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Dokumentenidentifikation DE60024325T2 03.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001280412
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES WASSERLOESLICHEN KAFFEE- ODER TEEPRODUKTES AUS EINEM NICHT WIEDERBEFEUCHTETEM MATERIAL ERHALTEN DURCH TROCKNUNG EINES EXTRAKTES
Anmelder Niro A/S, Soeborg, DK
Erfinder HANSEN, Emil, Ove, DK-3450 Allerod, DK;
SORENSEN, Bo, Per, DK-2100 Copenhagen, DK;
ILKJAER, Jorgen, DK-1820 Frederiksberg C, DK;
SORENSEN, Mourits, Jens, DK-2830 Virum, DK
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, 81679 München
DE-Aktenzeichen 60024325
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.04.2000
EP-Aktenzeichen 009187287
WO-Anmeldetag 17.04.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/DK00/00193
WO-Veröffentlichungsnummer 2000042831
WO-Veröffentlichungsdatum 27.07.2000
EP-Offenlegungsdatum 05.02.2003
EP date of grant 23.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.08.2006
IPC-Hauptklasse A23F 3/32(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse A23F 5/38(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   A23L 2/38(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wasserlöslichen Kaffee- oder Teeproduktes aus einem nicht wiederbefeuchteten Partikelmaterial erhalten durch Trocknung eines Extraktes.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es sind verschiedene Verfahren zur Trocknung von Kaffee- oder Teeextrakten zum Erhalten eines Partikelmaterials bekannt. Sprühtrocknung und Gefriertrocknung sind Beispiele für solche Verfahren. Auch kombinierte Sprüh- und Bandtrocknungsverfahren, z.B. Verfahren der unter der Handelsmarke FILTERMAT® (Niro) bekannten Art seien hier erwähnt.

Ferner sind verschiedene Verfahren zur Agglomeration des erhaltenen Partikelmaterials, wie beispielsweise verschiedene Wiederbefeuchtungs-Agglomerationsverfahren, wie beispielsweise das in der internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/DK00/00009 der Anmelderin beschriebene Verfahren, entwickelt worden.

Es ist somit bekannt, einen Kaffeeextrakt in einer Sprühtrocknungsanlage zu sprühtrocknen, um ein Produkt zu erhalten, welches z.B. durch ein Wiederbefeuchtungs-Agglomerationsverfahren wie oben erwähnt anschließend agglomeriert wird.

Sprühtrocknung eines Kaffeextraktes in einem kombinierten Sprüh- und Bandtrockner des Typs FILTERMAT® wurde in der US 4.351.849 offenbart. Durch dieses Verfahren wird ein relativ feuchtes Produkt als eine Matte auf einem gasdurchlässigen Förderband gesammelt, auf welchem es zu einem letzten Feuchtegehalt getrocknet und in Sektionen im unmittelbaren Anschluss an die Sprühtrocknungssektion gekühlt wird, bevor es zu Agglomeraten einer gewünschten Größe verkleinert wird.

Das Erscheinungsbild der durch die beiden oben erwähnten Verfahrensarten erhaltenen Produkte unterscheiden sich voneinander und vom Verfahren zum Erhalten eines gefriergetrockneten Produktes. Die Qualität der durch die beiden Verfahren erhaltenen Produkte sind von den Einzelheiten der Verfahren abhängig.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Kaffeeproduktes bereitzustellen, welches ein Erscheinungsbild aufweist, das dem von gefriergetrocknetem Kaffee ähnlich ist, und welches eine Qualität, insbesondere einen Geschmack, aufweist, die vergleichbar mit gefriergetrocknetem Kaffee oder besser ist, welches Verfahren in einer Verfahrenslinie durchführbar ist, die weniger aufwändig ist als eine Gefriertrocknungslinie.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches unter Verwendung eines nicht wiederbefeuchteten Partikelmaterials als Ausgangsmaterial durchführbar ist.

