DK165215B - Fremgangsmaade til fremstilling af agglomereret pulverkaffe med ristet og formalet udseende - Google Patents

Description

i DK IbbZ lb 15

Opfindelsen angår en ny fremgangsmåde til agglomerering af en øjeblikkeligt opløselig kaffe til opnåelse af et slutteligt agglomereret produkt, der har et udseende som ristet og formalet kaffe.

5

Siden man først indførte agglomerering, har man gennemført mange forsøg på at fremstille et agglomereret kaffeprodukt, der har et ristet og formalet udseende. Et sådant udseende ville frembringe et gunstigt indtryk hos 10 forbrugeren, hos hvem udseendet af ristet og formalet kaffe ækvivalerer med smagen og kvaliteten af frisk brygget kaffe. Produktet må imidlertid tillige tilfredsstille andre kriterier for at være acceptabelt for forbrugeren.

F.eks. skal produktet have en løs massefylde, der er til-15 strækkelig til at frembringe omtrent en kop kaffe pr. teskefuld produkt. Hvis produktet har for høj massefylde, vil der fremkomme en kaffe, der er for stærk, og hvis produktet ikke har en tilstrækkelig massefylde, vil kaffen blive for svag. Produktet må også udvise en tilstræk-20 kelig strukturel styrke, således at der ikke fremkommer et stort antal fine partikler, og produktet skal have et mørkt, attraktivt udseende og skal passende udvise varierende farver. Desuden bør produktet være hurtigt opløseligt uden ledsagende skumfrembringelse, og produktet bør 25 have omtrentligt den samme partikelstørrelsesfordeling som ristet og formalet kaffe. Desuden skal produktet kunne fremstilles til i kommerciel henseende attraktive priser for at kunne accepteres kommercielt.

30 Et forsøg på at agglomerere instant kaffe er beskrevet i US patentskrift nr. 2 977 202, udstedt til Sienkiewicz et al og med benævnelsen "agglomeringsproces", og denne tekniske lære er typisk for den tidlige kendte teknik på det område, der omfatter agglomerering af opløselig kaffe.

35 Patentet beskriver en agglomereringsproces, hvor et plan af separat anordnede pulverpartikler, der bevæger sig i en primær retning, fortrinsvis i form af et faldende gar-

DK 165215B

2 din, bliver kontaktet af en strøm af vanddamp, hvorved partiklernes strømningshastighed ændres. Når partiklerne i gardinet træder ind i strømmen af vanddamp, bliver de øjeblikkeligt befugtet. Ved at blive rettet i retning af 5 strømmen af vanddamp bringes de i kontakt med hinanden. Muligheden for kontakt eller kollision resulterer i en større procentdel af agglomerering. Den turbulens, der frembringes af strømmen af vanddamp, frembringer en maksimal mulighed for kollision eller kontakt mellem de be-10 fugtede partikler. US patentskrift nr. 3 554 760 udstedt til Sienkiewicz et al er en forbedring af det før angivne patent, involverende anvendelsen af øvre og nedre strømme af vanddamp, der rammer det faldende gardin af pulver. De øvre strømme af vanddamp danner agglomerater med varie-15 rende størrelse, massefylde og fugtighedsindhold; de lavere strømme virker på den måde, at de yderligere befug-ter agglomeraterne og gør dem mere ensartede hvad angår massefylde, størrelse og fugtighedsindhold. Ved denne proces fremkommer der imidlertid en uregelmæssig, uorga-20 niseret aggregatmasse, der ikke udviser noget overfladeudseende svarende til ristet og formalet kaffe.

På den anden side beskriver US patentskrift nr.

3 716 373, udstedt til Rhodes et al, en fremgangsmåde til 25 fremstilling af en instant kaffeblanding i form af frit strømmende opløseligt agglomereret kaffe, der omfatter, at man formaler opløselige kaffepartikler og danner klynger deraf ved at tilføre de formalede partikler til en vibrerende fordelerkasse. I kassen bibeholdes der en til-30 strækkelig dybde af formalede partikler, således at partiklerne i det væsentlige komprimeres og danner de ønskede klynger, når de frigøres fra kassen. De resulterende klynger indføres i en zone, hvori de befugtes og opvarmes, hvorved der dannes et granulært pulver, som 35 derpå tørres: agglomererede pulvere med en løs massefylde 3 fra 0,25 til 0,40 g/cm og en farve fra 28 til 40 Lumetron enheder fremstilles derpå. Dette produkt er så-

Ulv I ΌΌ£. i u υ 3 ledes tæt og relativt lyst i farven.

