ES2569087T3

ES2569087T3 - Productos de café y procesos relacionados

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Publication number: ES2569087T3
Application number: ES11738552.6T
Authority: ES
Inventors: Gerald O. Fountain; Alan Gundle; Won Cheal Kang
Original assignee: Koninklijke Douwe Egberts BV
Current assignee: Koninklijke Douwe Egberts BV
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2016-05-06
Anticipated expiration: 2031-07-15
Also published as: JP5799096B2; KR101840070B1; KR20140007318A; CA2805488A1; CN103918850A; JP2016127868A; BR112013000929A2; GB2482032A; EP2659785A1; JP2015107137A; UA110940C2; EP2592940A1; GB201012034D0; EP2659785B1; US20140261002A1; PL2592940T3; RU2013103424A; UA128517C2; US9357791B2; IL247689A0

Abstract

Un proceso de moler café incluyendo los pasos de: a) introducir partículas de un precursor de café tostado a una cámara de molienda; b) introducir partículas de café soluble a la cámara de molienda; c) lanzar un gas a la cámara de molienda para movilizar las partículas del precursor de café tostado y café soluble; d) producir por ello un producto de café molido y mezclado triturando las partículas del precursor de café tostado por autocolisión de las partículas del precursor de café tostado y por colisión de las partículas de café soluble con las partículas del precursor de café tostado dentro de la cámara de molienda.

Description

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DESCRIPCION

Productos de cafe y procesos relacionados

La presente solicitud se refiere a productos de cafe y procesos para formar productos de cafe. En particular, se refiere a productos de cafe soluble que incorporan un porcentaje de cafe tostado molido y procesos para formar tales productos.

Antecedentes

Los productos de cafe instantaneo soluble, tal como cafe instantaneo liofilizado y secado por pulverizacion, son conocidos. Un ejemplo de un cafe instantaneo liofilizado es el cafe liofilizado Kenco (RTM) Smooth. Tales productos de cafe instantaneo soluble se forman derivando un intermedio de concentrado de cafe lfquido (comunmente conocido como licor de cafe) a partir de granos de cafe por los procesos conocidos de tueste y extraccion. Opcionalmente, el concentrado de cafe puede ser aromatizado por la adicion de aromas de cafe destilados de un intermedio de cafe extrafdo, de nuevo como es conocido en la tecnica. El concentrado de cafe se somete entonces a varios pasos de formacion de espuma y secado para producir un producto final granular seco que puede ser reconstituido a una bebida de cafe por medio de la adicion de agua caliente.

Los productos de cafe instantaneo soluble son populares entre los consumidores puesto que proporcionan una forma economica, rapida y sencilla de preparar una bebida de cafe. Sin embargo, se desea producir productos de cafe instantaneo soluble que recuerden mas los productos de cafe molidos tostados tanto en el aspecto del producto antes de la reconstitucion como cuando son consumidos.

Es conocido incorporar a un producto de cafe soluble un porcentaje de cafe tostado molido con el fin de intentar producir un producto de cafe instantaneo soluble mas atractivo. Por ejemplo, WO2010/005604 describe varios productos de cafe soluble mezclados a partir de componentes de cafe soluble y molido.

Un problema que el solicitante de la presente invencion ha hallado en los productos de cafe soluble que incorporan un componente de cafe tostado molido es que es diffcil dispersar adecuadamente las partfculas de cafe tostado molido dentro del intermedio de concentrado de cafe lfquido. Una dispersion pobre puede dar lugar a aglomeracion de las partfculas de cafe tostado molido ademas de que el cafe lfquido intermedio da lugar a regiones no hidratadas de cafe tostado molido que nunca “se humedecen” por completo.

En parte con el fin de intentar superar el problema de la pobre dispersion es conocido el intento de reducir el tamano de partfcula de cafe tostado a tamanos de partfculas coloidales de menos de aproximadamente 30 a 40 micras. Por ejemplo, US 4.594.257 describe un producto de cafe instantaneo aglomerado incluyendo partfculas coloidales de cafe instantaneo secado por pulverizacion y cafe tostado que tienen un tamano de papula de 5 a 25 micras.

Sin embargo, para producir partfculas de cafe tostado molido de dimensiones coloidales hay que utilizar procesos de molienda especiales dado que el aceite de cafe contenido en el cafe tostado molido tiende tendencia a ser liberado cuando las partfculas son molidas a un tamano tan pequeno. La liberacion de aceite de cafe da lugar a efectos perjudiciales en el proceso de molienda tal como aglutinacion de las partfculas de cafe y ensuciamiento de las superficies de la maquina de moler que requieren una limpieza regular de la maquina y un tiempo de parada consiguiente.

Con el fin de superar este problema es conocido precongelar criogenicamente los granos de cafe tostado antes de molerlos a tamanos coloidales. Por ejemplo, en WO2010/005604 los granos de cafe tostado son congelados a una temperatura de aproximadamente -5°C y luego pulverizados a partfculas con un tamano de partfcula medio o de media de aproximadamente 350 micras o menos. En otro ejemplo, GB 2022394 describe un proceso de enfriar rapidamente granos de cafe tostado en nitrogeno lfquido antes de ser molidos a un tamano de partfcula de menos de 45 micras.

El requisito de congelar criogenicamente los granos de cafe tostado antes de molerlos incrementa la complejidad y el gasto del proceso de fabricacion.

Otra solucion propuesta para permitir la molienda coloidal de granos de cafe tostado es anadir aceite adicional a la mezcla molida para proporcionar lubricacion adicional. Aunque esto puede superar en algunas situaciones el problema del ensuciamiento de las superficies de la maquina de moler, da lugar a un producto de cafe molido con un alto contenido de aceite que no es ideal para uso como un intermedio de cafe para procesado adicional a una bebida de cafe instantaneo soluble dado que solamente se puede anadir una cantidad relativamente pequena a productos sin un efecto perjudicial en la composicion del producto.

Otra solucion sugerida en EP1631151 es anadir un componente adicional tal como masa e cacao o azucar para absorber cualquier aceite de cafe liberado por el cafe tostado y molido. Sin embargo, este proceso es inadecuado cuando se desea usar el cafe tostado molido coloidal en una bebida de cafe soluble puro.

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Otro deseo conocido es intentar hacer el aspecto visual del producto de cafe instantaneo soluble mas parecido al del cafe tostado molido. ^picamente, los productos de cafe instantaneo soluble son de color mas claro que el cafe tostado molido. Por lo tanto, se desea oscurecer el color de productos de cafe instantaneo soluble, en particular el cafe soluble liofilizado. Los metodos de la tecnica anterior para oscurecer el color del cafe soluble incluyen el uso de oscurecedores de vapor como el descrito en EP0700640 y la rehumectacion de un intermedio liofilizado como se describe en EP0090561. Ademas, se ha usado gasificacion con CO2 para oscurecer productos de cafe soluble.

Sin embargo, las tecnicas de la tecnica anterior para oscurecer el aspecto de un producto de cafe soluble tienen algunos inconvenientes. La rehumectacion del producto intermedio de cafe por adicion de agua o el uso de vapor o el uso de gases, tal como CO2, puede alterar la densidad y la solubilidad del producto final.

GB1564094 describe la preparacion de una mezcla de cafe de infusion, hecha moliendo conjuntamente un cafe tostado y un extracto de cafe soluble en una relacion predeterminada, siendo adecuada dicha mezcla para la incorporacion a una bolsa de infusion que, al impregnarse de agua caliente, produce cafe preparado para beber que tiene buen aroma.

Breve resumen de la descripcion

La presente solicitud reivindica un proceso de moler cafe como el descrito en las reivindicaciones anexas.

En esta memoria descriptiva, a no ser que el contexto requiera lo contrario, el termino “cafe tostado” significa una sustancia de cafe que ha sido producida por el tueste de granos de cafe verde. La sustancia puede tener forma de un grano de cafe tostado o alguna otra forma producida por pasos de procesado siguientes tales como molienda, descafeinizacion, prensado, etc. Los ejemplos particulares de cafe tostado incluyen granos de cafe tostado, torta de expeller tostado, cafe tostado y en copos.

En esta memoria descriptiva a no ser que el contexto requiera lo contrario, el termino “cafe tostado molido” significa una sustancia de cafe tostado que ha sido sometida a un proceso de trituracion con el fin de reducir el tamano de partfcula de la sustancia de cafe tostado original. De nuevo, a no ser que el contexto requiera lo contrario, el proceso de trituracion puede incluir uno o mas de molienda, troceado, macerado y trituracion.

En esta memoria descriptiva, el termino “distribucion de tamano de partfcula Helos D90” significa la cifra del percentil de 90° por volumen de la distribucion de tamano de partfcula, obtenido de un analizador de tamano de partfcula por difraccion de luz laser Helos™ que se puede obtener de Sympatec, Clausthal-Zellerfeld, Alemania. Es decir, D90 es un valor en la distribucion tal que 90% en volumen de las partfculas tienen un tamano caractenstico de este valor o menos. La cifra se puede obtener para una muestra seca (denominada “Helos seco”) o para una muestra humeda (denominada “Helos humedo”), por ejemplo, despues de mezclar las partfculas con agua. Igualmente, para D50, donde el valor representa la cifra del percentil 50 de la distribucion de tamano de partfcula.

