FR2977128A1 - Procede de fabrication de tablettes de cafe soluble - Google Patents

Abstract

Abrégé descriptif: L'invention porte sur un procédé de fabrication d'une tablette de café soluble comprenant les étapes successives suivantes : a. Prélèvement d'une composition de café comprenant des particules de café soluble ; b. Compaction de la composition de café pour former un produit compacté de café de forme tridimensionnelle ; C. Humidification dudit produit compacté de café pour humidifier la surface externe du produit compacté ; d. Séchage du produit compacté humidifié pour former la tablette de café soluble. Un tel procédé permet de former une tablette de café soluble ayant une partie intérieure et une partie extérieure entourant entièrement la partie intérieure, la partie intérieure étant un cœur poreux favorisant la dissolution de la tablette et la partie extérieure formant une croute durcie épaisse et de densité supérieure à la densité du cœur, venant ainsi augmenter la résistance mécanique de la tablette.

Description

Procédé de fabrication de tablettes de café soluble

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine des tablettes de café, et plus précisément un procédé de fabrication de tablettes de café soluble.

ETAT DE LA TECHNIQUE Le conditionnement de produits alimentaires sous forme de tablettes pour améliorer l'utilisation, le transport, le stockage, etc. desdits produits alimentaires est une préoccupation qui existe depuis de nombreuses années. Les différences de nature de divers produits alimentaires ont toutefois imposé le développement de techniques de fabrication variées, non compatibles les unes avec les autres, et spécifiquement adaptées à la nature même du produit alimentaire à fabriquer sous forme de tablettes. Par exemple, dans le cas de la production de tablettes à base de matériaux cristallins de type sel ou sucre, on peut citer les documents EP 1 008 554, GB 1 384 384, GB 2 188 915, WO 00/73208. D'autres techniques de production ont été développées par exemple pour la production de tablettes de lait. On peut à cet égard citer les documents US 2,379,230, AU 2009/101002, GB 438,509, WO 2006/004190, WO 2007/077970 qui décrivent diverses méthodes spécifiquement adaptées aux caractéristiques particulières des produits laitiers. Dans le domaine des tablettes de café qui nous intéresse plus particulièrement ici, il a également été développé de nombreuses techniques plus ou moins complexes, et plus ou moins avantageuses, mais toujours spécifiquement développées selon les caractéristiques de la matière de base à savoir le café. Pour ce qui concerne les tablettes de café soluble, on peut par exemple citer les documents US 3,121,635, CA 2 027 406, US 1,137,265, US 2,889,226, US 1,535,233, GB 2 196 228, SE 465 995, DE 199 19 204. Un inconvénient majeur présent dans chacun des procédés de fabrication décrits dans ces documents est la présence nécessaire d'additifs pour former la tablette et permettre qu'une telle tablette ait les propriétés requises en termes de résistance et de temps de dissolution. Pour palier cet inconvénient, il a récemment été proposé dans le document WO 2004/034798 un nouveau procédé de fabrication d'une tablette de café soluble sans utilisation d'additif. Ce procédé consiste à placer une solution aqueuse à base de café dans un moule de compaction et de compacter cette solution, qui aura été congelée préalablement ou pendant cette compaction. Du gaz est de préférence injecté dans la solution de café, avant congélation, pour favoriser la formation de pores dans la tablette finale. La solution de café peut prendre la forme d'une bouillie à base de café, ou être un mélange congelé d'eau et de particules fines de café. Ce procédé de fabrication combine en quelque sorte le processus de compaction et le processus de lyophilisation. Ce processus de fabrication permet de former des tablettes de café soluble présentant une structure de pores interne dans laquelle les pores sont interconnectés, chaque pore ayant une taille de 5 à 50 micromètres. La compaction proposée dans ce document permet d'obtenir une surface de tablette avec une structure de pores différente de la structure interne, à savoir avec des pores traversant (c'est-à-dire ouverts du côté de l'extérieur et du côté de la structure interne) d'une plus petite taille que les pores de la structure interne, et en plus petit nombre. Il apparait donc que la tablette formée par ce procédé de fabrication présente une structure principale très poreuse entourée d'une couche superficielle qui vient fermer la porosité de cette structure principale. Ce procédé de fabrication est toutefois relativement complexe à mettre en oeuvre. Un but de la présente invention est donc de proposer un procédé de fabrication d'une tablette de café soluble qui permet de résoudre au moins l'un des inconvénients précités. En particulier, un but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d'une tablette de café soluble qui est simple à mettre en oeuvre. Un autre but de la présente invention est de proposer une tablette de café soluble et un procédé de fabrication associé, laquelle tablette présente une résistance mécanique accrue, au moins suffisante pour permettre sa manipulation, son transport et son stockage, et qui présente une dissolution rapide.

EXPOSE DE L'INVENTION A cette fin, on propose un procédé de fabrication d'une tablette de café soluble comprenant les étapes successives suivantes : a) Prélèvement d'une composition de café comprenant des particules de café soluble ; b) Compaction de la composition de café pour former un produit compacté de café de forme tridimensionnelle ; c) Humidification dudit produit compacté de café pour humidifier la surface externe du produit compacté ; d) Séchage du produit compacté humidifié pour former la tablette de café soluble.

