FI86683B - Foerfarande foer framstaellning av agglomererat snabbkaffe med rostat och malet utseende. - Google Patents

Description

1 86683

Menetelmä agglomeroituneen, paahdetulta ja jauhetulta näyttävän pikakahvin valmistamiseksi Tämä keksintö koskee uutta menetelmää liukoisen 5 pikakahvin agglomeroimiseksi, jotta saadaan lopullinen agglomeroitu tuote, joka näyttää paahdetulta ja jauhetulta kahvilta.

Siitä lähtien, kun agglomerointi ensimmäisen kerran otettiin käyttöön, on kovasti yritetty valmistaa agg-10 lomeroitu kahvituote, joka näyttää paahdetulta ja jauhetulta. Tällaisella ulkonäöllä olisi edullinen vaikutus kuluttajaan, joka yhdistää paahdetun ja jauhetun kahvin ulkonäön vasta keitetyn kahvin makuun ja laatuun. Tuotteen tulee kuitenkin täyttää muitakin vaatimuksia tyydyttääk-15 seen kuluttajaa. Esimerkiksi tuotteen irtotiheyden tulee olla riittävä, jotta yhdestä teelusikallisesta tuotetta saadaan noin yksi kupillinen kahvia. Jos tuote on liian tiivistä, saadaan kupillinen liian vahvaa kahvia, ja ellei tuote ole tarpeeksi tiivistä, kahvista tulee liian 20 laimeaa. Tuotteen tulee myös olla rakenteellisesti tarpeeksi vahva, ettei synny suurta määrää hienojakoista ainetta, ja tuotteen tulee näyttää miellyttävän tummalta ja edullisesti moniväriseltä. Edelleen tuotteen tulee liueta nopeasti vaahtoamatta ja tuotteen kokojakautuman tulisi 25 olla lähes samanlainen kuin paahdetun ja jauhetun kahvin kokojakautuma. Lisäksi tuotteen tulee olla kaupallisesti toteutuskelpoinen, tuote on voitava valmistaa kaupallisesti hyväksyttävin kustannuksin.

US-patenttijulkaisu n:o 2 977 203, joka on annettu 30 Sienkiewichille ja hänen työryhmälleen ja jonka otsikkona on "Agglomerointimenetelmä (Agglomerating Process)", sisältää yrityksen pikakahvin agglomeroimiseksi, ja se on tyypillinen esimerkki liukoisen kahvin agglomeroinnin alalla vallinneista varhaisista opeista. Keksintö kuvaa 35 agglemerointimenetelmän, jolla ensimmäisessä suunnassa 2 86683 edullisesti laskeutuvan verhon muodossa liikkuvat, irralliset jauhepartikkelit saatetaan kohtaamaan toisensa höy-rysuihkun avulla, ja siten partikkeleiden liikesuuntaa muutetaan. Kun verhossa olevat partikkelit joutuvat höy-5 rysuihkun eteen, ne kostuvat välittömästi. Tullessaan johdetuksi höyrysuihkun eteen, ne saatetaan kohtaamaan toisensa. Kohtaamisen tai yhteentörmäyksen mahdollisuus johtaa suurempaan agglomeroitumisprosenttiin. Höyrysuihkun aiheuttama kierrepyörteisyys antaa kostutetuille partik-10 keleille maksimaalisen yhteentörmäys- tai yhteenliittymis-mahdollisuuden. US-patenttijulkaisu n:o 3 554 760, joka on annettu Sienkiewichille ja hänen työryhmälleen, on yllä kuvatun patenttijulkaisun parannus ja se koskee jauheesta muodostuvaan laskeutuvaan verhoon iskeytyvien ylem-15 pien ja alempien höyrysuihkujen käyttöä. Ylemmät höyry-suihkut muodostavat kooltaan, tiheydeltään ja kosteuspitoisuudeltaan erilaisia muruja; alemmat höyrysuihkut kostuttavat muruja edelleen ja tekevät ne tiheydeltään, kooltaan ja kosteuspitoisuudeltaan yhdenmukaisemmiksi. Tämä 20 menetelmä tuottaa kuitenkin epäsäännöllisen, sekasotkuisen murumassan, joka ei ole pinnaltaan paahdetun ja jauhetun kahvin näköistä.

Toisaalta US-patenttijulkaisu nso 3 716 373, joka on annettu Rhodesille ja hänen työtovereilleen, kuvaa me-25 netelmän vapaasti virtaavan, liukoisen, agglomeroidun jauheen muodossa olevan pikakahvikoostumuksen valmistamiseksi, jossa liukoiset kahvipartikkelit jauhetaan ja niistä muodostetaan muruja syöttämällä jauhetut partikkelit värähtelevään jakolaatikkoon. Laatikossa ylläpidetään 30 riittävä määrä jauhettuja partikkeleita siten, että partikkelit ovat kirjaimellisesti yhteenpuristettuja ja muodostavat haluttuja muruja, kun ne päästetään pois laatikosta. Saadut murut syötetään vyöhykkeeseen, jossa ne kostutetaan ja kuumennetaan, jolloin niistä muodostuu 35 agglomeroitunut jyvämäinen jauhe, joka sitten kuivataan; 3 86683 näin saadaan agglomeroituja jauheita, joiden irtotiheys on 0,25 - 0,40 g/cm3 ja väri 28 - 40 Lumetron-yksikköä. Tämä tuote on siis tiivistä ja suhteellisen vaaleaa väriltään.

