Розчинний напій
Номер патенту: 102235
Опубліковано: 25.06.2013
Автори: Судхарсан Маталаі Балан, Шанвье Елен Мішель жанна, Кеслер Ульріх, Рештін Йозеф Бернард, Фу Сяопінг, Донхоув Даніель Пол, Боем Роберт Томас, Матлас Патрісія Енн, Бренд Анн Франсуаз Віолет, Шенкер Стефан
Формула / Реферат
1. Порошок розчинного напою із спінюючою пористістю принаймні 35 %, об'ємом відкритих пор менше 3 мл/г та середнім діаметром закритих пор D50 менше 80 мкм.
2. Порошок розчинного напою за п. 1, який відрізняється тим, що є гранулятом.
3. Порошок розчинного напою за будь-яким з пунктів 1 або 2, який відрізняється тим, що спінююча пористість становить між 35 та 85 %, переважніше між 40 та 80 %, ще переважніше між 40 та 75 %, ще переважніше між 45 та 70 %, найпереважніше між 45 та 65 %.
4. Порошок розчинного напою за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що спінюючу пористість визначають як добуток об'єму закритих пор та відкритих пор із діаметром отвору менше 2 мкм на об'єм агрегату, за виключенням відкритих пор із діаметром отвору більше 2 мкм.
5. Порошок розчинного напою за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що об'єм відкритих пор становить між 0,4 та 3 мл/г, переважно між 0,6 та 2,5 мл/г, ще переважніше - між 0,8 та 2,5 мл/г, найпереважніше між 0,8 та 2,0 мл/г.
6. Порошок розчинного напою за п. 5, який відрізняться тим, що приймають до уваги об'єм пор із діаметром між 1 та 500 мкм.
7. Порошок розчинного напою за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що середній діаметр пор D50 становить менше 60 мкм, переважно - менше 50 мкм, ще переважніше - менше 40 мкм, найпереважніше - менше 30 мкм.
8. Порошок за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що розчинний напій є кавою або сумішшю кави та цикорію, зернових, молочних або немолочних вершків.
9. Порошок за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що розчинний напій приготований з цикорію та/або зернових.
10. Порошок за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що розчинний напій є какао, шоколадом або солодовим напоєм.
11. Порошок за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що його насипна густина становить 150-300 г/л.
12. Порошок за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що розмір частинок порошку більший ніж 0,5 мм, переважно більший ніж 1 мм, ще переважніше більший ніж 1,5 мм.
13. Порошок за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що вміст вологи в ньому становить між 2 % та 4,5 %, переважніше між 3 % та 4 %.
14. Порошок за будь-яким з попередніх пунктів, який не піддано сублімації.
15. Застосування порошку за будь-яким з пп. 1-14 для приготування розчинного напою.
16. Застосування за п. 15, яке відрізняється тим, що кількість "крему" в розчинному напої становить принаймні 3 мл при застосуванні 5 г порошку на 200 мл деіонізованої води температурою 85 °C.
17. Застосування за будь-яким з пп. 15 або 16, яке відрізняється тим, що розчинний напій є кавою.
18. Спосіб приготування порошку розчинного напою, який передбачає стадії:
a) одержання базового порошку із пористих частинок,
b) спікання порошку до утворення агломерованого спіку і
с) текстурування агломерованого спіку для одержання розчинного напою, в якому пористий базовий порошок відрізняється тим, що пористість його частинок становить принаймні 35 %, причому пори мають діаметр D50 менше 80 мкм, а крок діапазону розподілу пор за діаметром становить менше 4.
19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що пористий базовий порошок має насипну густину 150-600 г/л.
20. Спосіб за п. 18 або 19, який відрізняється тим, що пористий базовий порошок зволожують до спікання.
21. Спосіб за будь-яким з пп. 18-20, який відрізняється тим, що спікання проводять при температурі на 35 °C вище температури склування спеченого спіку, переважно більше на 40 °C, ще переважніше - на 45 °C вище температури склування.
22. Спосіб за будь-яким з пп. 18-21, який відрізняється тим, що спікання проводять при температурі 40-90 °C, переважно 70 °C.
23. Спосіб за будь-яким з пп. 18-22, який відрізняється тим, що спікання проводять у вологій атмосфері із рівнем вологості від 20 до 80 %, переважно 60 %.
24. Спосіб за будь-яким з пп. 18-23, який відрізняється тим, що текстурування проводять шляхом просівання агломерованого спіку через сито із розміром вічка між 1 та 5 мм, переважно 2,5 мм.
