DK165214B - Kontinuerlig fremgangsmaade til ristning af kaffe - Google Patents

Description

UK IBOZ14 B

Opfindelsen angår en kontinuerlig fremgangsmåde til ristning af kaffe og især en sådan, der gør det muligt at styre slutproduktets egenskaber.

5 Et konventionelt kafferistningsudstyr, hvor ristningen sker i ikke-fluidiseret leje, anvender en ristende atmosfære ved en temperatur, der ofte overskrider 540 °C. Hertil kommer, at der i konventionelle risteapparater med ikke-fluidiseret leje typisk anvendes lave vægtforhold 10 mellem risteatmosfære og kaffebønner (i det følgende benævnt luft/bønner). Kombinationen af den høje ristetemperatur og det lave forhold luft/bønner resulterer i en temperaturgradient fra bønne til bønne samt indeni selve kaffebønnen. En sådan temperaturgradient viser, at der 15 forekommer forskellige ristereaktioner til forskellige tidspunkter blandt bønnerne såvel som internt i enhver given kaffebønne.

Ristning af kaffebønner i fluidiseret leje er velkendt 20 inden for faget. F.eks. beskrives i US patentskrift nr.

4 169 164 (Hubbard et al.) en risteproces af totrinstypen med fluidiseret leje, hvor temperaturen i det første trin ligger mellem ca. 226 og ca. 243 °C, og temperaturen i det andet trin ligger mellem 268 og 285 °C. En lignende 25 forbedret proces er beskrevet i US patentskrift nr.

4 322 447 (Hubbard), hvor temperaturen i begge trin ligger mellem 287 og 299 °C, selv om den ristende atmosfæres hastighed varieres mellem de to trin. Det apparat, som beregnes anvendt i begge referencer, er et apparat med 30 fluidiseret leje, hvor opvarmet gas rettes nedad gennem dyser på en vibrerende, gasimpermeabel plade, og gassen derpå afbøjes opad, hvorved de ristende kaffebønner fluidiseres. Apparatet er mere detaljeret beskrevet i US patentskrift nr. 3 229 377 (Hoyt). Talrige modifikationer 35 af apparatet er beskrevet i US patentskrifterne nr. 3 262 217, 4 109 394, 4 169 322, 4 201 499 og 4 306 359. Både fremgangsmåden ifølge US 4 322 447 og fremgangsmåden

DK 165214 B

2 ifølge US 4 169 164 drives i det mindste for en del af ristningens vedkommende ved temperaturer, der ligger et godt stykke over 240 °C, og som følge deraf opnås ikke de fordele, der knytter sig til den foreliggende opfindelse.

5

Et andet apparat til ristning af kaffe i fluidiseret leje ved temperaturer, der ikke overskrider 276 °C, er beskrevet i US patentskrift nr. 3 964 175 (Sivetz). Igen, ved at der ristes ved temperaturer så høje som 276 °C, opnås 10 heller ikke med dette apparat de enestående fordele, der knytter sig til den foreliggende opfindelse. Sivetz-be-skrivelsen indeholder også en omfattende oversigt over de hidtil kendte forsøg på ristning i fluidiseret leje. De deri beskrevne processer er forskellige fra den forelig-15 gende opfindelse.

R. Heiss et al., Verfahrenstechnik, Vol 2, No. 11 (1968), side 474-480, refererer en undersøgelse vedrørende virkningen af at variere ristningstemperaturen og -varigheden 20 på ristningen af kaffebønner. Virkningen af forskellige lufthastigheder på bønnernes vægttab og aroma blev undersøgt ved hjælp af en prøverister omfattende en ristetromle, ind i hvilken der blev blæst elektrisk opvarmet varm luft igennem en dyse ind i bønnerne. Ved forsøgene blev 25 luft opvarmet til en temperatur på lidt over 220 °C, luftens indgangshastighed var i området fra 180 m/min til 720 m/min, og ristningstiden varierede mellem ca. 7 minutter og ca. 13,5 minutter. Varmeoverførslen fra den varme luft var konvektiv, således at strømningshastighe-30 den påvirkede varmeoverførselsgraden. Den nødvendige tid til ristningen blev reduceret efterhånden som lufthastigheden blev forøget.

Opfindelsens formål er at tilvejebringe en fremgangsmåde 35 til ristning af kaffe, som giver en bedre processtyring pga. de lavere ristetemperaturer, der anvendes, og muliggør en bedre styring af slutproduktets egenskaber, f.eks.

