NO167967B - Fremgangsmaate for pakking av brent kaffe. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for pakking av brent kaffe, som f.eks. kan være malt eller bestå av hele bønner, hvorved kaffen pakkes i en beholder ved at kaffen enten renses i en beholder med nitrogen, eller kaffen vakuumpakkes for å fjerne i det vesentlige alt tilstedeværende oksygen, og hvorved et karbondioksyd-absorpsjonsmiddel tilsettes i beholderen som inneholder kaffen. Det henvises forøvrig til krav 1.

På matvareområdet, særlig når det gjelder pakking av brent

og malt kaffe og brente hele bønner, er det avgjørende at matvaren underkastes en avgassingsteknikk før den pakkes. Når kaffe pakkes i en fleksibel beholder av plast uten først å være avgasset, vil pakken blåses opp når utviklet karbondioksyd frigjøres fra kaffenj og eventuelt vil beholderen briste og dets innhold bli ødelagt. Selv når pakken ikke brister, vil den utviklede gassen skape ekspansjon av pakken som vil gjøre pakken utiltalende fra et forbrukersynspunkt.

Som svar på dette problemet er det på matvareområdet utviklet en rekke avgassingsfremgangsmåter. Imidlertid lider alle avgassingsfremgangsmåter av visse problemer. Problemene omfatter høye behandlingskostnader, spesifikke problemer forbundet med ingredienser som for eksempel Robusta-kaffe som avgasses langsomt, hvilket resulterer i en begrenset bruksmengde av ingrediensen og problemer med friskhet forårsaket av lange oppholdsperioder som be-høves for avgassingsfremgangsmåten. Dersom store mengder Robusta-kaf fe skal innblandes i kaffeblandingen, er det nødvendig med en mer omstendelig avgassingsfremgangsmåte, hvilket vil forsterke de ovenfor nevnte uheldige virkningene. På grunn av ulempene med avgassing har det vært et behov for å unngå avgassing ved utvikling av en substans som kunne tilsettes til matvareproduktet for å fjerne de utviklede gassene som forblir i et matvareprodukt som ikke er avgasset før pakking.

Britisk patent nr. 1 579 460 lærer fremstilling av et mid-

del for absorpsjon eller fjerning av oksygen omfattende jern og minst ett metallhalogenid, karakterisert ved at jernet inneholder svovel i en mengde på fra 0,05 til 5 % basert på vekten av jernet. Dette patentet og det tidligere kjente som er sitert der, kon-sentrerer seg om problemet selektivt å fjerne oksygen fra atmos-færen i hvilken matvaren er pakket, hvorved den pakkete matvaren konserveres ved å hindre oksydasjon og fordervelse.

US-patent 4 366 179 gjelder et oksygen- og karbondioksyd-absorpsjonsmidde1 som skal pakkes sammen med brent og malt kaffe eller brente hele kaffebønner, hvilket absorpsjonsmiddel omfatter en partikkelformig substans der partiklene som består av en vann-holdig alkalisk substans belegges med separatorpartikler, jern-pulver og en elektrolytt. Den vannholdige, alkaliske substansen er et partikkelformig jordalkalimetall-hydroksyd som er impregnert med vann eller en fuktighets-kondisjonerende løsning, eller en partikkelformig bærer med lav vannløselignet som er impregnert med vann eller en fuktighets-kondisjonerende løsning. Jordalkalimetall-hydroksydet er enten magnesiumhydroksyd, kalsiumhydroksyd eller bariumhydroksyd. Jernpulveret fungerer ved å absorbere oksygen og elektrolytten er et sterkt elektrolytisk uorganisk salt, fortrinnsvis et metallhalogenid. Absorpsjonsmidlet krever nærvær av vann eller en fuktighets-kondisjonerende løsning som vil justere den relative fuktigheten slik at den relative fuktigheten ved likevekt for det resulterende absorpsjonsmidlet er mer enn 30 % og lik med eller mindre enn 100 %. Absorpsjonsmidlet må og-så være innpakket i en gassgjennomtrengelig membran som hindrer unnvikelse av vann fra det indre av membranpakningen.

På kaffeområdet forblir imidlertid problemet med fjerning av karbondioksyd fra kaffe, som ikke er fullstendig avgasset før pakking, et problem for hvilket det ikke er funnet en tilfreds-stillende erstatning selv om det på fagområdet har vært forsøkt å finne måter å unngå avgassingsfremgangsmåten på.

Foreliggende oppfinnelse benytter et karbondioksydabsorp-sjonsmiddel som vil fjerne karbondioksyd fra tomrommet i en mat-varepakning. Karbondioksyd-absorpsjonsmidlet består av kalsiumhydroksyd i kombinasjon med et alkalihydroksyd som er enten natrium- eller kaliumhydroksyd. Karbondioksydabsorpsjonsmidlet er til stede i det pakkede matvareprodukt i en mengde på fra 1 til 10 gram av absorpsjonsmidlet pr. 454 gram pakket matvare.