Britisk patent nr. 1 276 437 i navnet Rhodes og Clark fremstiller en forbedring af den før angivne fremgangs-5 måde; det agglomerat, der fremstilles ved denne forbedrede proces, kan have et lavere interval for løs massefylde, hvis udgangsmaterialet ligeledes har en lavere massefylde end det normale, sprøjtetørrede kaffepulver, der blev anvendt ved den fremgangsmåde, der er beskrevet i US 10 patentskrift nr. 3 716 373. Det britiske patent tilhørende Rhodes et al beskriver tørringen af et skumagtigt produkt til fremstilling af et udgangsmateriale, der har en 3 løs massefylde før formaling på 0,05 til 0,18 g/cm ved et residualt fugtighedsindhold på mellem 2 og 7 vægt-%; 15 det siges, at agglomeratet har en løs massefylde på mel- 3 lem 0,22 og 0,34 g/cm , en farve fra 28 til 50 Lumetron enheder og en hårdhed under 10. Dette produkt har således en lys farve.

20 En yderligere fremgangsmåde er den, der er beskrevet i engelsk patent nr. 2 006 603, udstedt til Morgan et al, og hvori man beskriver et kaffeprodukt, der består af frit strømmende agglomerater, der omfatter opløselige kaffepartikler og fint formalet, ristet kaffe, hvorved 25 den fint formalede, ristede kaffe foreligger i en mængde på mellem 2 og 20 vægt-%. Et produkt med et ristet og formalet udseende beskrives ikke.

Mens der således på området for den kendte teknik, der 30 omhandler kaffe, foreligger et meget stort antal eksempler på måder, hvorpå man kan agglomerere kaffeprodukter, foreligger der stadig et behov for en fremgangsmåde til fremstilling af en agglomereret, instant kaffe, som vil resultere i et produkt, der udviser et sandt udseende som 35 ristet og formalet kaffe, mens det samtidigt udviser en acceptabel massefylde, er tilstrækkeligt stærk, har en passende mørk farve og kan fremstilles med hastigheder,

DK 165215 B

4 der er acceptable i kommerciel henseende.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af et agglomereret instant kaffeprodukt, der har et ristet og 5 formalet udseende. Man formaler sprøjtetørret instant kaffe for at fremstille et pulver med en gennemsnitlig partikelstørrelse på 25 til 75 am med en standardafvigelse af mellem 35 og 75%. Dernæst tilpasser man kohæsionen af pulveret sådan, at pulveret vil strømme og vil binde 10 sig til sig selv med eller uden en let kompression. Kohæsionen kan tilpasses på' mange forskellige måder, såsom ved at tilsætte olie til pulveret, tilsætte kolloidale partikler til pulveret, kontrollere pulverets elektrostatiske kræfter, forøge pulverets fugtighedsindhold og kom-15 binationer af disse forhold. Efter at pulverets kohæsion er tilpasset, dannes der regulært formede, løst bundne, strukturelt intakte klynger. Klyngerne har en størrelse af mellem 800 og 2100 am. Den ydre overflade af klyngerne smeltes til en dybde på mellem 5 og 30 am, og klyngerne 20 bliver derpå tørret og sigtet til frembringelse af et agglomereret instant kaffeprodukt med en massefylde mellem 3 - ca. 0,20 og 0,28 g/cm , en hårdhedsværdi af under 8, en farve på 17 til 24 Lumetron enheder og en gennemsnitlig agglomeratstørrelse på mellem 800 og 1300 am.

25 Når man gør brug af denne fremgangsmåde, frembringes der med i kommerciel henseende acceptable hastigheder en agglomereret instant kaffe, der har mørk og varieret farve, en smeltet overflade og en størrelse, der frembringer et 30 udseende som en ristet og formalet kaffe. Ydermere har produktet en lille massefylde, der frembringer ca. 1 kop kaffe pr. teskefuld instant kaffe, og det er letopløseligt i vand.

35 For at opnå et agglomerat med de passende produktegenskaber formaler man sprøjtetørret instant kaffe til en gennemsnitlig partikelstørrelse mellem 25 og 75 um, for- 5

UK ΙΟΟ^ΊΟB

trinsvis mellem 30 og 50 am, med en standardafvigelse på 35 til 75%. Det anvendte formalingsorgan bør fortrinsvis være kombineret med et luftklassificeringsorgan, der vil frembringe partikelstørrelser med en minimal afvigelses-5 grad fra denne ønskede am-størrelse. Det luftklassificerede pulver vil have en standardafgivelse hvad angår partikelstørrelsen på 35 til 55, fortrinsvis 40 til 50%. Det sprøjtetørrede produkt fremstilles af ekstrakter af 20 til 65% opløselige tørstoffer. Det sprøjtetørrede pro-10 dukt, der er et resultat af lavere koncentration af ekstrakter, er generelt hule kugler med en diameter på 150 til 300 am med en vægtykkelse af 4 til 30 am. Når disse kugler formales, frembringer de partikler, der har form som små plader. Sprøjtetørret materiale, der er fremstil-15 let under anvendelse af ekstrakter med højere koncentrationer, giver sædvanligvis anledning til fremkomsten af porøse, uregelmæssigt formede partikler. Størrelsen af disse partikler er 60 til 110 am. Når disse uregelmæssigt formede partikler formales, frembringer de kubisk formede 20 partikler. Kubiske partikler har tendens til dannelse af klynger med mindre massefylde.

