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CN102368909B - 速溶饮料产品 - Google Patents

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CN102368909B CN2010800144968A CN201080014496A CN102368909B CN 102368909 B CN102368909 B CN 102368909B CN 2010800144968 A CN2010800144968 A CN 2010800144968A CN 201080014496 A CN201080014496 A CN 201080014496A CN 102368909 B CN102368909 B CN 102368909B
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Abstract

本发明涉及一种用于制备速溶饮料产品的方法，该速溶饮料粉末在用液体冲调时形成泡沫上表面。该方法使用本发明还涉及的多孔基质粉末。

Description

速溶饮料产品
技术领域
本发明涉及一种用于制备速溶饮料产品的方法，该速溶饮料粉末在用液体冲调时形成泡沫上表面。所述方法使用本发明还涉及的多孔基质粉末。
背景技术
通常而言，速溶饮料用于描述如以易用水冲调成饮料的固体形式销售的茶、咖啡、巧克力或类似物的产品。这类饮料通常为固体形式，在热水中易溶解。
速溶咖啡是一个用于描述如下咖啡的短语，该咖啡通过提取经烘焙和研磨的咖啡，然后通常通过常规方法(如冻干、喷雾干燥或类似方法)将提取物重新构造成粉末产品而制备。
然后，为了制备饮料，将热水简单地加入粉末，这样避免了由传统烘焙和研磨的咖啡制备饮料时使用的复杂耗时的方法。
但是，与由烘焙和研磨的咖啡制备的咖啡饮料不同，在用热水冲调时由速溶咖啡制备的这些饮料在其上表面通常不出现细小泡沫。
由烘焙和研磨咖啡制成的饮料的泡沫上表面通常与用加压水和/或蒸汽进行冲泡的机器有关且至少部分由其引起。
已知这种泡沫正面影响消费产品时的口感，因此是许多消费者非常希望的。而且，这种泡沫起到将更多的挥发性香味留在饮料中而不使其散失到周围环境的作用，使得消费者可以体味到这种香味。
然而，速溶饮料如速溶咖啡不适用于烘焙和研磨的咖啡的冲泡装置，因此使烘焙和研磨的咖啡所制饮料起泡的方案无法轻易用于速溶饮料。
但是，必须通过简单混合速溶饮料产品和液体产生泡沫。
US-A-6,713,113公开了一种粉末状的可溶性起泡组分，其具有包含碳水化合物、蛋白质和夹带的加压气体的基体(matrix)。所述气体在将干燥粉末加入液体时释放出来。
Wimmers等人的US-A-4,830,869和US-A-4,903,585公开了一种用于制备外观与卡布奇诺咖啡相似的、在其表面上具有厚厚一层泡沫咖啡的咖啡饮料的方法。在剧烈搅拌下将称量好的一定量喷雾干燥的速溶咖啡和少量冷水混合以形成泡沫咖啡浓缩物。然后加入热水以制备咖啡饮料。
授予Forquer等的US-A-4,618,500公开了一种制备在其表面上具有泡沫的煮泡式espresso型咖啡饮料的方法。将蒸汽注入煮泡式咖啡饮料以产生泡沫。
授予Rhodes等的US-A-3,749,378公开了一种用于使咖啡提取物起泡的装置。将气体引入咖啡提取物中，然后使泡沫咖啡进行喷雾干燥以制备低堆积密度/松装密度(bulk density)的可溶性咖啡产品。
类似的方法描述于授予Kraft Foods等的EP 0 839 457 B1，在该方法中通过注入气体使可溶性咖啡粉起泡。然后使气泡尺寸减小，使得最终产品具有小于10微米的气泡。