Karbondioksyd-absorpsjonsmidlet ifølge foreliggende oppfinnelse består av en kombinasjon av kalsiumhydroksyd, et alkalihydroksyd som er kalium- eller natriumhydroksyd og 1,5 % eller mindre vann. Karbondioksyd-absorpsjonsmidlet fremstilles ved tørrblanding av kalsiumhydroksyd, natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd og eventuelt kalsiumklorid for å fremstille et fritt-strømmende materiale som inneholder absorpsjonsmiddelpartikler som er mindre enn 1 mm.

Karbondioksyd-absorpsjonsmidlet pakkes fortrinnsvis i kombinasjon med brent og malt kaffe eller brente hele bønner uten tilsetning av fuktighet utover de ca. 2 til 4 % fuktighet som finnes i disse behandlede matvareproduktene. Dette fuktighetsinnholdet er ekvivalent med en relativ fuktighet på ca. 30 %. Alle litteratur-referanser og det tidligere kjente for foreliggende oppfinnere, inkludert de tidligere diskuterte patenter, nevner at noen fuktighet, i tillegg til den lave mengde som foreligger i matvareproduktet, er nødvendig for å starte og bibeholde reaksjonen mellom kalsiumhydroksyd og karbondioksyd. Ifølge foreliggende oppfinnelse vil natrium- eller kaliumhydroksydet som er til stede i en mengde på fra 5 til 15 vekt% av absorpsjonsmidlet på tørr basis, starte følgende kjemiske reaksjoner:

Den lille mengde vann som dannes ved denne reaksjonen, er tilstrekkelig til delvis å bryte krystallstrukturen til kalsiumhydroksydet og starte følgende kjemiske reaksjon:

Det utviklede vannet som dannes ved den ovenstående reaksjonen vil hjelpe til med å lette fullføring av reaksjonen.

Foreliggende oppfinnelse gjelder altså en fremgangsmåte for pakking av kaffe. Fremgangsmåten omfatter etterrensing av brent og malt kaffe eller brente hele bønner med nitrogen eller vakuumpakking for å fjerne i det vesentlige alt oksygen derfra, pakking av kaffen i en beholder, fortrinnsvis en fleksibel beholder og tilsetning av et karbondioksyd-absorpsjonsmiddel til den kaffe som inneholdes i beholderen, hvilket absorpsjonsmiddel omfatter fra 70 til 95 % kalsiumhydroksyd, fra 5 til 15 % alkalihydroksyd som enten er natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd eller en blanding av kalium- og natriumhydroksyd og eventuelt fra 5 til 15 % kalsiumklorid, idet alle ingredienser er basert på den totale tørr-vekten av absorpsjonsmidlet. I foreliggende fremgangsmåte er det intet behov for et oksygenabsorpsjonsmiddel fordi rensingen med nitrogen eller vakuumpakkingen vil fjerne mer enn 90 % av oksy-genet fra kaffekilden, fortrinnsvis mer enn 95 %.. Den gjenvær-ende, lille mengde oksygen som foreligger i kaffen etter rensing eller vakuumpakking byr ikke på noe problem. Rensingen med nitrogen vil vare i det meste bare noen få sekunder, vanligvis 1 sekund eller mindre. Hverken rensingen med nitrogen eller vakuumpakkingen vil imidlertid fjerne noen betydelig mengde karbondioksyd .

Anvendelse av den ovenstående fremgangsmåte vil sikre at

den pakkede kaffen vil ha den største friskhet. I de fleste ope-rasjoner som er innbefattet i pakking av brent og malt kaffe, må kaffen avgasse naturlig i tidsperioder opp til så lenge som 4 timer. Kaffen kan muligens i denne tiden undergå oksydative reaksjoner og mere riktig tap av friskhetssmak som vil resultere i en mindre smakfull kaffe når den brygges av forbrukeren. I tillegg til de ovenfor nevnte fordelene har fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen en økonomisk fordel sammenlignet med den typiske vakuumpakking av kaffe i metallbokser. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan imidlertid tillate pakking av ikke-avgasset kaffe i blikkbokser med minsket veggstyrke på grunn av at absorpsjonsmidlet vil hindre dannelsen av karbondioksyd.

Rask start på karbondioksydfjerningen er nødvendig for at karbondioksyd-absorpsjonsmidlet skal være vellykket, spesielt om den skal anvendes i en vakuumpakket, brent og malt kaffepakninq. Starthastigheten for karbondioksyd-avgivelse fra brent og malt kaffe er relativt stor, og med mindre det utviklede karbondioksyd fjernes med omtrent samme hastighet som den utvikles, vil det dannes en oppblåst kaffepose. Den lille mengde natrium- eller kaliumhydroksyd fungerer i absorpsjonsmidlet for raskt å fjerne dette først utviklede karbondioksydet, og videre vil det produserte vannet ved denne reaksjonen aktivere CafOH^ slik at det kan absorbere ytterligere utviklet COj•

Oppfinnelsen kan anvendes for å absorbere karbondioksyd som dannes av en hvilken som helst matvare som er pakket i en lukket beholder, men vil være av størst nytte ved pakking av brent og malt kaffe eller brente hele bønner i en pakke av fleksibel type. Mens foreliggende oppfinnelse kan anvendes for både brent og malt kaffe og brente hele bønner, er det en stor forskjell i frigjøringshastigheten av karbondioksyd fra brente hele bønner sammenlignet med brent og malt kaffe. De pakkede, brente, hele bønnene tar flere måneder for avgassing til en brukbar grad sammenlignet med mindre enn ca. 2 uker for brent og malt kaffe.

