PT94510A - Processo para produzir graos de cafe torrados de densidade reduzida - Google Patents

Description

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21JUN. 1990

Esta invenção refere-se ao processamento de café em grão para produzir café torrado. Mais particularmente, refere-se a um processo para produzir café de densidade reduzida tendo um grão mais uniformemente torrado. 10 Historicamente café torrado e moído tem 15

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 sido posto à venda a peso nas prateleiras dos supermercados em latas de *+5356 gramas (16 onças). Gontudo, uma recente tendência do mercado do café resultou no fim do Standard do peso de 16 onças. Esta tendência apareceu em 1988, quando a maior parte dos fabricantes de café começaram a comercializar lotes de 13 onças. Os lotes eram preparados usando, teeno logia de "torrefação rápida” a qual resultava num grão de mais baixa densidade. 20 Treze onças destes lotes de mais baixa densidade têm apróximadamente o mesmo volume que os tradicio nais lotes de 16 onças. Como resultado eles puderam ser comercializados nas velhas latas de 1 libra e marcados 20 cêntimos abaixo dos preços da anterior lista de preços corres-25 pondente às 16 onças porque utilizavam menos grãos de café. Esta baixa de peso do café nas latas teve larga aceitação na indústria.

Muitos dos recentes cafés de "torrefa-30 ção rápida” dão, quando da sua utilização uma maior produção de borras do que os anteriores cafés de 16 onças. Estes cafés de alta produção de torrefação rápida moídos exibem ca-racterísticas melhoradas de extraeção no decurso da sua utilização. Assim, podem-se obter tantas chávenas de café (ou 35 mais) de 13 onças como as que eram anteriormente preparadas 10 15

Mod. 71-10000 ex. - 89/07 20 25 30 35 62.388Case 3992 27Jt19^ a partir de 16 onças. A torrefação rápida resulta num grão es· talado ou mesmo um tanto estoirado. A torrefação rápida do café processa-se normalmente em grandes torradores multi-estágios (por exemplo, Probat, Thermalo, Jetzone, etc.) com en tradas grandes de calor. Estas grandes entradas de calor resultam na rápida expansão do grão torrado. A torrefação rápida não deixa de ter os seus inconvenientes. As grandes entradas de calor necessárias para estalar o grão têm como resultado um grau muito e-levado de variação da torrefação do grão dentro do torrador. Também o crestamento e carbonização das arestas exteriores do grão são um problema maior. É portanto um obj eetivo da presente invenção produzir um café em grão torrado de densidade reduzida que seja torrado com mais uniformidade. Ê também um objeetivo da presente inven ção produzir grãos torrados com menos variação de cor entre grãos e menos variação de cor no próprio grão. Um outro objeetivo da presente invenção é produzir grãos de café torrados com menos crestamento e carbonização nas arestas exteriores do que nos grãos torrados pela torrefação rápida convencional. Estes e outros objectivos da invenção tornar-se-ão mais claros pela exposição a seguir. A. Conteúdo de humidade do grão verde mra. exnortacãn,

Sivetz e outros, Tecnologia do café. -2-

Q 62.388 Case 3992 n

1 "Secagem do café em grão verde", páginas 112-169 (1979), estabelece que o café em grão e seco antes da exportação. Historicamente ? a secagem ao sol foi 0 método escolhido. Contudo j 0 aumento da fiabilidade e eficiência das máquinas de secar levou a que a sua utilização se difundisse na indústria. A meta Standard de humidade antes da exportação é cerca de 12%. Sivetz põe também em realce os danos irreversíveis que uma secagem excessiva pode causar na qualidade do café. 10 B. Efeito do conteúdo de .humidade do grão verde na densidade do café torra» dQ.

Mod. 71 -10000 βχ. - 89/07 0 mesmo Sivetz e outros, "Processamento dp_ café em grão" páginas 25^-6, afirma que a densidade média 15 do café em grão torrado varia .com o grau de torrefação, velocidade da torrefação, e com o conteúdo da humidade dos grãos verdes. Sivecz afirma ainda: "Torrefação rápida em grãos de tamanho grande, especialmente em cafés de colheita recente com humidade acima da média? pode causar um incha-20 mento do grão em 10 a 15 % maior do que 0 normal" (0 sublinhado é nosso). 25 35

Hum debate acerca da torrefação do grão, Clifford, iornal do comércio do chá e café. "Propriedades Físicas do Grão do Café", páginas 1^-16, Abril de 1986, escreve: "A produção do dióxido de carbono, e a sua expansão juntamente cora a do vapor de água, gera pressões internas da ordem das 5,5 a 8,0 atmosferas, sendo responsável pelo aumento de volume do grão entre cerca de 170 e 230%".

A Patente U.S. ^.737.376 de Brandlein e outros publicada em 12 de Abril de 1988, descreve um processo de torrefação em dois estágios em leito de bolhas para a produção de café de baixa densidade (0,28 a 0,3^ g/ce). Durante 0 Estágio 1 os grãos são aquecidos de 5002F a 630 2F

£ £

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Case 3992 1 5 10 (2602C-33220) durante 0*25 a 1*5 minutos à pressão atmosférica. Durante o Estágio 2 os grãos são aquecidos a uma temperatura igual ou inferior à do Estágio 1 durante 0*25 a 1,5 minutos à pressão atmosférica. A patente '376 discute a importância da retenção no grão de uma elevada humidade interna. Está estabelecido que uma éLevada humidade interna no grão promove reaeções de hidrólise e faz com que os grãos permaneçam mais maleáveis durante a torrefação. Diz-se que isto permite uma maior expansão do grão durante a torrefação Normalmente, os grãos com que se alimenta o torrador no Estágio 1 tem um conteúdo de humidade de 10+ 2$.

