Спосіб одержання агломерованої пінливої композиції на основі кави

Реферат: Винахід належить способу одержання агломерованої пінливої композиції на основі кави, що включає стадію агломерації композиції на основі кави, більша частина якої за вагою складається з частинок пінливої швидкорозчинної кави, і в якій щонайменше деякі частинки пінливої швидкорозчинної кави до їхньої агломерації не подрібнюють та принаймні деякі частинки пінливої кави мають безліч закритих пор, заповнених стисненим газом. Винахід належить також до агломерованої пінливої композиції на основі кави. UA 107659 C2 (12) UA 107659 C2 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід відноситься до пінливої композиції на основі кави. Більш точно, винахід відноситься до пінливої композиції на основі швидкорозчинної кави, утвореної агломерованими частками пінливої швидкорозчинної кави. Рівень техніки Швидкорозчинна кава приваблює споживачів можливістю легко одержувати готовий кавовий напій. Швидкорозчинна кава являє собою сухий екстракт зерен кави, який при контакті з гарячою водою (наприклад, водою, нагрітою до температури від близько 60 °С до близько 100 °C, наприклад, близько 80 °С) розчиняється й утворює кавовий напій. Зазвичай швидкорозчинну каву виготовляють із зерен кави наступним способом, який наводиться як приклад. Спочатку одержують каву у вигляді зерен. Зерна кави (іноді називані кавовими ягодами) одержують шляхом збору плодів рослини, що відноситься до роду Coffea. Наприклад, каву сорту арабіка одержують із зерен рослини Coffea Arabica, а каву сорту робуста - із зерен рослини Coffea canephora. Інші не обмежуючі приклади сортів кави включають бразильську каву й каву, одержувану з рослин Coffea liberica і Coffea esliaca. Окремі сорти кави мають безліч різновидів, кожна з яких, наприклад, указує на її географічне походження. Швидкорозчинну каву можна виробляти з кави будь-якого сорту або різновидів чи комбінації сортів і (або) різновидів. Перед обсмажуванням зелені зерна кави можуть бути піддані обробці. Наприклад, із зелених зерен кави може бути здобутий кофеїн. Відповідні технології здобичі кофеїну включають обробку зерен нагрітим кавовим екстрактом, прямий або непрямий здобич кофеїну за допомогою розчинника, такого як вода, дихлорметан, етилацетат або тригліцерид і екстрагування з використанням двоокису вуглецю у надкритичному стані. Перед обсмажуванням також можуть здійснюватися інші стадії обробки, наприклад, з метою модуляції відповідальних за смак і аромат з'єднань у зелених зернах кави. Потім зелені зерна кави обсмажують. Обсмажування добре відомо з техніки. Зазвичай його здійснюють нагріванням зелених зерен до зміни їхнього кольору. Відповідні обсмажувальні апарати включають печі й апарати для обсмажування в псевдорідких шарах. Ступінь обсмажування оцінюють за кольором обсмажених зерен кави. Способи обсмажування включають слабке обсмажування (ясно-коричневе, напівміське (нью-йоркське), світле й новоанглійське), середньо-слабке обсмажування (світле американське, світле міське (нью-йоркське) і західнобережне), середнє обсмажування (американське, для сніданку, коричневе, міське (нью-йоркське) і середнє), середньо-сильне обсмажування (повне міське (нью-йоркське), світле французьке й віденське), сильне обсмажування (пообіднє, континентальне, європейське, французьке, італійське й новоорлеанське) і надсильне обсмажування (темне французьке й інтенсивне). Після обсмажування кава може бути піддана обробці, наприклад, для підвищення (або зниження) рівня її гідратації. У іншому прикладі кава може бути піддана обробці, щоб підсилити одну із смакоароматичних характеристик, як у випадку еспрессо. Після обсмажування каву розмелюють, щоб одержати кавову гущу. Способи розмелу включають розмел жорнами, дроблення, товчіння й розмел валками. Потім з кавової гущі може бути здобутий екстракт шляхом введення її в контакт із гарячою водою. Далі екстракт кави може бути концентрований, наприклад, до досягнення вмісту кави від близько 15 до близько 50 % за вагою. Потім концентрований екстракт сушать, наприклад, шляхом сублімаційного сушіння або розпорошувального сушіння. Сублімаційне сушіння й розпорошувальне сушіння добре відоме з рівня техніки. Швидкорозчинна кава, вироблена відомими з рівня техніки способами, зазвичай являє собою частки з пористою структурою. Якщо пори перебувають на поверхні або сполучаються з поверхнею часток, вони вважаються відкритими. Якщо пори перебувають усередині часток і не сполучаються з поверхнею часток, вони вважаються закритими порами або порожнинами. Звичайна швидкорозчинна кава деяких типів, зокрема, висушена розпорошенням кава може містити частки, що мають закриті пори. Кава цього типу в деяких випадках може утворювати тонкий шар піни на поверхні готового напою. Водний екстракт меленої обсмаженої кави також може утворювати шар піни на поверхні, коли напій наливають у чашку або коли кавовий напій готують із меленої обсмаженої кави, наприклад, у кава-машині. Ця піна сприяє споживчому визнанню, оскільки, наприклад, вона може служити для споживача свідченням того, що кава є натуральною. Деяким споживачам також подобається присмак, створюваний піною водного екстракту меленої обсмаженої кави. Проте, тонка плівка піни, яку може утворювати звичайна швидкорозчинна кава, відрізняється від піни, характерної для водного екстракту меленої обсмаженої кави. Почасти винятково через цю відмінність, піна, яку може утворювати швидкорозчинна кава, завдає шкоди 1 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 споживчому визнанню, оскільки вона робить несхожими швидкорозчинну каву й свіжомелену каву. Крім того, наявні властивості піни здатні додатково погіршувати споживче визнання. Наприклад, у патенті US 3426227 описано, що піна швидкорозчинної кави зазвичай має непривабливий зовнішній вигляд і супроводжується "накипом" нерозчинних речовин, які являють собою натуральні інгредієнти кави або утворюються під час готування