Verfahren zum Verpacken von geröstetem Kaffee in Umhüllungen sowie gemäss dem Verfahren hergestellte Verpackungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verpacken von geröstetem Kaffee in Umhüllungen, in welchen der Kaffee erwünschte Eigenschaften langzeitig beibehält. Ferner betrifft die Erfindung gemäss dem Verfahren hergestellte, Kaffee enthaltende Verpackungen.
Die Haltbarkeit gerösteten Kaffees, gleichviel, ob gemahlen oder nngemahlen, ist sehr gering. Wie angestellte Untersuchungen ergeben haben, behält der Kaffee sein Aroma höchstens eine Woche oder ein paar Wochen, sofern nicht besondere Schutzmassnahmen ergriffen werden.
Es ist bekannt, dass die Verschlechterung der Güte des Kaffees vor allem auf den Einfluss des Sauerstoffes der Luft zurückzuführen ist, indem, wahrscheinlich durch Oydation, das Aroma des Kaffees nach verhältnismässig kurzer Lagerzeit verschlechtert wird bzw. sich verflüchtigt. Dies gilt in noch höherem Ausmass für gemahlenen Kaffee als für ungemah- lenen, offenbar, weil beim gemahlenen Kaffee die Oxydationsfläche grösser ist als beim unge- mahlenen, und erst noch grösser, je feiner der Kaffee gemahlen ist.
Das bisher gebräuchlichste Verfahren, um dem Kaffee das Aroma während längerer Zeit, das heisst zwei Monate lang oder noch länger, zu bewahren, besteht darin, den Kaffee nach erfolgter Vermahlung bis zum gewünschten Feinheitsgrad in Blechdosen zu verpacken, aus denen die Luft bis zu einem Vakuum von etwa 75 mm Hg abgesogen wird. Die Dosen werden unter Vakuum verschlossen. Gewünsehtenfalls kann der Unterdruck durch Einfüllen eines inerten Gases aufgehoben werden. Sowohl der Werkstoff der Vaknumdosen als auch die Maschinen für die Herstellung derart verpackter Waren sind teuer.
Deswegen wird der Kaffee heutzutage im Einzelhandel in Kartonpackungen, Cellophanbeuteln oder einer Kombination von beiden verkauft, bisweilen mit einem während des Abfüllens in die Verpackung erfolgten Zusatz eines inerten Gases, wie Kohlenstoffdioxyd (CO2) oder Stickstoff (N2). Ein anderer Ausweg ist der, den Kaffee nur geröstet, aber unvermahlen an die Kleinhandels-Verkaufsstellen zu liefern und ihn dort in Gegenwart des Kunden bis zum gewünschten Feinheitsgrad zu vermahlen. Hierdurch erhält man zwar eine in gewissem Ausmass verbesserte Güte des Kaffees, stellt aber zugleich, zumal in den Hauptverkaufszeiten, hohe Sonderansprüche an das Personal im Verkaufsladen und die dort befindlichen Mühlen.
Gegenüber dem bekannten Verfahren ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Kaffee in einen Behälter eingeführt wird, aus welchem die Luft abgesogen und durch ein inertes Gas ersetzt wird, und dass der Kaffee danach durch eine Ab füllmaschine hindurchgeführt wird, in der er von der Aussenlnft abgeschlossen bleibt und welche den Kaffee in Umhüllungen aus einem für den Luftsauerstoff schwerdureh- lässigen Werkstoff abfüllt, so dass er sich in dieser Verpackung dauernd in einer Atmosphäre von innertem Gas befindet.
In der Zeichnung ist beispielsweise teilweise im Schnitt eine Anlage zur Vermah lung und Paketierung von Kaffee dargestellt.
Ungemahiener Kaffee, der in bekannter Weise geröstet worden ist, wird zum Beispiel durch Schwerkraft, gegebenenfalls nach Zusammenmischen von Erzeugnissen aus verschiedenen Röstungen, durch eine mit einem Ventil 12 versehene Leitung 110 in einen zylindrischen Behälter 14 gefördert. Der Behälter 14 hat zweckmässig einen Einsatz 16, dessen Innenwand sich kegelig nach unten verjüngt. An den Behälter ist eine Leitung 18 angeschlossen, in der ein Ventil 20 sitzt und die mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe, einem Dampfstrahlsauger oder dergleichen in Verbindung steht.