但是仍缺少许多速溶起泡饮料，因为初始产生的泡沫在消费过程中无法保存或者结构看起来像粗泡沫而不是消费者最终所希望的细滑(柔软光滑)泡沫。可选地或附加地，可能仅仅产生不充分的泡沫。
目前发现，具有某种微结构的粉末能够制备在液体中冲调时产生优良的泡沫和溶解性的速溶饮料产品。
目前还发现，制备具有某种微结构的前体并使得该前体在特定条件下附聚的方法能够制备在用水冲调时产生优良泡沫的速溶饮料产品。
通过烧结来使食品附聚是已知的。例如，授予Niro的US-A-6,497,911提及一种使用通过干燥由提取物获得的无需再增湿的粒状材料来制备水溶性咖啡或茶产品的方法。在该方法中，需要外部压实产品而导致得到内孔结构塌陷的产品。
授予Conopco的US-A-5,089,279涉及一种在密闭容器中进行烧结以致在烧结过程中不损失湿度的烧结方法。例如，该方法适用于生产糖果，因为其得到一种烧结的块。
授予Nestle的US-A-4,394,395描述了如下一种生产食品的方法：将粉末填入模具中，轻压，然后加热烧结粉末。这样得到一种模制食品。
授予通用食品公司(General Foods Corporation)的US 3,592,659描述了一种可用于制造速溶咖啡的冷冻/冻结颗粒的附聚方法。但是，据说冲调这些附聚物所产生的泡沫比冲调标准的喷雾干燥咖啡要少。
授予Hills Bros.Coffee的US 3,573,060涉及冻干咖啡提取物，这种咖啡提取物是高度多孔的，并且通过急速冷冻咖啡提取物液滴、然后对其进行冷冻干燥/冻干而制成。
授予Windhab等人的DE 19750679涉及水/油或水/油/水乳液，这种乳液被喷雾干燥并被烧结以改善其在低温下的储存。
授予Bonteil等人的US 3,670,520还描述了喷雾冷冻液体产品(例如牛奶、咖啡、果汁)的方法。
授予Agresearch有限公司的WO2005/105253还描述了如下一种干燥方法：液体物质(例如果汁、医药品、保健食品、茶和咖啡)被喷雾冻干。
但是，上述公开不能得到一种具有用水冲调时起泡所需特性的产品。
而且，已知使用烧结方法进行附聚致使产品中容纳气体的微结构(孔)部分或全部塌陷。需要解决该问题以提供一种具有所希望的泡沫上表面的饮料。
因此，本发明试图提供一种饮料产品，其在冲调时形成具有所希望的泡沫上表面的饮料。
发明内容
因此，本发明涉及一种制备速溶饮料粉末的方法，其包括如下步骤：a)提供一种多孔基质粉末，b)在促使气体通过一层基质粉末的同时在低于0℃的温度下烧结所述层以形成一种烧结饼，以及c)冻干所述烧结粉末以提供所述速溶饮料产品。本发明还涉及一种包含处于压力下的气体的烧结速溶饮料产品、一种包含处于压力下的气体的喷雾冷冻粉末以及一种用于制备速溶饮料的方法。
附图说明
图1是根据本发明的喷雾冷冻颗粒的生产工艺流程图，其中6.1是常规的咖啡液，6.2表示注入气体，6.3是混合装置，6.4是热交换器，6.5是泵，6.6示出喷雾前起泡液体的输送，6.7示出喷雾冷冻室。
图2是本发明的颗粒的示意图，该图示出颗粒(1)包括闭孔(2)、开口直径大于2微米的开孔(3)、和开口直径小于2微米的开孔(4)。
图3是用于测量样品的浮沫(crema)体积的装置的说明，其中(8.1)是用于读取泡沫体积的塑料刻度尺，(8.2)是储水器，(8.3)是冲调容器的盖，(8.4)是连接阀，(8.5)是冲调阀，且(8.6)是释放阀。
具体实施方式
本发明涉及速溶饮料产品的制备。“速溶饮料”是指可通过添加液体例如热水或奶进行冲调的任何饮料。这种饮料例如可以是咖啡饮料，或具有菊苣、谷物、奶制或非奶制乳脂的咖啡饮料、可可饮料、巧克力饮料或麦芽饮料。
本发明涉及在用液体冲调时形成优良的泡沫上表面(也称作“浮沫”)从而赋予产品有利的感官特性的速溶饮料产品。
在本发明的一个实施例中，速溶饮料产品呈粉末形式，例如，呈颗粒形式。在下文中，术语“颗粒”用于描述一种可通过更小粉粒的附聚获得的粉末。因此，所述颗粒包含较小的结构粉粒。可以使这些较小的结构粉粒部分地熔合以形成更大的颗粒。本发明的饮料产品也可以呈片剂、立方体或类似形式，例如，片剂可以具有足以制备单杯饮料的尺寸。
