Procédé de fabrication d'extraits en poudre de café Les extraits en poudre soluble de matières végétales telles que café, thé, chicorée, etc., sont connus depuis longtemps. Selon les procédés devenus classiques, la fabrication d'une poudre de café instantanée, par exem ple, consiste à préparer une décoction de grains de café rôtis et moulus puis à sécher cette décoction de manière à obtenir un produit sec qui est conditionné à l'intérieur de récipients appropriés.
L'objet principal du brevet suisse No 201940 :réside essentiellement dans un procédé permettant de sauvegar der, au cours des différentes opérations qu'il comporte, une part notable des arômes volatils du café rôti et moulu en vue de maintenir leur présence dans le produit sec.
Suivant ce procédé, la décoction de grains de café rôtis et moulus est séchée par pulvérisation ou atomisa- tion, c'est-à-dire à l'aide d'un courant d'air chaud, géné ralement ascendant et circulant à l'intérieur d'une enceinte appropriée, dans lequel on disperse le produit sous la forme de fines gouttelettes qui constituent, après dessiccation, les particules d'une poudre sèche.
Le procédé selon l'invention constitue en quelque sorte un prolongement du procédé décrit par le brevet suisse No. 201940 car, bien que le premier fasse interve nir, pour une partie de son exécution, des moyens diffé- rents de ceux utilisés dans le second, le but visé est le même. Par ailleurs, le nouveau procédé apporte un per fectionnement important à l'ancien car il permet d'amé liorer dans une mesure appréciable la qualité d'une pou dre séchée par atomisation.
Le présent procédé se rapporte à la fabrication d'extraits en poudre de café. Il comprend l'extraction de café rôti et moulu en vue d'obtenir un extrait en solution aqueuse et il est remarquable par le fait que l'on divise la quantité de solution obtenue en deux fractions, que l'on sèche la première fraction par atomïsation, que l'on congèle la seconde fraction, que l'on sèche ladite frac- tion d'extrait congelé par cryodessiccation et, enfin,
que l'on mélange la poudre sèche issue de la première frac tion avec le produit finement divisé obtenu à partir de la seconde desdites fractions pour former un extrait de café soluble en poudre ayant un poids spécifique compris entre 0,2 et 0,3 g/cm3.
De préférence, on concentre la solution d'extrait constituant la seconde desdites fractions, on ajoute à la solution concentrée un gaz inerte de façon à former une mousse stable et homogène, on congèle ladite mousse jusqu'à l'obtention d'un produit solide, on divise fine ment le produit congelé pour recueillir des particules de grandeur sensiblement égale à celles d'une poudre de café rôti et moulu,
on sèche le produit divisé par cryodes- siccation et on mélange le produit séché et finement divisé avec la poudre sèche préparée à partir de la pre mière fraction.
Selon une forme d'exécution du procédé, l'extraction du café rôti et moulu est effectuée par percolation à contre-courant au moyen d'une batterie de 8 cellules reliées entre elles d'une manière conventionnelle et com portant chacune un dispositif permettant d'effectuer la distif l ation extractive à la vapeur de la, charge de café frais qu'elles sont destinées à contenir.
Le cycle d'extrac tion s'étend sur 6 cellules et il débute par le passage d'un courant d'eau sous pression ayant une température com prise entre 150 et 1701, C environ à travers la. cellule contenant la charge de café la plus épuisée. Après une durée comprise entre 12 et 20 minutes environ, l'extrait est conduit à travers la cellule suivante et ainsi de suite jusqu'à la sixième cellule, laquelle contient la charge de café frais.
Cette dernière est extraite à une température voisine de 1000 C. Deux cellules de ladite batterie ne participent pas au cycle d'extraction. En effet, la sep tième est déchargée puis remplie d'une charge de café frais et la huitième, qui contient également une charge de café frais, est consacrée à la, distillation extractive des constituants aromatiques volatils du café au moyen d'un courant de vapeur traversant ladite charge.
La saveur et l'arôme @du produit final dépendent lar gement de la nature de l'infusion recueillie à l'issue de l'opération d'extraction et divers facteurs intervenant au cours de cette opération sont susceptibles de modifier les propriétés de ladite infusion. Parmi ces facteurs, la tem pérature et la durée d'extraction, la géométrie ries perco lateurs, la surface filtrante, la mouture des grains de café, etc.,
peuvent exercer une influence notable.
L'extrait en provenance de la cellule chargée de café frais est pesé sur une balance et tiré jusqu'à l'obtention du poids fixé. Il comporte alors généralement 10 à 20 0/0 de matières solides du café en solution aqueuse.
