DE1492737C - Verfahren zur Herstellung von aromatisiertem, frei fließendem, wasserlöslichem Kaffeepulver - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aromatisiertem, frei fließendem, wasserlöslichem Kaffeepulver durch Aufsprühen von Tropfen eines aromatisierenden Kaffeeöls auf sich bewegende Kaffeepulverteilchen.

In der britischen Patentschrift 716 867 ist ein Verfahren zur Aromatisierung von pulverförmigen Lebensmitteln beschrieben, bei welchem die Pulverteilchen in einem Gasstrom, der das Aroma vermitteln soll, behandelt werden. Bei diesem Verfahren werden keine ölaromatisierten Kaffeeprodukte hergestellt, da nur gasförmige Aromastoffe und nicht Kaffeeöl in Tropfenform Anwendung finden.

Bei einem anderen bekannten Verfahren (deutsche Patentschrift 1 126 228) wird gebrauchsfertiges, vollaromatisches Kaffee-Extraktpulver dadurch hergestellt, daß die Kaffeepartikel mit Öl bedeckt werden. Dieses Verfahren gibt jedoch keinen Hinweis dafür, wie eine gleichmäßige Verteilung von aromatisierendem Material über die Kaffeeteilchen erzielt werden kann. Spezifische Angaben für ein Bedeckungsverfahren zur Aromatisierung des Kaffeepulvers sind in der USA.-Patentschrift 2 680 687 enthalten, welche die Zubereitung von aromatischem löslichem Kaffee nach einem Verfahren beschreibt, bei dem das Kaffeepulver mit einer aromatisiertes Öl enthaltenden wäßrigen Lösung bzw. Suspension besprüht wird. Bei diesem Verfahren wird das gesamte Kaffeepulver mit dem Aromaträger durchsetzt, wonach das aromatisierte Kaffeepulver eine gewisse Zeit gelagert wird, bis die Teilchen aushärten.

Nach dieser, einige Stunden dauernden Lagerungszeit wird das aromatisierte Kaffeepulver gesiebt, um Verklumpungen auszusieben bzw. zu zerbrechen. Dieses Verfahren weist insbesondere angesichts der für die Verpackung des Kaffees eingesetzten automatisch arbeitenden Verpackungsmaschinen den wesentlichen Nachteil auf, daß der Verfahrensfluß nicht kontinuierlich verläuft, daß also ein gewisser Zeitabschnitt für die Lagerung und für die daraufhin durchgeführte Siebung in Kauf genommen werden muß.

Eine wirkungsvolle Aromatisierung der Kaffeeteilchen kann jedoch nur dadurch erfolgen, daß nicht alle Kaffeeteilchen mit Kaffeeöl befeuchtet werden, denn nur auf diese Weise können aromatisierte Agglomerate entstehen, wobei die aromatisierte Phase nur einen kleinen Teil des Volumens des Gesamtkaffeeprodukts ausmacht. Da keines der bekannten Verfahren eine Regelung des Verhältnisses der öltropfen zu den Kaffeeteilchen vorsieht, werden die Nachteile, die normalerweise bei kontinuierlicher Aromadurchsetzung in Kauf genommen werden müssen, wie starke Verklumpung, Siebung, Klumpenzerkleinerung, bei den bekannten Verfahren nicht vermieden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren zur Herstellung von aromatisiertem, frei fließendem, wasserlöslichem Kaffeepulver durch Aufsprühen von Tropfen eines aromatisierenden Kaffeeöls auf sich bewegende Kaffeepulverteilchen zu schaffen, welches die Nachteile bekannter Verfahren vermeidet und insbesondere in kontinuierlichem Arbeitsfluß an automatisch- arbeitende Beschickungs- und Abfüllmaschinen angeschlossen werden kann, wobei der Verfahrensablauf von einzelnen Verfahrensstufen nicht unterbrochen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Kaffeeöltröpfchen in der Größenordnung von 0,075 bis 2,5 mm derart auf ein wanderndes Rüttelbett aus löslichen Kaffeepulverteilchen gesprüht werden, daß nur ein Teil der Pulverteilchen mit dem Öl in Berührung kommt, und wobei diese mit öl besprühten Teilchen infolge der leichten Rüttelbewegung des Bettes zum Agglomerieren mit nicht besprühten Teilchen gebracht werden, so daß der Anteil an Agglomeraten einer Größe von über 0,30 mm Maschenweite weniger als 10 Gewichtsprozent des

ίο aromatisierten Pulvers beträgt.