Mod. 71-10000 ex. - 89/07 A presente invenção refere-se a um processo para produzir café em grão torrado de densidade redu-15 zida compreendendo os panos de: (1) pré-secagem dos grãos de café crus até um conteúdo de humidade entre cerca de 0,5 % e cerca de 10 $ em peso, (2) torrefação rápida dos grãos e (3) arrefecimento dos grãos torrados, os grãos torrados resultantes tem uma cor L de Hunter de cerca de 1*+ a cerca 20 de 25» um valor AL-de Hunter menor do que cerca de 1,2 e uma densidade média do volume do conjunto dos grãos torrados e compactados de cerca de 0*28 a cerca de 0,38 g/cc. Depois da torrefação os grãos podem ser moídos ou moídos e feitos em flocos. 25 A presente invenção refere-se não só ao produto constituído por café em grão de densidade reduzida mas também aos produtos finais resultantes, café moído ou feito em flocos. 30 A figura 1 mostra curvas de secagem típicas dum lote de café em grão verde característico tendo ue conteúdo inicial de humidade de 11$, o qual é secado por meio de ar num secador de estéira rolante modelo Wenger 1+2200 nas condições de uma fornada de 136 kg (300 libras). -!+- 35 10 15

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0 lote consiste em partes iguais de grãos de café Robusta, Arábica natural e Arábica lavado. Todas as percentagens e razões aqui usadas são em peso, a não ser que seja indicado outra coisa. Definições Io sentido aqui usado, a expressão ncafé de densidade reduzida” refere-se a café torrado em que a den sidade média do volume do conjunto dos seus grãos torrados e compactados está entre cerca de 0,28 e cerca de 0,38 gm/cc. Io sentido aqui usado, a expressão ”uma la ta de café de 1 libra” refere-se a uma embalagem, de café com um volume de 1000 cc. Historicamente, uma libra (16 onças) era vendida numa embalagem com este volume. Io sentido aqui usado, a expressão ”pré--secagem” refere-se à operação de remoção da humidade dos grãos de café verde, operação que se processa antes da torre fação, normalmente menos de 1 dia antes da torrefação. Io sentido aqui usado, os termos "eresta-mento” e "carbonização” referem-se à carbonização das pontas e arestas dos grãos durante a torrefação. 0 crestamento e carbonização dos grãos dão como resultado uma bebida a saber a queimada. I?tersêi5bumidade”, no sentido aqui usado, refere-se à densidade média, isto é, à densidade global dum eonjunto de partículas, medida depois do assentamento das partículas por meios vibratórios. Io sentido aqui usado, a expressão "percen tagem de humidade" refere-se à quantidade de água sob a for- 5- 35 10 15

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ma de humidade contida nos grãos Terdes, grãos torrados ou grãos torrados e moídos. 0 conteúdo de humidade e determinado por meio de um forno de secagem. Primeiro, o material é moído ate à obtenção dum tamanho médio das partículas de cerca de 900m. Dez gramas do material moído são em seguida pesadas num prato de secagem e colocadas num forno de secagem a I0!?ec durante 16 horas. A perda de peso da amostra representa a humidade da amostra original e, em consequência, é usada para calcular a percentagem de humidade. Pré-secagem do café antes da Tnrrefaçãn Surpreendentemente verificou-se agora que café de reduzida densidade pode ser ohtido de café em grão cru com um conteúdo de humidade menor do que cerca de 10 $. Esta descoberta é contrária ao que se pensava anteriormente, de que altos níveis de humidade e a resultante expansão do vapor no grão durante a torrefação rápida era responsável pelo seu inchsmento/estalamento de que resultava uma reduzida densidade do grão. Sem estar seguro da teoria, acredita-se que a água possivelmente contribua para o inchamento/estala-mento do café, mas não nos altos níveis discutidos na anterior literatura. No processo da presente invenção, o café em grão cru com um conteúdo inicial de humidade maior do que cerca de 10 $, preferivelmente maior do que cerca de 10$ até cerca de 1k%, mais preferivelmente maior do que cerca de 10$ até cerca de 12$, é primeiro secado até um conteúdo de humidade entre cerca de 0,5$ e cerca de 10$, preferivelmente entre cerca de 0,5% e cerca de 1%, mais preferivelmente cerca de 3$. 0 estágio de secagem, de acordo com a pre- -6-

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Case 3992 sente invenção, tem como resultado um grão de café parcial-mente deslidratado sem ter como consequência quaisquer significativas reacções na sua torrefação. As reacções na tor-refação são descritas no Sivetz anteriormente indicado, páginas 250-262, aqui mencionado para reí^êneia.

