Brevet FR2077234A1 — publié le 19711022

Cette invention concerne une méthode améliorée de production d'un extrait de café destiné à un nouveau traitement afin d'obtenir un café soluble. Elle concerne plus particulièrement une nouvelle technique d'obtention d'un extrait de café dont les arômes distillés 5 par la vapeur d'eau se trouvent renforcés. Il existe de nombreux procédés des techniques antérieures qui décrivent les diverses techniques d'entraînement à la vapeur d'eau du café grillé et moulu afin d'obtenir une fraction de café à arôme distillé par la vapeur, qui peut être utilisée pour 10 renforcer l'arôme et le goût de l'extrait de café. Les procédés des techniques antérieures comprenaient l'entraînement à la vapeur d'eau à la pression atmosphérique, sous le vide et à des pressions élevées. Les méthodes mises au point jusqu'ici ont un point de commun : les produits aromatiques sont entraînés par la vapeur 15 d'eau vers un système de condensation extérieur. Dans les condenseurs extérieurs, les vapeurs d'eau et les constituants aromatiques désirés sont condensés, recueillis, stockés pendant de courts laps de temps à des températures froides, puis renvoyés dans l'extrait avant séchage. Le produit condensé peut être soumis ou 20 non à un procédé de fractionnement avant stockage. Ces méthodes des techniques antérieures nécessitaient des systèmes de condensation et de recueil complexes, fabriqués à partir de matériaux de construction spéciaux pour empêcher la dégradation rapide des constituants aromatiques. Elles nécessitaient 25 également un stockage à des températures nettement au-dessous de la température ambiante pour éviter une dégradation rapide. En dépit des techniques de fonctionnement spéciales conçues pour protéger les produits aromatiques, on a constaté que, sous une forme très concentrée, les constituants aromatiques commencent à 30 réagir pendant le stockage, exerçant ainsi une influence défavorable sur la qualité et la stabilité du produit final, lorsqu'on les rajoute à un extrait de café. On a découvert qu'on peut améliorer de façon marquée certains procédés des techniques antérieures permettant d'obtenir 35 des arômes distillés par la vapeur d'eau, en condensant et en recueillant les produits aromatiques dans le même récipient où l'on effectue l'entraînement à la vapeur d'eau. Le procédé de cette invention est utile dans les procédés de techniques antérieures dans lesquels on maintient le café grillé et moulu à 40 des températures élevées et à des pressions élevées dans un 71 ô1770 2 2077234 récipient fermé hermétiquement,; avant la mise à l'air libre et le recueil des produits aromatiques désirés. Ce procédé est décrit dans ia'demandé de Brevet française N° 70/29303 déposée le 7 Août 1970. • . • 5 Selon là présente invention il est fourni un procédé d'extrac tion' du café, dans lequel on fait passer de la vapeur d'eau dans un récipient contenant du café grillé et moulu à teneur en humidité de 1 à 40 %, en poids, pour porter.le café à une température de 100° C à 177° C et chasser les gaz par une soupape de respiration, 10 on ferme la soupape de respiration après expulsion des gaz et on admet de la vapeur d'eau jusqu'à ce qu'on ait atteint une pression de 0,068 à 6,8 atmosphères et jusqu'à ce que le. café soit à une température au moins équivalente à la température de la vapeur d'eau saturée sous cette pression, on arrête l'entraînement à la 15 vapeur d'eaù et on maintient le récipient fermé hermétiquement pendant 15 secondes à 10 minutes, on admet le milieu d'extraction à une température de 10° C à 88° C pour refroidir le café et l'amener à une température inférieure à 93° C et extraire le café, on retire ledit extrait. 