швидкорозчинної кави. Вважається, що комбінація піни й накипу створює неапетитний зовнішній вигляд, небажаний для кави. Як описано в патенті CA 670794, ця піна відрізняється від піни того типу, який споживачі очікують від кави, а саме, піни, яка утворюється, коли в чашку наливають водний екстракт меленої обсмаженої кави. Розроблено безліч методів запобігання утворенню цієї непривабливої піни при готуванні звичайної швидкорозчинної кави. Наприклад, у патенті CA 670794 запропоноване застосування невеликої кількості моногліцериду вищої жирної кислоти з метою зміни зовнішнього вигляду піни при контакті кави з гарячою водою. У патенті US 3436227 запропоноване застосування добавки проти спінювання для зменшення утворювання цієї непривабливої піни. У патенті US 3749378 описаний приклад, у якому швидкорозчинна кава можливо утворює непривабливу піну. У цьому патенті для одержання кави низької щільності використовують її пористу природу. Проте, не вся швидкорозчинна кава утворює піну, яка завдає шкоди споживчому визнанню. Зокрема, у патенті EP 0839457 зазначено, що можлива причина, за якою піна, утворена швидкорозчинною кавою деяких типів, відрізняється від піни того типу, яку споживачі очікують від кави, а саме, піни, яка утворюється, коли в чашку наливають водний екстракт меленої обсмаженої кави, полягає в тому, що швидкорозчинна кава містить як великі, так і дрібні пухирці. При розчиненні швидкорозчинної кави великі порожнини утворюють більші пухирці піни, а дрібні порожнини утворюють більш дрібні пухирці піни. Потім більш дрібні пухирці піни зливаються з великими пухирцями піни, у результаті чого утворюються ще більш великі пухирці піни. Більші пухирці піни легше й швидше лопаються, у результаті чого зменшується об'єм піни і знижується її стійкість. Далі в патенті EP 0839457 йдеться про можливість створення кави, яка піниться і є сприятливою для споживчого визнання, шляхом регулювання розміру цих порожнин у швидкорозчинній каві, щоб частки мали мікроструктуру, утворену внутрішнім поровим простором, більша частина якого утворена пухирцями газу розміром 10 мікронів або менше, а менша частина - пухирцями газу розміром більше 10 мікронів. У патенті EP 1627568 йдеться про можливість створення кави, яка піниться і є сприятливою для споживчого визнання, шляхом заповнення закритих пор стисненим газом під час виробництва пінливої кави. Передбачається, що обидва ці приклади сприяють споживчому визнанню одержуваної кави, оскільки в них відтворюється тип і об'єм піни, утвореної водним екстрактом меленої обсмаженої кави. Крім того, з техніки відомі способи агломерації швидкорозчинної кави. Один із стандартних процесів агломерації описаний у Encyclopaedia of Food Science and Technology 1, стор. 13-17 (1992). У цьому відомому процесі агломерації частки швидкорозчинної кави спочатку подрібнюють, щоб зменшити їх розмір. Як описано в Powder Technology 86, стор. 49-57 (1996), вважається, що в результаті цього процесу подрібнення одержують досить дрібні частки для наступного утворення пухких скупчень часток, іноді називаних сухими передагрегатами. Вважається, що ці передагрегати утримуються разом силами електростатичної взаємодії, створюваними, наприклад, у результаті накопичення частками фрикційного заряду під час подрібнення і (або) змішування. Відповідно, зменшення розміру часток до агломерації здійснюють таким чином, щоб окремі частки швидкорозчинної кави мали достатнє співвідношення ваги й поверхневого заряду/поверхневої взаємодії для забезпечення контакту окремих часток одної з одною. Після подрібнення частки швидкорозчинної кави агломерують. З техніки відомо багато різних форм агломерації. Наприклад, як описано в Food Control 6, стор. 95-100 (1995), агломерація може здійснюватися ущільненням окремих часток, шляхом ростової агломерації або агломерації шляхом сушіння (наприклад, розпилювального сушіння). Зазвичай агломерацію швидкорозчинної кави здійснюють шляхом вологої ростової агломерації. Вона передбачає вплив на поверхню часток швидкорозчинної кави зв'язувальною рідиною, такою як вода. Зв'язувальна рідина також може використовуватися в газоподібному вигляді, наприклад, у вигляді пари, як у випадку струменевої агломерації. При використанні пари вона здатна конденсуватися й утворювати рідину при контакті з частками кави. Рідка зв'язувальна речовина утворює рідкі мости між окремими частками. Потім рідку зв'язувальну речовину висушують, у результаті чого утворюються тверді містки, що містять зв'язувальну речовину в твердому вигляді; як альтернатива або додатково рідка зв'язувальна речовина може 2 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розчиняти частину швидкорозчинної кави, і в цьому випадку тверді містки, що утворюються при сушінні зв'язувальної рідини, містять власне швидкорозчинну каву. У такому процесі, як струменева агломерація, пара також може використовуватися просто для розм'якшення поверхні швидкорозчинної кави, щоб окремі частки швидкорозчинної кави злипалися одна з одною. Приклади, у яких за цим процесом подрібнення здійснюється агломерація з метою одержання композиції на основі агломерованої кави, описані в патентах US 3554760 (General Foods Corporation), US 3514300 (Afico S.A.), US 4724620 (Nestec S.A.), US 3227558 (General Foods Corporation), US 4594256 (General Foods Corporation), US 3767419 (General Foods Corporation), US 3716373 (Rhodes), US 3821430 General Foods Corporation), US 3740232 (General Foods Ltd), US 3729327 (General Foods Corporation), US 3695165 (General Foods Corporation) і US 3485637 (General Foods Corporation). Сутність винаходу У даному винаході запропонований спосіб одержання агломерованої пінливої композиції на основі кави, який включає стадію, де агломерують композицію на основі кави, більша частина якої за вагою складається з часток пінливої швидкорозчинної кави й у якій переважно збережена внутрішня структура пінливої кави. Наприклад, щонайменше деякі з часток