Verfahren zur Herstellung von getrocknetem Kaffee Die Erfindung betrifft das Trocknen von Kaffee- Extrakt und insbesondere das Gefriertrocknen von in zerkleinertem bzw. körnigem Zustand befindlichem Kaffee.
Kaffee-Extrakt wurde bisher in Form von Kügel chen bzw. Peilets eingefroren und in diesem Zustand gefriergetrocknet. Dabei wurden beispielsweise Kaffee tropfen bzw. -kügelchen (Pellets) unmittelbar aus dem flüssigen in den gefrorenen Zustand übergeführt, was dadurch erreicht wurde, dass der einzufrierende Stoff durch eine Düse mit kleiner öffnung in einen Behälter mit gekühlter Flüssigkeit eingespritzt wurde,
in welcher sich die Flüssigkeitströpfchen auftrennen und unter gün stigsten Wärmeaustauschbedingungen einfrieren. Das durch das Gefriertrocknen erhaltene Endprodukt besass jedoch die Nachteile einer hellen Färbung und eines nicht kaffeeähnlichen Aussehens infolge der glatten, ku geligen Form der Kaffeeteilchen. Die helle Färbung eines solchen Kaffees beruht wahrscheinlich auf dem schnellen Einfrieren, das beim direkten Gefrierenlassen des flüs sigen Extrakts erfolgt.
Die Nachteile der hellen Färbung, der hohen Dichte und des nicht kaffeeähnlichen Ausse hens des getrockneten Endprodukts sind speziell in dem Fall offensichtlich, in welchem es gewünscht wird, ein gefriergetrocknetes Kaffeeprodukt zu erzeugen, welches sich der durchschnittlichen Schüttdichte von herkömm lichem, sprühgetrocknetem löslichem Kaffee annähert und welches das matte, grobe Aussehen von frisch ge röstetem und gemahlenem Kaffee besitzt.
Aus diesem Grund wäre es höchst wünschenswert, ein einfaches Verfahren zum Gefriertrocknen von Kaffee-Extrakt zur Verfügung zu haben, bei welchem das erhaltene Kaffeeprodukt ein Aussehen wie gemah lener Röstkaffee aufweist und gleichzeitig eine durch schnittliche Schüttdichte besitzt, die derjenigen von her kömmlichem löslichem Kaffee entspricht.
Unter Gefriertrocknen,> wird die Sublimation von Wasser aus gefrorenem Kaffee-Extrakt unter Bildung eines trockenen löslichen Kaffee-Extraktes verstanden. Ein charakteristisches Merkmal der Erfindung be steht darin, dass sich durch Gefriertrocknen eines aroma tisierten, wässrigen Kaffee-Extrakts ein lösliches Kaffee produkt mit verbessertem Geschmack und Aroma erhal ten lässt.
Erfindungsgemäss wird der Extrakt dadurch aromatisiert, dass dem frisch gerösteten und gemahlenen Kaffee die erwünschten Aromabestandteile entzogen und herkömmlichem bzw. aromafrei gemachtem Kaffe-Ex- trakt zugesetzt werden, welcher dann eingefroren, in körnige Teilchenform zerkleinert und unter Atmosphä ren- oder Unterdruck gefriergetrocknet wird, um einen löslichen Pulverkaffee mit verbessertem Geschmack und besserem Aroma zu erzeugen.
Zum Aromatisieren des Kaffee-Extrakts sind sehr viele verschiedene Aromastoffe geeignet, beispielsweise getrocknete, vakuumdestillierte Aromastoffe, Mahlgas, das während des Mahlens von frisch geröstetem Kaffee aufgefangen wird, Kaffeeöl, vorzugsweise ausgedrücktes Kaffeeöl, d. h.
öl, das grosse Mengen an vom gerösteten Kaffee abgetrennten Aromabestandteilen enthält, dampf destillierte Aromafraktionen oder im Vakuum trocken destillierte Aromastoffe. Neben diesen können auch noch andere Kaffee-Aromastoffe eingesetzt werden.