25. Спосіб за будь-яким з пп. 18-24, який відрізняється тим, що порошок розчинного напою має остаточний вміст вологи від 2 до 4,5 %, переважно приблизно 3,5 %.
26. Спосіб за будь-яким з пп. 18-25, який відрізняється тим, що порошок розчинного напою є кавовим порошком.
27. Порошок розчинного напою, одержаний способом за будь-яким з пп. 18-26.
Текст
Реферат: Винахід належить до порошку розчинного напою із спінюючою пористістю принаймні 35 %, об'ємом відкритих пор менше 3 мл/г та середнім діаметром закритих пор D50 менше 80 мкм. Винахід належить також до способу одержання порошку розчинного напою та його застосування. UA 102235 C2 (12) UA 102235 C2 UA 102235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь винаходу Даний винахід стосується порошку розчинного напою, зокрема, швидкорозчинного порошку розчинного напою, що при його відновленні водою утворює піну на верхній поверхні. Рівень техніки Звичайно термін "розчинні напої" застосовують для позначення таких продуктів, як кава, чай тощо, що продаються у формі, яку легко відновити водою для утворення напою. Такі напої зазвичай продаються в твердій формі і їх легко розвести гарячою водою. Розчинна кава - це термін, що застосовується для позначення кави, яку приготували шляхом екстракцій обсмаженої і меленої кави, після чого екстракт відновлюють у порошкоподібний продукт звичайними способами, наприклад, розпилювальним сушінням, сублімацією тощо. Для приготування напою гарячу воду просто додають до продукту, уникаючи, таким чином, складного та тривалого способу, який застосовують при приготуванні напою із звичайної обсмаженої і меленої кави. Однак, на відміну від приготованих із обсмаженої та меленої кави напоїв, приготовані із розчинної кави напої після відновлення їх гарячою водою не відзначаються тонкою піною на верхній поверхні. Спіненість верхньої поверхні напоїв, приготованих із обсмаженої та меленої кави зазвичай пов'язують із застосуванням, принаймні, кавоварок, що працюють на воді під тиском та/або парі. Така піна позитивно впливає на тактильні характеристики продукта при споживанні, що дуже подобається багатьом споживачам. Крім того, піна утримує більшість летучих ароматів в напої, так що вони приносять задоволення споживачу, а не втрачаються при контакті із навколишнім природним середовищем. Однак, розчинні напої, наприклад, розчинна кава, не придатні для застосування у кавоварках, так що такий спосіб спінювання, придатний для напоїв із обсмаженої та меленої кави, не придатний для розчинних напоїв. Замість цього піна має утворюватися при простому перемішуванні розчинного напою та рідини. US-A-6713113 розкриває порошкоподібний розчинний спінюючий інгредієнт із матрицею, що містить вуглець, білок і вловлений стиснений газ. Газ вивільняється при додаванні сухого порошку до рідини. US-A-4830869 і US-A-4903585, обидва з яких належать Wimmers et al розкривають спосіб приготування розчинного кавового напою із товстим шаром спіненої кави на поверхні, подібного до зовнішнього вигляду капучіно. Дозовану кількість висушеної розпилюванням швидкорозчинної кави та невелику кількість холодної води змішують при активному перемішуванні для утворення спіненого кавового концентрату. Після цього для одержання кавового напою додають гарячу воду. US-A-4618500, належний Forquer, розкриває спосіб приготування звареного кавового напою типу еспресо, на поверхні якого наявна піна. У зварений кавовий напій інжектують пару, після чого утворюється піна. US-A-3749378, що належить Rhodes, розкриває апарат для спінювання кавового екстракту. У кавовий екстракт вводять газ, а потім спінену каву висушують розпилюванням для одержання розчинного кавового продукту із низькою густиною. Схожий спосіб описаний у ЕР 0 839 457 В1, належному Kraft Foods, в якому порошок розчинної кави спінюють за допомогою інжекції газу. Розмір бульбашок газу потім зменшують, так що в готовому продукті бульбашки мають розмір менше 10 мкм. Багато розчинних спінених напоїв все ще мають недоліки, оскільки первісно утворена піна не зберігається при споживанні, або відтворена піна є грубою, а не гарною і м'якою (бархатистою), яка дуже цінується споживачами. Також (або на додаток) інколи утворена кількість піни просто є недостатньою. Наразі встановлено, що порошки, зокрема, гранульовані, яким властива агломерована сублімована текстура із відповідними мікроструктурами, дозволяють одержати розчинний напій із відмінними піною і розчиненням при