Kaffee-Extrakt in Flockenform und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen neuartigen Kaffee-Extrakt in Flockenform, der zahlreiche Vorteile gegenüber bekannten Instant-Kaffeeprodukten aufweist.
Seit vielen Jahren bemühen sich die Hersteller von Kaffee Extrakt, auch Instant-Kaffee genannt, die Unterschiede zwisehen diesem Produkttyp und üblichem gemahlenem Röstkaffee zu beseitigen. Diese Bemühungen waren überwiegend auf die Verbesserung des Geschmacks und Aromas gerichtet.
Absolute Gleichheit von Instant-Kaffee und gemahlenem Röstkaffee in bezug auf Geschmack und Aroma ist noch nicht erreicht worden, jedoch wurden erhebliche Verbesserungen des Geschmacks und Aromas von Instant-Kaffee erzielt, der während der letzten 10 bis 15 Jahre in erheblich grösserem Umfange bei den Verbrauchern Eingang gefunden hat. Weitere Eigenschaften, wie Aroma, Dichte, Staubigkeit und Schaumbildung, wurden untersucht in dem Bemühen, ein verbessertes Instant-Kaffeeprodukt herzustellen. Einige dieser Eigenschaften und die diesbezüglichen Untersuchungen verdienen eine ausführliche Besprechung.
Es hat sich gezeigt, dass eine grosse Zahl von Verbrauchern ein einzigartig aussehendes Instant-Kaffeeprodukt und/ oder ein Instant-Kaffeeprodukt, das das physikalische Aussehen von gemahlenem Röstkaffee hat, bevorzugen würde.
Wie bereits erwähnt, war ein grosser Teil der Bemühungen darauf gerichtet, das Aroma und den Geschmack von Instant Kaffee zu verbessern, um diese Produkte hinsichtlich des Geschmacks und Aromas dem üblichen gemahlenen Röstkaffee anzunähern. Sehr geringe Bemühungen wurden jedoch der Herstellung eines Instant-Kaffees gewidmet, der das physikalische Aussehen von gemahlenem Röstkaffee, insbesondere in bezug auf Teilchengrösse und -form, hat. Gemahlener Röstkaffee besteht im allgemeinen aus Teilchen der verschiedensten Grössen und Formen. Die meisten Teilchen haben einen Querschnittsdurchmesser von etwa 0,38 bis 1,5 mm, und ihre Form variiert von kugelförmig bis rechtwinklig und flockenförmig. Anderseits besteht der im allgemeinen erhältliche Instant-Kaffee, z.
B. zerstäubungsgetrockneter Instant-Kaffee, gewöhnlich aus im wesentlichen kugelförmigen Teilchen von ungefähr gleicher Grösse im Bereich von etwa 0,18 bis 0,76 mm. Es gilt als sehr erwünscht, ein Instant-Kaffeeprodukt herzustellen, dessen Teilchen in Grösse und Form so variieren, dass das Produkt ein einzigartiges und charakteristisches Aussehen hat und/oder dem gemahlenen Röstkaffee ähnlich ist.
Eines der Probleme bei zahlreichen bekannten Instant Kaffeeprodukten ist die Bildung eines unansehnlichen Schaums auf der Oberfläche des Kaffeegetränks, wenn siedendes Wasser zur Bereitung des Getränks zum Instant Kaffeeprodukt gegeben wird. Es wird angenommen, dass die Schaumbildung durch Luft verursacht wird, die in und zwischen den Instant-Kaffeeteilchen vorhanden ist. Die Luft bildet einen Schaum, wenn sie durch Zusatz von Wasser frei wird, und der Schaum wird offensichtlich durch gewisse natürliche Bestandteile des Kaffees, möglicherweise einen Eiweissstoff, stabilisiert. Der Schaum schwankt in der Menge von einer Schicht, die die gesamte Flüssigkeitsoberfläche bedeckt, bis zu einem dünnen Ring oder Kranz, der sich an die Innenseite der Tasse an der Oberfläche des Kaffeegetränks ansetzt.
Das Problem wird in vielen Haushaltungen dadurch erschwert, dass kein kochendes Wasser verwendet wird, da kühleres Wasser das Problem der Schaumbildung zu erschweren pflegt. Verschiedene Versuche wurden gemacht, das Schaumproblem zu lösen, z. B. durch Auffinden von Zusatzstoffen, die die Bildung von Instant-Kaffeeschaum verhindern oder den gebildeten Schaum beseitigen. Diese Lösungen sind jedoch nicht völlig befriedigend, weil hierbei im allgemeinen einem Produkt, das zweckmässig zu 100% aus Kaffeebestandteilen besteht, ein kaffeefremdes Material zugesetzt wird. Ein Verfahren zur Vermeidung der Schaumbildung bei einem Instant-Kaffeeprodukt, insbesondere ein Verfahren, bei dem keine Fremdzusätze zum Kaffee gegeben werden, ist somit sehr erwünscht.
Eine Regelung oder Einstellung der Dichte des Endprodukts ist während der Herstellung von üblichen zerstäubungsgetrockneten oder gefriergetrockneten Instant-Kaffeeprodukten schwierig zu erreichen. Zur Einstellung der Dichte wird der Instant-Kaffee häufig auf eine niedrigere Dichte getrocknet als sie im Endprodukt gewünscht wird, und eine Verdichtungsstufe mit Feinstregelung wird vor dem Verpacken eingeschoben. Bei der Verdichtungsstufe werden die vorhan denen grösseren Teilchen zerkleinert, um Hohlräume zu verkleinern. Hierdurch wird effektiv das Schüttgewicht erhöht, jedoch hat diese Massnahme die unerwünschte Wirkung, dass das Produkt staubiger wird, weil eine gewisse Menge sehr kleiner Teilchen gebildet wird, wenn die grösseren Teilchen zerkleinert werden.
Auch wenn die Verdichtungsstufe weggelassen wird, kann ein Instant-Kaffee einen unerwünscht hohen Anteil an Feinteilen enthalten. Natürlich könnten die kleineren staubbildenden Teilchen durch Sieben entfernt werden, um die Staubigkeit teilweise zu beseitigen, aber es ist unwirtschaftlich, einen wenn auch noch so kleinen Anteil an Instant-Kaffeeprodukt zu verwerfen. Hieraus ergibt sich eindeutig die Notwendigkeit für ein neues Verfahren zur Regelung oder Einstellung der Dichte und/oder Staubigkeit von Instant-Kaffeeprodukten.
Instant-Kaffee mit der erwünschten Fliess- oder Rieselfähigkeit wird gewöhnlich durch Zerstäubungs- oder Gefriertrocknung eines wässrigen Extraktes von Röstkaffee hergestellt. Diesem Instant-Kaffee fehlt in gewissem Umfange der Geschmack und das Aroma, den frisch aufgebrühter Kaffee gewöhnlich aufweist. Aroma und Geschmack eines solchen Instant-Kaffees wird verbessert durch Zusatz von Kaffeeöl, das Aroma- und Geschmacksstoffe des Röstkaffees enthält und vor der Extraktion mit Wasser aus dem Röstkaffee gewonnen worden ist. Ein solches Produkt wird im allgemeinen als aromatisiert bezeichnet. Das aromatisierende Kaffeeöl wird meistens aus dem Röstkaffee durch Auspressen oder durch Extraktion mit nichtwässrigen Lösungsmitteln gewonnen. Die ölige Beschaffenheit des Kaffeeöls hat jedoch den Nachteil, dass die Teilchen des Instant-Kaffees, dem das Öl zugesetzt wird, zusammenbacken.
Das Produkt ist demzufolge nicht fliessfähig und unansehnlich. Da es nicht fliessfähig ist, ist es für den Verbraucher schwierig, beispielsweise einen Löffel voll abzumessen, um einer Tasse Kaffee die gewünschte Stärke zu geben. Diese Eigenschaft wird im allgemeinen als Fliessfähigkeit oder Messbarkeit bezeichnet. Wenn die Kaffeeölmenge erhöht wird, um Intensität von Geschmack und Aroma des Instant-Kaffees zu steigern, wird die Fliessfähigkeit und Messbarkeit schlechter. Somit mussten bei vielen bekannten Instant-Kaffeeprodukten entweder die Fliessfähigkeit oder der Geschmack und das Aroma teilweise geopfert werden.
Gewisse Versuche sind gemacht worden, um das vorstehend beschriebene Problem des gegenseitigen Abwägens von Aromatisierung und Fliessfähigkeit zu lösen. Beispielsweise beschreibt die USA-Patentschrift Nr. 2 998 316 ein Verfahren zur Verbesserung der Fliessfähigkeit eines aromatisierten Instant-Kaffeeprodukts, wobei dem Produkt ein sehr feines Instant-Kaffeepulver zugesetzt wird. In der USA Patentschrift Nr. 3 077 405 wird eine andere Lösung dieses Problems vorgeschlagen, nämlich ein spezielles Verfahren zur Agglomerierung von aromatisierten Instant-Kaffeeteilchen zur Verbesserung der Fliessfähigkeit des Kaffees. Weder diese Lösungen noch andere bisher vorgeschlagene Lösungen erwiesen sich als völlig befriedigend.