因此，本发明涉及速溶饮料粉的制备方法，其包括在第一步提供多孔基质粉末。该多孔基质粉末优选为喷雾冷冻粉末。
喷雾冷冻是多年前已为大家公知的一种技术。该技术是喷射液体使之成为小液滴同时冻结所述小液滴。
在本发明中，可根据图1示意性示出的工艺流程进行喷雾冷冻。被喷雾冷冻的液体可以是用于形成饮料粉末的任何适当的液体，优选为咖啡提取物(6.1)。咖啡提取物的固体含量优选高于40％，更加优选高于50％。首先通过喷射装置在咖啡提取物中添加气体(6.2)，优选氮气，该喷射装置可均匀地配给氮气。可在高压泵之前或之后添加气体。优选地，使用混合装置(6.3)以确保气泡均匀分布。在一个优选的实施例中，在注入气体后使用热交换器(6.4)冷却起泡提取物。应使提取物的温度在0℃到60℃之间，优选在0℃到30℃之间，例如10℃到25℃之间或者15℃到30℃之间。然后起泡提取物进入高压泵(6.5)或均质器。由此，提取物的压力可增加至65到400巴，优选85到350巴。然后起泡提取物(6.6)被泵送至喷雾冷冻塔(6.7)的顶部，在这里所述提取物被雾化。已发现，当贯穿雾化喷嘴的压降高达150巴到350巴、优选150巴到240巴、更优选175巴到205巴时，处于压力下的气体可被封闭在喷雾冷冻粉末中。喷雾冷冻工艺可通过直接或间接地接触低温液体例如液氮、冷空气和液态二氧化碳来实施。
通过这种工艺得到多孔喷雾冷冻粉末，其可用作制备根据本发明的速溶饮料颗粒的基本成分。或者，喷雾冷冻粉末可直接被冻干以产生多孔颗粒粉末，该多孔颗粒粉末可用于速溶饮料应用，例如用作速溶饮料粉末。
本发明的多孔喷雾冷冻粉末具有至少35％的颗粒孔隙率、小于2.5mL/g、优选小于2.0mL/g的冰晶孔体积，以及小于3微米、优选在0.1到3微米之间的冰晶孔尺寸。颗粒孔隙率优选在35％到85％之间，更加优选在45％到70％之间。
可通过本领域技术人员已知的技术例如水银孔隙率测定法等来确定颗粒的孔隙率。同样，冰晶孔体积和冰晶孔尺寸也可由水银孔隙率测定法和SEM来测量。
优选喷雾冷冻粉末的平均孔直径D50小于40微米，优选小于25微米。
本发明的喷雾冷冻粉末的孔尺寸分布特征在于分布跨度系数可以小于4，优选小于3，更优选小于2，最优选小于1。分布跨度系数通过X射线断层照相法获得。分布跨度通过如下公式计算：
Figure BDA0000094870940000061
其中D90、D10和D50分别表示等效孔尺寸，其中90％、10％和50％的孔的尺寸等于或小于所述等效孔尺寸。因此，跨度系数越低，孔的分布(范围)越窄且越均匀。
本发明的多孔喷雾冷冻粉末的特征还在于振实密度优选为150-650g/L。多孔喷雾冷冻基质粉末的颗粒尺寸/粒径(D50)优选在50到300微米之间，更优选在100到200微米之间。
在一个实施例中，喷雾冷冻基质粉末包括封闭的处于压力下的气体。封闭的气体优选处于至少2巴、例如至少3巴或3至6巴的压力下。喷雾冷冻粉末优选每克粉末至少包括0.5ml封闭气体，例如每克粉末包含至少1ml、或1到2ml封闭气体。
根据本发明的方法，多孔基质可被用于下一步的烧结步骤。烧结在低于0℃的温度下进行从而形成烧结饼。
根据一个实施例，多孔基质粉末——优选被喷雾冷冻——在烧结前被保持在低于0℃的温度。优选被保持在低于-15℃的温度，更加优选低于-30℃。可以通过本领域中已知的任何适当的方法来执行烧结。在一个实施例中，在通过烧结区的多孔传送带上形成有一层基质粉末。理想地，基质粉末被连续地运送到进料器/分配器内，基质粉末从这里作为一层被分配至传送带上。因此，传送带运送一层被松散地堆积在一起的基质粉末。该层优选具有在5到20mm之间的厚度。优选在烧结前不对该层进行压实。该层可以是连续的，或者它可以分布在单独的部分中，例如，如果希望形成片剂、成形物或类似物，则被保持在模具或带中的凹部中。