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Sem estar seguro da teoria, crê-se que a chave para o pano de pré-secagem da presente invenção é que o conteúdo de humidade dos grãos resultantes seja relativa-io mente uniforme através do grão, isto é, que o perfil da humidade dentro do grão se equilibre. Em conformidade, o método de pré-secagem não é crucial, desde que o conteúdo resultante de humidade do grão seja uniformemente baixo e não ocorra carbonização ou torrefação. Grãos com alto conteúdo de humi-15 dade no seu centro e baixo conteúdo de humidade perto das a-restas exteriores não devem ser carregados no torrador até que se verifique o referido equilíbrio. 20 25 A secagem do grão cru envolve em simultâneo a aplicação de calor e a remoção da humidade dos grãos. Aplicada à presente invenção, a extraeção da humidade, isto é a desidratação, pode ser realizada por secadores de ar quente, de superfícies quentes, de microondas, de dieléctri-cos, de radiação ou de congelamento, Estas operações de secagem estão descritos em Fellows, Tecnologia do Processamento de Alimentos, capítulos l*f, 17 e 20, aqui incorporado para referência. 0 método preferido de secagem é por meio de ar quentej contudo, podem também seu usados gases inertes (por exemplo hélio ou nitrogénio). Secadores de leito fluido de ar quente, secadores rotativos, secadores de esteira rolante, secadores de tabuleiro, secadores contínuos e secadores de transporte e convecção são particularmente preferidos ; os secadores rotativos ou de esteira rolante são os mais preferidos.

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1 Os secadores de leito fluido podem ser de fornada ou contínuos. Os secadores de leito fluido contínuos podem ser equipados com uma base vibratória para ajudar o a-vanço dos grãos. Sistemas contínuos f,em cascata”, nos quais 5 os grãos são descarregados pela aeção da gravidade dum tabuleiro para o seguinte, podem ser usados para taxas de produção mais altas. Secadores de leito fluido apropriados para usar na presente invenção incluem os manufacturados por APV Crepaco, Ine,, Attleboro Falis, MA| Bepex Corp., Rolling Mea 10 dows, IL; Littleford Bros., Ine., Florence, KJ5 e Wolverine Corporation, Merrimac, MA.

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Os secadores rotativos consistem num cilindro rotativo de metal ligeiramente inclinado, equipado 15 com aletas internas para provocar a queda em cascata dos grãos através duma corrente de ar quente à medida que eles avançam ao longo do secador. A corrente de ar pode ser no mesmo sentido ou no sentido contrário da corrente dos grãos. Secadores rotativos apropriados para usar na presente inven-20 ção incluem os manufacturados por APV Crepaco, Inc., Tonawan da, MJ; Aeroglide Corp., Raleigh, MC, Blaw-Knox Food & Chemical Equipment Co*, Buflovak division, Buffalo, MJ; e Littleford Bros. Ine., Florence, KJ. 25

Secadores de esteira rolante apropriados para usar na presente invenção incluem os manufacturados por APV Crepaco, Inc., Attleboro Falis, MA, lhe National Drying Machinery Co., Philadelphia, PA, C. G. Sargent!s Sons Corp., Westford, MA, Aeroglide Corp., Raleigh, NC; e Proctor & Sch-wartz, Inc., Horsham, PA. Secadores de câmara apropriados para usar na presente invenção incluem os manufacturados por APV Crepaco, Inc., Attleboro Falis, MA, lhe Mational Drying Machinery Co., Philadelphia, PA; C. G. Sargenfs Sons Corp., Westford, MA; The Witte Co., Ine., Wasington, MJ; Wyssmont Company, Inc., Fort Lee, MJ; Proctor & Schwartz, Inc., Hors- -8- 35 1 1 27 JUN.1990

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Case 3992 ham, PA] Wenger Mfg. Inc., Sabetha, KS] Werner & Pfleiàerer Corp., Ramsey, NI, e Wolverine Corp., Merrimac, MA. Sacadâ? res de convecção apropriados para usar na presente invenção incluem os manufacturados por APV Crepaco, Inc., Tonawanda, NI] The National Drying Machinery Co., Philadelphia, PA; Wy-ssmont Company, Inc., Fort Lee, NJ| Proctor & Schwartz, Inc. Horsham, PA] e Wenger Mfg, Inc., Sabetha, KS. 10

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 0 passo da secagem deve ser conduzido em condições suaves. Grandes entradas de calor e diferenciais de temperatura podem resultar no crestamento e carbonização do grão ou em reacções relacionadas com a torrefação prematuras. Na figura 1 são mostrados curvos de secagem de um lote típico de café em grão verde com um conteúdo de humidade inicial de 11$, As curvas de secagem foram estabelecidas com um secador de esteira rolante Wenger modelo ^-2200 sob as condições de fornada de 300 libras (136,1 kg). 0 lote consiste em partes iguais de grãos de Robusta, Arábicas naturais e A-rábica lavada. De preferência, a secagem comercial I obtida por uma corrente de ar de convecção, que entra no compartimento de secagem contendo de 0$ até 70$ de humidade a uma temperatura de cerca de 702 a cerca de 3502F (cerca de 212 a cerca de 1772C), preferivelmente de cerca de l6oQ a cerca de 2502F (cerca de 712 a eerca de 1212C) durante eerca de 1 hora a eerca de 2b horas, preferivelmente de eerca de 1 hora a cerca de 6 horas, mais preferivelmente de cerca de 2 horas a cerca de 6 horas.