GB-patenttijulkaisu nso 1 276 437, joka on Rhode-5 sin ja Clarkin nimissä, kuvaa parannusta tähän yllä kuvattuun menetelmään; tällä parannetulla menetelmällä valmistetuilla muruilla saattaa olla pienempi irtotiheysvaihte-luväli, jos myös syöttömateriaalin tiheys on pienempi kuin normaalin suihkukuivatun kahvijauheen, jota käytettiin US-10 patenttijulkaisussa 3 716 373 kuvatussa menetelmässä. Rho-desille ja hänen työtovereilleen annettu GB-patenttijulkaisu kuvaa vaahtomaisen tuotteen kuivaamista, jolloin saadaan syöttömateriaali, jonka irtotiheys ennen jauhamista on 0,05 - 0,18 g/cm3 ja jäljelle jäänyt kosteuspitoisuus 15 2-7 paino-%; murujen irtotiheyden sanotaan olevan 0,22 - 0,34 g/cm3, värin 28 - 50 Lumetron-yksikköä ja kovuuden alle 10. Tämä tuote on siis väriltään vaaleaa.

Vielä yksi menetelmä, joka on julkaistu Morganille ja hänen työtovereilleen annetussa GB-patenttijulkaisussa 20 n:o 2 006 603, kuvaa kahvituotteen, joka muodostuu vapaasti virtaavista muruista, jotka sisältävät liukoisia kahvi-partikkeleita ja hienoksi jauhettua, paahdettua kahvia, kahvia on seoksessa 2-20 paino-%. Paahdetun ja jauhetun näköistä tuotetta ei kuvata.

25 Vaikka kahviala on siis täynnä lukuisia esimerkke jä kahvituotteiden agglomerointitavoista, tarvitaan vieläkin sellainen menetelmä agglomeroidun pikakahvin valmistamiseksi, jolla saadaan tuote, joka on todella paahdetun ja jauhetun kahvin näköistä samalla, kun se on tiheydeltään 30 hyväksyttävä, tarpeeksi vahva, sopivan tummanvärinen ja sitä voidaan tuottaa kaupallisesti hyväksyttävin kustannuksin .

Tämä keksintö koskee menetelmää paahdetun ja jau-hetunnäköisen agglomeroidun pikakahvituotteen valmistami-35 seksi. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että 4 86683 a) jauhetaan suihkukuivattua pikakahvia jauhetun jauheen saamiseksi, jonka keskimääräinen partikkelikoko on 25 - 75 mikrometriä standardipoikkeaman ollessa 35 - 75 %, jolloin suihkukuivattu tuote tuotetaan uutteista, joissa 5 on 20 - 65 % liukoisia kiintoaineita; b) säädetään jauheen koossapysyvyys koossapysyvyys-indeksiin 0,20 - 0,85, jotta jauhe virtaa ja sitoutuu keskenään kevyesti puristamalla; c) puristetaan jauhe, jonka koossapysyvyys on sää- 10 detty, löysästi sitoutuneen, rakenteellisesti erillisen murun muodostamiseksi jauheesta, jonka koossapysyvyys on säädetty, jonka murun koko on noin 800 - 2100 mikrometriä; d) sulatetaan yhteen murun ulkopinta noin 5-30 mikrometrin syvyydeltä; ja 15 e) kuivataan yhteensulatetut murut, jolloin saadaan pikakahvi, jonka tiheys on 0,20 - 0,28 g/cm3, kovuusarvo alle 8 ja väri 17 - 24 Lumetron-yksikköä.

Koossapysyvyys voidaan säätää monella tavalla, kuten lisäämällä jauheeseen öljyä, lisäämällä jauheeseen 20 kolloidipartikkeleita, kontrolloimalla jauheen sähköstaat tiset voimat, lisäämällä jauheen kosteuspitoisuutta sekä yllä mainittujen tapojen yhdistelmillä. Kun jauheen koossapysyvyys on säädetty, muodostuu säännöllisenmuotoisia, heikosti sitoutuneita, rakenteellisesti ehjiä muruja, joi-25 den keskimääräinen murukoko 800 - 1300 mikrometriä.

Tätä menetelmää käytettäessä agglomeroitu pikakahvi tuotetaan kaupallisesti hyväksyttävin kustannuksin ja kahvi on tummaa ja moniväristä, sillä on yhtenäinen pinta ja koko, jolloin se on paahdetun ja jauhetun kahvin nä-30 köistä. Edelleen tuotteen tiheys on pieni, jolloin yhdestä teelusikallisesta pikakahvia saadaan noin yksi kupillinen kahvia ja tuote liukenee veteen nopeasti.

Sellaisen murun aikaansaamiseksi, jolla on asianmukaiset tuoteominaisuudet, suihkukuivattu pikakahvi jau-35 hetaan siten, että keskimääräinen partikkelikoko on noin I; 5 B 6 6 8 3 25 - 75 mikrometriä ja edullisesti noin 30 - 50 mikro-metriä standardipoikkeaman ollessa 35 - 75 %. Käytetyn myllyn tulisi edullisesti olla yhdistetty ilmalajitteli-jaan, joka tuottaa partikkeleita, joiden koko vaihtelee 5 niin vähän kuin mahdollista tästä toivotusta mikrometri-koosta. Ilmalajitellun jauheen koon standardipoikkeama on 35 - 55 % ja edullisesti 40 - 50 %. Suihkukuivattu tuote valmistetaan uutteista, joissa on 20 - 65 % liukoista kiinteää ainetta. Suihkukuivatut tuotteet, jotka on valio mistettu pitoisuudeltaan alhaisemmista uutteista, koostuu yleensä ontoista palloista, joiden halkaisija on noin 150 - 300 mikrometriä ja seinämän paksuus noin 4-30 mikro-metriä. Kun nämä pallot jauhetaan, ne muodostavat hiukka-senmuotoisia partikkeleita. Pitoisuudeltaan korkeammista 15 uutteista valmistettu suihkukuivattu materiaali johtaa yleensä huokoisiin, epäsäännöllisenmuotoisiin partikkeleihin. Näiden partikkeleiden koko on noin 60 - 110 mikro-metriä. Kun nämä epäsäännöllisenmuotoiset partikkelit jauhetaan, niistä syntyy kuutionmuotoisia partikkeleita. Kuu-20 tionmuotoisista partikkeleista pyrkii muodostumaan vähem män tiiviitä muruja.

