NO147897B

NO147897B - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A COFFEE PRODUCT

Info

Publication number: NO147897B
Application number: NO78783532A
Authority: NO
Inventors: Paul Morgan; Anthony Michael Batchelor
Original assignee: Gen Foods Ltd
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1978-10-18
Publication date: 1983-03-28
Also published as: FI64042B; IT1106099B; IE47886B1; DK148912B; FI783197A; DK148912C; AU523189B2; IE782150L; IT7851687A0; FR2406956B1; NO147897C; DE2846515A1; SE7810872L; FR2406956A1; FI64042C; AU4102978A; JPS5476866A; DK483978A; NO783532L; SE447534B

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling The invention relates to a method for production

av et kaffeprodukt som består av frittstrømmende agglomerater som omfatter løselige kaffepartikler og finmalt, brent kaffe. of a coffee product consisting of free-flowing agglomerates comprising soluble coffee particles and finely ground, roasted coffee.

Ved denne fremgangsmåte formes brent kaffe i meget finmalo par-tikkelstørrelse-form sammen med løselig kaffe til ko-agglome- In this method, roasted coffee is formed in very finely ground particle-sized form together with soluble coffee into co-agglome.

rert granulat, i det følgende kalt agglomerater. solid granules, hereinafter called agglomerates.

Det har fra tid til annen vært interesse for blandinger From time to time there has been interest in mixtures

av løselig kaffe med varierende prosentinnhold, vanligvis under 15 vekt%, av finmalt brent kaffe. Slike blandinger har den for- of soluble coffee with a varying percentage content, usually below 15% by weight, of finely ground roasted coffee. Such mixtures have the for-

del at de inkorporerer aromatiske og aroma-rike elementer av brent kaffe som ikke er helt mulig i den løselige kaffedel, vis-selig ved fremstilling ved en konvensjonell forstøvningstørke-metode. Slike blandinger har vært markedsført fra tid til an- part that they incorporate aromatic and aroma-rich elements of roasted coffee which is not entirely possible in the soluble coffee part, certainly when produced by a conventional spray-drying method. Such mixtures have been marketed from time to time

nen, men har vært blandinger av løselig kaffepulver og brente og malte partikler som, selv om de blandes homogent, resulterer i meget dårlig strømbarhet og er vanskelige å øse med skje. nen, but have been mixtures of soluble coffee powder and roasted and ground particles which, even if mixed homogeneously, result in very poor flowability and are difficult to scoop with a spoon.

Videre består slike produkter av brente og malte partikler som Furthermore, such products consist of burnt and ground particles such as

har tendens til å danne 'grut i en tillaget drikk med melk og/ tends to form 'grunts' in a prepared drink with milk and/

eller vann og danne en uønsket mengde av sediment med resulterende negativ respons hos forbrukeren. Noen sedimentmengder, or water and form an undesirable amount of sediment with a resulting negative response in the consumer. Some amounts of sediment,

som i hjemmebrygget 100% brent og malt kaffe, er imidlertid akseptable for forbrukeren, faktisk er turbiditeten av slike produkter i koppen ønskelig. as in home brewed 100% roasted and ground coffee, are however acceptable to the consumer, in fact the turbidity of such products in the cup is desirable.

Det er nå oppdaget at det oppnås et tiltalende og akseptabelt kaffeprodukt hvis løselig kaffe og finmalt brent kaffe kombineres til agglomerater, for eksempel ved kjente agglome-^ reringsmetoder. Man har funnet at et slikt produkt er svært strømbart og bevarer praktisk talt alle de opprinnelige aromatiske elementer i den brente, malte kaffe med forbedring i aro-maen til kaffeproduktet. It has now been discovered that an appealing and acceptable coffee product is obtained if soluble coffee and finely ground roasted coffee are combined into agglomerates, for example by known agglomeration methods. It has been found that such a product is very flowable and preserves practically all the original aromatic elements of the roasted ground coffee with improvement in the aroma of the coffee product.