Dersom det fuktighetsfri karbondioksyd-absorpsjonsmidlet sammen-blandes med brente, hele bønner, vil alt vann som dannes ved natrium- eller kaliumhydroksyd-reaksjonen, siden kaffen har en vannaktivitet som er lavere enn vannaktiviteten til ingrediensene i absorpsjonsmidlet, overføres til de brente, hele bønnene hvorved absorpsjonsmidlet etterlates i kontakt med meget liten fuktighet til å starte og bibeholde kalsiumhydroksydreaksjonen. I denne tilstanden er absorpsjonsmidlet ikke i stand til å oppta alt det karbondioksyd som vil utvikles av de brente, hele bønnene.

For å overvinne dette problemet kan det eventuelt tilsettes et vann-holdig materiale til absorpsjonsmidlet, spesielt om absorpsjonsmidlet skal pakkes sammen med brente, hele bønner. Det vann-holdige materiale må være ganske hygroskopisk og vil ideelt ekstrahere fuktighet og danne en mettet løsning som har en vannaktivitet som er nær vannaktiviteten til den matvare som det er pakket sammen med. Dersom en liten mengde av det fuktighets-holdige materiale innblandes i absorpsjonsmidlet, bibeholdes det m.a.o. alltid en liten, men effektiv fuktighetsmengde i absorpsjonsmidlet så snart alkalihydroksydet har reagert med C02 for å danne det vannet som vil drive Ca(OHjj-reaksjonen. Når reaksjonen mellom CatOH^ og COj avtar, på grunn av langsommere frigjør-ing av CO2 f vil også det vann-holdige materiale holde vann i nærvær av Ca(OH)-2 for å holde dets struktur åpen. I denne åpne tilstanden er Ca(HO)2 i stand til å reagere med alt utviklet C02.

Eksempler på vann-holdige materialer som er effektive i foreliggende oppfinnelse, omfatter kalsiumklorid, natriumklorid, kaliumnitrat, natriumnitrat i deres vannfrie former eller inneholdende krystallvann. I tillegg kan kombinasjoner av disse for-bindelsene anvendes. Det foretrukne vann-holdige materiale er kalsiumklorid. Fortrinnsvis vil mengden av kalsiumklorid som innblandes, variere fra 5 til 10 vekt% av absorpsjonsmidlet. En mettet kalsiumkloridløsning har en vannaktivitet som er meget nær vannaktiviteten til de brente kaffebønnene som den skal pakkes sammen med. Siden kalsiumklorid er meget vannløselig og har en høy affinitet for vann, vil all fuktighet som dannes ved den kjemiske reaksjonen mellom enten alkalihydroksydet eller kalsium-hydroksydet og karbondioksydet tilbakeholdes av kalsiumkloridet og ville til slutt føre til dannelsen av en mettet vandig fase som er dispergert i jordalkali-hydroksydpulveret. Denne usynlig-dispergerte fasen vil medvirke til en delvis molekylær oppløsning av kalsiumhydroksydet og sikre et jevnt, kjemisk opptak av karbondioksyd når det frigjøres fra matvaren, selv om denne fri<g>jørin<g >av karbondioksyd finner sted flere måneder etter at de hele kaf-febønnene er pakket.

Mengden av natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd eller en blanding av de to i absorpsjonsmidlet vil variere fra 5 til 15 %, fortrinnsvis fra 10 til 15 %; basert på den totale tørrvekten av absorpsjonsmidlet. Disse materialene vil reagere raskt med alt utviklet karbondioksyd for både å befri pakningen for den opprinnelig utviklede gassen og produsere vann som et biprodukt ved reaksjonen. Det således dannede vannet vil anvendes for å drive den kjemiske reaksjonen mellom kalsiumhydroksyd og det utviklede karbondioksydet. Mens natrium- og/eller kaliumhydroksydet vil reagere raskt med alt utviklet karbondioksyd, kan det imidlertid bare tilsettes opp til en maksimal mengde på 15 % på grunn av at reaksjon sproduktene , enten natrium- eller kaliumkarbonater, har en ten-dens til å utvikle usmak. I mengder på eller under 15 % av det totale absorpsjonsmidlet byr imidlertid dette ikke på noen sær-lige smaksproblemer. Totalt sett vil absorpsjonsmidlet minske toppromaromaen i den pakkede matvaren. Dette kan merkes når forbrukeren åpner matvareproduktet. Aroma-intensiteten kan være mindre, men den traktede kaffen vil smake som konvensjonelt pakket kaffe ville smake.