促使气体(通常为空气)通过该基质粉末层；空气速度优选高于0.01m/s，例如高于0.5m/s、高于1m/s或在0.5到5m/s之间。可以通过任何适当的方法——例如通过吸入——促使空气通过该层。可以通过由流经粉末层的气体加热粉末层而实现所述烧结，或者可以通过任何其它适当的方式——例如通过红外或微波辐射、传导或几种加热方式的组合——来加热粉末层。在一个实施例中，气体温度高于进入烧结区的粉末层的温度，气体温度例如可在-25到-5℃之间，优选在-20到-10℃之间。在烧结区内的停留时间优选小于10分钟，例如小于5分钟。在一个实施例中，在烧结区内的停留时间在20到200秒之间。已发现，在这些烧结条件下，最好地保持了多孔基质粉末的内部微观结构和任何在压力下封闭的气体。
优选的是，控制烧结，使得颗粒充分熔合在一起从而保持足够强的产品结构，但是又不会过度烧结而使得内部微结构塌陷并损失气体空隙(该气体空隙负责形成浮沫)。由于颗粒熔合在一起并发生塌陷，最终产品颗粒之间的空隙的体积(即，分离的基质粉末颗粒之间的空隙)开始减小并且在压力下封闭的气体可能损耗，这抑制了最终产品的泡沫形成和溶解性。
烧结后，可使烧结饼通过冷却区。冷却区的温度低于烧结区的温度。通常，冷却区的温度低于-10℃，优选低于-20℃，更优选低于-30℃。
如果希望形成饮料粉末，则可通过研磨使烧结饼成为尺寸大于0.5mm、优选小于4mm的颗粒。
研磨后，可使用标准方法例如通过真空干燥或冻干来进一步干燥颗粒。颗粒的最终含水量通常为2-8％，例如3-4％。
在本发明的一个实施例中，所述方法的全部步骤均可在环境温度低于0℃、优选低于-15℃、更优选低于-30℃的冷室内进行。
最终的速溶饮料颗粒可类似于通常的冻干咖啡结构。但是，当在液体(通常为热水)中冲调时，本产品呈现改善的浮沫体积。例如，当使用5克的本发明颗粒在200mL的水中冲调时，可通过至少3mL的浮沫体积。可以使用简单装置(图3)测量所产生的浮沫的量，该简单装置由连接储水器的冲调阀组成，起初所述储水器由一个阀关闭。在冲调后，用专门的盖子封闭冲调容器，在盖子的顶端有一个带刻度的毛细管。然后打开冲调容器与储水器之间的阀，然后水(任意温度的标准自来水)将冲调好的饮料向上推到毛细管中，因而有助于读出浮沫的体积。
在本发明的一个实施例中，被烧结的多孔基质粉末包含处于压力下的气体。由于所作用的烧结条件，封闭的气体在烧结期间被完全或部分地保持处于压力下，并且所得到的烧结产品包含处于压力下的气体。封闭的气体优选处于至少1巴、例如至少1.5巴或1至6巴的压力下。烧结产品优选每克粉末包含至少0.3ml封闭气体，例如每克粉末包含至少0.5ml、或0.3到2ml之间的封闭气体。
可以通过本发明的方法获得的速溶饮料产品可以是咖啡产品，或者是具有菊苣、谷物、奶制或非奶制乳脂的咖啡产品，可可产品，巧克力产品或者麦芽饮料产品。这种速溶饮料产品可以与适于包含在饮料内的任何其他成分混合，例如本发明的咖啡粉可以与乳脂和/或甜味剂混合以生产适于制备例如拿铁咖啡、卡布奇诺咖啡等的咖啡混合物。
参照图2，可以看到本发明的颗产品(1)具有闭孔(2)、开口直径小于2微米的开孔(4)和开口直径大于2微米的开孔(3)。而且，本发明的产品还具有通过冻干所述冷烧结饼而产生的冰升华空隙。
在液体中冲调时，本发明的产品产生泡沫。因此，本发明的颗粒还可以通过其起泡孔隙率来限定。
起泡孔隙率是一种对起泡起贡献和表征本发明的产品的潜在起泡能力的孔隙率度量。实际上，相较于闭孔(2)而言，开孔(3)对起泡没有起到同样的贡献，或者甚至在一些情况下根本没有贡献。开口直径小于2微米的孔(4)也可以对起泡起贡献，因为这些孔中的毛细压力大于环境压力，而这可以导致形成泡沫。在本发明中，通过计入闭孔(2)和开口直径小于2微米的开孔(4)而获得起泡孔隙率。