Efter formaling kan pulveret afkøles til en temperatur mellem 4 og 21 °C. Ved afkøling understøttes dannelsen af 25 et mørkere, slutteligt produkt. Et eksempel på et udstyr, som vil gennemføre denne afkøling, er en køler af mærket Rotex. Med dette udstyr føres pulveret gennem enheden, og det afkøles indirekte ved hjælp af et cirkulerende, flydende medium, der kan være vand eller fortrinsvis propy-30 lenglycol. Andre midler til afkøling af pulveret vil være indlysende for den sagkyndige.

Op til 40 vægt-% af ikke formalet, sfærisk opløseligt kaffemateriale kan sættes til det formalede materiale. De 35 ikke formalede sfæriske kaffematerialer omfatter ikke formalet, sprøjtetørret instant kaffe ("reseed"). Disse ikke formalede pulvere har et partikelstørrelsesinterval

DK 165215B

6 mellem 5 og 280 urn, men fortrinsvis mellem 25 og 65 μΐη.

Ifølge opfindelsen skal kohæsionen af det formalede og klassificerede pulver, inklusive eventuelt tilsatte, ikke 5 formalede sfæriske partikler, tilpasses. Det har vist sig, at kohæsionen af det formalede og klassificerede pulver er utilstrækkelig til dannelse af klynger med egenskaber, der er passende til frembringelse af produktet ifølge opfindelsen til kommercielt acceptable priser.

10 Utilstrækkelig kohæsion resulterer i klynger, der kræver for stor kompression til sin dannelse. Det sluttelige produkt vil således have for stor massefylde eller vil mangle den ønskede farve eller den påkrævede styrke. Hvis på den anden side partiklerne udviser en for stor kohæ-15 sion, vil de ikke strømme, og dette vil resultere i vanskeligheder i forbindelse med strømningshastigheden under behandlingen. Hvis imidlertid kohæsionen er passende tilpasset, vil pulveret danne en løst pakket klynge, der vil holde sig sammen under yderligere behandling. Der kan så-20 ledes dannes en klynge, som slutteligt vil resultere i et produkt, der har en passende massefylde med passende farve, størrelse og sprødhed. Det vil ydermere være muligt at behandle disse klynger med høje hastigheder under kommerciel fremstilling. Passende kommercielle hastigheder 25 er mindst 181 kg pr. time, fortrinsvis mindst 363 kg pr. time, især mindst 454 kg pr. time.

Pulverets kohæsion kan tilpasses under anvendelse af mange forskellige metoder, der omfatter, at man tilsætter 30 olie til pulveret, før man danner klyngerne, at man tilblander kolloidale partikler til pulveret, at man tilpasser de elektrostatiske kræfter af pulveret med yderligere partikelstørrelseskontrol, at man forøger fugtigheds-indholdet af pulveret, og kombinationer af disse metoder.

Når der tilsættes olie til kaffepulveret for at tilpasse kohæsionen, kan olien være enhver passende olie eller et- 35

UIV ΙΌΟέ. I O D

7 hvert passende lipid, der er i stand til at overtrække pulveret, såsom kaffeolier, vegetabilske olier og lignende. Mængden af tilsat olie bør ligge mellem 0,01 og 1,0 vægt-%, og fortrinsvis mellem 0,05 og 0,1 vægt-%, baseret 5 på pulverets vægt. Olien kan tilsættes til pulveret på mange forskellige måder, såsom blanding med eller sprøjtning på den sprøjtetørrede kaffe før eller efter formaling. Fortrinsvis tilsættes olien før formalingen, således at den bliver grundigt blandet med pulveret.

10

Hvis kohæsionen skal tilpasses ved tilsætning af kol-loidale partikler, kan man anvende kolloidalt formalet, ristet kaffe med en partikelstørrelse mellem 5 og 25 um, fortrinsvis mellem 10 og 15 am. Mængden af kolloidale 15 partikler bør ligge mellem 1 og 15 vægt-%, fortrinsvis mellem 3 og 12 vægt-%, baseret på vægten af pulveret. De kolloidale .partikler tilsættes til det sprøjtetørrede pulver før eller efter formaling og blandes grundigt dermed. Fortrinsvis tilsættes de kolloidale partikler før 20 formaling.

Kohæsionen af det formalede pulver kan tilpasses ved at kontrollere de elektrostatiske kræfter af pulveret ved snæver kontrol af partikelstørrelsen, fordelingen og for-25 men af det formalede pulver og ved at kontrollere den elektriske ledningsevne af materialer, som partiklerne er i kontakt med og fugtigheden af deres omgivelser. Man kan opnå en passende kohæsion ved at anvende pulver, der har et partikelstørrelsesinterval fra 25 til 35 am med en 30 standardafvigelse på fra 40 til 50%. Pulveret bør derefter kun kontakte materiale med lav elektrisk ledningsevne i et miljø med lav fugtighedsgrad.