20 Ainsi, dans la mise en oeuvre du procédé, on place dans un récipient du café grillé et moulu et on l'entraîne à la vapeur d'eau - vapeur d'eau qu'on admet dans le récipient jusqu'à ce que les gaz du récipient aient été déplacés et jusqu'à ce que la température du café ait été portée à au moins.100° C, et par 25 exemple à 102° C et au-delà. On ferme alors la soupape de respiration du récipient et on introduit un complément de vapeur d'eau pour élever la pression dans le récipient à la valeur voulue, généralement comprise entre 0,068 et 6,8 atmosphères. A ce moment, on arrête l'écoulement de vapëur et on isole le récipient et on 30 ls maintient sous pression pendant environ 15 secondes à lo minutes selon les conditions de fonctionnement spécifiques. Dans les procédés des techniques antérieures, on ouvrait alors une soupape dé respiration et on laissait s'échapper du récipient pressurisé'une combinaison de vapeur d'eau et de 35 produits volatils aromatiques, et on les recueillait dans un système de condensation extérieur. Dans le procédé de cette invention, on introduit un milieu d'extraction dans le récipient isolé. Le milieu d'extraction se condense et dissout les produits aromatiques formés, tout en extrayant en même temps les matières 40 solides solublesdu café grillé et moulu. De cette manière, on BAD ORIGtNAU 71 01770 3 2077234 obtient un extrait de café dont l'arôme est renforcé par les constituants aromatiques distillés par la vapeur d'eau, et sans avoir recours à aucun système de condensation extérieur, système de stockage ou système d'addition complémentaire. Les produits 5 aromatiques se trouvent également dispersés de façon uniforme dans tout l'extrait sans jamais venir en contact les uns avec les autres sous une forme liquide concentrée, ce qui évite ainsi en grande partie la dégradation qu'on croit être due au contact de ces constituants hautement réactifs. 10 Le milieu d'extraction peut être l'eau. Toutefois, un milieu d'extraction préféré est l'extrait de café obtenu du second étage d'un système de percolation industriel. Ainsi un mode de réalisation préféré de cette invention consiste à utiliser une colonne de percolation comme récipient dans lequel on entraîne à la 15 vapeur le café grillé et moulu, puis à placer ce récipient sur le circuit comme premier étage d'une installation de percolation industrielle. Dans la demande de Brevet française N° 70/29303 précédemment mentionnée, on décrit tin système unique en son genre permettant 20 d'obtenir des constituants aromatiques désirables distillés par la vapeur à partir du café grillé et moulu. Les conditions de traitement cruciales définies ici - jusqu'au moment où on laisse les produits aromatiques s'échapper du récipient - sont également cruciales dans le procédé de cette invention. Toutefois, la 25 méthode tonique en son genre qui permet de recueillir les produits volatils aromatiques par le procédé de cette invention permet une gamme beaucoup plus large des conditions de fonctionnement, d'où il résulte des conditions préférées nouvellement identifiées. Ainsi on a constaté que la teneur en humidité du café grillé doit 30 être comprise entre 1 et 40 % du poids du café, avant l'opération d'entraînement de la vapeur d'eau, et qu'une teneur en humidité préférée est comprise entre 7 et 25 %. On charge dans un récipient pressurisé du café ayant la teneur en humidité voulue et on l'y chauffe en faisant passer de 35 la vapeur d'eau dans le récipient. On chauffe le café à une température supérieure à 100° C, et de préférence à une température comprise entre 116 et 177° C. Lorsque les gaz ont été déplacés et qu'on a obtenu une température prédéterminée, on ferme la soupape de respiration et on augmente la pression dans le récipient 40 jusqu'à une pression supérieure à la pression atmosphérique en 4 2077234 71 01770 continuant à faire s'écouler la vapeur dans le récipient. Lorsque la pression s'est accrue et a atteint un niveau préchoisi, généralement compris entre 0,068 et 6,8 atmosphères, on isole le récipient en arrêtant l'admission de vapeur. Une gamme de pressions 5 préférées est comprise entre 0,068 et 1,36 atmosphère. Afin d'éviter la dégradation inutile du café grillé et moulu, on a constaté que le facteur temps est un facteur très important dans le procédé de cette invention. Bien qu'on ait utilisé jusqu'à 20 minutes dans l'étape de préchauffage, il est 10 souhaitable d'effectuer le préchauffage en moins de 5 minutes et de préférence entre environ 1 et 2 minutes. La durée de chauffage varie selon les dimensions