Secagem lenta usando as unidades de seca-30 gem convencionais, como as anteriormente descritas, são facilmente adaptadas às linhas de torrefação comercial existen· tes e são as realizações comerciais preferidas da paesente invenção. Contudo, outros esquemas de secagem que eonsigam a mesma uniformidade na humidade produzirão um resultado simi-35 lar e são também contemplados pela presente invenção. Exem- -9- 162.388 Case 3992 27 JUN. 1990 Q/ 5 10

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 pios de esquemas de secagem alternativos ineluemí secagem poi meio do vácuo? secagem de armazém (isto é armazenamento num armazém desumifieado durante vários meses)| ou secagem pulsa-tória pelo aquecimento dos grãos com um ou mais pulsos curtos de calor, por exemplo 1 se.-l min. a 1^+9--53820 (3002-1000, e deixando em seguida a humidade e temperatura uniformizar--se dentro do grão. A secagem de armazém pode processar-se en grandes salas, armazéns ou silos de armazenamento. 0 café pode permanecer nos sacos de transporte desde que o ar possa eircular para dentro.e para fora de cada saco (pqr exemplo sacos de serapilheira tecida grosseiramente). Secagem lenta deste tipo é normalmente obtida com ar a cerca de 212 até cei-ca de 1+9 2C de 702 até cerca de 120SF e uma humidade relativa de menos de 25%. Em opção, uma pequena corrente de ar é distribuída através da zona de secagem. 0 tempo requerido para conseguir a humidade desejada é função da distribuição do ar, da velocidade do ar, da temperatura do ar, da humidade relativa do ar e do conteúdo inicial de humidade dos grãos verdes. Normalmente, os níveis de humidade são periódicamente verificados durante o período de secagem de armazém. 0 meio de-secagem não-é limitado-a^ arj os gases inertes (por exempl- nitrogénio ou hélió) podem também ser usados. 25

Depóis dos grãos de café verdes terem sido uniformemente pré-secados-e © perfil da-sua humidade se -tenha uniformizado, estão prontos para a torrefaçã*. Os grãos devem ter um Contacto mínimo, ou preferivelmente não ter contacto nenhum, com humidade a fim ele vitar que esta seja absolvida. Não deve ser permitido qus os grãos pré-secados se voltem a hidratar a um nível de humidade superior a cerca de lo preferivelmente não superior a cerca de 7% e mais preferivelmente não superior a cerca de 3%· Ê desejável mas não crucial, que "S grãos sejam carregados no t-rrador tão cedo quar- -10- 35

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to possível depois da sim pré-secagem.

Torrefacão dos grãos secos 0 processo da presente invenção' combina o estágio da pré-secagem anterior com um torrador "rápido”. ?s tes torradores são earaeterizados pela sua capacidade em obter um grão torrado expandido com uma densidade média do volume de conjunto dos grãos torrados e compactado - entre 0,23 e 0,33 gm/ce. 10 15

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Os torrador es rápidos apropriados para usar na presente invenção podem utilizar qualquer método de transferencia de calor» Contudo é preferida a transferência de calor por convecção, Sendo a convecção forçada a mais preferida» 0 meio convector pode. ser um gás inerte ou, preferivelmente, o ar. Característicamente os grãos pré-secados são carregados para um torrador de leito de bolhas ou de leito fluido em que uma®corrente de ar quente contacto com o grão. Os ‘borradores rápidos operam a temperaturas de entrada do ar entre cerca de 177- e cerca de 6^920' (3502 s eerca de 12002?) preferivelmente entre cerca de 20^-2 e cerca de }+27-0 (}+0Q2 e cerca de 8002?) com tempos de torrefação entre cerca de 10 segundos a cerca de 5,5 minutos, preferivelmente entre cerca de 10 e cerca de V7 segundos. 30

Uuma fornada típica de torrefação rápida, um torrador Thermalo modelo 23 R fabricado por Jabez Bur-ns, e carregado com cerca de lV a cerca de 138- kg (100 a cerca de 300 libras) de grãos secados. Os grãos são torrados durante cerca de 1 a 3 minutos com uma potência de aquecimento entre cerca de 1 milhão e cerca de 3 milhões de Btu/hr (entre cerea de 293 kw e cerca de 879 kw) e uma temperatura inicial de pré-aquecimento entre cerca de l*+9â e cerca de 3712 C (3002 e cerca de 7002?). 11- 1 1 27;Jlfl.$90#

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Hum torre fação rápida contínua típica, um torrador de leito fluido Jetzone Modelo 6552, fabricado por Wolverine Corp., e operado a uma temperatura de entrada do ar entre cerca de 2602 e cerca de 371SC (500- e-cercã de 700íí F) e ura tempo de permanência entre 1? e cerca de 60 segundos com uma potência de aquecimento típica de cerca de 2,5 MM Btu/hr (cerca de 703 KW)·

Mod. 71-10000 ex. - 89/07 Métodos e equipamento de torrefação ade-10 quados para torrar café em grão em conformidade com a presente invenção são descritos, por exemplo, em Sivetz, Tecnologia do Café, Avi Publishing Company, Westport, Conn. 1979> páginas 226-2½, aqui incorporado para referência· Ver também a Patente U.3. 3»965.175 de Sivetz, publicada em 22 de 15 Junho de 1976, que revela um método de torrefação de café em grão em leito fluido.

Ourtos métodos de torrefação rápida úteis na produção de café de densid8.de reduzida são descritos na 20 Patente U.S. n2 5.737.376 de Brandlein e outros, publicada em 12 de Abril de 1968; na Patente U.S. NQ 5.169.165 de Hubbard e outros, publicada em 25 de Setembro de 1979? e na Patente U.S. 5.322.557 de Hubbard, publicada em 30 de Março de 1982 todas aqui incorporadas para referência. 25 0 final da torrefação de acordo com a presente invenção e caracterizado por dois factoress a cor final do grão torrado e a densidade do produto. 30

Cor do Grão Torrado i 0 café em grão pode ser torrado até se obter a cor desejada, mais ou menos tosta-da. TorrefaçÕes esicuras desenvolvem sabores fortes que são bastante apreciadas em muitas regiões da Furopa* TorrefaçÕes mais claras podem ser usadas para produzir uma bebida de cor avermelhada, clara, com sabor ligeiramente mais fraco. A es- 12- 1 1 5 10