Der Grund hierfür liegt in erster Linie darin, dass das Problem der Aromatisierung und Fliessfähigkeit häufig andere Probleme mit sich bringt, insbesondere hinsichtlich des Aussehens, der Dichte und der Teilchengrösse. Es besteht somit ein wirkliches Bedürfnis für ein gutes Instant-Kaffeeprodukt, das aromatisiert, jedoch gleichzeitig fliess- oder rieselfähig ist.
Der Erfindung liegt, kurz gesagt, die Feststellung zu Grunde, dass übliche Teilchen von Instant-Kaffee zu neuartigem, flockenförmigem Instant-Kaffee gewalzt werden können, und dass diese Flocken für die Herstellung von hervorragenden, die Flocken enthaltenden Instant-Kaffeeprodukten verwendet werden können. Alle die zahlreichen Probleme, die vorstehend beschrieben wurden und sich bei der Entwicklung eines vorzüglichen Instant-Kaffeeprodukts ergeben, können durch die neuartigen flockenhaltigen Kaffeeprodukte gemäss der Erfindung in gewissem Umfange verkleinert oder vollständig beseitigt werden.
Die für die Verwendung in den Instant-Kaffeeprodukten gemäss der Erfindung vorgesehenen Instant-Kaffeeflocken sind dünne harte Flocken, die eine Dicke im Bereich von etwa 0,05 bis 0,25 mm und eine Dichte im Bereich von etwa 1,0 bis 1,5 g/cm3 haben. In dieser Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet der allein gebrauchte Ausdruck Dichte die absolute Dichte von Einzelteilchen. Der Ausdruck Schüttgewicht bedeutet die Gesamtdichte einer Vielzahl von Teilchen, gemessen nach dem Einrütteln nach einer Methode, wie sie beispielsweise in Coffee Processing Technology , Seite 130 bis 131, Avi Publishing Co., Westport, Conn., 1963, Band II, beschrieben ist. Eine spezielle Methode zur Bestimmung des Schüttgewichtes wird unmittelbar vor den Beispielen 4 bis 15 beschrieben.
Diese neuartigen Teilchen sind nicht mit den leichten, flockigen, porösen Instant-Kaffeeteilchen zu verwechseln, die durch Trommeltrocknen oder Gefriertrocknen erhalten werden und gelegentlich ebenfalls als Flocken bezeichnet werden.
Die flockenhaltigen Instant-Kaffeeprodukte gemäss der Erfindung haben ein ganz charakteristisches Aussehen und können so zusammengestellt werden, dass sie dem gemahlenen Röstkaffee ähnlicher sind als gewöhnliche Instant-Kaffeeprodukte.
Das Schüttgewicht und die Staubigkeit eines Instant Kaffeeprodukts lässt sich sehr vorteilhaft durch Verwendung der Instant-Kaffeeflocken gemäss der Erfindung einstellen.
Diese Flocken haben eine zweifache Wirkung: Erstens haben die Flocken selbst eine höhere Dichte als gewöhnliche Instant Kaffeeteilchen, so dass das Schüttgewicht des fertigen Instant Kaffeeprodukts durch einfache Veränderung der darin enthaltenen Flockenmenge genau eingestellt werden kann. Zweitens können die kleinsten und staubigsten Instant-Kaffeeteilchen aus einem Instant-Kaffeeprodukt entfernt werden, und diese verhältnismässig unerwünschten Teilchen können für die Herstellung der Instant-Kaffeeflocken gemäss der Erfindung verwendet werden.
Vielleicht der wichtigste und bedeutsamste Vorteil, der durch die bevorzugten flockenhaltigen Instant-Kaffeeprodukte gemäss der Erfindung erzielt wird, ist die Bildung eines Instant-Kaffeegemisches, das mit einem geeigneten Kaffeeöl stark aromatisiert werden kann und dennoch fliessfähig und ausgezeichnet messbar ist. Dieses Ergebnis wird erzielt, indem ein aromatisierendes Öl den Instant-Kaffeeteilchen vor dem Walzen dieser Teilchen zugesetzt wird, so dass ölhaltige Flocken gebildet werden. Es wurde gefunden, dass durch diese Methode des Zusatzes von Kaffeeöl zu einem Instant Kaffeeprodukt das Öl fixiert oder unbeweglich gemacht wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Ö1 die Fliessfähigkeit und Messbarkeit des Produkts verschlechtert.
Die Erfindung betrifft somit, kurz zusammengefasst, ein neues Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Instant-Kaffeeteilchen zu Flocken walzt. Sie betrifft ferner neuartige Instant-Kaffeeflocken, die eine Dicke im Bereich von etwa 0,05 bis 0,25 mm und eine Dichte im Bereich von etwa 1,0 bis 1,5 g/cm3 haben. Vorzugsweise ist ein aromatisierendes Kaffeeöl in den Flocken enthalten.
In der Abbildung ist schematisch ein Verfahren zur Herstellung der flockenhaltigen Instant-Kaffeeprodukte gemäss der Erfindung dargestellt. Die wesentliche Stufe dieses Verfahrens ist das Walzen (15), bei dem übliche Instant-Kaffeeteilchen (3) in Flocken (16) umgewandelt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden Instant-Kaffeeteilchen (3) und/oder (6) und ein aromatisierendes Kaffeeöl (11) in einer Mischstufe (7) zusammenge geben, wobei ein ölhaltiges Gemisch (13) entsteht, das dann zu Flocken (16) gewalzt wird (15). Die Abbildung wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Durch das nachstehend beschriebene Walzverfahren können Flocken fast jeder gewünschten Dicke und/oder Dichte innerhalb eines weiten Bereichs hergestellt werden, z.B.
Flocken einer Dicke im Bereich von etwa 0,025 bis 0,38 mm und einer Dichte von etwa 0,8 bis 1,7 g/cm3. Es erwies sich jedoch bei den Instant-Kaffeeprodukten gemäss der Erfindung als am vorteilhaftesten, Flocken zu verwenden, die eine Dicke im Bereich von etwa 0,05 bis 0,25 mm, vorzugsweise etwa 0,076 bis 0,18 mm, und eine Dichte im Bereich von etwa 1,0 bis 1,5 g/cm3, vorzugsweise von etwa 1,1 bis 1,3 g/cm3 haben. Es hat sich gezeigt, dass Flocken, deren Dichte und Dicke innerhalb dieser Grenzen liegen, einen genügenden Grad von strukturellem Zusammenhalt oder Festigkeit haben, um der Weiterverarbeitung, z.B. Zerkleinerung, Mischen und Verpacken, zu widerstehen und in einem Handelsprodukt verwendet werden zu können, das zum Versand gebracht und/oder zahlreichen anderen Behandlungen unterworfen wird.
Ferner haben Flocken der genannten Dicke und Dichte erwünschte Wasserlöslichkeitseigenschaften. Beispielsweise sind sie wirklich instant oder sofort löslich, und ein wohlschmeckender Kaffee lässt sich leicht aus ihnen durch einfachen Zusatz von kochendem Wasser zubereiten.
Ein Merkmal der Erfindung ist das charakteristische Aussehen des die Flocken enthaltenden Instant-Kaffees. Ein solches Produkt ähnelt häufig dem gemahlenen Röstkaffee hauptsächlich deswegen, weil die Flocken selbst einem Teil der in gemahlenem Röstkaffee vorhandenen Teilchen ähnlich sind. Darüber hinaus sind die Flocken flach und im allgemeinen uneinheitlich in der Form, so dass jede Flocke das Licht verschieden aus einer anderen Ebene weitgehend in der gleichen Weise reflektiert wie Teilchen von gemahlenem Röstkaffee, die ebenfalls uneinheitlich sind und flache Oberflächen aufweisen. Ausserdem ist ein Produkt, das aus einer Kombination von Flocken und üblichem Instant-Kaffee besteht, dem gemahlenen Röstkaffee auf Grund der Vielfalt von Teilchenformen und -grössen, die in einer solchen Kombination vorhanden sind, noch ähnlicher.
Um das charakteristische Aussehen zu erzielen, kann den Instant-Kaffeeprodukten gemäss der Erfindung jeder gewünschte Anteil an Flocken zugesetzt werden. Beispielsweise kann ein Produkt mit dem charakteristischen Aussehen ausschliesslich aus Flocken oder aus üblichen Instant-Kaffeeteilchen in Kombination mit einer nur geringen Menge von Flocken von beispielsweise 5 % bestehen (falls nicht anders angegeben, beziehen sich alle hier genannten Prozentsätze auf das Gewicht). Wenn das Aussehen des gemahlenen Röstkaffees das Hauptziel ist, enthält das Instant-Kaffeeprodukt gemäss der Erfindung vorzugsweise etwa 20 bis 95 % Flocken und etwa 5 bis 80% übliche Instant-Kaffeeteilchen, z.B. gefriergetrocknete Teilchen, zerstäubungsgetrocknete Teilchen oder Gemische dieser Teilchen.