Die oben erwähnten Zwecke lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichen. Es sei jedoch darauf geachtet werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf die Herstellung von Kaffeeprodukten nicht beschränkt ist; es ist auch zur Herstellung von Teeprodukten anwendbar, einschließlich Kraüterteen und dergleichen sowie Gemischen von verschiedenen Teen. Ferner ist der Ausdruck Kaffeeprodukte so zu verstehen, dass diese sowohl Kaffee als auch Gemische von Kaffee mit Kaffe-Ersatzprodukten und dergleichen umfassen.

Der Vereinfachung halber wird die Erfindung unter besonderen Bezugnahme auf Kaffee erläutert werden.

Umfangreiche durch die Erfinder ausgeführten Versuche haben gezeigt, dass zur Erzielung der oben erwähnten Zwecke eine gewisse Kombination von Merkmalen erforderlich ist.

Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren wird ein nicht wiederbefeuchtetes Partikelmaterial verwendet, das durch Trocknung eines Extraktes erhalten ist. Dieses Partikelmaterial sollte einen Feuchtegehalt aufweisen, der höher ist als der im Endprodukt gewünschte Feuchtegehalt. Das Ausgangsmaterial ist somit noch nicht zum letzten Feuchtegehalt getrocknet worden. Im Gegensatz zu Wiederbefeuchtungs-Agglomerationsverfahren, bei denen nur eine Befeuchtung der Oberflächenschicht der Partikel angestrebt wird, sollte der Feuchtegehalt im Wesentlichen einheitlich sein. Die Partikel mit einem im Wesentlichen einheitlichen Feuchtegehalt, der höher ist als der im Endprodukt gewünschte Feuchtegehalt, müssen einer Wärmebehandlung unterzogen werden, die im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung des Feuchtegehalts des Partikelmaterials durchgeführt wird. Wenn sie der Wärmebehandlung unterzogen werden, müssen die Partikel als eine Schicht vorhanden sein, und die Wärmebehandlung sollte bei einer Kombination von Temperatur und Zeit durchgeführt werden, die zur Verursachung einer Vereinigung ausreichend ist, damit sich die Schicht von Partikeln in eine kompakte, kuchenartige Struktur umwandeln lässt. Schließlich muss die resultierende kuchenartige Struktur vor der Durchführung der abschließenden Trocknung in Granulatmaterial desintegriert werden. Durch dieses Merkmal werden zwei Vorteile erreicht, wovon der eine Vorteil daran liegt, dass die abschließende Trocknung bei einem Granulatmaterial wirksamer als bei einem Kuchen durchgeführt werden kann, und der andere Vorteil daran liegt, dass maßabweichende Partikel im Verfahren getrennt und rezirkuliert werden, ohne dass sie mehr als einer "abschließenden Trocknung" unterzogen werden, und ohne jegliche daraus folgende Beschädigung der Produktqualität. Da ferner ein nicht wiederbefeuchtetes Partikelmaterial als Ausgangsmaterial verwendet wird, versteht sich, dass ein sehr schonendes Verfahren in Frage ist.

Aus der EP 0 373 697 B1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein Granulat-Getränkematerial aus einem pulverförmigen Extrakt des Getränkes durch Sintern eines schon im Wesentlichen trockenen, pulverförmigen Extraktes in einer luftgeschlossenen Umgebung gebildet wird, um ein Agglomerat zu bilden, in dem die Partikel des Ausgangsmaterials in eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung gebracht worden sind, so dass sie mit einander gebrückt werden, ohne dass sie infolge von Granulation des Agglomerates ihre Identität als Partikel verlieren. Es wird als wesentlich erwähnt, dass im pulverförmigen Extrakt inhärenter Wasserdampf während des Schrittes des Sinterns zurückgehalten wird. In Übereinstimmung mit der Tatsache, dass das Ausgangsmaterial im Wesentlichen trocken ist, wird keine anschließende Trocknung des erhaltenen Granulats durchgeführt. Somit unterscheidet sich die Beschaffenheit des Materials, welches dem Sintern gemäß EP 0 373 697 B1 unterzogen wird, von der des Materials, das der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unterzogen wird, und das durch das Verfahren gemäß EP 0 373 697 B1 erhaltene Produkt weist eine viel losere Struktur als das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Produkt auf, was von der gegenwärtigen Anmelderin durch die Wiederherstellung des Beispiels 1 der EP 0 373 697 B1 bestätigt worden ist.

Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines wasserlöslichen Kaffee- oder Teeproduktes aus einem nicht wiederbefeuchteten Partikelmaterial erhalten durch Trocknung eines Extraktes bereit, bei welchem eine Schicht von Partikelmaterial mit einem im Wesentlichen einheitlichen Feuchtegehalt, der höher ist als der im Endprodukt gewünschte Feuchtegehalt, einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die Wärmebehandlung im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung des Feuchtegehalts des Partikelmaterials bei einer Kombination von Temperatur und Zeit durchgeführt wird, die zur Verursachung einer Vereinigung ausreichend ist, damit sich die Schicht von Partikeln in eine kompakte, kuchenartige Struktur umwandeln lässt, indem die kuchenartige Struktur nach einer Abkühlung nach Bedarf in Granulatmaterial desintegriert wird, und das Granulatmaterial einer Nachtrocknung unterzogen wird, wahlweise nach Trennung von maßabweichenden Partikeln.

Das Partikelmaterial mit einem im Wesentlichen einheitlichen Feuchtegehalt, der höher ist als der im Endprodukt gewünschte Feuchtegehalt, kann auf einfache Art und Weise erreicht werden, und zwar durch Unterbrechung des Trocknungsverfahrens, bevor der im Endprodukt gewünschte Feuchtegehalt erreicht worden ist. Diese Vorgehensweise ergibt den zusätzlichen Vorteil, dass die ansonsten zur Nachtrockung in diesem Stadium erforderte Energie gespart wird. Ferner wird jeglicher Verlust von Aroma während einer Nachtrocknung in diesem Stadium vermieden.

In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform wird das Partikelmaterial durch ein kombiniertes Sprüh- und Bandtrocknungsverfahren, insbesondere ein Verfahren des Typs, der unter der Handelsmarke FILTERMAT® bekannt ist, erhalten. Es kann auch durch andere Trocknungsverfahren, wie beispielsweise ein Sprühtrocknungsverfahren, erhalten werden, z.B. unter Verwendung einer Kombination von Sprühtrocknung/Wirbelschichtverfahren. Verfahren des Typs FILTERMAT® sind jedoch für die Bereitstellung eines Ausgangsmaterials mit einem angemessenen Feuchtegehalt besonders geeignet, indem wegen der Möglichkeit für die Durchführung des Verfahrens mit einer Trockengasaustritttemperatur so niedrig wie 50–60°C eine sehr schonende Trocknung gewährleistet wird.

Der Feuchtegehalt des der Wärmebehandlung unterzogenen Partikelmaterials wird typisch im Bereich von 4–12%, insbesondere im Bereich von 5–11% und bevorzugt im Bereich von 6–10% Gewichtsprozent liegen. Ferner wird der Feuchtegehalt des der Wärmebehandlung unterzogenen Partikelmaterials typisch um 1–10% und insbesondere um 3–8% Gewichtsprozent (absolut) höher als der Feuchtegehalt des Endproduktes betragen.

Wie oben erwähnt, sollte die Wärmebehandlung im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung des Feuchtegehalts des Partikelmaterials durchgeführt werden.

Diese Anforderung kann dadurch erfüllt werden, dass die Wärmebehandlung in einer sich im Wesentlichen mit dem gleichen Feuchtegehalt befindlichen Umgebung wie das Partikelmaterial, wie beispielsweise in einer im Wesentlichen geschlossenen oder klimatisierten Kammer, durchgeführt wird.

Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform wird die Schicht von Partikelmaterial während der Durchführung der Wärmebehandlung zwischen entgegengesetzte Wände eingedämmt.

Die Wände sind bevorzugt im Wesentlichen gegenüber Gasen undurchlässig, wodurch sie dazu im Stande sind, durch Überdeckung der größten Oberflächen der Schicht von Partikelmaterial eine im Wesentlichen geschlossene Kammer zu bilden.