Følgelig tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av et kaffeprodukt som består av frittstrømmende agglomerater som omfatter løselige kaffepartikler og finmalt, Accordingly, the invention provides a method for producing a coffee product consisting of free-flowing agglomerates comprising soluble coffee particles and finely ground,

brent kaffe, idet den finmalte, brente kaffe er til stede i en mengde av 2-20 vekt% basert på vekten av de to kaffebestandde- roasted coffee, the finely ground roasted coffee being present in an amount of 2-20% by weight based on the weight of the two coffee constituents-

ler og har en slik partikkelstørrelse at 90 vekt% av den malte kaffe passerer en 75 nm maskevidde. Fortrinnsvis er partik-kelstørrelsen til den finmalte kaffe mindre enn 50 mhi, og helst clay and has such a particle size that 90% by weight of the ground coffee passes a 75 nm mesh size. Preferably, the particle size of the finely ground coffee is less than 50 mhi, and preferably

passerer 90 % av kaffen en 25 nm sikt. Det foretrekkes helst at praktisk talt alt av kaffen har en størrelse på mellom 5 og 20 nm. Anvendelse av finmalt, brent kaffe som har en partikkel-størrelse ved nedre ende av størrelseområdet som er spesifisert ovenfor, produserer minimal sedimentering når agglomeratene som er laget av en slik kaffebestanddel, tillages til en drikk. 90% of the coffee passes a 25 nm sieve. It is most preferred that practically all of the coffee has a size of between 5 and 20 nm. The use of finely ground roasted coffee having a particle size at the lower end of the size range specified above produces minimal sedimentation when the agglomerates made from such a coffee component are made into a beverage.

Det karakteristiske ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at findelingen av brente kaffebønner utføres ved en knusemetode som innebærer både forhåndsavkjøling av de brente kaffebønner til under 0°C, fortrinnsvis til under -45°C, kombinert med anvendelse av luftsikting av den finmalte, brente kaffe under anvendelse av avkjølt luft i siktetrinnet, og at for-håndsavk jølingen utføres med flytende nitrogen slik at de av-kjølte gasser i siktetrinnet inkluderer nitrogen og luft i blanding, idet de finmalte, brente kaffebønner blandes med løse-lig kaffepulver og blandingen deretter dampagglomereres. The characteristic feature of the method according to the invention is that the fine division of roasted coffee beans is carried out by a crushing method which involves both pre-cooling the roasted coffee beans to below 0°C, preferably below -45°C, combined with the use of air sifting of the finely ground, roasted coffee using cooled air in the sieving stage, and that the pre-cooling is carried out with liquid nitrogen so that the cooled gases in the sieving stage include nitrogen and air in a mixture, the finely ground, roasted coffee beans being mixed with soluble coffee powder and the mixture then steam agglomerates.

Tørrmaling av brente kaffebønner til relativt grov stør-relse er en velkjent operasjon i kaffeindustrien. Det er frem-lagt forskjellige beskrivelser av finmaling av brent kaffe, sam-tidig som dens aromatiske karakter konserveres, ved anvendelse av en kryogen maleteknikk som omfatter ett enkelt trinn. I en slik metode forhåndsavkjøles de brente kaffebønner før maling til temperaturer under 10°C, f.eks. som beskrevet i US-patentskrift nr. 3 261 689. Alternativt er det foreslått å mate flytende nitrogen inn i en mølle under malingen av brente kaffebøn-ner, som beskrevet i Food Engineering, mai 1962, s.62-63. Andre fremgangsmåter for maling av brente kaffebønner er beskrevet i britiske patentskrifter nr. 1 424 264 og 1 476 854, Disse me-toder tilveiebringer imidlertid fremdeles bare relativt finmalt materiale og ikke generelt de mest ønskede gjennomsnittlige par-tikkelstørrelser på ned til 20 Mm eller mindre.- Det kan i for-bindelse med US-patentskrift nr. 3 261 689 nevnes at bare 50 % av den malte kaffe passerte gjennom en 200 U.S. mesh sikt (dvs. Dry grinding of roasted coffee beans to a relatively coarse size is a well-known operation in the coffee industry. Various descriptions have been presented of finely grinding roasted coffee, while preserving its aromatic character, using a cryogenic grinding technique comprising a single step. In such a method, the roasted coffee beans are pre-cooled before grinding to temperatures below 10°C, e.g. as described in US Patent No. 3,261,689. Alternatively, it has been proposed to feed liquid nitrogen into a mill during the grinding of roasted coffee beans, as described in Food Engineering, May 1962, pp. 62-63. Other methods of grinding roasted coffee beans are described in British Patent Nos. 1,424,264 and 1,476,854. However, these methods still provide only relatively finely ground material and not generally the most desired average particle sizes of down to 20 µm or less. .- It can be mentioned in connection with US Patent No. 3,261,689 that only 50% of the ground coffee passed through a 200 U.S. mesh sieve (i.e.