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cala de cor "L" do sistema de Ilunter é geralmente usada para definir a cor do café em grão e o grau de torrefaçao do mesmo. Uma descrição técnica completa do sistema pode ser encontrada no artigo de R. S» Ilunter "Medida FotoeléctÉiCa da Diferença de Cor", 1. of theOptical Soe. of Amer«, V3, 935-95 (1953). Έ de notar -que9 em geral, os valores da escala de cor "L" de ilunter são unidades de medidas da lua reflectida , e portanto quanto mais alto for 0 seu valor mais clara é a cor, visto que em materiais de cor mais clara reflecte mais luz. Ho caso particular do sistema de ilunter, a escala de cor "L,! está dividida em 100 unidades iguais? 0 complemento preto está no fundo da escala (L-0) e o completamente branco está no cimo (L=10G). Assim, na medição do grau de torrefa-

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 25 30 ção, quanto menor for 0 valor da escala "L" maior é o grau de torrefaçao, visto que quanto maior é o grau de torrefaçao mais escura I a cor do grão torrado. 0 café em grão torrado da presente invenção tem uma cor L de Ilunter entre cerca de 1½ a cerca de 25, preferivelmente entre cerca de 17 e cerca de 23.

Densidade Reduzidas 0 café em grão torrado da presente invenção tem uma densidade média do volume do conjunto dos grãos torrados e compactados entre cerca de 0,2 3 e cerca de 0,33 g/cc, preferivelmente entre cerca de 0,30 e cerca de 0,35 g/cc.

Arrefecimento dos grãos Torrados Assim que for atingida a cor desejada do grão torrado, os grãos são retirados dos gazes quentes e prontamente arrefecidos pelo ar ambiente normal e/ou água pulverizada. 0 arrefecimento dos grãos pára as reacçoes de pirólise relacionadas com a torrefaçao. 0 arrefecimento por pulverização de água, -13» r\0 ΟΌΟ

Case 3992’ 1 5 10 15 também conhecido por "apagamento", e o método de arrefecimen- to preferido na presente invenção, A quantidade de água pulverizada é cuidadosamente regulada de maneira a que a maior parte dela se evapore. Contudo, uma quantidade mín-íma de á-gua é absorvida pelos grãos torrados, normalsente menos do que 6^.

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Moagem dos grãos torrados Depois dos grãos torrados terem sido ar*?-refecidos de acordo com a presente invenção, podem ser preparados para a obtenção da respeetiva bebida.' A bebida pode ser obtida por percolação, infusão ou deeocção. Durante a preparação da bebida, a maior parte dos componentes voláteis e soláveis do café são extraídos no meio aquoso. Esta extrac-ção torna-se mais eficiente partindo o grão inteiro em pedaços mais pequenos. Esta operação é geralmente referida como "moagem". As técnicas preferidas de moagem resultam em partículas do tamanho médio de cerca de 300 a cerca de 3.000 mí-crons. 0 tamanho das partículas também tem influencia na bebida resultante, mais ou menos forte, preparada por aparelhos diferentes. Moagem para o Automatic Drip Cofíee tem uma partícula de tamanho médio normalmente de cer -ca de 900/J m (p m-micron) e para o percolador normalmente entre cerca de 1500/; m e cerca de 2200/; m.

Descrições de operações de moagem apropriados para usar na presente invenção são descritas no Sive-tz anteriormente indicado, páginas 265-276, aqui incorporado para referencia. 0 café torrado, moído e compactado da presente invenção tem uma densidade média entre cerca de 0,25 e cerca de 0,39 gm/ce, preferivelmente entre cerca de 0,28 e -15' 35 10 15

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cerca de 0,36 gra/cc. Transíormando etn, .flocos o café moído d torrado resultante Desenvolvimentos recentes levaram'aos ca-fes 15em flocos” com características melhoradas* Café em flocos é descrito nai Patente UoS. V»331.696; Patente U.S. V·267.200j Patente TJ.S. t-.110o^85; Patente U.S· 3.660.106; Patente U.S* 3*652.293? e Patente U.S. 3«6l5*667j todas aqui incorporadas para referência. Os produtos moídos e tratados em flocos da presente invenção são desejáveis. Os produtos, em flocos preferidos são pr o duo idos moendo o café torrado até um tamanho médio de partícula de cerca de 300 e cerca de 3000yOm, normalizando o produto moído,.e em seguida laminando o café para um floco de espessura de cerca de 2 a cerca de milésimas de polegada (cerca de 51 a cerca de 1016//m), preferivelmente de cerca de 10 a cerca de 30 (cerca de 2$b- a cerca de 762// m), mais preferivelmente de cerca de 20 a cerca de 2'*+ (cerca de 5o8 a cerca de 6l

Características dos produtos torrados Os benefícios da presente invenção tornam1 -Se patentes na "Torrefação rápida” dos grãos para produzir um grão torrado de densidade reduzida. endêalsrasnèe, foi descoberto que quando os grãos verdes são pré-secados an· tes da torrefação de acordo com a presente invenção, os grãos torrados resultantes apresentara as seguintes caracte-rísticass Torrefação mais uniforme3 Os grãos torrados produzidos de acordo com a presente invenção mostram um alto grau de uniformidade na sua torrefação quando comparados com grãos não pré-secados torrados de maneira semelhante»

10 15

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 25 30 35 f,O rVCtà Case _|£9'2