Selon l'invention, la. charge d'extrait recueillie est alors divisée en deux fractions inégales, la première représentant 70 à 95 0/0 et la seconde 5 à 30 % de la quantité totale d'extrait à diviser.
De préférence, la solu tion d'extrait est concentrée, avant la séparation des deux fractions, en faisant appel à toute technique appropriée, c'est-à-dire par évaporation ou par congélation,
jusqu'à l'obtention d'un produit ayant 25 à 60 % en poids de matières solides du café. Lorsque la concentration est effectuée par évaporation,
il est préférable de soumettre au préalable l'extrait précité à une distillation extractive en vue de recueillir une partie au moins des constituants aromatiques volatils qu'il contient. Une fraction au moins des arômes condensés recueillis par distillation de la charge de café frais et de l'extrait en solution diluée peut être ajoutée à l'extrait concentré.
Toutefois, la division de la quantité d'extrait en deux fractions pourrait également intervenir avant toute con centration, lesdites fractions étant alors concentrées sépa rément et jusqu'à des taux de matières solides établis en fonction des conditions imposées par l'opération de séchage subséquente.
De plus, le condensat des arômes recueillis par distillation extractive au cours du procédé peut être incorporé en plus grande quantité ou en tota lité à l'une seulement desdites fractions, plus particuliè- rement à la seconde.
La première fraction, c'est-à-dire celle qui représente 70 à 95 % de da charge d'extrait considérée, est séchée par atomisation en faisant appel à des techniques et des installations conventionnelles.
La seconde fraction de la charge d'extrait en solu- tion aqueuse, qui représente 5 à 30 % de la quantité à diviser,
comporte de préférence un taux de matières soli- des compris entre 35 et 60 %. Avant le séchage propre- ment dit,
l'extrait est -soumis à une série d'opérations qui permettent de conférer au produit final un poids spécifi que et une couleur acceptables. Selon une forme d'exé cution préférée, on incorpore tout d'abord à l'extrait concentré une certaine quantité d'un gaz inerte tel que l'anhydride carbonique ou l'azote en vue de produire une mousse ayant un poids spécifique compris entre 0,4 et 0,
8 g/cm3. La densité de cette mousse doit être établie avec soin car elle détermine essentiellement le poids spé cifique de la poudre sèche finale préparée à partir de cette fraction d'extrait. Ce résultat peut être obtenu en refroidissant l'extrait concentré à 00 C ou au-dessous à l'aide d'un échangeur de chaleur approprié, après quoi le gaz est insufflé dans l'extrait refroidi. On obtient une mousse stable et bien homogène en faisant passer le pro duit dans un mélangeur mécanique par exemple.
La mousse préparée comme décrit ci-dessus est ensuite soumise à une congélation progressive mais pro fonde qui permet d'amener l'extrait à l'état solide. Dans ce but, la mousse est étendue sur un ruban métallique transporteur sous la forme d'une couche régulière ayant une épaisseur comprise entre 10 et 40 mm. Les condi tions dans lesquelles se déroule la congélation, de même que la densité de la mousse, sont de nature à influencer dans une large mesure la couleur du produit final.
Le choix des facteurs susceptibles de modifier ces condi tions, à savoir la vitesse linéaire du ruban, la tempéra ture de congélation, l'épaisseur de la couche de mousse, etc., revêt donc une particulière importance. Selon une forme d'exécution du procédé, la couche de mousse se déplace sur un ruban dont le parcours utile est divisé en deux sections qui sont refroidies à des températures dif férentes au moyen d'un liquide réfrigérant par exemple.
La première section est refroidie par une saumure dont la température est située entre -12 et - 29 C, alors que le liquide assurant le refroidissement de la deuxième section est amené à une température comprise entre - 40 et - 701, C. En général, la durée de congélation pour une mousse de densité normale ne doit pas être inférieure à 7 minutes pour obtenir un produit final ayant une couleur satisfaisante.
L'extrait est recueilli à l'extrémité du ruban transpor teur sous la forme d'une bande rigide continue qui est conduite dans une machine à diviser ou à émietter per mettant de réduire ladite plaque en fragments suscepti bles d'être moulus. On procède alors à la mouture de ces fragments en vue d'obtenir une poudre dont la gran deur des particules est comprise, de préférence, entre 0,25 et 2,0 mm.