Kohæsionen af det formalede pulver kan også tilpasses ved 35 at forøge fugtighedsindholdet af pulveret til over ca.

3,5 vægt-%. Fugtigheden kan tilsættes på passende måde, såsom ved at sprøjte vand på pulveret før eller efter

DK 165215 B

8 formaling og ved grundigt at tilblande den.

En fremgangsmåde til beskrivelsen af et pulvers kohæsion kan udtrykkes ved pulverets kohæsionsindex, der er defi-5 neret som forskellen mellem pulverets løse dispersibili-tet minus dets pakkede dispersibilitet divideret med dets løse dispersibilitet, f.eks. udtrykt som [(løs dispersibilitet - pakket dispersibilitet)/løs dispersibilitet].

Den løse dispersibilitet og den pakkede dispersibilitet 10 kan bestemmes under anvendelse af standard-dispersibili-tetsmetoder, såsom dem, der opnås på en Hosokawa Powder Characteristics Tester, der kan rekvireres fra Howokawa Iron Work, Ltd., fra Osaka, Japan. Den pakkede dispersibilitet opnås ved først at pakke pulveret i en Hosokawa 15 massefyldekop, som beskrevet i sektionen for massefylde i Hosokawa's driftsvejledning. Efter at pulveret er nivelleret, udskærer man .omhyggeligt 10 g pulverklumper af koppen. Dette må gøres omhyggeligt for ikke på overdreven måde at sønderbryde det komprimerede pulver. Dernæst be-20 stemmes dispersibiliteten af klumperne på samme måde som det ikke komprimerede pulver. På basis heraf bestemmes kohæsionsindex som beskrevet i det foregående. Passende kohæsionsindices ligger mellem 0,20 og 0,85, fortrinsvis mellem 0,30 og 0,70, især mellem 0,35 og 0,50.

25

Efter at man har fremstillet pulveret med de passende tilpasninger for kohæsionen skal det tildannes til klynger. Der fremkommer klynger med lavere massefylde under anvendelse af formalet pulver med større partikelstørrel-30 se, men en større kohæsionsgrad er nødvendig for at binde pulveret til sig selv og bibeholde pulverets strukturelle integritet. Det ønskes ydermere it fremstille klynger, der har en regulær form. Ved regulær form menes i det væsentlige kubisk, sfærisk eller lignende former. Klynger 35 kan fremstilles ved kompression, hvilket kan opnås ved at udsætte pulveret for vibration. Et vibrerende trug eller en vertikal forrådsbeholder, der vibrerer, kan anvendes

DK 165215B

9 til frembringelse af de nødvendige kompressionskræfter.

Det ønskes at koncentrere pulverstrømmen gennem vibratorerne for at undgå problemer knyttet til overføring af vibrationer over lange afstande. Pulveret vil passende 5 strømme gennem vibratoren med en hastighed af 4,5 kg pr. minut pr. cm af vibratoråbning for tilført materiale, fortrinsvis med en hastighed af 13,4 kg pr. minut pr. cm.

Hvis man forøger vibrationskræfterne, fremkommer der en forøgelse af kompressionen. For stor en kompression frem-10 bringer en godt tildannet klynge, der dog har meget høj massefylde, mens for ringe kompression ikke vil muliggøre, at partiklerne holder sig sammen under behandlingen. Da det er ønsket at frembringe et produkt med lav massefylde, foretrækkes det, at man kun arbejder med et 15 minimum af kompressionsenergi, der er nødvendigt for at holde pulveret sammen. Et passende kohæsionsindeks muliggør anvendelsen af minimal kompressionsenergi. Ensartetheden af klyngerne forbedres ved at føre klyngerne gennem en vibrerende, fraktionsdannende sigte. Denne sigte giver 20 anledning til dannelsen af klynger med ensartet størrelse, og den udglatter klyngernes kanter. Sigtestørrelsen, vibrationsamplituden, mesh-størrelsen og tråddiameteren må omhyggeligt tilpasses til gennemgangskapaciteten og pulverets kohæsion for at forhindre sønderbrydning af de 25 skøre klynger. Fortrinsvis varierer sigten mellem 6 og 12 mesh.

Yderligere vil sigten kontrollere størrelsen af klyngerne, der passende vil have en partikelstørrelse i inter-30 vallet mellem 800 og 2100 am, fortrinsvis fra 900 til 1900 am. Massefylden af de dannede klynger vil passende 3 variere fra 0,5 til 0,9 g/cm , fortrinsvis fra 0,6 til 3 0,8 g/cm .