因此，为了测量起泡孔隙率，只计入闭孔(2)以及开口直径小于2微米的开孔(4)，因为认为这些孔对起泡有贡献。
通过对起泡有贡献的孔的体积与不包括开口直径为2微米以上的开孔的体积的附聚物的体积的比值来获得起泡孔隙率。这可以通过水银孔隙率测定法或X射线断层照相法测量。
本发明烧结产品的起泡孔隙率与烧结前多孔粉末的起泡孔隙率相似，为至少35％，例如至少40％或至少50％。起泡孔隙率优选为35-85％，更优选40-80％，甚至更优选40-75％，甚至更优选45-70％，最优选45-65％。
因此，具有冰升华空隙、起泡孔隙率为至少35％的烧结速溶饮料粉末也是本发明的一部分。与多孔喷雾冷冻粉末相似，优选烧结产品具有小于2.5mL/g的冰晶孔体积，优选小于2.0mL/g。
烧结产品内具有的冰升华空隙的尺寸小于3微米，优选在0.1到3微米之间。
根据本发明，烧结产品优选具有小于80微米的平均闭孔直径D50。所述孔的平均直径D50优选小于60微米，更优选小于50微米，甚至更优选小于40微米，甚至更优选小于30微米，最优选小于25微米。孔尺寸分布基于空隙空间分布。
本发明的烧结产品的另一特征为它们的开孔(3)。这些开孔形成用于液体渗入本发明的产品的通道。该开孔的体积和尺寸越大，液体渗入量越高，且溶解性越好。因此，本发明的产品可以由它们的“开孔体积”来表征，其提供了一种本发明的产品溶解能力的评估。为了测量每克产品的开孔体积，要计入开口直径在1到500微米之间的间隙的体积。这可以通过水银孔隙率测定法测量。
本烧结产品优选特征在于开孔体积小于3mL/g。开孔体积优选在0.5到2.5mL/g之间，更优选在0.7到2.0mL/g之间。
本发明还发现影响溶解性和在冲调时所得泡沫体积的另一因素是孔——即内孔(2)和开口直径小于2微米的开孔(4)——的尺寸分布。
所述烧结产品的孔尺寸分布的特征可在于分布跨度系数n小于4，更优选小于3，更优选小于2，最优选小于1。分布跨度系数可通过与用于烧结工艺的多孔粉末相关的上述X射线断层照相法获得。
所述烧结饮料粉末优选具有100-300g/L的堆积密度。
本发明还提供一种冷烧结速溶饮料产品，该产品具有遍布产品的体积的冰晶升华空隙。
本发明的烧结产品与常规冻干粉末不同之处在于其孔径分布。
本发明的产品的孔尺寸分布可具有两个明显的峰值。尺寸小于3微米的孔由冰晶升华形成。尺寸在10至500微米的孔在烧结工艺过程中由于颗粒间填充/压实或颗粒间空隙形成。
包括在液体中冲调如上所述的速溶饮料产品的步骤的用于制备速溶饮料的方法也落入本发明内。
所述饮料优选为咖啡，或者为具有菊苣、谷物、奶制或非奶制乳脂的咖啡、可可、巧克力或者麦芽饮料。最优选的是，用于冲调本发明饮料产品的液体是热水，但也可以是牛奶、果汁、冷水等，这取决于期望的最终饮料。
通过下述非限制性的示例进一步对本发明进行说明。
示例
例1
通过水银孔隙率测定法评估根据本发明的烧结粉末的起泡孔隙率、颗 粒孔隙率和开孔体积
使用AutoPore IV9520进行结构评估(Micromeritics Inc.Norcrose，GA，USA)。用于Hg浸入的操作压力为0.4psia至9000psia(低压站为0.4psia至40psia，高压站为20至9000psia)。在该压力下的孔径为500-0.01μm。所报数据为在不同孔径(μm)下的孔体积(ml/g)。
精确称量约0.1-0.4g样品并将其填充在针入度计(体积为3.5ml，颈或毛细管主干直径为0.3mm，主干体积为0.5ml)中。
在将针入度计插入低压站后，以1.1psia/min对样品抽真空，然后切换到0.5psia的中速和900μm Hg的快速。抽真空目标为60μm Hg。达到目标后，在填充Hg之前继续抽真空5分钟。
