CN1211165A - 可溶性饮料的添加香味 - Google Patents

Abstract

一种在注入机中将含香味的基质加入可溶性饮料粉中的工艺,在注入机中将该可溶性饮料粉注入容器。该可溶性饮料粉被引入注入机并以移动床形式流动。在注入机中和将可溶性饮料粉注入容器之前,将含香味的基质喷洒在移动床上。以这种方式,向容器中提供一种可溶性饮料粉和含香味的基质的混合物,其中含香味的基质对可溶性饮料粉的比例基本恒定。

Description

可溶性饮料的添加香味

本发明涉及一种给可溶性饮料粉如可溶性咖啡粉添加香味的工艺。本发明也涉及这样生产的可溶性饮料粉。

消费者将某些产品与某种香味联系在一起。如果产品缺乏与其联系的香味，消费者就会觉得产品变坏了。这在可溶性饮料如可溶性咖啡粉的领域特别是个问题，虽然该问题也存在于其它领域中。为叙述方便起见，在本说明书中该问题的叙述主要参考可溶性咖啡，虽然本发明不限于这一应用。

从涉及提取、浓缩和干燥的商品工艺中得到的可溶性咖啡粉通常是基本上没有香味的。因此，惯常的做法是捕集在处理可溶性咖啡粉期间散失的咖啡香味，并将这些香味重新加入到可溶性咖啡粉中。

通常香味的重新加入要首先将香味收集在一种基质如油或乳液中。然后通常将含有香味的基质喷洒在可溶性咖啡粉上，再进行处理和混合。其后将混合的咖啡粉装入罐中，然后密封。

一种在可溶性咖啡粉上喷洒含香味基质的典型程序描述于美国专利3,148,070(Mishkin)和1979年由美国康狄涅格州Westport市AVI出版公司出版的Sivetz,M.和Desrosier N.W.的《咖啡工艺学》第459-460页中。在该程序中，可溶性咖啡粉从供应管中下落在一个锥形分配器上，该分配器使可溶性咖啡粉以管状帘幕的形式继续下落。在锥形分配器下面在管状帘幕内安置一个喷洒喷嘴，将含香味的基质喷洒在管状帘幕的内表面上。然后可溶性咖啡粉的管状帘幕下落到一个混合器中，咖啡粉在混合器中混匀而将香味的基质均匀地分布在全体可溶性咖啡粉上。然后将带香味的可溶性咖啡粉输入一台注入机中，在注入机中将咖啡粉送入罐中或其它容器中。

在该主题的各种变化方案中，含香味的基质喷洒在可溶性咖啡粉的下落的纸片似的帘幕上或喷洒在滚筒中的可溶性咖啡粉上，或者喷洒在传送机上输送的可溶性咖啡粉上。然后在所有情况下使可溶性咖啡粉通过一混合器或混匀机运行，使含香味的基质均匀地混合在全体可溶性咖啡粉上。

虽然该基本程序工作良好，但在喷洒后混匀或混合可溶性咖啡粉期间会损失显著量的香味。其次，在喷洒和将咖啡注入容器之间的期间也会损失香味。香味是一种昂贵的成分，因此这些损失会显著地增加成本。

美国专利3,769,032(Lubsen)中描述了解决该问题的一种尝试。该专利将已经注入可溶性咖啡的咖啡罐输送到含有咖啡香味的机械注射器之下。该注射器下降到每个罐中，直到针尖靠近罐底。然后注射器升高，同时将咖啡香味的液滴注入罐中的咖啡产品中。液滴的粒径约0.5毫米至3毫米。虽然专利中报告的结果指示咖啡香味的重新加入情况良好，但该系统在高速生产线中不一定行得通。同时，含香味的基质并不均匀地分配在罐中的全体可溶性咖啡粉中。这是一个明显的缺点。

美国专利4,355,571(Stoeckli)中公开了另一种尝试。该专利公开了一种添加香味设备的使用，其中在可溶性咖啡粉上涂复一种含香味的基质。一小部分可溶性咖啡粉被引向添加香味设备并下落到转轮上的卡盘。该转轮在其表面中有几个圆周槽，其中压入可溶性咖啡粉。可溶性咖啡粉与转轮一起转动通过约90°的弧度，其后它从轮中被排出。排出点后面紧接着安置一些针，以便将一股含香味的基质注射在从转轮排出的可溶性咖啡粉上。然后将添加了香味的可溶性咖啡粉返回到可溶性咖啡粉的主要部分上并与该主要部分混合。然后用通过方式将混合物送到注入机。