35 Når klyngerne først er dannet, er det nødvendigt at smelte overfladen af klyngerne for at frembringe den ønskede farve og det ønskede udseende og for at minimere sønder-

DK 165215B

10 brydningen under håndtering. Der kan anvendes vanddamp for at smelte en tynd film af klyngeoverfladen, hvilken film ved tørring danner en stærk skorpe. Skorpetykkelsen ligger mellem 10 og 15 am. Desuden vil den anvendte damp-5 mængde påvirke farven og massefylden af partikelformen. Anvendelse af mere vanddamp resulterer i en mørkere farve og et stærkere produkt, men et mindre og mere massefyldigt produkt.

10 Klyngerne bringes i kontakt med vanddamp i en frit faldende tilstand. De frit faldende klynger kan foreligge i et enkelt gardinmønster eller i multiple, parallelle gardinmønstre. Når der anvendes tre parallelle gardinmønstre, har det vist sig, at hastighederne i høj grad 15 kan forøges ved en lille forøgelse af den anvendte vanddampmængde. Vanddampen til agglomerering kan være enten mættet eller overhedet. Den relative mængde af anvendt vanddamp må simpelthen være tilstrækkelig udelukkende til dannelse af den før angivne skorpe. Vanddamphastigheden 20 bør være så stor, at den er utilstrækkelig til at sønder-bryde klyngerne, når de først er dannet, og dog må mængden af tilstedeværende vanddamp være tilstrækkelig til delvist at forflydige den eksterne overflade af klyngerne uden at gennemtrænge den indre kerne deraf. Passende 25 vanddamphastigheder er under 15,2 m/sekund, fortrinsvis under 12,1 m/sekund. Kontakt med vanddamp vil frembringe et agglomerat, hvor klyngernes ydre hærdes og har en mørkere farve end det indre deraf, hvorved det indre deraf har omtrentligt den samme farve som det udgangsmateriale, 30 der omdannes til klynger. Passende vil forholdet mellem vanddamp og pulver ligge mellem 2:1 og 12:1.

Efter at de smeltede klynger har fået kontakt med vanddampen, tørres de i en atmosfære, der minimerer en mulig 35 agglomerering af typen klynge-til-klynge. En sådan tørring udføres passende i den lavere sektion af et tårn, mens agglomeraterne stadig befinder sig i en frit falden-

DK 165215B

11 de tilstand. En lufttemperatur i tørreren (indgang) over 93 °C og under 232 °C vil være almindelig, i et typisk tilfælde 143-204 °C for indgangen og en udgangstemperatur af størrelsesordenen 93 °C. Slutteligt vil dette mate-5 riale yderligere tørres og afkøles ved at blive transporteret fra tårnet til et .vibrerende trug efter udtagningen fra tårnet, som det er kendt på området.

Efter tørring kan agglomeraterne sigtes for at fjerne 10 partikler, der er for små eller for store. Den gennemsnitlige størrelse af agglomeraterne ifølge opfindelsen ligger mellem 800 og 1300 am, fortrinsvis mellem 1000 og 1150 am. Yderligere vil de smeltede agglomerater have en 3 løs massefylde fra 0,20 til 0,28 g/cm , fortrinsvis mel- 3 15 lem 0,22 og 0,26 g/cm , og de er hurtigt opløselige i vand. Op til 60% af agglomeraterne kan være et materiale, der har for stor eller for lille partikelstørrelse, og som kan blive tilbageført til udgangsmaterialet til formalingsorganet og formales sammen med det sprøjtetørrede 20 pulver.

Ca. 5% af overfladen af agglomeraterne vil være lysere farvet end den resterende del, hvilket resulterer i et varierende farvet eller broget udseende. Denne brogethed 25 af produktet skyldes tilstedeværelsen af nogle mindre mængder af sønderbrudte agglomerater, der er dannet ved slid under processen efter vanddamp-agglomereringen. Som før angivet bibeholder den indre kerne af agglomeratet sin lysere farve. Der vil således som helhed betragtet 30 fremkomme et broget udseende på grund af kontrasten mellem de mørkere partikler, der er repræsenteret ved den smeltede ydre skorpe og det lysere materiale, der er repræsentativt for de agglomerater, der er sønderbrudt.

35 Som før angivet vil agglomeratet udvise en hårdhedsværdi under 8, dvs. der frembringes under 8% fine partikler under målingen. En hårdhedsværdi på under 8 ville svare til

DK 165215 B

12 et agglomerat, der udviser en god mekanisk styrke, både i dåsen og i forbindelse med forbrugerens anvendelse deraf.