пінливої швидкорозчинної кави можуть не зазнати подрібнення до їхньої агломерації. У даному винаході додатково запропонована композиція на основі агломерованої кави, одержувана цим способом. У даному винаході додатково запропонована агломерована пінлива композиція на основі кави, щонайменше 50 % за вагою якої складається з пінливої швидкорозчинної кави, при цьому: 3 (і) через 1 хвилину композиція має об'єм піни 2,0 см або більше, виміряний методом кількісного 3 випробування на спінення в чашці; і(або) (іі) через 10 хвилин композиція має об'єм піни 0,7 см або більше, виміряний методом кількісного випробування на спінення в чашці; і(або) (ііі) через 10 хвилин композиція має об'єм піни, що складає щонайменше 40 % об'єму піни через 1 3 хвилину; і(або) (iv) композиція має об'єм закритого порового простору більше 0,3 см /г. Докладний опис винаходу Даний винахід має відношення до одержання агломерованої пінливої кави. Відома пінлива кава не є агломерованою. Проте, автор винаходу встановив, що для деяких споживачів бажано, щоб кава була в агломерованій формі. Відповідно, автор винаходу застосував стандартні методи агломерації з метою одержання агломерованої пінливої кави. Зокрема, автор винаходу подрібнив пінливу каву і потім агломерував її відомими з техніки способами. Проте, коли автор винаходу додержувався стандартних методів агломерації, він виявив, що піноутворююча здатність агломерованої кави значно знижувалася в порівнянні з піноутворюючою здатністю не агломерованої кави. Крім того, він установив, що характеристики піни, утвореної агломерованою кавою, меншою мірою відтворюють характеристики піни свіжозвареної кави. Потім автор винаходу несподівано виявив, що при здійсненні агломерації таким чином, щоб переважно зберігалася внутрішня структура пінливої кави (наприклад, шляхом агломерації без стадії подрібнення), можуть зберігатися піноутворююча здатність і піноутворюючі властивості агломерованої кави. Відповідно, у даному винаході запропонованийспосіб одержання агломерованої пінливої кави, що містить агломеровані частки пінливої швидкорозчинної кави, в якій під час агломерації збережена принаймні частина внутрішньої структури пінливої кави. Наприклад, переважно принаймні деякі з часток пінливої швидкорозчинної кави не подрібнюють до їхньої агломерації. Було також виявлено, що за рахунок відмови від стадії подрібнення покращується розчинність одержуваної агломерованої кави. Не бажаючи бути зв'язаним теорією, автор винаходу встановив, що для піноутворюючих властивостей кави важлива внутрішня структура пінливої кави. Зокрема, внутрішня структура містить закриті пори, в яких знаходиться газ. Характеристики піни, що утворюється при розчиненні, залежать від внутрішньої структури сухих часток пінливої кави. Автор винаходу виявив, що при подрібненні і розмелі, які здійснюються в ході прийнятих процесів агломерації, внутрішня структура пінливої кави порушується настільки, що це виявляє негативний вплив як на піноутворюючу здатність, так і на піноутворюючі властивості кави. Крім того, автор винаходу з'ясував, що в результаті агломерації в частках агломерованої кави можуть формуватися відкриті пори зі збереженням при цьому структури закритих пор, яка забезпечує утворення піни. Таким чином, шляхом агломерації пінливої кави може бути отримана агломерована кава, яка не лише зберігає значну частину піноутворюючої здатності, 3 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 але також зберігає здатність легко розчинятися при відновленні вологовмісту за допомогою гарячої води. Автор винаходу виявив, що цей результат може переважно досягатися шляхом регулювання тепла й вологи, що впливають на пінливу каву в ході описаних процесів агломерації. "Агломерація" відноситься до відомих з техніки процесів, у ході яких окремі частки об'єднуються, в результаті чого утворюються більші частки. Зазвичай окремі частки, що утворюють більші частки, залишаються помітними, але втримуються разом з іншими частками в агломераті, який являє собою єдину частку. Наприклад, окремі частки, що утворюють агломерат, можуть утримуватися разом твердими містками. Зазвичай ці містки мають міцність на розрив такого ж порядку величини, як і окремі частки. Наприклад, агломерати можуть мати міцність на розрив, що складає щонайменше одну десяту міцності на розрив окремих часток, наприклад, від близько однієї чверті міцності на розрив окремих часток до такої ж міцності на розрив, як у окремих часток. Як зазначено раніше, прийняті в техніці методи агломерації включають передуючу агломерації стадію "подрібнення" з метою зменшення розміру часток і полегшення утворення "передагрегатів". Подрібнення відноситься до відомих з техніки процесів, у ході яких зменшують розмір індивідуальних часток у композиції. Наприклад, процес подрібнення може передбачати зменшення середнього розміру часток композиції. Середній розмір часток може вимірюватися з використанням дифракційного спектрометра. Наприклад, відповідно до одного зі стандартних методів подрібнення середній розмір часток може зменшуватися принаймні на 50 %, наприклад, на 50 % - 90 %. Методи зменшення розміру часток відомі з техніки. Наприклад, відомо, що для зменшення розміру часток швидкорозчинної кави застосовують розмел. Одним із прикладів застосовуваного дифракційного спектрометра для вимірювання середнього розміру часток є лазерний дифракційний спектрометр Sympatec Helos/LA, що працює при кімнатній температурі (20 °C) і тиску навколишнього середовища (1 атмосфера). Вихідні дані цього спектрометра одержують у формі таблиці гранулометричного складу (число в залежності від розміру), на підставі якої може бути обчислений середньочисловий розмір часток. Запропонована у даному винаході "пінлива кава" означає кава, в якій імітується піна, що утворюється, коли в чашку наливають водний екстракт меленої обсмаженої кави. Наприклад, запропонована в даному винаході пінлива кава може утворювати більшу кількість