Bei einer weiteren, derzeit bevorzugten Ausführungsform werden die entgegengesetzten Wände durch ein endloses Band definiert bzw. sie umfassen ein endloses Band, welches bei der Bewegung der Schicht zur Durchführung der Wärmebehandlung verwendet werden kann. Das Band ist bevorzugt aus einem wärmebeständigen Polymerwerkstoff hergestellt, welches zur Verbesserung der Freisetzungseigenschaften wahlweise beschichtet werden kann, z.B. wie in US 5.951.895 (Formcook AB) beschrieben, dessen Inhalt hier durch diese Referenz inkorporiert ist.

Zusätzlich zur oder alternativ zur Unterstütztung auf einem endlosen Band während der Wärmebehandlung kann das Partikelmaterial auf einer Anordnung von Schalen unterstützt werden, wobei die kompakte kuchenartige Struktur in kleinere Einheiten eingeteilt würde. Ein ähnlicher Effekt könnte dadurch erreicht werden, dass das endlose Band mit einer Art von Trennwänden, z.B. mit schräg zur Bewegungsrichtung oder in andere Richtungen) sich erstreckenden Lamellen, versehen würde. Eine solche Unterteilung der kuchenartigen Struktur kann die nachfolgende Desintegration ins Granulatmaterial erleichtern.

Da es sich jedoch erwiesen hat, dass durch eine gewisse Verdichtung der Schicht während der Wärmebehandlung die Wärmeübertragung und die Bildung eines Kuchens mit einer angemessenen Struktur gefördert werden, ist die Verwendung von endlosen Bändern ohne Trennwände allgemein bevorzugt. Außerdem können die zwei Bänder in der Bewegungsrichtung leicht zusammenlaufend sein.

Wenn die Schicht während der Wärmebehandlung verdichtet wird, wird sie im allgemeinen auf 65–90% und insbesondere auf 70–85% der Ausgangsdicke verdichtet.

Alternativ zur Verwendung von Wänden, die im Wesentlichen gegenüber Gasen undurchlässig sind, kann eine oder beide Wände gegenüber Gasen, wie z.B. Wasserdampf, durchlässig sein, in welchem Fall die jeweilige(n) Wand(Wände) von einer Umgebung umgeben sein sollte(n), die den gleichen Feuchtegehalt wie das Partikelmaterial aufweist, um Verdampfung und Abwanderung von Feuchte in der Schicht zu vermeiden.

Ferner kann eine Wand aus einer Kombination von durchlässigen und undurchlässigen Elementen bestehen, wie beispielsweise ein gasdurchlässiges Band mit einer undurchlässigen Stütze wie z.B. eine Wärmeplatte, oder ein im Wesentlichen gegenüber Gasen undurchlässiges Band, welches durch eine Struktur unterstützt ist, die eine Verdichtung der Schicht während der Wärmebehandlung erlaubt, indem die genannte Struktur auch undurchlässig ist, oder von einer eher offenen Beschaffenheit ist.

Wenn ein endloses Band oder eine Anordnung von Schalen zur Bewegung des Partikelmaterials verwendet wird, könnte die Bewegung kontinuierlich oder stufenweise erfolgen. Die stufenweise Bewegung wäre typisch eine zunehmende Bewegung, sie könnte aber, insbesondere wenn es sich um eine kleine Anlage handelt, eine Bewegung von einer Stufe zu einer anderen Stufe in einem diskontinuierlichen Prozess sein.

Die Wärme kann auf die Schicht von Partikelmaterial auf verschiedene Art und Weise übertragen werden.

Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform wird Wärme auf die Schicht mittels Wärmeleitung übertragen, z.B. unter Verwendung von Heizelementen in Berührung mit mindestens einer der Wände, Bänder, Schalen oder anderen Unterstützungsstrukturen. Wie es dem Fachmann bekannt ist, kann die Wärme den Heizelementen auf verschiedene Art und Weise, z.B. mittels eines Fluidmediums wie beispielsweise Heißöl, Heißwasser oder Dampf, oder mittels Elektrizität, zugeführt werden.