在设定时间平衡(set-time equilibration)下进行测量。即，测量采集数据时的压力点以及在设定时间平衡(10秒)模式下在该压力下的离逝时间。在该压力范围下采集约140个数据点。
由水银的初始体积和样品保持器得到颗粒的总体积。在水银浸入到直径为2微米的开孔后，得到开口直径大于2微米的开孔(3)的体积。颗粒总体积减去该体积得到包括闭孔(2)、开口直径小于2微米的开孔(4)和咖啡本体/基体的体积的颗粒新体积。由颗粒新体积减去咖啡基体的体积得到颗粒中闭孔和开口直径大于2微米的开孔的体积。由样品的重量和咖啡基体密度得到咖啡基体的体积。起泡孔隙率是闭孔和开口直径小于2微米的开孔的体积与颗粒新体积的比值。
可以使用US 60/976,229中记载的方法测量前体粉末的颗粒孔隙率。
每克产品的直径为1到500微米的开孔的体积为“开孔体积”。
通过微机控制的X射线断层照相法测定咖啡颗粒的内部结构
使用1172Skysca MCT(Antwerpen，Belgium)以80kV和100μA的X射线束进行X射线断层照相法扫描。用Skyscan软件(版本1.5，(build 0)A(Hamamatsu 10Mp照相机))进行扫描，用Skyscan recon软件(版本1.4.4)进行重构，使用CTAn软件(版本1.7.0.3，64位)进行3D图像分析。
为了获得1μm的像素尺寸，将相机设为4000×2096像素，并将样品防止在远位置(Far position)。曝光时间为2356ms。进行180°扫描，旋转步距为0.3°，帧平均为4。
以设定的对比度0-0.25对平均800个切片进行数据集的重构。平滑度和环形伪影消除分别设定为1和10。
对每像素1μm的数据集进行3D图像分析。分析分两步进行：第一步通过排除开口直径大于2微米的开孔在待被分析的颗粒中选择要分析的颗粒，第二步获得选择的感兴趣区域的孔隙率分布。通过该技术获得的起泡孔隙率值与通过水银孔隙率测定法获得数值密切匹配。
选择感兴趣的体积
以30-255对每像素分辨率1μm的图像进行分段，通过去除任何小于16像素的单个斑点来进行清洁，然后通过数学形态学(半径为3像素)进行放大。通过收缩-包裹函数(shrink-wrap function)来选择感兴趣的体积，然后通过数学形态学(半径为3像素)来侵蚀该体积以调节颗粒的表面。
感兴趣区域的空隙空间分布：
在40-255(的区间)对图像进行重载和分段。然后起泡孔隙率计算为孔的体积与感兴趣区域体积的比值。结构的分离给出孔尺寸分布。
每克产品的直径小于3微米的开孔体积给出由冰晶开辟出的体积。这被称为冰晶孔体积。也可以考虑优选0.1-3微米的范围。
粉末的气体体积
通过以下步骤测量气体负荷：
将一克产品密封在一个小瓶中并经隔膜添加5毫升水。然后，在充装有水的倒置滴管刺穿所述小瓶以便确定在溶解期间释放的气体的体积。
该步骤确保所测气体仅来自高于大气压力夹带在产品中的气体。然后对外部压力修正所述值并将其标准化为1013hPa。3次重复测量的标准偏差为0.15ml/g。
示例2-制备喷雾冷冻基质粉末
1.通过可均匀分配氮气的注入装置使用提取方法A将氮气添加至含有65％的阿拉伯咖啡(Arabica)和35％的罗布斯塔咖啡(Robusta)、且固体含量高于52％的咖啡液。
2.氮气添加率为每千克咖啡固体1.65升氮气。
3.使气体/提取混合物经过高剪切力搅拌器以确保氮气气泡的均匀散布并减小气泡尺寸。
4.使起泡提取物迅速通过热交换器，以将提取物冷却至大约10℃。
5.然后使起泡提取物进入高压泵并被加压至200巴。
6.将提取物泵送至喷雾冷冻塔的顶部。
7.使用单个涡流喷嘴在200巴下将提取物雾化。
8.使用冷冻基质粉末生产具有多孔结构的冻干产品。
9.干燥的基质粉末产生10.3毫升体积的浮沫，其封闭孔隙率为30％。
10.干燥的基质粉末具有91微米的颗粒尺寸和536g/l的堆积密度。