Ce procédé permet de former une tablette de café soluble ayant une partie intérieure et une partie extérieure entourant entièrement la partie intérieure, la partie intérieure étant un coeur poreux favorisant la dissolution de la tablette et la partie extérieure formant une croute durcie venant augmenter la résistance mécanique de la tablette. La partie extérieure formant une croute est épaisse, c'est-à-dire qu'elle a une épaisseur d'au moins 20 micromètres, et de préférence une épaisseur comprise entre 20 micromètres et 250 micromètres. La partie extérieure se caractérise aussi par le fait qu'elle a une densité plus grande que la densité de la partie intérieure.

Des aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé de fabrication de tablettes de café soluble, pris seuls ou en combinaison, sont les suivants : - l'étape b) de compaction comprend les étapes successives suivantes : b1) Placement de la composition de café dans un espace confiné ; b2) Application d'une contrainte de compaction déterminée pour obtenir un produit compacté avec une densité comprise entre 0,4 g/cm3 et 0,8 g/cm3, et de préférence entre 0,45 g/cm3 et 0,7 g/cm3, et de manière encore plus préférée entre 0,5 g/cm3 et 0,6 g/cm3 ; b3) Relâchement de la contrainte de compaction. - l'étape b2) d'application d'une contrainte de compaction déterminée consiste à appliquer une pression de compaction déterminée sur ladite composition de café. - la pression de compaction est comprise entre 0,8 MPa et 15 MPa, de préférence comprise entre 1,3 MPa et 7 MPa, et de manière encore plus préférée entre 2 MPa et 4,5 MPa. - l'étape b2) d'application d'une contrainte de compaction déterminée consiste à maintenir la composition de café à un volume de compaction déterminé pendant un temps déterminé. - l'étape c) d'humidification comprend l'ajout d'une quantité d'eau de sorte à obtenir une humidification de la surface externe du produit compacté à au moins 20 micromètres de profondeur, et de préférence à au moins 40 micromètres. - lequel l'étape c) d'humidification comprend le dépôt d'une quantité d'eau à la surface du produit compacté avec une distribution d'au moins 1 mg/cm2. - l'étape c) d'humidification comprend le dépôt d'une quantité d'eau à la surface du produit compacté avec une distribution comprise entre 1 mg/cm2 et 3 mg/cm2, et de préférence comprise entre 1,2 mg/cm2 et 2,2 mg/cm2. - l'étape c) d'humidification est effectuée par pulvérisation d'eau en direction de la surface du produit compacté. - lequel l'étape c) d'humidification est effectuée par aéroportance du produit compacté dans une atmosphère humide contrôlée. - l'étape d) de séchage du produit compacté humidifié est prévue pour une évaporation de l'eau contenue dans la portion externe humidifiée du produit compacté humidifié. - l'étape d) de séchage du produit compacté humidifié est prévue pour amener le produit compacté humidifié à un taux d'humidité sensiblement égal au taux d'humidité du produit compacté avant l'étape c) d'humidification. - l'étape d) de séchage est effectuée à une température comprise entre 80°C et 120°C, pendant un temps compris entre 10 secondes et 80 secondes. - l'étape d) de séchage est effectuée par aéroportance du produit compacté humidifié dans une atmosphère sèche sous air chaud. - l'étape d) de séchage est effectuée par exposition du produit compacté humidifié à un rayonnement infrarouge (IR). - les particules de café soluble sont des particules de café lyophilisé, ayant de préférence une taille moyenne comprise entre 800 micromètres et 2 millimètres.

On propose également une tablette de café soluble qui est susceptible d'être obtenue par le procédé de fabrication présenté.

Selon un aspect préféré mais non limitatif, cette tablette comprend une partie intérieure et une partie extérieure entourant entièrement la partie intérieure, la partie intérieure étant poreuse et la partie extérieure formant une croute durcie ayant une épaisseur d'au moins 20 micromètres. Selon un autre aspect préféré mais non limitatif, cette tablette comprend une partie intérieure et une partie extérieure entourant entièrement la partie intérieure, la partie intérieure étant poreuse et la partie extérieure formant une croute durcie ayant une densité plus grande que la densité de la partie intérieure.