Absorpsjonsmidlet kan innføres i matvarepakningen på mange måter. Det er best å skille absorpsjonsmaterialene fra matvareproduktene, for eksempel ved å pakke absorpsjonsmidlet i et hylster eller en pose. Den foretrukne fremgangsmåten er å ha karbondioksyd-absorps jonsmidlet i en C02/H2O-gjennomtrengelig membran og feste den permeable membranen som inneholder absorpsjonsmidlet, ved hjelp av varmeforsegling eller liming til innerveggen i den fleksible plastpakningen. Pakkingen av karbondioksyd-absorpsjonsmidlet i et vanndampgjennomtrengelig hylster vil gjøre det mulig å overføre det vannet som dannes som et reaksjonsprodukt, til kaffen for å bibeholde en konstant relativ fuktighet i innholdet.

Brent kaffe inneholder typisk mellom 2 og 4 % fuktighet og har en relativ fuktighet ved likevekt på ca. 30 %. Selv om den eksakte mekanismen ved nedbrytningen ikke er klarlagt, er det vel kjent at kvaliteten av kaffe-aromaen i en lukket kaffepakning avtar i nærvær av høy fuktighet. Kvaliteten til den brente kaffe-aromaen må voktes nøye i lys av det faktum at forbrukeren anser at friskheten og den totale kvaliteten til kaffeproduktet er direkte forbundet med karakteren av topprom-aromaen.

Som et resultat av dette vil det ideelle C02-absorpsjons-systemet for anvendelse i kaffeprodukter ikke forårsake en tilstand med forandret relativ fuktighet, selv lokalt innenfor ab-sorps jonsmiddel-pakningen, i noen vesentlig tid. Mengden vann som er til stede som fuktighet i CC^-absorpsjonsmaterialet vil også best holdes på et minimum, siden det til slutt blir overført til kaffen. Dette kommer i tillegg til alt vann som dannes som reaksjonsbiprodukter ved absorpsjonsreaksjonene av C02• Det er uunngåelig at C02~absorpsjonsmidlet til slutt blir vannfritt etter at det har tjent sitt formål, på grunn av den lave vannaktiviteten og forholdsvis større masse av kaffen som det er pakket sammen med.

Dersom C02~absorpsjonsmidlet ble sammensatt slik at det had-de en lavere vannaktivitet enn kaffens, ville det tiltrekke nok fuktighet fra kaffen til å danne en flytende løsning. Dette er en tilstand som er både potensielt farlig og uattraktiv for forbrukeren og ville sikkert minske effektiviteten til C02~absorp-sjonsmekanismen. Et paradoks eksisterer ved at selv om C02~absorpsjonsmidlet skulle forbli så tørt som mulig i hele sin nyt-tige brukstid som sikkerhet mot potensielle uheldige virkninger på kaffeproduktet, må en viss mengde fuktighet være til stede i C02~absorpsjonsmidlet for å aktivere hovedingrediensen, Ca(OH)2, til å starte reaksjonen med C02. Foreliggende oppfinnelse gir en delvis løsning på dette dilemma.

Absorpsjonsmidlet som anvendes ved oppfinnelsen sammensettes slik at det inneholder en vannmengde som er lik eller mindre enn 1,5 vekt% basert på totalvekten av absorpsjonsmidlet. Når natriumhydroksyd anvendes, er vanninnholdet i absorpsjonsmidlet fordelaktig mellom 0 og 0,5 vekt% basert på totalvekten av absorpsjonsmidlet. Når kaliumhydroksyd innblandes, kan imidlertid vannområdet være høyere enn de 0,5 % siden det er vanskelig å oppnå KOH i en meget tørr form på grunn av dets meget hygroskopiske natur.

Dette meget lave vanninnholdet er utilstrekkelig til at den viktigste og billigste ingrediensen, Ca (OH)2» kan reagere med CO2. Fordi det er uønsket å trekke vann fra kaffen for å aktivere Ca(OH)2 av de grunner som allerede er forklart, må det tilsettes et vann-dannende middel til Ca(OH)2- NaOH er et ideelt additiv på grunn av det faktum at det ikke bare danner fuktighet, men dette gjøres ved en kjemisk reaksjon med C02. Til forskjell fra Ca(OH)2, er det aktivt selv i en vandig form og i stand til å absorbere C02 i fravær av fuktighet.

Av dette fremgår at NaOH tjener et dobbelt formål i absorp-sjonsmiddelproduktet: det medvirker direkte til C02~fjerning og danner tilstrekkelig fuktighet dersom det tilsettes i riktig mengde, til å aktivere den C02-absorberende mekanismen til Ca(OH)2. Når Ca(OH)2 reagerer med C02, danner det også vann som et biprodukt og får vannaktiviteten til gradvis å stige i C02~absorpsjonsmiddelblandingen over kaffens vannaktivitet. På grunn av at dette vanligvis er en relativt langsom prosess og i det vesentlige ingen signifikant mengde fuktighet er til stede opprinnelig i absorpsjonsmiddelblandingen, kan overskudd av og unødvendig vann overføres til kaffen når det dannes, uten å akkumulere i absorpsjonsmidlet til merkbare mengder. Muligheten av å danne et loka-lisert område med høy fuktighet minskes således.

Karbondioksyd-absorpsjonsmidlet kan anvendes i

kombinasjon med en vakuumpakket kaffe eller en kaffe som er renset med nitrogen og pakket i pakninger med atmosfæretrykk. Vakuumpakket kaffe i fleksible poser er karakterisert

ved at de har tomrom-volum som er betydelig mindre enn de som er tilgjengelige i en metallboks. Målinger har vist at 4 54 gram brent og malt kaffe i en plastpose har et gjennomsnitt-lig tomromvolum på ca. 400 cm . For en gitt C02~avgivelse fra en spesiell brent kaffe vil det med andre ord observeres et signifikant høyere beholdertrykk i en fleksibel pose enn i en boks. Derfor må det spesielt når det anvendes en fleksibel pose, enten anvendes en sterkt avgasset kaffe, eller det må anvendes en C02~f jerner. Slike poser ser ut som balUonger dersom beholder-trykket er litt høyere enn atmosfæretrykket. Kaffe i en evakuert, fleksibel pose er å ta på som en sammenfallen, hård, stenlignende struktur. Når avgassingen foregår, og det opprinnelige vakuumet reduseres, observeres en bøyelig, men fortsatt rynket pose med et indre posetrykk på ca. 13 mm vakuum. Ballongdannelse opptrer over 1 atmosfære.

I mange tilfeller er det ønskelig å pakke kaffen (brent og malt eller hele bønner) i fleksible poser men uten påført vakuum

for å unngå det stenlignende utseende og gi kaffefølelsen (berør-ing) til forbrukerne. I disse tilfellene er forholdet mellom tomrom og kaffevekt irrelevant, men det eneste kravet er at det ikke tillates noen nettoøkning av posevolumet. Med andre ord, skal C02-absorpsjonsmidlet fjerne all frigjort gass fra kaffen idet det ellers ville oppstå et ballonglignende utseende.

Følgende eksempler skal ytterligere illustrere den oppfinnelse som er beskrevet her.

De første tre eksemplene illustrerer aktuelle metoder som anvendes for å fremstille karbondioksyd-absorpsjonsmidler for bruk i foreliggende oppfinnelse. En kommersiell Waring-blandemaskin av kjøkkenstørrelse (1,18 liters innhold) ble brukt i arbeidet. Alle kjemiske reagenser var "Analyzed® Reagents".

EKSEMPEL 1

500 g NaOH-pellets ble plassert i en blandemaskin-beholder og så dekket. Blandemaskinen ble kjørt med middels hastighet i 5 minutter for å oppnå en jevnt malt prøve. Det malte NaOH-pulveret ble raskt ført gjennom en 20 maskers sikt for å fjerne eventuelle pellet-fragmenter som var utilstrekkelig redusert i størrelse. Det siktede materialet ble lagret i en tett lukket glassbeholder for anvendelse ved fremstilling av C02~absorpsjonsmidlet, mens den lille mengden fragmenter som ble gjenvunnet,

ble lagret på lignende måte for fremtidig maling.

50 g av det ovenfor nevnte NaOH-pulveret ble tilsatt til en tom blandemaskin-beholder sammen med 4 50 g Ca(OH)2~pulver og så dekket. Blandemaskinen ble kjørt ved høy hastighet i fem minutter for å blande de to ingrediensene tilstrekkelig. Innholdet i blandemaskin-beholderen ble overført til en glassbeholder for lag-ring og beskyttelse mot atmosfærisk fuktighet. Fuktighetsnivået i dette tørre, blandete absorpsjonsmateriale ble målt og funnet å være 0,2 vekt% (bestemt ved vekttap etter 24 timer ved 99°C og 625 mm vakuum i en lukket ovn). C02~absorpsjonsmidlet (10%NaOH/ 90% Ca(0H)2) var et fritt-strømmende pulver, og slik det kan sees i tabell 1, er det meget reaktivt mot C02 på tross av dets meget lave fuktighets innhold.

EKSEMPEL 2

40 g malt NaOH fremstilt i det foregående eksempel ble plassert i en blandemaskin-beholder inneholdende 40 g granulært CaCl2-dihydrat og 320 g Ca(OH)2~pulver og så dekket. Blandemaskinen ble kjørt i 5 minutter ved høy hastighet for å fremstille et homogent blandet C02~absorpsjonsmateriale i finpulverisert

form. Lokket ble fjernet fra blandemaskin-beholderen og innholdet helt i en glassbeholder som ble dekket og lagret for anvendelse. Fuktighetsinnholdet ble funnet å være 0,5 % når det ble målt ved hjelp av den fremgangsmåten som er angitt i eksempel 1. Tabell 1 illustrerer reaktiviteten til dette pulveriserte C02~absorpsjonsmidlet (10 % NaOH/lO % CaCl22H20/80 % Ca(0H)2-

EKSEMPEL 3

100 g av 10 % NaOH/90 % Ca(OH)2~absorpsjonsmidlet som ble fremstilt i eksempel 1, ble tilsatt til en glassbeholder som rom-met 0,47 liter inneholdende 100 g Ca(OH)2~pulver. Innholdet ble omrørt for hånd med en plastskje i 5 minutter og beholderen ble så dekket. Den lukkede beholderen ble tumlet og rystet for hånd i 5 minutter for å sikre en homogen blanding av 5 % NaOH/95 % Ca(0H)2. Absorpsjonsmidlet ble funnet å inneholde 0,8 % fuktighet når det ble analysert ved hjelp av fremgangsmåten i eksempel 1, og reaktiviteten mot C02 fremgår av tabell 1.

EKSEMPEL 4

For å bestemme anvendbarheten av C02-absorpsjonsmidlene

for bruk ved oppfinnelsen ble de ved forsøk testet sammen med prøver av kommersielt tilgjengelige C02~absorpsjonsmidler. C02~opptakshastigheten ble målt ved 30°C og 380 mm Hg C02 (99,8 % renhet) for hver undersøkt prøve. Alle absorpsjonsmidler ble vurdert med den fuktighet de inneholdt når de ble fremstilt eller mottatt. I tillegg ble hver ny, uomsatt substans tørket ved ca. 93°C og ca. 625 mm Hg-vakuum i ca. 20 timer i en vakuumovn. C02~opptakshastigheten for disse ble bestemt på samme måte som

for de ovenfor.

En oppsummering av resultatene er illustrert i de nedenfor angitte tabellene for forskjellige absorpsjonsmidler som er fremstilt med hjelp av den her beskrevne tørrblandingsmetode; natronkalk fremstilt av Mallinckrodt; og Sodasorbe oppnådd fra Dewey og Alray Chemical Company. Anvendbarheten av absorpsjonsmidler som inneholder fuktighetsmengder på mindre enn 1,5 % når det gjelder absorpsjon av C02 fremgår klart av disse data. For å eksemplifisere fordelen med den tørrblandingsteknikken som var anvendt for å fremstille disse absorpsjonsmidlene, ble også flere C02-absorpsjonsmidler fremstilt ved bruk av den vel kjente pastadannelse/tørke/male/sikte-fremgangsmåten ved anvendelse av lignende kjemiske ingredienser og mengder som ble brukt ved fremstilling av et slik absorpsjonsmiddel.

De forsøksresultater som ble oppnådd med disse substansene, tjener til å illustrere fordelene med de CC^-absorpsjonsmidlene som er fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse og som har lav fuktighet og er tørrblandet.

Alle data som vises i tabellene 1-3 ble målt av oppfinnerne ved anvendelse av samme apparat for hver absorpsjonsmiddelprøve som ble testet. Det bestod av et lukket hel-glass-system omfattende fire deler: rør som skal inneholde prøven, kvikksølvmano-meter, kvikksølvfylt byrette med justerbart volum og CC^-gass-reservoar. Et sirkulerende vannbad ble brukt for å holde tempe-raturen i byretten og prøverøret på 30°C.

0,5 g av absorpsjonsmidlet ble plassert i prøverøret og det evakuerte systemet fylt til 380 mm Hg-trykk ved bruk av C02 fra reservoaret. Etter hvert som prøven absorberer C02, justeres volumet til byretten manuelt og ofte for å holde en 380 mm Hg-trykkavlesning på manometeret. Byrette-volumet nedtegnes som en funksjon av tiden ved et konstant C0^ ~-trykk på 380 mm Hg3.

Data i tabellene 1-3 uttrykkes som "Kumulative cm C02 absorbert/gram" for klarhets skyld og er ekvivalent med de 0,5 cm 3 /0,5 g data som virkelig måles (0,5 cm 3 /0,5 g = 1 cm 3/l g).

De data som vises er også justert for å kompensere for målte sys-temtomromsvolumer ved bruk av standard metoder som er kjent ved trykk/volum-forsøk.

Hver av de absorpsjonsmidler som er representert i tabell 1 ble fremstilt ved å tilsette de enkelte ingrediensene sammen i en blandemaskin-beholder og blande ved høy hastighet i 5 minutter i den lukkede blandemaskin-beholderen. Prosent fuktighet ble bestemt ved hjelp av vekttap i en vakuumovn etter 24 timer ved 99°C og 625 mm Hg-vakuum. Prøver inneholdende CaCl2. 2H20 ble korrigert for tap av krystallvann for å bestemme mengder fri fuktighet.

Tallene i parentes er "kumulative cm C02 absorbert pr. gram" beregnet på tørrbasis.

De to siste absorpsjonsmidlene som vises i tabell 2 ble fremstilt ved å danne en pasta i vann fulgt av tørking, maling og sikting. Deretter ble de malt til et fint pulver for å maksimere deres overflateareale og reaktivitet.

Mange konklusjoner kan trekkes fra de data som er vist i

de ovenstående tabellene. Alle C02~absorpsjonsmidler som er fremstilt ifølge oppfinnelsen, er meget effektive og ekvivalente med eller overlegne overfor kommersielt tilgjengelige produkter med større fuktighet fremstilt ifølge kjent teknikk. Dersom CO^-absorpsjonsmidler fremstilles ifølge det som angis om "pasta-prosessen" i andre publikasjoner, mens blandingen sammensettes overensstemmende med de foretrukne blandingene som er beskrevet i foreliggende oppfinnelse, fremgår det klart at det oppnås ubruk-bare produkter (se tabell 2). Direkte sammenligninger kan gjøres mellom produktene med 10% NaOH/90% Ca(0H)2 og 10% NaOH/10% CaCl2«2H20/80% Ca(0H)2 i tabellene 1 og 2, idet fuktighetsinnholdene må vises spesiell oppmerksomhet.

De data som vises for tørket absorpsjonsmiddel i tabell 3 viser klart fuktighetens viktige rolle i C02~absorpsjonsmidler. Prøven med 5% NaOH/95% Ca(0H)2 blir aktiv etter 8 timers ekspone-ring for C02, mens 10% NaOH/90% Ca(OH)2-produktet inneholder tilstrekkelig NaOH til å danne nok fuktighet til raskt å aktivere hovedingrediensen, Ca(0H)2>

Ingen av de kommersielle C02~absorpsjonsmidlene er reaktive ved disse meget lave fuktighetsinnholdene. Dette kan være forårsaket av det faktum at de typisk inneholder mindre enn 5% NaOH eller KOH, eller fordi det dannes en hård struktur som ikke gjør det mulig for C02 å trenge gjennom granulenes overflate.

Den langsomme aktiveringen av det tørkede "pasta-prosess"-produktet,. 10% NaOH/10% CaCl2 2H20/80% Ca(0H)2, kan også være resultatet av nærværet av CaCl2, som kunne bryte strukturen til absorpsjonsmidlet nok til å tillate begrenset gjennomtrengning av C02 og eventuell dannelse av tilstrekkelig fuktighet. 10% NaOH/ 90% Ca(OH)2-produktet blir ikke aktivt selv etter 24 timer og kan være ugjennomtrengelig for C02.

EKSEMPEL 5

For å oppnå nøyaktige målinger av trykkoppbygging og absorpsjon av C02 er et stivt kar som for eksempel en glasskolbe en ideell beholder for vurdering av karbondioksyd-absorpsjonsmidlet ifølge foreliggende oppfinnelse.

Identiske 1 liters glasskolber utstyrt med slipte forbindel-ser ble hver festet til et kvikksølvmanometer i forbindelse med et høyvakuum-system av glass. Nybrent og malt Colombia-bønner ble brukt i dette forsøket. Systemene ble evakuert og C02~fri-gjørings/absorpsjons-data nedtegnet som en funksjon av tiden.

Da de mørkbrente Colombia-bønnene har ett av de høyeste C02~ innholdene, og for å unngå en oversvømmelse i Hg-manometeret, ble forholdet mellom tomrom og kaffevekt i glasskårene justert til å være nesten to ganger så stort som i en fleksibel pose (680 cm^/ 380 g kaffe mot ca. 400 cm<3>/454 g kaffe i en pose). Med andre ord er et hvilket som helst nedtegnet trykk i glass-systemet bare halvparten av det aktuelle trykket som ville opptre i en evakuert kaffepose med 4 54 g kaffe.

Tre forskjellige absorpsjonssystemer ble vurdert:

Prøve A: En blanding av 90% Ca(0H)2 + 10% CaCl2

2H20 (vekt/vekt)

Prøve B: En blanding av 90% Ca(0H)2 + 10% NaOH

Prøve C: En blanding av 80% Ca(0H)2 + 10% NaOH

+ 10% CaCl2-2H20

I alle tilfeller ble 5 gram av hver av de ovenstående tre prøvene utveiet i fingerbøl-rør, og tilsatt sammen med 380 g av de malte bønnene i 1 liters-kolbene. Hver kaffeprøve ble evakuert meget raskt ved hjelp av en effektiv oljerotasjonspumpe. Sys-temene ble så isolert og økningen i topprom-trykk ble nedtegnet periodisk som en funksjon av lagringstiden ved omgivelsestempera-tur (20-22°C).

Som en kontroll ble den samme malte Colombia-kaffen brukt (380 g pr. 1-liters kolbe) uten C02-absorps jonsmiddel. På grunn av det høye C02-innholdet i Colombia-bønnene fikk imidlertid kontrollprøven lov å avgasse i åpen luft i 3 timer efter maling. Ingen av variantprøvene ble underkastet dette ekstra avgassings-trinnet, dvs. hele deres C0.,-innhold ble frigjort i de evakuerte systemene og progressivt fjernet ved hjelp av C02~absorpsjonsmidlene. Tabell 4 oppsummerer oppbyggingen av gasstrykket i hver av de fire evakuerte kaffesystemene.

Tabell 4 viser de relative effektivitetene til de tre modi-fikasjonene av tørre Ca(OH)2-systemer for absorpsjon av C02 ved 20-22°C. Dataene synes å indikere at de to absorpsjonsmidlene som inneholder 10% NaOH (prøver B og C) opptrådte likt ved fjerning av C02. Disse slutt-C02~trykkene er de laveste i alle de ut-førte forsøkene og er godt under det trykk som ville forårsake oppblåsing av en aktuell kaffepose.

På den annen side ville kontrollen vise en for stor oppblåsning selv om den ble avgasset i 3 timer før starten av for-søket. Dataene synes også å antyde at innblanding av CaC^ ikke arbeider som en effektiv fuktiggjører ved denne spesielle lag-ringstemperaturen (20-22°C) med brent og malt kaffe. Denne kon-klusjonen fremgår ved sammenligning av prøve A (bare CaC^-tilsetning) og prøve B (bare NaOH-tilsetning). Prøve A ville bli oppblåst, men ikke i så stor grad som kontrollen. Med andre ord kan innblandingen av en liten mengde CaCl2 i disse absorpsjonsmidlene ha øket deres ytelse noe, men oppblåsning ville fortsatt også og produktutseendet ville være uakseptabelt for prøve A og kontrollen. Bruken av CaCl2 er mer fordelaktig når det anvendes brente hele bønner.

EKSEMPEL 6

Det ble utført tester ved 4 3°C ved bruk av et karbondioksyd-absorps jonsmiddel som ikke inneholdt noen tilsatt fuktighet. I disse testene ble kaffe og karbondioksyd-absorpsjonsmidlet plassert sammen i 1-liters glasskolber og trykkene regulert. En slik test er beregnet på å vise om absorpsjonsmidlet på tilfredsstil-lende måte fjernet karbondioksyd som frigjøres fra kaffen.

380 gram brente hele bønner av Colombia-kaffe med brennings-farve 51 ble plassert i en 1-liters glasskolbe utstyrt med et Hg-manometer. Bønnene ble brakt til 43°C og 8 g absorpsjonsmiddel i et åpent fingerbøl-rør ble innført og systemet lukket. Absorpsjonsmidlet bestod av 80 % vekt/vekt kalsiumhydroksyd, 10 % vekt/vekt natriumhydroksyd og 10 % vekt/vekt kalsiumklorid-dihyd-rat. I løpet av en forlenget lagringsperiode på 3 måneder var det ingen forandring i trykket. Dette indikerer at alt det karbondioksyd som er frigjort fra de brente hele bønnene ble fjernet av absorpsjonsmidlet og at CaCl2-2H20 opptrådte som beregnet.

EKSEMPEL 7

Et lignende forsøk som det som er beskrevet i eksempel 5 ble utført, bortsett fra at det ble brukt brent og malt kaffe. De samme Colombia-bønner ble malt til en regulær maling og 380 g ble plassert i en 1-liters kolbe utstyrt med et Hg-manometer.

5 g C02~absorpsjonsmiddel ble brukt i dette tilfelle (88 % vekt/

vekt Ca(0H)2, 12 % vekt/vekt NaOH). Et vakuum på ca. 725 mm ble påført i starten og kaffen fikk lov å avgasse ved 43°C i ca.

12 dager. I det følgende er forholdet mellom trykk og tid for prøven angitt.

Tabellen viser at ved start med et tørt absorpsjonsmiddelsys-tem kan CO^ fortsatt fjernes i en stor utstrekning. NaOH star-tet C02~reaksjonen og den fuktighet som ble dannet aktiverte det tørre Ca(OH)2 slik at det reagerte med C02.

Dette opptrådte spesielt i løpet av de kritiske første 24 timene etter pakking. Ved slutten av de 12 dagene tilsvarte økningen i absorpsjonsmiddelvekt 98 cm<3> C02 absorbert pr. gram etter korrigering for dets målte fuktighetsinnhold.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for pakking av brent kaffe, som f.eks. kan være malt eller bestå av hele bønner, hvorved kaffen pakkes i en beholder ved at kaffen enten renses i en beholder med nitrogen, eller kaffen vakuumpakkes for å fjerne i det vesentlige alt tilstedeværende oksygen, og hvorved et karbondioksyd-absorps jonsmiddel tilsettes i beholderen som inneholder kaffen, karakterisert ved at det anvendes et karbondioksyd-absorps jonsmiddel som omfatter kalsiumhydroksyd i en mengde på fra 70 til 95 vekt% basert på den totale tørrvekt av absorpsjonsmidlet, natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd eller en blanding derav i en mengde på fra 5 til 15 vekt% basert på den totale tørrvekt av absorpsjonsmidlet, og vann i en mengde av 1,5 vekt% eller mindre basert på absorpsjonsmidlets vekt, idet absorpsjonsmidlet fremstilles ved å tørrblande kalsiumhydroksydet med natriumhydroksydet, kaliumhydroksydet og eventuelt kalsiumklorid eller en blanding av disse for å fremstille et fritt-strømmende materiale som inneholder absorpsjonsmiddelpartikler som er mindre enn 1 mm.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at karbondioksyd-absorpsjonsmidlet inneholder kalsiumklorid i en mengde på fra 5 til 15 vekt% basert på den totale tørrvekten av absorpsjonsmidlet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at absorpsjonsmidlet inneholder fra 5 til 10 % kaliumhydroksyd.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at absorpsjonsmidlet inneholder fra 5 til 15 % natriumhydroksyd og fra 0 til 0,5 % vann.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at absorpsjonsmidlet pakkes i en karbondioksyd/vann-permeabel membran som vil tillate at alt vann som dannes, kan overføres til kaffen for å bibeholde en konstant relativ fuktighet i kaffen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at karbondioksyd-absorpsjonsmidlet tilsettes til beholderen med den brente kaffen i en mengde på fra 1 til 10 g absorpsjonsmiddel pr. 454 gram pakket kaffe.