Bei der Herstellung eines Produkts, das eine dunkel braune Färbung bestitzt. wird ein Extrakt mit niedrigem Feststoffgehalt verwendet, der so langsam eingefroren wird, dass eine ungeordnete Verteilung dendritischer Eiskristalle hervorgebracht wird, die sich dadurch aus zeichnen, dass sie nicht parallele Hauptstämme aufwei sen, von denen dünnere Nebenzweige abgehen, und dass in der eutektischen Mischung zwischen den dendritischen Eiskristallen keine getrennten Eiskristalle nichtdendriti- scher Form vorhanden sind.
Allgemein wird anerkannt, dass schnelles Einfrieren die Verteilung einer grossen An zahl von kleinen Eiskristallen fördert, und dass lang- sames Einfrieren eine geringere Anzahl von grösseren Eiskristallen liefert. Wenn eine dunkelbraune Färbung erzielt werden soll, wird das Gefrieren gemäss dieser Ausführungsform der Erfindung mit einer Geschwindig- keit vorgenommen, bei welcher ein Einschliessen bzw. Aufnehmen von Eiskristallen in der eutektischen Mi schung praktisch vermieden wird.
Speziell bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Herstellung eines gefriergetrockneten Kaffees mit dunklerer, kaffeeähnlicherer Farbe mittels eines Verfah rens, das darin besteht, dass man den Kaffee-Extrakt langsam von seinem Eispunkt bis auf eine Temperatur unterhalb seines eutektischen Punktes abkühlt, um da durch eine kristalline Struktur von aus praktisch reinem Wasser bestehendem Eis, verteilt in einer Grundmasse aus einem eutektischen Gemisch von Wasser, Kaffeefest stoffen und Aromastoffen, zu bilden, und dass man den gefrorenen Extrakt gefriertrocknet.
Als Eispunkt:> wird diejenige Temperatur bezeich net, bei der das Wasser in einem Extrakt aus geröstetem Kaffee in Form von aus praktisch reinem Wasser be stehendem Eis zu kristallisieren beginnt. Der eutekti- sche Punkt ist diejenige Temperatur, bei der ein spe zielles Gemisch von K;!ffeefeststoffen, flüchtigen Aroma stoffen und Wasser, das den niedrigsten Schmelzpunkt von allen mörtlichen Gemischen in dem Extrakt hat, er starrt. In der Tat ist diese Temperatur der niedrigste mögliche Schmelzpunkt irgendwelcher in dem Extrakt enthaltenen Materialien.
Dieser Aspekt der Erfindung umfasst auch denjenigen Teil des Trocknungsprozesses, in dem alle Wassereiskristalle sublimiert worden sind und ein eutektisches Gemisch von Kaffeefeststoffen, Aromastoffen und Wasser zu einem stabilen Feuchtig keitsgehalt getrocknet wird. In diesem Teil des Gefrier trocknungsprozesses ist es möglich, dass eine gewisse Verdampfung von Wasser aus dem flüssigen Zustand eintreten kann, ohne dass der gefrorene Extrakt merklich schmilzt.
Jedoch sollte selbst in diesem Stadium des Trocknens die Temperatur des Produktes unter dem eutektischen Punkt des Materials, das getrocknet wird, _#ehalten werden, um das Schmelzen irgendeines Teils des gefrorenen Kaffce-Fxtraktes zu verhindern.
Wenn Ka ffec-Extrakt erfindungsgemäss langsam ab Rekühlt wird, findet man, dass zuerst Wasser in Form diskreter Kristalle auskristallisiert, während die Tempe ratur des Extraktes den Eispunkt durchläuft.
Beim Fort schreiten der Abkühlun., wachsen diese Kristalle zu dik- kcn Eisnetzwerken, während weiter Wasser aus dem Extrakt ausfällt und der flüssige Teil des Extraktes fort schreitend zu einem konzentrierten eutektischen Ge misch von Wasser, Kaffeefeststoffen und Aromastoffen eingeengt wird.