3 densiteten af de ristede hele bønner, således at der kan fremstilles en kaffe med mindre densitet, som har en aromastyrke og et udbytte af opløselige tørstoffer, der er lig med eller bedre end for en konventionelt ristet kaffe 5 med større densitet.

På tegningen viser fig. 1 en repræsentativ afbildning af de resultater, der er opnået ved individuel ristning af et antal kaffebønner i et termomekanisk analyseapparat. 10 Figuren viser ekspansionen af kaffebønnen som funktion af bønnens temperatur under ristningen.

Det har nu vist sig, at opfindelsens formål opnås ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er særegen ved det 15 i krav l's kendetegnende del angivne.

Et hovedtræk ved opfindelse er styring af den temperatur, som den under ristning stående kaffe udsættes for, til en temperatur i intervallet 200-240 °C. Det er kendt, at de 20 såkaldte pyrolysereaktioner, nemlig de reaktioner, der er ansvarlige for den karakteristiske kaffeduft, -aroma og -farve, først begynder at forekomme ved temperaturer over ca. 185 eC, som beskrevet i Coffee Processing Technology, Sivetz og Foote, Westport, Conn., AVI Publishing, bind 1, 25 · side 230, (1963). Når kaffebønner udsættes for temperaturer over ca. 240 °C, fremkommer der overfladisk forkulning eller brænding af bønnerne, hvorved ristetab forøges, og duften af den således ristede kaffe forringes. Ved at begrænse temperaturen af den ristende atmosfære 30 til intervallet mellem 200 og 240 °C ved den foreliggende fremgangsmåde bliver kaffebønnerne opvarmet til en temperatur, der er tilstrækkelig høj til at inducere hydrolyse, men dog lav nok til at undgå beskadigelse af bønnerne, hvorved der tilvejebringes en ristet kaffe af over-35 legen kvalitet.

*

DK 165214 B

4

Det har også vist sig, at udviklingsreaktioner for aroma og farve forekommer på ensartet måde blandt bønnerne og indeni hver kaffebønne, hvis den ristende atmosfære holdes ved en temperatur på eller under ca. 240 °C. Struktu-5 relle spændinger inden i kaffebønnen reduceres, hvilket muliggør bedre styring af den ristede helbønnedensitet.

Den ønskede ensartethed af temperaturen såvel som hurtig varmeoverføringshastighed opnås ved at suspendere kaffebønnerne i et boblende leje med en ristende atmosfære ved 10 en konstant temperatur, der holdes under ca. 240 °C.

At den ristende atmosfære holdes inden for det foreskrevne interval er også væsentligt af den grund, at det er inden for dette interval, at den såkaldte glasovergangs-15 temperatur, Tg, nås. Glasovergangstemperaturen er i polymerkemien defineret som den temperatur, ved hvilken en polymer taber sin krystallinske struktur, blødgøres og bliver amorf, ligesom glas. Det er kendt, at kaffebønnen omfatter en stor portion krystallinske kulhydrater, såsom 20 mannan og cellulose. Når Tg nås, bliver de kulhydrater, der findes i disse bønner, bløde og taber den krystallinske struktur. Indre tryk frembragt af gasser, der dannes under ristningen, får den blødgjorte mannan og cellulose indeni bønnen til at ekspandere, hvorved bønnen "åbnes 25 op" for ristning, og der tilvejebringes den reduktion af densiteten, som er et af opfindelsens formål.

Det fænomen, at en kaffebønne passerer gennem sin glas-overgangstemperatur, kan ses af Fig. 1. Fig. 1 er en re-30 præsentativ afbildning af de typiske resultater, der opnås ved ristning af kaffebønner i en termomekanisk analysator. En sådan termomekanisk analysator måler ekspansionen eller kontraktionen af et materiale omkring en given akse som respons på en kontrolleret varmetilførsel.

35 Termomekaniske analysatorer anvendes ofte i polymerindustrien for at bestemme Tg, som manifesterer sig ved den ændrede hældning af ekspansionskurven, som måler ekspan- LSIY I OU£ I -r u 5 sionen omkring en given akse. Når Tg nås, blødgøres den polymere (in casu mannan og cellulose), og det interne tryk frembringer den helt afvigende, næsten vertikale ekspansionshastighed, der kan iagttages på ekspansions-5 kurven. I Fig. 1, hvis repræsentative form fremkom ved at riste kaffebønner individuelt i et Perkin-Elmer termome-kanisk analysesystem 4, ses det, at Tg forekommer mellem · ca. 210 og ca. 225 °C, svarende til den ændrede hældning af kurven i det område, der er markeret "A".

10

Temperaturen af den ristende atmosfære er ikke begrænset til et sted i intervallet 200-240 °C ved konventionel ristning, og faktisk vælges denne temperatur med overlæg sådan, at den er væsentligt højere end 240 °C. Ved "kon- 15 ventionel ristning" forstås ristning i typisk kommercielt udstyr, såsom en Thermalo rister fremstillet af Jabez Burns & Sons, Inc., hvor en ristende atmosfære med en relativt ringe hastighed bringes i kontakt med et i det væsentlige statisk leje af kaffebønner ved indgangstempe-20 raturer mellem 370 og 560 °C. Den ristende atmosfæres temperatur bliver ofte moduleret til en værdi i intervallet 340-530 °C hen imod afslutningen af ristningen. Flammetiden, dvs. det tidsrum, i hvilket den varme ristende atmosfære faktisk cirkuleres gennem risteapparatet, er 25 sædvanligvis 10-12 minutter, idet den totale ristecyklus tager ca. 15 til ca. 17 minutter. En hurtigere konventionel risteteknik er beskrevet i US patentskrift nr.

4 349 573 (Stefanucci et al.), hvor temperaturen af den ristende atmosfære er forøget til ca. 640 °C med en modu-30 lationstemperatur mellem 365 og 520 °C. Flammetiden er tilsvarende reduceret til mellem 5 og 7,5 minutter. Det skal understreges, at man ved en konventionel ristning gør brug af et i det væsentlige statisk leje, hvortil varmeoverførslen er relativt langsom og uensartet.

Ristning inden for det foreskrevne temperaturinterval på 200-240 °C giver bedre kontrol over ristefarven af kaffen 35

DK 165214 B

6 » i sammenligning med, hvad der er tilfældet ved konventionel ristning. Ved konventionel ristning er temperaturen af de under ristning stående kaffebønner konstant voksende, uden at de nogensinde når eller faktisk kommer nær på 5 den temperatur af den ristende atmosfære, der er beskrevet i det foregående. Hastigheden af ristereaktionen er således konstant accelererende, hvorved det stadium, på hvilket ristningen afsluttes, bliver kritisk, for hvis ristningen skrider frem blot 10 sekunder efter den til-10 sigtede afslutning, vil den ristede kaffe f.eks. blive betydeligt mørkere end ønsket. Ved ristefremgangsmåden ifølge opfindelsen nærmer kaffebønnernes temperatur sig hurtigt den ristende atmosfæres temperatur, således at hastigheden af ristereaktionen er ret konstant. En rela-15 tivt ringe variation af ristetiden vil ikke bevirke, at den ristede kaffe bliver væsentligt mørkere, især når man anvender en temperatur af den ristende atmosfære i retning af den lavere ende af det foreskrevne interval.

20 Et andet vigtigt træk ved opfindelsen er ristning i et boblende leje, hvilket fremmer hurtig og ensartet varme-overføring fra den ristende atmosfære til de under ristning stående kaffebønner. Et "boblende leje" er en mellemting mellem et statisk, ikke-fluidiseret leje, hvori i 25 det væsentlige ingen af bønnerne er suspenderet i den ristende atmosfære, og et fluidiseret leje, hvori i det væsentlige alle bønnerne er suspenderet i den ristende atmosfære. Et boblende leje er i den foreliggende beskrivelse med krav et, hvori størstedelen af kaffebønner er 30 suspenderet i den ristende atmosfære på ethvert givet tidspunkt med en mindre masse af bønner i et statisk leje. Der er konstant cirkulation inden i det boblende leje, hvorved enhver given kaffebønne er suspenderet imellem 50 % og 70 % af tiden. Den hurtige varmeoverføring, 35 som foreligger"i et boblende leje, bevirker, at bønnernes temperatur i høj grad nærmer sig temperaturen af den ristende atmosfære, hvorved man minimerer den termiske

DK 165214B

7 gradient mellem bønnerne og den ristende atmosfære. Man har erkendt, at en minimal termisk gradient er ønskelig for at fremme ensartetheden blandt de under ristning stående kaffebønner og minimere strukturelle spændinger i 5 bønnen, hvilket muliggør optimal bønne-ekspansion (og dermed en optimal reduktion af densiteten af de ristede, hele bønner).