虽然该专利中描述的过程不需要喷洒含香味的基质，但它在加入含香味的基质后却需要混合。由于香味的易挥发本性，在混合期间与在混合和将咖啡注入容器中之间的期间仍然存在显著的香味损失。

因此仍然需要一种香味损失相当小的将含香味的基质加入到可溶性饮料粉中的工艺。

因此，本发明提供一种将含香味的基质加入可溶性饮料粉中的工艺，该工艺包括：

将可溶性饮料引入注入机，在注入机内将可溶性饮料粉注入容器内；

使可溶性饮料粉在注入机内以移动床形式流动；以及

在可溶性饮料粉被注入容器之前将含香味的基质喷洒在注入机中的可溶性饮料的移动床上，以便在容器内提供一种可溶性饮料粉和含香味的基质的混合物，该混合物具有基本上恒定的含香味基质对可溶性饮料粉的比例。

已经令人惊奇地发现，可以在注入机中向可溶性饮料粉这样加入含香味的基质，使能获得基本上恒定的含香味基质对可溶性饮料粉的比例。从前，始终认为，需要混匀或混合添加了香味的可溶性饮料粉，以便获得各容器之间的均匀性。同时发现，该工艺提供显著减小香味损失的优点；例如已发现，现在只需从前需要的约一半的香味量就可获得同样的香味强度。其次，已经发现，添加了香味的可溶性饮料粉改进了香味特性。

该工艺最好包括测定进入或离开注入机的可溶性饮料粉量的步骤。如果该量变化，该工艺包括调整喷洒在可溶性饮料粉上的含香味的基质以获得基本上恒定的含香味基质和可溶性饮料粉的比例的步骤。

最好含香味的基质均匀地喷洒在可溶性饮料粉的移动床的上表面上，以便在容器内获得可溶性饮料粉和含香味基质的基本均匀的混合物。最好在将含香味基质喷洒到移动床上之前在移动床的上表面中形成沟槽。

可溶性饮料粉的移动层可以形成于注入机中的转动注入板上。最好是，使转动注入板上的基本上所有可溶性饮料粉流入容器而并不再循环。这可以通过控制在转动注入板上的可溶性饮料粉的量来获得。

最好该工艺还包括测定转动注入板上的移动床的厚度和控制将可溶性饮料粉引入注入机的速度，以使该厚度保持低于一个能出现再循环而足以注入容器的水准。移动床的厚度最好保持在约5毫米和约75毫米之间。

该可溶性饮料粉最好是可溶性咖啡粉，而该含香味的基质最好是一种有香味的咖啡油。最好该有香味的咖啡油包含按重量小于4％的水分。

本发明同时提供一种由上述工艺生产的添加了香味的可溶性饮料粉。

现在参照附图仅作为例子描述本发明的实施例，其中：

图1是粉末注入机内部的示意顶示图；

图2是沿图1的线A-A’的截面图；

图3是用本发明工艺生产的可溶性咖啡粉的气相色谱图；

图4是用惯常工艺生产的可溶性咖啡粉的气相色谱图。

本工艺要求对可溶性饮料粉在注入机中添加香味，办法是在可溶性饮料粉注入容器之前将有香味的基质喷洒在可溶性饮料粉上。可以理解，该工艺适用于许多种类的可溶性饮料粉；例如可溶性咖啡粉；由可溶性咖啡、增白剂和增甜剂的混合物形成的粉末；可溶性茶粉；可溶性巧克力粉等等。但是，为简单起见，本工艺将只对可溶性咖啡粉详细描述。该可溶性咖啡粉可以从适当的提取、浓缩和干燥工艺得到。适当的提取、浓缩和干燥工艺是众所周知的，在Sivetz的著作(1979)中描述了例子。可以使用冷冻干燥和喷洒干燥的粉末。粉末在添加香味之前可以附聚，但不一定非这样做。

对于咖啡用途，合适的有香味的基质是咖啡油或咖啡油和水的乳液或咖啡提取物。但是最好咖啡油包含尽可能少的水分；例如少于4％重复的水分。使用的咖啡油可以是任何希望用的咖啡油；例如从商业市场得到的咖啡油或者是用该技术中熟知的程序从余下的咖啡渣滓中提取生产的。例如，咖啡油可以用商品挤油机从新焙烤的咖啡豆中挤出。该技术和从咖啡豆中提取咖啡油的其它适用技术在Sivetz(1979)的书中第452至460页中得到叙述。咖啡油的来源和提取物成分并非关键。可以用其它食用油来全部或部分取代咖啡油，但这对咖啡用途并非优选方法；特别是如果最终产品准备被认为是纯咖啡时更是如此。但是对于混合物或其它产品，其它油类(如菜油)可以是优选的。

