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Title:
SOLUBLE COFFEE WITH INCORPORATION OF POWDERED COFFEE AND METHODS FOR THE PRODUCTION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/098477
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a soluble coffee with improved aroma, fragrance and taste compared to a conventional soluble coffee, as a result of the incorporation of powdered coffee by means of the continuous supply of same during the drying of a coffee extract. The invention also relates to the product produced by said method, corresponding to instant coffee with powdered coffee, preferably formulated with the incorporation of additives, in a powdered and/or also agglomerated form.

Inventors:
RÍOS PÉREZ, Luis Fernando (Calle 8 Sur # 50 – 67, Medellin, CO)
LONDOÑO ZAPATA, Viviana (Calle 8 Sur # 50 – 67, Medellin, CO)
NARANJO CANO, Mauricio (Calle 8 Sur # 50 – 67, Medellin, CO)
PÉREZ, Jorge Eduardo (Calle 8 Sur # 50 – 67, Medellin, CO)
Application Number:
IB2016/057513
Publication Date:
June 15, 2017
Filing Date:
December 09, 2016
Export Citation:
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Assignee:
INDUSTRIA COLOMBIANA DE CAFÉ S.A.S (Calle 8 Sur # 50 – 67, Medellin, CO)
International Classes:
A23F5/00; A23F5/10; A23F5/40
Domestic Patent References:
WO1991018517A11991-12-12
Foreign References:
EP2676549A22013-12-25
JP2015033351A2015-02-19
GB1564094A1980-04-02
EP0928561A11999-07-14
GB2022394B1982-09-29
US3652292A1972-03-28
Other References:
MONORAGÓN, R. ET AL.: "El proceso de secado por atomizaciôn: formaciôn de gránulos y cinética de secado de gotas.", BOLETIN DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA DE CERÁMICA Y VIDRIO., vol. 52, no. 4, 2013, pages 159 - 168, XP055389524
Attorney, Agent or Firm:
COLARTE, Carlos R. (Carrera 5 No. 34-03, La Merced, Bogotá, CO)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1 . Método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado, que comprende las etapas de:

a) proporcionar extracto de café;

b) proporcionar café pulverizado;

c) someter el extracto de café a un proceso de secado;

d) incorporar el café pulverizado al extracto de café durante el proceso de secado.

e) recuperar el producto de café soluble con café pulverizado incorporado.

2. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con la Reivindicación 1 , donde el secado de la etapa c) se realiza por atomización.

3. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con la Reivindicación 2, donde la incorporación de la etapa d) se realiza a la salida de las toberas ó boquillas de aspersión del secador.

4. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con las Reivindicaciones 1 a 3, donde una parte de café pulverizado se mezcla con el extracto de café antes del secado y la parte restante de café pulverizado se incorpora durante el proceso de secado de la etapa c).

5. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con las Reivindicaciones 1 a 4, donde la incorporación de café pulverizado se realiza por microdosificación.

6. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con las Reivindicaciones 1 a 5, donde se agregan aditivos al extracto de café antes de proceso de secado.

7. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con las Reivindicaciones 1 a 6, donde el producto de la etapa e) es adicionalmente aglomerado.

8. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con la Reivindicación 7, donde una parte de café pulverizado es adicionado durante el proceso de aglomerado.

9. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con las Reivindicaciones 7 u 8, donde el producto aglomerado es combinado con aditivos.

10. El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con las Reivindicaciones 7 a 9, donde la aglomeración se realiza por atomización de vapor sobre las partículas de café soluble.

1 1 . El método para preparar café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con las Reivindicaciones 6 o 9, donde la adición de aditivos se realiza por atomización.

12. Un producto de café soluble que incorpora café pulverizado, fabricado por el método de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5.

13. Un producto de café soluble que incorpora café pulverizado que contiene aditivos, fabricado por el método de la Reivindicación 6.

14. El producto de café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 12 y 13, aglomerado según las Reivindicaciones 7 o 10.

15. El producto aglomerado de café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con la Reivindicación 8.

16. El producto aglomerado de café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con la Reivindicación 15, que además contiene aditivos según cualquiera de las Reivindicaciones 9 y 1 1 .