74 nm), og i henhold til britisk patent nr. 1 476 854 var den malte kaffe ikke finere enn 70 mesh (210 nm). Det kan også 74 nm), and according to British Patent No. 1,476,854, the ground coffee was not finer than 70 mesh (210 nm). It can too

nevnes at den generelle prosess i de tidligere publikasjoner går ut på å suspendere slike malte produkter i flytende kaffeekstrakt og deretter forstøvningstørke. Dette forstøvningstørketrinn fø-rer uunngåelig til tap av flyktige komponenter, og dessuten pro-duseres produkter som har en del strømbarhetsproblemer. it is mentioned that the general process in the previous publications involves suspending such ground products in liquid coffee extract and then spray drying. This spray drying step inevitably leads to the loss of volatile components, and products are also produced which have a number of flowability problems.

De tidligere forslag som det er referert til ovenfor, har ikke tilveiebrakt et brent kaffeprodukt med tilstrekkelig fin stør-relse og en fremgangsmåte for fremstilling av et slikt produkt blandet med konvensjonell løselig kaffe på en slik måte at man får et strømbart og aroma-rikt produkt. The previous proposals referred to above have not provided a roasted coffee product of sufficiently fine size and a method for producing such a product mixed with conventional soluble coffee in such a way as to obtain a flowable and aroma-rich product .

Ved utførelse av foreliggende oppfinnelse foretas findelingen av brente kaffebønner ønskelig ved.en målemetode som inkorporerer både forhåndsavkjøling av de brente kaffebønner til under 0°C, og fortrinnsvis til under -4 5°C, kombinert med anvendelse av luftsikting av den finmalte, brente kaffe ved anvendelse av avkjølt luft i siktetrinnet. Forhåndsavkjølingen utføres fortrinnsvis med flytende nitrogen slik at de avkjølte gasser i siktetrinnet inkluderer nitrogen og luft i blanding. Findeligen av de brente kaf-febønner kan utføres under anvendelse av en slagmølle utstyrt med hjelpemidler for luftsikting som tillater bare malt kaffe med den nødvendige partikkelstørrelse å komme ut fra møllen som produkt. Imidlertid kan luftsiktingssystemet ligge utenfor møllen, med inn-retninger for retur av den grovere fraksjon til møllen. Andre hjelpemidler for tilveiebringelse av den nødvendige partikkelstørrelse av finmalt, brent kaffe med akseptabelt minimalt tap av flyktige komponenter kan anvendes. Selv om det ikke er foretrukket, kan en målemetode uten anvendelse av flytende kjølemiddel anvendes for tilveiebringelse av den finmalte, brente kaffe. When carrying out the present invention, the fine separation of roasted coffee beans is preferably carried out by a measuring method which incorporates both pre-cooling of the roasted coffee beans to below 0°C, and preferably to below -4 5°C, combined with the use of air sieving of the finely ground, roasted coffee by using cooled air in the aiming stage. The pre-cooling is preferably carried out with liquid nitrogen so that the cooled gases in the screening stage include nitrogen and air in a mixture. The fining of the roasted coffee beans can be carried out using an impact mill equipped with air screening aids which allow only ground coffee of the required particle size to emerge from the mill as product. However, the air screening system can be located outside the mill, with devices for returning the coarser fraction to the mill. Other aids for providing the required particle size of finely ground, roasted coffee with acceptably minimal loss of volatile components can be used. Although not preferred, a measurement method without the use of liquid coolant can be used to provide the finely ground, roasted coffee.

I overensstemmelse med oppfinnelsen formes den finmalte, brente kaffe til agglomerater sammen med løselig kaffe, og den løselige kaffe er fortrinnsvis en som har en gjennomsnittspartik-kelstørrelse på under 50 pm. De to kaffebestanddeler vil bli blandet for dannelse av en i alt vesentlig homogen blanding og deretter ko-agglomereres. Agglomereringen kan utføres på en rekke måter, men utføres fortrinnsvis ved anvendelse av de fremgangsmåter som er beskrevet i britisk patentskrift nr. 1 224 807, idet nevnte patentskrift også beskriver forhåndsmaling av den løselige kaffe, hvilket er et ønskelig trinn ved foreliggende oppfinnelse. In accordance with the invention, the finely ground, roasted coffee is formed into agglomerates together with soluble coffee, and the soluble coffee is preferably one which has an average particle size of less than 50 pm. The two coffee components will be mixed to form an essentially homogeneous mixture and then co-agglomerated. The agglomeration can be carried out in a number of ways, but is preferably carried out using the methods described in British patent document no. 1 224 807, said patent document also describing pre-grinding of the soluble coffee, which is a desirable step in the present invention.