відновленні рідиною. Також наразі встановлено, що агломерація попередника для одержання порошку згідно винаходу при певних заданих умовах дозволяє одержати розчинний напій із відмінною піною після відновлення напою водою. Відома агломерація харчових продуктів шляхом спікання. Наприклад, US-A-6,497,911, належний Niro, стосується способу приготування розчинного водою кавового або чайного продукту із застосуванням не підданого повторному зволоженню матеріалу у вигляді часток, що одержаний з екстракту за допомогою сушіння. Під час процесу необхідне зовнішнє пресування продукту, що веде до одержання продукту із структурними порушеннями внутрішніх пор. 1 UA 102235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 US-A-5,089,279, що належить Conopco, стосується способу спікання, який здійснюють у закритому контейнері для збереження вологості під час спікання. Такий спосіб є прийнятним для кондитерських виробів, оскільки в результаті одержують спінену масу. US-A-4,394,395, що належить Nestle, описує спосіб приготування харчового продукту, при якому порошком наповняють форми, злегка компресують їх, а потім нагрівають до спікання порошку. Таким способом одержують формований продукт. Однак, це не забезпечує одержання продукту із бажаними характеристиками пористості, що є необхідними для спінення при відновленні водою. Така агломерація із застосуванням спікання, як відомо, спричиняє часткове або повне руйнування мікроструктур (пор) продукту, в яких міститься газ. Ця проблема потребує вирішення, що дозволить одержати продукт із бажаною спіненою верхньою поверхнею. Таким чином, метою даного винаходу є одержання напою в порошку, який при відновленні утворює напій із бажаною спіненою верхньою поверхнею. Суть винаходу Вищезазначеної мети досягають за допомогою ознак, виражених у доданих пунктах формули. Залежні пункти розвивають основну ідею винаходу. Відповідно до даного винаходу пропонують порошок розчинного напою із спінюючою пористістю в принаймні 35 %, об'ємом відкритих пор менше 3 мл/г та середнім діаметром внутрішніх пор D50 менше 80 мкм. Застосування порошку за будь-яким з п. 1-11 для приготування розчинного напою також є частиною даного винаходу. В третьому аспекті винахід розкриває спосіб приготування порошку розчинного напою, який передбачає стадії: a. Одержання базового порошку із пористих часток; b. Спікання порошку до утворення агломерованого спіку і c. Тестурування агломерованого спіку для одержання розчинного напою, в якому пористий базовий порошок відрізняється тим, що пористість його часток становить принаймні 35 %, причому пори мають діаметр D50 менше 80 мкм. Продукт, приготований у такий спосіб, також є об'єктом даного винаходу. Опис креслень Даний винахід в подальшому описують із посиланням на його окремі втілення, зображені на доданих кресленнях, де: Фігура 1 є схематичним зображенням порошку згідно даного винаходу, в якому показано гранулят (1) із закритими порами (2), відкритими порами діаметром більше 2 мкм (3) і відкритими порами із діаметром отвору менше 2 мкм (4). Фігура 2 є схемою, що відтворює спосіб приготування порошку згідно даного винаходу. На фігурі 3 показано зображення скануючої растрової електронної мікроскопії, на яких порівняно мікроструктури гранул готового продукту при різній тривалості процесу спікання, а також сплив мікроструктур на якість піни. На фігурах 4А і 4В представлені рентген-томографічні зображення розчинних гранулятів згідно винаходу, підданих спіканню із двома різними типами розчинних порошків-попередників відповідно. На фігурі 5 за допомогою зображень скануючої растрової електронної мікроскопії порівняно різні розчинні продукти в розрізі одержаної кількості "крема". Зображені продукти одержані із застосуванням різних технологій; так, зліва праворуч показані грануляти, одержані звичайною паровою агломерацією, звичайною сублімацією та способом згідно даного винаходу. Фігура 6 є зображенням обладнання, застосованого для вимірювання об'єму "крема" в зразках, де (6.1) є пластиковою шкалою для визначення об'єму піни, (6.2) є резервуаром для води, (6.3) є кришкою ємності для відновлення, (6.4) - це з'єднувальний клапан, (6.5) - це ємність для відновлення, а (6.6) - випускний клапан. Детальний опис винаходу Даний винахід стосується порошків розчинних напоїв, що забезпечують одержання відмінної спіненої верхньої поверхні (що також зветься "крема") при відновленні їх рідиною. В одному з втілень даного винаходу