对于咖啡用途，由基质载带的香味最好是咖啡香味。方便的是，该咖啡香味由天然咖啡香味的气体构成。咖啡香味气体可以收集在咖啡处理过程中的任意若干点上，例如在绿咖啡焙烤期间发生的气体(“焙烤气体”)、在研磨焙烤的全咖啡豆期间发生的气体(“研磨气体”)和在浸渍研磨的焙烤咖啡期间发生的气体(“浸渍气体”)。最好是，咖啡香味以低温凝结的形式使用，香味冷冻液可以按美国专利5,182,926中描述的生产；其公开内容考虑合并于此。当然，也可采用合成的咖啡香味。同时，可以使用或包含其它需要的香味，如香草、杏仁、巧克力、威士忌、白兰地、爱尔兰奶油等。

使用的注入机可以是任何合适的注入机，该机允许有香味的基质被喷洒在该机器中的粉末上。例如，该工艺可以在一台粉末注入机2中应用，该注入机2有一个平面圆形的旋转注入板4，如图1和2中所示。此类合适的注入机为美国伊利诺依州芝加哥市的John R.Nalbach工程公司供应的Necoflo(商品名称)系列的注入机。

咖啡粉被送入机器2，通过料斗6，进入入口套管8并送在注入板4上。入口套管8的下端部高出入口板4的高度是可调的，使得可以控制注入板4上的粉末高度。将合适的液压或气动传动装置(未示出)连接在入口套筒8上以便能够调节其垂直位置。入口套筒8的位置与注入板4成偏心；与机器2的入口端部10相邻。在使用中，注入板4沿箭头B的方向转动。

半圆形主挡板12安置在注入板4上以部分地围绕入口套筒8。主挡板12从入口套筒8的稍许下游(沿注入板4的转动方向)的位置沿阻止注入板4转动的方向延伸通过一个约240°至约270°的角度。入口端部板14将主挡板12的入口端部连接在机器2的侧面16上，而切断端部板18将主挡板12的另一端部连接在机器2的侧面16上。注入板4滑动式啮合主挡板12的下端部，使注入板4能够转动，但粉末受阻止而不能沿径向向外移出主挡板12。一个约90°至120°的窗口设置在入口端部板14和切断端部板18之间，其中粉末可以向外行进到机器2的侧面16。

注入管20在注入板4的外边缘向内的位置处从注入板4下垂。注入管20和注入板4的外缘之间的距离小于注入板4的外缘和主挡板12之间的距离。以此种方式，在任何时候，在入口端部板14和切断端部板18之间的窗口中的注入管20对注入板4上的粉末暴露。但是其余的注入管20对于注入板4上的粉末却被主挡板12挡住。窗口中注入板4上的粉末能够通过注入管20下落而进入围绕注入管20的下端套筒式安装的容器(未示出)中。

流动挡板22从靠近入口套管8的位置向着注入板4的外缘向外延伸，为简单起见，只示出三个流动挡板22，但机械2可以有更多个(或更少)。注入板4滑动式啮合流动挡板22的下端部，使得注入板4能够转动，但粉末在流动挡板22下受阻而不能移动。以这种方式，下落在注入板4上的粉末以几股流动流形式被引向注入板4的外缘并进入窗口中的注入管20内。

喷洒喷嘴24安置在注入板4上方，在入口套筒8稍许下游，但在流动挡板22前面。喷洒喷嘴24可以是任何合适的喷嘴，它能够将有香味的基质粉碎为液滴，并将这些液滴喷洒为合适的图形；例如锥形图形。一种双流体喷嘴特别适用。合适的喷嘴可以买到，例如可从《(喷洒系统》公司买到。利用一个泵(未示出)将有香味的基质通过输送管线26送入喷洒喷嘴24。该泵最好能够连续地供给有香味的基质。齿轮泵如可从美国北卡罗来纳州Sanford市的Parker Hannifin公司获得的Zenith(商品名称)泵特别适用。但也可用合适的离心泵或往复泵组。如果可以精确控制供给的有香味基质的量是最好的。如果需要，喷洒喷嘴24可以包括合适的清洗装置，如果喷洒喷嘴24堵塞，清洗装置就受到驱动。一个适合的切断阀可以安置在泵和喷洒喷嘴24之间，以便当泵停止运转时防止滴水。