17. El producto aglomerado de café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 13 a 15, donde los aditivos se seleccionan del grupo que comprende aceites de café, sabores naturales y/o artificiales sólidos, acuosos y/u oleosos, aromas naturales líquidos o sólidos de café, antioxidantes, minerales, fibras, omegas, vitaminas y especias.

18. El producto aglomerado de café soluble que incorpora café pulverizado de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 12 a 17, donde el café se selecciona del grupo variedades de café verde robusta, arábiga, híbridos y/o mezclas de éstas.

Description:
CAFÉ SOLUBLE CON INCORPORACIÓN DE CAFÉ PULVERIZADO Y PROCESOS PARA SU FABRICACIÓN

La presente invención está relacionada con un proceso de obtención de un café soluble con aroma, fragancia y sabor superior a un café soluble convencional.

En particular, la invención se encuentra relacionada con el proceso de microdosificación de café pulverizado por alimentación continua durante la operación de secado de un extracto de café. Adicionalmente, la presente invención también se refiere al producto obtenido por dicho proceso, correspondiente al café instantáneo con café pulverizado, preferiblemente formulado con incorporación de aditivos, en polvo y/o además aglomerado.

ANTECEDENTES

La percolación o extracción de soluble, consiste en pasar un flujo de líquido, como por ejemplo agua a alta temperatura, por medio de presión entre 8- 12 bares, desde la parte superior de un extractor o tanque de almacenamiento de café tostado y molido, previamente obtenido en la tostión de café verde, el cual representa la fase sólida a separar.

La combinación de la temperatura de alimentación del agua y la presión sometida en el sistema, produce el desplazamiento de las partículas de aire e inicia el proceso de percolación, generando un líquido efluente, en este caso correspondiente a extracto de café, el cual es una mezcla de agua y sólidos solubles de café, que se extrae hasta que alcanza su concentración máxima y/o deseada.

En este punto se retira toda la fracción efluente de extracto de café, la cual combina la parte aromática con la fracción más agotada. El sólido remanente del proceso es separado y desechado o utilizado en otros procesos, y el líquido efluente o extracto de café, es concentrado mediante procesos de evaporación y/ó crioconcentración, secado y aglomerado.

Otro método de percolación es conocido como extracción partida, donde las primeras fracciones que se retiran son las "cabezas", que corresponden a la primera parte más aromática; y posteriormente se separan las "colas", que corresponden a la fracción de extracto más agotado; ambas fracciones se pueden o no mezclar para posteriormente, ser concentradas mediante procesos de evaporación y/ó crioconcentración, secado y aglomerado.

El proceso de secado por atomización (Spray Drying - SD) es un proceso comúnmente utilizado a nivel industrial, por ejemplo, en la producción de alimentos, producción de productos farmacéuticos y productos químicos, entre otros.

En la industria de alimentos, específicamente en la industria de producción de café soluble o instantáneo, el proceso de SD se utiliza para transformar un extracto líquido de café en un polvo fino de café instantáneo soluble con propiedades fisicoquímicas (tales como color, densidad, humedad) determinadas. El fin principal de la operación de SD es la conservación del alimento.

En particular, el secado por atomización es la deshidratación del extracto líquido de café, donde se obtiene como resultado un polvo de sólidos solubles de café. El proceso en específico consiste en tomar un extracto de café (mezcla de agua y sólidos solubles de café) con concentraciones que pueden estar entre 25 - 60°Brix y atomizarlo a alta presión (0-30 bares) a través de boquillas de aspersión ó toberas ó boquillas de aspersión en el interior de una cámara de secado con flujo descendente. Dicha atomización a alta presión produce una corriente de pequeñas gotas líquidas, cuyo tamaño varía y puede ser modificado de acuerdo con la combinación de concentración del extracto, presión de atomización y geometría de las toberas ó boquillas de aspersión utilizadas. Ésta corriente de gotas se pone en contacto directo con una corriente de aire caliente a alta temperatura (90 - 130°C) la cual, por medio de transferencia de calor, genera la deshidratación de la gota, resultando una partícula semiesférica y/ó esférica de café soluble con un porcentaje de humedad final (en peso) que generalmente está por debajo del 5%.