On propose en outre le procédé de préparation d'une boisson à base de café comprenant l'ajout d'au moins une tablette de café soluble telle qu'obtenue avec le procédé de fabrication proposé dans un volume d'eau approprié pour la dissolution totale de la au moins une tablette de café soluble.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le procédé pour fabriquer des tablettes de café soluble selon l'invention présente la particularité d'utiliser comme matière première une composition de café comprenant des particules de café soluble. La composition de café est donc une composition solide de café, comprenant des particules sèches de café soluble, avec un taux d'humidité de préférence inférieur à 6%. Le café soluble est fabriqué à partir de café torréfié lixivié puis déshydraté, dont la dissolution se produit quasi instantanément dans l'eau chaude. Le café soluble est constitué de particules de café se présentant sous la forme de poudre et/ou de granulés. Par poudre, on entend un ensemble de particules dont les dimensions sont inférieures à 1 millimètre. Par granulé, on entend des particules dont les dimensions sont supérieures à 1 millimètre, mais généralement inférieures à 4 millimètres. Pour la fabrication de tablette de café soluble avec le procédé présenté ci- dessous, on utilise de préférence des particules de café lyophilisé, c'est à dire des particules de café obtenues à partir d'une solution concentrée de café liquide congelée puis séchée par sublimation de la glace pour obtenir de la poudre et/ou des granulés. Les particules de café obtenues sont sèches, c'est-à-dire qu'elles présentent un taux d'humidité de préférence inférieur à 6%. De manière préférée mais non limitative, la composition de café comprend uniquement des particules de café soluble, à l'exclusion de tout autre composé notamment de tout additif. Un avantage significatif du procédé de fabrication de tablettes de café soluble selon l'invention, comme on le verra plus loin dans les exemples, est qu'il peut être mis en oeuvre à partir de tout type de café soluble, notamment lyophilisé, disponible dans le commerce. Un des avantages du procédé de fabrication de tablette de café soluble proposé est de pouvoir utiliser directement les particules de café soluble disponibles dans le commerce sans aucun traitement préalable. De manière alternative, on pourra effectuer un prétraitement, notamment pour faire varier la taille des particules de café soluble, afin d'optimiser les performances du procédé de fabrication. Il pourrait également être envisagé de former les tablettes à partir de particules de café soluble fabriquées spécifiquement pour la mise en oeuvre du procédé même si cela n'est pas nécessaire.

Après avoir prélevé une composition de café comprenant des particules de café soluble, le procédé de fabrication de la tablette comprend une étape de compaction destinée à former un produit compacté de café, cette étape de compaction étant suivie d'un post-traitement destiné à renforcer la résistance mécanique du produit compacté de café afin de former la tablette de café soluble qui présente des qualités suffisantes pour le transport, la manipulation et le stockage, tout en conservant une bonne dissolution. Plus précisément, le procédé de fabrication selon l'invention consiste à former, lors de l'étape de compaction, un produit compacté présentant une porosité importante pour favoriser sa dissolution dans de l'eau chaude et ayant un minimum de cohésion pour être manipulé, au moins pendant l'étape de post-traitement. Cette étape de post- traitement a pour but de créer au sein même du produit compacté un corps principal - dit coeur - entouré d'une structure de renforcement, une véritable croute entourant le coeur. Pour ce faire, l'étape de post-traitement comprend une étape d'humidification du produit compacté de café, cette étape d'humidification ayant pour objet d'humidifier la surface du produit compacté, avec de préférence une certaine pénétration de l'eau dans le produit compacté, pour ne pas avoir uniquement une humidification superficielle du produit compacté. Cette étape d'humidification a pour objet de créer une portion humidifiée à la surface du produit compacté, cette portion humidifiée s'étendant à une profondeur suffisante à l'intérieur du produit compacté correspondant sensiblement à l'épaisseur de la structure résistante souhaitée. Dans le post-traitement, l'étape d'humidification est suivie d'une étape de séchage qui a pour but de sécher la portion humidifiée du produit compacté de manière à former la structure résistante externe. L'humidification suivie du séchage du produit compacté de café forme un produit avec un coeur poreux entouré d'une croute, c'est-à-dire une structure interne poreuse entourée d'une structure externe présentant une densité plus importante que la structure interne et avec une épaisseur suffisante pour augmenter la résistance mécanique de la tablette finale.

Comme indiqué plus haut, l'étape de compaction a pour objet de former un produit compact ayant une porosité importante tout en présentant un minimum de cohésion pour une manipulation pendant la phase de post-traitement. A cette fin, on place la composition de café prélevée dans un système de compaction où la contrainte de compaction est choisie pour obtenir un produit compacté avec une densité comprise entre 0,4 g/cm3 et 0,8 g/cm3. De préférence la contrainte de compaction est choisie pour former un produit compacté avec une densité comprise entre 0,45 g/cm3 et 0,7 g/cm3, et de manière encore plus préférée entre 0,5 g/cm3 et 0,6 g/cm3. Le système de compaction utilisé peut être de tout type, par exemple une presse rotative ou une presse hydraulique. En principe, ces systèmes de compaction comprennent une matrice à l'intérieur de laquelle peuvent coulisser un ou deux poinçons, ces éléments formant un espace de confinement dans lequel la composition de café est placée pour compaction. C'est l'action des poinçons qui exerce la contrainte de compaction nécessaire à la formation du produit compacté. Cette contrainte de compaction appliquée peut consister à amener la composition de café à un volume de compaction déterminé, et à éventuellement maintenir ce volume pendant un temps de compaction déterminé, c'est-à-dire à maintenir les poinçons dans une position fixe pendant un temps déterminé.

Cette contrainte de compaction peut consister à appliquer une pression de compaction déterminée sur ladite composition de café. Dans ce cas, la pression de compaction est par exemple comprise entre 0,8 MPa et 15 MPa, de préférence comprise entre 1,3 MPa et 7 MPa, et de manière encore plus préférée entre 2 MPa et 4,5 MPa.