Besonders bevorzugt wird ein Produkt, das etwa 30 bis 70% Flocken und etwa 30 bis 70% übliche Instant-Kaffeeteilchen enthält.
Besonders gut aussehende Produkte, die dem gemahlenen Röstkaffee sehr nahekommen, können hergestellt werden, wenn der aus den üblichen Instant-Kaffeeteilchen bestehende Anteil des Produkts aus verschiedenfarbigen Teilchen besteht, und vorzugsweise der Flockenanteil des Instant-Kaffeeprodukts aus Flocken unterschiedlicher Grösse und/oder Flocken von unterschiedlicher Farbe besteht. Verfahren zur Herstellung dieser Flocken werden nachstehend beschrieben.
Bei allen Instant-Kaffeegemischen gemäss der Erfindung haben die Flocken einen Grössenbereich von etwa 0,5 bis 12,7 mm, insbesondere etwa 0,76 bis 5 mm Querschnittsdurchmesser. Diese Grenzen sind in erster Linie zur Erzielung eines Produkts festgesetzt, das das gewünschte Aussehen hat.
Darüber hinaus können Flockengrössen unter etwa 0,5 mm bei einem grossen Flockenanteil im Gemisch ein Produkt ergeben, das ein unerwünscht hohes Schüttgewicht hat, während Flockengrössen über etwa 13 mm zu einem Produkt führen können, das für den Verbraucher schwierig zu handhaben und beispielsweise mit einem Teelöffel messbar ist.
Wie bereits erwähnt, kann die Schaumbildung bei Instant Kaffeeprodukten verhindert werden, indem ein Teil der Instant-Kaffeeteilchen gemäss der Erfindung zu Flocken gewalzt wird. Es wird angenommen, dass durch das Walzen eingeschlossene Luft oder ein anderes eingeschlossenes Gas aus den Teilchen ausgepresst wird, wodurch eine Hauptursache der Schaumbildung beseitigt wird. Es wurde gefunden, dass bereits durch den Zusatz von etwa 20% Flocken zu üblichen Instant-Kaffeeteilchen ein Produkt erhalten wird, das eine deutlich erkennbare Verringerung der Schaumbildung aufweist. Ein Instant-Kaffeeprodukt, das mehr als etwa 80% Flocken enthält, zeigt praktisch keine Schaumbildung mehr.
Der Flockenanteil kann natürlich je nach dem erforderlichen Grad der Verringerung der Schaumbildung variiert werden.
Beispielsweise können Veränderungen der Bohnenzusammensetzung, der Röst-, Extraktions- und Trockenbedingungen sämtlich die Stärke der Schaumbildung im Endprodukt beeinflussen. Eine Erhöhung des Flockenanteils kann vorgenommen werden, um etwaige nachteilige Wirkungen durch Veränderungen in der Verarbeitung zu verhindern. Es ist bemerkenswert, dass die Verhinderung oder Verringerung der Schaumbildung, die durch die gemäss der Erfindung gemachte Beobachtung erreicht wird, eine äusserst zweckmässige Methode zur Lösung der Schaumbildungsprobleme bei Instant-Kaffee darstellt, weil hierbei keine kaffeefremden Schaumverhütungsmittel oder ähnliche Zusatzstoffe im Kaffeeprodukt verwendet werden.
Üblicher zerstäubungsgetrockneter oder gefriergetrockneter Instant-Kaffee hat im allgemeinen ein Schüttgewicht im Bereich von etwa 0,10 bis 0,40 g/cm3. Direkt für den Verbraucher vorgesehene Instant-Kaffeeprodukte haben zweckmässig ein Schüttgewicht im Bereich von etwa 0,20 bis 0,70 g/cm3. Es ist somit häufig notwendig, das Schüttgewicht von zerstäubungsgetrockneten oder gefriergetrockneten Instant Kaffeeprodukten vor dem Verpacken für den Verkauf im Einzelhandel zu verändern. Eine häufig angewendete Methode zur Einstellung der Dichte besteht darin, den Instant Kaffee beim Zerstäubungs- oder Gefriertrocknen auf ein niedrigeres Schüttgewicht zu bringen, als es für das Endprodukt gewünscht wird, und dann eine Verdichtungsstufe mit Feinregelung vor dem Verpacken einzuschieben.
Wie bereits erwähnt, werden beim Verdichten grosse Teilchen zerkleinert, um Hohlräume zu beseitigen, jedoch hat dies wiederum die unerwünschte Folge, dass das Produkt durch die Bildung von Feinteilen, z.B. sehr kleinen staubigen Teilchen, staubiger wird. Wie bereits erwähnt, ist es unwirtschaftlich, diese Feinteile einfach zu verwerfen. Mit Hilfe der Erfindung können dagegen die unerwünschten Feinteile aus dem Instant-Kaffeeprodukt entfernt und dann zu Flocken verarbeitet und in Flockenform wieder in das Instant-Kaffeeprodukt zurückgegeben werden. Wie bereits erwähnt, haben die Flocken gemäss der Erfindung eine Dichte im Bereich von etwa 1,0 bis 1,5 g/cm3, vorzugsweise im Bereich von etwa 1,1 bis
1,3 g/cm3. Diese Flocken haben ein Schüttgewicht im Bereich von etwa 0,45 bis 0,65 g/cm3.
Es ist somit ohne weiteres einleuchtend für den Fachmann, dass die Veränderung des Mengenanteils der Flocken in einem Instant-Kaffeeprodukt eine einzigartige und vorteilhafte Methode ist, jedes gewünschte Schüttgewicht einzustellen. Ferner wird durch Aus schaltung der feinen staubigen Teilchen ein verbessertes Pro dukt erhalten. Vom Standpunkt des Schüttgewichts werden im Rahmen der Erfindung Instant-Kaffeeprodukte bevorzugt, deren Schüttgewicht im Bereich von etwa 0,20 bis 0,65 g/cm3, insbesondere von etwa 0,25 bis 0,40 g/cm3 liegt, und die aus einer Kombination von üblichen zerstäubungs- oder gefriergetrockneten Instant-Kaffeeteilchen und -flocken bestehen.
Die zur Zeit erhältlichen Instant-Kaffeeprodukte sind zwar in vieler Hinsicht zufriedenstellend, jedoch sind sie dadurch gekennzeichnet, dass ihnen das typische Kaffeearoma von frisch aufgebrühtem Kaffee fehlt, es sei denn, dass ihnen ein aromatisierendes Öl zugesetzt worden ist. Versuche wurden gemacht, Kaffee durch Herstellung eines gleichmässigen Gemisches von Kaffee mit einer Aroma- oder Geschmackskomponente, z. B. Kaffeeöl, zu aromatisieren, jedoch haben solche Produkte im allgemeinen andere unerwünschte physikalische Eigenschaften. Insbesondere wurde bei den bisherigen Versuchen kein fliess- oder rieselfähiges ölaromatisiertes Instant-Kaffeeprodukt erhalten. Durch Aromatisierung bis zum gewünschten Grad wurde der Kaffee offensichtlich feucht und damit klebrig, wodurch er während des Verpackens schwierig zu handhaben war.
Abgesehen von den rein ästhetischen Mängeln mit dem sich hieraus ergebenden geringeren Anklang, den ein nicht fliessfähiges Kaffeepulver beim Verbraucher findet, ist es für den Verbraucher schwierig, den Kaffee mit dem Löffel aus dem Behälter zu entnehmen oder abgemessene Mengen aus dem Behälter zu schütten. Diese unerwünschte Eigenschaft der ölangereicherten Kaffeeteilchen pflegt sich während der Lagerung, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, zu verschlimmern. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass es praktisch unmöglich ist, einen aromatisierten fliessfähigen Kaffee herzustellen, der seine erwünschten Eigenschaften, insbesondere seine Fliessfähigkeit, während der Handhabung behält, die während der Verarbeitungsgänge, insbesondere während des Verpackens, notwendig sind.
Gemäss den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wurde nun gefunden, dass ein ölaromatisierter, rieselfähiger, leicht messbarer und mit dem Löffel entnehmbarer Instant-Kaffee nach einem Verfahren hergestellt werden kann, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein Gemisch von Instant-Kaffeeteilchen und Kaffeeöl zu ölhaltigen Flokken walzt. Diese ölhaltigen Flocken können als solche als Instant-Kaffeeprodukte verwendet oder in verschiedenen Anteilen üblichen Instant-Kaffeeteilchen zur Bildung beliebiger gewünschter Instant-Kaffeegemische zugesetzt werden.
Überraschenderweise wird durch die Einarbeitung eines aromatisierenden Öls in Instant-Kaffeeflocken auf die hier beschriebene Weise das Öl gebunden oder immobilisiert .
Mit anderen Worten, die ölhaltigen Flocken gemäss der Erfindung sind nicht klebrig wie die üblichen ölaromatisierten Instant-Kaffeeteilchen. Ferner wird diese äusserst erwünschte Immobilisierung gemäss der Erfindung erreicht, ohne die aromatisierenden Eigenschaften des Öls wesentlich zu verschlechtern.
Eine Ölmenge von 0,1 bis 20% kann in die Instant-Kaffeeflocken gemäss der Erfindung zur Bildung aromatisierter Flocken eingearbeitet werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist somit die Erfindung auf ein aromatisiertes, fliessfähiges Instant-Kaffeeprodukt gerichtet, das Instant-Kaffeeflocken enthält, die eine Dicke im Bereich von etwa 0,05 bis 0,25 mm und eine Dichte im Bereich von etwa 1,00 bis 1,5 g/cm3 haben und in die etwa 0,1 bis 20% eines aromatisierenden Kaffeeöls eingelagert worden ist. Bevorzugt für die Bildung eines aromatisierten, rieselfähigen Produkts wird eine Kaffeeölmenge im Bereich von etwa 0,2 bis 15 %, wobei eine Menge von etwa 0,3 bis 1 No besonders bevorzugt wird.
Wie bereits erwähnt, können die ölhaltigen Flocken als solche als Instant-Kaffeeprodukte verwendet werden. Vorzugsweise werden sie jedoch mit bis zu 95 Gew. % üblicher Instant-Kaffeeteilchen kombiniert. Ein bevorzugtes aromatisiertes, fliessfähiges Instant-Kaffeeprodukt im Rahmen dieser Ausführungsform der Erfindung enthält etwa 10 bis 90% ölhaltige Flocken, während der Rest aus üblichen Instant Kaffeeteilchen besteht. Besonders bevorzugt im Rahmen dieser Ausführungsform wird ein Produkt, das etwa 30 bis 70% der ölhaltigen Flocken enthält, während der Rest aus üblichen zerstäubungs- oder gefriergetrockneten Instant Kaffeeteilchen besteht.
Gegebenenfalls kann der Anteil an üblichen Instant-Kaffeeteilchen im Gemisch ebenfalls aromatisiert werden, indem ihm vor der Vermischung mit den Flokken etwa 0,1 bis 1% eines aromatisierenden Öls zugesetzt wird.
Gemäss der Darstellung in der Abbildung verwendet man üblichen Instant-Kaffee, z.B. zerstäubungsgetrocknete Teilchen (1) oder gefriergetrocknete Teilchen (2) als bevorzugte Ausgangsmaterialien (3) für die Herstellung des neu artigen, die Flocken enthaltenden Instant-Kaffeeprodukts gemäss der Erfindung. Als Ausgangsmaterial können auch andere Instant-Kaffeepulver verwendet werden, z. B. trommelgetrocknete, als Schaumschicht getrocknete (foam-mat dried) und vakuumgetrocknete Instant-Kaffeeprodukte oder deren Kombinationen.
Die als Ausgangsmaterial (3) für den Instant-Kaffee gemäss der Erfindung verwendeten Kaffeeteilchen können nach jedem üblichen Verfahren hergestellt werden. Üblicherweise wird Instant-Kaffee durch Rösten und Mahlen eines Kaffeebohnengemisches, Extraktion -des gemahlenen Röstkaffees mit Wasser unter Bildung eines wässrigen Kaffee Extraktes und Trocknen des Extraktes zum Instant-Kaffeeprodukt hergestellt. Verschiedene Methoden, deren wichtigste nachstehend erläutert werden, ermöglichen die Entfernung und Erhaltung der flüchtigeren Geschmacks- und Aromastoffe des Kaffees und ihre spätere Integrierung mit dem Kaffeeprodukt in einer Weise, bei der sie nicht zerstört werden.
Typische Röstanlagen und Verfahren zum Rösten von Kaffeebohnen werden beispielsweise von Sivetz & Foote in Coffee Processing Technology , Avi Publishing Co., Westport, Conn., 1963, Band 1, Seite 203 bis 226, beschrieben.
Häufig wird aus einem Teil der gerösteten Bohnen vor dem Mahlen das Kaffeeöl ausgetrieben. Hierauf wird nachstehend näher eingegangen. Die Kaffeebohnen, deren Öl nicht ausgetrieben worden ist, werden gemahlen, und zwar vorzugsweise auf eine solche Grösse, dass das Produkt ein Sieb einer Maschenweite von 0,84 bis 2,38 mm passiert. Typische Mühlen werden beispielsweise von Sivetz & Foote im oben genannten Buch auf Seite 239 bis 250 beschrieben.
Zahlreiche Typen von kontinuierlich oder chargenweise arbeitenden Extraktionssystemen können verwendet werden, jedoch besteht das am häufigsten verwendete System für die Extraktion von gemahlenem Röstkaffee aus einer Batterie von mehreren Extraktionskolonnen. Dieses System besteht aus einer Anzahl von langgestreckten Extraktoren, die für kontinuierlichen Betrieb im Gegenstrom hintereinandergeschaltet sind. In diesen Kolonnen kann der gemahlene Röstkaffee vor der Extraktion destilliert werden, um eine flüchtige Geschmacks- und Aromafraktion abzutrennen, die kondensiert werden kann. Die Kondensation wird häufig vorgenommen, indem Wasserdampf etwa 10 bis 45 Minuten durch die Kaffeesäule geleitet wird. Das Kondensat kann unmittelbar einem vorher erhaltenen Extrakt zugesetzt werden.
Wenn dies nicht geschieht, sollte es auf -7 " C oder tiefer gekühlt und bei dieser Temperatur aufbewahrt werden, bis es einem Extrakt zugesetzt wird.
Nach Beendigung der Destillation wird der Kaffee extrahiert, indem heisses Wasser, das beispielsweise eine Tempera tur von etwa 160 bis 1900 C hat, in die letzte Kolonne der Batterie von Extraktoren gegeben wird. Die Temperatur sinkt während des Durchgangs des Wassers durch das System, und das Wasser wird aus der Kolonne, die den frischesten (vorher nicht extrahierten) gemahlenen Röstkaffee enthält, bei einer Temperatur von etwa 88 bis 110"C abgezogen.
Typische Apparaturen und Verfahren, die für die vorstehend genannten Behandlungen geeignet sind, werden in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben: Die Wasserdampfdestillation im oben genannten Buch von Sivetz, Seite 43 bis 46, und in der USA-Patentschrift Nr. 2 562 206 und die Extraktion im oben genannten Buch von Sivetz & Foote, Seite 261 bis 378, und in der USA-Patentschrift Nr. 2 515 730.
Nachdem der Kaffee-Extrakt erhalten worden ist, wird er zweckmässig auf wenigstens etwa 45 Gew. % lösliche Kaffeebestandteile konzentriert. Diese Konzentrierung ist besonders vorteilhaft für Extrakte, die ein vorher erhaltenes Destillat enthalten. Die hohe Konzentration löslicher Kaffeebestandteile trägt mit dazu bei, die flüchtigen Geschmacks- und Aromastoffe des Kaffees gegen eine Schädigung zu schützen.
Die Konzentrierung kann nach beliebigen üblichen Methoden, z.B. durch Gefrierkonzentration, Dünnschichtverdampfung und schlagartige Verdampfung (flashing) oder durch Zusatz von vorher getrocknetem Kaffeepulver, erfolgen. Der Extrakt wird dann getrocknet. Dies kann nach beliebigen passenden Trocknungsverfahren geschehen, jedoch ist die Zerstäubungstrocknung das am häufigsten angewendete Trocknungsverfahren.
Zerstäubungstrocknungsverfahren, insbesondere solche für Instant-Kaffeeprodukte, sind allgemein bekannt und brauchen hier nicht ausführlich beschrieben zu werden. Typische Beschreibungen von Verfahren und Vorrichtungen zur Zerstäubungstrocknung finden sich im genannten Buch von Sivetz & Foote, Band 1, Kapitel 11 und 12.
Eine andere Möglichkeit zur Trocknung des Kaffee-Extraktes ist die Gefriertrocknung. Gefriergetrockneter Instant Kaffee wird wie folgt hergestellt: Ein in der oben beschriebenen Weise hergestellter Kaffee-Extrakt wird gefroren. Der gefrorene, gegebenenfalls granulierte Extrakt wird dann in eine Kammer unter Vakuum gebracht (vorzugsweise weniger als 0,5 mm Hg absolut) und bei tiefen Temperaturen (vorzugsweise weniger als -26" C) gehalten. Dann wird erhitzt, um das Wasser aus dem gefrorenen Extrakt durch Sublimation zu entfernen. Mit Verfahren dieser Art gelingt es häufig, das Aroma während des Trocknens ausgezeichnet zu erhalten.
Die Konstruktion von Gefriertrocknungsanlagen, die zur Herstellung des gefriergetrockneten Kaffees auf die vorstehend beschriebene Weise verwendet werden, ist dem Fachmann gut bekannt. Zahlreiche Firmen stellen Gefriertrockner, die sich für die Herstellung von gefriergetrocknetem Kaffee eignen, im grosstechnischen Massstab und Laboratoriummassstab her. Gefriergetrockneter Kaffee für die Zwecke der Erfindung kann nach beliebigen bekannten Gefriertrocknungsverfahren hergestellt werden. Typische Verfahren und Anlagen zur Gefriertrocknung werden beispielsweise in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben: Copley and Van Arsdel, Food Dehydration , Avi Publishing Co., Westport, Conn. 1964, Band II, Seite 105 bis 131; Perry Chemical Engineers' Handbook , McGraw-Hill Book Co., New York, 1963, 4.
Auflage, Seite 17-26 bis 17-28; Tressler ans Evers The Freezing Preservation of Foods , Avi Publishing Co., Westport, Conn., Band 1, Seite 612 bis 626 und in der USA Patentschrift Nr. 2751 687.
Unabhängig von der Herkunft kann das Ausgangsmaterial (3) einer Verdichtung (4) unterworfen werden (s. Fliessschema in der Abbildung). Hierbei findet eine Zerkleinerung der grösseren Teilchen und somit eine Verkleinerung der Hohlräume statt. Für diese Verdichtung eignen sich Bandmischer, Paddelrührer oder Turbomischer. Das verdichtete Produkt wird dann vorzugsweise nach Grössen klassiert (5), z.B. mit Hilfe eines Satzes von Schüttelsieben oder durch Luftklassierung, wobei die kleineren Teilchen oder Feinteile (6) für die Mischungsherstellung abgetrennt (7) und die grösseren Teilchen (8) für die endgültige Vermischung (9) mit den Flocken (20) angetrennt und wahlweise einer üblichen Aromatisierung (10) mit Öl (12) unter Bildung von aromatisierten Teilchen (8-A) unterworfen werden. Die Verdichtung (4) und/oder Grössenklassierung (5) kann umgangen werden (3), (23) oder (3-C).
Als aromatisierende Kaffeeöle (11, 12), die vorzugsweise im Rahmen der Erfindung verwendet werden, eignen sich solche der verschiedensten Herkunft, und zwar sowohl natürliche als auch künstliche oder deren Gemische. In jedem Fall enthalten die Öle wenigstens einen erheblichen Anteil derjenigen Stoffe, die für das Aroma, den Geschmack und Geruch des Kaffees verantwortlich sind.
Unter den Aromastoffen, die für die Zwecke der Erfindung verwendet werden können, befinden sich die natürlichen Aromastoffe, die in den verschiedenen Phasen der Verarbeitung von Kaffee gefunden werden. Aromastoffe, die durch Lösungsmittelextraktion oder durch Auspressen von Kaffeebohnen erhalten werden, kommen in Frage. Es ist auch möglich, künstliche Aromastoffe zu verwenden. Zu den bevorzugten aromatisierenden Stoffen gehört das rohe Kaffeeöl, das ein Aromakonzentrat enthält. Unter den bevorzugten Bedingungen wird das aromatisierende Öl beispielsweise durch Austreiben in einer inerten Atmosphäre aus Kohlendioxyd oder Stickstoff hergestellt und bei milden bis niedrigen Temperaturen gehalten und gelagert. Das bevorzugte Kaffeeöl wird insbesondere aus einem Teil der gerösteten Kaffeebohnen vor dem Mahlen ausgetrieben.
Das Öl, das eine erhebliche Menge hochwertiger Geschmacks- und Aromastoffe des Kaffees enthält, wird auf etwa70 C oder tiefer gekühlt und bis zum Zusatz zum Instant-Kaffee in der Mischstufe (7) und/oder bei der üblichen Aromatisierungsstufe (10) gelagert (22). Typische Vorrichtungen zum Austreiben des Kaffeeöls werden beispielsweise von Sivetz & Foote Coffee Processing Technology , Avi Publishing Co., Westport, Conn., 1963, Band 2, Seite 27 bis 30, beschrieben.
Unmittelbar vor dem Zeitpunkt, zu dem das aromatisierende Öl (11) gemäss der Erfindung (7) oder in üblicher Weise (10) verwendet wird, wird es vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb des Erstarrungsbereichs des Öls erhitzt.
Der Erstarrungsbereich der verwendeten Öle liegt im allgemeinen bei 9 bis 130 C. Das Öl wird gewöhnlich auf eine Temperatur von etwa 3 bis 8" C oberhalb seines Erstarrungsbereichs, vorzugsweise auf wenigstens etwa 16 C und innerhalb des Bereichs von 16 bis 21" C, erhitzt. Die übliche Aromatisierung (10) wird nach beliebigen bekannten Verfahren, beispielsweise durch Aufsprühen des Öls auf die Teilchen unter einer inerten Atmosphäre, vorgenommen.
In jedem Fall wird das Öl (11) in gewünschten Mengen mit den Kaffeeteilchen (6) und/oder (3) und/oder (23) gemischt (7), wobei eine Mischung (13) von Kaffee und Öl entsteht, die vorzugsweise homogen ist. Die Vermischung kann in beliebigen geeigneten Mischern, z. B. Mischtrommeln oder Bandmischern oder Paddelmischern, vorgenommen werden. Es ist auch möglich, das Öl auf die Kaffeeteilchen zu sprühen. Im Kreislauf geführtes Material (14-A) kann wahlweise in der Mischstufe (7) zugesetzt werden.
Wie im Fliessschema dargestellt, kann die Mischstufe (7) umgangen werden (6-B) oder (3-B), wenn Flocken hergestellt werden sollen, die kein Öl enthalten.
In der entscheidend wichtigen Stufe des Verfahrens gemäss der Erfindung werden die Instant-Kaffeeteilchen (6-B) und/oder (3-B) und/oder die Mischung von Kaffee und Ol (13) gewalzt (15). Das Material wird in den Spalt zwischen den beiden Walzen eines Walzenmischers eingeführt, die sich so drehen, dass das Kaffeematerial in den Spalt gezogen und zu Flocken (16) zerdrückt werden, die dann aus dem Walzenmischer entfernt werden können.
Die Flocken (16) können aus Instant-Kaffee (3-B) und/ oder (6-B) ohne Ölzusatz hergestellt werden, aber das Walzen (15) wird erleichtert und die Ausbeute an brauchbaren Flocken (16) erhöht, wenn ein ölhaltiges Gemisch (13) verwendet wird. Die Ölmenge kann je nach dem Zweck, zu dem die Flocken hergestellt werden, verschieden sein. Wenn beispielsweise die Flocken in erster Linie zur Beeinflussung des Aussehens des Endprodukts, der Schaumbildung oder der Dichte hergestellt werden, können etwa 0,01 bis 0,1% Öl mit dem Kaffee gemischt werden, um das Walzen zu erleichtern.
Wenn jedoch die Flocken hergestellt werden, um das Öl in einem aromatisierten Produkt zu binden, können etwa 0,1 bis 20% Öl dem Kaffee vor dem Walzen zugemischt werden.
Zu den Faktoren beim Walzen gehören A. Walzendurch messer, B. Oberflächenbeschaffenheit der Walzen, C. Ge schwindigkeiten und Relativgeschwindigkeiten der Walzen, D. Druck am Walzenspalt, E. Ölmenge in dem zu walzenden Kaffeegemisch, F. Temperatur der Walzen, G. Feuchtigkeitsgehalt des zu walzenden Kaffees (vor dem Ölzusatz) und H. Schüttgewicht des zu walzenden Kaffees (vor dem Ö1zusatz). Der Feuchtigkeitsgehalt des zu walzenden Materials beträgt vorzugsweise etwa 0,5 bis 7 %. Besonders bevorzugt wird ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2 bis 5 %. Ein wesentlich über 5 %, z.B. über etwa 7 % liegender Feuchtigkeitsgehali pflegt eine unerwünschte Verschmelzung in den Flocken zu verursachen.
Das Schüttgewicht der zu walzenden Kaffeeteilchen beträgt vorzugsweise etwa 0,1 bis 1,0 g/cm3. Besonders bevorzugt wird ein Schüttgewicht von etwa 0,2 bis 0,4 g/cm3.
Die Flocken können mit einem Durchgang durch einen Zweiwalzenständer hergestellt werden, dessen Walzen einen Durchmesser innerhalb eines weiten Bereichs, z.B. von etwa 5 cm oder weniger bis zu etwa 2 m oder mehr, vorzugsweise von etwa 7,5 bis etwa 76 cm haben und mit Umfangsge- schwindigkeiten von etwa 0,3 bis etwa 91 m/Minute, vorzugsweise von etwa 3 m bis 76 m/Minute, laufen. Die optimale Ausbeute an gewünschten Flocken wird im allgemeinen erhalten, wenn beide Walzen sich mit der gleichen Geschwindigkeit drehen. Wenn der Ölgehalt in der Mischung über etwa 1 % liegt, ist das Öl als Schmiermittel oder Gleitmittel wirksam wodurch die durch einen Unterschied in den Umfangsgeschwindigkeiten zwischen den beiden Walzen verursachte Scherwirkung in den Flocken verringert wird.
In diesem Fall kann mit unterschiedlichen Walzengeschwindigkeiten gearbeitet werden. Geschwindigkeitsverhältnisse über 1,5 :1 sind ohne Rücksicht auf die Ölmenge unerwünscht. Vorzugsweise liegt das Geschwindigkeitsverhältnis der Walzen im Bereich von etwa 1:1 bis 1,4:1.
Hochpolierte Walzenoberflächen sind vorteilhaft, besonders bei Walzendurchmessern über etwa 15 cm und bei Verwendung von Kaffeemischungen, die weniger als etwa 0,7 % Öl enthalten. Die polierten Oberflächen verringern die Reibung zwischen der Kaffeemischung und den Walzen und verhindern, dass die Walzen überschüssiges Material in den Spalt einziehen, wodurch unerwünscht dicke und/oder dichte Flocken gebildet werden oder Betriebsschwierigkeiten mit dem Walzenmischer entstehen können.
Die Drücke am Walzenspalt können zwischen etwa 4, 5 und 535 kg/cm, vorzugsweise zwischen etwa 18 und 286 kg/cm variieren. Die niedrigeren Drücke genügen für die meisten Zwecke, und der obere Teil des Bereichs ist im allgemeinen erforderlich, wenn kein oder wenig Öl dem Kaffee zugesetzt wird oder wenn der Kaffee sehr dicht ist. Die Flokken können im allgemeinen mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,025 bis 0,38 mm und einer Dichte im Bereich von etwa 0,8 bis 1,7 g/cm3 hergestellt werden. Dicke und Dichte hängen in erster Linie vom Druck am Walzenspalt und in geringerem Masse vom Ölanteil in dem zu walzenden Material und dessen Schüttgewicht ab.
Die Temperatur der Walzen kann innerhalb eines weiten Bereichs beispielsweise von etwa 16 bis 93" C liegen. Die Temperatur der Walzen beeinflusst jedoch die Farbe der Flocken. Wenn hellere Flocken gewünscht werden, wird die Walzentemperatur vorzugsweise im Bereich von etwa 16 bis 60 C gehalten. Wenn dunklere Flocken gewünscht werden, wird die Walzentemperatur vorzugsweise im Bereich von etwa 54 bis 930 C gehalten. Eine Walzentemperatur über etwa 93" C wird zweckmässig nicht angewendet, da bei höheren Temperaturen eine Schädigung des Kaffeearomas und/ oder eine übermässige Erweichung des Materials während des Walzens eintreten kann. Flocken mit hohem Ölanteil pflegen ohne Rücksicht auf die Walzentemperatur dunkel zu sein.
Wenn Flocken hergestellt werden sollen, die eine Dicke im Bereich von etwa 0,05 bis 0,25 mm und eine Dichte im Bereich von etwa 1,0 bis 1,5 g/cm3 haben, werden die folgenden Bedingungen für das Walzen besonders bevorzugt, wenn der zu walzende Kaffee oder das zu walzende Kaffee-Öl Gemisch den angegebenen Ölgehalt hat: A. Für Kaffee, der weniger als 0,1% Öl enthält:
Walzenoberfläche: hochpoliert
Walzendurchmesser: 10 bis 56 cm Walzengeschwindigkeiten: 3 bis 24,4 m/Minute,
Verhältnis 1:1
Druck am Walzenspalt: 179 bis 536 kg/cm
Walzentemperatur: 27 bis 79 C B. Für Gemische, die 0,1 bis 1,0% Öl enthalten:
Walzenoberfläche: hochpoliert
Walzendurchmesser: 10 bis 56 cm Walzengeschwindigkeiten: 6 bis 91 m/Minute
Druck am Walzenspalt: 18 bis 536 kg/cm
Walzentemperatur: 21 bis 66 C C.
Für Gemische, die mehr als 1% Öl enthalten:
Walzenoberfläche: mässig poliert
Walzendurchmesser: 10 bis 56 cm
Walzengeschwindigkeit: 6 bis 61 m/Minute
Druck am Walzenspalt: 18 bis 286 kg/cm
Walzentemperatur: 18 bis 38"C
Vorzugsweise wird die Grösse der gewalzten Flocken (16) reduziert (17). Hierfür eignet sich ein Satz von Schüttelsieben, auf denen sich eine Vielzahl kleiner harter Kugeln oder Perlen befindet. Andere übliche Mahl-, Schneid- oder Brechvorrichtungen, z.B. Hammermühlen, der Fitz-Längsschneider oder der Turbozerstäuber Entoleter können ebenfalls für diesen Zweck verwendet werden. Die Flocken werden dann vorzugsweise nach Grössen klassiert (18). Die als zu klein erachteten Flocken (14) können in die Mischstufe (7) zurückgeführt werden oder direkt (14-A) zur Walze (15) zurückgegeben werden.
Flocken, die als zu gross für den gewünschten Zweck angesehen werden, können zur weiteren Zerkleinerung (17) zurückgeführt werden (19).
Die Grössenklassierung (18) kann mit Schüttelsieben, z.B.
Sieben aus Drahtgewebe oder Paralleldrahtsieben, vorgenommen werden.
Als letzte Stufe des Verfahrens können die auf die richtige Grösse gebrachten Instant-Kaffeeflocken (20) als solche verwendet (20-A) oder mit Instant-Kaffeeteilchen (3), (3-A), (8), (8-A) oder deren Gemischen zum gewünschten Instant-Kaffeeprodukt (21), das Instant-Kaffeeflocken enthält, gemischt werden (9). Das abschliessende Mischen (9) ist ein einfaches Verfahren, das in beliebiger üblicher Weise durchgeführt werden kann, bei der gute Vermischung ohne übermässig starken Abrieb der Instant-Kaffeeteilchen und/ oder-flocken sichergestellt ist. Beispielsweise kann hierfür ein Bandmischer, ein Pulvermischer (powder riffler) oder eine Wirbelschicht für diesen Zweck verwendet werden.
Beispiel 1
Dies ist ein spezielles Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung, bei der ein in der Abbildung dargestelltes Verfahren angewendet wird, um ein Instant-Kaffeeprodukt herzustellen, das Instant-Kaffeeflocken enthält.
Als Ausgangsmaterial (3) dienten übliche kugelförmige Instant-Kaffeeteilchen, wie sie beim Zerstäubungstrocknen (1) anfallen. Das Schüttgewicht betrug etwa 0,22 g/cm3, der Feuchtigkeitsgehalt etwa 4% und die Teilchengrösse lag im Bereich von etwa 0,18 und 0,76 mm Durchmesser. Diese Teilchen wurden einer Verdichtung (4) auf ein Schüttgewicht von 0,31 g/cm3 unterworfen, indem sie durch einen Bandmischer geführt wurden. Die so gebildeten Teilchen wurden nicht einer Klassierung (5) nach Grössen unterworfen, sondern als Ganzes (23) zur Vermischung mit Kaffeeöl verwen det.
Die Vermischung (7) wurde vorgenommen, indem der
Kaffee (6) in einen mit 20 UpM betriebenen 7,6-1-Paddel- mischer gegeben und dann ein aromatisierendes Kaffeeöl (11), das aus gerösteten Kaffeebohnen ausgepresst, bei -7" C gelagert und dann auf eine Temperatur von 21 C erwärmt worden war, in einer solchen Menge zugesetzt wurde, dass das Öl 0,3 % des Gemisches aus Kaffee und Öl ausmachte Die Mischdauer betrug etwa 1 Minute. In dieser Zeit wurde ein homogenes Gemisch (13) gebildet.
Das Gemisch (13) aus Kaffee und Öl wurde gewalzt, indem es einmal durch einen Lehman-Walzenmischer geführt wurde, der zwei hochpolierte Walzen von 10 cm Durchmesser und 20 cm Breite aufwies und unter folgenden Bedingungen betrieben wurde: Umfangsgeschwindigkeit der Vorderwalze: 12,2 m/Minute Umfangsgeschwindigkeit der Hinterwalze: 12,2 m/Minute Temperatur der Walzen: 24 C Druck am Walzenspalt: 26,8 kg/cm
Hellfarbige ölhaltige (0,3 %) Flocken (16), die eine Dicke von etwa 0,1 mm und eine Dichte von etwa 1,3 g/cm3 hatten, wurden aus dem Walzengestell abgezogen. Die Flocken wur den auf einem Satz von Schüttelsieben einer Maschenweite von 2 bis 4,7 mm, auf denen sich Glasperlen von 6,2 mm Durchmesser befanden, zerkleinert.
Die Flocken wurden dann nach Grössen klassiert (18), indem sie durch Siebe gegeben wurden, die Maschenweiten von 2 mm und 0,59 mm hatten. Flocken, die grösser waren als 2 mm, wurden zur weiteren Zerkleinerung zurückgeführt (19), und Flocken, die kleiner waren als 0,59 mm, wurden zum erneuten Walzen zurückgeführt (14-B). Die verbleibenden Flocken (20) hatten eine Grösse von etwa 0,5 bis 2 mm und ein Schütt gewicht von etwa 0,5 g/cm3. Diese Flocken hatten noch eine
Dicke von etwa 0,1 mm und eine Dichte von etwa 1,3 g/cm3 und enthielten das aromatisierende Kaffeeöl in einer Menge von etwa 0,3 %. Eine weitere Menge der zerstäubungsgetrock neten Instant-Kaffeeteilchen (3) wurde durch Besprühen mit 0,7% des gleichen Öls (12), das zur Herstellung des
Kaffee-Öl-Gemisches verwendet wurde, aromatisiert (10).
Die so gebildeten Teilchen (3-A) und die Flocken (20) wurden dann gemischt, indem sie gemeinsam durch einen
Riffelschacht (Wirbelschicht) geführt wurden, wobei ein
Instant-Kaffeegemisch gebildet wurde, das etwa 60 % der ölhaltigen Flocken und etwa 40 % der üblichen Instant-Kaffeeteilchen enthielt. Das Öl machte somit etwa 0,5 % der Gesamtmischung aus. Die Gesamtmischung hatte eine erwünschte Teilchengrössenverteilung von etwa 0,18 bis etwa 0,2 mm und ein erwünschtes Schüttgewicht von etwa 0,32 g/cm3. Dieses ausgezeichnete Instant-Kaffeegemisch hatte erwünschte Eigenschaften in bezug auf Geschmack, Aroma und Löslichkeit. Es war stark aromatisiert, jedoch fliessfähig und leicht zu messen.
Es hatte eine sehr geringe Schaumbildung, war verhältnismässig staubfrei und einem gemahlenen Röstkaffee im Aussehen ähnlicher als übliche Instant-Kaffeeprodukte.
Bei dem in diesem Beispiel beschriebenen Verfahren kann nach der Verdichtung (4) eine Klassierung (5) vorgenommen werden, bei der die Teilchen (23) nach Grössen sortiert werden. Beispielsweise erfolgt die Sortierung (5) der Teilchen (23) durch Sieben mit einem Sieb, das mit einem Drahtgewebe einer Maschenweite von 254 u bespannt ist, und Aufteilung in zwei Teile, nämlich einen aus 40% bestehenden ersten Teil, der die grössten Teilchen (8) enthält, die eine Grösse von etwa 0,25 bis 0,76 mm haben, und einen aus 60% bestehenden zweiten Teil, der die kleineren Teilchen (6) enthält, die eine Grösse von etwa 0,18 bis 0,25 mm haben.
Aus den kleinen Teilchen (6) werden in der beschriebenen Weise Flocken (20) hergestellt, die dann mit den grossen Teilchen (8) zusammengegeben werden, wobei ein nichtstaubendes Instant-Kaffeegemisch (21) erhalten wird, dessen Teilchen eine Grösse von etwa 0,25 bis 2 mm haben.
Beispiel 2
Dieses Beispiel veranschaulicht ebenfalls, wie die ölhaltigen Flocken gemäss der Erfindung verwendet werden können, um ein ausgezeichnetes fliessfähiges, aromatisches Instant Kaffeeprodukt herzustellen.
Üblicher, zerstäubungsgetrockneter Instant-Kaffee wurde in einem Paddelmischer mit Kaffeeöl (92 % Kaffee, 8 % Öl) gemischt. Das Gemisch wurde gewalzt, indem es einmal durch ein Zweiwalzengerüst (Farrel-Birmingham-Laboratoriumswalzenmischer 15,2 x 33 cm)* gegeben wurde, dessen Vorderwalze eine Umfangsgeschwindigkeit von 7,16 m/Minute und dessen Hinterwalze eine Umfangsgeschwindigkeit von 5,95 m/Minute hatte. Die Walzentemperatur betrug etwa 21 C und der Druck am Walzenspalt 28,9 kg/cm. Die gebildeten ölhaltigen Flocken waren dunkelfarbig und hatten eine Dicke von etwa 0,15 mm und eine Dichte von etwa 1,2 g/cm3. Die Grösse der Teilchen wurde verringert, indem die Flocken durch ein Sieb einer Maschenweite von 1 mm getrieben wurden.
Die erhaltenen Flocken hatten eine durchschnittliche Grösse von etwa 1 mm und ein Schüttgewicht von etwa 0,56 g/cm3. Die Flocken (12,5%) wurden mit einem zerstäubungsgetrockneten Kaffee (48,5 %) und einem gefriergetrockneten Kaffee (39%) getrocknet, wobei eine Instant Kaffeemischung erhalten wurde, die folgende Zusammensetzung hatte: 60% zerstäubungsgetrockneter Kaffee (12,5% Flocken, 48,5% übliche Teilchen), 39% gefriergetrockneter Kaffee und 1 % Kaffeeöl. Diese Instant-Kaffeemischung, die ein Schüttgewicht von etwa 0,35 g/cm3 hatte, wurde bewertet.
Es zeigte sich, dass sie einen ausgezeichneten Geschmack, ausgezeichnetes Aroma und sehr gute Löslichkeitseigenschaften hatte.
Die Fliessfähigkeit oder Messbarkeit dieser Mischung wurde nach einem Test bestimmt, der allgemein als Schüttwinkeltest bezeichnet wird. Bei diesem Test wird der Messbarkeitsgrad ermittelt durch Messen des Basisböschungswinkels eines Instant-Kaffeekegels, der gebildet wird, indem 30 g des Kaffees durch einen Trichter auf eine ebene runde * Walzendurchmesser 15,2 cm
Walzenbreite 33 cm Fläche geschüttet werden. Der Messbarkeitsgrad liegt hierbei zwischen 0 und 90 , wobei Grade über 50 ein klebriges, nicht rieselfähiges, schwer zu messendes Gemisch und Grade von 40 oder weniger ein trockenes rieselfähiges, sehr leicht messbares Produkt anzeigen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Test hatte der Instant Kaffee dieses Beispiels einen Messbarkeitsgrad von 40".
Ein Instant-Kaffeeprodukt, das keine Flocken enthielt und im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie das Produkt von Beispiel 2 hatte (60% übliche zerstäubungsgetrocknete Instant-Kaffeeteilchen und 39% übliche gefriergetrocknete Instant-Kaffeeteilchen), wurde hergestellt und mit 1 % Kaffeeöl durch übliches Aufsprühen aromatisiert. Dieses Produkt hatte einen Messbarkeitsgrad von 55".
Beispiel 3
Dieses Beispiel veranschaulicht, wie ein Instant-Kaffeeprodukt, das Flocken enthält und ein erwünschtes und einzigartiges Aussehen hat, hergestellt werden kann.
Ein Kaffee-Extrakt wurde nach zwei verschiedenen Methoden so zerstäubungsgetrocknet, dass einmal ein hellfarbiger Teil (L = 27,7, a = 9,1, b = 13,8, Hunter-Skala) und ausserdem ein dunkelfarbiger Teil (L = 20,7, a = 7,1, b = 8,7, Hunter-Skala) erhalten wurden, die beide ungefähr den gleichen Geschmack und das gleiche Aroma hatten. Diese Teile wurden dann gemischt (80% dunkel, 20% hell), und ein Teil dieses Gemisches aus dunklem und hellem Kaffee wurde mit 0,5 % Öl gemischt, um eine Mischung zum Walzen herzustellen. Diese Mischung wurde mit dem gleichen Walzenmischer und unter den gleichen Bedingungen, wie in Beispiel 2 beschrieben, gewalzt, wobei jedoch beide Walzen die gleiche Geschwindigkeit (3 m/Minute) hatten. Die gebildeten Flokken waren hellfarbig, hatten eine Dicke von etwa 0,13 mm und eine Dichte von etwa 1,2 g/cm3.
Diese Flocken wurden auf eine gewünschte Grösse von etwa 0,75 bis 2,5 mm zerkleinert, indem sie nacheinander durch Siebe einer Maschenweite von 4,7 mm, 2,38 mm und 1,68 mm getrieben wurden.
Die Flocken wurden mit dem dunkelfarbigen Kaffeegemisch (dem 0,3 % Kaffeeöl durch übliches Aufsprühen zugesetzt worden war) in einem solchen Mengenverhältnis zusammengegeben, dass das Gemisch 40 % Flocken und 60 % des aromatisierten Gemisches aus dunklem und hellem Kaffee enthielt.
Das fertige Gemisch bestand somit aus 39,8 % der hellfarbigen Flocken, 59,8 % des 80:20-Gemisches aus dunklem und hellem Kaffee und 0,4 % Kaffeeöl. Diese Mischung hatte ein Schüttgewicht von etwa 0,35 g/cm3 und ein einzigartiges Aussehen, das gemahlenem Röstkaffee ähnlicher war als üblicher Instant-Kaffee.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen, wie die Instant Kaffeeflocken gemäss der Erfindung ausgenutzt werden können, um eine beliebige Zahl von Instant-Kaffeeprodukten mit erwünschten physikalischen Eigenschaften herzustellen. In jedem der Beispiele 4 bis 15 wurden die Flocken aus üblichen zerstäubungsgetrockneten Instant-Kaffeeteilchen hergestellt.
Sie enthielten 0,5 % Kaffeeöl und hatten eine Dicke von etwa 0,18 mm, eine Dichte von etwa 1,2 g/cm3, ein Schüttgewicht von etwa 0,52 g/cm3 und eine Grösse von etwa 0,5 bis 1,8 mm. In den Beispielen 4 bis 9 bestand der Rest der Instant-Kaffeemischung (der zusätzlich zu den Flocken vorhandene Anteil) aus üblichen kugelförmigen Teilchen eines zerstäubungsgetrockneten Instant-Kaffees, der ein Schüttgewicht von etwa 0,33 g/cm3 und eine Teilchengrösse von etwa 0,25 bis 0,76 mm hatte, und dem vor der Vermischung mit den Flocken 0,5 % Kaffeeöl zugesetzt worden war.
In den Beispielen 10 bis 15 bestand der Rest der Instant Kaffeemischung (der zusätzlich zu den Flocken vorhandene Anteil) aus üblichen kugelförmigen Teilchen von zerstäubungsgetrocknetem Instant-Kaffee, der ein Schüttgewicht von etwa 0,23 g/cm3 und eine Teilchengrösse von etwa 0,5 bis 0,76 mm hatte. (Die Feinteile, d. h. die zerstäubungsgetrockneten Teilchen, die eine Grösse unter 0,5 mm hatten, waren entfernt worden.)
In den folgenden Beispielen wurde das Schüttgewicht gemessen, indem 57 g Instant-Kaffee in einen Messzylinder geschüttet wurden. Der Messzylinder wurde 5 bis 10 Sekunden leicht gerüttelt, bis die Kaffeeprobe nicht mehr zusammensackte, worauf das Volumen der Probe abgelesen wurde.
Das Schüttgewicht wurde dann aus dem bekannten Gewicht und Volumen der Probe berechnet.
Der Messbarkeitsgrad wurde nach der in Beispiel 2 beschriebenen Methode ermittelt.
Die Staubbildung wurde als Prozentsatz der Teilchen ermittelt, die ein Sieb einer Maschenweite von 177 Lc passierten.
Der Schaum wurde wie folgt gemessen: Heisses Wasser (93" C) wurde in eine Tasse gegossen, die 2,0 g Instant Kaffee enthielt. 60 Sekunden nach dem Zusatz des Wassers wurde der Schaum in der Tasse betrachtet und mit einer Gruppe von zehn Standardphotos verglichen, die unterschiedliche Schaumgrade zeigten, die nach einer Skala von 1 bis 10 eingestuft waren, wobei der Wert 10,0 im wesentlichen keinen Schaum und einen Wert von 1,0 eine äusserst starke Schaumbildung bedeuten. Der Schaum in der Tasse wurde dann dem Skalenwert der Photographie zugeordnet, dem er am nächsten kam.
Beispiele 4 bis 9
Flocken und übliche zerstäubungsgetrocknete Teilchen:
Flocken mit 0,5% Kaffeeöl,
Zusatz von 0,5 % Kaffeeöl zu üblichen Teilchen.
Beispiel 4 5 6 7 8 9 (Kontrolle) Gew.% Flocken im Produkt 0 20 40 60 80 100 Oew.% zerstäubungsgetrocknete 100 80 60 40 20 0
Teilchen im Produkt Schüttgewicht, g/cms 0,33 0,36 0,42 0,48 0,56 0,61 Messbarkeitsgrad 43,8 43,3 41,9 32,8 32,0 34,6 Schaum 7,5 7,8 8,0 8,0 9,3 9,5 Staub 12,4 9,9 7,4 5,0 2,5 0,0
Beispiele 10 bis 15
Flocken mit 0,5% Kaffeeöl; kein Kaffeeölzusatz zu den üblichen Teilchen.
Beispiel 10 11 12 13 14 15 (Kontrolle)
Gew.% Flocken im Produkt 0 20 40 60 80 100
Gew.% zerstäubungsgetrocknete
Teilchen im Produkt 100 80 60 40 20 0
Schüttgewicht, g/cm3 0,23 0,27 0,31 0,37 0,47 0,61
Messbarkeitsgrad 39,5 37,0 37,1 35,5 35,2 34,6
Schaum 2,7 4,5 5,5 7,8 8,5 9,5
Staub 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass die Instant-Kaffeeflocken gemäss der Erfindung vorteilhaft für die verschiedensten neuartigen Instant-Kaffeemischungen verwendet werden können.
Beispiel 16
Dieses Beispiel beschreibt eine weitere Arbeitsweise zur Herstellung von Instant-Kaffeeflocken. Als Ausgangsmaterial wurden durch Zerstäubungstrocknung erhaltene Instant Kaffeeteilchen verwendet, die ein Schüttgewicht von 0,3 g/cm3 und einen Feuchtigkeitsgehalt von 3,5% hatten. Diese Instant Kaffeeteilchen wurden mit 0,2% eines aromatisierenden Kaffeeöls in einem mit 20 UpM arbeitenden Paddelmischer gemischt, bis sich ein homogenes Gemisch gebildet hatte. Das Kaffee-Öl-Gemisch wurde einmal durch ein Walzengerüst gegeben, das zwei hochpolierte Walzen von 40,6 cm Durchmesser und 61 cm Breite hatte, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 61 m/Minute drehten und eine Temperatur von 77" C hatten. Der Druck am Walzenspalt betrug 223 kg/cm.
Hellfarbige ölhaltige (0,2%) Flocken, die eine Dicke von etwa 76 bis 178 jet und eine Dichte von etwa 1,3 g/cm3 hatten, wurden aus den Walzen abgezogen. Diese Flocken bildeten ein aromatisiertes und fliessfähiges Instant Kaffeeprodukt.
PATENTANSPRUCH 1
Kaffee-Extrakt in Flockenform, gekennzeichnet durch eine Dicke der Flocken im Bereich von 0,05 bis 0,25 mm und eine Dichte im Bereich von 1,0 bis 1,5 g/cm3.
UNTERANSPRÜCHE
1. Kaffee-Extrakt gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine Dicke der Flocken im Bereich von 0,076 bis 0,18 mm.
2. Kaffee-Extrakt gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine Dichte der Flocken im Bereich von 1,1 bis 1,3 g/cm3.
3. Kaffee-Extrakt nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Grössenbereich der Flocken von 0,5 bis 12,7 mm Querschnittsdurchmesser.
4. Kaffee-Extrakt nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flocken zusätzlich 0,1 bis 20% eines aromatisierenden Kaffeeöls enthalten.
PATENTANSPRUCH II
Verfahren zur Herstellung von Kaffee-Extrakt in Flockenform nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Kaffee-Extrakt-Teilchen mit einem Schüttgewicht von 0,1 bis
1,0 g/cm3 und einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,5 bis 7,0 Gew. % auf einer Walzenmühle gemahlen werden.
UNTERANSPRÜCHE
5. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Teilchen mit einem Schüttgewicht vn 0,2 bis 0,4 g/cm3 und einem Feuchtigkeitsgehalt von 2 bis 5 Gew. % gemahlen werden.
6. Verfahren nach Patentansspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen vor dem Mahlen mit 0,1 bis 20 Gew. % eines aromatisierenden Kaffeeöls gemischt werden.
7. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zerstäubungsgetrocknete oder gefriergetrocknete Teilchen zusammen gemahlen werden.
8. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man die Teilchen in den Walzenspalt eines Zweiwalzengerüstes einführt, dessen Walzen einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 200 cm, Umfangsgeschwindigkeiten von 0,3 bis 91 m pro Minute, ein gegenseitiges Geschwindigkeitsverhältnis von 1:1 bis 1,5 :1, eine Temperatur von 16 bis 93" C und einen linearen Druck im Walzenspalt von 4,5 bis 535 kg/cm besitzen.
9. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man zerstäubungsgetrocknete oder gefriergetrocknete Teilchen, welche 0,1 bis 20 Gew. % eines aromhtisierenden Kaffeeöls enthalten, in den Walzenspalt eines Zweiwalzengerüstes einführt, dessen Walzen einen Durchmesser im Bereich von 7,5 bis 76 cm, Umfangsgeschwindigkeiten von 3 bis 76 m pro Minute, ein gegenseitiges Geschwindigkeitsverhältnis von 1:1 bis 1,4: 1, eine Temperatur von 16 bis 60 C und einen linearen Druck im Walzenspalt von 18 bis 286 kg/cm besitzen.
PATENTANSPRUCH III
Verwendung des Kaffee-Extrakts in Flockenform nach Patentanspruch I, in einer rieselfähigen, wenig zu Schaumbildung neigenden Kaffee-Extrakt-Mischung, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 5 bis 80% Kaffee-Extrakt-Teilchen und 20 bis 95 % Kaffee-Extrakt in Flockenform enthält, wobei die Flocken eine Dicke von 0,05 bis 0,25 mm, eine Dichte von 1,0 bis 1,5 g/cm3, und einen Querschnittsdurchmesser im Bereich von 0,5 bis 12,7 mm besitzen.
UNTERANSPRÜCHE
10. Verwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung ein Schüttgewicht von 0,20 bis 0,65 g/cm3 besitzt und bezogen auf ihr Gesamtgewicht 70 bis 30% zerstäubungsgetrocknete und/oder gefriergetrocknete Kaffee-Extrakt-Teilchen sowie 30 bis 70% Kaffee Extrakt in Flockenform enthält, wobei die Flocken eine Dicke von 0,076 bis 0,18 mm, eine Dichte von 1,1 bis 1,3 g/cm3 und einen Querschnittsdurchmesser von 0,5 bis 12,7 mm besitzen.
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