піни, при цьому піна має дрібніші пухирці і, отже, зберігається довше, ніж утворена швидкорозчинною кавою піна, що спричиняє збиток споживчого визнання. Ступінь пінистості кави може вимірюватися методом кількісного випробування на спінювання в чашці. Цим методом вимірюють кількість піни, яку утворює композиція при відновленні вологовмісту. Згідно з цим методом у скляний вимірювальний циліндр об'ємом 100 3 см , діаметром 25 мм і висотою 250 мм при температурі 20 °С помістили 1,8 г випробуваної композиції, а потім через лійку вгорі вимірювального циліндра протягом близько 5 секунд влили 3 70 см нагрітої до 80 °С води з мірної склянки. Використовувана лійка мала конічну частину з діаметром основи 50 мм і висотою 40 мм, з'єднану з трубчастою частиною із внутрішнім діаметром 5 мм і довжиною 50 мм. За допомогою лійки регулювали додавання води, яку використовували для відновлення вологовмісту композиції. Об'єм піни, утвореної композицією після відновлення вологовмісту вимірювали з інтервалами в 1 і 10 хвилин. Усі вимірювання проводилися двічі. Так, наприклад, запропонована в даному винаході пінлива кава (як частки пінливої кави, використані як вхідна речовина, так і агломерований кавовий продукт) може мати одну або декілька з наступних властивостей. 1. Кава може мати об'єм піни, вимірюваний методом кількісного випробування на 3 3 3 спінювання в чашці, 2,0 см або більше через 1 хвилину, наприклад, від 2,5 см до 10,0 см , 3 3 переважно від 3.0 см до 6,0 см через 1 хвилину. Цей рівень пінистості через 1 хвилину може бути сприятливим з точки зору споживчого визнання й може перевищувати показник швидкорозчинної кави, в якій утворюється піна, що спричиняє збиток споживчому визнанню. 2. Кава може мати об'єм піни, вимірюваний методом кількісного випробування на 3 3 3 спінювання в чашці, 0,7 см або більше через 10 хвилин, наприклад, від 1,0 см до 8,0 см , 3 3 переважно від 1,5 см до 5 см через 10 хвилин. Ця кількість піни, що зберігається через 10 хвилин, може бути сприятливою з точки зору споживчого визнання й може перевищувати показник швидкорозчинної кави, у якій утворюється піна, що спричиняє збиток споживчому визнанню. 4 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3. Кава може через 10 хвилин мати об'єм піни, що становить принаймні 40 % об'єму піни через 1 хвилину, наприклад, від 40 % до 100 %. Переважно через 10 хвилин об'єм піни становить від 50 % до 90 %, наприклад, від 60 % до 75 %. Таким чином, піна, утворена запропонованою в даному винаході пінливою кавою, зменшується з часом, але зберігається на рівні, який залишається сприятливим для споживчого визнання. Цей рівень збереження піни може перевищувати показник швидкорозчинної кави, в якій утворюється піна, що спричиняє збиток споживчому визнанню. 3 4. Кава може мати об'єм закритого порового простору більше 0,3 см /г, наприклад, від 0,5 до 3 3 3 3 3,0 см /г, наприклад, від 0,75 см /г до 1,5 см /г, такий як близько 1,0 см /г. Запропонована в даному винаході кава може, наприклад, мати щонайменше одну з властивостей - ж з 1 до 3 (тобто властивостей збереження об'єму піни), а також може мати одну або декілька з трьох інших властивостей. Наприклад, кава може мати властивості 1, 3 і 4. Кава переважно має всі чотири властивості. Для порівняння наявна в продажу висушена шляхом сублімації кава, випробувана цим 3 3 методом, має об'єм піни всього 1,5 см через 1 хвилину, який зменшується до всього 0,5 см через 10 хвилин. Таким чином, через 10 хвилин стандартна швидкорозчинна кава зберігає лише 33 % піни відносно її об'єму через 1 хвилину. У пінливої кави також відзначена тенденція мати більший об'єм закритого порового простору, ніж у звичайної кави. Наприклад, звичайна швидкорозчинна кава може мати об'єм 3 закритого порового простору близько 0,05 см /г. Іншими словами, загальний об'єм закритих пор 3 у частках, як описано далі, становить близько 0,05 см на кожний грам часток кави. На відміну від цього, запропонована в даному винаході пінлива кава переважно має об'єм закритого 3 3 3 порового простору близько 0,3 см /г або більше, такий як від 0,5 см /г до 3,0 см /г, наприклад, 3 3 3 від 0,75 см /г до 1,5 см /г, такий як близько 1,0 см /г. Об'єм закритого порового простору може бути виміряний, по-перше, методом вимірювання 3 щільності скелетної структури (г/см ) речовини шляхом вимірювання об'єму зваженої кількості порошку або гранул з використанням гелієвого пікнометра (Micromeritics Accupyc 1330) і ділення ваги на об'єм. Щільність скелетної структури є показником щільності з урахуванням об'єму будьяких наявних у частках пор, які не сполучаються з навколишнім середовищем, і без урахування вільного об'єму між частками й об'єму будь-яких наявних у частках пор, які сполучаються з навколишнім середовищем. Об'єм закритих пор, називаний у винаході об'ємом закритого порового простору, також визначають шляхом вимірювання щільності скелетної структури порошку або гранул після розмелу ступкою й товкачиком з метою видалення або розкриття всіх внутрішніх (закритих) пор. Цей показник щільності скелетної структури, називаний у винаході 3 абсолютною щільністю (г/см ), відображає дійсну щільність тільки твердої речовини у вигляді 3 порошку або гранул. Об'єм закритого порового простору (см /г) визначають шляхом віднімання 3 величини, оберненої до абсолютної щільності (см /г), з величини, оберненої до щільності 3 скелетної структури (см /г). Об'єм закритого порового простору необов'язково також може бути виражений як відсоток за об'ємом закритого порового простору в частках у вигляді порошку або гранул. Відсоток за об'ємом закритого порового простору визначають шляхом віднімання 3 величини, оберненої до абсолютної щільності (см /г), з величини, оберненої до щільності 3 скелетної структури (см /г), і потім множення різниці на щільність скелетної структури і на 100 %. Частки пінливої кави, використовувані в способі згідно з даним винаходом, одержують із швидкорозчинної кави. Частками