Eine andere, mit einem Ventil 24 versehene Leitung 22 kann mit einem nicht dargestellten, ein inertes Gas, wie 002 oder N2, enthaltenden Behälter in Verbindung gebracht werden. Vom Boden des Behälters 14 führt eine Leitung 216, in welcher ein Ventil 28 eingebaut ist, zu einem andern Behälter 3r0. An die Leitung 216 kann eine mit einem Ventil 34 versehene Leitung 32 angeschlossen sein und zu einem nicht dargestellten Behälter für inertes Gas führen.
Nachdem der Behälter 14 mit gerösteten Kaffeebohnen gefiillt und das Ventil 12 geschlossen worden ist, wird der Vakuumerzeuger in Betrieb gesetzt. Hierbei ist das Ventil 20 offen, während die Ventile 24 und 28 geschlossen sind. Die Luft wird aus dem Behälter 14 abgesaugt, bis in ihm ein Vakuum vorhanden ist, das kleiner ist als 7:5 mm Hg, am besten kleiner als 25 mm Hg. Danach kann der Behälter mit seinem Inhalt an Kaffee eine bestimmte Zeit lang, zum Beispiel während 20 Minuten, unter diesem Vakuum stehen. Dann wird das Ventil 220 geschlossen und das Ventil 24 geöffnet. Das inerte Gas strömt nun in den Behälter 14 hinein, bis Druekausgleieh oder ein geringer Überdruek darin erreicht ist.
In bestimmten Fällen ist es zweckmässig, danach die Evakuierung bei gesdilossenem Ventil 24 wieder aufzunehmen, um dann noch einmal eine kleinere Menge inerten Gases einzuführen, wodurch der Par tialdruck der doch noch vorhandenen Luft in entsprechendem Ausmass noch niedriger wird. Dem inerten Gas kann gegebenenfalls Wasserdampf in solcher Menge zugesetzt sein, dass das durch die Luftverdünnung aus den Kaffeebohnen verdampfte Wasser ersetzt wird.
Die Kaffeebohnen, die sich nunmehr in einer im wesentlichen aus einem inerten Gas bestehenden Atmosphäre befinden, lässt man dann in den Behälter 30 hinabrinnen. Hierbei ist das Ventil -18 geöffnet, während die Ventile 19 und 20 geschlossen sind. Im Behälter 30 ist im voraus eine Atmosphäre von inertem Gas, das durch die Leitung 32 zugeführt wird, geschaffen worden. Falls gewünscht, kann während der Entleerung des Inhalts des Behälters 14 in den Behälter 30 eine kleinere Menge inerten Gases durch die Leitungen 22 bzw. 32 zugesetzt werden.
Der Behälter 30, der ebenfalls einen mit einer kegelig sich verjüngenden Innenwand versehenen Einsatz 36 enthalten kann, steht durch eine Leitung 38 in Verbindung mit einer darunter angebrachten Kaffeemühle 40.
In der Leitung 38 ist ein Ventil Ao eingebaut, und unter diesem mündet eine Leitung X, die ein Ventil 46 hat und mit einem nicht dargestellten, inertes Gas enthaltenden Behälter in Verbindung steht. Die Kaffeemühle kann in an sich bekannter Weise mit einer Mehrzahl von Walzen ausgeführt sein und enthält ebenso wie der Behälter 30 eine Atmosphäre von inertem Gas, gegebenenfalls unter einem geringen ueberdruck, so dass ein etwaiges Lecken von innen nach aussen vor sich geht und mit Sicherheit das Eindringen von Aussenluft verhütet wird. An die Kaffeemüllle ist ein Mischer 48 angeschlossen, in welchem eine Fördersehraube 50 auf einer waagrechten Welle 52 gelagert ist.
Diesem Mischer kann zusätzlich inertes Gas durch eine mit einem Ventil 54 versehene Leitung 56 zugeführt werden. Die unvermeidlidien Durehbreehun- gen der Gehäuse der Kaffeemühle 40 und des Mischers 48 für Wellen und dergleichen sind mit Dichtungen versehen, die auch das Eindringen von Kaffeeteilehen in die Lager und dergleichen verhindern.