El aire de proceso que se utiliza para el secado, es retirado al ambiente desde la cámara de secado. Debido a que durante el secado se producen partículas de diferentes tamaños, algunas de las partículas de menor tamaño y peso son arrastradas por dicho sistema de transporte neumático. Con el fin aumentar la eficiencia del equipo y evitar pérdidas de producto y contaminación al ambiente, el sistema de transporte neumático utiliza ciclones para separar las partículas de café del aire. Estas partículas son retiradas por la parte inferior del ciclón y a su vez son entregadas a una corriente de aire a temperatura ambiente que las transporta nuevamente al punto de atomización (corriente de finos).

De otra parte, en la industria de alimentos, específicamente en la industria de producción de café, también se conoce la operación de molienda de café tostado, en la cual se pueden obtener diversos tamaños de partícula para realizar la aplicación del mismo, entre los cuales se conocen: el café tostado y molido, con tamaño de partícula entre 300-600 μηι, y el café pulverizado que tiene un menor tamaño de partícula, aproximadamente entre 50-300 μηι.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un proceso de obtención de café soluble con aromas, fragancias y sabor superiores a las de un café soluble convencional.

Posterior a operaciones usuales de tostado de café verde, el café se extrae mediante operaciones de percolado y se concentra en fase líquida, una corriente de esta fase se mezcla con otra parte de café pulverizado, para producir café en polvo con incorporación de café pulverizado por microdosificación. Por lo tanto, el proceso de la presente invención para producir café soluble, involucra la microdosificación de café pulverizado durante la operación de secado de un extracto de café, mediante la implementación de un sistema de mezclas de corrientes en tres fases: gas/liquido/sólido, utilizando altas presiones (0 - 30 bares) como medio de homogenización e integración de fases. El alcance de esta invención incluye la elaboración de café instantáneo en polvo y/o además aglomerado.

Otro aspecto de la invención incluye el café instantáneo con incorporación de café pulverizado con adición de aceites de café, sabores naturales y/o artificiales sólidos, acuosos y/u oleosos, aromas naturales líquidos o sólidos de café, ingredientes funcionales como antioxidantes, minerales, fibras, omegas, vitaminas y especias, y otros aditivos, previamente en una preparación de extracto de café y/ó en el proceso de microdosificación.

En una modalidad preferida de la invención el extracto de café líquido, es obtenido a partir de café tostado y molido, obtenido de variedad de café verde robusta, arábiga, híbridos y/ó mezclas de estas variedades, y el café pulverizado y microdosificado, es obtenido a partir de café tostado y molido, obtenido de variedad de café verde robusta, arábiga, híbridos y/ó mezclas de estas variedades.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1 : enseña un diagrama de proceso que ilustra un método de obtención de Café soluble (P1 ), en el que se adicionan aditivos al extracto de café y se incorpora café tostado pulverizado directamente en la etapa de secado del extracto con aire.

Figura 2: enseña un diagrama de proceso que ilustra un método de obtención de Café soluble (P2), en el que se adicionan aditivos al extracto de café, con incorporación de una parte de café tostado pulverizado directamente en el extracto, previo al secado, y otra parte de café tostado pulverizado durante la etapa de secado.

Figura 3: enseña un diagrama de proceso que ilustra un método de obtención de Café soluble P1 , igual que en la Figura 1 , el cual posteriormente se aglomera con el fin de obtener el producto P3 y donde se incluyen aditivos combinados previamente con el extracto de café.

Figura 4: enseña un diagrama de proceso que ilustra un método de obtención de Café soluble (P2), igual que en la Figura 2, el cual se aglomera para obtener P4, que es asperjado o rociado con otros aditivos y posteriormente empacado para obtener P5.

Figura 5: enseña un diagrama de proceso que ilustra un método de obtención de Café soluble (P2), igual que en la Figura 2, con incorporación de aditivos en el extracto de café, incorporando café tostado pulverizado directamente en la etapa de secado y también previamente en el extracto de café, donde además una porción adicional de café tostado pulverizado se adiciona durante la aglomeración de P2, con el fin de obtener P6, que es asperjado con otros aditivos y posteriormente empacado para obtener P7.