La poudre formée de particules d'extrait congelé est chargée, sous la forme d'une couche de 25 mm d'épais seur environ, sur les plateaux d'un appareil convention nel de cryodessiccation dans la chambre duquel ils sont introduits. La sublimation des cristaux de glace contenus dans le produit congelé est opérée après un séjour de 7 heures environ sous un vide extrêmement poussé, de l'ordre de 150 à 175 microns. Après déchargement des plateaux, la poudre sèche obtenue est conditionnée, en faisant appel aux moyens habituels, à l'intérieur de réci pients étanches.
Une forme d'exécution du procédé peut consister à débiter le produit congelé sous la forme de plaques ou de morceaux puis à sécher ces derniers par cryodessic- cation et à faire intervenir l'émiettement et la mouture du produit après le séchage. Cette solution présente tou tefois l'inconvénient de produire, au cours de la mouture, une quantité appréciable de particules très -fines qui ne sont pas acceptables pour le conditionnement et qui, par conséquent, ne sont pas directement utilisables.
Selon une autre forme d'exécution du procédé selon l'invention, le poids spécifique du produit final peut être défini après le séchage final. Cette variante consiste à préparer une mousse relativement dense, c'est-à-dire ayant un poids spécifique supérieur à 0,6 g/cm3. Après congélation, le produit est émietté puis moulu sous la forme de particules très fines, de l'ordre de 0,2 à 0,5 mm, puis séché par cryodessiccation comme décrit plus haut.
Après séchage, la poudre fine est soumise à une opération d'agglomération à basse température au moyen d'une tour appropriée. On obtient de la sorte une poudre sèche extrêmement régulière et très colorée. Suivant une forme d'exécution du procédé, l'extrait concentré enrichi ou non d'une fraction au moins des arômes recueillis par distillation extractive du café frais et de la solution non concentrée peut être séché par cryodessiccation sans avoir été mis au préalable sous la forme d'une mousse.
Dans ce cas, l'extrait concentré est réparti et congelé sur des plateaux par exemple, puis séché par cryodessiccation sur ces mêmes plateaux sous la forme d'une poudre résultant de la mouture du pro duit congelé, ou encore sous la forme de plaques qui sont réduites en poudre après séchage.
La poudre très aromatique produite à partir de la seconde desdites fractions est mélangée à la. poudre pro venant du séchoir-atomiseur pour former un extrait de café soluble instantané sous forme pulvérulente ayant un poids spécifique compris entre 0,2 et 0,3 g/cm3. Si la poudre séchée par cryodessiccation comporte une den sité légèrement trop élevée, on peut corriger la densité du produit final en abaissant le poids spécifique de la poudre séchée par pulvérisation par une injection d'un gaz neutre,
par exemple l'anhydride carbonique, au cours du séchage. Par ailleurs, selon une forme d'exécution particulière de l'invention, le mélange des deux poudres pourrait être soumis à une opération d'agglomération à température relativement basse, cette technique permet tant d'obtenir un produit de texture régulière et de sup primer la tendance des deux poudres qui le composent à se séparer.
Le produit résultant du mélange des poudres prépa rées à partir des fractions précitées peut être aromatisé avec le conditionnement selon le procédé décrit par le brevet suisse No 405904. Ce procédé consiste à incorpo rer un condensat des constituants aromatiques du café à la poudre sèche en vue de l'enrichir en arômes volatils qui se développent notamment à l'ouverture de l'embal lage.
De préférence, l'adjonction de ce condense repré- sente 0,1 à 0,5 % du poids de la poudre et il est généra- lement mélangé avec une quantité égale ou légèrement supérieure d'un support oléagineux,
plus particulière- ment de l'huile de café.
Enfin, l'invention se rapporte également aux extraits de café obtenus par le procédé qui vient d'être décrit. Il faut relever que le procédé peut aussi être utilisé avec succès pour la préparation d'autres extraits de matières végétales, par exemple la chicorée, le thé, etc.
Les exemples suivants illustrent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, laquelle n'est cependant pas limitée aux conditions qui y sont exposées. <I>Exemple 1</I> L'extrait est préparé au moyen d'une batterie de per colateurs comprenant 8 cellules ayant 25 cm de diamè tre et 242 cm de hauteur.
La charge de chaque cellule est d'environ 40 kg de café moulu, la mouture étant légè rement plus grossière que celle pratiquée dans le com merce pour la préparation d'infusions de café par perco- lation. La charge de café frais chargée dans la première cellule est mouillée avec 40 litres d'eau chaude puis sou mise à la distillation extractive à la vapeur jusqu'à l'obtention de 2,2 kg d'un condensai des substances aro matiques volatiles du café.
Le cycle d'extraction s'étend sur les 6 cellules suivantes, en commençant par celle contenant la charge la plus épuisée. On tire 165 kg d'extrait de la sixième cellule, laquelle renferme une charge de café frais. L'eau d'extraction entre dans la pre mière cellule à une température de 1700 C environ et l'extrait traversant la sixième cellule a une température de 950 C environ.
La solution aqueuse d'extrait obtenue est soumise à une distillation extractive à contre-courant dans une colonne de rectification par exemple, en faisant interve- nir 3 % de vapeur environ. Les arômes volatils recueillis sont condensés et refroidis à 50 C.
L'extrait est alors concentré à un .taux de matières solides de 50 % environ, au moyen d'un évaporateur approprié, de préférence un appareil à double effet et filin ascendant.
Après cette opération, une fraction au moins des arômes volatils con densés recueillis par distillation de la solution d'extrait diluée est ajouté à l'extrait concentré .et l'on obtient de la sorte 32,6 kg d'extrait contenant 55 % de matières solides du café.
Cette charge est divisée en deux fractions pesant respectivement 26,2 kg et 6,4 kg. La première desdites fractions (26,2 kg) est séchée par atomisation au moyen d'un appareil approprié et l'on recueille 14,5 kg d'une poudre de café soluble.
La seconde fraction (6,4 kg) est mélangée avec les 2,2 kg du condense d'arômes volatils obtenu par distilla- tion extractive de la charge de café frais avant l'extrac tion et 90 g d'huile de café.
Ladite fraction d'extrait concentré et enrichi des constituants aromatiques volatils du café est refroidie à 00 C au moyen d'un échangeur de chaleur convenable, après quoi elle est mélangée avec un gaz inerte. 115 ml d'anhydride carbonique (à une pres sion de 10.5 kg/cm2)
par kg d'extrait sont incorporés au produit refroidi puis le gaz est dispersé dans la masse au moyen d'un mélangeur mécanique par exemple, en vue d'obtenir une mousse stable et homogène ayant un poids spécifique de 450 g par litre environ.
Cette mousse est étendue sous la forme d'une couche de 12,mm d'épaisseur environ sur un ruban métallique sans fin dont la première section du parcours utile est refroidie au moyen d'une solution aqueuse d'éthylène-glycol ayant une température de - 29 C.
Il est essentiel de congeler lentement pour obtenir un produit ayant une couleur satisfaisante. Après ce premier refroidissement, le pro duit est congelé en profondeur sur la deuxième section du parcours utile du ruban transporteur, où la mousse est exposée pendant 15 minutes environ à une température de l'ordre de - 450 C. A l'extrémité du parcours du ruban transporteur, le produit congelé se présente sous la forme d'une bande continue de matière solide qui est fragmentée puis moulue pour obtenir une poudre dont les particules ont une grandeur comprise entre 0,25 et 2 mm (cor. aux tamis U.S. Standard No 10 et 60).
Le produit congelé et réduit en poudre est chargé sur les plateaux d'un appareil de cryodessiccation de type conventionnel. L'épaisseur de la couche est d'environ 25 mm et le séjour des plateaux à l'intérieur de la cham bre de l'appareil précité est compris entre 7 et 10 heures.
On obtient une poudre sèche ayant une couleur et un poids spécifique équivalents à ceux d'une poudre de café soluble séchée par atomisation. La poudre préparée comme décrit ci-dessus à partir de la seconde desdites fractions et la poudre séchée par atomisation sont mélan gées pour former un extrait de café soluble en poudre ayant :un poids spécifique de 2,5 g/cms environ.
Le mélange peut être aromatisé par incorporation de 0,5 % en poids d'une émulsion comprenant une partie d'un condensai des substances aromatiques volatiles du café et 2 parties d'un support constitué par de l'huile de café. On obtient de la sorte un produit ayant une saveur et un arôme bien équilibrés qui est conditionné sous atmosphère <RTI
ID="0003.0170"> inerte à l'intérieur de récipients étanches. <I>Exemple 2</I> L'extrait est préparé comme décrit à l'exemple 1, excepté le fait que la batterie de percolateurs comporte 8 cellules ayant 72 cm de diamètre et 690 cm de hauteur. Le poids de la. charge de café est de 500 kg environ et la quantité d'extrait tiré de la cellule chargée de café frais est de 1450 kg.
La solution d'extrait .obtenue est concentrée par congélation en deux étapes au moyen de cristallisoirs Gulf par exemple. Après la première étape, l'extrait se présente sous la. forme d'une boue pompable qui est cen trifugée.
On obtient un extrait concentré ayant un taux de matières solides de 28 % environ,
taux qui est amené à 36% environ après la deuxième opération. La charge d'extrait concentré est divisée en deux fractions repré- sentant respectivement 78 et 22 % de <RTI
ID="0004.0040"> la quantité totale à diviser. La première desdites fractions (78 0/0) est séchée par pulvérisation dans un appareil conventionnel.
On incorpore à la seconde fraction (22 0/0) le conden- sat des constituants aromatiques recueillis par distillation extractive de la charge de café frais avant l'extraction, mélangé avec une faible quantité d'huile de café. L'extrait concentré enrichi d'arômes est mis sous la forme d'une mousse ayant un poids spécifique compris rentre 0,6 et 0,8 g/cm3 puis congelé comme décrit à l'exemple 1.
Le produit congelé est alors fragmenté et moulu de façon à obtenir des particules ayant une gran deur comprise entre 0,1 et 0,5 mm. Après séchage par cryodessiccation, la poudre est agglomérée à basse tem pérature dans une tour appropriée. La poudre agglomé rée est mélangée avec la poudre séchée par pulvérisation pour obtenir un produit ayant un poids spécifique situé entre 0,23 et 0,25 g/cm3. Ce produit peut être aroma tisé comme décrit à l'exemple précédent puis il est condi tionné sous atmosphère inerte à l'intérieur de récipients étanches.
<I>Exemple 3</I> On prépare un extrait en solution aqueuse comme décrit à l'exemple 1 à l'exception du fait que la charge de café frais est soumise à la distillation extractive à la vapeur sans mouillage préalable. On obtient 1,36 kg de condensat qui est mélangé, selon l'exemple 1, à la seconde fraction d'extrait concentré. Cette fraction est répartie sur des plateaux qui sont conduits dans une chambre ou un tunnel de congélation.
Les mêmes pla teaux, qui portent alors l'extrait congelé, c'est-à-dire à l'état solide, sont introduits dans la chambre d'un appa reil de cryodessiccation conventionnel à l'intérieur duquel toute l'eau contenue dans, le produit congelé est éliminée par sublimation. Après séchage, les plaques d'extrait sont retirées des plateaux, émiettées et moulues sous la forme d'une poudre dont la grandeur de particule est comprise entre 0,25 et 2 mm, cette poudre étant mélangée ensuite avec la poudre sèche préparée à partir de la première desdites fractions.
Le produit qui résulte du mélange des deux poudres précitées peut être aromatisé comme décrit à l'exem ple 1, puis conditionné sous atmosphère inerte à l'inté rieur de récipients étanches.
Process for Making Powdered Extracts of Coffee Soluble powdered extracts of plant materials such as coffee, tea, chicory, etc., have been known for a long time. According to the processes which have become conventional, the manufacture of an instant coffee powder, for example, consists in preparing a decoction of roasted and ground coffee beans and then in drying this decoction so as to obtain a dry product which is packaged in the oven. inside of suitable containers.
The main object of Swiss patent No 201940: resides essentially in a process making it possible to save, during the various operations that it comprises, a significant part of the volatile aromas of roast and ground coffee in order to maintain their presence in the product dry.
According to this process, the decoction of roasted and ground coffee beans is dried by spraying or atomization, that is to say with the aid of a current of hot air, generally ascending and circulating in the air. inside a suitable enclosure, in which the product is dispersed in the form of fine droplets which, after drying, constitute the particles of a dry powder.
The method according to the invention is in a way an extension of the method described by Swiss Patent No. 201940 because, although the first involves, for part of its execution, means different from those used in the second. , the aim is the same. Moreover, the new process brings a significant improvement to the old one because it makes it possible to improve to an appreciable extent the quality of a powder dried by atomization.
The present process relates to the manufacture of powdered extracts of coffee. It includes the extraction of roast and ground coffee in order to obtain an extract in aqueous solution and it is remarkable in that the quantity of solution obtained is divided into two fractions, that the first fraction is dried by atomization, that the second fraction is frozen, that said fraction of frozen extract is dried by freeze-drying and, finally,
that the dry powder obtained from the first fraction is mixed with the finely divided product obtained from the second of said fractions to form a powdered soluble coffee extract having a specific weight of between 0.2 and 0.3 g / cm3.
Preferably, the extract solution constituting the second of said fractions is concentrated, an inert gas is added to the concentrated solution so as to form a stable and homogeneous foam, said foam is frozen until a solid product is obtained. , the frozen product is finely divided to collect particles of a size substantially equal to those of a roast and ground coffee powder,
the divided product is dried by freeze-drying and the dried and finely divided product is mixed with the dry powder prepared from the first fraction.
According to one embodiment of the method, the extraction of the roast and ground coffee is carried out by countercurrent percolation by means of a battery of 8 cells connected together in a conventional manner and each comprising a device allowing to 'carry out the extractive steam distif l ation of the charge of fresh coffee which they are intended to contain.
The extraction cycle extends over 6 cells and it begins with the passage of a stream of pressurized water having a temperature of between 150 and 1701 ° C. approximately through the. cell containing the most depleted coffee charge. After a period of between 12 and 20 minutes approximately, the extract is carried through the next cell and so on to the sixth cell, which contains the load of fresh coffee.
The latter is extracted at a temperature close to 1000 C. Two cells of said battery do not participate in the extraction cycle. This is because the seventh is unloaded and then filled with a charge of fresh coffee and the eighth, which also contains a charge of fresh coffee, is devoted to the extractive distillation of the volatile aromatic constituents of the coffee by means of a stream of vapor passing through said load.
The flavor and aroma of the final product depend largely on the nature of the infusion collected at the end of the extraction operation and various factors intervening during this operation are liable to modify the properties of said infusion. . Among these factors, the temperature and duration of extraction, the geometry of the percolators, the filtering surface, the grinding of the coffee beans, etc.,
can exert significant influence.
The extract from the cell loaded with fresh coffee is weighed on a scale and pulled until the fixed weight is obtained. It then generally comprises 10 to 20% of coffee solids in aqueous solution.
According to the invention, the. The extract load collected is then divided into two unequal fractions, the first representing 70 to 95% and the second 5 to 30% of the total quantity of extract to be divided.
Preferably, the extract solution is concentrated, before the separation of the two fractions, using any suitable technique, that is to say by evaporation or by freezing,
until a product having 25 to 60% by weight of coffee solids is obtained. When the concentration is carried out by evaporation,
it is preferable to first subject the aforementioned extract to an extractive distillation in order to collect at least part of the volatile aromatic constituents which it contains. At least a fraction of the condensed flavors recovered by distillation of the fresh coffee charge and the dilute solution extract can be added to the concentrated extract.
However, the division of the quantity of extract into two fractions could also take place before any concentration, said fractions then being concentrated separately and up to levels of solids established according to the conditions imposed by the subsequent drying operation. .
In addition, the flavor condensate collected by extractive distillation during the process can be incorporated in greater quantity or in whole in only one of said fractions, more particularly in the second.
The first fraction, that is to say that which represents 70 to 95% of the extract load considered, is spray-dried using conventional techniques and installations.
The second fraction of the extract feed in aqueous solution, which represents 5 to 30% of the amount to be divided,
preferably comprises a solids content of between 35 and 60%. Before the actual drying,
the extract is subjected to a series of operations which make it possible to give the final product an acceptable specific weight and color. According to a preferred embodiment, a certain amount of an inert gas such as carbon dioxide or nitrogen is first incorporated into the concentrated extract in order to produce a foam having a specific weight of between 0.4 and 0,
8 g / cm3. The density of this foam must be established with care as it essentially determines the specific weight of the final dry powder prepared from this extract fraction. This can be achieved by cooling the concentrated extract to 00 C or below using a suitable heat exchanger, after which gas is blown into the cooled extract. A stable and very homogeneous foam is obtained by passing the product through a mechanical mixer, for example.
The mousse prepared as described above is then subjected to gradual but deep freezing which makes it possible to bring the extract to the solid state. For this purpose, the foam is spread on a metal conveyor tape in the form of a regular layer having a thickness between 10 and 40 mm. The conditions under which the freezing takes place, as well as the density of the foam, are such as to influence to a large extent the color of the final product.
The choice of factors capable of modifying these conditions, namely the linear speed of the ribbon, the freezing temperature, the thickness of the foam layer, etc., is therefore of particular importance. According to one embodiment of the method, the layer of foam moves on a strip whose useful path is divided into two sections which are cooled to different temperatures by means of a refrigerant liquid for example.
The first section is cooled by a brine whose temperature is between -12 and - 29 C, while the liquid ensuring the cooling of the second section is brought to a temperature between - 40 and - 701, C. In general, the freezing time for a foam of normal density should not be less than 7 minutes to obtain a final product having a satisfactory color.
The extract is collected at the end of the conveyor tape in the form of a continuous rigid strip which is led through a dividing or crumbling machine making it possible to reduce said plate into fragments capable of being ground. These fragments are then ground in order to obtain a powder the particle size of which is preferably between 0.25 and 2.0 mm.
The powder formed from frozen extract particles is loaded, in the form of a layer approximately 25 mm thick, on the trays of a conventional freeze-drying apparatus into the chamber of which they are introduced. The sublimation of the ice crystals contained in the frozen product is carried out after a stay of approximately 7 hours under an extremely high vacuum, of the order of 150 to 175 microns. After unloading the trays, the dry powder obtained is packaged, using the usual means, inside airtight containers.
One embodiment of the process may consist in cutting the frozen product in the form of plates or pieces then in drying the latter by freeze-drying and in involving the crumbling and grinding of the product after drying. However, this solution has the drawback of producing, during grinding, an appreciable quantity of very fine particles which are not acceptable for packaging and which, consequently, are not directly usable.
According to another embodiment of the process according to the invention, the specific weight of the final product can be defined after the final drying. This variant consists in preparing a relatively dense foam, that is to say having a specific weight greater than 0.6 g / cm3. After freezing, the product is crumbled and then ground in the form of very fine particles, of the order of 0.2 to 0.5 mm, then dried by freeze-drying as described above.
After drying, the fine powder is subjected to a low temperature agglomeration operation by means of a suitable tower. In this way an extremely regular and very colored dry powder is obtained. According to one embodiment of the process, the concentrated extract enriched or not with at least a fraction of the aromas collected by extractive distillation of the fresh coffee and of the unconcentrated solution can be dried by freeze-drying without having previously been placed under the form of a foam.
In this case, the concentrated extract is distributed and frozen on trays for example, then dried by freeze-drying on these same trays in the form of a powder resulting from the grinding of the frozen product, or in the form of plates which are reduced to powder after drying.
The very aromatic powder produced from the second of said fractions is mixed with the. powder coming from the spray dryer to form an instant soluble coffee extract in powder form having a specific weight of between 0.2 and 0.3 g / cm3. If the freeze-dried powder has a slightly too high density, the density of the final product can be corrected by lowering the specific weight of the spray-dried powder by injection of a neutral gas,
for example carbon dioxide, during drying. Moreover, according to a particular embodiment of the invention, the mixture of the two powders could be subjected to an agglomeration operation at relatively low temperature, this technique makes it possible both to obtain a product of regular texture and to suppress the tendency of the two powders which compose it to separate.
The product resulting from the mixture of the powders prepared from the aforementioned fractions can be flavored with the packaging according to the process described by Swiss Patent No. 405904. This process consists in incorporating a condensate of the aromatic constituents of the coffee into the dry powder in order to to enrich it with volatile aromas which develop in particular when the packaging is opened.
Preferably, the addition of this condensate represents 0.1 to 0.5% of the weight of the powder and it is generally mixed with an equal or slightly greater quantity of an oleaginous carrier,
more particularly coffee oil.
Finally, the invention also relates to the coffee extracts obtained by the process which has just been described. It should be noted that the process can also be used successfully for the preparation of other extracts of vegetable matter, for example chicory, tea, etc.
The following examples illustrate the implementation of the method according to the invention, which is however not limited to the conditions which are exposed therein. <I> Example 1 </I> The extract is prepared using a battery of percolators comprising 8 cells 25 cm in diameter and 242 cm in height.
The load of each cell is about 40 kg of ground coffee, the grinding being slightly coarser than that practiced in the trade for the preparation of infusions of coffee by percolation. The fresh coffee charge loaded into the first cell is wetted with 40 liters of hot water and then subjected to extractive steam distillation until 2.2 kg of a condensate of the volatile aromatic substances of the mixture is obtained. coffee.
The extraction cycle spans the next 6 cells, starting with the one containing the most depleted charge. 165 kg of extract is taken from the sixth cell, which contains a load of fresh coffee. The extraction water enters the first cell at a temperature of approximately 1700 C and the extract passing through the sixth cell has a temperature of approximately 950 C.
The aqueous extract solution obtained is subjected to a countercurrent extractive distillation in a rectification column, for example, by bringing in about 3% of vapor. The collected volatile aromas are condensed and cooled to 50 C.
The extract is then concentrated to a solids content of about 50%, by means of a suitable evaporator, preferably a double-acting, ascending machine.
After this operation, at least a fraction of the condensed volatile aromas collected by distillation of the dilute extract solution is added to the concentrated extract. And in this way 32.6 kg of extract containing 55% of coffee solids.
This load is divided into two fractions weighing 26.2 kg and 6.4 kg respectively. The first of said fractions (26.2 kg) is spray-dried using a suitable apparatus and 14.5 kg of soluble coffee powder is collected.
The second fraction (6.4 kg) is mixed with the 2.2 kg of the volatile aroma condensate obtained by extractive distillation of the charge of fresh coffee before the extraction and 90 g of coffee oil.
Said fraction of concentrated extract enriched with the volatile aromatic constituents of coffee is cooled to 00 ° C. by means of a suitable heat exchanger, after which it is mixed with an inert gas. 115 ml of carbon dioxide (at a pressure of 10.5 kg / cm2)
per kg of extract are incorporated into the cooled product then the gas is dispersed throughout the mass by means of a mechanical mixer, for example, with a view to obtaining a stable and homogeneous foam having a specific weight of approximately 450 g per liter.
This foam is spread in the form of a layer approximately 12 mm thick on an endless metal tape, the first section of the useful path of which is cooled by means of an aqueous solution of ethylene glycol having a temperature of - 29 C.
Slow freezing is essential to obtain a product with satisfactory color. After this first cooling, the product is deep frozen on the second section of the useful path of the conveyor tape, where the foam is exposed for about 15 minutes to a temperature of the order of - 450 C. At the end of the path. of the conveyor belt, the frozen product is in the form of a continuous strip of solid material which is fragmented and then ground to obtain a powder whose particles have a size between 0.25 and 2 mm (US Standard sieve cor. No 10 and 60).
The frozen and powdered product is loaded onto the trays of a conventional type freeze-drying apparatus. The thickness of the layer is about 25 mm and the stay of the trays inside the chamber of the aforementioned apparatus is between 7 and 10 hours.
A dry powder is obtained having a color and a specific weight equivalent to those of a spray-dried soluble coffee powder. The powder prepared as described above from the second of said fractions and the spray-dried powder are mixed to form a powdered soluble coffee extract having: a specific weight of about 2.5 g / cms.
The mixture can be flavored by incorporating 0.5% by weight of an emulsion comprising one part of a condensate of the volatile aromatic substances of coffee and 2 parts of a support consisting of coffee oil. In this way a product is obtained having a well-balanced flavor and aroma which is packaged in an atmosphere <RTI
ID = "0003.0170"> inert inside sealed containers. <I> Example 2 </I> The extract is prepared as described in Example 1, except that the percolator battery comprises 8 cells 72 cm in diameter and 690 cm in height. The weight of the. coffee load is about 500 kg and the amount of extract taken from the cell loaded with fresh coffee is 1450 kg.
The extract solution obtained is concentrated by freezing in two stages by means of Gulf crystallizers for example. After the first step, the extract is presented under the. form of a pumpable sludge which is trifuged.
A concentrated extract is obtained having a solids content of about 28%,
rate which is brought to about 36% after the second operation. The charge of concentrated extract is divided into two fractions representing respectively 78 and 22% of <RTI
ID = "0004.0040"> the total quantity to be divided. The first of said fractions (78%) is spray dried in a conventional apparatus.
The second fraction (22%) is incorporated into the condensate of the aromatic constituents collected by extractive distillation of the fresh coffee charge before extraction, mixed with a small quantity of coffee oil. The concentrated extract enriched with aromas is put in the form of a foam having a specific weight of between 0.6 and 0.8 g / cm3 and then frozen as described in Example 1.
The frozen product is then fragmented and ground so as to obtain particles having a size of between 0.1 and 0.5 mm. After drying by freeze-drying, the powder is agglomerated at low temperature in a suitable tower. The agglomerated powder is mixed with the spray-dried powder to obtain a product having a specific weight of between 0.23 and 0.25 g / cm3. This product can be flavored as described in the previous example then it is packaged under an inert atmosphere inside sealed containers.
<I> Example 3 </I> An extract in aqueous solution is prepared as described in Example 1 except for the fact that the fresh coffee charge is subjected to extractive steam distillation without prior wetting. 1.36 kg of condensate are obtained which is mixed, according to Example 1, with the second fraction of concentrated extract. This fraction is distributed over trays which are led into a freezing chamber or tunnel.
The same trays, which then carry the frozen extract, that is to say in the solid state, are introduced into the chamber of a conventional freeze-drying apparatus inside which all the water contained in , the frozen product is removed by sublimation. After drying, the extract plates are removed from the trays, crumbled and ground in the form of a powder with a particle size between 0.25 and 2 mm, this powder then being mixed with the dry powder prepared from it. of the first of said fractions.
The product which results from the mixture of the two aforementioned powders can be flavored as described in Example 1, then packaged under an inert atmosphere inside sealed containers.