швидкорозчинної кави можуть бути, наприклад, висушені розпиленням частки швидкорозчинної кави і (або) висушені сублімацією частки швидкорозчинної кави. У композиції на основі кави містяться агломеровані частки пінливої кави. Більша частина композиції на основі кави (за вагою) складається з часток пінливої кави. Композиція на основі кави переважно містить щонайменше близько 55 % за вагою часток пінливої кави. Композиція на основі кави більш переважно містить від близько 60 % за вагою до близько 100 % за вагою часток пінливої кави, наприклад, щонайменше близько 80 % за вагою, наприклад, близько 100 % за вагою. Зокрема, піноутворююча здатність і характеристики агломерату проявляються сильніше зі збільшенням відносного вмісту часток пінливої кави в композиції на основі кави. Наприклад, композиція на основі кави може містити переважно тільки частки пінливої кави. Проте, крім щонайменше 50 % за вагою часток пінливої кави композиція на основі кави може містити додаткові компоненти. Ці компоненти можуть включати, наприклад, одне або декілька з наступного: екстракт чаю, молочний продукт, підсолоджувач і живильну добавку. Додаткові необов'язкові інгредієнти включають, наприклад, натуральні і (або) штучні підсолоджувачі, емульгатори, стабілізатори, загущувачі, що підвищують текучість добавки, 5 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 барвники, віддушки, ароматизатори і т. ін. Композиція на основі кави також може містити непінливу каву, наприклад, непінливу швидкорозчинну каву. "Екстракти чаю" зазвичай отримують шляхом екстрагування чаю за допомогою розчинника, наприклад, води. "Молочні продукти" можуть містити один або кілька молочних білків, таких як білки, одержувані з коров'ячого молока. Наприклад, молочним продуктом можуть бути вершки або забілювач. Також можуть використовуватися немолочні вершки. "Живильні добавки" (або харчові добавки) являють собою продукти, призначені для доповнення раціону. Наприклад, харчові добавки можуть класифікуватися згідно з законом США 1994 року про статус і маркування харчових добавок. Харчові добавки включають мінерали, харчові волокна, біохімічні попередники й рослинні стерини. Штучні підсолоджувачі включають сахарин, цикламати, ацесульфам, підсолоджувані на основі L-аспартилу, такі як аспартам та їхні суміші. Емульгатори включають моногліцериди, дигліцериди, лецитин, ефіри монодигліцеридів діацетилвинної кислоти (DATEM), стеароілактати, модифіковані харчові крохмалі, полісорбати, PGA, ефіри сахарози та їхні суміші. Стабілізатори включають дикалійфосфат і цитрат натрію. Добавки, що підвищують текучість, включають, наприклад, силікоалюмінат натрію, двоокис кремнію й трикальційфосфат. Слід зазначити, що, хоча частки пінливої кави подрібнюють, інші частки, що утворюють композицію на основі кави, можуть бути піддані подрібненню з метою підвищення ефективності їхньої агломерації. Щонайменше деякі з часток пінливої кави, які містяться в композиції на основі кави, не подрібнюють. Більш переважно не подрібнюють від близько 50 % за вагою до близько 100 % за вагою часток пінливої кави. Більш переважно не подрібнюють від близько 80 % за вагою до близько 100 % за вагою часток пінливої кави, наприклад, щонайменше близько 90 % за вагою, наприклад, близько 100 % за вагою. Зокрема, піноутворююча здатність і характеристики агломерату проявляються сильніше зі збільшенням відносного вмісту не подрібнених часток пінливої кави в композиції на основі кави. Наприклад, композиція на основі кави може містити переважно тільки частки пінливої кави. Таким чином, у винаході запропонований спосіб одержання агломерованої пінливої кави, що включає стадію агломерації композиції на основі кави, більша частина якої за вагою складається з часток пінливої швидкорозчинної кави, при цьому частки пінливої швидкорозчинної кави не подрібнюють до їхньої агломерації. Частки пінливої кави можуть бути отримані просто з екстракту кави або можуть містити екстракт кави й додаткові компоненти. Наприклад, додаткові компоненти можуть бути розчинені в рідкому екстракті кави до сушіння екстракту з метою одержання швидкорозчинної кави. Частки пінливої кави переважно містять щонайменше близько 50 % за вагою екстрактів кави (тобто екстрактів, отриманих шляхом екстрагування зерен кави). Частки пінливої кави більш переважно містять від близько 70 % за вагою до близько 100 % за вагою екстрактів кави, наприклад, щонайменше 90 % за вагою, ще більш переважно щонайменше близько 100 % за вагою. Додаткові компоненти, які можуть міститися в частках пінливої кави, включають вуглеводи, білки і (або) їхні суміші. Пінливий компонент необов'язково може включати диспергований жир, крім або окремо від вуглеводу і (або) білка. Приклади вуглеводів включають, наприклад, цукри (такі як глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, манноза й мальтоза), багатоатомні спирти (такі як гліцерин, пропіленгліколь, полігліцерини й поліетиленгліколі), цукроспирти (такі як сорбіт, маніт, мальтит, лактат, еритрит і ксиліт), олігосахариди, полісахариди, продукти гідролізу крохмалю (такі як мальтодекстрини, глюкозні сиропи, кукурудзяні сиропи, високомальтозні сиропи й високофруктозні сиропи), камеді (такі як ксантан, альгінати, карагеніни, гуар, гелан, плід ріжкового дерева і гідролизовані камеді), розчинні волокна (такі як інулін, гідролізована гуарова камедь і полідекстроза), модифіковані крохмалі (такі як фізично або хімічно модифіковані крохмалі, розчинні або такі, що диспергуються у воді), модифіковані целюлози (такі як метилцелюлоза, карбоксиметилцелюлоза й гідроксипропилметилцелюлоза) та (або) їхні суміші. Приклади білків включають, наприклад, молочні білки, соєві білки, яєчні білки, желатин, колаген, білки з пшениці, гідролізовані білки (такі як гідролізований желатин, гідролізований колаген, гідролізований казеїн, гідролізований білок молочної сироватки, гідролізований молочний білок, гідролізований соєвий білок, гідролізований