Figura 6: enseña un sistema de dosificación de café molido pulverizado. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El proceso de la invención para la incorporación de café pulverizado por microdosificación durante la operación de secado de un extracto de café, comprende la alimentación o dosificación de manera controlada de una cantidad específica de café pulverizado a una corriente líquida de extracto de café, aire, finos de recirculación y café pulverizado. Dicha alimentación se realiza por medio de un sistema de microdosificación, el cual controla la cantidad de kilos entregados a la corriente de aire de transporte, en función de la tasa de producción (kg/h) del secador y del porcentaje de café tostado pulverizado deseado en el producto final. La microdosificación se realiza desde un tanque o depósito de café pulverizado, el cual puede incluir una atmósfera modificada con un gas y/o mezcla de gases inertes (para proteger el café tostado pulverizado de la oxidación), que además comprende un sistema de pesaje y otro de entrega de café a una corriente de alimentación del secador.

El sistema de alimentación de café tostado pulverizado al secador, se encarga de transportar el café desde el tanque o depósito hasta la corriente de aire a un determinado caudal (kg/h) uniforme. De esta forma se pueden obtener cafés con diferentes porcentajes de incorporación de café tostado pulverizado (% peso), ya que variando el caudal del sistema de entrega, se ingresará café tostado pulverizado en mayor o menor proporción.

El café tostado pulverizado es transportado por la corriente de aire hasta el punto de atomización, donde al entrar en contacto con la corriente de aire, las gotas de la corriente líquida del extracto de café que salen de las toberas ó boquillas de aspersión del secado y la corriente de finos proveniente de la recirculación del sistema de ciclones, adhiérelos entre sí para formar una partícula combinada, entre café soluble y café tostado pulverizado, el cual continúa su trayecto a través de la cámara de secado, para terminar su recorrido por la salida de producto terminado.

Finalmente, el proceso de aglomeración de café soluble corresponde al procesamiento de las partículas combinadas de café soluble y café pulverizado, obtenido en el proceso de secado en forma de polvo uniforme; sobre las cuales, por medio de la humidificación se genera una tensión superficial que contribuye a la unión de varias partículas finas a otras de mayor tamaño, generando de esta forma un producto amorfo que posteriormente se calienta y enfría en un lecho fluidizado para dar lugar a su acabado final.

De acuerdo con lo anterior, es claro que una persona medianamente versada en la materia puede, utilizar la presente invención en toda su extensión, usando la descripción precedente. Los siguientes ejemplos, por lo tanto, deben interpretarse como meramente ilustrativos.

EJEMPLO 1 :

Se cuenta con un tanque de almacenamiento (500 a 10.000L) de extracto café, elaborado a partir de café variedad arábiga o robusta, híbridos y/o mezclas de estas variedades, con una concentración entre 25 - 50% Kg Sólidos solubles, almacenado durante (0-24 horas), el cual es secado por aspersión.

También se cuenta con café pulverizado, con un tamaño de partícula entre (50- 300μηι), almacenado en un tanque con atmosfera modificada para evitar el deterioro del café por oxidación. El café pulverizado se mezcla con el café líquido justamente a la salida de las toberas ó boquillas de aspersión del secador, donde el sistema no es ni sólido, ni líquido, sino que se encuentra en una mezcla de tres fases, la cual por acción del aire caliente que ingresa por la parte superior del secado, a una temperatura del aire entre (200 - 250) °C, se integra en una sola partícula.

El café obtenido (P1 ) sale con una humedad entre 0 y 5%, más específicamente entre 0 y 3,0%; la densidad del producto obtenido se encuentra entre 100 y 600g/L, más específicamente entre 150 y 450 g/L; el color se encuentra entre 10 y 50 luminosidad (L * ), más específicamente entre 15 y 35L * ; y el % de café tostado pulverizado está en un rango del 4 al 20%, más específicamente entre 6 y 12%.

EJEMPLO 2:

El producto del Ejemplo 1 se aglomera por medio de atomización de vapor sobre las partículas de café soluble con el fin de agrupar las mismas para obtener el producto P3, y previo a su empaque en formatos flexibles, de vidrio, latas y PET, se adicionan sabores naturales y/o artificiales sólidos, acuosos y/u oleosos, aromas naturales líquidos o sólidos de café, ingredientes funcionales como antioxidantes, minerales, fibras, omegas, vitaminas y especias, para resaltar sus atributos por medio de aplicación directa en el extracto de café o aspersión por atomización.