Die Heizelemente werden typisch mit einer Oberflächentemperatur im Bereich von 60–120°C und insbesondere im Bereich von 60–90°C bedient.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann Wärme auf die Schicht von Partikelmaterial mittels Konvektion oder Strahlung übertragen werden, wie z.B. durch infrarote Strahlung oder Mikrowellen. Beispielsweise kann Wärme einer Seite der Schicht mittels Wärmeleitung und der anderen Seite mittels Strahlung oder Konvektion oder durch eine Kombination davon zugeführt werden.

Heizelemente sollten bevorzugt auf beiden Seiten der Schicht angeordnet werden, da dadurch sowohl eine höhere Dicke der Schicht als auch eine einheitlichere Wärmebehandlung ermöglicht wird.

Die Wärmebehandlung sollte bei einer Kombination von Temperatur und Zeit durchgeführt werden, die zur Verursachung einer Vereinigung ausreichend ist, damit sich die Schicht von Partikeln in eine kompakte, kuchenartige Struktur umwandeln lässt.

Die Wärmebehandlung wird typisch für 2–30 Min. durchgeführt, und es wird typisch Wärme zugeführt werden, um eine Temperatur der Schicht von Partikelmaterial im Bereich von 45–120°C und insbesondere im Bereich von 50–90°C vorzusehen. Je höher der Feuchtegehalt, desto niedriger kann die Fusionstemperatur für ein gegebenes Material gewählt werden. Im allgemeinen wird ein relativ hoher Feuchtegehalt gewählt, um die Wärmebehandlung so schonend wie möglich zu machen.

Die Dicke der Schicht von Partikelmaterial während der Wärmebehandlung wird typisch im Bereich von 10–50 mm liegen, obwohl Dicken außerhalb von diesem Bereich verwendbar sind. Die Dicke sollte aber nicht zu gering sein, da es immer eine gewisse Variation geben wird, und der relative Effekt solcher Variation auf einer dünnen Schicht verhältnismäßig größer sein wird als auf einer dicken Schicht. Weiterhin sollte die Dicke nicht derart hoch sein, dass es zu einer unakzeptablen Variation der Wärmebehandlung überall in der Schicht führt.

Beispielsweise kann eine 25 mm Schicht eines Kaffeematerials mit einem Feuchtegehalt von 8–9% Gewichtsprozent einer Wärmebehandlung für 9 Min. bei einer Heizelementtemperatur von 80–85°C unterzogen werden.

Die Schicht des der Wärmebehandlung unterzogenen Partikelmaterials sollte so einheitlich wie möglich sein. Dazu kann das Partikelmaterial auf der Unterstützung, z.B. einem endlosen Band, unter Verwendung einer Dosiereinheit, z.B. einer vibrierenden Schacht angeordnet werden. Im Allgemeinen wird ein Behälter zwischen den Trockner und die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung gestellt, um eine individuelle Bedienung der beiden Einheiten zu ermöglichen.

Nach der Wärmebehandlung kann die kuchenartige Struktur gegebenenfalls vor ihrer Desintegration ins Granulatmaterial gekühlt werden. Erzwungene oder nicht erzwungene Kühlung kann soweit erforderlich verwendet werden.

Ein geeignetes Gerät zur Durchführung der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung und der eventuellen Kühlung könnte durch Modifikation des mit zwei endlosen Kochbändern versehenen CONTACTCOOKERs erreicht werden, der zum Kochen von Fleischprodukten wie beispielsweise Burgers usw. vorgesehen ist, und der bei der Firma Formcook AB erhältlich ist.

Die Desintegration kann in mehreren Stufen erfolgen, sie umfasst jedoch typisch eine grobe Desintegration des Kuchens, gefolgt von einer Vermahlung, z.B. unter Verwendung einer Hammermühle.