Man kan måle hårdheden ved følgende simple forsøg, der er angivet i det før angivne US patent nr. 3.716 373; 100 g 5 af den prøve, der skal undersøges, bliver først forsigtigt sigtet for at fjerne fine partikler under 36 mesh. Prøverne bliver derpå udsat for mere intens vibration under anvendelse af en yderligere sigtning i et standardtidsrum af 5 minutter, og man gennemfører en sigteanalyse 10 for at bestemme den mængde, der passerer gennem 36 mesh sigten. Den komparative hårdhed af granulatet, som giver et mål for en partikels mekaniske styrke, udtrykkes som den procentdel på vægtbasis, som passerede gennem 36 mesh sigten under den anden sigtning. Når produktets hårdhed 15 forøges, aftager hårdhedsværdien. En hårdhedsværdi på 10 eller derover anses for at være utilfredsstillende hvad angår påfølgende håndterings- og emballeringsoperationer. Produkter, der er fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, har en komparativ hårdhedsværdi, der gene-20 relt er mindre end 8. Fortrinsvis vil produkterne fremstillet ifølge opfindelsen have en hårdhedsværdi under·4.

Agglomeraterne ifølge opfindelsen har et mørkt udseende, der varierer mellem 17 og 24 Lumetron enheder. Farven af 25 kaffeblandingen kvantificeres her i såkaldte Lumetron enheder, der er et mål for den reflekterede farve af det agglomererede pulver fra en lyskilde af tristimulus-typen. Med henblik på dette formål indføres pulveret i en lille, flad skål, og målingerne udføres med et Photovolt 30 refleksionsmeter fremstillet af Photovolt Corporation i New York og anvendt som beskrevet i deres brochure for model 575, der er et refleksions- og glansmålende apparat. For at fortolke de her angivne talværdier kan det angives, at de kommercielle ristede og formalede kaffe-35 pulvere, der normalt kan rekvireres i USA, har en Lumetron værdi af mellem 45 og 70 enheder (lyse farver), mens kaffe af expresso-typen har en Lumetron værdi af 20

DK 165215B

13 til 30 enheder (mørke farver) ved lignende partikelstørrelser.

Opfindelsen skal yderligere illustreres ved de følgende 5 eksempler.

EKSEMPEL 1

En agglomereret instant kaffe med den ønskede form blev 10 fremstillet under anvendelse af følgende proces. Sprøjtetørret pulver med et fugtighedsindhold af ca. 3,0% fremkom ved at sprøjtetørre kaffeekstrakt, der indeholder ca.

55% tørstoffer. 181 kg pr. time af pulver blev derpå tilført til et 30,5 cm x 50,8 cm vandret vibrationstrug 15 fremstillet af Eriez Magnetics Corporation. Når pulveret strømmede over truget, sprøjtede man 0,075 vægt-% kaffeolie på pulveret under anvendelse af en 1/4 J luftforstøvende dyse fremstillet af Spraying Systems Co. Det med olie overtrukne pulver blev derpå formalet under anven-20 delse af et formalingsapparat af modellen 10 ACM Mikro Pulverizer, fremstillet af Pulverizing Machinery Division i Mikropul Corporation. Pulveret blev formalet til en partikelstørrelse af 40 um med en variation fra gennemsnittet af 53,6%. Under disse betingelser fremkom der et 25 pulver med et kohæsionsindex på 0,47.

Pulveret blev derpå ført til et Siletta® tilførselsorgan, fremstillet af Solids Flow Control Corporation. Det anvendte tilførselsorgan var en vertikal opbevaringsbehol-30 der, der havde en cylindrisk topsektion og en konisk bundsektion. Der forelå en 15,2 cm x 15,2 cm bakke med tre VANES anordnet 33° over vandret plan oven over opbevaringsbeholderens bund, i ophængt tilstand. Strømning gennem bakken blev induceret ved en Eriez vibrator, der 35 var knyttet til siden af bakkens hus. Vandrette vibrationer, der frembragte flytninger på 0,051 cm med 60 cykler pr. sekund tilvejebragte pulverkompression inden i

DK 165215B

14 opbevaringsbeholderen, og desuden strømning af pulver fra opbevaringsbeholderen. Tre separate gardiner af pulver med strømningshastigheder på ca. 227 kg pr. time fremkom fra tilførselsorganet (de 227 kg pr. time bestod af en 5 tilført strøm plus en recirkulerende strøm). Man anvendte en højdedifferens af pulveret i opbevaringsbeholderen på 0,3 m.

De faldende klynger af pulver førtes derpå gennem en 8 10 mesh - 0,071 cm (tråddiameter) vibrationssigte, der er anordnet vandret, og som tjente til at størrelsesfraktionere klyngerne. Sigten blev bragt i vibration med en forskydning af 0,076 cm med 60 cykler pr. sekund. Sigten var anordnet ca. 1,27 cm under den med 3 spalter forsyne-15 de bakke, og den vibrerede vinkelret på pulvergardinerne.

Det faldende gardin af ensartede klynger blev derpå bragt i kontakt med vanddamp, der strømmede ud fra dyserne. De første to dyser gjorde brug af vanddamp med lav hastighed 2 20 tryk på henholdsvis 0,14 og 0,28 kg/cm , for udeluk kende at befugte overfladelaget af partiklerne. Dette muliggjorde, at der dannedes en skorpe rundt omkring partiklerne. Den tredie dyse gjorde brug af vanddamp med høj hastighed for at støde partiklerne ind i et tørretårn.