S'agissant du post-traitement, la première étape consiste à humidifier la surface du produit compacté issu de l'étape de compaction. Cette humidification permet de solubiliser les particules de café soluble à la surface du produit compacté. L'humidification est faite pour solubiliser des particules de café à partir de la surface jusqu'à une profondeur minimale de sorte à former une portion humidifiée présentant une certaine épaisseur et qui formera une réelle couche externe pour la tablette finale. On peut à cet égard qualifier l'étape d'humidification « d'humidification en profondeur ». Il convient toutefois que l'humidification soit contrôlée pour conserver une majeure partie du produit compacté non humidifiée, de sorte que cette partie non- humidifiée - qui formera le coeur de la tablette - conserve les caractéristiques du produit compacté, notamment en termes de densité, porosité et dissolution. Comme on le verra plus loin dans les essais comparatifs, il est nécessaire qu'une quantité minimale d'eau soit ajoutée, impliquant donc une profondeur d'humidification minimale, et une épaisseur de croute suffisante, pour que l'augmentation de la résistance de la tablette soit réelle. De manière surprenante, on constatera que l'augmentation de l'épaisseur de la croute ne vient pas ralentir significativement la dissolution de la tablette de café soluble. Ainsi, l'étape d'humidification comprend de préférence l'ajout d'une quantité d'eau de sorte à obtenir une humidification de la surface externe du produit compacté à au moins 20 micromètres de profondeur, et de préférence à au moins 40 micromètres. On peut par ailleurs contrôler la quantité d'eau déposée pour que la portion humidifiée du produit compacté ne s'étende pas au-delà d'une profondeur de 250 micromètres, et de préférence pas au-delà de 160 micromètres. De manière préférée, la quantité d'eau déposée est contrôlée pour s'étendre dans une profondeur comprise entre 20 micromètres et 130 micromètres, et de préférence entre 40 micromètres et 90 micromètres, et encore de manière préférée entre 60 micromètres et 90 micromètres. Ainsi, on peut déposer une quantité d'eau à la surface du produit compacté avec une distribution d'au moins 1 mg/cm2. De préférence, la distribution d'eau déposée est comprise entre 1 mg/cm2 et 3 mg/cm2, et de préférence encore comprise entre 1,2 mg/cm2 et 2,2 mg/cm2. De préférence, la distribution d'eau déposée est homogène, de manière à obtenir une portion humidifiée sensiblement uniforme.

Pour un produit compacté d'environ 2 grammes, avec un diamètre de 25 millimètres, on peut par exemple déposer entre 15 milligrammes et 40 milligrammes d'eau par tablette, et de préférence entre 20 milligrammes et 30 milligrammes d'eau par tablette.

Par ailleurs, il est préférable d'effectuer l'étape d'humidification à une température contrôlée déterminée pour limiter le développement de bactéries. Ainsi, l'étape d'humidification est effectuée de préférence à une température contrôlée comprise entre 10°C et 15°C ou supérieure à 60°C, par exemple comprise entre 60°C et 95°C, ou de manière préférée comprise entre 75°C et 80°C.

Diverses techniques d'humidification peuvent être utilisées, celles-ci étant choisies de manière à avoir une répartition la plus homogène possible de l'eau ajoutée sur l'ensemble de la surface du produit compacté. Selon un aspect préféré de l'invention, l'étape d'humidification est effectuée par pulvérisation d'eau en direction de la surface du produit compacté. Cette pulvérisation d'eau peut être continue, c'est-à-dire appliquée directement sur l'ensemble de la surface du produit compacté, ou séquentielle, c'est-à-dire appliquée successivement sur différente faces du produit compacté. La pulvérisation d'eau est une technique d'humidification rapide, généralement inférieure à 1 seconde. Selon un autre aspect de l'invention, l'étape d'humidification est effectuée par condensation d'eau dans une atmosphère humide avec aéroportance du produit compacté. Le taux d'humidité est contrôlé par tous moyens de contrôle d'humidité appropriés. Selon cette technique, le produit compacté est humidifié de manière totalement homogène et en continu. Un avantage de cette technique est que le produit compacté n'est en contact avec aucun élément externe pouvant déformer sa surface lors de l'humidification. Une telle humidification peut par exemple consister à placer le produit compacté dans la chambre pendant un temps compris entre 5 secondes et 8 secondes, dans une atmosphère d'humidité relative HR comprise entre 60% et 80%, et à une température contrôlée comprise entre 60°C et 80°C. Pour l'étape d'humidification, le produit compacté peut être placé dans une chambre comprenant des moyens de contrôle de température. De préférence, la chambre d'humidification comprend également des moyens de contrôle d'humidité.

La deuxième étape du post-traitement est effectuée immédiatement après l'étape d'humidification, et consiste à sécher la portion humidifiée du produit compacté. Ce séchage permet une évaporation de l'eau dans cette portion humidifiée, ce qui permet notamment de créer des ponts solides entre les particules des espèces solubilisées lors de l'étape d'humidification.