一个高度传感器28安置在注入板4的上方，在喷洒喷嘴24的下游，但在入口端板14和断开端板18之间的窗口内。高度传感器28测定注入板4上的粉末高度并将相应信号送给微控制器(未示出)。反过来，微控制器控制传动机构，后者调整入口套筒8在注入板4上方的高度。

该微控制器也连接一个传感器(未示出)，该传感器测定进入机器2的容器数目。以这种方式，可以进行离开机器的咖啡粉量的精确测定。在这种测定的基础上，微控制器控制供给有香味基质的泵，以获得容器内有香味基质对粉末的正确比例。合适的微控制器可以买到，例如从Allen-Bradley公司购买。

在使用中，料斗6中的粉末通过入口套管8下落到注入板4上。注入板4的转动使粉末从入口套管8下面离开而输向注入板4的外缘。当粉末在喷洒喷嘴24下面通过时，它接受一薄层有香味的基质。然后各挡板22将粉末分隔成各股流并使其继续向外行进。当粉末到达通到注入管20的开孔时，它向下通过注入管20下落并进入围绕注入管20套筒式安装的容器。

通常，到达切断端部板18而没有向下经过注入管20下落的粉末将受切断端部板18向内指引，使其与注入板4一起在主挡板12以内行进。在入口套筒8后面循环后，它将再一次在入口套筒8下面通过并行进如前。但这是不希望发生的，因这些粉末已经涂有载体物质。因此将产生含有比其余粉末更多载体物质的粉末小囊。这些小囊将造成它们落入的容器中的不均匀。如果同一粉末小囊再循环一段时间，该问题可能变得严重。

因此，这样控制送在注入板4上的粉末量，使得入口套筒8后面的粉末循环很小或没有。这是利用高度传感器28通过监控注入板4上的粉末高度来达到的。如果粉末高度达到一个使再循环变得适当的高度，那么入口套筒8高出注入板4的高度被减小，从而减小流入机器2的粉末量。但是，如果粉末高度减小到一个最小的高度而不能保证合适地注入所有连接在注入管20上的容器，那么就升高入口套筒8。同时，最下游的流动挡板22a将粉末流阻止在入口套管8的后面。通常，注入板4上的粉末高度位于约5毫米至约75毫米的范围；更优选地位于约10毫米至约30毫米的范围。

离开机器2的容器中的粉末包含粉末和有香味基质的基本上均匀的混合物，并具有正确的有香味基质的量。在某些情况下，在入口套管8和喷洒喷嘴24之间包括一个倾斜装置(未示出)可以改善均匀性。倾斜装置具有在注入板4上的粉末中产生沟槽的效果；因此增大了可以由有香味基质涂敷的表面积。也可以在各流动挡板22之间安置适当的静止的混匀装置，以使添加了香味的粉末更好地混匀。

可以理解，该工艺可以在任何合适的注入机中应用。例如，在由John R.Nalbach工程公司供给的Necoflo G5(商品名称)机器中，一个体积控制门用于控制注入板上的粉末高度并获得对注入容器的粉末量的精确控制。在该构型中，水平传感器28可以安置在体积控制门的紧前面，以保证在注入板上有刚巧足够的粉末使体积控制门能够足以操作。但是粉末量要使再循环减至最小或完全被阻止。

该工艺也可以用于用旋转锥形表面替代注入板的机器，注入板被安置在锥形表面的底部。在这种情况下，可以在粉末落到锥形表面上之后将有香味的基质喷洒到粉末上。

将可溶性饮料粉注入其中的容器可以是任何合适的容器；例如玻璃瓶、锡罐、小袋等。可以理解，在小容器如小袋中，不需要在每个容器中达到基本上均匀。但是，每个小袋应当包含基本上相等量的有香味基质。

例子1

操作由John R.Nalbach工程公司生产的Necoflo注入机，每分钟装入和注满90个300克容量的玻璃罐。约27000g/分钟的可溶性咖啡粉被送入注入机而落在旋转注入板上。通过两个流体喷嘴将约80g/分钟的有香味的咖啡油喷洒在旋转注入板上的咖啡粉上。这提供在可溶性咖啡粉中约0.3％的咖啡油浓度。使用齿轮泵将有香味的咖啡油连续供给到喷洒喷嘴中。通过控制入口套筒的高度来监控和保持旋转注入板上的可溶咖啡粉的高度，使得不发生粉末的再循环。注入机可在正常处理条件下不发生问题地运行三天。

