenir un produit sec qui est conditionné à l'intérieur de récipients appropriés.
L'objet principal du brevet suisse No 201940 :réside essentiellement dans un procédé permettant de sauvegar der, au cours des différentes opérations qu'il comporte, une part notable des arômes volatils du café rôti et moulu en vue de maintenir leur présence dans le produit sec.
Suivant ce procédé, la décoction de grains de café rôtis et moulus est séchée par pulvérisation ou atomisa- tion, c'est-à-dire à l'aide d'un courant d'air chaud, géné ralement ascendant et circulant à l'intérieur d'une enceinte appropriée, dans lequel on disperse le produit sous la forme de fines gouttelettes qui constituent, après dessiccation, les particules d'une poudre sèche.
Le procédé selon l'invention constitue en quelque sorte un prolongement du procédé décrit par le brevet suisse No. 201940 car, bien que le premier fasse interve nir, pour une partie de son exécution, des moyens diffé- rents de ceux utilisés dans le second, le but visé est le même. Par ailleurs, le nouveau procédé apporte un per fectionnement important à l'ancien car il permet d'amé liorer dans une mesure appréciable la qualité d'une pou dre séchée par atomisation.
Le présent procédé se rapporte à la fabrication d'extraits en poudre de café. Il comprend l'extraction de café rôti et moulu en vue d'obtenir un extrait en solution aqueuse et il est remarquable par le fait que l'on divise la quantité de solution obtenue en deux fractions, que l'on sèche la première fraction par atomïsation, que l'on congèle la seconde fraction, que l'on sèche ladite frac- tion d'extrait congelé par cryodessiccation et, enfin,
que l'on mélange la poudre sèche issue de la première frac tion avec le produit finement divisé obtenu à partir de la seconde desdites fractions pour former un extrait de café soluble en poudre ayant un poids spécifique compris entre 0,2 et 0,3 g/cm3.
De préférence, on concentre la solution d'extrait constituant la seconde desdites fractions, on ajoute à la solution concentrée un gaz inerte de façon à former une mousse stable et homogène, on congèle ladite mousse jusqu'à l'obtention d'un produit solide, on divise fine ment le produit congelé pour recueillir des particules de grandeur sensiblement égale à celles d'une poudre de café rôti et moulu,
on sèche le produit divisé par cryodes- siccation et on mélange le produit séché et finement divisé avec la poudre sèche préparée à partir de la pre mière fraction.
Selon une forme d'exécution du procédé, l'extraction du café rôti et moulu est effectuée par percolation à contre-courant au moyen d'une batterie de 8 cellules reliées entre elles d'une manière conventionnelle et com portant chacune un dispositif permettant d'effectuer la distif l ation extractive à la vapeur de la, charge de café frais qu'elles sont destinées à contenir.
Le cycle d'extrac tion s'étend sur 6 cellules et il débute par le passage d'un courant d'eau sous pression ayant une température com prise entre 150 et 1701, C environ à travers la. cellule contenant la charge de café la plus épuisée. Après une durée comprise entre 12 et 20 minutes environ, l'extrait est conduit à travers la cellule suivante et ainsi de suite jusqu'à la sixième cellule, laquelle contient la charge de café frais.
Cette dernière est extraite à une température voisine de 1000 C. Deux cellules de ladite batterie ne participent pas au cycle d'extraction. En effet, la sep tième est déchargée puis remplie d'une charge de café frais et la huitième, qui contient également une charge de café frais, est consacrée à la, distillation extractive des constituants aromatiques volatils du café au moyen d'un courant de vapeur traversant ladite charge.
La saveur et l'arôme @du produit final dépendent lar gement de la nature de l'infusion recueillie à l'issue de l'opération d'extraction et divers facteurs intervenant au cours de cette opération sont susceptibles de modifier les propriétés de ladite infusion. Parmi ces facteurs, la tem pérature et la durée d'extraction, la géométrie ries perco lateurs, la surface filtrante, la mouture des grains de café, etc.,
peuvent exercer une influence notable.