Les paramètres du séchage sont contrôlés pour amener le produit compacté humidifié à un taux d'humidité sensiblement égal au taux d'humidité du produit compacté avant l'étape d'humidification. Ainsi, la portion en surface du produit compacté, humidifiée en profondeur puis séchée, forme une véritable croute, avec une densité importante par rapport à la densité du coeur, permettant ainsi de renforcer la résistance globale de la tablette de café soluble. De préférence, l'étape de séchage est effectuée rapidement après l'étape d'humidification, pour éviter que l'eau ajoutée ne pénètre trop profondément dans le coeur du produit compacté. De manière préférée, les étapes d'humidification et de séchage se déroulent l'une après l'autre de manière continue, ou sont espacées dans le temps de quelques secondes au maximum. Le séchage peut par exemple être effectué par de l'air chaud à une température comprise entre 80°C et 120°C, pendant un temps compris entre 10 secondes et 80 secondes. Cette étape de séchage peut être effectuée par aéroportance du produit compacté humidifié dans une atmosphère sèche et sous air chaud. Le séchage peut également être effectué par exposition du produit compacté humidifié à un rayonnement infrarouge (IR). Par exemple, le produit compacté humidifié est exposé à un rayonnement infrarouge d'une longueur d'onde À comprise entre 0,8 micromètres et 2 micromètres, pendant un temps compris entre 10 secondes et 80 secondes.

Comme on l'a déjà précisé plus haut, le procédé de fabrication présenté permet d'obtenir une tablette de café soluble particulièrement résistance et conservant des temps de dissolution rapides.

Plus précisément, la tablette de café soluble ainsi fabriquée a une forme tridimensionnelle avec une structure interne poreuse - dite coeur - et une structure externe - dite croute - s'étendant autour de la structure interne. La structure externe présente une densité supérieure à la densité de la structure interne. Ainsi, la structure interne a une densité moyenne comprise entre 0,4 g/cm3 et 0,8 g/cm3 tandis que la structure externe a une densité moyenne comprise entre 1,25 g/cm3 et 1,35 g/cm3. En termes de porosité, la structure interne présente une phase poreuse avec au moins 30% de pores ayant une taille inférieure à 5 micromètres. Par ailleurs parmi les pores du coeur, au moins 95% d'entre eux sont interconnectés, ce qui favorise la dissolution de la tablette dans l'eau. La structure externe, c'est-à-dire la croute, présente la particularité de comprendre à la fois des pores traversants, des pores ouverts et des pores fermés. Par pore traversant, on entend un pore formant un canal, une fissure, entre le milieu extérieur et le coeur de la tablette favorisant ainsi la pénétration de l'eau dans le coeur. Par pore ouvert, on entend un pore ouvert vers le milieu extérieur au niveau de la surface externe de la tablette, mais ne débouchant pas vers le coeur de la tablette. Par pore fermé, on entend un pore enterré dans la croute, ne débouchant ni vers le milieu extérieur, ni vers le coeur. La structure externe ne comprend pas de porosité hyperfine, c'est-à-dire pas de pores de dimension inférieure à 5 micromètres. Les pores fermés, enterrés dans la structure externe, ont une taille comprise entre 5 micromètres et 20 micromètres. Ces pores fermés représentent entre 5% et 10% du volume de la structure externe. Les pores débouchant à la surface de la tablette, appelés pores de surface, regroupant à la fois les pores ouverts et les pores traversants, ont une taille comprise entre 10 micromètres et 800 micromètres, et de préférence entre 10 micromètres et 250 micromètres, avec un maximum compris entre 50 micromètres et 100 micromètres.

Par ailleurs, ces pores de surface représentent une porosité de surface comprise entre 1% et 20%, la porosité de surface se définissant comme le rapport entre l'aire cumulée de la section de tous les pores de surface par rapport à l'aire totale de la surface externe de la croute. Il est par ailleurs à noter que le nombre de pores traversants est beaucoup plus important que le nombre de pores ouverts. En effet, les pores traversants représentent entre 95% et 99% des pores de surface, tandis que les pores ouverts représentent entre 1% et 5% des pores de surfaces. L'épaisseur de la structure externe est au moins égale à 20 micromètres, et de préférence au moins égale à 40 micromètres. De préférence, la croute a une épaisseur maximale inférieure à 250 micromètres, et de préférence inférieure à 160 micromètres.

De manière préférée, la croute a une épaisseur comprise entre 40 micromètres et 130 micromètres, et de préférence entre 40 micromètres et 90 micromètres, et encore de manière préférée entre 60 micromètres et 90 micromètres. Comme il ressort du procédé de fabrication exposé plus haut, cette épaisseur dépend à la fois de la quantité d'eau déposée lors de l'étape d'humidification, et de la densité du produit compacté.

La tablette de café soluble selon l'invention présente à la fois une résistance élevée et une dissolution dans l'eau chaude rapide. En effet, une telle tablette de café soluble présente une résistance diamétrale comprise entre 35 kPa et 420 kPa, de préférence entre 35 kPa et 250 kPa, et se dissout dans une eau chaude à 80°C en moins de 90 secondes, de préférence en moins de 60 secondes, voire dans un temps compris entre 30 secondes et 45 secondes.

Nous allons maintenant présenter quelques essais comparatifs permettant d'illustrer l'exposé ci-dessus, mettant notamment en avant les avantages conférés par le procédé décrit, ainsi que par la structure de la tablette de café soluble issue de ce procédé de fabrication.

Pour les différents essais effectués, il a été utilisé différents types de café soluble : - les particules de café référencées « N » correspondent à du café lyophilisé commercialisé en France sous la dénomination NESCAFE® SPECIAL FILTRE - arabicas sélectionnés. Il découle d'une analyse de granulométrie que 38% des particules du café « N » ont une taille supérieure à 2 millimètres, 59,5% des particules ont une taille comprise entre 800 micromètres et 2 millimètres, et les 2,5% restant ont une taille inférieure à 800 micromètres ; - les particules de café référencées « M » correspondent à du café lyophilisé commercialisé en France sous la dénomination MAXWELL HOUSE® QUALITE FILTRE. Il découle d'une analyse de granulométrie que 37% des particules du café « M » ont une taille supérieure à 2 millimètres, 58% des particules ont une taille comprise entre 800 micromètres et 2 millimètres, et les 5% restant ont une taille inférieure à 800 micromètres ; - les particules de café référencées « N* » correspondent à du café lyophilisé de type « N » qui a subi un prétraitement consistant à broyer les particules de sorte à avoir une taille inférieure à 630 micromètres. Il découle d'une analyse de granulométrie que 94% des particules du café « N* » ont une taille comprise entre 250 micromètres et 630 micromètres, et les 6°/U restant ont une taille inférieure à 250 micromètres. Chaque composition de café a été compactée avec une presse hydraulique uniaxiale instrumentée afin de former une tablette cylindrique d'environ 2 grammes et ayant un diamètre de 25 millimètres. Deux types de post-traitement « humidification+séchage » ont été testés. Le premier type de post-traitement, dit « Pulvérisation+IR », a consisté en une humidification par pulvérisation d'une certaine quantité d'eau, puis par séchage par rayonnement infrarouge (longueur d'onde À comprise entre 0,8 micromètres et 2 micromètres) pendant un temps de 15 secondes à 80 secondes. Ce traitement « Pulvérisation+IR» a été effectué avec des buses de pulvérisation d'un diamètre de 0,5 millimètres, selon un cône d'humidification plein, et avec des lampes IR courts. Le deuxième type de post-traitement, dit « Aéroportance humide + chauffage air sec », a consisté en une humidification par passage du produit compacté dans une chambre d'humidification à 75°C dans une atmosphère d'humidité relative HR 500/0 afin de condenser une certaine quantité d'eau, puis par séchage par passage du produit compacté humidifié dans une chambre à air chaud (120°C) et sec pendant un temps de 25 secondes à 60 secondes. S'agissant de la caractérisation des différentes tablettes formées, l'épaisseur de la croute a été effectuée par analyse statistique de clichés MEB (acronyme de « microscope électronique à balayage ») de coupes transversales des tablettes (avec agrandissement 400 fois). La porosité et ses caractéristiques ont été mesurées par microtomographie aux rayons-X à la résolution de 1,5 micromètres/pixel. On caractérise la porosité comme le pourcentage de volume des pores par rapport au volume étudié (eg. le volume des pores dans le coeur par rapport au volume du coeur). La résistance des tablettes de café a été mesurée selon le diamètre du cylindre correspondant. Cette résistance diamétrale correspond à la mesure de dureté de la tablette. La dureté est mesurée en appliquant une force diamétrale jusqu'à la rupture de la tablette. Un duromètre de type DR. SCHLEUNIGER 8M est utilisé pour réaliser ces mesures de dureté. La mesure du temps de dissolution est effectuée en introduisant la tablette de café soluble dans un bécher et en ajoutant 100mL d'eau chaude à 80°C. La solution est agitée manuellement jusqu'à dissolution complète de la pastille et la dissolution est observée visuellement.

Le tableau comparatif n°1 ci-dessous présente des tablettes de café soluble de type « N » compactées à différentes pressions de compaction sans traitement « humidification + séchage ». Tableau comparatif n N° essai 1 2 3 4 Ref café N N N N Densité après 0,45 0,5 0,6 0,7 compaction Epaisseur tablette 8,9 8,1 6,8 5,8 (mm) Pression 1,3 2,1 4,4 5,6 compaction (MPa) Porosité coeur >5pm Non 35 28 Non (°/U) mesurée mesurée Porosité coeur <5pm Non 25 27 Non (°/U) mesurée mesurée Résistance <35 <35 <35 <35 diamétrale (kPa) Temps dissolution à 25-40 25-30 35-30 70-80 80°C (s) Le tableau comparatif n°1 met en évidence que le temps de dissolution de la tablette dans l'eau chaude est dépendant de la densité de ladite tablette ; en effet, plus une tablette est dense, c'est-à-dire plus elle a été compactée à une pression importante, et plus le temps de dissolution est important. Par ailleurs on constate que le coeur a une porosité globale de l'ordre de 55% à 60%, avec une fraction importante des pores ayant une taille inférieure à 5 micromètres. En effet, au moins 30% des pores du coeur ont une taille inférieure à 5 micromètres, et de préférence entre 40% et 60% des pores ont une taille inférieure à 5 micromètres.

Le tableau comparatif n°2 ci-dessous présente des tablettes de café soluble de type « N » compactées à la même pression de compaction puis traitées par différents traitements « humidification + séchage ».

Tableau comparatif n°2 N° essai 3 5 6 7 8 9 Ref café N N N N N N Densité après 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 compaction Epaisseur 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 tablette (mm) Pression 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 compaction (MPa) Technique de Pas Pulvérisation Pulvérisation Pulvérisation Aéroportance Aéroportance post-traitement traité + IR + IR + IR humide +air humide +air sec chaud sec chaud Qté d'eau 0 10 20 40 20 40 déposée (mg) Qté d'eau 0 0,7 1,32 2,6 1,32 2,6 déposée (mg/cm2) Temps séchage 0 15 20 80 25 60 (s) Epaisseur de 0 Non mesurée 30-130 40-160 20-100 55-220 croute (pm) 45-90 moy 65-130 moy Porosité coeur 28 28 28 28 28 28 >5pm (%) Porosité coeur 27 27 27 27 27 27 <5pm (%) Résistance <35 <35 100 en moy 200 en moy 50 en moy 100 en moy diamétrale (kPa) Temps 35-30 30-35 30-35 50-60 40-50 60-70 dissolution à 80°C (s) Le tableau comparatif n°2 démontre que le traitement « humidification + séchage » permet de renforcer la résistance de la tablette, ce qui est très avantageux pour garantir l'intégrité de la tablette pendant les phases de stockage, de manipulation et de transport au cours desquelles la tablette subit des chocs. On constate par ailleurs que le traitement « humidification + séchage » peut être effectué de diverses manières qui permettent d'obtenir une tablette de café soluble présentant une résistance améliorée et un temps de dissolution rapide. Ce tableau comparatif n°2 met également en avant le fait qu'il est nécessaire de déposer une quantité minimale d'eau pour obtenir une réelle amélioration de la résistance de la tablette. Le tableau comparatif n°3 ci-dessous présente des tablettes de café soluble de type « N » compactées à différentes pressions de compaction, avec ou sans traitement « humidification + séchage ».

Tableau comparatif n°3 N° essai 2 10 3 6 4 11 Ref café N N N N N N Densité après 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 compaction Epaisseur tablette 81 8,1 6,8 6,8 5,8 5,8 (mm) Pression 21 2,1 4,4 4,4 5,6 5,6 compaction (MPa) Technique de Pas traité Pulvérisation Pas traité Pulvérisation Pas traité Pulvérisation post-traitement + IR + IR + IR Qté d'eau 0 20 0 20 0 20 déposée (mg) Qté d'eau 0 1,24 0 1,32 0 1,4 déposée (mg/cm2) Temps séchage 0 20 0 20 0 20 (s) Epaisseur de 0 30-130 0 30-130 0 30-130 croute (pm) 60-90 moy 45-90 moy 40-90 moy Porosité coeur 35 35 28 28 Non Non mesurée >5pm (%) mesurée Porosité coeur 25 25 27 27 Non Non mesurée <5pm (%) mesurée Résistance <35 50 en moy <35 100 en moy <35 170 diamétrale (kPa) Temps dissolution 25-30 30-35 35-30 30-35 70-80 70-80 à 80°C (s) Comme on a pu le voir au tableau comparatif n°2, plus la pression de compaction est importante et plus le temps de dissolution de la tablette dans l'eau chaude est grand. Le tableau comparatif n°3 met en avant le fait que le traitement « humidification + séchage » qui permet de renforcer la résistance de la tablette n'a que très peu d'effets sur le temps de dissolution de la tablette en eau chaude. Ainsi, la structure externe de la tablette formant une croute confère une meilleure résistance à la tablette sans venir substantiellement augmenter le temps de dissolution de la tablette, ce qui est particulièrement avantageux.

Le tableau comparatif n°4 ci-dessous présente des tablettes de café soluble de type « M », compactées à différentes pressions de compaction, avec ou sans traitement « humidification + séchage ». Tableau comparatif n °4 N° essai 12 13 14 15 Ref café M M M M Densité après 0,5 0,6 0,7 0,6 compaction Epaisseur tablette 8,1 6,8 5,8 6,8 (mm) Pression 2,1 3,9 6,5 3,9 compaction (MPa) Technique de Pulvérisation Pulvérisation Pulvérisation Non traité post-traitement + IR + IR + IR Qté d'eau 20 20 20 0 déposée (mg) Qté d'eau 1,24 1,32 1,4 0 déposée (mg/cm2) Temps séchage 20 20 20 0 (s) Résistance 100 en moy 100 en moy 200 en moy <35 diamétrale (kPa) Temps dissolution 35-40 40-45 80-90 35-40 à 80°C (s) Ce tableau comparatif n°4 démontre que les mêmes conclusions que précédemment peuvent être tirées pour des tablettes formées avec des particules de café soluble d'un autre type, et ayant donc des propriétés structurelles différentes, que ce soit en termes de taille de grains, de taille de pores, etc.15 En particulier, il ressort de ce tableau comparatif n°4 que le traitement « humidification + séchage » accroit la résistance mécanique de la tablette sans venir substantiellement augmenter le temps de dissolution de la tablette, ce qui est particulièrement avantageux. Enfin, le tableau comparatif n°5 ci-dessous présente des tablettes de café soluble de différents types, compactées à une même pression de compaction, avec le même traitement « humidification + séchage ».