порошок розчинного напою є гранулятом. В наступному термін "гранулят" застосовують для позначення порошковидного продукту, що може бути одержаний шляхом агломерації менших часток. Частки грануляту, таким чином, містять менші складові частки порошку. Такі менші складові частки порошку можуть піддаватися частковому плавленню для утворення більших часток грануляту. В подальшому термін "порошок" застосовується як для позначення порошків згідно даного винаходу, так і для позначення дрібніших порошків, що застосовуються у приготуванні порошків 2 UA 102235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 напоїв згідно даного винаходу. З контексту буде зрозуміло, для позначення якого продукту застосовано цей термін в тому чи іншому випадку. Термін "відкриті пори" застосовується в наступному для позначення каналів, наявних у порошку згідно даного винаходу. Термін "закриті пори" застосовують для позначення повністю закритих порожнин. Відтак, рідини, такі, як вода, можуть не проникати у закриті пори. На Фігурі 1 можна побачити, що порошки згідно даного винаходу (1) мають закриті пори (2), відкриті пори із діаметром отвору менше 2 мкм (4) і відкриті пори з діаметром отвору більше 2 мкм (3). При відновленні рідиною, порошки згідно винаходу утворюють піну. Порошки згідно винаходу, таким чином, можуть бути додатково визначені за їх спінюючою пористістю. Спінююча пористість є видом пористості, що спричиняє спінювання і характеризує потенційну спінюваність порошку згідно винаходу. Звичайно, відкриті пори (3) як такі не забезпечують спінюваність в тому ж ступені, як закриті пори (2), або не забезпечують її взагалі. Пори із діаметром отвору менше 2 мкм (4) також можуть утворювати піну, оскільки капілярний тиск у таких порах більший звичайного, що уможливлює утворення піни. В даному винаході пористість піни одержують шляхом наявності закритих пор (2) і відкритих пор із діаметром отвору менше 2 мкм (4). Таким чином, для визначення спінюючої пористості, приймають до уваги тільки закриті пори (2) і відкриті пори (4) із діаметром отвору менше 2 мкм, оскільки саме вони є значущими для пінистості. Спінюючу пористість визначають як добуток об'єму спінюючих пор на об'єм агрегату, з якого виключений об'єм відкритих пор із діаметром отвору більше 2 мкм. Даний показник можна визначити за допомогою ртутної порометрії або рентген-томографії. Спінююча пористість даного порошку становить принаймні 35 %, принаймні 40 % або принаймні 50 %. Переважно, спінююча пористість становить між 35 і 85 %, переважно між 40 і 80 %, ще переважніше - між 40 і 75 %, ще переважніше - між 45 і 70 %, найпереважніше - між 45 і 65 %. Іншою ознакою порошків згідно даного винаходу є їх відкриті пори (3). Такі відкриті пори утворюють канали для проникнення рідини у порошки згідно винаходу. Чим більшим є об'єм і розмір пор, тим вищою є проникність рідини і тим кращим стає розчинення. Таким чином, порошки згідно даного винаходу відрізняє об'єм відкритих пор, що дозволяє оцінити розчинність порошку у воді. Для вимірювання об'єму відкритих пор на грам порошку приймають до уваги об'єм порожнин із діаметром між і та 500 мкм. Вимірювання можна проводити за допомогою ртутної порометрії. Дані порошки відрізняються тим, що об'єм відкритих пор становить менше 3 мл/г. Переважно, об'єм відкритих пор становить між 0,4 та 3 мл/г, ще переважніше - між 0,6 та 2,5 мл/г, навіть ще переважніше - між 0,8 та 2,5 мл/г, найпереважніше - між 0,8 та 2,0 мл/г. Також було встановлено, що існує інший фактор, який впливає на розчинність і об'єм піни, одержуваний при відновленні - це розподіл закритих пор за розміром, тобто, внутрішніх порожнин (2), і відкритих пор із отвором менше 2 мкм (4). В даному порошку наявні закриті пори середнього діаметру D50 менше 80 мкм. Переважно, пори мають середній діаметр менше ніж 60 мкм, переважніше - менше 50 мкм, ще переважніше менше 40 мкм, найпереважніше - менше 30 мкм. Розподіл пор за розміром відповідає діапазону порожнин у частках. Пори порошку згідно даного винаходу відрізняються тим, що фактор кроку діапазону (n) становить менше 4, переважніше, менше 3, найпереважніше, менше 2. Крок діапазону порожнин у частці вимірюють за допомогою рентген-томографії. Крок діапазону обчислюють за формулою: D90 D10 D50 Де D90, D10 і D50 відповідно є розмірами пор, що становлять 90 %, 10 % і 50 % у вищевказаному розподілі пор за розміром. Чим меншим є фактор кроку діапазону (n), тим більш вузьким і одноманітним є розподіл пор. На фіг. 4 зображено рентген-томографічні зображення порошку, виготовленого з двох різних попередників (4А) і (4В). Порошки мають однаковий показник спінюючої пористості. Однак, розміри закритих пор (2) та відкритих пор із діаметром отвору менше 2 мкм (4) є більшими у порошку (4В). Наслідком є те, що якість, кількість і стабільність "крема" порошків згідно винаходу (4А) є значно кращою. Відтак, порошки згідно винаходу відрізняються значно швидшою дезінтеграцію і розчиненням, відмінною спінюваністю. 