11.干燥的基质粉末具有5.1巴的内部气体压力，其中每克咖啡的气体体积为1.4ml。干燥的基质粉末内的闭孔体积为每克咖啡0.28ml。平均气泡尺寸为8微米。
12.小于1.5微米的水银体积为0.213ml/g。
13.水银总体积为0.984ml/g。
14.冰晶尺寸范围为0.01微米到1.00微米，平均冰晶尺寸为0.11微米。
示例3 制备喷雾冷冻基质粉末
1.通过可均匀分配氮气的注入装置使用提取方法B将氮气添加至含有65％的阿拉伯咖啡(Arabica)和35％的罗布斯塔咖啡(Robusta)、且固体含量高于55％的咖啡液。
2.氮气添加率为每千克咖啡固体1.65升氮气。
3.使气体/提取混合物经过高剪切力搅拌器以确保氮气气泡的均匀散布并减小气泡尺寸。
4.使起泡提取物迅速通过热交换器，以将提取物冷却至大约20℃。
5.然后使起泡提取物进入高压泵并被加压至185巴。
6.将提取物泵送至喷雾冷冻塔的顶部。
7.使用单个涡流喷嘴在185巴下将提取物雾化。
8.干燥的基质粉末产生10.4毫升体积的浮沫，其封闭孔隙率为36％。
9.干燥的基质粉末具有139微米的颗粒尺寸和521g/l的堆积密度。
10.干燥的基质粉末具有4.3巴的内部气体压力，其中每克咖啡的气体体积为1.6ml。干燥的基质粉末内的闭孔体积为每克咖啡0.37ml。平均气泡尺寸为8微米。
11.小于1.5微米的水银体积为0.41ml/g。
12.水银总体积为1.36ml/g。
13.冰晶尺寸范围为0.01微米到1.00微米，平均冰晶尺寸为0.16微米。
示例4 制备喷雾冷冻基质粉末
1.通过可均匀分配氮气的注入装置使用提取方法B将氮气添加至含有65％的阿拉伯咖啡(Arabica)和35％的罗布斯塔咖啡(Robusta)、且固体含量高于55％的咖啡液。
2.氮气添加率为每千克咖啡固体1.43升氮气。
3.使气体/提取混合物经过高剪切力搅拌器以确保氮气气泡的均匀散布并减小气泡尺寸。
4.使起泡提取物迅速通过热交换器，以将提取物冷却至大约15℃。
5.然后使起泡提取物进入高压泵并被加压至200巴。
6.将提取物泵送至喷雾冷冻塔的顶部。
7.使用单个涡流喷嘴在200巴下将提取物雾化。
8.干燥的基质粉末产生8.0毫升体积的浮沫，其封闭孔隙率为33％。
9.干燥的基质粉末具有116微米的颗粒尺寸和559g/l的堆积密度。
10.干燥的基质粉末具有5.1巴的内部气体压力，其中每克咖啡的气体体积为1.6ml。干燥的基质粉末内的闭孔体积为每克咖啡0.32ml。平均气泡尺寸为8微米。
11.小于1.5微米的水银体积为0.26ml/g。
12.水银总体积为1.10ml/g。
示例5烧结
1.通过喷雾冷冻固体含量为53％的根据提取方法A制备的65％阿拉伯咖啡/35％罗布斯塔咖啡混合物产生前体。(前体特性在喷雾冷冻示例1中描述)。
2.使用某种形式的进料器将所述前体分配到饼内的平表面上，其中饼厚度为5mm。
3.通过设置于-40℃环境中的多孔带传送装置转移经分配的饼。
4.将饼运送至的空气温度为-14.5℃、空气速度为2.2m/s的加热烧结区，停留时间为90秒。
5.在烧结后，将饼运送至冷却区，饼在这里硬化并从所述带被移除。
6.然后通过研磨器研磨(组织化处理)所述饼以形成颗粒尺寸范围从0.6到3.2mm的冻干状结构。
7.所有上述步骤均在-4℃的冷室环境中进行。
8.在组织化处理后，在批量真空室内冻干经研磨的冷冻产品，从而产生最终的干燥产品。在0.1毫巴、20℃的真空干燥产品达24小时。
9.干燥产品的最终含水量为2.1％。
10.最终产品具有以下特性
a.体积密度＝219g/l
b.脆性＝48％
c.浮沫体积＝11.0ml(通过5.0g/200ml的FMD法)。
11.最终产品具有以下内部结构：
a.封闭孔隙率＝36％
b.小于1.5微米的水银体积＝0.97ml/g
c.水银总体积＝1.761ml/g
d.起泡孔隙率＝67％