Zur erfindungsgemäßen Aromatisierung verwendet man die bekannten löslichen Kaffeesorten. Der Ausdruck »Pulver« soll daher ganz allgemein dazu benutzt werden, um sowohl den erfindungsgemäß zu behandelnden Kaffee als auch das dabei gewonnene Produkt zu bezeichnen. Der Ausdruck »Teilchen« andererseits soll zur Kennzeichnung der Struktur des erfindungsgemäß zu behandelnden Kaffees benutzt werden, der beispielsweise in Form von Hohlkugeln oder -kügelchen vorliegt, die sich durch diskrete, feinteilige Natur, hochgradiges Fließ vermögen, Leichtlöslichkeit in Wasser und geringe, meist bei 0,25 bis 0,50 mm liegende Teilchengröße auszeichnen. Derartiges Kaffeepulver wird nach bekannten Verfahren, also beispielsweise durch Extraktion des löslichen Anteils aus gemahlenen Kaffebohnen und anschließendem Trocknen der extrahierten Flüssigkeit, gewonnen.

Die zur Erfindungsdurchführung verwendbaren, aromatisierenden Kaffeeöle können sowohl aus natürlichen als auch aus künstlichen Quellen gewonnen worden sein. In beiden Fällen enthalten die öle zumindest einen beträchtlichen Anteil an solchen Komponenten, die das Aroma und den Geschmack des Kaffees bestimmen. Ein bevorzugtes aromatisierendes Material kann aus rohem Kaffeextraktöl mit einem Gehalt an Aromakonzentrat bestehen.

Vorzugsweise wird das aromatisierende Öl unmittelbar vor seiner erfindungsgemäßen Verwendung auf eine Temperatur oberhalb seines Erstarrungsbebereichs erhitzt, der beispielsweise bei 9 bis 13° C j liegen kann. Die Öle werden für gewöhnlich um etwa 3 bis 8° C über diesen Bereich hinaus bis vorzugsweise auf mindestens 16 und bis zu 21° C erwärmt.

Die feinen Kaffeepulverteilchen werden als wanderndes Bett innerhalb der Kontaktzone in leichter gegenseitiger Bewegung gehalten und somit durch Teilchenkontakt bis zur Agglomerätbildung versintert. Diese darf dabei nicht so heftig sein, daß die Agglomerate wieder aufgebrochen werden. Zu den erfindungsgemäß verwendbaren Wanderbettformen gehören solche, die entweder auf einem Laufband, einem Rütteltisch oder einer Schrägfläche gebildet werden. Diese Betten können sich waagerecht oder beliebig schräg auf- oder abwärts bewegen. Beispielsweise kann das Bett 13 bis 38 mm dick sein, wobei unter bevorzugten Bedingungen die Kaffeeteilchen durch eine Rüttelfläche waagerecht durch die Kontaktzone hindurchgefördert werden.

Bei ihrem Durchgang durch die Kontaktzone werden die Teilchen auf ihrer Oberfläche mit dem aromatisierenden Kaffeeöl in Form eines groben Tropfenregens besprüht, dessen Tropfengröße bei 0,075 bis etwa 2,5 mm und vorzugsweise zwischen 0,25 und 0,76 mm Durchmesser liegt. Ein besonderes Erfindungsmerkmal besteht dabei darin, daß durch Verwendung grober Ölteilchen ein höherwertiges Produkt gewonnen wird. Eine bevorzugte Tropfengröße

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kann man beispielsweise dadurch erzeugen, daß Öl 0,30 mm und vorzugsweise bei 2,00 bis 1,68 mm und

in Gegenwart eines Zerstäubergases, z. B. Kohlen- manchmal bis zu 2,38 mm Maschenweite liegt,

säure, aus einer 0,4 bis 1,5 mm weiten Düse mit einer Vorzugsweise werden sowohl das Aroma tragende

Minutenleistung von 5 bis 75 g versprüht wird. Öl als auch der agglomerathaltige Kaffee in Schutz-

Das Aufbringen der aromatisierenden Kaffee- 5 gas, z. B. sauerstoff freier Umgebung gelagert, gehand-

tröpfchen auf die Kaffeeteilchen wird derart einge- habt und sonstwie behandelt, wobei dies vorzugsweise

regelt, daß nicht alle Kaffeeteilchen mit öl befeuchtet durch Verwendung von Kohlendioxyd oder Stickstoff

werden. Unter bevorzugten Bedingungen, bei denen bewirkt wird.

der Kaffee etwa 5 bis 25 % Teilchen entsprechend Die obenerwähnte mechanische Festigkeit des ereiner Maschenweite von 0,42 mm, 50 bis 80 % Teil- ίο findungsgemäß hergestellten Kaffeepulvers gewährchen einer solchen von 0,177 mm und 5 bis 30% Teil- leistet, daß es bei der bevorzugten Art der Einfülchen enthält, die 0,177 mm Maschenweite passieren, lung in die Verpackungsbehälter seine erwünschten wobei die mittlere Teilchengröße ungefähr 0,30 mm Eigenschaften behält.