EJEMPLO 3:

El producto del Ejemplo 1 , se aglomera de la misma manera como se describió en el Ejemplo 2, con la variación de adición de café pulverizado en el punto justo donde se realiza la atomización de vapor para el proceso de aglomeración, generando de esta forma una mezcla de café pulverizado, vapor y partículas de café soluble. Posteriormente se realiza el empaque del producto en formatos flexibles, de vidrio, latas y PET se adicionan sabores naturales y/o artificiales sólidos, acuosos y/u oleosos, aromas naturales líquidos o sólidos de café, ingredientes funcionales como antioxidantes, minerales, fibras, omegas, vitaminas y especias, para resaltar sus atributos. El producto final se empaca con atmosfera modificada (con un porcentaje de oxígeno en el empaque inferior entre 0 - 15% para la conservación del producto final).

EJEMPLO 4:

Se cuenta con un tanque de almacenamiento (500 a 1 0.000L) de extracto de café, elaborado a partir de café variedad arábiga o robusta, híbridos y/o mezclas de estas variedades, con una concentración entre (10-60)% Kg de Sólidos solubles, almacenado durante (0-48 horas), el cual es secado por aspersión.

También se cuenta con café pulverizado, con un tamaño de partícula entre (45- 350μηι), almacenado en un tanque con atmosfera modificada para evitar el deterioro del café por oxidación. El café pulverizado se mezcla con el café líquido justamente a la salida de las toberas ó boquillas de aspersión del secador, donde el sistema no es ni sólido, ni líquido, sino que se encuentra en una mezcla de tres fases, la cual por acción del aire caliente que ingresa por la parte superior del secado, a una temperatura del aire entre (190- 240 °C) °C, se integra en una sola partícula. El café obtenido (P1 ) sale con una humedad entre 0 y 5%, más específicamente entre 0 y 3,0%; la densidad del producto obtenido se encuentra entre 100 y 600g/L, más específicamente entre 150 y 450 g/L; el color se encuentra entre 10 y 50L * , más específicamente entre 15 y 35L * ; y el % de café tostado pulverizado está en un rango del 5 al 50%, más específicamente entre 6 y 12%.

EJEMPLO 5:

Se cuenta con un tanque de almacenamiento (500 a 10.000L) de extracto de café, elaborado a partir de café variedad arábiga o robusta, híbridos y/o mezclas de estas variedades, con una concentración entre (25 - 50)% Kg Sólidos solubles, almacenado durante (0-24 horas), el cual es secado por aspersión.

También se cuenta con café pulverizado, con un tamaño de partícula entre (50- 300μηι), almacenado en un tanque con atmosfera modificada para evitar el deterioro del café por oxidación. El café pulverizado se mezcla con el café líquido justamente a la salida de las toberas ó boquillas de aspersión del secador, donde el sistema no es ni sólido, ni líquido, sino que se encuentra en una mezcla de tres fases, la cual por acción del aire caliente que ingresa por la parte superior del secado, a una temperatura del aire entre (200 - 250) °C, se integra en una sola partícula.

El café obtenido (P1 ) sale con una humedad entre (2 - 3)%, más específicamente entre 0 y 3,0%; la densidad del producto obtenido se encuentra entre (300 - 400)g/L, más específicamente entre 150 y 450 g/L; el color se encuentra entre 20 y 27 luminosidad (L * ), más específicamente entre 15 y 35L * ; y el % de café tostado pulverizado está en un rango del 4 al 12%, más específicamente entre 6 y 12%.

EJEMPLO 6:

Al producto del Ejemplo 1 , se le adicionan aromas, aceites y/u otros aditivos, para resaltar sus atributos por medio de aplicación directa en el extracto de café o aspersión por atomización, y como condiciones finales del producto puede tener una humedad entre 4 y 5%, color entre 30 y 40L, con una densidad entre 150 a 300g/L y un porcentaje de café tostado pulverizado en un rango de 15 al 20.




 
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