3 UA 102235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Таким чином, розчинний порошок згідно даного винаходу відрізняється тим, що спінююча пористість становить принаймні 35 %, об'єм відкритих пор становить менше 3 мл/г, а середній діаметр закритих пор D50 становить менше 80 мкм. Розмір часток грануляту згідно даного винаходу становить більше 0,5 мм, переважно, більше 1 мм, ще переважніше - більше 1,5мм. Порошок згідно винаходу має насипну густину 150-300 г/л, переважно 200-250 г/л. Насипну густину (г/мл) визначають шляхом розпилювання порошку в циліндрі, насипання циліндру у певний спосіб для досягнення найефективнішого пакування часток, фіксації об'єму, зважування продукту та поділу маси на об'єм. Застосовують такий апарат, як штовхальний денситометр JEL STAV 2003. Вміст води у продукті згідно винаходу переважно становить між 2 % та 4,5 %, ще переважніше - між 3 % та 4 %. Продукт згідно даного винаходу розчиняється у воді із утворенням стабільної піни без застосування домішок. Це дозволяє не застосовувати емульгатори для стабілізації піни, що характерно для об'єктів з рівня техніки. Продукт згідно винаходу переважно є порошком розчинної кави. Альтернативно, розчинний напій може бути кавою із цикорієм, молочними або немолочними вершками, солодовими напоями. Також розчинні напої можуть бути приготовані із цикорію або зернових, какао, шоколаду, солодових напоїв, молочних або немолочних вершків. Таким чином, продукт згідно винаходу може застосовуватися як пінистий розчинний кавовий продукт, або може бути змішаний із іншими інгредієнтами харчових продуктів та напоїв, наприклад, присмаками, підсолоджувачами або вершками для одержання широкого асортименту пінистих розчинних напоїв. Продукт згідно даного винаходу містить газ (наприклад, вловлений газ) для формування спіненої верхньої поверхні при відновленні водою. Він також розчиняється краще, ніж традиційні продукти. Порошки згідно даного винаходу, відтак, можуть застосовуватися для приготування розчинного напою. Переважно, розчинним напоєм є кава. При відновленні розчинний напій, переважно має "крема" принаймні в 3 мл при застосуванні 5 г порошку на 200 мл деоінізованої води при 85 °C. Одержану кількість "крема" можливо визначити за допомогою простого пристрою (Фігура 6), що складається з ємності для відновлення, приєднаної до резервуару води, який первісно блокований клапаном. Після відновлення ємність для відновлення закривають спеціальною кришкою із капіляром, на який нанесено шкалу. Клапан між ємністю для відновлення і резервуаром води відкривають, і вода (стандартна водопровідна вода будьякої температури) штовхає відновлений напій вгору у капіляр, таким чином, уможливлюючи визначення об'єму "крема". При способі згідно даного винаходу частки порошку напою можуть бути одержані шляхом нагрівання основного порошку вище температури його склування. Переважно, цього досягають за допомогою спікання як описано далі. Відповідно до розкритого у винаході способу, як можна побачити на Фігурі 2, на першій стадії одержують базовий порошок з пористих часток. Такий попередник може бути, наприклад, розчинним кавовим продуктом, приготованим із застосуванням звичайних способів - сушіння розпилюванням або сублімація екстрактів обсмаженої і змеленої кави. Таким чином, прийнятними для даного способу є попередники, піддані сушінню розпилюванням, або сушінню розпилюванням із інжекцією газу, або екструдовані з інжекцією газу, або сублімовані з інжекцією газу тощо. Альтернативно, порошком-попередником можуть бути заморожені зрошуванням частки. Такі продукти і способи їх приготування відомі фахівцям з рівня техніки. Переважно, порошок-попередник висушують розпилюванням. Зазвичай, порошокпопередник містить розчинні кавові частки. Згідно переважного втілення винаходу пористий базовий порошок відрізняється тим, що пористість часток становить принаймні 45 % при діаметрі пор D50 менше 80 мкм. Такий порошок може бути одержаний способом, описаним в US 60/976,229. Завдяки цьому одержують таку перевагу, як генерування розчинним напоєм в порошку при відновленні більшої кількості "крема". Насипна густина попередника зазвичай становить між 150 та 600 г/л. Другою стадією даного способу є спікання базового порошку з пористих часток до утворення агломерованого спіку. Цього досягають за допомогою нагрівання базового порошку вище температури склування при керованому термоядерному синтезі. Було встановлено, що попередник часток може піддаватися спіканню при особливих умовах, які дозволяють пористим структурам залишатися незмінними і, таким чином, підтримувати бажану кількість газу. 4 UA 102235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Температура склування гранул розчинної кави може бути вищою або нижчою в залежності від конкретної хімічної композиції і рівня вологості. Температура склування може бути спеціально підвищена або знижене шляхом відповідного зменшення або збільшення вмісту вологи у кавовому продукті будь-яким прийнятним відомим з рівня техніки способом. Температура склування може бути визначена із застосуванням диференційної скануючої калориметрії або термічного механічного аналізу. Ця температура призводить до фазового переходу другого роду, при якому відбувається трансформація порошковидного продукту із твердого склоподібного стану у м'який високоеластичний стан. Загалом розчинність газу і показники дифузії є вищими для матеріалів при температурі вище їх температури склування. Для здійснення термоядерного синтезу часток спікання переважно здійснюють при температурі принаймні на 35 °C вище температури склування агломерованого спіку, переважно - принаймні на 40 °C, ще переважніше - принаймні на 45 °C. В контексті даного винаходу терміни "зволоження", "попереднє зволоження" тощо використовуються взаємозамінно і мають таке ж значення, як терміни "змочування", "попереднє змочування", тощо. При даному способі переважно слід попередньо зволожувати або зволожувати порошок способом, при якому внутрішня структура залишається незмінною. Для здійснення керованого термоядерного синтезу, бажано спершу висушити часткипопередники до бажаного (внутрішнього) вмісту вологи до здійснення стадії зволоження. Було встановлено, що це покращує спінюваність і розчинність спіненого продукту. До зволоження частки переважно висушують до рівня вологи від 1 до 7 мас. % від загальної, маси часток, переважно від 2 до 6 %, найпереважніше - від 3 до 5 %. Попереднє зволоження і одночасне зволоження під час спікання здійснюють шляхом піддавання часток дії газу, як правило, повітря, із заданим рівнем вологості, або шляхом конденсації або контакту із атомізованою рідиною. Даний спосіб відрізняється від звичайної агломерації тим, що частки в процесі спікання контактують між собою під час всієї стадії зволожування або змочування. Переважно застосовуване для зволоження поверхні часток повітря має рівень вологості від 20 до 80 %, переважно 60 %. Умови спікання обирають таким чином, щоб одержати задані параметри готового продукту. Спікання можливо проводити за допомогою будь-якого відомого способу спікання, хоча переважним є стрічкове спікання. Згідно переважного варіанту втілення способу, частки розподіляють по пористій поверхні до утворення шару. Переважно шар має товщину від 1 до 50 мм, переважніше від 2 до 35 мм, найпереважніше від 5 до 25 мм. Хоча це не є істотним, застосування пористого шару є переважним, оскільки це дозволяє спікання товстішого шару, тобто, забезпечує кращу проникність продукту. Більш того, якщо повітря може проникати у шар з усіх сторін, це призводить до покращення однорідності ступеню спікання у всьому шарі. Після цього шар піддають стадії спікання. Зазвичай шар передають у зону спікання. Переважно, спікання проводять у вологій атмосфері із вмістом вологи від 20 до 80 %, переважно 60 %. Температура, при якій здійснюють спікання, коливається в діапазоні від 40°-90 °C, переважно приблизно 70 °C. Під час спікання застосовують нагрівання за допомогою конвекції. Газоподібне нагріваюче середовище проходить над та/або через продукт. Такий спосіб нагрівання уможливлює контрольоване і однорідне спікання продукту. Спікання проводять протягом періоду часу, що дозволяє досягти правильного ступеню плавлення часток без небажаних змін у внутрішній структурі часток. Як показано на Фігурі 3, тривалість спікання впливатиме на мікроструктуру часток-попередників. Збільшення тривалості спікання призведе до збільшення сплавлення часток. Це матиме вплив на спінюваність спіненого продукту (як показано на фіг. 3). На фігурі 3 ліворуч зображено напій із відмінно спіненою верхньою поверхнею відповідно до даного винаходу, в той час як праворуч зображено напій практично без піни. Якщо, відповідно до варіанту втілення даного винаходу попередник пре-зволожують до спікання, це зменшить загальний час спікання. Під час процесу спікання може бути застосований незначний і контрольований тиск стиснення. Однак, бажано не застосовувати зовнішній тиск стиснення. Це є важливим для одержання бажаної пористості псевдозрідженого шару. Бажана пористість є важливою для швидкого розчинення і утворення "крема" при відновленні. 5 UA 102235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Це є відмінністю даного способу від традиційного способу спікання, в якому застосовується комбінація нагріву та підвищеного тиску, що зазвичай спричиняє значне зниження міжчасткової пористості та руйнування внутрішньої структури часток. Під час процесу спікання продукт забирає вологу з газоподібного нагріваючого середовища. Залишкова вологість спіненого продукту становить від 4 мас. % до 12 мас. % від загальної маси продукту. Після спікання одержаний "спік" (див. фіг. 2) переважно охолоджують до бажаної температури. Зазвичай це здійснюють за допомогою повітряного потоку необхідної температури, переважно, між 10 та 60 °C. На третій стадії способу агломерований спік текстуризують для одержання порошку розчинного напою. Зазвичай текстуризація включає розрізання або змелювання спіку до утворення часток бажаного середнього діаметру що відповідає показникам сублімованих або агломерованих розчинних напоїв. Відповідно до одного з варіантів втілень даного винаходу продукт не піддають сублімації. Переважно, текстуризацію здійснюють шляхом просівання агломерованого спіку через сито із розміром вічка між 1 та 5 мм, переважно приблизно 2,5 мм. Згодом здійснюють просівання для видалення занадто дрібних і занадто великих часток з продукту. Необов'язковим, але бажаним є проведення наступної стадії сушіння для досягення спіненим продуктом рівня вологості від приблизно 2 до 8 мас. % від загальної маси продукту. Переважно, остаточний продукт має вміст вологи між 2 % та 4,5 %, ще переважніше 3,5 %. Зазвичай одержаний порошок розчинного напою має насипну густину між 150 - 300 г/л. Даний спосіб пропонує переваги в структурі готового продукту у порівнянні із традиційними способами виробництва. Це проілюстровано на фіг. 5. Наприклад, під час традиційного процесу парової агломерації первісні частки порошку звичайно розміщують у агломераційній насадці для обробки парою і створення спеціальних умов тиску для обробки часток. Пара частково конденсується на поверхні часток, спричиняє зміну стану з склоподібного на пластичний і утворює клейку поверхню, що уможливлює агломерацію часток. Такий процес зазвичай триває менше 1 секунди. Таким чином, тривалість контакту між підданими плавленню частками є дуже короткою і вимагає досить різкого переходу в інший стан для здійснення агломерації. Такий різкий перехід в інший стан негативно впливає не лише на поверхню частки, але також впливає на внутрішню структуру пор часток. В результаті частки втрачають здатність генерувати піну. На противагу, у даному винаході порошкоподібний продукт переважно розподілений тонким шаром і розміщеній в атмосфері регульованого складу із певними температурою та вологістю. Перехід вологості і тепла в продукт з атмосфери відбувається повільно, що дозволяє краще контролювати перехід поверхні часток в інший стан. Тривалий час контакту залишає час для повільного плавлення часток. Це дозволяє лише в потрібному і правильному ступені здійснювати перехід поверхні в інший стан, що є необхідним для плавлення часток в їх місці контакту в шарі порошку, однак, не впливає на внутрішню структуру, в який вловлено газ. На додаток, оскільки шар порошку після плавлення зберігає бажаний рівень міжчасткової пористості, покращується водопроникність готового продукту при відновленні, що пришвидшує дезінтеграцію часток і розчинення в чашці. Швидка дезінтеграція і розчинення забезпечують вчасне вивільнення газу, що є істотним для утворення піни. Продукт, одержаний вищеописаним способом, переважно містить гранульовані структури (див. фіг. 1). Таким продукт особливо придатний для пінистих розчинних кавових напоїв. Він