Das erhaltene Granulatmaterial, das immer noch einen Feuchtegehalt aufweist, der höher ist als der im Endprodukt gewünschte Feuchtegehalt, ist bevorzugt einer Sortierung wie z.B. einer Siebung unterzogen, wobei maßabweichende Partikel abgetrennt werden, bevor das Granulatmaterial der Nachtrocknung unterzogen wird. Dadurch kann die Fraktion von feinen Partikeln, die noch keiner Nachtrocknung unterzogen worden ist und keine daraus folgende Einwirkung auf das Aroma usw. erfahren hat, zur Wärmebehandlungsstufe oder zur Sprühtrocknungsstufe, bei der der Zusatz einer gewissen Menge von feinen Partikeln vorteilhaft wäre, rezirkuliert werden, oder es könnte eine Kombination von diesen beiden Stufen erfolgen.

Die Nachtrocknung kann in herkömmlicher Art und Weise, z.B. unter Verwendung eines Bandtrockners, eines Wirbelschichttrockners oder eines Kastentrockners, durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sollte in einer Umgebung durchgeführt werden, die die Handhabung des Produktes erlaubt. In tropischem Klima wäre ein klimatisierter Raum eine angemessene Umgebung.

Ein durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenes Produkt weist ein Erscheinungsbild, das dem von gefriergetrocknetem Kaffee ähnlich ist, sowie eine angemessene Schüttdichte und Auflösbarkeit auf. Weiterhin ist durch gaschromatographische Analyse bestätigt worden, dass während der Wärmebehandlung keine merkbare Änderung des Gehalts von typischen Ingredienzen des Kaffeearomas (Aceton, Diethylketon, Pentadion und Pyridin) stattfindet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine sehr schematische Schnittdarstellung, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, wobei das Partikelmaterial während der Wärmebehandlung zwischen entgegengesetzte endlose Bänder eingedämmt wird,

2 ist eine sehr schematische Schnittdarstellung, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, wobei die Wärmebehandlung in einer im Wesentlichen mit dem gleichen Feuchtegehalt befindlichen Umgebung wie das Partikelmaterial durchgeführt wird, und

3 ist ein Flussbild, das die beispielhaft beschriebenen Verfahrensschritte zeigt.

BESCHREIBUNG VON SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Gemäß der 1 ist ein endloses Band 3 gezeigt, auf welchem eine aus einem Extrakt durch teilweise Trocknung erhaltene Schicht von feuchtem Partikelmaterial 1 von einer vibrierenden Schacht 2 abgelegt wird. Die Schicht von Partikelmaterial 1 wird auf etwa 75% der Ausgangsdicke zwischen dem endlosem Band 3 und einem anderen über das endlose Band 3 angeordneten endlosen Band 4 verdichtet. Die Bänder 3 und 4 sind aus einem wärmebeständigen Polymermaterial hergestellt und sind im Wesentlichen gegenüber Gasen undurchlässig, wodurch eine im Wesentlichen geschlossene Kammer um die Schicht herum gebildet wird.

Unter dem oberen Teil des endlosen Bandes 3 und über dem unteren Teil des endlosen Bandes 4 sind Heizelemente 5 bzw. 6 und Kühlelemente 7 bzw. 8 in Berührung mit dem jeweiligen Band angeordnet, um Wärme zu übertragen/Kühlung durch Wärmeleitung zu bewirken. Heizelemente 5 bzw. 6 und Kühlelemente 7 bzw. 8 sind Metallblöcke, die mit Kanälen zur Zirkulation von heißem bzw. kaltem Wasser versehen sind.

Im Bereich zwischen den Heizelementen 5 bzw. 6 wird die Schicht von Partikelmaterial 1 in eine kuchenartige Struktur vereinigt, die anschließend zwischen Kühlelementen 7 bzw. 8 gekühlt wird, wenn die Schicht mittels der endlosen Bänder 3 bzw. 4 von links nach rechts bewegt wird.

Am Ende des endlosen Bandes 3 wird das Kuchen einer groben Desintegration in Teile unterzogen, die einer weiteren Vermahlung in einer (nicht gezeigten) Schleifmaschine unterzogen wird, um ein Granulatmaterial vorzusehen, das einer Trocknung zum letzten Feuchtegehalt in einem (nicht gezeigten) Trockner nach einer wahlweisen Trennung der Fraktion von feinen Partikeln unterzogen wird, die zur Schacht 2 oder zu einer früheren Verfahrensstufe rezirkuliert werden kann.