яєчний білок, гідролізований білок із пшениці й амінокислоти) та (або) їхні суміші. Приклади жирів включають, наприклад, жири, олії, гідрогенізовані олії, переетерифіковані олії, фосфоліпіди й жирні кислоти, одержувані з рослинних, молочних або тваринних джерел, та 6 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 їхні фракції або суміші. Жир також може вибиратися з парафінів, стеринів, етаноли, терпени та їхні фракції або суміші. Частки пінливої кави, використовувані в способі згідно з даним винаходом, являють собою частки з регульованою мікроструктурою, що утворює внутрішній поровий простір, більшу частину якого складають пухирці газу розміром 10 цм або менше, а меншу частину складає поровий простір розміром більше 10 μΜ. Переважно, щонайменше 75 %, найбільше переважно щонайменше 90 % пухирців газу мають розміри 10 μΜ або менше. Переважно більшість пухирців газу мають розміри 5 мікронів або менше. Відповідно, шляхом відновлення вологовмісту з використанням гарячої води може бути отриманий кавовий продукт із шаром стійкої піни, подібної до піни кави еспрессо. Таким чином, автор винаходу виявив, що при використанні такої кави відомі методи агломерації й подрібнення негативно впливають на число й розподіл за розмірами закритих пор і тим самим негативно впливають на піноутворюючу здатність і характеристики кави. Один із застосовних способів одержання такої пінливої кави і властивості одержуваної швидкорозчинної кави описані в патенті EP 0839457, зміст якого в порядку посилання включений у дану заявку. З метою регулювання закритих пор частки пінливої кави, використовувані в даному винаході, можуть окремо або додатково містити закриті пори, заповнені стисненим газом. Частки пінливої кави переважно мають безліч закритих пор, заповнених стисненим газом. Газ переважно перебуває під тиском, що перевищує атмосферний. Термін "стиснений газ" також означає захоплений газ або текуче середовище при такій температурі й тиску, що захоплене текуче середовище перебуває в надкритичному стані, або коли щонайменше частина захопленого газу або текучого середовища перебуває в рідкій формі в умовах підвищеного тиску всередині закритих пор у частках. Частки пінливої кави, що містять захоплений стиснений газ, можуть бути отримані методами, описаними в патентних заявках US 20060040038 A1 і (або) US 20080160139 A1, зміст яких у порядку посилання включений у дану заявку. По суті, спосіб включає: (а) нагрівання сухої швидкорозчинної кави під достатнім тиском, щоб тим самим змусити газ заповнити внутрішні пори сухої швидкорозчинної кави, (б) охолодження нагрітої сухої швидкорозчинної кави і (в) скидання тиску в охолодженій каві, у якій пори заповнені стисненим газом. Нагрівання переважно здійснюють до температури від 40 °C до 130 °С. Тиск газоподібного азоту переважно становить від 100 (6,8 бар) до 2000 фунтів/кв. дюйм (130 бар), хоча також можуть використовуватися більш високі значення тиску і (або) альтернативні гази/ надкритичні текучі середовища. Автор винаходу дослідив різні способи агломерації пінливої швидкорозчинної кави, у яких переважно зберігається внутрішня структура пінливої кави. У результаті цих досліджень автор винаходу встановив, що кращими є переважно сухі способи агломерації. Не бажаючи бути зв'язаним теорією, автор винаходу з'ясував, що агломерацію часто викликають частки кави, які переходять через температуру склування і стають липкими, у результаті чого вони злипаються одна з одною. Перехід швидкорозчинної кави через температуру склування може бути викликаний підвищенням температури і (або) вмісту вологи у швидкорозчинній каві. Разом з тим, автор винаходу виявив, що при проходженні швидкорозчинної кави через температуру склування може відбуватися коалесценція закритих пор, оскільки стан кави змінюється і стає пластичним, що сприяє плинності речовини. Автор винаходу виявив, що ці явища в процесі агломерації здатні призводити до деякої втрати внутрішньої структури, що негативно впливає на піноутворюючі властивості одержуваної агломерованої кави. Так, внутрішня структура пінливої кави може порушуватися, коли комбінація температури і вмісту вологи в пінливій каві перевищує умови, що необхідні для проходження кави через температуру склування. Потім автор винаходу встановив, що внутрішня структура часток, що достатня для отримання пінливої агломерованої кави, переважно може зберігатися при агломерації за рахунок регулювання впливу тепла й вологи на частки таким чином, щоб поверхні часток з'єднувалися одна з одною і утворювали міцну агломеровану частку без істотного порушення внутрішньої структури часток. Автор винаходу виявив, що, коли принаймні частина агломерованої пінливої швидкорозчинної кави являє собою частки швидкорозчинної кави, які містять стиснений газ, вони можуть бути включені в структуру агломерату зі збереженням щонайменше частини захопленого ними газу, отже, зі збереженням значного ступеня їхньої піноутворюючої здатності, 7 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 що, у свою чергу, здатне поліпшувати піноутворюючу здатність агломерованого продукту. Це переважно досягається попереднім сушінням часток, що містять стиснений газ, щоб Tg (температура склування) цих часток була значно вищою, ніж в інших пінистих або непінистих часток порошку, що піддається агломерації. Так, стадія агломерації може здійснюватися при температурі, вищій за Tg, тільки частини, а не всього порошку, що піддається агломерації. Припускається, що це призводить до того, що частки порошку, які нагрівають до температури, що перевищує їхні Tg, агломеруються і утворюють структуру, яка здатна вловлювати сухі частки, що містять стиснений газ, без його істотної втрати цими частками, що зазвичай відбувається, якби ці частки були нагріті до температури, що перевищує їхні Tg. У результаті попереднього сушіння вміст вологи в частках переважно знижується до менше 2 %, більш переважно менше 1 %, найбільше переважно менше 0,5 % води за вагою часток. Відповідно, у даному винаході запропонований спосіб одержання агломерованої пінливої композиції на основі кави, що включає стадію агломерації композиції на основі кави, більша частина за вагою якої складається з часток пінливої швидкорозчинної кави, при цьому стадія агломерації композиції на основі кави являє собою сухий процес агломерації. Сухі способи агломерації, які також можна назвати способами агломерації без повторного зволоження, являють собою способи, у яких не використовують рідку або газоподібну зв'язувальну речовину. Наприклад, при їхньому здійсненні в агломеровану композицію на основі кави переважно не додають воду і (або) пару, щоб викликати її агломерацію. Слід зазначити, що для підтримання рівня зволоженості композиції на основі кави під час агломерації може бути наявною невелика кількість вологи, наприклад, що міститься в навколишньому середовищі. Зокрема, автор винаходу виявив, що переважними можуть бути способи, в яких переважно не змінюється, зокрема, не підвищується вміст вологи в каві. Одним з переважних способів сухої агломерації є нагрівання композиції на основі кави до температури, коли композиція на основі кави утворює агломерати. Не бажаючи бути зв'язаним теорією, автор винаходу з'ясував, якщо під час агломерації підвищується вміст вологи в композиції на основі кави, то знижується її температура склування. Крім того, якщо композиція на основі кави протягом тривалого часу зазнає впливу температури, близької до її температури склування або такої, що перевищує її, внутрішня структура пінливої кави може змінитися, в результаті чого знижується її піноутворююча здатність і (або) якість утвореної нею піни. Крім того, коли наявні частки, що містять захоплений стиснений газ, також може відбуватися втрата стисненого газу внаслідок поглинання вологи частками кави. Відповідно, припускається, що в агломераті, одержуваному вологими способами агломерації, можуть із більшою ймовірністю погіршуватися його піноутворюючі властивості, наприклад, під час будь-якої стадії наступного нагрівання або при подальшому зберіганні. Сама стадія нагрівання з метою агломерації може здійснюватися при температурі, яка дорівнює температурі склування часток пінливої швидкорозчинної кави або такій, що перевищує її. Як відзначалося вище, при нагріванні до температури, що перевищує температуру склування, можуть постраждати піноутворюючі властивості композиції. Проте, невеликий проміжок часу, необхідний для здійснення агломерації, може бути досить коротким для того, щоб не впливати істотно на піноутворюючі властивості композиції. Наприклад, при нагріванні композиції на конвеєрній стрічці або в багатьох лотках, у які завантажують шар композиції на основі кави, можна точно регулювати час і умови нагрівання для того, щоб підтримувати піноутворюючі властивості композиції на основі кави в процесі агломерації. Застосовуване устаткування для стадії нагрівання включає, наприклад, контактний підігрівач, що постачається компанією Formcook AB (Хельсінгборг, Швеція) або компанією Berief Innovativ Gmbh & Co. KG (Вадерсло-Дістедде, ФРН). Час, необхідний для агломерації, залежить від товщини використовуваного шару, але може, наприклад, становити від 2 хвилин до 30 хвилин. Наприклад, може використовуватися шар товщиною, наприклад, 2-50 мм. Такий спосіб дозволяє одержувати спечений матеріал, який може бути розділений на гранули. Розділення може здійснюватися з застереженнями, щоб уникнути пошкодження внутрішньої структури пінливої кави. Крім того, нагрівання переважно здійснюють шляхом теплопередачі з використанням, наприклад, нагрівальних елементів, що контактують із конвеєрною стрічкою і багатьма лотками, що містять шар кави. Не бажаючи бути зв'язаним теорією, автор винаходу виявив, що нагрівання шляхом теплопередачі може призводити до того, що поверхневий шар часток кави буде нагріватися раніше, ніж внутрішні шари часток кави. Так, температура поверхневого шару може перевищити температуру склування, тоді як температура внутрішніх шарів може залишатися нижчою за температуру склування або підніматися вище температури склування повільніше, ніж у поверхневому шарі. Так, незважаючи на деяку втрату внутрішньої структури 8 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поверхневого шару, може переважно зберігатися внутрішня структура всіх шарів, крім поверхневого шару. Автор винаходу виявив, що в цьому випадку забезпечується задовільне збереження піноутворюючих властивостей під час агломерації і у той же час можливість агломерації окремих часток кави. Наприклад, стадія нагрівання може здійснюватися при температурі на 5-50 °C вище температури склування композиції на основі кави. При нижній температурній межі композиція на основі кави може легше ставати досить текучою для формування міцних зв'язків між сусідніми частками агломерату. При верхній температурній межі може запобігатися погіршення піноутворюючих властивостей композиції під час агломерації. Наприклад, суміш може бути нагріта до температури, яка на 40 °C або менше перевищує температуру склування поверхневого шару композиції, наприклад, на 30 °C або менше, наприклад, на 20 °C. Аналогічно нижня межа нагрівання суміші може на 10 °C або більше або на 15 °C або більше перевищувати температуру склування поверхневого шару композиції. Температура склування може вимірюватися методом диференціальної сканувальної калориметрії (DSC). DSC може здійснюватися, наприклад, з використанням приладу виробництва компанії Perkin Elmer, наприклад, моделі Hyper DSC. Одним із прикладів швидкості, з якою може здійснюватися сканування, є 2 °С за хвилину. Композиція на основі кави може бути нагріта, наприклад, до температури в інтервалі 60-120 °С, наприклад, 90-120 °С для здійснення агломерації. Цю температуру нагрівальних елементів використовують, наприклад, у випадку композиції на основі кави з багатошаровою структурою, яку нагрівають за допомогою нагрівальних