Das Ventil 42 wird so eingestellt, dass das Einfüllen von Kaffeebohnen aus dem Behälter 30 in die Mühle sich nach der Leistungsfähigkeit der Mühle richtet. Während der Behälter 30 aus dem Behälter 14 stossweise aufgefüllt wird, geht seine Entleerung in die Mühle 40 ununterbrochen vor sieh. Ge gebenenfalls können zwei Behälter 14 der oben beschriebenen Bauart vorgesehen und so eingeriehtet sein, dass sie abwechselnd ihren Inhalt in den Behälter 30 entleeren, nach dem in letzterem eine Atmosphäre von inertem Gas hergestellt worden ist.
Der gemahlene Kaffee verlässt den Mischer 48 durch ein Leitungsstück 58, beispielsweise aus Gummi, das mit seinem untern Ende an eincm Behälter 60 angeschlossen ist. Dieser führt unter der Einwirkung einer von der Welle 5'angetriebenen Exzentervorrichtung 62 eine Sehüftdbewegung aus und ist nm einen Zapfen 64 schwenkbar. Er ist waagrecht durch ein Sieb 63 unterteilt. Kaffeekörnchen, die durch das Sieb nicht hindurchkommen können, sammeln sich in einem abnehmbaren Behälter 65, der von Zeit zu Zeit entleert werden kann.
Diese Kaffeekörnehen werden dann, falls erwünscht, in die Mühle zu erneuter Vermahlung zurückgegeben. Der Behälter G0 hat einen untern Auslass in Form eines Gummirohres 66, durch das der gemahlene Kaffee in einen Dosierapparat 68 hinabfällt, und zwar auf einen in diesem Apparat vorgesehenen Sehütteltiseh 70. Der Apparat 68 und die unterhalb davon auf der Zeichnung veransehauliehten Teile der Anlage sind in grösserem Massstab dargestellt als die zuvor beschriebenen Elemente der Anlage. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dosierapparat 68 so ausgebildet, dass er die Dosierung durch Messen des Volumens ausführt.
Er hat eine senkrechte Förderschraube 72, die von einem Motor 74 angetrieben wird.
Die Schraube erstreckt sich abwärts durch einen sich nach unten verjüngenden, trich terförmigen Teil 716 in einen rohrförmigen Teil 78 hinein, dessen Innendurehmesser am Aussendurehmesser der Schraube anliegt. Dieser Teil 78 geht in einen rohrförmigen Teil 79 mit etwas kleinerem Durchmesser über.
Abtastorgane 80 regeln das Arbeiten des Sehütteltisches 70 derart, dass die im Dosierapparat 68 befindliche Kaffeemenge sich innerhalb bestimmter, durch die Linien 82 angedeuteter Grenzen hält.
Die Paketierung findet im unmittelbaren Anschluss an die Auslieferung der dosierten Mengen aus dem Apparat 6t8 statt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Bahn 84 von einer Rolle 8:6 abgerollt und nach Vorbeigang an einer Wenderolle 88 längs um das Rohr 79 herumgelegt. Hierbei hat die Bahn eine den Umfang des Rohres etwas übersteigende Breite. Entlang der einander somit überlappenden Ränder der Bahn wird eine vorzugsweise beheizte Rolle 90 zwecks Verschweissung der Ränder miteinander angedrückt. Die Schraube 72 wird intermittierend um einen bestimmten Winkel gedreht und bei jeder Drehbewegung eine bestimmte, im voraus einstellbare Menge von gemahlenem Kaf- fee in die rohrförmige Bahn eingefüllt.
Zwi schen jeder derartigen Drehbewegung klemmen zwei beheizte Kissen 92 von zwei einander gegenüberliegenden Seiten her die rohrförmige Bahn zusammen, so dass die abgemessene Kaffeemenge in einem Beutel 94 eingeschlossen wird. Gegebenenfalls können Messer 9-6 unter den Verschlusskissen 92 angebracht sein, um die einzelnen Beutel voneinander zu trennen. Um auch während des Einfüllens in die Verpackung die Aussenluft abzuschliessen, können Zufuhrleitungen 98, 100 für inertes Gas mit Ventilen 102: bzw.