2 zeigt eine Ausführung, die von der in der 1 gezeigten Ausführungsform in gewisser Hinsicht abweicht. Wie in der 1 wird eine Schicht von Partikelmaterial 21 von einer vibrierenden Schacht 22 auf ein endloses Band 23 abgelagert. Weiterhin werden Heiz- und Kühlelemente 24 bzw. 26 unter das obere Teil des endlosen Bandes 23 in Berührung mit diesem angeordnet, um Wärme zu übertragen/Kühlung durch Wärmeleitung zu bewirken. Es ist jedoch kein oberes endloses Band vorgesehen. Stattdessen ist eine im Wesentlichen geschlossene Kammer 25 im Bereich über dem Heizelement 5 vorgesehen, um eine Umgebung zu bilden, die im Wesentlichen den gleichen Feuchtegehalt wie der des Partikelmaterials aufweist. Zusätzliche Heizelemente, wie beispielsweise Quellen für infrarote Strahlung (nicht gezeigt), können in der Kammer 25, z.B. an deren Decke, angeordnet werden. Die durch das Kühlelement 26 verursachte Kühlung kann nach Wunsch durch einen in einem angemessenen Abstand über der kuchenartigen Struktur angeordneten Kühlungsventilator unterstützt oder ersetzt werden. Die weitere Bearbeitung des Kuchens lässt sich z.B., wie im Zusammenhang mit der 1 beschrieben, durchführen.

Beispiel Herstellung eines Kaffeeproduktes.

Ein Kaffeeprodukt wurde gemäß dem in der 3 dargestellten Flussbild hergestellt.

Als Ausgangsmaterial wurde ein Kaffeepulver mit einem Feuchtegehalt von 7,8% Gewichtsprozent, erhalten durch Trocknung eines Extraktes einer üblichen hohen Qualitätsmischung mit einem Feststoffgehalt von 43,3% Gewichtsprozent in einem kombinierten Sprüh- und Bandtrockner des Typs FILTERMAT®, verwendet. Die Farbe und Schüttdichte wurde durch Injektion von Gas in die Speisung gesteuert.

Das Pulver wurde in einem mit Agitator versehenen Behälter vorübergehend gespeichert und als eine ebene Schicht auf das untere Band eines doppelbändigen Contactcookers des Typs CC 618, erhältlich bei der Firma Formcook AB, Helsingborg, Schweden, unter Verwendung einer vibrierenden Schacht gelegt. Die Schicht wies eine Anfangsdicke von 27,5 mm auf und wurde auf eine Dicke von 21 mm während der Wärmebehandlung verdichtet, welche bei einer Temperatur des Heizelements in Berührung mit dem unteren Band von 75°C und bei einer Temperatur des Heizelements in Berührung mit dem oberen Band von 80°C durchgeführt wurde, um ein vereinigtes Kuchen zu erhalten. Die Verweilzeit betrug 10 Min. Das resultierende Kuchen wurde in Teile von 5·5 bis 10·10 cm desintegriert und zur weiteren Desintegration in einen Fitzpatrick D6A Verkleinerer gespeist.

Das erhaltene Granulatmaterial wurde auf einem 1 mm Sieb gesiebt, was in eine Produktausbeute grober als 1 mm von 55% resultierte, welche in einem Bandtrockner bei 60°C getrocknet wurde, um ein Endprodukt mit einem verbleibenden Feuchtegehalt von 3,5% Gewichtsprozent und eine Schüttdichte von 0,22 g/l zu erhalten.