在整个试验时期内随机地选取一些罐并分析其均匀性。在各罐之间没有检测到差异。每罐可溶性咖啡分成六层，测定有香味的咖啡油的浓度。每罐各层中咖啡油浓度的差异很小，并良好地处于可以容忍的限度内。可溶性咖啡粉和有香味的咖啡油的混合物可以被认为是基本均匀的。

在打开时，一些罐由专家小组闻嗅其气味，察觉到具有甜而新鲜的芳香味。每罐上方的头部空间接受气相色谱分析，一个典型的气相色谱图给出于图3中。

例子2

作为比较，用惯常方式制备了一种添加了香味的可溶性咖啡产品。添加了香味的可溶性咖啡产品中的咖啡油浓度为0.3％；与按照例子1生产的添加了香味的可溶性咖啡粉中的相同。

打开一些罐并由专家小组闻嗅其气味。此种咖啡被觉察到具有草味和较刺鼻，其香味不如按照例子1生产的添加了香味的可溶性咖啡粉新鲜。每罐上方的头部空间接受气相色谱分析，其典型的色谱图示于图4。曲线下的总面积刚巧超过按照例子1生产的添加了香味的可溶性咖啡粉的曲线下总面积的一半。同时一些峰值消失了，表示一些香味成分没有了。

例子3

操作一台Jones公司的注入机，每分钟产生和注入800个容量为12克的小袋。每分钟约9600克的由48.3％的糖、36.7％的乳脂和15％的咖啡组成的可溶性粉末混合物被送入注入机。每分钟约23.6克的有香味的菜油通过一个二流体喷嘴喷洒在粉末上。该菜油从一个升高的油池连续输入喷洒喷嘴。用一个针阀控制流动速率。该注入机在正常处理条件下不出问题地运行1小时。

打开一些小袋，觉察到具有甜而新鲜的芳香味。

例子4

重复例子1的步骤，但使用的咖啡油量减小，使添加了香味的可溶性咖啡产品中的咖啡油浓度为约0.2％。一些罐由专家小组闻嗅其气味，觉察到具有强度极好的甜而新鲜的芳香味。

Claims (10)

1．一种用于将含有香味的基质加入可溶性饮料粉中的工艺，该工艺包括：

将可溶性饮料粉引入注入机，在注入机中将可溶性饮料粉注入容器；

在注入机中使可溶性饮料粉以移动床形式流动；以及

在可溶性饮料粉注入容器之前在注入机中的可溶性饮料粉的移动床上喷洒含香味的基质，以便在容器中提供一种可溶性饮料粉和含香味的基质的混合物，该混合物具有基本上恒定的含香味的基质对可溶性饮料粉的比例。

2．一种如权利要求1所述的工艺，其特征在于，该工艺包括下列步骤：测定进入或离开注入机的可溶性饮料粉的量，如果该量发生变化，就调整喷洒在可溶性饮料粉上的含香味的基质，以获得基本上恒定的含香味的基质和可溶性饮料粉的比例。

3．一种如权利要求1所述的工艺，其特征在于，含香味的基质均匀地喷洒在可溶性饮料粉的移动床的上表面上，以便获得处于容器中的基本上均匀的可溶性饮料粉和含香味基质的混合物。

4．一种如权利要求3所述的工艺，其特征在于，在将含香味的基质喷洒在移动床之前在移动床的上表面中形成沟槽。

5．一种如权利要求1所述的工艺，其特征在于，该可溶性饮料粉的移动床是在注入机中的旋转注入板上形成的。

6．一种如权利要求5所述的工艺，其特征在于，使基本上所有在旋转注入板上的可溶性饮料粉流入容器而没有再循环。

7．一种如权利要求6所述的工艺，其特征在于，还包括测定旋转注入板上移动床的厚度和控制将可溶性饮料粉引入注入机的速率，以使厚度保持在产生再循环的水平以下但足以注入容器。

8．一种如权利要求7所述的工艺，其特征在于，移动床的厚度保持在约5毫米和约75毫米之间。

9．一种如权利要求1所述的工艺，其特征在于，该可溶性饮料粉是可溶性咖啡粉而该含香味的基质是有香味的咖啡油。

10．一种如权利要求9所述的工艺，其特征在于，该有香味的咖啡油含按重量小于4％的水分。

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