Maschen weite entsprechend, also z.B. 0,25 bis Das agglomerierte Kaffeeprodukt kann in der 0,50 mm beträgt, und die öltröpfchen im Durchmes- 15 Weise verpackt werden, daß man es aus einem Trichser etwa 0,25 bis 0,76 mm groß sind, beträgt die an- ter in einen Behälter herablaufen läßt, der mit einem gewendete Ölmenge etwa 0,10 bis 3,0 und Vorzugs- Loch oder Durchlaß im Trichterboden in luftdichter weise 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent des Kaffees. Das Berührung steht. Die Bewegung der Kaffeepulverteilzahlenmäßige Verhältnis zwischen öltröpfchen und chen erfolgt durch eine Reihe von Maßnahmen, bei Kaffeeteilchen am Ölaufbringungsort kann zwar vari- 20 denen Druck und Unterdruck an das System angelegt ieren, bleibt aber unter Eins, d. h., nicht alle Kaffee- werden.

teilchen werden vom Öl benetzt. Das Verhältnis kann Bei dem erfindungsgemäß hergestellten Produkt beispielsweise 1 : 1500 betragen. Bei der mikrosko- sind die Agglomerate so weit mechanisch stabil, daß pischen Untersuchung des Kaffees unmittelbar nach sie während der heftigen Behandlung, die beim Abder Ölzugabe sieht man viele diskrete Stellen hoher 25 füllen in den Behälter auftritt, keinen wesentlichen ölkonzentration, die von einer viel größeren Menge Bruch oder Aromaverlust erleiden,
praktisch ölfreien Kaffees umgeben sind. Wenn das Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeich-Öl beispielsweise in Tröpfchen von gleicher Größe nungen näher erläutert. Es zeigt
wie die Kaffeeteilchen aufgesprüht wird, dann läßt Fig. 1 eine erfindungsgemäß verwendbare Besieh feststellen, daß jedes öltröpfchen in einem 30 sprüh- und Verpackungsanlage und
Kaffeeteilchenvolumen zentriert ist, das statistisch F i g. 2 ein typisches, erfindungsgemäß hergestelletwa die Größe einer Kugel mit einem Radius von tes Agglomerat.
5 bis 10 Kaffeeteilchen besitzt. ' ■ Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform

Beim Aufsprühen des Öls auf die Oberfläche des der Erfindung wird gepulverter löslicher Kaffee 10

wandernden Bettes werden die befeuchteten Kaffee- 35 durch eine öffnung 14 in einen Trichter 12 eingege-

teilchen mit anderen Teilchen in Berührung gebracht, ben. Das Herausspülen von Sauerstoff aus der Kaffee-

so daß diskrete Agglomerate entstehen, die sich beim masse 10 kann mittels Schutzgas, wie Kohlendioxyd,

Durchgang durch die Kontaktzone allmählich ver- erfolgen, das durch einen nicht gezeichneten Einlaß

großem. in den Unterteil des vorzugsweise kegelstumpfförmi-

Die auf diese Weise hergestellten Agglomerate be- 4° gen Trichters 12 eingeführt wird. In ähnlicher Weise

stehen aus einer Vielzahl kleiner Kaffeeteilchen, welche kann der ganze Prozeß vorzugsweise dadurch in

durch aromatisierendes Kaffeeöl zu einem Agglomerat sauerstofffreier Atmosphäre durchgeführt werden, daß

verbunden sind, das sich durch seine trockene man Schutzgas, z.B; Kohlendioxyd, an geeigneten

Oberfläche, hocharomatische Natur und überragende Stellen einläßt.

mechanische Festigkeit auszeichnet. In diesen Klump- 45 Die sauerstofffreien Kaffeeteilchen werden mittels

chen ist eine kleine Anzahl aneinanderhaftender grö- eines Schieberventils 16 aus dem Trichterboden her-

ßerer Kaffeeteilchen mehr oder weniger vollständig aus auf einen Schwingklassierer mit einem Sieb 18 in

von einer größeren Anzahl etwas kleinerer Teilchen einen Raum 20 abgelassen, wo sie in der Weise sor-

völlig umschlossen, wobei die ganze Masse durch die tiert werden, daß die groben Anteile auf dem Sieb 18