L'extrait en provenance de la cellule chargée de café frais est pesé sur une balance et tiré jusqu'à l'obtention du poids fixé. Il comporte alors généralement 10 à 20 0/0 de matières solides du café en solution aqueuse.
Selon l'invention, la. charge d'extrait recueillie est alors divisée en deux fractions inégales, la première représentant 70 à 95 0/0 et la seconde 5 à 30 % de la quantité totale d'extrait à diviser.
De préférence, la solu tion d'extrait est concentrée, avant la séparation des deux fractions, en faisant appel à toute technique appropriée, c'est-à-dire par évaporation ou par congélation,
jusqu'à l'obtention d'un produit ayant 25 à 60 % en poids de matières solides du café. Lorsque la concentration est effectuée par évaporation,
il est préférable de soumettre au préalable l'extrait précité à une distillation extractive en vue de recueillir une partie au moins des constituants aromatiques volatils qu'il contient. Une fraction au moins des arômes condensés recueillis par distillation de la charge de café frais et de l'extrait en solution diluée peut être ajoutée à l'extrait concentré.
Toutefois, la division de la quantité d'extrait en deux fractions pourrait également intervenir avant toute con centration, lesdites fractions étant alors concentrées sépa rément et jusqu'à des taux de matières solides établis en fonction des conditions imposées par l'opération de séchage subséquente.
De plus, le condensat des arômes recueillis par distillation extractive au cours du procédé peut être incorporé en plus grande quantité ou en tota lité à l'une seulement desdites fractions, plus particuliè- rement à la seconde.
La première fraction, c'est-à-dire celle qui représente 70 à 95 % de da charge d'extrait considérée, est séchée par atomisation en faisant appel à des techniques et des installations conventionnelles.
La seconde fraction de la charge d'extrait en solu- tion aqueuse, qui représente 5 à 30 % de la quantité à diviser,
comporte de préférence un taux de matières soli- des compris entre 35 et 60 %. Avant le séchage propre- ment dit,
l'extrait est -soumis à une série d'opérations qui permettent de conférer au produit final un poids spécifi que et une couleur acceptables. Selon une forme d'exé cution préférée, on incorpore tout d'abord à l'extrait concentré une certaine quantité d'un gaz inerte tel que l'anhydride carbonique ou l'azote en vue de produire une mousse ayant un poids spécifique compris entre 0,4 et 0,
8 g/cm3. La densité de cette mousse doit être établie avec soin car elle détermine essentiellement le poids spé cifique de la poudre sèche finale préparée à partir de cette fraction d'extrait. Ce résultat peut être obtenu en refroidissant l'extrait concentré à 00 C ou au-dessous à l'aide d'un échangeur de chaleur approprié, après quoi le gaz est insufflé dans l'extrait refroidi. On obtient une mousse stable et bien homogène en faisant passer le pro duit dans un mélangeur mécanique par exemple.
La mousse préparée comme décrit ci-dessus est ensuite soumise à une congélation progressive mais pro fonde qui permet d'amener l'extrait à l'état solide. Dans ce but, la mousse est étendue sur un ruban métallique transporteur sous la forme d'une couche régulière ayant une épaisseur comprise entre 10 et 40 mm. Les condi tions dans lesquelles se déroule la congélation, de même que la densité de la mousse, sont de nature à influencer dans une large mesure la couleur du produit final.
Le choix des facteurs susceptibles de modifier ces condi tions, à savoir la vitesse linéaire du ruban, la tempéra ture de congélation, l'épaisseur de la couche de mousse, etc., revêt donc une particulière importance. Selon une forme d'exécution du procédé, la couche de mousse se déplace sur un ruban dont le parcours utile est divisé en deux sections qui sont refroidies à des températures dif férentes au moyen d'un liquide réfrigérant par exemple.
La première section est refroidie par une saumure dont la température est située entre -12 et - 29 C, alors que le liquide assurant le refroidissement de la deuxième section est amené à une température comprise entre - 40 et - 701, C. En général, la durée de congélation pour une mousse de densité normale ne doit pas être inférieure à 7 minutes pour obtenir un produit final ayant une couleur satisfaisante.
L'extrait est recueilli à l'extrémité du ruban transpor teur sous la forme d'une bande rigide continue qui est conduite dans une machine à diviser ou à émietter per mettant de réduire ladite plaque en fragments suscepti bles d'être moulus. On procède alors à la mouture de ces fragments en vue d'obtenir une poudre dont la gran deur des particules est comprise, de préférence, entre 0,25 et 2,0 mm.
La poudre formée de particules d'extrait congelé est chargée, sous la forme d'une couche de 25 mm d'épais seur environ, sur les plateaux d'un appareil convention nel de cryodessiccation dans la chambre duquel ils sont introduits. La sublimation des cristaux de glace contenus dans le produit congelé est opérée après un séjour de 7 heures environ sous un vide extrêmement poussé, de l'ordre de 150 à 175 microns. Après déchargement des plateaux, la poudre sèche obtenue est conditionnée, en faisant appel aux moyens habituels, à l'intérieur de réci pients étanches.
Une forme d'exécution du procédé peut consister à débiter le produit congelé sous la forme de plaques ou de morceaux puis à sécher ces derniers par cryodessic- cation et à faire intervenir l'émiettement et la mouture du produit après le séchage. Cette solution présente tou tefois l'inconvénient de produire, au cours de la mouture, une quantité appréciable de particules très -fines qui ne sont pas acceptables pour le conditionnement et qui, par conséquent, ne sont pas directement utilisables.
Selon une autre forme d'exécution du procédé selon l'invention, le poids spécifique du produit final peut être défini après le séchage final. Cette variante consiste à préparer une mousse relativement dense, c'est-à-dire ayant un poids spécifique supérieur à 0,6 g/cm3. Après congélation, le produit est émietté puis moulu sous la forme de particules très fines, de l'ordre de 0,2 à 0,5 mm, puis séché par cryodessiccation comme décrit plus haut.
Après séchage, la poudre fine est soumise à une opération d'agglomération à basse température au moyen d'une tour appropriée. On obtient de la sorte une poudre sèche extrêmement régulière et très colorée. Suivant une forme d'exécution du procédé, l'extrait concentré enrichi ou non d'une fraction au moins des arômes recueillis par distillation extractive du café frais et de la solution non concentrée peut être séché par cryodessiccation sans avoir été mis au préalable sous la forme d'une mousse.
Dans ce cas, l'extrait concentré est réparti et congelé sur des plateaux par exemple, puis séché par cryodessiccation sur ces mêmes plateaux sous la forme d'une poudre résultant de la mouture du pro duit congelé, ou encore sous la forme de plaques qui sont réduites en poudre après séchage.
La poudre très aromatique produite à partir de la seconde desdites fractions est mélangée à la. poudre pro venant du séchoir-atomiseur pour former un extrait de café soluble instantané sous forme pulvérulente ayant un poids spécifique compris entre 0,2 et 0,3 g/cm3. Si la poudre séchée par cryodessiccation comporte une den sité légèrement trop élevée, on peut corriger la densité du produit final en abaissant le poids spécifique de la poudre séchée par pulvérisation par une injection d'un gaz neutre,
par exemple l'anhydride carbonique, au cours du séchage. Par ailleurs, selon une forme d'exécution particulière de l'invention, le mélange des deux poudres pourrait être soumis à une opération d'agglomération à température relativement basse, cette technique permet tant d'obtenir un produit de texture régulière et de sup primer la tendance des deux poudres qui le composent à se séparer.
Le produit résultant du mélange des poudres prépa rées à partir des fractions précitées peut être aromatisé avec le conditionnement selon le procédé décrit par le brevet suisse No 405904. Ce procédé consiste à incorpo rer un condensat des constituants aromatiques du café à la poudre sèche en vue de l'enrichir en arômes volatils qui se développent notamment à l'ouverture de l'embal lage.
De préférence, l'adjonction de ce condense repré- sente 0,1 à 0,5 % du poids de la poudre et il est généra- lement mélangé avec une quantité égale ou légèrement supérieure d'un support oléagineux,
plus particulière- ment de l'huile de café.
Enfin, l'invention se rapporte également aux extraits de café obtenus par le procédé qui vient d'être décrit. Il faut relever que le procédé peut aussi être utilisé avec succès pour la préparation d'autres extraits de matières végétales, par exemple la chicorée, le thé, etc.
Les exemples suivants illustrent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, laquelle n'est cependant pas limitée aux conditions qui y sont exposées. <I>Exemple 1</I> L'extrait est préparé au moyen d'une batterie de per colateurs comprenant 8 cellules ayant 25 cm de diamè tre et 242 cm de hauteur.
La charge de chaque cellule est d'environ 40 kg de café moulu, la mouture étant légè rement plus grossière que celle pratiquée dans le com merce pour la préparation d'infusions de café par perco- lation. La charge de café frais chargée dans la première cellule est mouillée avec 40 litres d'eau chaude puis sou mise à la distillation extractive à la vapeur jusqu'à l'obtention de 2,2 kg d'un condensai des substances aro matiques volatiles du café.
Le cycle d'extraction s'étend sur les 6 cellules suivantes, en commençant par celle contenant la charge la plus épuisée. On tire 165 kg d'extrait de la sixième cellule, laquelle renferme une charge de café frais. L'eau d'extraction entre dans la pre mière cellule à une température de 1700 C environ et l'extrait traversant la sixième cellule a une température de 950 C environ.
La solution aqueuse d'extrait obtenue est soumise à une distillation extractive à contre-courant dans une colonne de rectification par exemple, en faisant interve- nir 3 % de vapeur environ. Les arômes volatils recueillis sont condensés et refroidis à 50 C.
L'extrait est alors concentré à un .taux de matières solides de 50 % environ, au moyen d'un évaporateur approprié, de préférence un appareil à double effet et filin ascendant.
Après cette opération, une fraction au moins des arômes volatils con densés recueillis par distillation de la solution d'extrait diluée est ajouté à l'extrait concentré .et l'on obtient de la sorte 32,6 kg d'extrait contenant 55 % de matières solides du café.
Cette charge est divisée en deux fractions pesant respectivement 26,2 kg et 6,4 kg. La première desdites fractions (26,2 kg) est séchée par atomisation au moyen d'un appareil approprié et l'on recueille 14,5 kg d'une poudre de café soluble.
La seconde fraction (6,4 kg) est mélangée avec les 2,2 kg du condense d'arômes volatils obtenu par distilla- tion extractive de la charge de café frais avant l'extrac tion et 90 g d'huile de café.
Ladite fraction d'extrait concentré et enrichi des constituants aromatiques volatils du café est refroidie à 00 C au moyen d'un échangeur de chaleur convenable, après quoi elle est mélangée avec un gaz inerte. 115 ml d'anhydride carbonique (à une pres sion de 10.5 kg/cm2)
par kg d'extrait sont incorporés au produit refroidi puis le gaz est dispersé dans la masse au moyen d'un mélangeur mécanique par exemple, en vue d'obtenir une mousse stable et homogène ayant un poids spécifique de 450 g par litre environ.
Cette mousse est étendue sous la forme d'une couche de 12,mm d'épaisseur environ sur un ruban métallique sans fin dont la première section du parcours utile est refroidie au moyen d'une solution aqueuse d'éthylène-glycol ayant une température de - 29 C.
Il est essentiel de congeler lentement pour obtenir un produit ayant une couleur satisfaisante. Après ce premier refroidissement, le pro duit est congelé en profondeur sur la deuxième section du parcours utile du ruban transporteur, où la mousse est exposée pendant 15 minutes environ à une température de l'ordre de - 450 C. A l'extrémité du parcours du ruban transporteur, le produit congelé se présente sous la forme d'une bande continue de matière solide qui est fragmentée puis moulue pour obtenir une poudre dont les particules ont une grandeur comprise entre 0,25 et 2 mm (cor. aux tamis U.S. Standard No 10 et 60).
Le produit congelé et réduit en poudre est chargé sur les plateaux d'un appareil de cryodessiccation de type conventionnel. L'épaisseur de la couche est d'environ 25 mm et le séjour des plateaux à l'intérieur de la cham bre de l'appareil précité est compris entre 7 et 10 heures.
On obtient une poudre sèche ayant une couleur et un poids spécifique équivalents à ceux d'une poudre de café soluble séchée par atomisation. La poudre préparée comme décrit ci-dessus à partir de la seconde desdites fractions et la poudre séchée par atomisation sont mélan gées pour former un extrait de café soluble en poudre ayant :un poids spécifique de 2,5 g/cms environ.
Le mélange peut être aromatisé par incorporation de 0,5 % en poids d'une émulsion comprenant une partie d'un condensai des substances aromatiques volatiles du café et 2 parties d'un support constitué par de l'huile de café. On obtient de la sorte un produit ayant une saveur et un arôme bien équilibrés qui est conditionné sous atmosphère <RTI
ID="0003.0170"> inerte à l'intérieur de récipients étanches. <I>Exemple 2</I> L'extrait est préparé comme décrit à l'exemple 1, excepté le fait que la batterie de percolateurs comporte 8 cellules ayant 72 cm de diamètre et 690 cm de hauteur. Le poids de la. charge de café est de 500 kg environ et la quantité d'extrait tiré de la cellule chargée de café frais est de 1450 kg.
La solution d'extrait .obtenue est concentrée par congélation en deux étapes au moyen de cristallisoirs Gulf par exemple. Après la première étape, l'extrait se présente sous la. forme d'une boue pompable qui est cen trifugée.
On obtient un extrait concentré ayant un taux de matières solides de 28 % environ,
taux qui est amené à 36% environ après la deuxième opération. La charge d'extrait concentré est divisée en deux fractions repré- sentant respectivement 78 et 22 % de <RTI
ID="0004.0040"> la quantité totale à diviser. La première desdites fractions (78 0/0) est séchée par pulvérisation dans un appareil conventionnel.
On incorpore à la seconde fraction (22 0/0) le conden- sat des constituants aromatiques recueillis par distillation extractive de la charge de café frais avant l'extraction, mélangé avec une faible quantité d'huile de café. L'extrait concentré enrichi d'arômes est mis sous la forme d'une mousse ayant un poids spécifique compris rentre 0,6 et 0,8 g/cm3 puis congelé comme décrit à l'exemple 1.
Le produit congelé est alors fragmenté et moulu de façon à obtenir des particules ayant une gran deur comprise entre 0,1 et 0,5 mm. Après séchage par cryodessiccation, la poudre est agglomérée à basse tem pérature dans une tour appropriée. La poudre agglomé rée est mélangée avec la poudre séchée par pulvérisation pour obtenir un produit ayant un poids spécifique situé entre 0,23 et 0,25 g/cm3. Ce produit peut être aroma tisé comme décrit à l'exemple précédent puis il est condi tionné sous atmosphère inerte à l'intérieur de récipients étanches.
<I>Exemple 3</I> On prépare un extrait en solution aqueuse comme décrit à l'exemple 1 à l'exception du fait que la charge de café frais est soumise à la distillation extractive à la vapeur sans mouillage préalable. On obtient 1,36 kg de condensat qui est mélangé, selon l'exemple 1, à la seconde fraction d'extrait concentré. Cette fraction est répartie sur des plateaux qui sont conduits dans une chambre ou un tunnel de congélation.
Les mêmes pla teaux, qui portent alors l'extrait congelé, c'est-à-dire à l'état solide, sont introduits dans la chambre d'un appa reil de cryodessiccation conventionnel à l'intérieur duquel toute l'eau contenue dans, le produit congelé est éliminée par sublimation. Après séchage, les plaques d'extrait sont retirées des plateaux, émiettées et moulues sous la forme d'une poudre dont la grandeur de particule est comprise entre 0,25 et 2 mm, cette poudre étant mélangée ensuite avec la poudre sèche préparée à partir de la première desdites fractions.
Le produit qui résulte du mélange des deux poudres précitées peut être aromatisé comme décrit à l'exem ple 1, puis conditionné sous atmosphère inerte à l'inté rieur de récipients étanches.