et la forme du récipient pressurisé ainsi que selon la quantité de café contenue dans le récipient. On peut contrôler dans une certaine mesure le facteur temps en 15 utilisant de la vapeur sous une pression suffisamment élevée pour obtenir l'effet de chauffage désiré dans vin temps spécifié. On préfère utiliser de la vapeur sous une pression de 3,4 à 6,8 atmosphères de façon à réduire au minimum la durée d'entraînement à la vapeur d'eau. 20 Le temps de séjour dans le récipient pressurisé est également crucial. On a constaté qu'une limite supérieure de dix minutes est essentielle pour éviter une dégradation importante de l'arôme de base du café grillé. Si les durées sont inférieures à 15 secondes, en a constaté qu'on n'obtient pas une quantité et une qualité 25 souhaitées de produits volatils aromatiques. Lorsqu'on, maintient le café à une pression de 0,68 à 1,36 atmosphère, on préfère une durée de séjour de 2 à 4 minutes. Pour des pressions plus élevées, la durée de séjour doit être abaissée à moins de 2 minutes. Après avoir achevé l'opération d'entraînement à la vapeur 30 d'eau, on introduit un milieu d'extraction dans le récipient isolé. La température de ce milieu d'extraction doit être suffisamment basse pour refroidir le café grillé et l'amener à une température inférieure à 93° C et pour condenser les vapeurs d'eau et les constituants aromatiques contenus dans le récipient pressurisé. 35 Ainsi on a constaté que le milieu d'extraction doit être à une température de 10° à SI° C au maximum. On préfère utiliser une température du milieu d'extraction de 77° C au maximum et refroidir le café à une température inférieure à 82° C. C'est un mode de réalisation préféré de cette invention 40 d'utiliser un extrait de café provenant du second étage d'une BAD ORIGINAL 71 01770 5 2077234 installation de percolation industrielle comme milieu d'extraction et d'utiliser une colonne de percolation comme récipient dans lequel on effectue l'opération d'entraînement à la vapeur d'eau. Dans une opération de percolation industrielle, on extrait du 5 café grillé et moulu dans un ensemble de colonnes de percolation qui sont généralement constituées par 6 à 8 colonnes. Le procédé de percolation est une opération semi-continue à contre-courant. L'eau s'écoule dans les colonnes depuis la colonne qui contient le plus de café extrait jusqu'à la colonne qui contient du café grillé 10 et moulu qui vient d'être chargé. On soutire l'extrait de café de cette matière fraîche (étage de matière fraîche) et à la fin du soutirage on place dans le circuit une nouvelle colonne contenant du café venant d'être chargé. Tandis qu'on remplit l'étage de matière fraîche avec l'extrait provenant de la colonne contenant le 15 café qui a été chargé le plus récemment après le premier (second étage), on vide le café dans la colonne contenant la matière la plus extraite et on la recharge avec du café grillé qui vient d'être moulu. De cette manière, à la fin de chaque cycle de soutirage de l'extrait, une colonne qui vient d'être chargée est 20 prête à être placée dans le circuit comme nouvel étage de matière fraîche. Dans le procédé de cette invention, le nouvel étage de matière fraîche contiendrait le café grillé et moulu qui a été soumis à un entraînement à la vapeur d'eau et qui a été maintenu sous 25 pression pendant un laps de temps spécifié. Dans une opération de percolation standard, l'écoulement de l'extrait dans les colonnes se fait de la base de la colonne de percolation jusqu'au sommet de la colonne. On peut utiliser dans le procédé de cette invention un écoulement d'extrait dans le sens normal. 