Agglomeratene som fremstilles i henhold til oppfinnelsen inneholder fortrinnsvis 5-20 vekt% av den brente og finmalte kaf- The agglomerates produced according to the invention preferably contain 5-20% by weight of the roasted and finely ground coffee

fe og helst 8-12 vekt%. Om ønskes, kan en andel av den iboende kaffeolje fjernes fra den finmalte, brente kaffe før maletrinnet før dannelse av agglomeratene i henhold til oppfinnelsen. Teknik-ker for utførelse av dette er velkjent for fagmannen på området. fe and preferably 8-12% by weight. If desired, a portion of the inherent coffee oil can be removed from the finely ground, roasted coffee before the grinding step before forming the agglomerates according to the invention. Techniques for performing this are well known to the person skilled in the art.

Agglomeratene som fremstilles i henhold til oppfinnelsen har fortrinnsvis en gjennomsnitts-partikkelstørrelse over 850 nm og helst mellom 1200 og 2400 nm. The agglomerates produced according to the invention preferably have an average particle size above 850 nm and preferably between 1200 and 2400 nm.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

20 kg av en brent kaffeblanding (Columbia/Santos) 20 kg of a roasted coffee mixture (Columbia/Santos)

ble neddyppet i flytende nitrogen i et kort tidsrom og deretter kjørt gjennom en slaghammermølle utstyrt med en innven-dig luftsikt. Malingen ble utført med flytende nitrogen som ble innført både til malekammeret og til luftsiktestrømmen. Temperaturen til den utstrømmende luft ble notert til -4 5°C. Bruken av det flytende nitrogen hjalp til ved finmalingen av kaffen, da det har en sprøgjørende effekt på kaffen. Partik-kelstørrelsemålinger av det malte produkt ble utført ved hjelp av en luftsikt produsert av Coulter Company (vanligvis kalt en Coulter®Counter). 98 % av produktet, i vekt, hadde en partik-kelstørrelsediameter på under 32 nm, og 91 vekt% hadde en was immersed in liquid nitrogen for a short period of time and then run through an impact hammer mill equipped with an internal air sieve. The painting was carried out with liquid nitrogen which was introduced both to the painting chamber and to the air sieve stream. The temperature of the exiting air was recorded at -45°C. The use of liquid nitrogen helped with the fine grinding of the coffee, as it has a brittle effect on the coffee. Particle size measurements of the milled product were performed using an air sieve manufactured by the Coulter Company (commonly called a Coulter®Counter). 98% of the product, by weight, had a particle size diameter of less than 32 nm, and 91% by weight had a

partikkelstørrelsediameter på under 25 nm. 80 % av produktet, i vekt, hadde en partikkelstørrelse mellom 5 og 25 nm. 18 kg av den resulterende finmalte kaffe ble så blandet med 162 kg av et løselig kaffepulver som var fremstilt på konvensjonell måte i et ekstraksjonsbatteri, ut fra brent kaffe og ved forstøvningstørkning hvor det ble anvendt temperaturer på 220°C (innløp) og 100°C (utløp). Blandingen av malt og lø-selig kaffe ble matet gjennom en vertikal kulemølle produsert av Bauermeister GmbH. Hamburg, BRD, da partikkelstørrelsen til bestanddelen forstøvningstørket pulver ble redusert til under 50 nm i størrelse. Blandingen av fint pulver ble så agglomerert til granulat på den måte som er beskrevet i britisk patentskrift nr. 1 224 807. De grove agglomerater ble avkjølt og siktet slik at man fikk sluttproduktet med den nød-vendige partikkelstørrelse. Materialet, som var for smått, ble resirkulert som også beskrevet. 65 % av det ferdige agglomererte produkt hadde granulstør-relser over 8 50 nm, mens 50 % nådde granulstørrelser mellom 1200 og 2400 nm, i vekt. particle size diameter of less than 25 nm. 80% of the product, by weight, had a particle size between 5 and 25 nm. 18 kg of the resulting finely ground coffee was then mixed with 162 kg of a soluble coffee powder prepared in a conventional manner in an extraction battery, from roasted coffee and by spray drying using temperatures of 220°C (inlet) and 100°C (expiration). The mixture of ground and soluble coffee was fed through a vertical ball mill manufactured by Bauermeister GmbH. Hamburg, BRD, when the particle size of the spray-dried powder component was reduced to below 50 nm in size. The mixture of fine powder was then agglomerated into granules in the manner described in British Patent No. 1 224 807. The coarse agglomerates were cooled and sieved so that the final product with the necessary particle size was obtained. The material, which was too small, was recycled as also described. 65% of the finished agglomerated product had granule sizes above 8 50 nm, while 50% reached granule sizes between 1200 and 2400 nm, by weight.