Hgaorjj^ - A va riação da cor entre grãos dentro da torrefação I uma indicação da uniformidade da torrefação. Variações de cor dentro dc imenso grão é também um outro indicador da uniformidade da torrefação. Ambas são importantes do ponto de-vista do aspecto atractivo do café sobre o consumidor* A escala L do sistema de Hunter é empregada na prescnté invenção para estabelecer a uniformidade da torrefação dentro do mesmo grão. A cor L de Hunter do grão torrado é normalmente maior do que a do produto moído. A razão para isto é que o exterior do grão é torrado até um mais alto grau (isto é mais escuro) do que o seu interior. No sentido aqui usado, a expressão corAL de Hunter refere-se à diminuição da cor L de Hunter dos grãos torrados quando compa$ rada antes e depois da moagem e define-se como segues CorAL de r-unter - Lantes“Ldepois em que» Iiartes" cor L de 'Hunter do grão torrado intei· roj e ^depois” cor ^ 2rã° torrado moídc Os valores da corAL Hunter para o café torrado e moído em conformidade com a presente invenção são menores do que cerca de 1,2,. preferivelmente menores do que cerca de 0,6. Fortalecimento do aroma e gosto; 0 aroma e gosto do café feito com cafés produzidos de acordo com a presente invenção são característicainente mais fortes do que os obtidos com os anteriores lotes de café de 16 onças, e mes mo do que com os lotes de densidade reduzida de torrefação rápida mas não pré-seeados. Redução do Temno de Toit-pfacãoz Densida- 1 1 10

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β2<>3$'3

Case 3992' des reduzidas do grão torrado são conseguidas sob'as condições de torrefação anteriormente descritas em cerca de 10 segundos a cerca de 30 minutos, preferivelmente em cerca de 10 segundos a cerca de 5?5 minutos, mais preferivelmente em cerca de 10 a cerca de 4-7 segundos. Tem sido observado que os tempos de torrefação da presente invenção são cerca de 2/3 daqueles necessários quando a pré-secagem não é utilizada.

Variedades do Café Preferidas Tem sido observado que o processo da presente invenção é adequado para a torrefação de todas as variedades de café. Contudo, os caracteres de aroma e gosto de certos cafés são de facto melhorados pelo processo reivindicado. Arábicas macios e lavados mostram um ligeiro melhoramento enquanto que os Brasileiros e outros Arábicas naturais mostram um melhoramento maior® Os Robustas são os mais melhorados e ficam com o sabor adstringente acentuadaraente menor. Em conformidade, os Brasileiros, Arábicas naturais, Arábicas lavados e 'Robustas são os cafés preferidos para utilizar na presente invenção, sendo os Robustas os mais preferidos. 0 loteamento de várias variedades de café, antes ou depois da torrefação e da pré-secagem, está também compreendido na presente invenção. Igualmente, o processo de descafeinação total ou parcial dos grãos de café está também contemplado na presente invenção. 30 .-17- 35 10 15

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 25 30 62.388 Case 3992 27. JUN. 1990 fi

MÉTODOS MAIifTinOS I. Determinação da densidade média do volima do c.on.iunto dos grãos torrados e compactados Este rnetodo especifica o procedimento para a determinação do grau de estalamento dos grãos que ocorre na torrefação do ca fé verde. Este método é aplicável tanto às torrefações des* cafeinadas como às não descafeinadas. Anar 9 lli.os Recipiente para pesar s copo de 1000 ml (ml “mililitro) de aço inoxidável ou equivalente* Recipiente para medirs cilindroigraduado de 1*000 ml de plástico5 graduação de 9 ml. Escala* Sinsibilidade de 0,1 gm Vibradors Syntrol Vibration Joggerj Modelo J-l ou equivalente. Syntron Company-Iíomer cidade, PA Funils Funil de plástico com a abertura de saída de cerca de l!f (1!I = 2,5^ cm(. Medidor de tempo automático s Electric,Dim co-Gray^ Modelo II2 171 ou equivalente. Operação Pesar no copo 200 gramas do café em grão a ser testado. Colocar o cilindro graduado no vibrador. Usando 0 funil, deitar a amostra de café no cilindro. ílivelar 0 café batendo levemente nas paredes do cilindro. Vibrar durante 30 segundos na posição n5 8. Ler 0 volume com a aproximação de 5 ml. A densidade do café compactado é determina 11a dividindo o peso do café pelo volume ocupado (depois da vibração) no cilindro graduado. Densidade do café compactado = Peso do café ("erras) Volume do café (cc) -IS- 35 10 15

Mod. 71-10000 ex. - 89/07 20 25 30 62.388 Case .3992

II, Determinação da densidade média do café moí cio c compacta do Anar elhos Recipiente para pesar i copo de vidro de 1.000 ml ou equivalentes;. Recipiente para medir t cilindro de piás ti co graduado de 1.000 talj graduaç&ès de 10 ml. Sscalai Sensibilidade de 0,1 gm ou 0,01 on ça Vibrador s Syntron Vibrating Jogger-Modelo J~1A (ou equivalente). Syntron Company-Oidade de Homer} PA. (Calibrado pelos serviços analíticos da fábrica). Funils Funil de plástico com a abertura de saída com cerca de 1”. Medidor de Tempo automático (opcional)% Me didor de tempo automático-paragem e ligação automática Aparelho de Calibraçãoi Medidor de Amplitu de e transdutor Modelo AM-100, Power Time Control, Indiana, Ό A 4. Λ « Calibracão, do Syntron Vibrating Jor.rxer Uma amplitude de· 0,0351 polegadas resulta em medidas de densidade consistente com pequena dispersão do produto quando se usa o método das 300 gramas na medida da dens idade· Operação Pesar no copo 300 gramas do café a ser medido. Colocar o cilindro graduado na tnesa do vibrador. Deitar por meio do funil o café no cilindro graduado, llivelar o café batendo ligeiramente na parede do cilindro. Vibrar durante rum minuto. Ler o volume. Calculo Densidade do café compactado em gm/ce = 300 gm

Volume do cafe em~ml 35 “19“ 10 15

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 25 30 62.380 Case 3992

Os exemplos seguintes são realizações específicas cia presente invenção sem a limitar.