також може застосовуватися у пінистих сумішах типу капучіно або латте, до складу яких входить піниста вершкова порошковидна суміш із вмістом білку, наприклад, пінисті вершкові композиції згідно патенту U.S. № 4,438,147, ЕР 0 458 310 або U.S. № 6,129,943, що є засобами для збільшення об'єму піни на напої при відновленні його водою. Даний винахід додатково проілюстровано на таких не обмежувальних прикладах. Приклади Всі показники виражені в масових процентах, якщо спеціально не обумовлене інше. Приклад 1 Приготування агломерованого розчинного кавового продукту шляхом спікання в лотку Розчинний кавовий продукт виготовляють згідно графіка на фігурі 2. Висушений розпилюванням кавовий порошок із середнім діаметром часток приблизно D 50 = 200 μм і вмістом вологи 3,5 г Н2О / 100 г продукту виступає в якості попередника часток. Цей порошок наносять на плоский пористий (розмір пори - 100 μм) поверхневий матеріал, товщина шару продукту становить 10 мм. Потім продукт розташовують у печі із атмосферою регульованого складу, де його нагрівають і зволожують шляхом конвекції із гарячим та вологим повітрям. Температура повітря становить 70 °C, відносна вологість - 60 %. Під час такого процесу частки 6 UA 102235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нагріваються і забирають вологу із вологого повітря. Частки сплавляються разом у місцях контакту (спікаються) і утворюють спік із агломерованих часток. Тривалість становить 8 хвилин, остаточна вологість продукту - 6,5г Н2О / 100г продукту. Потім продукт видаляють з печі і охолоджують повітрям кімнатної температури. Його видаляють з лотка і просівають через сито із діаметром вічка 2,5мм. Дрібні частки із діаметром х< 1 мм видалені при просіюванні. Агломерати висушують до остаточного вмісту вологи 3,5г Н 2О / 100г продукту у псевдозрідженому шарі за допомогою гарячого повітря температурою 50 °C протягом 10 хв. Продукт відновлюють гарячою водою (2 г порошку на 100 мл гарячої води), після чого на поверхні напою утворюється піна. Зовнішній вигляд піни дуже схожий на вигляд піни, відомої як "крема", що утворюється на приготованому в експресо-машині напої із обсмаженої і меленої кави. Приклад 2 Приготування гранульованого розчинного кавового продукту шляхом стрічкового спікання Розчинний кавовий продукт виготовляють згідно графіка на фігурі 2. Висушений розпилюванням кавовий порошок із середнім діаметром часток приблизно D 50 =200 μm і вмістом вологи 3,5 г Н2О / 100 г продукту виступає в якості попередника часток. Цей порошок розподіляють шаром на довгій стрічці, товщина шару продукта становить 5 мм. Стрічка виконана з пористого матеріалу (розмір пор 100 μm) для забезпечення повітропроникності. Продукт на стрічці подають у зону із атмосферою регульованого складу, де його нагрівають і зволожують шляхом конвекції гарячого і вологого повітря. Температура повітря становить 70 °C, відносна вологість - 65 %. Під час такого процесу частки нагріваються і забирають вологу із вологого повітря. Частки сплавляються разом у місцях контакту (спікаються) і утворюють спік із агломерованих часток. Тривалість становить 130 секунд, остаточна вологість продукту - 6,5 г Н2О / 100 г продукту. Потім продукт пропускають через холодильну зону, де його доводять до кімнатної температури повітря для сушіння. Спік видаляють зі стрічки і пропускають через гріндер із зазором 2,5 мм. Дрібні частки із діаметром В
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюInstant beverage
Автори англійськоюBoehm, Robert Thomas, Donhowe, Daniel Paul, Mathias, Patricia Ann, Fu, Xiaoping, Rechtiene, Joseph Bernard, Kessler, Ulrich, Sudharsan, Mathalai, Balan, Chanvrier, Helene, Michele, Jeanne, Briend, Anne Francoise Violette, Schenker, Stefan
Назва патенту російськоюРастворимый напиток
Автори російськоюБоэм Роберт Томас, Донхоув Даниэль Пол, Матлас Патрисия Энн, Фу Сяолинг, Рештин Йозеф Бернард, Кеслер Ульрих, Судхарсон Маталаи Балан, Шанвье Элен Мишель Жанна, Бренд Анн Франсуаз Виолет, Шенкер Стефан
МПК / Мітки
МПК: A23F 5/38
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/15-102235-rozchinnijj-napijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Розчинний напій</a>
Попередній патент: Спосіб та система, що дозволяють автоматичне приймання та пошук вантажів з метою зберігання
Наступний патент: Похідні еритропоетин-міметичного пептиду та їх фармацевтичні солі, їх одержання і застосування
Випадковий патент: Спосіб одержання захисного газу