104 neben der Bahn 84 münden, und zwar auf derjenigen Bahnseite, mit welcher der Kaffee in Berührung kommt, Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, sind sämtliche Teile der Anlage, durch welche der Kaffee hindurchgeht, gegen die Aussenluft abgedichtet und enthalten eine Atmosphäre von inertem Gas, die eine Einwirkung des Luftsauerstoffes auf den Kaffee ausschliesst. Der Druck in der Anlage kann ebenso hoch oder etwas höher sein als der Druck der Aussenatmosphäre.
Die Umhüllung der Verpackung muss aus einem Werkstoff bestehen, der eine sehr niedrige Diffusionszahl für Sauerstoff hat, wobei ausserdem noch verlangt wird, dass der Werkstoff eine Diffusionszahl besitzt, die für das inerte Gas höher ist als für Sauerstoff. Hierdurch wird erzielt, dass in der Verpackung ein Unterdruck entsteht, der zur Folge hat, dass die Umhüllung an den Kaffee angedrückt wird. Man kann dann von aussen und ohne Öffnen der Verpackung kontrollieren, ob sich diese im richtigen Zustand befindet und nicht in schädlichem Ausmass Sauerstoff enthält. Wenn eine Verpackung nicht richtig verschlossen ist, macht sich dies nach einigen Tagen bemerkbar, und sie kann dann beseitigt werden.
Ein auf Grund seiner diesen Anforderungen voll genügenden Eigenschaften geeigneter Werkstoff für die Ver packungsumhülllmg ist beispielsweise ein einseitig mit Polyäthylen überzogener Viskose Cellulosefilm. Auch andere Kunststoffe bzw.
Schichtungen mehrerer Kunststoffe haben dieselben Eigenschaften. Falls erwünscht, kann die Umhüllung einen mit dem Werkstoff imprägnierten Träger enthalten. Praktische Versuche haben gezeigt, dass eine Lagerungszeit von 7 bis 8 Wochen und sogar mehr mit Sicherheit erreichbar ist, während welcher der Kaffee seine Eigenschaften im wesentlichen unverändert beibehält. Diese Zeitspanne entspricht ungefähr der Höchst- zeit, die zwischen dem Versand von der Rösterei und dem Einkauf des Kunden im Einzelhandelsladen verfliesst. Die Verpackung kann, insbesondere wenn sie die Form von durch Verschweissung der Ränder einer zu einem Rohr geformten Bahn gemäss der Zeichnung hergestellter Beutel hat, vorteilhaft für geringeren Inhalt als bisher üblich angefertigt werden, zum Beispiel für einen Inhalt von 100 g oder noch weniger.
Hierdurch wird auch die Lagerungszeit beim Verbraucher sehr kurz. Man kann auch Bänder oder Ketten zusammenhängender Beutel herstellen, indem man die einzelnen Beutel, die gemäss der ver anschauliehten Ausführungsform angefertigt werden, nicht voneinander abschneidet. In diesem Fall reicht der Inhalt der einzelnen Beutel vorteilhaft nur für einige wenige Tassen gekochten Kaffees. Eine Menge von 25 g reicht für zwei Tassen und von etwa 37 g für drei Tassen usw. Möglicherweise können solche Ketten von kleinen Beutelverpackungen Men- gen enthalten, die für verschieden grosse Portionen ausreichen, jedoch am besten für zwei und drei Tassen. Von diesem Grundsystem ans lässt sich dann jede andere beliebige Menge Kaffee kochen.
Grundsatz ist hierbei, dass unter allen Umständen die Lagerungszeit nach dem Öffnen eines Beutels kurz sein soll, da die Güte des Kaffees fast nur von der Zeit abhängig ist, während welcher der Luftsauerstoff zum Kaffee Zutritt hat.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben besehriebene, mehr oder weniger auf einen Einzelfall abgestellte Ausführungsform beschränkt, sondern im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zugrundeliegenden Leitgedankens abwandelbar. Um den Raumbedarf in der Höhe zu verringern, kann der Behälter bzw. können die Behälter 14 auf derselben Höhe angeordnet werden wie der Behälter 30, wobei dann die Kaffeebohnen, in letzteren zum Beispiel hineingesaugt werden. Dabei kann inertes Gas durch Dichtun- gen um Wellen und dergleichen eingeführt werden, um das Eindringen von Luft zu erschweren bzw. einem Verstopfen von Lagern und dergleichen durch Kafteeteilehen vorzubeugen.