Oberflächenspannung des Öls und seine kapillare An- 50 verbleiben und über einen Auslaß 22 abgeführt

ziehungskraft auf die Teilchen — sie treten vor allem werden.

an den Teilchenberührungspunkten auf — zusam- Diejenigen Kaffeeteilchen, die der bevorzugten

mengehalten wird. Größe entsprechend etwa 0,30 mm Maschenweite,

Das erfindungsgemäß hergestellte, frei fließende, also z. B. 0,25 bis 0,50 mm, besitzen, treten durch das aromatisierte Bett aus löslichem Kaffeepulver ent- 55 Sieb 18 hindurch und werden durch einen Auslaß 24 hält einen im wesentlichen einheitlichen Körper aus dem Raum 20 abgeführt und in eine Zone 28 ein-(Phase) oder Anteil der Kaffeepulvercharge, der einer gelassen, wo sie auf einer Fläche 30 in Form eines mittleren Größe entsprechende Maschenweite von etwa 25 mm hohen Bettes 32 abgelegt werden. Die 0,30mm, also z.B. 0,25 bis 0,50 mm Durchmesser Fläche30 wird durch eine nicht dargestellte Vorrichhat und mit einer Vielzahl der vorerwähnten, aroma- 60 tung gerüttelt, so daß sich das Bett 32 auf ihr vom haltigen Agglomeraten oder Klümpchen durchsetzt Einlaß- zum Auslaßende 34 hin verlagert. Diese Konist, deren Masse weniger als 10 und für gewöhnlich taktzone kann beispielsweise durch Einleiten von nur 5 bis 10 Gewichtsprozent des Gesamtkaffees be- Schutzgas, wie Kohlendioxyd, sauerstofffrei gehalten trägt. Folglich besteht das Produkt vorzugsweise aus werden. Die Temperatur der in die Kontakteinem größeren Volumenanteil an Teilchen mit einer 65 zone 28 eingegebenen Kaffeeteilchen kann der Raummittleren Größe entsprechend etwa 0,30 mm Ma- temperatur entsprechen, also beispielsweise 27° C beschenweite und einem kleineren Volumenanteil an tragen.
Agglomeraten, deren mittlere Größe über etwa Das bei diesem Erfindungsbeispiel benutzte, aro-

matisierte Kaffeeöl bestand aus ausgepreßtem Kaffeeöl. Es wird einem Kaffeeölvorratsbehälter 36 über eine Leitung 38 und eine Pumpe 40 entnommen und mit einer Temperatur von 18° C einer Sprüh-Düse 42 zugeführt, die bei dieser Anlage 0,7 mm weite Löcher besitzt. Zwecks Zerstäubung des Öls wird der Düse 42 über eine Leitung 44 ein Schutzgasstrom, ζ. B. Kohlendioxyd, mit etwa 0,02 kg/cm² Überdruck zugeführt. Der aus den Düsen austretende Sprühstrahl besteht aus groben Teilchen von etwa 0,076 bis 2,5 mm Durchmesser und einer mittleren Teilchengröße von 0,25 bis 0,76 mm Durchmesser. Die Sprühmenge wird so eingestellt, daß die Ölmenge etwa 0,25 Gewichtsprozent der Kaffeeteilchenmenge ausmacht. Beim Durchtritt der feinen Kaffeeteilchen durch die Kontaktzone fallen die groben Aromaöltröpfchen auf die Pulveroberfläche auf. Infolge der Einstellung des Flüssigkeits-Trockenstoff-Verhältnisses werden nicht alle Teilchen vom Öl befeuchtet. Beim geschilderten Ausführungsbeispiel beträgt das Öltröpfchen-Kaffeeteilchen-Verhältnis etwa 1 : 1500.

Beim Durchgang des Bettes durch die Kontaktzone 28 werden die befeuchteten Kaffeepulverteilchen bewegt und berühren dabei andere im Bett befindliche Kaffeepulverteilchen. Hierdurch agglomerieren die Teilchen unter Klumpenbildung.