30 On a constaté qu'une technique préférée dans la mise en oeuvre du procédé de cette invention consiste à faire passer l'extrait dans la colonne du haut en bas, tout au moins pendant le remplissage de la colonne. En utilisant cette technique d'écoulement vers le bas, on a constaté que l'extrait entre en contact plus 35 intime avec des surfaces plus grandes du café grillé, lorsqu'on remplit la colonne, et qu'ainsi l'extrait absorbe de façon plus uniforme les produits aromatiques qui se sont formés. Le récipient pressurisé n'est pas mis à l'air libre lorsque le liquide est introduit dans la colonne. De cette manière la pression 40 dans la colonne est réellement détendue par la condensation des BAD ORIGINAL 71 01770 6 2077234 vapeurs à mesure que le milieu d'extraction se refroidit, se condense et absorbe les-vapeurs d'eau et de produits aromatiques présentes dans le récipient isolé. On a constaté dans certains exemples qu'il est difficile d'opérer une détente complète dans 5 le récipient'par ce moyen. Ainsi, lorsqu'on a rempli le récipient et qu'on a soutiré l'extrait de la colonne, quelques gaz non condensés peuvent tendre à s'échapper. Dans le procédé de l'extraction normale, l'extrait soutiré d'une colonne de percolation traverse un réfrigérant et est recueilli dans un réservoir de 10 grandes dimensions. On a constaté que si on maintient dans ce réservoir de grandes dimensions une faible quantité d'extrait lorsqu'on commencé à soutirer l'extrait de la colonne de percolation, des vapeurs qui s'échappent tendent à être recueillies et condensées par cet extrait dans le réservoir de soutirage. Lors-15 qu'on remplit la colonne de percolation par le milieu d'extraction, on préfère maintenir une contre-pression sur le réfrigérant afin d'empêcher l'échappement des vapeurs du percolateur. On a constaté que des contre-pressions de-6,8 atmosphères et même plus sont satisfaisantes, une pression préférée est comprise entre 3,4 et 20 6,8 atmosphères. Grâce au procédé de cette invention, on obtient un extrait aromatisé dans lequel les constituants aromatiques sont dispersés de façon uniforme dans tout le lot de l'extrait. On peut alors soumettre l'extrait à un traitement ultérieur pour obtenir une 25 poudre sècli^ généré.iement appelée café soluble. Une technique préférée consiste à congeler l'extrait aromatisé et à lyophiliser l'extrait congelé. Pour mieux décrire le procédé de cette invention, on fait appel aux Exemples suivants : 30 EXEMPLE I On place dans une colonne de verre de 5 cm de diamètre sur 89 cm de long, 400 grammes de café grillé et moulu à teneur d'humidité de 10 %. On introduit de la vapeur vive à une pression de 0,2 atmosphère au bas de la colonne et on la laisse s'écouler 35 dans la colonne jusqu'à ce que les gaz de la colonne aient été déplacés et que-la température du café ait atteint 102° C. On isole alors la colonne et on la maintient à une pression de 0,13 atmosphère pendant cinq minutes. Le temps total qui s'est écoulé pendant l'opération de chauffage et pendant le séjour de la vapeur 40 était de 20 minutes. On ajoutait alors 500 ml d'eau à 93° C au BAD ORIGINAL 71 01770 7 2077234 sommet de la colonne et on les laissait remplir la colonne et condenser les vapeurs et constituants aromatiques. Lorsque la colonne était remplie, on ouvrait une soupape inférieure et on soutirait l'extrait au bas de la colonne. On obtenait ainsi un 5 extrait de café contenant 15 % de matières solides en poids. On a constaté que l'extrait était renforcé par les constituants aromatiques formés au cours de l'opération d'entraînement à la vapeur d'eau. Bien que la qualité de cet extrait ne fut pas aussi bonne que celle obtenue dans les conditions préférées du 10 procédé da cette invention, cette expérience démontrait que le procédé de cette invention était en effet applicable comme moyen de recueil des produits volatils aromatiques formés au cours d'une opération d'entraînement à la vapeur d'eau. EXEMPLE II 15 On chargeait une colonne isolée en acier inoxydable (20,3 cm de diamètre sur 4,2 m de long) avec 47,6 kg de grains de café grillé et moulu ayant une teneur en humidité de 20 %, la colonne ayant été préchauffée à une température de 177° C. On introduisait de la vapeur à 2,7 atmosphères &u bas de la colonne pour chauffer 20 les grains de café et chasser l'air par un tuyau de mi^e à l'air libre au sommet de la colonne. Après une minute et demie, les gaz sortant des tuyaux de mise à l'air libre avaient atteint une température d'environ 116° C et on fermait la soupape de respiration. on élevait la pression dans la colonne et on la portait à 25 2 atmosphères en continuant à