Wenn die Temperatur weiter fällt, wird ein Punkt erreicht, in dem alles Wasser, das nicht Teil des eutektischen Gemisches ist, gefroren ist; nach dem Durchlaufen dieses Punktes erstarrt das flüssige Eutek- tikum beim weiteren Abkühlen. Da infolge der sinken den Temperatur des Extraktes immer mehr Wasser aus der flüssigen Grundma,sc auskristallisiert, bis eine Fest stoffkonzentration erreicht wird;
bei der nur ein eutek- tisches Gemisch verbleibt, gefriert dieses Gemisch bei der niedrigsten Gefriertemperatur des Systems ohne wei tere Abscheiduna von Wasserkristallen.
Wenn man den Extrakt langsam abkühlt, ist der Wärmeentzug, vorzugsweise während der ganzen Ge- frierstufe @,leichmiissig, da dadurch ein gleichmässiges Wachstum von Eiskristallen durch die ganze Masse des Extraktes hindurch sichergestellt wird.
Eine geeignete Um\,ebungstemperatur zur Erzielung eines langsamen Einfrierens eines Kaffeeteilchen enthal tenden Betts von 100 x 50 x 1,3 cm Grösse und einer Produkttemperatur von 1,7 C bei der Einbringung in einen Kühlraum liegt bei etwa -34,4 bis -40,0v C. Das vollständige Einfrieren des Extrakts würde einen Zeit raum von etwa 120-150 Minuten in Anspruch nehmen, wobei bis zur Eiskristallbilduna etwa 100 Minuten ver gehen.
Beim langsamen Einfrieren mit praktisch gleich mässigem Wärmeentzug wird eine ungeordnete dendriti- sche Eiskristallstruktur gebildet, wenn der Wärmeentzug im Bereich von 0,5-3,.5 cal:'a - cm' - min liegt.
Die gefrorene Charge von Kaffeepartikeln kann in einem bewegten Bett oder in einem statischen Bett ge trocknet werden. Wenn das Endprodukt eine durch schnittliche Schüttdichte erhalten soll, die sich derjeni gen von herkömmlichen sprühgetrockneten löslichen Kaffee-Extrakten annähert, d. h. die im Bereich von etwa 0,16-0,25 a,/cmt liegt, und gleichzeitig das Ausse hen von gemahlenem Röstkaffee besitzen soll, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, grobe Kaffee-Extraktteil- chen mit einem Gehalt an löslichen Feststoffen von we niger als 30 .'.;, beispielsweise 20-27 ';;
, aefrierzutrocknen.
Obgleich das Gefriertrocknen bei Atmosphären- oder Unterdruck durchgeführt werden kann, wird es zwecks Erzielung hoher Sublimationsgeschwindiakeiten und zwecks gleichzeitiger Verringerung von Verlusten der flüchtigen Aromastoffe bevorzuut,@nach einem Gefrier trocknungsverfahren zu arbeiten, bei welchem ein Unter druck von weniger als 500 Mikron, vorzugsweise von etwa 100-250 Nlikron, angewandt wird, um das Wasser in gefrorenem Zustand aus dem Kaffee-Extrakt zu sub limieren.
Die Sublimationstemp ratur sollte unterhalb des eutektischen Punkts des Kaffees (-23,3y C) liegen, und die Temperatur der getrockneten Teile sollte unter etwa 43: C gehalten werden, um einen Verlust an flüch tigen Stoffen und ein;, Zersetzung des Endprodukts zu vermeiden.
Bei der Herstellung des gefrorenen Kaffee-Extraktes für die Gefriertrocknu@;g kann d#_r Extrakt gemäss dem im Schweizer Patent Nr. 480 017 beschriebenen Verfah ren unterteilt werden. Dabei wird häufig eine Fraktion verworfen, die kleiner als 0.177 mm ist.
Der unerwünschte Anteil der gefrorenen Kaffeeteil chen, d. h. die Teilchen, die durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,177 mm und vorzugsweise von 0,42 mm hindurchgehen, kann der Einfachheit halber aus der körnigen Charge ausgesiebt und vollständig oder teilweise in den flüssigen Kaffee-Extrakt zurückgeführt werden, um als Mittel zur Einleitung einer gesteuerten Eiskristaltbildung (Impfung) des Extrakts zu dienen. Dies wird durch Impfen des Extrakts nach der Abküh lung auf eine Temperatur unterhalb seines Eispunkts vorgenommen, der im Fall von 27 ': igem Extrakt unter etwa<B>-2,2"</B> C liegt.
Die Einfricr",cscliwindigkcit wird selbstverständlich in Abhängigkeit von der konzentra- tion des Extrakts an löslichen Feststoffen gesteuert, wo bei der höher konzentrierte Extrakt ein weniger ]angsa- mes Einfrieren erfordert. Durch den Impfvorgang wird eine Unterkühlung und eine spontane Kristallkeimbil- dung infolge der Unterkühlung verhindert.
Die folgenden speziellen Beispiele sollen zur genaue ren Erläuterung der Erfindung dienen.
<I>Beispiel I</I> Ein aromatisierter Kaffee-Extrakt mit einem Ge halt an löslichen Feststoffen von 2 7 ')*, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kaffeefeststoffen, wurde @in eine aus rostfreiem Stahl bestehende Gefriermulde von 100 x 50 x 1,3 cm eingebracht. Beim Einbringen in die Mulde besass der Kaffee-Extrakt eine Temperatur von 12,8'l C. Die Gefriermulde wurde in einen Gefrierraum eingebracht, dessen Raumtemperatur bei -34,4 C lag. Der Kaffee-Extrakt wurde etwa 20 Minuten abgekühlt, bis seine Temperatur unterhalb seines Eispunkts von -2.2= C lag.
Der immer noch in praktisch flüssigem Zu stand befindliche Extrakt wurde dann mit etwa 0,68 kg gefrorenem Extrakt geimpft, dessen Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,42 mm hindurch gingen. Danach dauerte es etwa 90 Minuten, bis die Temperatur des Extrakts von seinem Eispunkt von -2,2= C unter den eutektischen Punkt von -23,3 C ge sunken war. Nunmehr wurde die Gefriermulde aus dem Gefrierraum entfernt und die gefrorene Charge zur Vor bereitung für das Mahlen aus der Mulde herausgenom men.
Die eingefrorene Charge wurde daraufhin in einer Fitzpatrick-Mühle auf eine endgültige Teilchengrösse von etwa 0,177 bis 1,68 mm vermahlen.
Eine Fitzpatrick-Mühle ist grundsätzlich eine Schlag mühle, worin das zu unterteilende Material durch Häm mer, die sich von einer zentralen Welle erstrecken, zer stossen und gemahlen und durch Öffnungen in einem Sieb gestossen wird, das sich in geringem Abstand unter halb der rotierenden Hämmer befindet. Gewünschten falls können die Hämmer auf der Welle durch Messer ersetzt und das Sieb weggelassen werden. Dieses Mahlen erfolgte in einem Kühlraum, in welchem die Umgebungs- lufttemperatur sowie die Temperatur der Fitzpatrick- Mühle unterhalb -34,4'' C lagen.
Anschliessend wurde die Fraktion mit einer Teil chengrösse von weniger als 0,42 mm vom körnigen Ex trakt abgetrennt und zur Einleitung eines gesteuerten Gefrierens der nächsten Charge des flüssigen Extrakts verwendet.
Der körnige, gefrorene Extrakt wurde dann in einer Höhe von etwa 12,7 mm in eine aus rostfreiem Stahl be stehende Trocknungsmulde von etwa 100 x 53 x 1,3 cm eingebracht, die in einer Gefriertrocknungskammer bei einem Unterdruck von mindestens 500 Mikron auf eine Heizplatte aufgelegt wurde.
Die Temperatur dieser Heiz platte wurde im Verlauf von zwei Stunden gleichmässig auf 71 C erhöht, danach 4 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten und während weiterer 4 Stunden auf 43" C verringert. Die Temperatur der getrockneten Teile des Produkts selbst wurde während des Gefrier- trocknens unterhalb 40' C gehalten, während die Tem peratur des gefrorenen Produkts unterhalb -23,3 C ge- halten wurde. Das Produkt erreichte nach etwa 15 Stun den einen endgültigen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 2 0.
Das Endprodukt besass gleichmässig dunkles Ausse hen und entsprach in Form, Färbung und Aussehen einer natürlichen Mischung gerösteten und gemahlenen Kaffees. Das gefriergetrocknete Produkt besass eine durchschnittliche Schüttdichte von etwa 0,2 g;\cm3 und näherte sich somit der durchschnittlichen Dichte von herkömmlichem sprühgetrocknetem löslichem Kaffee. Ein in eine Tasse mit heissem Wasser eingeschütteter Teelöffel des Qefriergetrockneten Produkts ergab einen aromatischen und ?eschmackreichen Kaffee, der in je der Hinsicht einer frisch zubereiteten Tasse von auf gebrühtem, gemahlenem Röstkaffee entsprach.
<I>Beispiel 2</I> Die Verfahrensweise gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, dass ein herkömmli cher Kaffee-Extrakt mit einem Gehalt von etwa 271, löslichen Kaffeefeststoffen verwendet wurde, der keine besonders zugesetzten Aromastoffe enthielt. Der Extrakt wurde langsam unter Impfung mit Kristallen eingefro ren und in einer Fitzpatrick-Mühle zerkleinert. Danach wurde die Fraktion entfernt, deren Teilchen kleiner als 0,42 mm waren, und zwecks Einleitung eines gesteuerten Gefrierens in den Extrakt zurückzeführt. Anschliessend wurde das Produkt getrocknet.
Das Endprodukt war in Farbe, Form und Aussehen dem Produkt von Beispiel 1 ähnlich. Obgleich dieses Produkt in heissem Wasser nicht dem Aroma- und Geschmackswert der Probe gemäss Beispiel 1 entsprach, näherte es sich in seinen Ge schmacks- und Aromaeigenschaften doch den Eigen schaften einer frisch aufgebrühten Tasse Kaffee an.
Process for the production of dried coffee The invention relates to the drying of coffee extract and, in particular, to the freeze-drying of coffee in a crushed or granular state.
Coffee extract was previously frozen in the form of spheres or Peilets and freeze-dried in this state. Coffee drops or pellets, for example, were transferred directly from the liquid to the frozen state, which was achieved by injecting the substance to be frozen through a nozzle with a small opening into a container with cooled liquid,
in which the liquid droplets separate and freeze under favorable heat exchange conditions. However, the final product obtained by freeze-drying had the disadvantages of being light in color and not having a coffee-like appearance due to the smooth, spherical shape of the coffee particles. The light coloration of such a coffee is likely due to the rapid freezing that occurs when the liquid extract is allowed to freeze directly.
The disadvantages of the light color, the high density and the non-coffee-like appearance of the dried end product are particularly evident in the case in which it is desired to produce a freeze-dried coffee product which approximates the average bulk density of conventional, spray-dried soluble coffee and which has the dull, coarse appearance of freshly roasted and ground coffee.
For this reason, it would be highly desirable to have a simple method for freeze-drying coffee extract in which the coffee product obtained has an appearance like ground roast coffee and at the same time has an average bulk density corresponding to that of conventional soluble coffee .
Freeze-drying> is understood to mean the sublimation of water from frozen coffee extract with the formation of a dry, soluble coffee extract. A characteristic feature of the invention is that a soluble coffee product with an improved taste and aroma can be obtained by freeze-drying an aromatized, aqueous coffee extract.
According to the invention, the extract is flavored in that the desired aroma components are removed from the freshly roasted and ground coffee and added to conventional or aroma-free coffee extract, which is then frozen, crushed into granular particle form and freeze-dried under atmospheric or negative pressure, to produce instant instant coffee with improved taste and aroma.
A wide variety of flavoring agents are suitable for flavoring the coffee extract, for example dried, vacuum-distilled flavoring agents, grinding gas which is collected during the grinding of freshly roasted coffee, coffee oil, preferably expressed coffee oil, i.e. H.
Oil that contains large amounts of aroma components separated from the roasted coffee, steam-distilled aroma fractions or aroma substances that are dry-distilled in a vacuum. In addition to these, other coffee flavorings can also be used.
In the manufacture of a product that has a dark brown color. an extract with a low solids content is used, which is frozen so slowly that a disordered distribution of dendritic ice crystals is produced, which are characterized by the fact that they have non-parallel main stems, from which thinner branches branch off, and that in the eutectic mixture between the dendritic ice crystals no separate ice crystals of non-dendritic shape are present.
It is generally recognized that rapid freezing promotes the distribution of a large number of small ice crystals and that slow freezing provides fewer larger numbers of ice crystals. If a dark brown color is to be achieved, the freezing is carried out according to this embodiment of the invention at a speed at which the inclusion or absorption of ice crystals in the eutectic mixture is practically avoided.
In particular, the present invention relates to the production of a freeze-dried coffee with a darker, more coffee-like color by means of a process which consists in slowly cooling the coffee extract from its ice point to a temperature below its eutectic point, in order to achieve a to form the crystalline structure of ice consisting of practically pure water, distributed in a base mass of a eutectic mixture of water, coffee solids and aromas, and that the frozen extract is freeze-dried.
The ice point:> is the temperature at which the water in an extract from roasted coffee begins to crystallize in the form of ice made up of practically pure water. The eutectic point is the temperature at which a special mixture of liquid solids, volatile aroma substances, and water, which has the lowest melting point of all mortar mixtures in the extract, stares at it. In fact, this temperature is the lowest possible melting point of any materials contained in the extract.
This aspect of the invention also includes that part of the drying process in which all of the water ice crystals have been sublimed and a eutectic mixture of coffee solids, flavorings and water is dried to a stable moisture content. In this part of the freeze drying process it is possible that some evaporation of water from the liquid state can occur without the frozen extract noticeably melting.
However, even at this stage of drying, the temperature of the product should be maintained below the eutectic point of the material being dried to prevent melting of any portion of the frozen caffeine extract.
If Ka ffec extract is slowly cooled according to the invention, it is found that water first crystallizes out in the form of discrete crystals, while the temperature of the extract passes through the ice point.
As the cooling progresses, these crystals grow into thick ice networks, while water continues to precipitate from the extract and the liquid part of the extract is progressively concentrated to a concentrated eutectic mixture of water, coffee solids and aromas.
As the temperature continues to drop, a point is reached where all water that is not part of the eutectic mixture is frozen; After passing through this point, the liquid eutectic solidifies as it cools down further. Since, as a result of the drop in temperature of the extract, more and more water crystallizes out of the liquid base, sc until a solid concentration is reached;
in which only an eutectic mixture remains, this mixture freezes at the lowest freezing temperature of the system without further separation of water crystals.
If the extract is slowly cooled, the heat is removed easily, preferably during the entire freezing stage @, since this ensures an even growth of ice crystals through the whole mass of the extract.
A suitable ambient temperature for achieving a slow freezing of a bed of 100 x 50 x 1.3 cm in size containing coffee particles and a product temperature of 1.7 C when placed in a cooling room is approximately -34.4 to -40 , 0v C. It would take about 120-150 minutes to freeze the extract completely, with about 100 minutes before ice crystals form.
During slow freezing with practically even heat extraction, a disordered dendritic ice crystal structure is formed if the heat extraction is in the range of 0.5-3.5 cal: 'a - cm' - min.
The frozen batch of coffee particles can be dried in a moving bed or in a static bed. If the final product is to have an average bulk density that approximates that of conventional spray-dried soluble coffee extracts, i. H. which is in the range of about 0.16-0.25 a, / cmt, and at the same time should have the appearance of ground roast coffee, it has proven advantageous to use coarse coffee extract particles with a soluble solids content of we less than 30. '.;, for example 20-27' ;;
to freeze-dry.
Although freeze-drying can be carried out at atmospheric or negative pressure, it is preferable to use a freeze-drying process in which a negative pressure of less than 500 microns, preferably of around 100-250 Nlikron, is used to sublimate the water in the frozen state from the coffee extract.
The sublimation temperature should be below the eutectic point of the coffee (-23.3 ° C), and the temperature of the dried parts should be kept below about 43: C to avoid loss of volatile matter and decomposition of the end product .
In the production of the frozen coffee extract for freeze drying, the extract can be subdivided according to the method described in Swiss Patent No. 480 017. Often a fraction smaller than 0.177 mm is discarded.
The undesirable portion of the frozen coffee particles, i.e. H. the particles, which pass through a sieve with a mesh size of 0.177 mm and preferably 0.42 mm, can for the sake of simplicity be sieved out of the granular charge and completely or partially returned to the liquid coffee extract to be used as a means for introducing a to serve controlled ice crystal formation (inoculation) of the extract. This is done by inoculating the extract after cooling to a temperature below its ice point, which in the case of the 27% extract is below about -2.2 "C.
The freezing speed is of course controlled as a function of the concentration of soluble solids in the extract, where the more concentrated extract requires less difficult freezing. The inoculation process results in supercooling and spontaneous crystal nucleation as a result of the Prevents hypothermia.
The following specific examples are intended to illustrate the invention in greater detail.
<I> Example I </I> A flavored coffee extract with a content of soluble solids of 2 7 ') *, based on the total content of coffee solids, was placed in a stainless steel freezer trough measuring 100 x 50 x 1 , 3 cm introduced. When it was placed in the trough, the coffee extract had a temperature of 12.8 ° C. The freezer trough was placed in a freezer room whose room temperature was -34.4 ° C. The coffee extract was cooled for about 20 minutes until its temperature was below its ice point of -2.2 = C.
The extract, which was still in a practically liquid state, was then inoculated with about 0.68 kg of frozen extract, the particles of which passed through a sieve with a mesh size of 0.42 mm. It then took about 90 minutes for the temperature of the extract to drop from its ice point of -2.2 ° C to the eutectic point of -23.3 ° C. The freezer trough has now been removed from the freezer compartment and the frozen batch has been removed from the trough in preparation for grinding.
The frozen batch was then ground in a Fitzpatrick mill to a final particle size of about 0.177 to 1.68 mm.
A Fitzpatrick mill is basically a hammer mill, in which the material to be subdivided by hammers that extend from a central shaft, push and grind zer and is pushed through openings in a sieve that is a short distance below half the rotating hammers is located. If desired, the hammers on the shaft can be replaced by knives and the sieve can be omitted. This grinding took place in a cold room in which the ambient air temperature and the temperature of the Fitzpatrick mill were below -34.4 ″ C.
The fraction with a particle size of less than 0.42 mm was then separated from the granular extract and used to initiate controlled freezing of the next batch of the liquid extract.
The granular, frozen extract was then placed at a height of about 12.7 mm in a stainless steel drying trough measuring about 100 x 53 x 1.3 cm, which was placed in a freeze-drying chamber at a vacuum of at least 500 microns on a hot plate was launched.
The temperature of this hot plate was increased evenly to 71 ° C. over the course of two hours, then kept at this temperature for 4 hours and reduced to 43 ° C. for a further 4 hours. The temperature of the dried parts of the product itself increased during freeze-drying kept below 40 ° C. while the temperature of the frozen product was kept below -23.3 ° C. The product reached a final moisture content of less than 20 after about 15 hours.
The end product was uniformly dark in appearance and corresponded in shape, color and appearance to a natural mixture of roasted and ground coffee. The freeze-dried product had an average bulk density of about 0.2 g; \ cm3 and thus approached the average density of conventional spray-dried soluble coffee. A teaspoon of the freeze-dried product poured into a cup of hot water resulted in an aromatic and tasty coffee, which in every respect corresponded to a freshly prepared cup of roasted coffee that was brewed and ground.
<I> Example 2 </I> The procedure according to Example 1 was repeated with the difference that a conventional coffee extract with a content of about 271 soluble coffee solids was used, which did not contain any particularly added flavorings. The extract was slowly frozen while inoculated with crystals and ground in a Fitzpatrick mill. Thereafter, the fraction whose particles were smaller than 0.42 mm was removed and returned to the extract for the purpose of initiating controlled freezing. The product was then dried.
The final product was similar to the product of Example 1 in color, shape and appearance. Although this product in hot water did not correspond to the aroma and taste value of the sample according to Example 1, its taste and aroma properties nevertheless approximated the properties of a freshly brewed cup of coffee.