Die erfindungsgemäß hergestellten Agglomerate variieren je nach den genauen Agglomerationsbedingungen und sind natürlich selbst bei Herstellung unter gleichen Bedingungen nicht untereinander gleich. F i g. 2 zeigt ein Agglomerat, wie man es sich als Beispiel für die tatsächlich gebildeten vorstellen muß. Ersichtlicherweise sind etwas weniger oder nicht mehr als ein halbes Dutzend gleichgestalteter Kaffeeteilchen aneinander gebunden, und zwar berührt jedes einzelne dieser größeren Teilchen mindestens ein anderes, vergleichbares Teilchen an einem Punkt stärkster Kaffeeölansammlung, während sich an den Nichtberührungspunkten wenig oder überhaupt kein Kaffeeöl befindet. Jedes derartige Agglomerat bindet auf der Oberfläche seiner einzelnen gröberen Teilchen noch einige kleinere Teilchen einer Teilchengröße, die etwa einer Maschenweite von 0,177 mm entsprechen.

Das die Zone 28 verlassende, lösliche Kaffeepulver enthält etwa 7 Volumenprozent Agglomerate einer Größe über 0,30 mm Maschenweite, die meistens einer Maschenweite von etwa 2,00 bis 1,68 mm entspricht und etwa 93 Volumenprozent einer zusammenhängenden Menge Kaffeeteilchen einer Größe, die etwa 0,30 mm Maschenweite entspricht.

Das oberflächlich trockene und frei fließende Kaffeepulver wird der Kontaktzone durch einen Abzugsstutzen 46 entnommen, der einen Balgen 48 durchsetzt, welcher ebenso wie der Eintrittsbalgen 26 die Schwingzone 28 isoliert. Das Produkt gelangt vom Stutzen 46 in den Vorratstrichter 50, in den Schutzgas, etwa Kohlendioxyd, eingelassen werden kann.

Der herabfallende Kaffeeteilchenstrom wird in einer Masse 49 im unteren Abteil des Trichters 50 gesammelt. Die Atmosphäre im Trichterinneren wird durch Hindurchleiten eines Schutzgases, wie etwa Kohlendioxyd oder Stickstoff, sauerstofffrei gehalten, das dabei im Trichter unter einem geringeren Überdruck bis zu 13 mm und von vorzugsweise 8 mm Wassersäule gehalten wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Sauerstoffgehalt in der

ίο Trichteratmosphäre durch das Schutzgas auf unter 4 °/o und vorzugsweise auf 0,5 % herabgesetzt.

Das Abpacken der frei fließenden, löslichen Kaffeeteilchen geschieht mit Hilfe eines allgemein mit 52 bezeichneten Füllkopfes mit einem Gehäuse 54 und unterseitig angebrachter Flanschdichtung 56 solcher Weite, daß ein normaler Kaffeebehälter 58, z. B. eine Büchse, daran angepaßt werden kann. Das Gehäuse weist fernerhin innerhalb der Flanschdichtung 56 einen durchlochten oder siebartigen Abschnitt 60 auf.

Vorzugsweise wird durch einen mittig angeordneten Füllstutzen oder Durchlaß 62 eine Verbindung zwischen dem Vorratstrichter 50 und dem Behälter 58 geschaffen. Das Gehäuse trägt fernerhin Anschlußleitungen 64 und 66 an eine Druckluftquelle bzw. eine Unterdruckquelle.

Der abgepackte Kaffee enthält nur minimale Sauerstoff mengen, nämlich für gewöhnlich unter 4 ⁰Zo, sofern der Sauerstoffgehalt im Trichter unter 0,5 % gehalten wird. Die Anwesenheit von Schutzgas im Behälter liefert ein Kaffeeprodukt, das über lange Zeiten hinweg unter geringstmöglicher Zersetzung und Alterung gelagert werden kann.

Der im Behälter enthaltene lösliche Kaffee zeichnet sich durch hocharomatische Natur, hohe mechanische Festigkeit, oberflächliche Trockenheit und Freifließbarkeit aus. Diese Eigenschaften bleiben auch bei langseitiger Lagerung bei Temperaturen bis zu 43° C hinauf erhalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von aromatisiertem, frei fließendem, wasserlöslichem Kaffeepulver durch Aufsprühen von Tropfen eines aromatisierenden Kaffeeöls auf sich bewegende Kaffeepulverteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß Kaffeeöltröpfchen in der Größenordnung von 0,075 bis 2,5 mm derart auf ein wanderndes Rüttelbett aus löslichen Kaffeepulverteilchen gesprüht werden, daß nur ein Teil der Pulverteilchen mit dem Öl in Berührung kommt und wobei diese mit Öl besprühten Teilchen infolge der leichten Rüttelbewegung des Bettes zum Agglomerieren mit nicht besprühten Teilchen gebracht werden, so daß der Anteil an Agglomeraten einer Größe von über 0,30 mm Maschenweite weniger als 10 Gewichtsprozent des aromatisierten Pulvers beträgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen