专利名称：增加可溶咖啡粉风味的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及增加可溶咖啡粉风味的方法及装置。
更具体地说，本发明涉及将风味油重新加到可溶咖啡粉中，以得到风味与焙炒咖啡相似的风味增强的产物。
可溶咖啡粉通常在咖啡提取物蒸发后用冷冻干燥或喷雾干燥法制得，咖啡提取物是用提取液经过装满磨碎焙炒咖啡的浸提器进行逆流渗滤而得到的。
这类方法的主要问题之一是所得的产品没有焙炒咖啡的风味，这一方面是由提取方法造成的，另一方面是由于蒸发和冷冻干燥或喷雾干燥等步骤不可避免地会使风味大大受损。
曾经提出过各种解决办法，其中给一种油(通常是咖啡油)增补咖啡芳香物，然后将它喷在可溶咖啡粉上，或是掺入到装可溶咖啡粉的罐中。
已知的作此用途的主要芳香物源是从磨碎的焙炒咖啡中释放出的芳香物。
这类方法中所要解决的主要问题之一是要能将咖啡芳香物从霜状物中转移到油载体中。
例如，法国专利说明书2，336，088叙述了一种用惰性气通过磨碎的焙炒咖啡进行循环的方法。这种惰性气逐渐充入芳香物，由于夹带的二氧化碳、水分及芳香物的冷凝而形成霜状物。然后用一种油在预定的温度和压力条件下与霜状物接触，使油回收霜状物中所含的一部分芳香物。随后可以将得到的油掺入到可溶咖啡粉中。
在该文献所述的方法中，将含咖啡芳香物和二氧化碳的霜状物置于一容器中，容器内温度高于0℃，绝对压力高于35巴。排除霜状物中存在的水，然后在压力下向容器内加入一定量的液态油，温度和压力条件使油处在其凝固点以上。
然后缓慢降压，油保持为液态。这样就得到了充满咖啡芳香物的油。
这种充满芳香物的油可以用来增强可溶咖啡粉的风味，例如把油喷到咖啡粉上。
在欧洲专利申请92104622.3所述的另一方法中，采用使油与霜状物相接触这一步骤将霜状物与不良的芳香物分开。在第二步中，使所得的仍然充满着芳香物的液体残余物与第二种油相接触，第二种油是用来增强可溶咖啡粉风味的油，第一种油则被除掉。
总之，法国专利2，336，088所述的将芳香物从霜状物转移到油中的方法在很多方面不能令人满意，因为它不能连续生产。其次，芳香物从霜状物转移到油中的条件未加控制。最后，这种已知方法必须在高压下进行。
因此，本发明所讨论的问题是用一种能在大气压下进行的方法，最好是连续进行的方法，将包含在霜状物中的芳香级分转移到合适的载体物质例如油中，而挥发性化合物的损失最小。
因此，本发明涉及一种通过将富含咖啡芳香物的油掺加到可溶咖啡粉中来增强可溶咖啡粉的风味的方法，该方法包括以下步骤(1)通过使充满咖啡芳香物和水的二氧化碳冷凝而产生霜状物;
(2)将霜状物输送到含有一定量油的封闭室中，通过加入和排出油使油更新，这样封闭室中含有覆盖着霜状物床体的油浴;
(3)使二氧化碳升华，使冰熔化，与油形成乳状液;
(4)移出乳状液，将油与液态水分开。
利用这一方法，通过调节更新油浴的速度和所产生的乳状液中的水油比例，可以有效地控制将芳香物转移到油中的条件。
本发明还涉及一种实施上述方法的装置，该装置包括其上部装有供应霜状物的装置的封闭室;排放气态二氧化碳的排气口;安装在其下部的加入和排出油的装置;以及用来控制封闭室内油温、霜状物升华速度和冰熔化速度的装置。
由下面结合附图的说明中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，这些附图只作举例说明用，每个附图均为本发明装置的正视示意图。
为了使本发明更易于理解，先叙述
图1中画出的装置。
该装置主要由封闭室1构成，它的上部装有供应霜状物的装置2和用来除去由于升华而产生的气态二氧化碳的排气口3。供料装置2可以以丝扣形式与调热罩相连。
在它的下部，封闭室1包括进油管4和出油管5。
封闭室1用来容纳油浴6和位于油浴6上表面的一层霜状物7。油浴6的上部由表面S确定。还装有调热系统。此调热系统可以由安装在霜层7和油浴6之间的接触区内的热交换器8构成。热交换器8可以位于封闭室内，浸入油浴和霜层之中。在这种情况下，它可以由供加热流体循环的螺管或由加热电阻构成。
在示于图1的本发明装置的一种变式中，热交换器8浸到表面S以下油浴6中的深度和热交换器8伸到表面S以上霜层7中的高度，可以利用任何已知装置垂直移动热交换器8或是改变封闭室1中油的水平面来调节。
在封闭室1外表面的全部或部分高度上可以装有调热及绝热夹套9。
还可以安装一个搅拌器10供油浴6用。
最后，在靠近(最好是高于)油浴6的表面S处，可以安装一个水平的栅网11，以防止冰块落入油浴6中。
在示于图2的本发明装置的实施方案中，调热系统包括安装在油浴6表面S之上的第一装置81和安装在油浴6之中、最好是在中间高度的第二装置82。这样，有可能独立地调节安装在霜层7中的调热装置81的能量输入和安装在油浴内的调热装置82的温度。
现在叙述本发明的方法。
用已知方法，例如法国专利2，336，088中叙述的方法，通过将充满咖啡芳香物和水的二氧化碳冷冻凝结，制得充满咖啡芳香物的霜状物。
这种霜状物中芳香物的比例很小，一般地说，1千克霜状物中含有约20克芳香物、130克冰和850克固体二氧化碳。
利用供料装置2将霜状物输送到装有油浴6的封闭室1中，通过管4和5加入和排出油进行更新。油浴6最好用搅拌器10连续搅动。
热交换器8提供的能量一方面用于将油温保持在其凝固点之上，另一方面用于使位于油浴6表面S之上的霜层7中的二氧化碳升华和使冰熔化成水。
热交换器的温度、它伸入到表面S之上的霜层7中的高度和浸入到表面S之下油浴6中的深度，可以进行调节，以便能根据由供料装置2加入到封闭室1中的确切数量使二氧化碳连续升华和使冰连续熔化。油浴6之上的霜层7的高度也可以用同样的手段调节。
二氧化碳升华后含有咖啡芳香物的冰累积在油浴6的上表面，在那里与热交换器接触时熔化。随后水靠重力流入到油浴6中，形成乳状液。芳香物根据乳状液的水油比例转移到油中。
升华形成的二氧化碳通过霜层7上升，于是，可能已被气态二氧化碳夹带的芳香物可以部分重新冷凝。通过调节霜层7的高度，可以使这些芳香物的损失最小。
在本方法的一个变式中，可以通过以逆流方式在排气口3的出口处用油洗此气体，回收被气态二氧化碳夹带的额外数量的芳香物。
这样，由管道5排出的乳状液含有充满着咖啡芳香物的油和充满芳香物的水本身。可以以任何方式将油和水分离，例如用倾析法或离心法。
在本发明的一项主要应用中，所得的油随后可以喷到可溶咖啡粉上。
在本发明的另一项应用中，油与霜状物接触的步骤，构成上面在说明书中引用作为参考的欧洲专利申请92104622.3所述方法的第一步。在这种情况下，保留的是所形成的乳状液的水相，以便与第二种油接触，产生一种芳香油，将它喷在可溶咖啡粉上。
以下实施例说明了本发明，其中的百分含量按重量计。
实施例1改变乳状液的水含量进行各种试验，以确定油中和水中存在的芳香物的数量。所得的结果说明了水油比对芳香物从水向油中转移的影响，这些结果总结在下表中，其中C1和C2分别代表芳香物在水中和油中的浓度。类似地，Q1和Q2分别代表水中和油中存在的芳香物的数量。
乳状液中的水量(%) C1/C2Q1/Q20.5 17.4 0.092 6.4 0.132.6 5.4 0.149.4 3.2 0.3314.5 2.5 0.4235 2.1 1.1352 1.8 1.9567 1.4 2.2883 1.3 6.35因此可以清楚地看出，乳状液中的水量越大，转移到油中的芳香物的数量越少。因此，使用富含水的乳状液有可能只转移一小部分芳香物到油中，此外，油将是高度浓集的。还已发现，在这种情况下转移的是稳定性和适宜性最低的芳香物。因此可以利用例如离心的方法得到只失去了其最不适宜的芳香物但仍然充满芳香物的水，将其与第二种油接触，该油将用来增强可溶性咖啡粉的风味。
实施例2以1034克/小时的速度向封闭室中加入来自300克/小时焙炒咖啡的霜状物。霜状物中含有85.5%二氧化碳、12.6%冰和1.9%的芳香物。因此，芳香物是以19.6克/小时的速度加到封闭室中的。
形成了17厘米厚的霜状物层，它在升华期间的温度为-78.5℃，平均停留时间为54分。
油浴(由油和水的乳状液构成)的体积为0.8升，温度为30℃，油的平均停留时间为34分钟，供油速度为1.275千克/小时。
以1.424千克/小时的速度排出油水乳状液，芳香物的输出量为19克/小时。乳状液中水含量为9.1%。
于是，利用本发明的方法，以乳状液的形式回收了霜状物中95%的芳香物。
实施例3将与实施例1相同的霜状物在同样的条件下加入到封闭室中。
形成了4厘米厚的霜状物层，它在升华期间的温度为-78.5℃，平均停留时间为13分。
油浴(由油和水的乳状液构成)的体积为0.8升，温度为30℃，油的平均停留时间为34分钟，供油速度为1.275千克/小时。
以1.423千克/小时的速度排出油水乳状液，芳香物输出量为17.6克/小时。乳状液中水含量为9.1%。
于是，利用本发明的方法，以乳状液的形式回收了霜状物中89%的芳香物。
此实施例说明了霜状物停留时间和霜状物层的厚度对芳香物回收的影响。
实施例4以1299克/小时的速度向封闭室中加入来自300千克/小时焙炒咖啡的霜状物。霜状物中含90.8%二氧化碳、7.7%冰和1.5%芳香物。因此，芳香物是以19.5克/小时的速度加入到封闭室中的。
形成了8厘米厚的霜状物层，它在升华期间的温度为-78.5℃，平均停留时间为20分。
油浴(由油和水的乳状液构成)的体积为0.8升，温度为30℃，油的平均停留时间为34分，供油速度为1.275千克/小时。
以1.393千克/小时的速度排出油水乳状液，芳香物输出量为18克/小时。乳状液中水含量为7.2%。
于是，利用本发明的方法，以乳状液的形式回收了霜状物中90%以上的芳香物。
比较实施例2、3和4可清楚地看出霜状物层厚度对芳香物回收的影响。
实施例5
以1963克/小时的速度向封闭室中加入来自300千克/小时焙炒咖啡的霜状物。霜状物中含88.3%二氧化碳、10.2%冰和1.5%芳香物。因此，芳香物是以29.5克/小时的速度加到封闭室中的。
形成了12厘米厚的霜状物层，它在升华期间的温度为-78.5℃，平均停留时间为20分。
油浴(由油和水的乳状液形成)的体积为0.8升，温度为30℃，油的平均停留时间为26分，供油速度为1.620千克/小时。
以1.848千克/小时的速度排出油水乳状液，芳香物输出量为28克/小时。乳状液中水含量为10.8%。
于是，利用本发明的方法，以乳状液的形式回收了霜状物中几乎95%的芳香物。
最后应该指出，在实施例2、3、4和5中，所用的量看来可能较小。更具体地说，由油和水形成的油浴的体积小于1升。但是，所考虑的数量是工业规模用量。假定从水中分离出的油用来增强可溶咖啡的风味，重要的是要记住，喷在咖啡粉上的油量小于咖啡粉重量的1%，一般小于0.5%。
如果以从2500千克/小时焙炒咖啡生产1000千克/小时可溶咖啡粉的生产线作为参考，并且希望油与咖啡粉之比为0.25%，则风味油的输出量应为2.5千克/小时。
因此可以看出，本发明能以很简单的方式、用很小的装置连续供应工业生产线所需数量的风味油。
权利要求
1.一种通过将富含咖啡芳香物的油掺加到可溶咖啡粉中来增强可溶咖啡粉风味的方法，该方法包括以下步骤(1)通过使充满咖啡芳香物和水的二氧化碳冷凝而产生霜状物；(2)将霜状物输送到含有一定量油的封闭室中，通过加入或排出油使油更新，这样封闭室中含有覆盖着霜状物床体的油浴；(3)使二氧化碳升华，使冰熔化，与油形成乳状液；(4)移出乳状液，将油与液态水分开。
2.权利要求1的方法，其中将封闭室中的油连续搅拌。
3.权利要求1的方法，其中根据加入到封闭室中的霜状物的量，调节熔化的冰和升华的二氧化碳的量。
4.权利要求1的方法，其中根据每单位时间熔化的冰的量，调节输入到封闭室内的油量。
5.上述权利要求中任一项的方法，其中排除与水分开的油，使水与第二种油接触，然后将第二种油掺加到可溶咖啡粉中。
6.实施上述权利要求中任一项的方法的装置，该装置包括其上部装有供应霜状物的装置(2)的封闭室(1);排放气态二氧化碳的排气口(3);安装在其下部的加入和排出油的装置(4，5);以及控制油浴(6)的温度、霜状物升华速度和冰熔化速度的装置(8)。
7.权利要求5的装置，其中在油浴(6)中装有搅拌器(10)。
8.权利要求6或7的装置，其中在靠近油浴(6)的上表面(S)处装有栅网(11)。
全文摘要
将充满咖啡芳香物及水的二氧化碳冷凝形成霜状物。然后将霜状物通过供料装置2输送到封闭室1中，封闭室中含有一定数量的油，通过管4和5加入和排出油将油更新。使二氧化碳升华，冰熔化，与油形成乳状液。排出乳状液，将油与水分开。富含咖啡芳香物的油用来掺加到可溶咖啡粉中。
文档编号A23F3/40GK1070803SQ9210899
公开日1993年4月14日 申请日期1992年8月3日 优先权日1991年8月7日
发明者P·科赫 申请人:雀巢制品公司