Torrefacão Thertnalp Um lote de café em grão verde com um conteúdo inicial de humidade de llja, consistindo em 1/3 Arábicas lavadas, l/3 de Arábicas naturais e 1/3 de 11 obus tas naturais é pré-seeado a 2502? (121¾) durante 2 horas num secador de esteira rolante Wenger. Os grãos pré-secados são em seguida torrados num torrador Thermato, Modelo Kúmero 23 R, fabricado por Jabez Burns, sob condições de torr.efação rápida usando fornadas de 100 libras Q-'S kg) e urna potência de aquecimento a gáz de 1,7 milhões de 3tu/hr ('m-98 KW). É utilizado o tempo de torrefação de 120 segundos. A densidade me dia do volume do conjunto dos grãos torrados e compactados é menor do que 0,35 g/cc« 0 valor L de Hunter dos grãos inteiros torrados é de 19· 0s grãos torrados são então apagados com água. Os cafés apagados são em seguida quebrados, normalizados e moídos até um tamanho de partícula dé 900// rn destinados ao café de gota automático e transformados em flocos até uma espessura do floco de 20 milésimos de polegada (503/; m). A densidade média do café moído e compactado é menor do que 0,335 g/cc 0 valorai de líunter é menor do que 0,6. A intensidade do aroma -e do gosto da bebida preparada com este café é maior do que a preparada com o café torrado e moído de 11,5 onças produzido sem pré-secagem. smíPLO 2 torrefação de ~Uito fluido Jetzone Café em grão verde Robusta I pré-secado a 71-C (160s?) durante 6 horas num secador de esteira rolante Wenger a uma taxa de alimentação de 590 kg (1300 libras) por hora. B11 seguida, os grãos pré-secados são arrefecidos com ar seco ambiente e a seguir torrados a 315¾ (60025*) durante 20- 35

1 5-7 segundos num torrador de leito fluido Jetzone, Modelo 65-52, fabricado por Wolverine Corp. com uma potência de aque-1 cimento de 2,5- mm Btu/br (703 KVJ) e uma reciclagem do ar de 5-00 'sofm (11*300 litros /minutos). Os grãos torrados são arre*· fecidos para a temperatura ambiente com ar a 2120 (702?) e humidade relativa de -:-0 ?;» Â densidade média do volume do conjunto dos grãos torrados e compactados resultante é 0,35-g/cc e o valor L de llunter é 19« 10

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 25

Torrefacao .em_leito. fluido

Café em grão pré-secado, preparado de a-cordo com o exemplo 1, é torrado em torrefação rápida, num torrador de torrefação contínua, de leite fluido, Jetzone, Modelo 65-52, de dois estágios,, fabricado por Wolver ine Corp*. a 227 a 2!-í-3°C (5-5-02-5-702?) durante 50 segundos no primeiro estágio, e a 2682-28520 (5l52“55-52K) durante 5Ό segundos no segundo estágio. 0 torrador é operado a uma taxa de alimentação de 1070 libras (5-86 kg) por hora e uma potência de a-quecimento de 2,5- btu^br (703 KW). Os grãos torrados são arrefecidos piara a temperatura ambiente com ar a 212C (7023?) e humidade relativa de 5-0 %· A densidade média do volume do conjunto dos grãos torrados e compactados resultante é 0,38 e a cor L de líunter dos grãos torrados inteiros é 22. Os grãos são em seguida moídos até um tamanho de partícula para café de gota automático de 900/;m. 0 valor AL de ilunter | me-· nor do que 0,6 e a densidade média do café moído é compactadc é 0,36. A intensidade do aroma e gosto do café preparado com este café torrado e moído é maior do que a do café preparado com café torrado e moído de 13 onças mas sem pré-secagem. 3R5MPI.0 5- lorrefacão Thermalo

Três fornadas de café em grão verde com um conteúdo inicial de humidade de 11 f?· são pré-secas a 712c -21- 35 10 15