- 25 Vanddampen med høj hastighed havde ikke tilstrækkelig turbulens til at bryde skorpen. Man gjorde brug af et totalt forhold vanddamp til pulver på 3/1.

Det våde pulver blev derpå tørret inden i tårnet. Betin-30 gelserne i tårnet omfattende en luftstrømning af 59,5 3 m /minut, en indgangstemperatur på 204 °C og en udgangstemperatur af luften på 104 °C.

Efter tørring blev pulveret sigtet med en 6 mesh sigte 35 med tråddiameter på 0,089 cm for at fjerne for store partikler og en 14 mesh sigte med tråddiameter 0,081 cm for at fjerne for små partikler. Det sluttelige produkt havde

DK 165215B

15 3 en massefylde på 0,27 g/cm , et fugtighedsindhold på 3,7%, en farve af 22,0 Lumetron enheder, en hårdhed på 3 og et ristet og formalet udseende.

5 EKSEMPEL II

En agglomereret instant kaffe med et ristet og formalet udseende omfattende en vis grad af brogethed blev fremstillet i henhold til følgende proces. Man fremstillede 10 et udgangsmateriale af følgende komponenter: 85% for malet, sprøjtetørret pulverprodukt fra 25% ekstrakt af en gennemsnitlig partikelstørrelse på 38 um, 10% ikke formalet, lignende sprøjtetørret pulver med en gennemsnitlig partikelstørrelse på 142 Mm, og 5% kolloidal ristet og 15 formalet kaffe med en partikelstørrelse af 17 um.

Udgangsmaterialet havde et fugtighedsindhold på totalt ca. 3,9%. Dette udgangsmateriale blev indført på et vibrerende tilførselsorgan med varemærket Syntron® fremstillet af FMC Corporation. Udgangsmaterialet dannede en 20 masse med en dybde på det vandrette vibrerende tilførselsorgan på under 2,54 cm og en opholdstid i enheden på ca. 10-30 sekunder, hvorved den variable opholdstid og vinkel mod vandret plan varierede med portionens størrelse og den ønskede størrelse af klyngerne samt formule-25 ringen af blandingen. Mens udgangsmaterialet forelå i det vibrerende tilførselsorgan, frembragtes der små klynger.

Ved udgangen af det vibrerende tilførselsorgan passerede klyngerne med et frit fald gennem en sigte, der havde åbninger, som var ca. 6 mesh. Efter at de for store klynger 30 var sorteret fra af sigten, blev de klynger, der passerede gennem sigten, bragt i kontakt med vanddamp, der var tilstede i en mængde af 3:1 (vanddamp til pulver), hvorved vanddampen havde en temperatur på 85 til 88 °C ved kontaktpunktet med klyngerne, hvilket var ca. 2,54 cm fra 35 vanddampdyserne. Hastigheden af vanddampen var en sådan, at individuelle klynger blev ført ind som en strøm i tårnet, der udviste de ovenfor specificerede tørrebetingel-

DK 165215B

16 ser, hvor de fik lov at falde uden at få kontakt med hinanden, og hvor de blev tørret. Den producerede agglomere- . 3 rede instant kaffe havde en løs massefylde pa 0,25 g/cm , en hårdhed på 7,7, en farve på 21,5 Lumetron enheder og 5 en grad af spraglethed, som bidrog til det totale indtryk og udseende af ristet og formalet kaffe.

EKSEMPEL III

10 En agglomereret instant kaffe blev fremstillet ud fra et udgangsmateriale, der bestod af en blanding af: 65% formalet, sprøjtetørret, instant kaffe udvundet fra 55% ekstrakt og med en gennemsnitlig partikelstørrelse af 45 am, 25% "reseed", hvorved "reseed" er ikke formalet og med en 15 partikel størrelse af ca. 56 am, og 10% kolloidalt ristet og formalet kaffe med en partikelstørrelse på ca. 12 am. Udgangsmaterialet havde et totalt fugtighedsindhold på ca. 4,3%, hvorved hver af bestanddelene havde følgende fugtighedsindhold: ikke formalet, sprøjtetørret pulver 20 4,5%; "reseed" 2,8% og kolloidalt ristet og formalet kaf fe 2,9%. Udgangsmaterialet blev indført på det vandrette, vibrerende tilførselsorgan på lignende måde som den, der blev anvendt i eksempel II. Derefter kom klyngerne i kontakt med vanddamp ved et forhold mellem vanddamp og pul-25 ver på ca. 10:1. Hastigheden af vanddampen var utilstrækkelig til at sønderbryde klyngerne, men den var tilstrækkelig til frembringelse af en strøm af klynger, der blev ført ind i et tørretårn. Den således fremstillede, agglo-mererede instant kaffe havde en løs massefylde på ca.