Helos es un sistema sensor por difraccion laser en el que se aplica un metodo de evaluacion en todo el rango de medicion de 0,1 pm a 8750 pm. Este instrumento esta disenado para analisis de tamano de partfcula de muestras secas y humedas, es decir, de polvos, suspensiones, emulsiones o pulverizaciones.

Para mediciones de Helos humedo, la bebida se forma a una concentracion de 1,5% (3 g de solidos en 200 ml de agua) usando agua a 100°C y se vierte a una cubeta (con agitador magnetico recubierto con PTFE que funciona a 1000 RPM) para obtener una concentracion optica de entre 20 y 25%. Cuando se usa ultrasonido, se puede bajar manualmente un dedo de sonicacion integrado hecho de titanio a la cubeta.

Hay tres opciones para medir el tamano de partfcula en el sistema Helos:

Nombre del metodo: Rango de medicion Aplicacion Parametros usados para cafe micromolido

PSD seco: 0,1 - 3500 pm (1,8 -250 pm con R4) Medicion directa para producto molido Lente: R4 Copt 1,5% ref, 20s Dispersion 100% 4 mm 3 bar

PSD humedo: 0,1 - 3500 pm (0,5-175 pm con R3) Permite la disolucion de producto de cafe soluble y da un tamano de partfcula tostada molida formada en taza por agitacion a mano Lente: R3 Parametros de cubeta

PSD humedo con ultrasonido: 0,1 - 3500 pm (0,5-175 pm con R3) Permite disolucion de cafe soluble y la rotura de grupos tostados molidos dando mejor indicacion del tamano de partfcula individual Lente: R3 Parametros de cubeta Tiempo de ultrasonicacion 60 segundos

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La distribucion en seco del tamano de partfcula se mide usando HELOS/KF, lente R4, sistema de dispersion RODOS/M y alimentador VIBRI fabricado por Sympatec GmbH.

La distribucion en humedo del tamano de partfcula se mide usando HELOS/KF, lente R3, sistema de dispersion de cubeta fabricado por Sympatec GmbH.

En esta memoria descriptiva, la referencia a color en “unidades La” significa la lectura unitaria medida usando reflectancia de luz visible de una muestra del cafe tostado molido o soluble usando un medidor de reflectancia de color Dr. Lange (RTM) modelo LK-100 con un filtro interno de 640 nm, que se puede obtener de Dr. Lange GmbH, Dusseldorf, Alemania. La escala La se basa en el espacio de color Hunter 1948 L, a, b, donde el componente L mide la 'claridad', siendo L=0 negro y siendo L =100 un reflector difuso perfecto. Por lo tanto, cuanto mas bajo sea el numero La, mas oscura sera la muestra medida.

En un primer aspecto no reivindicado en la presente descripcion, la presente descripcion describe un producto de cafe soluble liofilizado incluyendo de 5 a 30% en peso seco de cafe tostado molido y de 70 a 95% en peso seco de cafe soluble equivalente, donde el cafe tostado molido tiene un tamano de partfcula Helos seco distribuido D90 menor o igual a 100 micras; teniendo el producto de cafe soluble liofilizado un color de 13 a 30 unidades La en la escala Lange.

Preferiblemente, el producto de cafe soluble liofilizado incluye de 10 a 20% en peso seco de cafe tostado molido y de 80 a 90% en peso seco de cafe soluble equivalente. En un ejemplo, el producto de cafe soluble liofilizado incluye 15% en peso seco de cafe tostado molido y 85% en peso seco de cafe soluble equivalente.

Se apreciara que, aunque el producto de cafe soluble liofilizado descrito incluye tanto cafe tostado molido como cafe soluble, esto no excluye la posibilidad de que el producto tambien incluya componentes adicionales.

Se ha hallado inesperadamente que la incorporacion de cafe tostado molido de tamano de partfcula pequeno a un producto de cafe soluble liofilizado produce un producto final mas oscuro que visualmente recuerda mas al cafe tostado molido.

Por comparacion, los productos de cafe soluble liofilizado de la tecnica anterior tienen tfpicamente un color de mas de 25 unidades La. Ni siquiera el proceso de gasificacion de la tecnica anterior fue capaz de producir un producto final con un color de menos de 21 unidades La.

Ademas, el cafe tostado molido de la tecnica anterior tiene tfpicamente un color de 6 a 13 unidades La.

Preferiblemente, el cafe tostado molido tiene una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 50 micras, mas preferiblemente menor o igual a 30 micras.

Preferiblemente, el producto de cafe soluble liofilizado tiene un color de 16 a 25 unidades La en la escala Lange. Mas preferiblemente el producto de cafe soluble liofilizado tiene un color de 17 a 20 unidades La en la escala Lange.

Preferiblemente, el producto de cafe soluble liofilizado tiene una densidad de 185 a 265 g/litro. Mas preferiblemente, el producto de cafe soluble liofilizado tiene una densidad de 205 a 235 g/litro. En un ejemplo, el producto de cafe soluble liofilizado tiene una densidad de 225 g/litro.

Ventajosamente, el oscurecimiento del producto final por adicion de partfculas de cafe tostado molido permite producir un producto final que logra los niveles de densidad y solubilidad que espera el consumidor.

Preferiblemente, el producto de cafe soluble liofilizado tiene un rango de tamanos de partfcula de 0,3 a 3,5 mm. Mas preferiblemente, el producto de cafe soluble liofilizado tiene un rango de tamanos de partfcula de 0,3 a 2,5 mm. En un ejemplo, el producto de cafe soluble liofilizado tiene un rango de tamanos de partfcula de 0,3 a 1,5 mm.

El producto liofilizado puede ser molido y tamizado a un tamano de partfcula que recuerda a un producto de cafe tostado molido.

El cafe tostado molido puede ser obtenido por procesos conocidos como molienda criogenica de granos de cafe tostado como es conocido en la tecnica y se describe, a modo de ejemplo, en GB2022394 indicada anteriormente. Sin embargo, el cafe tostado molido se obtiene preferiblemente por el nuevo proceso de trituracion de un cuarto aspecto de la presente descripcion como se describira mejor mas adelante.

Preferiblemente, el producto de cafe soluble liofilizado se produce con el nuevo proceso de un segundo aspecto de la presente descripcion que se describira mejor mas adelante.

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En un segundo aspecto no reivindicado en la presente descripcion, la presente descripcion describe un proceso de formar un producto de cafe soluble liofilizado, incluyendo los pasos de:

i) formar un extracto de cafe concentrado;

ii) espumar y precongelar el extracto de cafe concentrado para formar un intermedio de cafe espumado y precongelado;

iii) congelar el intermedio de cafe espumado y precongelado para formar un intermedio de cafe congelado;

iv) moler y tamizar el intermedio de cafe congelado para formar un intermedio de cafe molido;

v) secar el intermedio de cafe molido para formar el producto de cafe soluble liofilizado;

donde, antes del paso ii) y/o del paso iii), se incorpora un intermedio de cafe molido y mezclado; donde el intermedio de cafe molido y mezclado incluye de 10 a 80% en peso seco de cafe tostado molido y de 20 a 90% en peso seco de cafe soluble.

En un tercer aspecto no reivindicado en la presente descripcion, la presente descripcion describe un proceso de formar un producto de cafe soluble secado por pulverizacion, incluyendo los pasos de:

i) formar un extracto de cafe concentrado;

ii) espumar el extracto de cafe concentrado para formar un intermedio de cafe espumado;

iii) opcionalmente, filtrar y homogeneizar el intermedio de cafe espumado para formar un intermedio de cafe filtrado y homogeneizado;

iv) secar por pulverizacion el intermedio de cafe espumado o el intermedio de cafe filtrado y homogeneizado para formar el producto de cafe soluble secado por pulverizacion;

donde, antes del paso ii) y/o del paso iv), se incorpora un intermedio de cafe molido y mezclado;

donde el intermedio de cafe molido y mezclado incluye de 10 a 80% en peso seco de cafe tostado molido y de 20 a 90% en peso seco de cafe soluble.

Inesperadamente, se ha hallado que incorporar un intermedio de cafe molido y mezclado (formado a partir de partfculas de cafe tostado molido y partfculas de cafe soluble) como parte del proceso de formacion de cafe soluble da lugar a muy buena dispersion de las partfculas molidas tostadas por todo el extracto de cafe concentrado.

Preferiblemente, el intermedio de cafe molido y mezclado de los aspectos segundo o tercero incluye de 10 a 70% en peso seco de cafe tostado molido y de 30 a 90% en peso seco de cafe soluble. Mas preferiblemente, el intermedio de cafe molido y mezclado de los aspectos segundo o tercero incluye de 15 a 50% en peso seco de cafe tostado molido y de 50 a 85% en peso seco de cafe soluble. En un ejemplo, el intermedio de cafe molido y mezclado de los aspectos segundo o tercero incluye 50% en peso seco de cafe tostado molido y 50% en peso seco de cafe soluble.