Etter tillaging med varmt vann ble produktet sammenlignet som drikk med den samme forstøvningstørkede løselige kaffe alene. Det viste øket aromatisk anslag med forbedret aroma og utseende i koppen (turbiditet). Granulatet hadde også stor risleevne og kunne lett tas ut med skje. After preparation with hot water, the product was compared as a beverage with the same spray-dried soluble coffee alone. It showed increased aromatic impact with improved aroma and appearance in the cup (turbidity). The granules also had great flowability and could easily be taken out with a spoon.

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

18 kg av en brent kaffeblanding (Columbia/Santos) ble kjørt gjennom en slagstift/skivemølle med høy hastighet og med kontraroterende skiver. Flytende nitrogen ble innført 18 kg of a roasted coffee blend (Columbia/Santos) was run through a high speed impact pin/disc mill with counter-rotating discs. Liquid nitrogen was introduced

på 2 punkter i skruesystemet som matet møllen, og temperaturen i malekammeret ble registrert som t50°C. Mer enn 99 % av produktet, i vekt, hadde en partikkelstørrelse på under 63 nm, og 97 vekt% var under 40 nm i partikkelstørrelse. Den gjennomsnittlige partikkelstørrelse ble funnet å være mellom 10 og 20 nm. Partikkelstørrelsemålinger ble gjort ved konvensjonell sikteanalyse, idet det også ble brukt luftstråleklaringsut-styr i de anvendte sikter. at 2 points in the screw system feeding the mill, and the temperature in the grinding chamber was recorded as t50°C. More than 99% of the product, by weight, had a particle size of less than 63 nm, and 97% by weight was less than 40 nm in particle size. The average particle size was found to be between 10 and 20 nm. Particle size measurements were made by conventional sieve analysis, as air jet clarification equipment was also used in the sieves used.

Den resulterende finmalte kaffe ble blandet med løselig kaffe, og et frittstrømmende agglomerat ble fremstilt på samme måte som i det første eksempel. Det tillagde produkt viste også forbedret aromatisk anslag og utseende i koppen. The resulting finely ground coffee was mixed with soluble coffee, and a free-flowing agglomerate was prepared in the same manner as in the first example. The added product also showed improved aromatic notes and appearance in the cup.

Claims

1. Process for producing a coffee product comprising: of free-flowing agglomerates comprising soluble coffee particles and finely ground, roasted coffee, the finely ground, roasted coffee being present in an amount of 2-20% by weight based on the weight of the two coffee components and has such a particle size that 90% by weight of the ground coffee passes a 75 nm mesh size, characterized in that the fine division of roasted coffee beans is carried out by a crushing method which involves both pre-cooling the roasted coffee beans to below 0°C, preferably to below -45 °C, combined with the use of air sieving of the finely ground, roasted coffee using cooled air in the sieving stage, and that the pre-cooling is carried out with liquid nitrogen so that the cooled gases in the sieving stage include nitrogen and air in mixture, as the finely ground, roasted coffee beans are mixed with soluble coffee powder and the mixture is then steam-agglomerated.

2. Procedure as stated in claim 1, character served by grinding the roasted coffee to a particle size of less than 50 nm.

3. Method as stated in claim 2, characterized in that the roasted coffee is ground to such a particle size that 90% by weight of the ground coffee passes a 25 nm mesh size.

4. Method as stated in claim 3, characterized in that the roasted coffee is ground to such a particle size that essentially the entire coffee has a size between 5 and 20 nm.

5. Method as stated in any of the preceding claims, characterized in that agglomerates are produced with an average particle size above 850 nm.

6. Method as stated in claim 5, characterized in that agglomerates are produced with an average particle size of between 1200 and 2400 nm.