30 0,23 g/cm , en hårdhed på ca. 4, en farve på ca. 20

Lumetron enheder og en grad af brogethed, der bidrog til det totale udseende af agglomeratet som ækvivalent med udseendet af ristet og formalet kaffe.

35

DK 165215B

17

EKSEMPEL IV

Man fremstillede sprøjtetørret pulver med et fugtigheds-indhold på 2,94% ved at sprøjtetørre kaffeekstrakt, der 5 indeholder ca. 40% tørstoffer. Man fremstillede en blanding ved at tilsætte 5% kolloidal, ristet og formalet kaffe med en partikelstørrelse på 25 am til 95% af den sprøjtetørrede kaffe. Blandingen blev blandet i en båndblander. Blandingen blev derpå transporteret med en luft-10 strøm og formalet under anvendelse af en mølle af varemærket Bauermeister, model nr. UZU11. Møllen blev drevet med en hastighed på 3000 omdrejninger/minut og gjorde brug af en 4 mm sigte til fremstilling af et pulver, der har en gennemsnitlig partikelstørrelse på ca. 48 am. Der-15 på tilsatte man "reseed" til den formalede blanding i en koncentration svarende til 15 vægt-%. Pulveret blev derpå ved tyngdekraftens hjælp tilført til et Siletta® tilførselsorgan fremstillet af Solids Flow Control Corporation. Dernæst blev pulveret tilført til et Syntron vibrations-20 bakketilførselsorgan (model BF2A) med en dybde af massen på fra 3,8 cm ned til 0,64 cm. Opholdstiden af pulveret på bakken var ca. 5 til 15 sekunder. Pulveret blev bortledet på en 5 mesh sigte, der blev holdt i vibration af en Syntron aktivator (model F152).

25

Klyngerne blev derpå udsat for vanddamp med lav hastighed for at smelte klyngernes ydre overflade. Temperaturen af vanddampen var 121 °C, og der anvendtes to dyser for at indføre vanddampen. Hastigheden af vanddampen i den før-30 ste dyse var 7,9 m/sekund. Hastigheden af vanddampen i den anden dyse var 10,1 m/sekund. Forholdet mellem vanddamp og pulver var 2,2:1. Tørretårnet gjorde brug af indgangsluft med en temperatur af 152 °C, og udgangsluften var 96 °C. Det tørrede pulver blev derpå sigtet gennem en 35 Rotex sigte med 6/20 mesh.

DK 165215B

18 3

Det færdige produkt havde en massefylde på 0,26 g/cm , en hårdhed på 4,1, en farve på 23,5 Lumetron, en gennemsnitlig partikelstørrelse på 1246 um, og et ristet og formalet udseende.

5

EKSEMPEL V

I dette eksempel gjorde man i det væsentlige brug af betingelserne fra eksempel IV, med undtagelse af, at blan-10 dingen af den 5% kolloidale ristede og formalede kaffe og 95% sprøjtetørret kaffe blev formalet til en gennemsnitlig partikelstørrelse på ca. 60 um. Der anvendtes intet "reseed". Produktet lignede i det væsentlige produktet fra eksempel IV.

15 20 25 30 35

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et agglomereret pul-5 verkaffeprodukt, der har et ristet og formalet udseende, kendetegnet ved, a. at man formaler sprøjtetørret pulverkaffe til pulver med en gennemsnitlig partikelstørrelse mellem 25 og 10 75 μπι med en standardafvigelse mellem 35% og 75%, b. at man tilpasser pulverets kohæsion til et kohæsions-index mellem 0,20 og 0,85 sådan, at det vil strømme og vil sammenbindes med en let kompression, 15 c. at man danner løst sammenbundne, strukturelt intakte klynger på basis af det kohæsivt tilpassede pulver, hvilke klynger har en størrelse mellem 800 og 2100 nm, 20 d. at man smelter klyngernes ydre overflade til en dybde på mellem 5 og 30 »m, og e. at man tørrer de smeltede klynger til fremstilling af 25 en agglomereret pulverkaffe, der har en massefylde på 3 fra 0,20 til 0,28 g/cm , en hårdhedsværdi under 8 og en farve på 17 til 24 Lumetron enheder.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 30 ved, at de tørrede klynger sigtes.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at agglomeraterne har en gennemsnitlig størrelse mellem 800 og 1300 mn. 35

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at klyngerne yderligere indeholder mellem 0,01 vægt- DK 165215B 20 % til 1,0 vægt-% olie, baseret på vægt af det formalede pulver.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet 5 ved, at olien vælges blandt kaffeolier og vegetabilske olier.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at klyngerne yderligere omfatter mellem 1 vægt-% og 10 15 vægt-% kolloidale partikler på basis af vægten af det formalede pulver.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at de kolloidale partikler har en størrelse mellem 5 15 og 25 wm.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at op til 60% af for små og for store agglomerater recirkuleres til det sprøjtetørrede pulver før formaling. 20 25 30 35