Mod. 71-10000 ex. - 89/07 20 25 30 A O ?y©ft Case 399¾

(16023) durante 6 lioras num secador de esteira rolante Wen-Ser. As fornadas consistem numa fornada de Arábica natural, numa fornada de Robusta e numa fornada de Arábica lavada. Os grãos pre-secados são a seguir torrados sob condições de tor· refação rápida num torrador Thermalo, Hodelo líúmero 23 R, fabricado por '^abes Burns, utilizando fornadas de *+5 kg (100 libras) e urna potência de aquecimento a gás de 1,7 milhões de Btu/br (t-93 KW). í utilizado um tempo de torrefação de 120 seg. A densidade media de volume do conjunto dos grãos torrados e compactados e menor que 0,35 g/cc. Os grãos torrados são a seguir apagados com água e as tris fornadas são combinadas em proporções iguais® 0 valor L de Eunter dos grãos torrados e inteiros está entre 17 e 22. Os cafés apagados são em seguida triturados, normalizados e moídos até um tamanho de partícula para 0 café de gota automático de 900 e transformados em flocos até uma espessura do floco de 20 milésimos de polegada (5o3/ym)0 A densidade média do café moído e compactado é menor que 0,335 g/cc e 0 valor Δ L de Kunter é menor que 0,6. A intensidade do aroma e gosto da be-bida feita com este café é maior do que a feita com 0 café torrado e moído de 10 onças mas sem pré-secagem. EXEMPLO 5 0 café torrado do Exemplo 2 é moído usando um moinho G-ump Modelo 666 fabricado por Modern Press* As condições de moagem estão previstas para a produção duma partícula de tamanho médio de 300 a 3000ju , 0 valor Δ L de Eun-ter resultante é menor que 0,6« A intensidade do aroma e gòs· to da bebida feita com 0 café resultante é maior do que a fe: ta com o café torrado e moído de 11,5 onças. EXEMPLO 6 0 café torrado e moído do Exemplo 5 é fel· to em flocos utilizando uma unidade laminadora hidráulica de produção de flocos Eoss de ^5,7 cm x 83,8 cm (I8nx33n) fabrl· ~2 2-=9 35

Claims (3)

1. 1 cada por Ross Equipment Co. A fenda de laminagem é ajustada para a produção de flocos com a espeS3ura de 51 a 1016/; m/· (2 a h-0 milésimas de polegada). EEIVINDICAÇ&ES 10 15 Mod. 71-10000 ex.-89/07 20 25 30 Ia·" Processo para produzir grãos de café torrados de densidade reduzida consistindo essencialmente nos seguintes passoss (a) primeiro, secagem dos grãos de café crus até à obtenção de um teor de humidade entre cerca de 0,^5 e cerca de 7 5? em peso, em que.a secagem é processada a uma temperatura de cerca de 2120 a-té cerca de 1772C (70até cerca de 350QP) durante cerca de 1 hora ate cerca de 2½ horas; em s eguida (b) torrefação dos grãos secos a uma temperatura de cerca de 177-C até cerca de 6-'+92g (35Ό2? até cerca de 12002F) durante cerca de 10 segundos até não mais do que cerca de 5?5 minutos\ e em seguida (c) arrefecimento dos grãos torrados, caracterizado por os grãos torrados resultantes terem (1) uma cor-L de Hunter entre cerca de lt- e cerca de 25, (2) uma cor Δ L de Hunter menor do que cerca de 1,2 e (3) uma densidade do volume do conjunto de grãos torrados e compactados entre cerca de 0,23 e cerca de 0,33 g/cc.
2. 22.- Proeesso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por 0 passo de torrefação (b) ser conduzido a uma temperatura entre cerca de 20h2C e cerca de *f272C (entre cerca de h002F e cerca de SOQSF) durante cerca de 10 -23- 35 % 62,388 . Case .3992

   1 até cerca de V? segundos® 5 3a,- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os grãos de cafe crus secos terem um teor de humidade de cerca de 3 depois do passo (a)® 10 ifâ,- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o passo de secagem (a) ser conduzido a uma temperatura entre cerca de 71-0 e cerca de 1219C (cerca de 1S0°F e cerca de 250Q?) durante 1 até 6 horas. 15 5â*“ Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a densidade do volume do conjunto dos grãos torrados e compactados estar entre cerca de 0,30 e cerca de 0,35 grn/cc. Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 25 30 6ã»~ Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a densidade do volume do conjunto dos grãos torrados e compactados estar entre 0,23 e 0,35 gm/ ce, o valor L de Hunter estar entre lV e 25, e o valor de cor A L de Hunter ser menor do que cerca de 1,2. 7%- Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a densidade do volume do conjunto dos grãos torrados e compactados estar entre cerca de 0,30 e cerca de 0,35 gm/cc, o valor L de Hunter estar entre cerca d 17 © cerca de 23 e o valor de Δ L de Hunter ser menor do que cerca de 0,6. S-ο - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a densidade do café moído e compactado estar entre cerca de 0,25 e cerca de 0,39 gm/cc. 9â*- Processo para produzir grãos de café de densidade reduzidos de acordo com as reivindicações ante- •24- 35

   % 62,388 Ciase 3992 1 10 riores em que os grãos de café crus são torrados a uma temperatura de cerca de 17736 a cerca de 6t-9-Q0 (de cerca de 350 3 a cerca de 1*2002?) durante cerca de 10 segundos at| cerca de 5*5 minutos e em seguida arrefecidos para formar ó grão torrado de densidade reduzida, caracterizado por o melhoramento consistir essencialmente no passo de pré-secagem dos grãos de café crus, antes da torrefação, até ohter um teor de humidade entre cerca de 0,5 % e cerca de 7 r em peso, em lue a pré-secagem é conduzida a uma temperatura entre cerea de 212C e cerca de 17720 (entre cerca de 70231 e cerca de 3502?) durante cerca de 1 hora até cerca de 2t- horas* 15 Mod. 71-10000 ex. - 89/07 20
3. 102,- Processo melhorado de acordo com a reivindicação 9j caracterisado por os grãos de café crus serem pre-secados antes da torrefação até. um teor de humidade de cerca de 3 Lisboa, vm.m Pm or Tim proctie d gãmbls compau

   da Propriedade Industrial e*ríéri9-ârco áe GoaecJcOc, 3s®<4íil téÊ&Êík 30