Det boblende leje dannes ved at suspendere størstedelen 10 af massen af kaffebønner i et stort volumen af opad strømmende ristende atmosfære. En forskel mellem ristning i et konventionelt statisk leje og ristning i et boblende leje er vist ved vægtforholdet mellem ristende atmosfære og kaffebønner, det såkaldte forhold luft/bønner. I et 15 typisk konventionelt kommercielt kafferisteapparat er forholdet luft/bønner ca. 1,0 kg luft (ristende atmosfære )/1,0 kg under ristning stående kaffebønner. Forholdet luft/bønner ved den foreliggende fremgangsmåde ligger derimod mellem 40,0 og 150,0 kg luft/1,0 kg kaffebønner.

20 Med det høje forhold luft/bønner er de individuelle kaffebønner omgivet af en "omhylning" af ristende atmosfære, hvilket medvirker til ensartetheden af den ristede kaffe. Forholdet luft/bønner for et fluidiseret leje er mellem 10,0 og 30,0 kg luft/1,0 kg kaffebønner. Den ind-25 gangshastighed af den ristende atmosfære, der behøves til opretholdelse af et boblende leje, er også en mellemting mellem hastigheden i et konventionelt risteapparat og hastigheden i et risteapparat med fluidiseret leje. I et risteapparat med boblende leje er hastigheden af 30 størrelsesordenen 670-1250 m/min i sammenligning med mellem 40 og 46 m/min for et konventionelt risteapparat og af størrelsesordenen 3660 m/min for ristning i fluidiseret leje. Det er således klart, at opretholdelsen af det boblende leje i sammenligning med et fluidiseret leje 35 primært er forskellig mht. indgangshastigheden af den ristende atmosfære.

DK 165214 B

8

Den opvarmede gas eller den ristende atmosfære, der anvendes til at suspendere og opretholde det boblende leje, kan være indirekte opvarmet luft eller fortrinsvis luft kombineret med forbrændingsgasserne (hovedsageligt car-5 bondioxid og vand) hidrørende fra varmekilden, typisk en brænder. En kombination af luften med forbrændingsgasserne foretrækkes på grund af den større effektivitet af et sådant arrangement. Der opnås en yderligere energi-effektivitet ved at recirkulere størstedelen af den ristende 10 atmosfære under hele ristecyklus. Recirkulation er særlig hensigtsmæssig i forbindelse med opfindelsen, fordi den lavere temperatur, der anvendes her, eliminerer den overfladiske brænding af kaffebønnerne og som følge deraf røgdannelse knyttet til konventionel ristning.

15

Manipulering af den ristende atmosfæres temperatur indenfor det foreskrevne interval samt af ristningstiden mellem 2 minutter og 10 minutter giver tilstrækkelig styring til, at man kan fremstille ristede kaffesorter med varie-20 rende egenskaber. Tabel 1 illustrerer de forskellige densiteter af de ristede, hel bønner, som er opnåelige (ved en næsten konstant ristéfarve) ved variation af ristetemperaturen og -tiden. Det ses, at densiteten af den ristede hele bønne stadig reduceres med stigende temperaturer 25 og tilsvarende kortere ristningstider. Tabel 2 illustrerer de forskellige densiteter af de ristede hele bønner, som kan opnås ved at variere ristningstiden ved konstant ristningstemperatur. Det ses, at densiteten af de ristede hele bønner aftager med voksende ristningstid. Hertil 30 kommer, at det ses, at densiteten af den kaffe, der produceres under anvendelse af den foreliggende fremgangsmåde, kan gøres enten større eller mindre end hvad man kan opnå ved konventionel kafferistning (densiteter mellem 3 0,30 og 0,50 g/cm for fremgangsmåden ifølge opfindelsen 3 35 i sammenligning med ca. 0,32 g/cm for konventionel ristning) .

9

En sådan forbedret styring af densiteten er en væsentlig fordel ved opfindelsen, som i høj grad udvider variationen af forskellige ristede kaffeprodukter, som kan produceres. Evnen til at producere et produkt med højere den-5 sitet er f.eks. nyttig ved forarbejdning af opløselig kaffe, fordi en større vægt af denne kaffe kan indføres i en eksisterende percolatorsøjle, hvilket forøger produktiviteten. Evnen til at producere en kaffe med lavere densitet giver et produkt, som gør det muligt at anvende 10 en mindre vægt af kaffe til frembringelse af den samme kop-styrke og lige så god eller mere aromatisk kaffearoma. Produktets lavere densitet gør det muligt for forbrugeren at anvende det samme volumen kaffe ved fremstilling af denne kaffe, hvilket kaffevolumen vejer mindre end et 15 lige så stort volumen af en konventionelt ristet kaffe med mere typisk højere densitet. Forbrugeren opnår en prisbesparelse ved at anvende mindre kaffe uden at ændre det sædvanlige opskriftsniveau.

20 25 30 35

* 10 DK 165214 B

C 0 O P Η Ό H 0 P H CO d ϋ O C d IN 'Φ CJ\ H N VO H OQ N H M n N Φ o 3£ me h co μ* μ* μ* μ* >φ id in >φ in ^ ^ ^ cn ^ •0 μ Φ μ 0 0 0 O) C U H H C HH •Οι* Η -μ 0 £) P s oo øøø "" 'i co o σ' o n n σι «Φ o oo co in vo cm Ρ Η Ό μ oo o ld oo co in in cm o oo cm m in co h co H 0 0 0 ε M* 00000000 00 00 00 - 00 00 00 00 Μ* 00 CQ ,d P dO ‘ k % ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ O ‘ ‘ ‘ s s ‘ d CDd-N o oooo ooo^o ooooo ø η h © Di Q ø U Λ 0 D> > Η μ H 0 ø Ή in φ φ o Φ co o σι oo oo oo in co cm cm pø in in in in in in vo t n uo uo co oo co co co

p -P

3 w Ή Ή co μ a a a m am i a o in in o in o

Cn co tH in m* cm m* d h d dddd ddddd ddddd d ·Η ·Η ·Η ·Η Η ·Η Η *Η Η Ή -ri Η Η ·Η Ή η -ρ η ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε 01 Ό ·η·η in oocMOin co cm η ο in θ' η ri ο in W (¾ -Ρ Η Η Η

PQ

< Ε* ι ε — 0 ο μ ο a — Ο) d ρ Η 3 Ο ΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟ d Ρ Ο Ν Μ* Ό Μ* Ο CM 'Φ Ό Μ1 Ο (Μ 'ί Ο φ Ρ 0 CM (Μ CM m Ό CM CM CM in VD CM CM CM UO Ό ra μ •H 0 OS 04

0 P 0 -P 0 P

P T-) Η T-) Η · Ο H

0 0 0 0 0 0 0 μ h d h d h d 0 0 0 0

Oj 0 Ή 0 Ή 0 Ή 04 Ό Ρ Ό Ρ Ό Ρ ød ddddd øø øøøøø PH > Η > Η > α λ d S3 d X) d ho ooooo 05 .0 Λ £1 X Λ Λί λ; a a ød d 04 0 0 Η H 0 0

Ρ Λ HO P

0 ε HH a COO a £) 3

d Η H 0 0 ,Q

θ- ο η μ μ ο mus m < os 00

DK 165214B

11 e o \ D)

(D

H · 0) U Λ <1>

C

ή d (0 ©· £>

•P

mm ^Ccnhco η Λ ^ θ' όηηγ-η !jrrt CO TO TO 00 f- 'tf ^ CJ σ CO (N rH o ^ m in oo oo co in oo oo o oo oo oo oo rnJJ *·. ·**·* *· k cm o o o o ooooo oooo

0) H

Q U

0) d) >

Η M iH kJ

jjm O !>· O -tf O O TO CJ vO O t> 00 TO

P4J o σ> to -tf o O to m co o σ> to ^

3 m 1-1 HH H

HH A A A A

TO u ΟΌ ω η <, Ό E-« Ή jj CO C ^

d ccdd ε d ε d d c s s S

Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η H

c g ε ε ε m ε to ε ε εεεε ti) Η Ο 00 *tf O Η H O'] 00 Η (Ν CO 'f Η

DS

C

α) o •μ ° m ^ d> d m

d p o 2 S

p co cn ^ w μ n <n cn Η Φ

DS CU

^ ·* ω 2 <D d £ a <o .2 m

s« ·Η ·Η CD

P I H O

rti 6 h ^ c O V » Λ d H H 2 5° <a η η μ μ § U 2 « <

DK 165214B

12

CO

g

O

\

CD

Q)

H

0) H £ 0)

CJ

Ή G

(0 ·©· Λ μ 0)0) o ^ in 03 vo coo^co h s o w in

μ Ό CO CO O CO IN 03 00 "tf 00 in lO CO N H

H 0) "tf CO 00 03 03 ^ CO CO CO vi< CO 00 CO 00

0) 4J S VVKV S V V >> S V k. «. V

C 01 o oooo oooo ooooo 0) Ή

Q U

Φ 03 >

•H U

iH (0 Q) 4-1 μ 0) O O CO 03 O' 0003·^ o o co in co μ 4-> o O O 'ί1 N OOCOVO O O 00 vO 00

U 01 i—1 rH Η Η Η H

i—I Brl Λ Λ ΛΑ A A

— ω μ μ cd

CO

μ μ 0 μ —- OJ Ό •Η j μ ω ω c c c c 03 D) ·Η ·Η ·Η ·Η < C g Cg c c c c c c gcgcc E-ι ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·ι-| ·Η ·Η ·Η ·Η C in g in g g gggg mgingg CO O T-IHO3C0 HO3C0M* Or-trH03C0

•H

VC

g

0) O

μ o co — O) C u

ri C

c μ o o o μ (d 'tf 03 "tf CO μ 03 03 03 •ri 0) cd a

X

CO

0) c

Dl to ►ι -Ή id (d μ Η ϋ μ ο) -Η ·η co c co λ c C (0 Id J3 Ό· t-t i-« o m m < k

DK 165214B

13

Selv om man kan anvende en mindre vægt af kaffen med en lavere densitet, er en færdiglavet kaffe fremstillet ud fra denne kaffe lige så stærk som en færdiglavet kaffe fremstillet ud fra en større mængde af en konventionelt 5 ristet kaffe. Tabel 3 viser, at både indholdet af opløseligt tørstof og aromastyrken (bedømt af et ekspertpanel) er større for en kaffe, der er fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, i sammenligning med en konventionelt ristet kaffe. Den ristede kaffe, der er fremstil-10 let ifølge opfindelsen, blev ristet i et boblende leje ved en temperatur på 232 °C i ca. 2,5 min. De konventionelt ristede kaffesorter blev ristet i en kommerciel enhed, hvori der blæses opvarmet luft gennem en perforeret roterende cylinder, der indeholder kaffebønnerne, så-15 ledes at cylinderen opvarmes ved konduktivitet, og bønnerne opvarmes ved konvektion. Lufttemperaturen ved indgangen var mellem ca. 370 og ca. 560 °C i 10 min i forbindelse med den langsomme konventionelle ristning og ca.

640 °C i 5 min i forbindelse med den hurtige konventio-20 nelle ristning.

25 30 35

DK 165214B

14 TABEL 3

Bedømt

Ristet Riste- Opskrift, % Opløseligt styrke 5 kaffe farve kopper/kg tørstof_ skala 5-10

Mild boblende leje 54 198 23,9 5,9 10 konventionel (hurtig) 48 198 19,5 5,3 konventionel 15 (langsom) 52 165 21,3 5,0

Brasiliansk

Arabica boblende 20 leje .63 198 25,1 6,1 konventionel (hurtig) 62 198 24,4 5,7 25 konventionel (langsom) .63 165 21,5 5,0

Robusta boblende 30 leje ’ 83 198 23,0 5,2 konventionel (hurtig) 82 198 23,0 5,3 35 konventionel (langsom) 82 165 18,6 5,0

DK 165214B

15

Det kaffebryg, der fremstilledes til 165 kopper/kg, blev fremstillet med 63,4 kg kaffe/1780 ml vand, og det kaffebryg, der fremstilledes til 198 kopper/kg, blev fremstillet med 51,2 g kaffe/1780 ml vand. Den bedømte styrke, af 5 kaffebrygget er baseret på en skala fra 5 til 10, hvor den langsomt konventionelt ristede kaffe tildeles en basisværdi på 5 i hvert tilfælde.

Ristemetoden ifølge opfindelsen udføres kontinuerligt på 10 grund af den relative lethed ved driften og den større ensartethed, som kan opnås med en kontinuerlig fremgangsmåde. Denne fremgangsmåde udmærker sig ved, at de grønne kaffebønner kontinuerligt tilføres til en roterende, perforeret cylinder, der findes i risteapparatet. Cylinderen 15 er inddelt i forskellige rum ved hjælp af en spiralformet skrue, der foreligger deri. Når cylinderen roterer, bevæger kaffebønnerne sig fremad fra et kammer til det næste ved hjælp af den roterende spiralformede skrue. De bønner, der er tilført til et kammer, forbliver separeret 20 fra de andre, hvorved man forhindrer enhver blanding af kaffebønnerne med forskellige grader af ristning. En sådan separation sikrer, at i det væsentlige alle kaffebønnerne har den samme opholdstid inden i risteapparatet, hvilken opholdstid styres af rotationshastigheden af den 25 perforerede cylinder. Den ristende atmosfære, der fortrinsvis omfatter forbrændingsgasserne fra varmekilden, tvinges opad langs hele længden af den perforerede cylinder med en tilstrækkelig kraft og i et tilstrækkeligt volumen til, at der frembringes et boblende leje af de bøn-30 ner, der foreligger i hvert kammer. Forholdet luft/bønner er fra 40:1 til 150:1, og hastigheden af den indgående ristende atmosfære er 670-1250 m/min. Den roterende virkning af den perforerede cylinder tilvejebringer yderligere en fordelagtig omrøring inden i de boblende lejer, ud-35 over den, der tilvejebringes af den opad strømmende ristende atmosfære. De ristede kaffebønner bortledes fra ap-paratet og afkøles fortrinsvis til en temperatur under 65

DK 165214B

16 °C ved hjælp af luft eller vandkøling.

Den kontinuerlige ristemetode med boblende leje ifølge opfindelsen foretrækkes frem for en ristemetode med flui-5 diseret leje, hvor bønnerne fluidiseres ved, at man får en gas til at ramme en gasimpermeabel plade, som beskrevet i US patentskrift nr. 4 169 164 (Hubbard et al.) eller US patentskrift nr. 4 322 447 (Hubbard). Ristemetoden med fluidiseret leje omfatter ikke forholdsregler til 10 forhindring af tilbageblanding inden i det fluidiserede kaffelag. Kaffebønner, der er tilført risteapparatet samtidigt, får således ikke nødvendigvis den samme retentionstid deri, idet nogle bønner træder tidligere ud derfra, og andre træder senere ud derfra. Resultatet er 15 selvfølgelig en forringet ensartethed af den ristede kaffe. Derimod anvendes ved den kontinuerlige fremgangsmåde med boblende leje ifølge opfindelsen den spiralformede skrue, som har den virkning at opdele risteapparatet i kamre, hvilket sikrer ensartet retentionstid af kaffe-20 bønner tilført på et givet tidspunkt. En sådan ensartethed af retentionstiden fører til en ønsket ensartethed af den således fremstillede ristede kaffe.

De følgende eksempler illustrerer visse udførelsesformer 25 af opfindelsen.

EKSEMPEL 1 1. 454 mg grøn colombiansk "Mild" kaffe med ca. 10 vægt-% 30 fugtighed blev indført i en "V"-formet perforeret kurv og indført i et chargevis "Ross Dryer" apparat fremstillet af Midland-Ross Co. i New Brunswick, New Jersey, U.S.A.

2. Kaffebønnerne blev derpå ristet ved 232 °C med en has-35 tighed af risteatmosfæren på 1220 m/min, hvilken strømningshastighed var tilstrækkelig til at suspendere bønnerne i et boblende leje. Forholdet luft/bønner var ca.

DK 165214B

17 52 kg luft/kg bønner.

3. Ristningen blev afsluttet efter 2 min og 45 s ved slukning af brænderen og udtagelse af kurven fra "Ross 5 Dryer" apparatet.

4. De ristede bønner blev hurtigt afkølet med en tvungen luftstrømning ved omgivelsernes temperatur. Resultaterne af ristningen er vist i det følgende.

10

Ristefarve: 50 farveenheder 3

Densitet af ristede hele bønner: 0,332 g/cm

Ristefarven blev bestemt ved at formale en prøve af 15 kaffen, udsigte den fine fraktion og komprimere denne i en Carver presse til dannelse af en tablet og bestemme det lys, der reflekteres fra tabletten i forhold til en arbitrær standard, målt ved hjælp af en Photovolt detektor. Fremgangsmåden til måling af ristefarven er detalje-20 ret beskrevet i Coffee Processing Technology, Sivetz og Foote, Westport, Conn., AVI Publishing, bind 2 pp. 132-137.

Densiteten af de ristede hele bønner blev bestemt ved den 25 såkaldte fri-strømningsmetode, hvor ristede hele kaffebønner hældes gennem en tragt og ind i en beholder med kendt volumen. Beholderen og kaffen vejes, beholderens tara-vægt subtraheres, og densiteten beregnes på basis deraf.

30

Den ristede kaffe blev derpå formalet, og der fremstilledes et kaffebryg deraf. Kaffebrygget blev af et ekspertpanel karakteriseret som værende træagtigt, aromatisk og surt med en høj kopstyrke.

35

DK 165214B

18 EKSEMPEL 2 1. Grønne colombianske "Mild" kaffebønner blev ført til en Ross Helical Suspended Particle Dryer (HSP), også 5 fremstillet af Midland-Ross, Co. Dette apparatet er et, hvori bønnerne tilføres til en perforeret roterende cylinder, hvori der findes en spiralformet skrue. Den roterende skrue fremfører den grønne kaffe derigennem. Den ristende atmosfære, en· kombination af forbrændingsgasserne ne fra brænderen og varm luft blæses opad langs den ne-derste længde af cylinderen med en hastighed, der er tilstrækkelig stor til at suspendere bønnerne i et boblende leje. Den cylinder, der anvendtes til dette eksempel, havde et 41 % åbent areal med huller med diameter 0,238 15 cm på 0,357 cm centre.

2. Kaffebønnerne blev tilført til HSP med en hastighed på 16 kg/time. Den perforerede cylinder roterede med en hastighed på 3 omdr./min, hvilket gav en ristningstid på 2 20 min og 30 s. Den indførte ristende atmosfære havde en temperatur på 238 °C, og den blev blæst igennem det boblende leje med en hastighed af ca. 1000 m/min.

3. Bønnerne blev hurtigt afkølet med en tvungen strømning , 25 af omgivende luft efter at være blevet udtømt fra HSP.

Resultaterne af ristningen er vist i det følgende.

Ristefarve: 46 farveenheder 3

Densitet af ristede hele bønner: 0,321 g/cm .

30

Den ristede kaffe blev derpå formalet, og der fremstilledes et kaffebryg deraf. Som i eksempel 1 blev kaffebrygget karakteriseret af et ekspertpanel som værende træagtigt, aromatisk og surt med en høj kopstyrke.

35

Claims (5)

1. Kontinuerlig fremgangsmåde til ristning af kaffe, 5 kendetegnet ved, a) at man kontinuert tilfører grønne kaffebønner til den første ende af en roterende perforeret cylinder, som er delt i rum af en spiralformet skrue, der spåender over cy- 10 linderens længde, b) at man roterer den perforerede cylinder og den deri indeholdte skrue for at fremføre kaffen fuldstændigt derigennem på mellem 2 minutter og 10 minutter, 15 c) at man samtidigt blæser opvarmet gas ved en temperatur i området 200-240 °C opad igennem cylinderen langs hele cylinderens længde med en hastighed på 670-1250 m/min og med et vægtforhold mellem gassen og kaffen på fra 40:1 20 til 150:1, således at kaffen holdes i et boblende leje i hvert rum, hvorved kaffebønnernes temperatur hurtigt nærmer sig ristningstemperaturen og holdes derved i et sammenlagt tidsrum på 2-10 min, indtil den ønskede ristning er opnået, idet tilstanden af boblende leje er en mellem-25 ting mellem et statisk ikke-fluidiseret leje, hvor i hovedsagen ingen af bønnerne er omgivet af den ristende atmosfære, og et fluidiseret leje, hvori i det væsentlige alle bønnerne er suspenderet i den ristende atmosfære, således at det boblende leje er et, hvori den større mas-30 se af kaffebønner er suspenderet i den ristende atmosfære på ethvert givet tidspunkt, og en mindre masse af bønnerne udgør det statiske leje, hvilket fremmer varmeoverfør-sel og får bønnetemperaturen’til at ligge tæt på temperaturen af den ristende atmosfære, og 35 DK 165214B 20 d) at man kontinuert udtager ristet kaffe fra den anden ende af den roterende cylinder.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 5 ved, at de ristede kaffebønners ristede hel-bønne-densi- tet er 0,30-0,50 g/cm^.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den opvarmede gas omfatter opvarmet luft 10 og de varme forbrændingsgasser fra en brænder.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de forudgående krav, kendetegnet ved, at kaffebønnerne er suspenderet i det boblende leje ved et vægtforhold mellem opvar- 15 met gas og kaffe på fra 45:1 til 55:1.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de forudgående krav, kendetegnet ved, at den yderligere omfatter afkøling af bønnerne til en temperatur under 65 °C efter 20 udtømning af bønnerne fra risteapparatet. 25 30 35