Die aus dem Siebverfahren erhaltene Fraktion feiner Partikel konnte zur Wärmebehandlungsstufe über den Pulverbehälter und/oder den FILTERMAT® Trockner rezirkuliert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde vorstehend unter Bezug auf spezifische Ausführungsformen erläutert. Es versteht sich jedoch, dass mehrere Modifikationen durch den Fachmann vorgenommen werden könnten, ohne vom Bereich oder dem Gedanken der Erfindung abzuweichen. Z.B. könnte das erfindungsgemäße Verfahren für eine Nachbearbeitung eines durch Gefriertrocknung teilweise getrockneten Produktes verwendet werden, wobei ein wesentlicher Teil des aufwändigen Gefriertrocknungsverfahrens eliminiert und ein schonenderes Verfahren erreicht werden könnte.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung eines wasserlöslichen Kaffee- oder Teeproduktes aus einem nicht wiederbefeuchteten Partikelmaterial erhalten durch Trocknung eines Extraktes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht von Partikelmaterial mit einem im Wesentlichen einheitlichen Feuchtegehalt, der um 1 bis 10 Gewichtsprozent (absolut) höher ist als der im Endprodukt gewünschte Feuchtegehalt, einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die Wärmebehandlung im Wesentlichen ohne Einwirkung auf den Feuchtegehalt des Partikelmaterials erfolgt, bei einer für das Bewirken einer Fusion angemessenen Kombination von Temperatur und Zeit, so dass eine kompakte, kuchenartige Struktur gebildet wird, die nach einer Abkühlung nach Bedarf in Granulatmaterial desintegriert wird, und das Granulatmaterial, wahlweise nach Abscheidung von maßabweichenden Partikeln, einer Nachtrocknung unterzogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Partikelmaterial durch ein Sprühtrocknungsverfahren erhalten worden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Partikelmaterial durch ein kombiniertes Sprüh- und Bandtrocknungsverfahren erhalten worden ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Partikelmaterial durch ein Gefriertrocknungsverfahren erhalten worden ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtegehalt des Partikelmaterials im Bereich von 4 bis 12 Gewichtsprozent, insbesondere im Bereich von 5 bis 11 Gewichtsprozent und vorzugsweise im Bereich von 6 bis 10 Gewichtsprozent liegt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtegehalt des Partikelmaterials um 3 bis 8 Gewichtsprozent (absolut) höher ist als der Feuchtegehalt des Endproduktes.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung in einer Umgebung, die im Wesentlichen den gleichen Feuchtegehalt wie der des Partikelmaterials aufweist, durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht von Partikelmaterial während der Durchführung der Wärmebehandlung zwischen entgegengesetzte Wände eingedämmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände im Wesentlichen gegenüber Gasen undurchlässig sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine der entgegengesetzten Wände oder beide durch ein endloses Band definiert sind bzw. ein endloses Band umfassen.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht von Partikelmaterial sich während der Wärmebehandlung auf einem endlosen Band bzw. einer Anordnung von Schalen stützt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Band bzw. die Anordnung von Schalen fortlaufend bewegt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Band bzw. die Anordnung von Schalen stufenweise bewegt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme auf die Schicht von Partikelmaterial mittels Wärmeleitung übertragen wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme auf die Schicht von Partikelmaterial unter Verwendung von mit mindestens einem bzw. einer der Wände, Bänder, Schalen oder anderen Unterstützungsstrukturen in Verbindung stehenden Heizelemente übertragen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme den Heizelementen mittels Elektrizität oder eines flüssigen Mediums, wie z.B. Heißöl, Heißwasser oder Dampf, zugeführt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächetemperatur der Heizelemente im Bereich von 60 bis 120°C, insbesondere im Bereich von 60 bis 90°C liegt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme auf die Schicht von Partikelmaterial mittels Strahlung oder Konvektion übertragen wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme zugeführt wird, um eine Temperatur der Schicht von Partikelmaterial im Bereich von 45 bis 120°C, insbesondere im Bereich von 50 bis 90°C, vorzusehen.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung für 2 bis 30 Min. durchgeführt wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht von Partikelmaterial während der Wärmebehandlung im Bereich von 10 bis 50 mm liegt.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung unter Kompression der Schicht erfolgt.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht während der Wärmebehandlung auf 65 bis 90%, insbesondere auf 70 bis 85% der Ausgangsdicke verdichtet wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass feine Partikel vor der Nachtrocknung vom Granulatmaterial abgetrennt und zur Wärmebehandlungsstufe rezirkuliert werden.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass feine Partikel vor der Nachtrocknung vom Granulatmaterial abgetrennt und zum Trocknungsverfahren rezirkuliert werden.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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