12.颗粒结构内的气体压力为2.5巴，或每克咖啡0.9ml气体。平均气泡尺寸为8微米。
13.该产品的冰晶尺寸范围为0.01至1.00微米。平均冰孔尺寸为0.27微米。
示例6烧结
1.通过喷雾冷冻固体含量为53％的根据提取方法A制备的65％阿拉伯咖啡/35％罗布斯塔咖啡混合物产生前体。(前体特性在喷雾冷冻示例2中描述)。
2.使用某种形式的进料器将所述前体分配饼内的平表面上，其中饼厚度为10mm。
3.通过设置于-40℃环境中的多孔带传送装置转移经分配的饼。
4.在-12℃的空气温度、1.7m/s的空气速度下将饼运送至经加热的烧结区，停留时间为150秒。
5.在烧结后，将饼运送至冷却区，饼在这里硬化并从所述带被移除。
6.然后通过研磨器研磨(组织化处理)所述饼以形成颗粒尺寸范围从0.6到3.2mm的冻干状结构。
7.所有上述步骤均在-4℃的冷室环境中进行。
8.组织化处理后，在批量真空室内冻干经研磨的冷冻产品，从而产生最终的干燥产品。在0.1毫巴、20℃的真空干燥产品达24小时。
9.干燥产品的最终含水量为1.0％。
10.最终产品具有以下特性：
a.体积密度＝244g/l
b.脆性＝12％
c.浮沫体积＝10.1ml(通过5.0g/200ml的FMD法)
11.最终产品具有以下内部结构：
d.封闭孔隙率＝30％
e.小于1.5微米的水银体积＝0.94ml/g
f.水银总体积＝1.58ml/g
g.起泡孔隙率＝65％
12.该产品的冰晶尺寸范围为0.02至1.00微米。平均冰孔尺寸为0.45微米。

Claims (11)

1.一种用于制备速溶咖啡粉末的方法，包括以下步骤：
a.提供多孔基质粉末，所述多孔基质粉末为喷雾冷冻粉末，所述喷雾冷冻粉末具有至少35%的颗粒孔隙率，小于2.5mL/g的冰晶孔体积，以及小于3微米的冰晶孔尺寸；
b.在促使气体通过一层所述基质粉末的同时在低于0°C的温度下烧结所述层，以形成烧结饼；
c.冻干烧结粉末以提供所述速溶咖啡产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在烧结后研磨所述速溶咖啡产品以产生速溶咖啡粉末。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述速溶咖啡粉末呈颗粒形式。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，促使气体以至少0.01m/s的气体速度通过所述层。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述多孔基质粉末包含处于压力下的气体。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多孔基质粉末包含处于至少2巴的压力下的气体。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多孔基质粉末包括每克粉末至少1ml的封闭气体。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在烧结前所述多孔基质粉末保持在低于0°C的温度。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在承载所述一层基质粉末的多孔传送带上进行所述烧结。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，被促使通过所述层的气体的温度在-5°C与-25°C之间。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述速溶咖啡产品在冻干后的含水量为0.5-5%。
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