alimenter la colonne à vapeur pendant environ une minute, on isolait alors la colonne en fermant la canalisation de vapeur et on maintenait le café sous pression pendant deux minutes. On introduisait l'extrait obtenu du second étage d'une installation de percolation industrielle,au bas de 30 la colonne à une température de 80° C. Lorsque la colonne était remplie, on soutirait l'extrait au sommet de la colonne pour obtenir ce qui représenterait un rendement normal si cette colonne était l'étage de matière fraîche d'une installation de percolation industrielle, on maintenait le réfrigérant sous une pression de 35 5 atmosphères pendant qu'on remplissait la colonne de percolation et l'extrait soutiré servait à accroître le rendement du procédé de cette invention et à emprisonner un pourcentage plus important des produits volatils aromatiques formés. On constatait que l'extrait ainsi obtenu contenait des 40 constituants aromatiques désirables qui n'étaient pas présents 71 01770 8 2077234 dans l'extrait obtenu à partir d'une installation de percolation industrielle en utilisant le même mélange de café, ces caractéristiques aromatiques souhaitables donnaient un extrait nettement supérieur à l'extrait obtenu avec un percolateur standard. 5 EXEMPLE III On reproduisait l'Exemple n, mais on introduisait l'extrait dans la colonne au sommet de la colonne et on le laissait s'écouler vers le bas dans la colonne. On constatait que les caractéristiques aromatiques désirées étaient encore accrues lorsqu'on utilisait 10 tin écoulement vers le bas, si on comparait le nouvel extrait à l'extrait obtenu dans l'Exemple il. Les Exemples précédents n'ont été donnés qu'à titre d'illustration. Le procédé de cette invention n'est limité que par les revendications annexées. 71 01770 9 2077234 REVENDICATI ONS 1. Un procédé d'extraction du café, dans lequel on entraîne à la vapeur d'eau du café grillé et moulu, dans un récipient, puis on l'extrait, caractérisé par le fait qu'on fait passer de la vapeur d'eau dans un récipient contenant du café à teneur en 5 humidité de 1 à 40 % en poids, pour porter le café à une température de 100° C à 177° C et chasser les gaz par une soupape de respiration, qu'on ferme la soupape de respiration après expulsion des gaz et qu'on admet de la vapeur d'eau jusqu'à ce qu'on ait atteint une pression de 0, 068 à 6,8 atmosphères et jusqu'à ce 10 que le café soit à une température au moins équivalente à la température de la vapeur d'eau saturée sous cette pression, qu'on arrête l'entraînement à la vapeur d'eau et qu'on maintient le récipient fermé hermétiquement pendant 15 secondes à lo minutes, qu'on admet le milieu d'extraction à une température de 10° C à 15 88° C pour refroidir le café à moins de 93° C et extraire le café, et qu'on retire ledit extrait. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le récipient est une colonne de percolation et que le milieu d'extraction est un extrait provenant d'un second étage. 20 3. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le milieu d'extraction est à une température de moins de 77° C et qu'on refroidit le café grillé à une température inférieure à 82° C. 4. Un procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé 25 par le fait que la pression dans la colonne de percolation isolée est de 0,68 à 1,36 atmosphère et qu'on maintient le récipient hermétiquement fermé pendant 2 à 4 minutes. 5. Un procédé selon la revendication 2 ou selon les revendications 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que l'extrait soutiré 30 de la colonne de percolation traverse réfrigérant et qu'on maintient une contre-pression sur le réfrigérant pendant qu'on soutire l'extrait, ladite contre-pression empêchant l'échappement des produits volatils de la colonne de percolation, ladite contre-pression étant d'au moins 0,68 atmosphère. 35 6. Un procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la contre-pression est de 3,4 à 6,8 atmosphères. 7. Un procédé selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé par le fait que la teneur en humidité du café avant entraînement à la vapeur d'eau est de 7 à 25 %