Jauhamisen jälkeen jauhe voidaan jäähdyttää 5 -21 °C:n lämpötilaan. Jäähdyttäminen auttaa tummemman lopputuotteen saamisessa. Esimerkki laitteesta, jolla tämä 25 jäähdyttäminen voidaan suorittaa, on Rotex-merkkinen jääh dytin. Tässä laitteessa jauhe johdetaan yksikön läpi ja jäähdytetään epäsuorasti kiertävällä nestemäisellä väliaineella, joka voi olla vesi tai edullisesti propyleenigly-koli. Muut jauheen jäähdytyskeinot ovat itsestäänselviä 30 alan asiantuntijoille.

Jauhettuun materiaaliin voidaan lisätä enintään 40 paino-% jauhamatonta, pallomaista, liukoista kahvimate-riaalia. Jauhamattomat pallomaiset kahvimateriaalit sisältävät jauhamattoman suihkukuivatun pikakahvin (ymppi, re-35 seed). Näiden jauhamattornien jauheiden koko vaihtelee vä- 6 86683

Iillä 5 - 280 mikrometriä, mutta edullisesti niiden koko on noin 25 - 65 mikrometriä.

Tämän keksinnön mukaan jauhetun ja lajitellun jauheen, mukaanlukien lisätyt pallomaiset partikkelit, koos-5 sapysyvyys tulee olla säädetty. On havaittu, ettei jauhetun ja lajitellun jauheen koossapysyvyys ole riittävä sellaisten murujen muodostamiseksi, joilla on sopivat ominaisuudet aikaansaamaan keksinnön mukaisesti valmistettu tuote kaupallisesti hyväksyttävin kustannuksin. Riittämätön 10 koossapysyvyys johtaa muruun, jonka muodostamiseen tarvi taan liikaa puristamista. Tästä syystä lopullinen tuote on liian tiivistä tai se ei ole halutunvärinen tai tarpeeksi vahva. Toisaalta jos partikkeleiden koossapysyvyys on liian suuri, partikkelit eivät virtaa, ja tämä johtaa pro-15 sessoinnissa virtausnopeudesta aiheutuviin vaikeuksiin. Mutta jos koossapysyvyys on asianmukaisesti säädetty, jauhe muodostaa löysästi pakatun murun, joka pysyy koossa prosessoinnin aikana. Siten voidaan muodostaa muru, josta lopuksi saadaan tuote, jonka tiheys, väri, koko ja hauraus 20 ovat sopivia. Edelleen on mahdollista tuottaa näitä muruja korkein kaupallisin nopeuksin. Sopivat kaupalliset nopeudet ovat ainakin 180 kg/h, edullisesti ainakin 360 kg/h ja edullisimmin ainakin 450 kg/h.

Jauheen koossapysyvyyttä voidaan säätää monilla me-25 netelmillä, joihin kuuluvat öljyn lisäys jauheeseen ennen murun muodostamista, kolloidipartikkeleiden sekoitus jauheeseen, jauheen sähköstaattisten voimien säätö kokoa edelleen kontrolloimalla, jauheen kosteuspitoisuuden lisääminen sekä yllä mainittujen menetelmien yhdistelmät.

30 Kun kahvijauheeseen lisätään öljyä koossapysyvyyden säätämiseksi, öljy voi olla mikä tahansa öljy tai lipidi, jonka avulla jauhe voidaan päällystää, kuten kahviöljyt, kasviöljyt ja vastaavat. Lisättävän öljyn määrä tulisi olla alueella noin 0,01 - 1,0 painoprosenttia ja edullisesti 35 alueella 0,05 - 0,1 painoprosenttia jauheen painosta, öljy 7 86683 voidaan lisätä jauheeseen monilla tavoilla, kuten sekoittamalla tai ruiskuttamalla öljy suihkukuivattuun kahviin ennen jauhamista tai jauhamisen jälkeen. Edullisesti öljy lisätään ennen jauhamista niin, että se sekoittuu täysin 5 jauheeseen.

Jos koossapysyvyys säädetään kolloidipartikkeleita lisäämällä, 5-25 mikrometrin kokoista, kolloidisesti jauhettua, paahdettua kahvia ja edullisesti 10 - 15 mikro-metrin kokoista kahvia voidaan käyttää. Kolloidipartikke-10 leiden määrän tulisi olla alueella noin 1-15 painoprosenttia ja edullisesti 3-12 painoprosenttia jauheen painosta . Kolloidipartikkelit lisätään suihkukuivattuun jauheeseen joko ennen jauhamista tai jauhamisen jälkeen ja sekoitetaan hyvin jauheeseen. Edullisesti kolloidipartik-15 kelit lisätään ennen jauhamista.

Jauhettavan jauheen koossapysyvyys voidaan säätää kontrolloimalla jauheen sähköstaattisia voimia siten, että tiukasti kontrolloidaan jauhettavan jauheen kokoa, jakautumista ja muotoa, ja kontrolloidaan niiden materiaa-20 lien sähkönjohtokykyä, joita partikkelit kohtaavat, sekä ympäristön kosteuspitoisuutta. Sopiva koossapysyvyys voidaan saada käyttämällä jauhoa, jonka koko on alueella noin 25 - 35 mikrometriä standardipoikkeaman ollessa noin 40 - 50 %. Jauhe saisi kohdata vain materiaalia, jolla on 25 alhainen sähkönjohtokyky, ympäristössä, jossa kosteus on matala.

Jauhettavan jauheen koossapysyvyyttä voidaan myös säätää lisäämällä jauheen kosteuspitoisuus yli 3,5 paino-prosenttiseksi. Kosteus voidaan lisätä sopivalla tavalla, 30 kuten ruiskuttamalla vettä jauheeseen joko ennen jauhamis ta tai jauhamisen jälkeen ja sekoittamalla vesi hyvin jauheeseen .

Mitkä tahansa muut jauhetun jauheen koossapysyvyy-den säätökeinot katsotaan kuuluvan tämän keksinnön pii- 3r> riin.

8 86683

Menetelmä, jolla kuvataan jauheen koossapysyvyyttä, voidaan ilmaista jauheen koossapysyvyysindeksinä, joka määritellään seuraavasti: erotus, joka saadaan vähentämällä jauheen hajoavuudesta irtonaisena sen hajoavuus pakat-5 tuna, jaetaan jauheen hajoavuudella irtonaisena, esimerkiksi (hajoavuus irtonaisena - hajoavuus pakattuna)/hajoa-vuus irtonaisena. Hajoavuus irtonaisena ja hajoavuus pakattuna voidaan määrittää käyttämällä standardilla joavuus-menetelmiä, kuten esimerkiksi Hosokawa Powder Characteris-10 tics Testerlaitteella, joka on saatavissa Hosokawa Iron Work, Ltd -yhtiöstä, Osaka Japani. Hajoavuus pakattuna saadaan pakkaamalla jauhe ensin Hosokawa-tiheyskuppiin Hoso-kawa-käyttöohjekirjän pakattu tiheys-osassa selitetyllä tavalla. Kun kupin pinta on tasattu, kymmenen gram-15 man jauhemöykyt kaivetaan varovasti kupista. Tämä täytyy tehdä varovasti, ettei tiiviisti pakattua jauhetta liikaa rikottaisi. Seuraavaksi määritellään jauhemöykkyjen hajoavuus samalla tavalla kuin puristamattoman jauheen hajoavuus . Koossapysyvyysindeksi lasketaan tästä yllä kuvatulla 20 tavalla. Sopivat koossapysyvyysindeksit ovat alueella 0,20 - 0,85 ja edullisesti alueella 0,30 - 0,70 ja edullisimmin alueella 0,35 - 0,50.

Kun jauheen koossapysyvyys on asianmukaisesti säädetty, se täytyy muodostaa muruiksi. Muruja, joiden tiheys 25 on matalampi, voidaan saada käyttämällä suurempikokoista jauhettua jauhoa, mutta suurempi koossapysyvyys on tarpeen jauheen sitomiseksi ja sen rakenteellisen eheyden säilyttämiseksi. Edelleen on toivottavaa saada aikaan muruja, jotka ovat säännöllisenmuotoisia. Säännöllisenmuotoisella 30 tarkoitetaan oleellisesti kuutiomaista, pallomaista tai samantapaisen muotoista. Murut voidaan muodostaa puristamalla, joka voidaan saada aikaan saattamalla jauhe väräh-telemään. Värähtelykaukaloa tai pystyasennossa olevaa värähtelevää astiaa voidaan käyttää saamaan aikaan tarpeel-35 liset puristusvoimat. On toivottavaa keskittää jauhe vir- 9 86683 taamaan värähtelijöiden läpi, jotta vältytään ongelmista, jotka liittyvät värähtelyn välittämiseen pitkiä matkoja. Sopivasti jauhe virtaa värähtelijän läpi nopeudella 11,25 kg/min/2,5 cm värähtelijän syöttöaukkoa ja edullisesti no-5 peudella 33,75 kg/min/2,5 cm. Värähtelyvoimien lisäys aiheuttaa puristuksen lisäyksen. Liiallinen puristaminen tuottaa hyvin muodostuneen mutta liian tiiviin murun, kun taas liian vähäinen puristus estää partikkelin koossapysymisen prosessoinnin aikana. Koska on toivottua tehdä tuo-10 te, jolla on alhainen tiheys, on edullista käyttää vain sitä minimipuristusenergiaa, joka on tarpeen jauheen koos-sapitämiseksi. Asianmukainen koossapysyvyysindeksi sallii minimipuristusenergian käytön. Murujen yhdenmukaisuutta lisätään antamalla murusten virrata värähtelevän muotoilu-15 siivilän läpi. Tämä siivilä tuottaa yhdenkokoisia muruja ja tasoittaa murujen reunat. Siivilän koko, värähtelyn jaksoluku, silmukkakoko ja langan halkaisija tulee huolellisesti sovittaa yhteen jauheen läpivirtauksen ja koossa-pysyvyyden kanssa, jotta estetään helposti särkyvien muru-20 jen rikkoutuminen. Edullisesti siivilän suuruus vaihtelee välillä 6-12 meshrä.

Edelleen siivilä kontrolloi murujen kokoa, joka on sopivasti 800 - 2100 mikrometriä ja edullisesti noin 900 - 1900 mikrometriä. Muodostuneiden murujen tiheys on 25 sopivasti noin 0,5 - 0,9 g/cm3 ja edullisesti 0,6 -0,8 g/cm3.

Kun murut on muodostettu, on tarpeellista sulattaa yhteen murujen pinta, jotta saadaan haluttu väri ja ulkonäkö ja minimoidaan särkyminen käsittelyn aikana. Höyryä 30 voidaan käyttää sulattamaan murun pinnan ohut kalvo, joka kuivattaessa muodostaa vahvan kuoren. Kuoren paksuus vaihtelee 5-30 mikrometrin välillä ja on edullisesti 10 - 15 mikrometriä. Edelleen käytetyn höyryn määrä vaikuttaa partikkelimuodon väriin ja tiheyteen. Suuremman höyrymäärän 35 käyttö johtaa tummempaan väriin ja vahvempaan tuotteeseen, ίο 86683 mutta myös pienempään ja tiiviimpään tuotteeseen.

Murut saatetaan kosketukseen höyryn kanssa vapaasti putoavassa tilassa. Vapaasti putoavat murut voivat muodostaa yhden verhonmuotoisen kuvion tai useita yhdensuun-5 täisiä verhokuvioita. Kolmea yhdensuuntaista verhokuviota käytettäessä on havaittu, että nopeudet lisääntyvät suuresti käytetyn höyryn määrää vain vähän lisäämällä. Agglo-merointiin käytetty höyry voi olla joko kyllästettyä tai ylikuumennettua. Käytetyn höyryn suhteellisen määrän tulee 10 vain olla riittävä muodostamaan ainoastaan yllä mainittu kuori. Höyryn nopeuden tulisi olla sellainen, etteivät jo muodostuneet murut rikkoudu höyryn vaikutuksesta, mutta läsnäolevan höyryn määrän tulee kuitenkin olla riittävä saattamaan murujen ulkopinta osittain nestemäiseksi tun-15 keutumatta niiden sisäosaan. Sopivat höyryn nopeudet ovat alle 16 m/s ja edullisesti alle 13 m/s. Kosketus höyryn kanssa tuottaa murun, jossa ulkopinta on kovetettu ja väriltään tummempi kuin murun sisäosa, joka on suunnilleen samanvärinen kuin kantasyöttömateriaali. Sopiva höyry/ 20 jauhe-suhde vaihtelee noin suhteesta 2:1 suhteeseen 12:1.

Höyrykäsittelyn jälkeen pinnaltaan yhteensulatetut murut kuivataan atmosfäärissä, jossa muru-muru-kasautumi-nen on mahdollisimman vähäistä. Tällainen kuivatus voidaan sopivasti tehdä tornin alemmassa osassa murujen vielä pu-25 dotessa vapaasti. Kuivausilman lämpötila (sisääntuloläm-pötila) on yleensä yli 111 °C ja alle 250 °C, tyypillisesti sisääntulolämpötila on 161 - 222 °C ja ulostulolämpöti-la luokkaa 111 °C. Lopuksi tämä materiaali kuivataan edelleen ja jäähdytetään johtamalla se tornista tornin pur-30 kausaukon lähellä olevaan värähtelykaukaloon, kuten on tunnettua alalla.

Kuivauksen jälkeen murut voidaan seuloa ali- ja ylikokoisten partikkeleiden poistamiseksi. Tämän keksinnön mukaisten murujen keskimääräinen koko on välillä 800 -35 1300 mikrometriä ja edullisesti välillä 1000 - 1150 mik- 11 86683 rometriä. Edelleen pinnaltaan yhteensulatettujen murujen irtotiheys on 0,20 - 0,28 g/cm3 ja edullisesti 0,22 -0,26 g/cm3, ja ne liukenevat nopeasti veteen. Enintään 60 % muruista saattaa olla ali- tai ylikokoista materiaa-5 lia, joka voidaan syöttää myllyn raaka-aineeseen ja jauhaa suihkukuivatun jauheen kanssa.

Noin 5 % murujen pinnasta on väriltään vaaleampaa kuin muu osa, jolloin saadaan monivärinen tai pilkullinen ulkonäkö. Tämä tuotteen pilkullisuus johtuu siitä, että 10 mukana on pieni määrä rikkoutuneita muruja, jotka ovat syntyneet kulumisesta koko höyryagglomeroinnin jälkeisen prosessoinnin aikana. Kuten aikaisemmin on sanottu, murun sisäosa säilyttää vaaleamman värinsä. Siten saadaan aikaan yleinen pilkullisuus, koska yhteensulatetun ulkokuoren 15 omaavien, tummempien partikkelien ja särkyneistä muruista muodostuneen vaaleamman materiaalin välille muodostuu vastakohta .

Kuten aikaisemmin on mainittu, murujen kovuusarvo on alle kahdeksan, toisin sanoen mittauksessa syntyy alle 20 8 % hienojakoista ainetta. Alle kahdeksan oleva kovuusarvo korreloi muruun, joka on mekaanisesti kestävä sekä säilytysastiassa että kuluttajan käytössä. Kovuusarvo on saatu suorittamalla aikaisemmin mainitussa Rhodesin patentissa kuvattuja yksinkertaisia kokeita; 100 grammaa testattavaa 25 näytettä seulotaan ensin varovasti alle 36 meshrn kokoisten hienojen partikkeleiden poistamiseksi. Sen jälkeen näytteet saatetaan värähtelemään voimakkaammin seulomalla edelleen viiden minuutin vakioajan, ja siivilöintianalyysi suoritetaan 36 meshsn siivilän läpi menneen aineksen mää-30 rän määrittämiseksi. Jyvän vertailukovuus, joka on partikkelin mekaanisen vahvuuden mitta, ilmaistaan toisessa sii-vilöinnissä 36 mesh:n siivilän läpi menneen aineksen painoprosentteina. Tuotteen kovuuden lisääntyessä kovuusarvo pienenee. Kovuusarvo 10 tai enemmän katsotaan ei-tyydyttä-35 väksi seuraavissa käsittely- ja pakkaustyövaiheissa. Tämän i2 86683 keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettujen tuotteiden vertailukovuusarvo on yleensä alle 8. Edullisesti tämän keksinnön mukaisesti valmistettujen tuotteiden kovuus-arvot ovat alle neljä.

5 Tämän keksinnön mukaisesti valmistetut murut ovat väriltään tummia, Lumetron-yksiköissä ilmaistuna välillä 17 - 24 Lumetron-yksikköä. Kahvikoostumuksen väri kvanti-toidaan tässä niin sanotuissa Lumetron-yksiköissä, jotka ovat tristimulus-valolähteen aiheuttaman agglomeroidusta 10 jauheesta heijastuvan valon mitta. Mittausta varten jauhe laitetaan pieneen litteään astiaan ja mittaukset suoritetaan Photovolt reflektometrillä, jota valmistaa Photovolt Corporation-yhtiö New Yorkissa, ja laitetta käytetään Reflecting and Gloss meter-laitteen mallin 575 ohjekirjan mu-15 kaisesti. Tässä käytettyjen lukujen tulkitsemisen mahdollistamiseksi kerrottakoon, että normaalisti Yhdysvalloissa saatavilla olevien kaupallisten paahdettujen ja jauhettujen kahvijauheiden Lumetron-arvot ovat välillä 45 - 70 yksikköä (vaaleanväriset), kun taas expresso-tyyppisten kah-20 vien Lumetron-arvot ovat välillä 20 - 30 yksikköä (tumman-väriset) samankokoisille partikkeleille.

Seuraavat esimerkit esitetään tämän keksinnön edelleen valaisemiseksi.

Esimerkki I

25 Halutussa muodossa oleva agglomeroitu pikakahvi valmistettiin seuraavalla menetelmällä. Suihkukuivattu jauhe, jonka kosteuspitoisuus oli noin 3,0 %, saatiin suihkukuivaamalla noin 55 % kiinteätä ainesta sisältävää kahviuutetta. Sitten jauhe syötettiin nopeudella 160 kg/h 30 30 x 50 cm:n kokoiseen värähtelevään kaukaloon, jota val mistaa Eriez Magnetics Corporation-yhtymä. Jauheen virratessa kaukalon yli 0,075 paino-% kahviöljyä ruiskutettiin jauheeseen 1/4 J-ilmasuutinta käyttäen, jota valmistaa Spraying Systems Co-yhtymä. Sitten öljyllä päällystetty 35 jauhe jauhettiin käyttäen Mikro Pulverizer Malli 10 ACM- ( 13 36683 laitetta, jota valmistaa Mikropul Corporation-yhtymän Pulverizing Machinery Division-osasto. Jauhe jauhettiin 40 mikrometrin suuruisiksi partikkeleiksi keskiarvosta poikkeamisen ollessa 53,6 %. Käytetyissä olosuhteissa saatiin 5 jauhe, jonka koossapysyvyysindeksi oli 0,47.

(r)

Sitten jauhe kuljetettiin Siletta°-syöttölaittee-seen, jota valmistaa Solids Flow Control Corporation-yhty-mä. Syöttölaite oli pystyasennossa oleva astia, jossa oli sylinterinmuotoinen yläosa ja kartiomainen alaosa. Laarin 10 pohjasta riippui 15 x 15 cm:n kokoinen tarjotin, jossa oli kolme siipeä, jotka oli asetettu 33°seen kulmaan vaakatason yläpuolelle. Virtaus tarjottimen läpi saatiin aikaan Eriez-värähtelijällä, joka oli kiinnitetty tarjotinosan sivuun. Vaakasuuntaiset värähtelyt, jotka aiheuttivat 15 0,05 cm:n siirtymän nopeudella 60 kierrosta sekunnissa, saivat aikaan jauheen puristumisen astiassa sekä myös jauheen poisvirtauksen astiasta. Syöttölaitteesta saatiin kolme erillistä jauheverhoa, jotka liikkuivat nopeudella noin 225 kg/h (225 kg/h koostui syöttöhöyrystä sekä kier-20 tohöyrystä). Astiassa käytettiin noin 30 cmsn jauheensi-sääntuloaukkoa.

Sitten putoavat jauhemurut kulkivat 8 meshsn - 0,07 cm:n (lankojen halkaisija), vaakasuorassa olevan, värähtelevän siivilän läpi, joka erotteli murut koon mukaan. Sii-25 vilä värähteli 0,075 cmsn siirtymällä nopeudella 60 kierrosta sekunnissa. Siivilä oli sijoitettu noin 1,75 cmsn päähän kourutarjottimen alle ja se värähteli kohtisuorassa jauheverhoon nähden.

Sitten yhdenkokoisten murujen muodostama verho saa-30 tettiin kohtaamaan höyry, joka ohjattiin kolmesta suutti-mesta. Kahdesta ensimmäisestä suuttimesta tuli höyryä alhaisella nopeudella 13,79 kPasn ja 27,58 kPasn paineella, vastaavasti, jolloin vain partikkeleiden pintakerros kostui. Tämä teki mahdolliseksi kuoren muodostumisen partik-35 keleiden ympärille. Kolmannesta sumuttimesta tuli höyryä i4 86683 suurella nopeudella partikkeleiden ohjaamiseksi kuivaus-torniin. Suurella nopeudella puhalletun höyryn pyörteen-muodostus ei ollut riittävän suuri rikkomaan murut. Kaiken käytetyn höyryn suhde jauheeseen oli 3:1.

5 Seuraavaksi kostea jauhe kuivattiin tornissa. Tor- niolosuhteet olivat 2100 CFM:n ilmavirta, sisään tulevan ilman lämpötila 222 °C ja ulos tulevan ilman lämpötila 122 °C.

Kuivauksen jälkeen jauhe seulottiin 6 mesh:n - 0,09 10 cm:n (lankojen halkaisija) siivilää käyttäen ylikokoisten partikkeleiden poistamiseksi ja 14 mesh:n - 0,08 cm:n (lankojen halkaisija) siivilää käyttäen alikokoisten partikkeleiden poistamiseksi. Lopputuotteen tiheys oli 0,27 g/cm3, kosteuspitoisuus 3,7 %, väri 22,0 Lumetron-yksikköä 15 ja kovuus 3 ja tuote oli paahdetun ja jauhetun näköistä.

Esimerkki II

Agglomeroitu pikakahvi, jolla oli paahdetun ja jauhetun kahvin ulkonäkö mukaanlukien pilkullisuus, valmistettiin seuraavaa menetelmää käyttäen. Valmistettiin syöt-20 tömateriaali, jolla oli seuraavanlainen koostumus: 85 % jauhettua suihkukuivattua jauhetuotetta, joka oli valmistettu 25 %:sta uutteesta, jonka keskimääräinen partikkeli-koko oli 38 mikrometriä, 10 % jauhamattomankaltaista suihkukuivattua jauhetta, jonka keskimääräinen partikkelikoko 25 oli 142 mikrometriä, ja 5 % kolloidista paahdettua ja jauhettua kahvia, jonka keskimääräinen partikkelikoko oli 17 mikrometriä. Syöttömateriaalin yhteenlaskettu kosteuspitoisuus oli 3,9 %. Tämä syöttömateriaali laitettiin Syntrori^-merkkiseen värähtelevään syöttölaitteeseen, jota 30 valmistaa FMC Corporation-yhtymä. Syöttömateriaalin syvyys vaakasuorassa värähtelevässä syöttölaitteessa oli alle 2,5 cm ja yksikössä oloaika noin 10-30 sekuntia laitteessa oloajan ja vaakakulman vaihdellessa lastin koon ja halutun murukoon sekä seosformulaation mukaan. Värähtelevässä 35 syöttölaitteessa ollessaan syöttömateriaalista muodostui is 86683 pieniä muruja. Poistuessaan värähtelevästä syöttölaitteesta murut kulkivat vapaasti pudoten siivilän läpi, jonka aukot olivat noin 6 mesh:ä. Kun ylikokoiset murut oli erotettu koon mukaan siivilällä, siivilän läpäisseet murut 5 saatettiin yhteen höyryn kanssa, jonka määrä oli 3:1 jauheen määrään verrattuna, höyryn lämpötila oli noin 103 -106 °C sen kohdatessa jauheen noin 2,5 cm:n päässä höyry-suihkusta. Höyryn nopeus oli sellainen, että höyryn mukana kulkevat yksittäiset murut ohjautuivat torniin aikaisemmin 10 kuvatuissa kuivausolosuhteissa, jossa ne saivat pudota toisiaan kohtaamatta ja kuivuivat. Tuotetun agglomeroidun pikakahvin irtotiheys oli 0,25 g/cm3, kovuus 7,7, väri 21,5 Lumetron-yksikköä ja pilkullisuusaste, joka lisäsi paahdetun ja jauhetun kahvin vaikutelmaa ja ulkonäköä.

15 Esimerkki III

Agglomeroitu pikakahvi valmistettiin syöttömateri-aalista, joka sisälsi seuraavan sekoituksen: 65% jauhettua suihkukuivattua pikakahvia, joka oli otettu talteen 55-%:isesta uutteesta ja jonka keskimääräinen partikkeli-20 koko oli 45 mikrometriä; 25 %:n ymppi, joka oli jauhama-tonta ja jonka partikkelikoko oli noin 56 mikrometriä ja 10 % kolloidista paahdettua ja jauhettua kahvia, jonka partikkelikoko oli noin 12 mikrometriä. Syöttömateriaalin kosteuspitoisuus oli kaikkiaan noin 4,3 % eri komponent-25 tien kosteuspitoisuuden ollessa seuraavanlainen: jauhamat-toman suihkukuivatun jauheen kosteuspitoisuus 4,5 %, ympin kosteuspitoisuus 2,8 % ja kolloidisen paahdetun ja jauhetun kahvin kosteuspitoisuus 2,9 %. Syöttömateriaali johdettiin vaakasuorassa värähtelevään syöttölaitteeseen esi-30 merkissä II kuvatulla tavalla. Sen jälkeen murut saatettiin yhteen höyryn kanssa höyry/jauhe-suhteessa noin 10:1. Höyryn nopeus ei ollut tarpeeksi suuri rikkomaan muruja, mutta se oli riittävä aikaansaamaan muruvirran, joka kulkeutui kuivaustorniin. Näin tuotetun agglomeroidun pika-35 kahvin irtotiheys oli noin 0,23 g/cm3, kovuus noin 4, väri i6 86 6 83 noin 20 Lumetron-yksikköä ja pilkullisuusaste, joka vaikutti positiivisesti murujen yleisulkonäköön, joka oli paahdetun ja jauhetun kahvin ulkonäkö.

Esimerkki IV

5 Suihkukuivattu kahvi, jonka kosteuspitoisuus oli noin 2,94 %, saatiin suihkukuivaamalla noin 40 % kiinteää ainesta sisältävää kahviuutetta. Seos valmistettiin lisäämällä 5 % kolloidista paahdettua ja jauhettua kahvia, jonka keskimääräinen partikkelikoko oli 25 mikrometriä, 10 95 %:iin suihkukuivattua kahvia. Seos sekoitettiin nauha- sekoittimessa. Sitten seos ilmastettiin ja jauhettiin Bauermeister-merkkisellä myllyllä, malli nso UZU11. Mylly pyöri nopeudella 3000 RPM ja siinä oli 4 mm:n siivilä ja sillä saatiin jauho, jonka keskimääräinen partikkelikoko 15 oli noin 40 mikrometriä. Sitten jauhettuun seokseen lisättiin 15 paino-%:n ymppi. Tämän jälkeen jauhe syötet- (r? tiin painovoiman avulla SilettcP-syöttölaitteeseen, jota valmistaa Solids Flow Control Corporation-yhtymä. Seuraa-vaksi jauhe syötettiin Syntron-merkkiseen värähtelevään, 20 tarjottimella varustettuun syöttölaitteeseen (malli BF2A), jonka syvyys oli 4,25 - 0,6 cm. Tarjottimella viipymisaika oli noin 5-15 sekuntia. Jauhe tyhjennettiin Syntron-merkkisen aktivaattorin (malli F152) avulla värähtelevään 5 mesh:n siivilään.

25 Sitten murut saatettiin alhaisella nopeudella vir- taavan höyryn vaikutuspiiriin yksittäisten murujen ulkopinnan yhteensulattamiseksi. Höyryn lämpötila oli 170 °C ja höyry johdettiin kahden sumuttimen avulla. Ensimmäisestä sumuttimesta tulevan höyryn nopeus oli 8,8 m/s. Toi-30 sesta sumuttimesta tulevan höyryn nopeus oli 11 m/s. Höyry/ jauhe-suhde oli 2,3:1. Kuivaustornin sisääntuloilman lämpötila oli 170 °C ja ulostuloilman 114 °C. Tämän jälkeen kuivattu jauhe siivilöitiin 6/20 mesh:n Rotex-merkki-sellä siivilällä.

li 35 i7 86683

Lopputuotteen tiheys oli 0,26 g/cm3, kovuus 4,1, väri 23,5 Lumetron-yksikköä, keskimääräinen partikkeli-koko 1246 mikrometriä ja sillä oli paahdetun ja jauhetun kahvin ulkonäkö.

5 Esimerkki V

Tässä esimerkissä käytettiin oleellisesti esimerkin IV mukaisia olosuhteita, paitsi että 5 % kolloidista paahdettua ja jauhettua kahvia 95 % suihkukuivattua kahviseos-ta jauhettiin siten, että seoksen keskimääräinen partikke-10 likoko oli noin 60 mikrometriä. Ymppiä ei käytetty. Tuote oli oleellisesti samanlainen kuin esimerkin IV tuote.

Claims (11)

1. Menetelmä agglomeroidun, paahdetun ja jauhetun kahvin näköisen pikakahvin valmistamiseksi, tunnet- 5. u siitä, että a) jauhetaan suihkukuivattua pikakahvia jauhetun jauheen saamiseksi, jonka keskimääräinen partikkelikoko on 25 - 75 mikrometriä standardipoikkeaman ollessa 35 - 75 %, jolloin suihkukuivattu tuote tuotetaan uutteista, joissa 10 on 20 - 65 % liukoisia kiintoaineita; b) säädetään jauheen koossapysyvyys koossapysyvyys-indeksiin 0,20 - 0,85, jotta jauhe virtaa ja sitoutuu keskenään kevyesti puristamalla; c) puristetaan jauhe, jonka koossapysyvyys on sää- 15 detty, löysästi sitoutuneen, rakenteellisesti erillisen murun muodostamiseksi jauheesta, jonka koossapysyvyys on säädetty, jonka murun koko on noin 800 - 2100 mikrometriä; d) sulatetaan yhteen murun ulkopinta noin 5-30 mikrometrin syvyydeltä; ja 20 e) kuivataan yhteensulatetut murut, jolloin saadaan pikakahvi, jonka tiheys on 0,20 - 0,28 g/cm3, kovuusarvo alle 8 ja väri 17 - 24 Lumetron-yksikköä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säädetään murun koossapysy- 25 vyysindeksi arvoon 0,30 - 0,70.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että edelleen seulotaan kuivatut murut.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että valmistetaan muruja, joiden keskimääräinen koko on 800 - 1300 mikrometriä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että murut muodostetaan kevyttä värähtelevää puristusta käyttäen. 35 i9 86683

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että murut muodostetaan jauheesta, jonka partikkelikoko on alueella 25 - 35 mikrometriä standardipoikkeaman ollessa 40 - 50 % ja että jauhe ennen 5 muruksi muodostumistaan kohtaa matalan sähkönjohtokyvyn omaavaa materiaalia ympäristössä, jonka kosteuspitoisuus on alhainen.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muru sulatetaan yhteen käyt- 10 täen höyryä, jonka liikkumisnopeus tai kiertopyörteisyys on matala.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsitellään höyry/jauhe-suhdetta on 2:1 -12:1.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että murut sulatetaan yhteen niiden pudotessa vapaasti.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vapaasti putoavat murut muo- 20 dostavat ainakin kaksi yhdensuuntaista verhonmuotoista kuviota.

11. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että enintään 60 % ali- ja yliko-koisia muruja uudelleenkierrätetään suihkukuivattuun jau- 25 heeseen ennen jauhamista myllyssä. 20 86683