Se apreciara que, aunque el intermedio de cafe molido y mezclado de los aspectos segundo o tercero descrito incluye tanto cafe tostado molido como cafe soluble, esto no excluye la posibilidad de que el intermedio tambien incluya componentes adicionales.

Preferiblemente, el intermedio de cafe molido y mezclado de los aspectos segundo o tercero tiene una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 40 micras. Mas preferiblemente, el intermedio de cafe molido y mezclado de los aspectos segundo o tercero tiene una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 30 micras.

Preferiblemente, en el proceso de los aspectos segundo o tercero el producto de cafe liofilizado o secado por pulverizacion incluye de 5 a 30% en peso seco de cafe tostado molido y de 70 a 95% en peso seco de cafe soluble equivalente. Mas preferiblemente, el producto de cafe liofilizado o secado por pulverizacion incluye de 10 a 20% en peso seco de cafe tostado molido y de 80 a 90% en peso seco de cafe soluble equivalente. En un ejemplo, el producto de cafe liofilizado o secado por pulverizacion incluye 15% en peso seco de cafe tostado molido y 85% en peso seco de cafe soluble equivalente.

Se apreciara que, aunque el producto de cafe liofilizado o secado por pulverizacion descrito incluye tanto cafe tostado molido como cafe soluble, esto no excluye la posibilidad de que el producto tambien incluya componentes adicionales.

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El cafe soluble del intermedio de cafe molido y mezclado puede incluir cafe instantaneo secado por pulverizacion, cafe instantaneo liofilizado, o una mezcla de los mismos.

El intermedio de cafe molido del proceso de formar un producto de cafe soluble liofilizado descrito anteriormente antes del secado puede tener una concentracion total de solidos de cafe de mayor o igual a 52% y menor o igual a 63%.

El intermedio de cafe del proceso de formar un producto de cafe soluble secado por pulverizacion descrito anteriormente antes del secado puede tener una concentracion total de solidos de cafe mayor o igual a 52% y menor o igual a 63%.

En cualquier caso, la concentracion total de solidos de cafe puede ser preferiblemente de 56% a 60%.

Los aspectos segundo y tercero de la presente descripcion se extienden a un producto de cafe soluble producido por los procesos antes descritos.

Ademas, los aspectos segundo y tercero de la presente descripcion se extienden a una bebida de cafe formada usando el producto de cafe soluble descrito anteriormente.

En un cuarto aspecto, la presente descripcion describe un proceso de moler cafe incluyendo los pasos de:

a) introducir partfculas de un precursor de cafe tostado a una camara de molienda;

b) introducir partfculas de cafe soluble a la camara de molienda;

c) lanzar un gas a la camara de molienda para movilizar las partfculas del precursor de cafe tostado y cafe soluble;

d) producir por ello un producto de cafe molido y mezclado triturando las partfculas del precursor de cafe tostado por autocolision de las partfculas del precursor de cafe tostado y por colision de las partfculas de cafe soluble con las partfculas del precursor de cafe tostado dentro de la camara de molienda.

Ventajosamente, se ha hallado que la trituracion del precursor de cafe tostado de esta manera proporciona un medio excelente para reducir el tamano de partfcula del cafe tostado sin los efectos nocivos que se produdan previamente por la liberacion de aceite de cafe del precursor de cafe tostado. Sin desear quedar limitados por la teona, se entiende que la incorporacion de las partfculas de cafe soluble a la camara de molienda da lugar a que el cafe soluble absorba parte, y preferiblemente la mayor parte o todo el aceite de cafe liberado durante la trituracion.

Ventajosamente, las partfculas de cafe soluble se usan activamente como un agente triturador dentro de la camara de molienda impactando las partfculas del precursor de cafe tostado con las partfculas de cafe soluble. Habra naturalmente cierta trituracion del precursor de cafe tostado por autocolision - en otros terminos, las partfculas de precursor de cafe tostado que impactar en otras partfculas de precursor de cafe tostado. Sin embargo, se ha hallado que la trituracion adicional producida por el impacto del precursor de cafe tostado con partfculas de cafe soluble produce una accion de molienda mejorada. Esto es especialmente sorprendente teniendo en cuenta que las partfculas de cafe soluble no son especialmente duras.

Si se prefiere, las partfculas de cafe tostado movilizadas pueden ser dirigidas a superficies de impacto adicionales, como chapas de impacto, de la camara de molienda para obtener efectos de trituracion adicionales. Sin embargo, el uso de tales impactos no es esencial para el proceso.

Las partfculas del precursor de cafe tostado y el cafe soluble se pueden mezclar conjuntamente antes de la introduccion a la camara de molienda. Por ejemplo, los ingredientes pueden ser mezclados por lotes en la forma seca e introducidos a la camara de molienda mediante una alimentacion de tolva comun.

Alternativamente, las partfculas del precursor de cafe tostado y el cafe soluble pueden ser introducidas por separado a la camara de molienda. Por ejemplo, se puede facilitar tolvas separadas para el precursor de cafe tostado y el precursor de cafe soluble.

Otra posibilidad es el uso de una sola lmea de alimentacion que pueda ser usada para lanzar a la camara de molienda un precursor que sirva para arrastrar el otro precursor al flujo.

Preferiblemente, las partfculas del precursor de cafe tostado en el paso a) estan a una temperatura de entre 5 y 30 grados Celsius.

Preferiblemente, la camara de molienda no se somete a enfriamiento criogenico durante los pasos b), c) y d).

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Una ventaja particular de los aspectos de la presente descripcion es que no se requiere enfriamiento criogenico del precursor de cafe tostado para evitar la liberacion de aceite de cafe, incluso donde la molienda sea a tamanos de partfcula coloidales. El precursor de cafe se puede someter opcionalmente a cierto pre-enfriamiento antes de la molienda, por ejemplo refrigerandolo a una temperatura de solo 5 grados Celsius. Sin embargo, el precursor de cafe tostado tambien se puede usar a temperatura ambiente (tipicamente de 20 a 25 grados Celsius).

Ademas, no es esencial que se enfnen los componentes ffsicos del aparato de moler (paredes de la camara, lmeas de alimentacion, etc). Sin embargo, puede ser deseable enfriar el gas lanzado con el fin de ayudar a quitar humedad durante el proceso de molienda. El gas enfriado dara lugar a cierto enfriamiento del aparato de moler. Sin embargo, este es significativamente menor del que resulta normalmente durante el enfriamiento criogenico. El gas puede estar a una temperatura entre -20 grados Celsius y la temperatura ambiente. En un ejemplo se uso gas a una temperatura de -16 grados Celsius.

La ausencia de enfriamiento activo (o el uso de enfriamiento mmimo como se ha descrito anteriormente) reduce considerablemente la complejidad de la maquinaria requerida para el proceso de molienda, acelera el tiempo de proceso y reduce los costos asociados con la etapa de molienda del proceso.

Preferiblemente, el producto de cafe molido y mezclado producido en el paso d) incluye de 10 a 80% en peso seco de cafe tostado molido y de 20 a 90% en peso seco de cafe soluble. Mas preferiblemente, el producto de cafe molido y mezclado producido en el paso d) incluye de 10 a 70% en peso seco de cafe tostado molido y de 30 a 90% en peso seco de cafe soluble. Incluso mas preferiblemente, el producto de cafe molido y mezclado producido en el paso d) incluye de 15 a 50% en peso seco de cafe tostado molido y de 50 a 85% en peso seco de cafe soluble. En un ejemplo, el producto de cafe molido y mezclado producido en el paso d) incluye 50% en peso seco de cafe tostado molido y 50% en peso seco de cafe soluble. La molienda para producir un producto conteniendo mas de 70% en peso seco de cafe tostado molido puede resultar posible donde el gas de alimentacion se enfne a una temperatura de alrededor de -20 grados Celsius, como se ha explicado anteriormente. De otro modo, es preferible limitar el porcentaje de cafe tostado molido en el producto a un maximo de 70%.

Se apreciara que, aunque el producto de cafe molido y mezclado descrito incluye tanto cafe tostado molido como cafe soluble, esto no excluye la posibilidad de que el producto tambien incluya componentes adicionales.

Preferiblemente, en el paso d), la trituracion da lugar a que el producto de cafe molido y mezclado tenga una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 40 micras. Mas preferiblemente, en el paso d), la trituracion da lugar a que el producto de cafe molido y mezclado tenga una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 30 micras.

Las partfculas de precursor de cafe tostado pueden ser granos enteros de cafe tostado o granos molidos gruesos de cafe tostado. El proceso tiene aplicacion con granos enteros de cafe tostado que proporcionan una ruta de proceso simplificada. Sin embargo, si se desea, se puede llevar a cabo una molienda gruesa inicial de los granos de cafe tostado antes de que el cafe tostado sea introducido a la camara de molienda.

Las partfculas de cafe soluble pueden ser partfculas de cafe instantaneo secado por pulverizacion, partfculas de cafe instantaneo liofilizado, o una mezcla de las mismas.

Puede ser ventajoso usar un tipo de cafe soluble que corresponda al tipo de producto final en el que se habra de utilizar el producto de cafe molido y mezclado: Por ejemplo, donde el producto de cafe molido y mezclado se ha de incorporar en ultimo termino a un producto liofilizado de cafe, entonces el producto de cafe soluble usado como un agente de trituracion en la camara de molienda tambien puede ser cafe soluble liofilizado. Sin embargo, los tipos de cafe soluble usados en el proceso se pueden mezclar y alterar a voluntad.

Preferiblemente, el gas lanzado a la camara de molienda en el paso b) es nitrogeno, aire o una mezcla de los mismos.

La camara de molienda puede formar parte de un molino de chorro. Los ejemplos de tales molinos incluyen molinos de chorro opuestas de lecho de fluido, molinos Jet-O-Mizer™, molino vorticial, molinos en espiral, etc.

El cuarto aspecto de la presente descripcion se extiende a un producto de cafe molido y mezclado producido por el proceso descrito anteriormente.

El producto de cafe molido y mezclado puede ser usado como un intermedio de cafe molido y mezclado en los procesos de los aspectos segundo y tercero de la presente descripcion descritos anteriormente. Alternativamente, el producto de cafe molido y mezclado puede ser usado en la produccion posterior de otros productos a base de cafe. Ademas, el producto de cafe molido y mezclado puede ser empaquetado y vendido como un producto final en sf mismo.

La presente descripcion se extiende a un envase conteniendo el producto de cafe molido y mezclado descrito

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anteriormente o el producto de cafe soluble descrito anteriormente o el producto de cafe soluble liofilizado descrito anteriormente.

El envase puede ser un frasco, un tarro, una lata, un paquete, una bolsa, un sobre, una bolsa filtro o un envase adecuado para uso en una maquina de preparacion de bebidas tal como una almohadilla flexible formada al menos parcialmente de material filtrante, o un cartucho ngido, semirngido o flexible formado de materiales sustancialmente impermeables al aire y al agua.

El envase tambien puede contener uno o mas componentes de bebida adicionales como edulcorantes naturales o artificiales, cremas a base de productos lacteos y no lacteos, lactosa, grasa vegetal, protemas de suero, emulsionantes, estabilizantes, almidones modificados, vetuculos, rellenos, aromatizantes, colorantes, nutrientes, conservantes, agentes de flujo o agentes de formacion de espuma.

La presente descripcion se extiende a una maquina de preparacion de bebidas en combinacion con al menos un envase adecuado para uso en dicha maquina de preparacion de bebidas tal como una almohadilla flexible formada al menos parcialmente de material filtrante, o un cartucho ngido, seminigido o flexible formado de materiales sustancialmente impermeables al aire y al agua, conteniendo dicho al menos unico envase el producto de cafe molido y mezclado descrito anteriormente o el producto de cafe soluble descrito anteriormente o el producto de cafe soluble liofilizado descrito anteriormente.

La presente descripcion se extiende a un metodo de hacer una bebida incluyendo el paso de mezclar el producto de cafe molido y mezclado descrito anteriormente o el producto de cafe soluble descrito anteriormente o el producto de cafe soluble liofilizado descrito anteriormente con un lfquido acuoso, preferiblemente agua caliente.

La mezcla se puede realizar con una maquina de preparacion de bebidas. Alternativamente, la mezcla se puede efectuar a mano en un recipiente.

Breve descripcion de los dibujos

Ahora se describiran aspectos de la presente descripcion, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompanantes, en los que:

La figura 1 es una ilustracion esquematica del funcionamiento de un molino de chorro.

La figura 2 es un grafico del tamano de partfcula en micras contra distribucion de tamano de partfcula Helos D90.

La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra procesos de la tecnica anterior para formar cafe soluble liofilizado y secado por pulverizacion.

La figura 4a es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para formar un producto de cafe soluble liofilizado segun la presente descripcion.

La figura 4b es un diagrama de flujo que ilustra una modificacion del proceso de la figura 4a.

La figura 5a es un diagrama de flujo que ilustra otro proceso para formar un producto de cafe soluble liofilizado segun la presente descripcion.

La figura 5b es un diagrama de flujo que ilustra una modificacion del proceso de la figura 5a.

La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso para formar un producto de cafe pulverizacion segun la presente descripcion.

La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra otro proceso para formar un producto de cafe pulverizacion segun la presente descripcion.

La figura 8 es un grafico de reduccion de color en unidades La para varios productos de cafe soluble liofilizado.

La figura 9 representa un primer ejemplo de envase.

La figura 10 representa un segundo ejemplo de envase.

La figura 11 representa un ejemplo de una maquina de preparacion de bebidas.

Las figuras 12 a 15 muestran fotograffas de microscopio electronico de exploracion de varios productos muestra. Descripcion detallada

soluble secado por soluble secado por

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En un aspecto de la presente descripcion se puede producir un producto de cafe molido y mezclado triturando un precursor de cafe tostado en un aparato de moler tal como un molino de chorro. Un molino de chorro adecuado es el Jet-O-MizerTM que se puede obtener de Fluid Energy Processing and Equipment Company, Telford, PA, Estados Unidos de America. Otro molino adecuado es el Hosokawa Alpine Fluid Bed Opposer Jet Mill - AFG, que se puede obtener de Hosakawa Micron Ltd, Runcorn, Cheshire, Reino Unido. Otros aparatos de moler adecuados incluyen molinos denominados molinos en espiral y molinos vorticiales.

Una ilustracion esquematica de los principios operativos de un molino de chorro se representa en la figura 1. El molino 1 incluye una camara de molienda 2 que tiene una entrada de alimentacion 3, una serie de entradas de gas 4, una rueda de clasificacion de tamano 8 y una salida de producto 5.

La camara de molienda 2 de la figura 1 toma la forma de un cuerpo generalmente cilmdrico que tiene las entradas de gas 4 en un extremo inferior y espaciadas alrededor de la periferia y la salida de producto 5 situada cerca de un extremo superior.

La entrada de alimentacion 3 comunica con la camara de molienda 2 para permitir que precursor(es) ingrediente(s), en forma de granos enteros o molidos gruesos de cafe tostado y partfculas de cafe soluble sean alimentados a la camara de molienda 2 tangencialmente en una posicion en o cerca de la periferia de la camara.

La rueda de clasificacion de tamano 8 esta situada cerca del extremo superior de la camara de molienda 2 y esta adaptada para recibir partfculas trituradas de la camara 2 y pasar las que tienen un tamano de partfcula deseado a la salida de producto 5.

El precursor de cafe tostado y el precursor de cafe soluble se mezcla por lotes en seco en la relacion requerida y luego se depositan en una tolva que comunica con la entrada de alimentacion 3, como representa esquematicamente la flecha A en la figura 1. Se puede proporcionar un suministro de gas de alimentacion para arrastrar los precursores de la tolva y transportarlos a la camara 2.

En la practica se suministra gas comprimido a la pluralidad de entradas de gas 4. Las entradas de gas 4 estan orientadas en un angulo a la direccion radial de la camara 2 -preferiblemente tangencialmente a la camara 2- de tal manera que el flujo de gas a traves de las entradas de gas 4 forme un flujo de gas en remolino, en espiral, dentro de la camara 2.

En el uso, para triturar el precursor de cafe tostado, los precursores son alimentados a la camara 2 y movilizados en la camara 2 por el flujo de gas a alta velocidad que entra en la camara 2 a traves de las entradas de gas 4 (y tambien el gas de alimentacion (cuando se use) que entre con los precursores a traves de la entrada de alimentacion 3).

La trituracion tiene lugar debido a las colisiones a alta velocidad entre las partfculas de precursor de cafe tostado y el cafe soluble dando lugar a pulverizacion del precursor de cafe tostado. Cuando el tamano de partfcula se reduce, los tamanos de partfcula mas pequenos suben por la camara 2 a la rueda de clasificacion de tamano 8. La rueda de clasificacion de tamano 8 sirve para clasificar las partfculas que recibe y pasar a la salida de producto 5 las partfculas mas pequenas que un tamano de partfcula deseado. Las partfculas salen del molino como representa esquematicamente la flecha B en la figura 1. Las partfculas mas grandes son retenidas en la camara y se someten a trituracion adicional. Asf, el molino de chorro tambien ayuda a clasificar el tamano de las partfcula que salen por la salida de producto 5.

Dependiendo del tipo de molino de chorro, se puede alterar la orientacion y la configuracion de la camara de molienda 2, las entradas de gas 4, y la salida de producto 5.

El gas suministrado a las entradas de gas 4 y el gas de alimentacion para transportar el precursor de cafe tostado a la camara 2 puede ser aire, pero es preferiblemente un gas inerte, tal como nitrogeno. El gas de alimentacion puede estar deshumidificado y/o enfriado con el fin de ayudar a quitar de la camara 2 la humedad generada durante la molienda. La deshumidificacion se puede efectuar, por ejemplo, con un deshumidificador a base de compresor o desecante. Ademas, o alternativamente, el gas suministrado a las entradas de gas 4 se puede enfriar.

El precursor de cafe tostado pueden ser granos enteros de cafe tostado o alternativamente pueden ser granos de cafe que hayan sido triturados gruesos usando un proceso de molienda convencional de manera que tengan un tamano de partfcula de mas de 100 micras.

El cafe soluble puede ser un producto de cafe instantaneo secado por pulverizacion o liofilizado. El tamano de partfcula del producto de cafe soluble antes de la molienda por chorro es tfpicamente de entre 100 y 350 micras para cafe soluble secado por pulverizacion y de 0,1 a 3,5 mm para cafe soluble liofilizado.

No es necesario someter el molino 1 a enfriamiento criogenico antes o durante el proceso de molienda. Mas bien, el

molino 1 es operado preferiblemente sustancialmente a las temperatures ambiente existentes en la posicion donde este situado el molino 1.

Como se ha indicado anteriormente, el gas de alimentacion y/o el gas suministrado a las entradas de gas puede ser 5 enfriado opcionalmente, lo que puede dar lugar a un pequeno enfriamiento de los componentes del aparato. Por ejemplo, se ha hallado que la produccion del molino de chorro se puede aumentar ventajosamente usando gas fno suministrado a las entradas de gas 4, por ejemplo a una temperatura de -16 grados Celsius, en particular donde la relacion de peso en seco de cafe tostado molido a peso en seco de cafe soluble en el producto de cafe molido y mezclado sea superior a 50%. En particular, esto puede permitir elevar el porcentaje de peso en seco del cafe 10 tostado molido en la mezcla hasta 80%. Los resultados siguientes se lograron usando un molino Roto-Jet 15 que se puede obtener de Fluid Energy Processing and Equipment Company, Telford, PA, Estados Unidos de America. El molino fue alimentado con granos 100% Arabica tostados a 8 La. La presion a las entradas de gas 4 era 7 bar y el gas suministrado era aire desecado que se enfno a +5 grados Celsius para la primera muestra y -16 grados Celsius para la segunda muestra. Para ambas muestras, el clasificador del molino de chorro se controlo para producir una 15 distribucion de tamano de partfcula D90 de 30 micras.

Relacion de cafe tostado molido a cafe soluble: Molino Temperatura del aire de molienda Produccion total (kg/h) Produccion de cafe tostado y molido equivalente kg/h

70/30: Molino de chorro en lecho de fluido +5°C 20,9 14,6

70/30: Molino de chorro en lecho de fluido -16°C 68,2 47,7

Como se puede ver, el uso de una temperatura del aire de -16 grados Celsius da lugar a un aumento significativo de 20 la produccion del molino de chorro manteniendo al mismo tiempo la distribucion requerida del tamano de partfcula.

Sin embargo, se ha de indicar que esta todavfa es una temperatura relativamente alta en comparacion con los procesos de enfriamiento criogenico de la tecnica anterior y se ha de indicar que el precursor de cafe tostado y el cafe soluble no se someten a enfriamiento criogenico antes de entrar en el molino de chorro.

El precursor de cafe tostado no se somete a enfriamiento criogenico o a pretratamiento criogenico antes de la 25 molienda. Tfpicamente, la temperatura del precursor de cafe tostado cuando se introduzca en la tolva 6 sera del rango de 5 a 30°C. El precursor de cafe tostado puede estar a la temperatura ambiente del aparato de moler.

El producto de cafe molido y mezclado obtenido de la salida de producto 5 incluye de 20 a 90% en peso seco de cafe soluble y de 10 a 80% en peso seco de cafe tostado molido. Preferiblemente el producto de cafe molido y mezclado obtenido de la salida de producto 5 incluye de 30 a 90% en peso seco de cafe soluble y de 10 a 70% en 30 peso seco de cafe tostado molido. Mas preferiblemente, el producto de cafe molido y mezclado incluye de 50 a 85% en peso seco de cafe soluble y de 15 a 50% en peso seco de cafe tostado molido. En un ejemplo, el producto de cafe molido y mezclado incluye 50% en peso seco de cafe soluble y 50% en peso seco de cafe tostado molido.

Despues de la molienda, el producto de cafe molido y mezclado tiene una distribucion de tamano de partfcula con una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 40 micras, mas preferiblemente menor o 35 igual a 30 micras.

Ejemplos

La figura 2 muestra los resultados de la distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 (y ademas las cifras 40 de Helos humedo) para productos de cafe molido y mezclado producidos segun la presente descripcion en funcion del porcentaje de peso en seco de cafe tostado molido presente. Como se puede ver, a partir de 10 a 70% de cafe tostado molido la distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 es menor o igual a 40 micras. Por encima de 70% de cafe tostado molido la distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 aumenta adversamente. (Como se ha indicado anteriormente, esto se puede mejorar enfriando el gas de alimentacion al molino de chorro). A 45 o por debajo de 50% de cafe tostado molido se puede alcanzar una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 de 30 micras o menos.

En un ejemplo separado, se tosto una mezcla de granos de Arabica de Brasil y Colombia a un color de 11,5 La y se premolio a un D50 de 500 micras. El precursor de cafe tostado resultante se mezclo en seco por lotes con cafe 50 Arabica secado por pulverizacion en una relacion de 50% de precursor de cafe tostado a 50% de precursor de cafe secado por pulverizacion. La mezcla resultante se molio despues en un Hosokawa Alpine Fluid Bed Opposed Jet

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Mill - AFG a varias tasas de alimentacion y velocidades de clasificacion. Se obtuvieron los resultados siguientes:

Tasa de alimentacion (kg/hora): Velocidad del clasificador (RPM) Tiempo de funcionamiento (mins.) Helos seco D50 Helos seco D90

120: 2350 30 10,5 27,5

50: 2000 38 11,4 28,7

50: 2000 60 11,0 27,2

Ventajosamente, como se puede ver con respecto a cada ejemplo, se podfa obtener una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 de menos de 30 micras en un rango de tasas de alimentacion y velocidades del clasificador.

Otro aspecto de la presente descripcion se refiere a procesos para producir nuevos productos de cafe instantaneo soluble que incorporan un producto de cafe molido y mezclado conteniendo un porcentaje de cafe tostado molido.

Los procesos de la tecnica anterior para formar cafe soluble secado por pulverizacion y liofilizado empiezan con los pasos de producir un intermedio de concentrado de cafe de granos de cafe por los procesos de tueste y extraccion. La figura 3 ilustra las etapas implicadas. Los granos de cafe verde son tostados y despues molidos antes de anadirles agua para extraer los constituyentes de los granos de cafe. Opcionalmente, el aroma de cafe puede ser destilado en este punto para producir un producto de aroma lfquido. El lfquido de extraccion se concentra despues, por ejemplo en columnas de percolacion, para producir un extracto concentrado, comunmente conocido como licor de cafe. Opcionalmente, en este punto el producto de aroma previamente producido puede ser incorporado para producir un intermedio de concentrado de cafe aromatizado. Tales procesos son conocidos.

El resto del procedimiento depende de si el producto soluble ha de ser secado por pulverizacion o liofilizado. Con respecto a cafe soluble secado por pulverizacion, los pasos de proceso restantes incluyen formacion de espuma, filtracion y homogenizacion y secado por pulverizacion para producir el producto secado por pulverizacion. Con respecto a cafe soluble liofilizado, los pasos de proceso restantes incluyen formacion de espuma y precongelacion, congelacion, molienda y tamizado y secado al vado.

Segun la presente descripcion, estos procesos conocidos se han adaptado por la incorporacion de un intermedio de cafe molido y mezclado conteniendo un porcentaje de cafe tostado molido. En cada uno de los procesos descritos mas adelante, el intermedio de cafe molido y mezclado propiamente dicho puede contener de 10 a 80% en peso seco de cafe tostado molido y de 20 a 90% en peso seco de cafe soluble. Preferiblemente, el intermedio de cafe molido y mezclado contiene de 10 a 70% en peso seco de cafe tostado molido y de 30 a 90% en peso seco de cafe soluble. Mas preferiblemente, el intermedio de cafe molido y mezclado contiene de 15 a 50% en peso seco de cafe tostado molido y de 50 a 85% en peso seco de cafe soluble. En un ejemplo, el intermedio de cafe molido y mezclado incluye 50% en peso seco de cafe soluble y 50% en peso seco de cafe tostado molido.

El componente de cafe soluble del intermedio de cafe molido y mezclado en cualquiera de los procesos siguientes puede ser derivado de cafe instantaneo secado por pulverizacion, cafe instantaneo liofilizado, o una mezcla de los mismos.

El intermedio de cafe molido y mezclado tiene preferiblemente una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 40 micras, mas preferiblemente menor o igual a 30 micras.

En cada uno de los procesos descritos mas adelante, el producto de cafe final puede incluir de 5 a 30% en peso seco de cafe tostado molido y de 70 a 95% en peso seco de equivalente de cafe soluble. (Por ejemplo, se puede obtener un producto cafe soluble final conteniendo 15% en peso seco de cafe tostado molido y 85% en peso seco de cafe soluble equivalente mezclando el concentrado de cafe lfquido con un intermedio seco de cafe molido y mezclado que tiene 50% en peso seco de cafe tostado molido y 50% en peso seco de cafe soluble en una relacion de intermedio de concentrado de cafe 70:30 a intermedio de cafe molido y mezclado.

En una opcion preferida, el intermedio de cafe molido y mezclado se produce usando el nuevo proceso de la presente descripcion descrito anteriormente con referencia a la figura 1. Sin embargo, se puede usar intermedios de cafe molido y mezclado que tienen los porcentajes necesarios de cafe tostado molido y cafe soluble, incluso cuando se produzcan por medios alternativos.

La figura 4a representa un primer proceso de liofilizacion para formar un producto de cafe soluble liofilizado 25. Un intermedio de concentrado de cafe 20 (aromatizado o no aromatizado) se mezcla con un intermedio de cafe molido y mezclado 30 usando una mezcladora de alta cizalladura 50 antes del paso de formacion de espuma y precongelacion 21. Los mezcladores adecuados incluyen mezcladores discontinuos de cizalladura alta y mezcladores en lmea de cizalladura alta que se pueden obtener de Silverson Machines Ltd, Chesham, Reino Unido. A continuacion. La mezcla se espuma y precongela en el paso 21 y luego se alimenta a un congelador de correa 22

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para otro paso de congelacion. El intermedio congelado se muele y tamiza despues en el paso 23 para producir un rango de tamanos de partfcula de 0,3 a 3,5 mm, preferiblemente de 0,3 a 2,5 mm, mas preferiblemente de 0,3 a 1,5 mm. El intermedio se seca a continuacion en vado en el paso 24 para producir el producto de cafe soluble liofilizado 25. El producto se puede empaquetar entonces en un envase.

En la figura 4b se representa una modificacion del proceso de la figura 4a. El proceso es el descrito anteriormente con referencia a la figura 4a hasta el paso 22. En el paso 23, sin embargo, el intermedio congelado se muele y tamiza para producir un mayor rango de tamanos de partfcula de 1,0 a 3,5 mm. El intermedio se seca a continuacion en vado en el paso 24 para producir un producto intermedio de cafe soluble liofilizado 25a. En el paso 26 el producto intermedio de cafe soluble liofilizado 25a se somete a una molienda secundaria para reducir el rango de tamanos de partfcula a 0,3 a 1,5 mm para producir el producto de cafe soluble liofilizado 25. El producto se puede empaquetar entonces en un envase.

La figura 5a representa un segundo proceso de liofilizacion para formar un producto de cafe soluble liofilizado 25. El proceso es el mismo que el primer proceso descrito anteriormente con referencia a la figura 4a, con la excepcion de que el producto de cafe molido y mezclado 30 se incorpora despues del paso de formacion de espuma y precongelacion 21. De nuevo, se puede usar un mezclador de cizalladura alta 50 del tipo descrito anteriormente, y en otros aspectos el proceso es el mismo que el primer proceso.

Una modificacion del proceso de la figura 5a se representa en la figura 5b. El proceso es el descrito anteriormente con referencia a la figura 5a hasta el paso 22. En el paso 23, sin embargo, el intermedio congelado se muele y tamiza a producir un rango de tamanos de partfcula mas grande de 1,0 a 3,5 mm. El intermedio se seca a continuacion en vado en el paso 24 para producir un producto intermedio de cafe soluble liofilizado 25a. En el paso 26 el producto intermedio de cafe soluble liofilizado 25a se somete a una molienda secundaria para reducir el rango de tamanos de partfcula a 0,3 a 1,5 mm para producir el producto de cafe soluble liofilizado 25. El producto se puede empaquetar entonces en un envase.

Una ventaja de los procesos modificados de las figuras 4b y 5b es que el tamano de partfcula durante el secado al vado es mayor que en los procesos de las figuras 4a y 5a que se ha hallado que da lugar a menos perdidas de producto durante el secado. Se ha hallado que con los procesos de las figuras 4a y 5a se producen perdidas potenciales de producto al secar al vado tamanos de partfcula muy pequenos debido a que las partfculas son arrastradas junto con el contenido de agua de evaporacion del intermedio.

Otra ventaja de cada uno de los procesos de liofilizacion de la presente descripcion descrito anteriormente es que se ha hallado inesperadamente que se logra un mejor rendimiento de liofilizacion y se puede incorporar una concentracion mas alta de solidos solubles al producto antes del secado por liofilizacion donde se incluye cafe tostado molido fino.

El termino 'rendimiento de liofilizacion' se refiere a la prevencion de problemas de calidad del producto secado, espedficamente la retrofusion y los terrones pegajosos. 'Retrofusion' se refiere a la no extraccion de agua de cada estructura granular por sublimacion durante el secado por liofilizacion, y los 'terrones pegajosos' surgen de la no extraccion del vapor de agua que se ha sublimado de granulos individuales de la bandeja del lecho general de cafe.

Un proceso de liofilizacion tfpico implica congelar extracto de cafe espumado en una correa de sala fria. Cuando esta congelado, la tableta de cafe se granula y tamiza a un tamano de granulo concreto antes del secado en una liofilizadora .

La capacidad de una liofilizadora esta limitada por su capacidad de deshidratacion. La cantidad de agua en las partfculas de cafe congeladas alimentada a la liofilizadora depende de la concentracion total de solidos de cafe del extracto de cafe lfquido cuando esta congelado. Cuanto mas alta es la concentracion de solidos de cafe, menor es el contenido de agua y por ello la liofilizadora requiere menos utilizacion de su capacidad de extraer dicha agua.

Por lo tanto, para una capacidad de deshidratacion dada de una liofilizadora, se podna intentar aumentar la produccion de producto incrementando la concentracion de solidos alimentada a la secadora. Sin embargo, se ha hallado previamente que incrementar la concentracion tiene un efecto perjudicial en la calidad del producto como la retrofusion de producto y la produccion de terrones pegajosos de granulos aglomerados. A causa de esta limitacion, se ha aceptado previamente que el extracto de alimentacion debera contener no mas de aproximadamente 50% total de solidos de cafe.

Sin embargo, segun los procesos y los productos de la presente descripcion, se ha hallado que se puede alimentar concentraciones de solidos de cafe totales de hasta 63% a una liofilizadora evitando al mismo tiempo la retrofusion y los terrones pegajosos. Por ejemplo, se puede formar extractos excelentes de una concentracion de 56% y 60% con 15% (en peso seco de) de cafe tostado molido fino, con un tamano de partfcula D50 de 30 a 40 micras y un D99 inferior a 60 micras, y 85% (en peso seco de) de solidos de cafe soluble puro.

Ejemplos

Para ilustrar el mejor rendimiento de secado y las cualidades del producto, se prepararon las muestras liofilizadas siguientes. En cada caso, el extracto base se preparo redisolviendo granulos liofilizados y anadiendo agua para formar la concentracion requerida de solidos de cafe. El secado se llevo a cabo en las mismas condiciones para 5 todas las muestras: la secadora era un modelo Ray2 que se puede obtener de GEA Niro, de Soeborg, Dinamarca; las muestras se secaron en una bandeja estandar, siendo identicos el perfil de calentamiento, el peso inicial del producto, el tamano de parffcula del material de alimentacion a la secadora.

Muestra 1-1 (comparativa)

10

El extracto final tema una concentracion de solidos de cafe de 56% (exclusivamente solidos de cafe soluble puro) y se espumo por aire, congelo, molio, tamizo a tamanos de entre 0,7-3,35 mm, y finalmente se seco en vado. Se congelaron granulos de cafe helado a -40 grados C y se secaron al vado durante 3,0 horas o 3,4 horas.

: Granulos de cafe congelados y molidos antes del secado Producto seco despues de la liofilizacion

Agua (%): 44 0

Solidos de cafe soluble (%): 56 100

Solidos de cafe insolubles (%): 0 0

15

Muestra 2-1

El extracto final tema una concentracion de solidos de cafe de 56% (formada por solidos de cafe soluble del extracto base y solidos de cafe del cafe tostado molido fino anadido antes de la formacion de espuma, incluyendo el producto 20 final 15% en peso seco de cafe tostado molido y 85% en peso seco de cafe soluble equivalente) y se espumo por aire, congelo, molio, tamizo a tamanos de entre 0,7-3,35 mm y finalmente se seco. Se congelaron granulos de cafe helado a -40 grados C y se secaron al vado durante 3,0 horas o 3,4 horas.

Agua (%): 44 0

Solidos de cafe soluble (%): 48 85

Solidos de cafe insolubles (%): 8 15

25 La presencia de terrones pegajosos se cuantifico por tamizado usando un tamiz de 3,35 mm de tamano, con los resultados siguientes:

: Muestra 1-1 (comparativa) Muestra 2-1

Concentracion de alimentacion a secadora (%): 56% 56% 56% 56%

Tiempo de secado (horas): 3,4 3,0 3,4 3,0

Granulos pegados: Flujo libre de producto de la bandeja Grumos Grumos Si Si

Cantidad (%): 60,9 65,9 0,4 0,1

Calidad ffsica: Densidad (g/100ml) 21,5 22,3 21,6 21,9

Como se puede ver, la inclusion de cafe tostado molido fino elimina sustancialmente la presencia de terrones 30 pegajosos.

Ademas de la comparacion por tamizado, se efectuo una comparacion visual directa con fotograffas de microscopio electronico de exploracion (SEM). La figura 12 representa fotograffas SEM de los productos de cafe de muestra 1-1 secados. Por su parte, la figura 13 muestra fotograffas SEM de los productos de cafe de la muestra 2-1 secados.

35

Como se puede ver en las fotograffas, las muestras 2-1 conteniendo cafe tostado molido fino muestran menos zonas plegadas en su estructura en comparacion con las muestras de solidos solubles puros 1-1.

Muestras 1-2 (comparativas)

40

El extracto final tema una concentracion de solidos de cafe de 60% (exclusivamente solidos de cafe soluble puro) y se espumo por aire, congelo, molio, tamizo a tamanos de entre 0,7-3,35 mm y finalmente se seco al vado. Se congelaron granulos de cafe helado a -40C y se secaron al vado durante 3,0 horas.

Agua (%): 40 0

Solidos de cafe soluble (%): 60 100

Solidos de cafe insolubles (%): 0 0

10

15

20

25

30

35

Muestras 2-2

El extracto final tema una concentracion de solidos de cafe de 60% (formada por solidos de cafe soluble del extracto base y solidos de cafe del cafe tostado molido fino anadido antes de la formacion de espuma, incluyendo el producto final 15% en peso seco de cafe tostado molido y 85% por peso de cafe soluble equivalente) y se espumo por aire, congelo, molio, tamizo a un tamano de entre 0,7-3,35 mm y finalmente se seco. Se congelaron granulos de cafe helado a -40C y se secaron al vado durante 3,0 horas.

Agua (%): 40 0

Solidos de cafe soluble (%): 51 85

Solidos de cafe insolubles (%): 9 15

De nuevo, la presencia de terrones pegajosos se cuantifico por tamizado usando un tamiz de un tamano de 3,35 mm, con los resultados siguientes:

: Muestra 1-2 (comparativa) Muestra 2-2

Concentracion de alimentacion a secadora (%): 60% 60%

Tiempo de secado (horas): 3,0 3,0

Granulos pegados: Flujo libre de producto de la bandeja Grumos Si

Cantidad (%): 66 0

Calidad ffsica: Densidad (g/100ml) 22,0 22,7

Se llevo a cabo comparacion visual directa con fotograffas de microscopio electronico de exploracion (SEM). La figura 14 muestra una fotograffa SEM del producto de cafe secado de la muestra 1-2. Por su parte, la figura 15 muestra una fotograffa SEM del producto de cafe secado de la muestra 2-2.

Como se puede ver en las fotograffas, la muestra 2-2 conteniendo cafe tostado molido fino presenta menos zonas plegadas en la estructura en comparacion con la muestra 1-2.

Como otro beneficio separado, se ha hallado que la molienda de extracto de cafe congelado, que contiene cafe tostado molido fino, produce un mejor rendimiento de molienda porque se generan menos finos en comparacion con extractos de cafe congelados formados a partir de cafe soluble puro:

Virutas de cafe congelado: Producto (0,7 - 3,335 mm) Finos (por debajo de 0,7 mm)

Concentracion de 56%con cafe tostado molido fino: 80% 20%

Concentracion de 56% sin cafe tostado molido fino: 75% 25%

Concentracion de 60% con cafe tostado molido fino: 79% 21%

Concentracion de 60% sin cafe tostado molido fino: 75% 25%

Para la molienda se usaron la misma maquina, el mismo proceso y los mismos parametros: tamiz de trituradora de 8 mm, tamiz de 0,7-3,35 mm.

La figura 6 representa un primer proceso de secado por pulverizacion para formar un producto de cafe soluble secado por pulverizacion 44. Un intermedio de concentrado de cafe 20 (aromatizado o no aromatizado) se mezcla con un intermedio de cafe molido y mezclado 30 usando un mezclador de cizalladura alta 50 antes del paso de formacion de espuma 41. Se puede usar un mezclador de cizalladura alta 50 del tipo descrito anteriormente. La mezcla se espuma despues en el paso 41 y luego se filtra y homogeniza opcionalmente en el paso 42. El intermedio se seca despues por pulverizacion en el paso 43 para producir el producto de cafe soluble secado por pulverizacion 44. El producto se puede empaquetar entonces en un envase.

La figura 7 representa un segundo proceso de secado por pulverizacion para formar un producto de cafe soluble secado por pulverizacion 44. El proceso es el mismo que el primer proceso de secado por pulverizacion descrito anteriormente con la excepcion de que el producto de cafe molido y mezclado 30 se incorpora a una mezcla seca. En particular, el aparato de secado por pulverizacion (conocido en la tecnica) incluye un colector de finos para

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reciclar finos de polvo de cafe. En el paso 51, el intermedio de cafe molido y mezclado 30 se alimenta a la lmea de reciclado del colector de finos y por lo tanto se incorpora al producto durante la etapa de secado por pulverizacion.

Se ha hallado que el intermedio de cafe molido y mezclado formado por molienda por chorro tiene muy buenas caractensticas de dispersion en lfquidos (como agua caliente o extracto de cafe lfquido concentrado).

Ejemplos

Para ilustrar las beneficiosas cualidades de dispersion del intermedio de cafe molido por chorro y mezclado, se prepararon las muestras siguientes:

Muestra 1 (comparativa)

Se tostaron granos 100% Arabica a color 8,5 La, luego se molieron criogenicamente usando tecnicas de la tecnica anterior. 15% en peso seco del material molido resultante se mezclo a continuacion en seco a mano con 85% de cafe soluble secado a base de Arabica - composicion final 15% en peso seco de cafe tostado molido, 85% en peso seco de cafe soluble equivalente.

Muestra 2.

Se tostaron granos 15% Arabica a color 8,5 La, a continuacion se molieron por chorro con 85% de cafe soluble secado a base de Arabica- composicion final 15% en peso seco de cafe tostado molido, 85% en peso seco de cafe soluble equivalente.

Muestra 3.

Se tosto 30% de granos de Arabica a color 8,5 La, a continuacion se molieron por chorro con 70% de cafe soluble secado a base de Arabica, formando un intermedio mezclado. 50% en peso seco del intermedio seco se mezclo a mano con 50% en peso seco de cafe soluble secado a base de Arabiza- composicion final 15% en peso seco de cafe tostado molido, 85% en peso seco de cafe soluble equivalente.

Muestra 4.

Se tosto 50% de granos de Arabica a color 8,5 La, a continuacion se molieron por chorro con 50% de cafe soluble secado a base de Arabica formando un intermedio mezclado. 30% en peso seco de intermedio seco mezclado se mezclo a mano con 70% en peso seco de cafe soluble secado a base de Arabica - composicion final 15% en peso seco de cafe tostado molido, 85% en peso seco de cafe soluble equivalente.

A continuacion se prepararon bebidas a partir de las muestras y se midieron las distribuciones de tamano de partfcula de Helos seco y humedo (con y sin ultrasonido), con los resultados siguientes:

Muestra: % de cafe tostado molido: % cafe soluble Helos seco D90 Mm Helos humedo - agitado D90 Mm Helos humedo - ultrasonido D90 Mm

1: 15:85 27,2 69,4 22,1

2: 15:85 10,5 28,5 17,8

3: 15:85 17,4 35,6 23,1

4: 15:85 27,2 60,7 29,8

Helos humedo de la muestra agitada representa el tamano de partfcula cuando se forma por primera vez y es mas alto donde hay pobre dispersion de las partfculas de cafe tostado molido fino en agua, formando por ello “grumos” de material.

La formacion de dichos grupos se puede determinar por comparacion con el Helos humedo con medicion por ultrasonido. El ultrasonido sirve para romper los grumos (si los hay).

Como se puede ver a partir de los resultados, la muestra comparativa 1 formada con cafe tostado molido criogenicamente tema pobres caractensticas de dispersion y una cantidad significativa de grumos, verificada por la gran diferencia entre las cifras de Helos humedo con y sin ultrasonido, incluso aunque el producto tema el mismo contenido total de cafe tostado molido que las muestras 2 a 4. Segun la comparacion, las muestras 2 y 3 de la presente descripcion tienen una dispersion mucho mejor donde el intermedio de cafe molido y mezclado tiene 15 o 30% en peso seco de cafe tostado molido. La muestra 4 con 50% en peso seco de cafe tostado molido presenta cierta mejora sobre la composicion de la tecnica anterior, pero inferior a las muestras 2 y 3.

Otro aspecto de la presente descripcion se refiere a un nuevo producto de cafe soluble liofilizado que tiene un aspecto que recuerda al cafe tostado molido.

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Se ha descubierto inesperadamente que la adicion de cafe tostado molido de tamano de partfcula pequeno a un producto de cafe soluble liofilizado puede producir un oscurecimiento del producto final que hace que el producto liofilizado parezca mas similar al cafe tostado molido que los productos de cafe liofilizados de la tecnica anterior.

Las partfculas de cafe tostado molido son preferiblemente de tamano coloidal con una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 100 micras, preferiblemente menor o igual a 50 micras, mas preferiblemente menor o igual a 30 micras.

El cafe tostado molido puede constituir de 5 a 30% en peso seco del producto liofilizado.

El cafe tostado molido se puede derivar de la molienda criogenica de granos enteros de cafe tostado. Sin embargo, preferiblemente, el cafe tostado molido se obtiene por el proceso de molienda de la presente descripcion descrito anteriormente con referencia a la figura 1 en el que el cafe tostado molido es un componente del intermedio de cafe molido y mezclado.

El cafe tostado molido se puede incorporar al producto por mezcla a alta cizalladura. Preferiblemente, donde se haya de usar el intermedio de cafe molido y mezclado de la presente descripcion, el cafe tostado molido se incorpora usando uno de los procesos descritos anteriormente con referencia a las figuras 4 y 5.

El producto final de cafe liofilizado tiene un color de 13 a 30 unidades La en la escala Lange, preferiblemente de 16 a 25 unidades La, mas preferiblemente de 17 a 20 unidades La.

La densidad del producto de cafe soluble tambien tiene un efecto en el color. Tfpicamente, cuanto mas denso es el producto, mas oscuro es el color. Sin embargo, es indeseable tener un producto soluble que sea demasiado denso. Por lo tanto la presente descripcion proporciona una alternativa flexible que puede ser usada por separado de (o en combinacion con) el control de la densidad del producto para seleccionar el color deseado del producto.

La figura 8 ilustra resultados para un primer conjunto de tres productos de muestra, A a C. En las tres muestras A a C, la concentracion de solidos totales (solidos de cafe soluble y solidos de cafe tostado molido donde sea aplicable) del producto alimentado a la liofilizadora fue 50% y el tiempo de secado fue 3,37 horas. Las muestras A a C teman las caractensticas siguientes:

Muestra A (ejemplo comparativo)

Se espumo y liofilizo extracto de concentrado de Standard Net Robusta usando tecnicas conocidas de la tecnica anterior sin la inclusion de cafe tostado molido. El cambio de color de referencia de 0 se pone para una densidad de la muestra A de 210 g/l. Una densidad incrementada de 220 g/l da lugar a un cambio de color de - 1,5 unidades La. Una densidad incrementada de 230 g/l da lugar a un cambio de color de -2,7 unidades La.

Muestra B

Un producto liofilizado segun el proceso de la figura 5a con cafe tostado molido anadido despues de la formacion de espuma, incluyendo el producto final 15% en peso seco de cafe tostado molido y 85% en peso seco de cafe soluble equivalente.

En comparacion con la muestra A, la muestra B produjo un producto mas oscuro con un cambio de color de -3,0 unidades La a una densidad de 210 g/l; -3,8 unidades La a una densidad de 220 g/l.

Muestra C

Un producto liofilizado segun el proceso de la figura 4a con cafe tostado molido anadido antes de la formacion de espuma, incluyendo el producto final 15% en peso seco de cafe tostado molido y 85% en peso seco de cafe soluble equivalente.

En comparacion con la muestra A, la muestra C produjo un producto mas oscuro con un cambio de color de -1,5 unidades La a una densidad de 210 g/l; -2,4 unidades La a una densidad de 220 g/l y -3,4 unidades La a una densidad de 230 g/l.

Los resultados se pueden tabular de la siguiente manera:

Muestra: Densidad (g/l) Cambio de color de referencia (La)

A: 210 0

A: 220 -1,5

A: 230 -2,7

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B: 210 -3,0

B: 220 -3,8

C: 210 -1,5

C: 220 -2,4

C: 230 -3,4

La tabla siguiente ilustra resultados para un segundo conjunto de dos grupos de muestras de productos D y E sometidos a diferentes concentraciones de solidos y tiempos de secado. Los grupos de muestras D y E teman las caractensticas siguientes:

Muestra D (ejemplo comparativo)

Se espumo y liofilizo extracto de concentrado de Standard Net Arabica sin la inclusion de cafe tostado molido. El cambio de color de referencia de 0 se puso para una densidad de muestra de 220 g/l para tres condiciones; concentracion de solidos de alimentacion a secadora de 56% con tiempo de secado de 3 horas, concentracion de solidos de alimentacion a secadora de 60% con tiempo de secado de 3 horas y concentracion de solidos de alimentacion a secadora de 56% con tiempo de secado de 3,37 horas.

Muestra E

Un producto liofilizado segun el proceso de la figura 4a con cafe tostado molido anadido antes de la formacion de espuma, incluyendo el producto final 15% en peso seco de cafe tostado molido y 85% en peso seco de cafe soluble equivalente y una densidad de 220 g/l. Se evaluaron las mismas tres condiciones que en la muestra D.

Muestra: Concentracion de solidos totales alimentados a secadora (%) Tiempo de secado (horas) Cambio de color de referencia (La)

D: 56 3,0 0

E: 56 3,0 -11,05

D: 60 3,0 0

E: 60 3,0 -7,45

D: 56 3,37 0

E: 56 3,37 -9,35

Como se puede ver a partir de los datos anteriores, la inclusion del cafe tostado molido produce un marcado oscurecimiento del producto final en comparacion con un producto de cafe soluble puro.

Tambien se ha hallado que el producto liofilizado recuerda mas al cafe tostado molido donde se muele en el paso 23 a un tamano de partfcula de 0,3 a 3,5 mm, preferiblemente de 0,3 a 2,5 mm, mas preferiblemente de 0,3 a 1,5 mm.

El producto de cafe molido y mezclado descrito anteriormente o el producto de cafe soluble descrito anteriormente o el producto de cafe soluble liofilizado descrito anteriormente se pueden empaquetar para venta en un envase tal como un tarro 101 como se representa en la figura 9. Alternativamente, el producto de cafe molido y mezclado o el producto de cafe soluble o el producto de cafe soluble liofilizado se pueden empaquetar en un envase adecuado para uso en una maquina de preparacion de bebidas. Por ejemplo, la figura 10 muestra un recipiente adecuado en forma de un cartucho 102 que puede ser usado en una maquina de preparacion de bebidas 103 como se representa en la figura 11.

El producto puede contener uno o mas componentes de bebida adicionales como edulcorantes naturales o artificiales, cremas a base de productos lacteos y no lacteos, lactosa, grasa vegetal, protemas de suero, emulsionantes, estabilizantes, almidones modificados, vehfculos, rellenos, aromatizantes, colorantes, nutrientes, conservantes, agentes de flujo o agentes de formacion de espuma.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un proceso de moler cafe incluyendo los pasos de:

a) introducir partfculas de un precursor de cafe tostado a una camara de molienda;

b) introducir partfculas de cafe soluble a la camara de molienda;

c) lanzar un gas a la camara de molienda para movilizar las partfculas del precursor de cafe tostado y cafe soluble;

d) producir por ello un producto de cafe molido y mezclado triturando las partfculas del precursor de cafe tostado por autocolision de las particulas del precursor de cafe tostado y por colision de las partfculas de cafe soluble con las partfculas del precursor de cafe tostado dentro de la camara de molienda.
2. Un proceso de moler cafe segun la reivindicacion 1, donde las partfculas del precursor de cafe tostado y el cafe soluble se mezclan conjuntamente antes de la introduccion a la camara de molienda.
3. Un proceso de moler cafe segun la reivindicacion 1, donde las partfculas del precursor de cafe tostado y el cafe soluble se introducen por separado a la camara de molienda.
4. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde las partfculas del precursor de cafe tostado en el paso a) estan a una temperatura de entre 5 y 30 grados Celsius.
5. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde la camara de molienda no esta sometida a enfriamiento criogenico durante los pasos b), c) y d).
6. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde el producto de cafe molido y mezclado producido en el paso d) incluye de 10 a 80% en peso seco de cafe tostado molido y de 20 a 90% en peso seco de cafe soluble.
7. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde el producto de cafe molido y mezclado producido en el paso d) incluye de 10 a 70% en peso seco de cafe tostado molido y de 30 a 90% en peso seco de cafe soluble.
8. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde el producto de cafe molido y mezclado producido en el paso d) incluye de 15 a 50% en peso seco de cafe tostado molido y de 50 a 85% en peso seco de cafe soluble.
9. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde el producto de cafe molido y mezclado producido en el paso d) incluye 50% en peso seco de cafe tostado molido y 50% en peso seco de cafe soluble.
10. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde en el paso d) la trituracion da lugar al producto de cafe molido y mezclado que tiene una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 40 micras.
11. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde en el paso d) la trituracion da lugar al producto de cafe molido y mezclado que tiene una distribucion de tamano de partfcula Helos en seco D90 menor o igual a 30 micras.
12. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde las partfculas de precursor de cafe tostado son granos enteros de cafe tostado.
13. Un proceso de moler cafe segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde las partfculas de precursor de cafe tostado son granos molidos gruesos de cafe tostado.
14. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde las partfculas de cafe soluble son partfculas de cafe instantaneo secado por pulverizacion, partfculas de cafe instantaneo liofilizado, o una mezcla de las mismas.
15. Un proceso de moler cafe segun cualquier reivindicacion precedente, donde el gas lanzado a la camara de molienda en el paso b) es nitrogeno, aire o una mezcla de los mismos.
16. Un proceso de moler cafe segun la reivindicacion 15, donde el gas esta a una temperatura de entre -20 grados Celsius y la temperatura ambiente.