10 Tableau comparatif n°5 N° essai 11 16 15 Ref café N N* M Densité après 0,7 0,7 0,7 compaction Epaisseur tablette 5,8 5,8 5,8 (mm) Pression 5,6 5,1 6,5 compaction (MPa) Technique de post- Pulvérisation Pulvérisation Pulvérisation traitement + IR + IR + IR Qté d'eau déposée 20 20 20 (mg) Qté d'eau déposée 1,4 1,4 1,4 (mg/cm2) Temps séchage (s) 20 20 20 Epaisseur de croute 30-130 30-130 30-130 (Pm) 40-90 moy 40-90 moy 40-90 moy Résistance 170 150 en moy 200 en moy diamétrale (kPa) Temps dissolution à 70-80 80-90 80-90 80°C (s) Ce tableau comparatif n°5 vient confirmer les conclusions du tableau comparatif n°4 qui venait démontrer que le procédé proposé de traitement « humidification + 15 séchage » apporte des avantages certains pour différents types de café soluble, notamment lyophilisé. Plus précisément, ce tableau comparatif n°5 met en avant le fait que les avantages en termes d'augmentation de la résistance de la tablette sans augmentation du5 temps de dissolution se retrouvent pour des particules de café soluble dont la taille des particules est sensiblement inférieure.

Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici. Par conséquent, toutes les modifications de ce type sont destinées à être incorporées à l'intérieur de la portée du procédé de fabrication de tablette de café soluble présenté, mais également de la tablette de café soluble en tant que telle et du procédé de préparation d'une boisson à partir de cette tablette de café soluble.

Claims (19)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une tablette de café soluble comprenant les étapes successives suivantes : a) Prélèvement d'une composition de café comprenant des particules de café soluble ; b) Compaction de la composition de café pour former un produit compacté de café de forme tridimensionnelle ; c) Humidification dudit produit compacté de café pour humidifier la surface externe du produit compacté ; d) Séchage du produit compacté humidifié pour former la tablette de café soluble.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape b) de compaction comprend les étapes successives suivantes : b1) Placement de la composition de café dans un espace confiné ; b2) Application d'une contrainte de compaction déterminée pour obtenir un produit compacté avec une densité comprise entre 0,4 g/cm3 et 0,8 g/cm3, et de préférence entre 0,45 g/cm3 et 0,7 g/cm3, et de manière encore plus préférée entre 0,5 g/cm3 et 0,6 g/cm3 ; b3) Relâchement de la contrainte de compaction.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape b2) d'application d'une contrainte de compaction déterminée consiste à appliquer une pression de compaction déterminée sur ladite composition de café.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la pression de compaction est comprise entre 0,8 MPa et 15 MPa, de préférence comprise entre 1,3 MPa et 7 MPa, et de manière encore plus préférée entre 2 MPa et 4,5 MPa.
5. 5. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape b2) d'application d'une contrainte de compaction déterminée consiste à maintenir la composition de café à un volume de compaction déterminé pendant un temps déterminé.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'étape c) d'humidification comprend l'ajout d'une quantité d'eau de sorte à obtenir une humidification de la surface externe du produit compacté à au moins 20 micromètres de profondeur, et de préférence à au moins 40 micromètres.
7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'étape c) d'humidification comprend le dépôt d'une quantité d'eau à la surface du produit compacté avec une distribution d'au moins 1 mg/cm2.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape c) d'humidification comprend le dépôt d'une quantité d'eau à la surface du produit compacté avec une distributioncomprise entre 1 mg/cm2 et 3 mg/cm2, et de préférence comprise entre 1,2 mg/cm2 et 2,2 mg/cm2.
9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'étape c) d'humidification est effectuée par pulvérisation d'eau en direction de la surface du produit compacté.
10. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'étape c) d'humidification est effectuée par aéroportance du produit compacté dans une atmosphère humide contrôlée.
11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l'étape d) de séchage du produit compacté humidifié est prévue pour une évaporation de l'eau contenue dans la portion externe humidifiée du produit compacté humidifié.
12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel l'étape d) de séchage du produit compacté humidifié est prévue pour amener le produit compacté humidifié à un taux d'humidité sensiblement égal au taux d'humidité du produit compacté avant l'étape c) d'humidification.
13. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'étape d) de séchage est effectuée à une température comprise entre 80°C et 120°C, pendant un temps compris entre 10 secondes et 80 secondes.
14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel l'étape d) de séchage est effectuée par aéroportance du produit compacté humidifié dans une atmosphère sèche sous air chaud.
15. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel l'étape d) de séchage est effectuée par exposition du produit compacté humidifié à un rayonnement infrarouge (IR).
16. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel les particules de café soluble sont des particules de café lyophilisé.
17. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, dans lequel les particules de café soluble ont une taille moyenne comprise entre 800 micromètres et 2 millimètres.
18. 18. Tablette de café soluble susceptible d'être obtenue par le procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 17.
19. 19. Procédé de préparation d'une boisson à base de café comprenant l'ajout d'au moins une tablette de café soluble telle que définie dans la revendication 18 dans un volume d'eau approprié pour la dissolution totale de la au moins une tablette de café soluble.