елементів, щоб отримати структуру спеченого типу. Це може сприяти досягненню описаного раніше ефекту теплопередачі переважно поверхневому шару, а не часткам, що перебувають усередині кави для їх агломерації. Стадія агломерації переважно є процесом, у якому може точно регулюватися ступінь ущільнення, що дозволяє за бажанням забезпечувати щільність агломерованого продукту такого порядку величини, як у вхідної речовини (тобто в межах близько +/-25 % вихідної речовини). Наприклад, ступінь ущільнення може регулюватися шляхом ущільнення однакового за висотою шару часток кави між двома паралельними нагрівальними пластинами, які встановлені на фіксованій відстані одна від одної. Співвідношення висоти шару часток кави і відстані між нагрівальними пластинами можна змінювати, щоб регулювати ступінь ущільнення. Це співвідношення може становити, наприклад, від близько 1:1 до близько 2:1. У одному з альтернативних варіантів здійснення, крім ваги самої кави і будь-якого тиску навколишнього середовища, у якому здійснюють агломерації, також додають зовнішній тиск. Що стосується продукту, одержуваного способом згідно з даним винаходом, ним є агломерована пінлива композиція на основі кави. Оскільки в композиції збережені піноутворюючі властивості, тому що її не піддавали подрібненню (або відповідно до однієї з переважних особливостей вологого процесу агломерації), піноутворюючі властивості агломерованої кави нагадують властивості вхідної речовини. Продуктом можуть бути окремі частки агломерованої кави або структура спеченого типу, яка може бути розділена або з якої можуть бути сформовані більш дрібні агрегати і (або) яка може бути роздроблена перед постачанням споживачам. Структура спеченого типу може бути отримана, наприклад, коли каву агломерують у вигляді шару, що нагрівається, шляхом, наприклад, теплопередачі. Структура спеченого типу також може бути сформована, наприклад, шляхом поміщення кави в прес-форму до агломерації з метою регулювання форми і (або) розмірів агломерованого продукту. Поділ або формування структури спеченого типу також може здійснюватися таким чином, щоб регулювати форму і (або) розміри одержуваної агломерованої кави і отримувати індивідуально сформовані частки. Сформовані частки можуть мати однорідну або неоднорідну форму і (або) розмір залежно від бажаного зовнішнього вигляду агломерованого продукту. Автор винаходу також установив, що при агломерації описаним у винаході способом у агломерованому продукті може утворюватися значне число відкритих пор, які являють собою просторові канали між агломерованими частками. Припускається, що ці відкриті пори, через які в гранули за рахунок капілярної дії всмоктується вода при відновленні вологовмісту, дозволяють агломерованому продукту легко розчинятися після відновлення вологовмісту, наприклад, гарячою водою. 3 Об'ємна щільність готової композиції переважно становить від 0,16 до 0,45 г/см , переважно 3 3 від 0,16 до 0,30 г/см , більш переважно від 0,19 до 0,25 г/см , ще більш переважно від 0,20 до 3 3 0,24 г/см . Щільність утрушування зазвичай становить від 0,17 до 0,32 г/см , переважно від 0,20 3 до 0,26 г/см . Це приблизно відповідає щільності стандартної композиції на основі швидкорозчинної кави і, таким чином, ці інтервали об'ємної щільності є сприятливими для 9 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 споживчого визнання, оскільки споживач може просто використовувати композицію в такій же кількості, як і зазвичай при використанні традиційної швидкорозчинної кави. Хоча готова композиція має таку об'ємну щільність і щільність утрушування, як і стандартна композиція на основі швидкорозчинної кави, щільність скелетної структури готової композиції зазвичай є більш низькою, ніж у стандартної композиції на основі швидкорозчинної кави, за рахунок присутності заповнених газом закритих пор. Наприклад, щільність скелетної структури 3 готової композиції зазвичай може становити менше близько 1,3 г/см , наприклад, від 0,5 до 1,1 3 г/см , тоді як щільність скелетної структури гранул традиційної швидкорозчинної кави зазвичай 3 перевищує 1,4 г/см . 3 3 Об'ємну щільність (г/см ) визначають шляхом вимірювання об'єму (см ), що займає задана вага (у грамах) швидкорозчинної кави, що насипається через лійку в градуйований циліндр. Щоб 3 визначити щільність утрушування (г/см ), насипають швидкорозчинну каву в градуйований циліндр, піддають циліндр вібрації до тих пір, поки об'єм продукту не зменшиться до мінімуму, 3 реєструють об'єм, зважують продукт і ділять вагу на об'єм. Щільність скелетної структури (г/см ) визначають шляхом вимірювання об'єму зваженої кількості швидкорозчинної кави з використанням гелієвого пікнометра (Micromeritics Accupyc 1330) і діленням ваги на об'єм. Щільність скелетної структури є показником щільності кавового продукту з урахуванням об'єму будь-яких наявних в індивідуальних частках швидкорозчинної кави пор, які не сполучаються з навколишнім середовищем, і без урахування вільного об'єму між частками кави і об'єму будьяких наявних у індивідуальних частках швидкорозчинної кави пор, які сполучаються з навколишнім середовищем. Усі описані вимірювання здійснюються при кімнатній температурі (20 °C) і тиску в 1 атмосферу, якщо не зазначене інше. Приклади Далі даний винахід буде описаний на наступних не обмежуючих його прикладах. Приклад 1 Шляхом нагнітання газоподібного азоту під тиском у рідкий екстракт кави і потім розпилювального сушіння рідкого екстракту кави отримали деяку кількість пінистого висушеного розпиленням кавового порошку з безліччю мікроскопічних закритих пор. На металеву пластину помістили 100 грамів пінистого розчинного висушеного розпиленням 3 кавового порошку, який мав об'єм закритого порового простору 1,0 см /г й об'ємну щільність 3 0,23 г/см , і агломерували в герметичній закритій ємності шляхом впливу на порошок вологого середовища. Вологе середовище було створено шляхом поміщення деякої кількості води з температурою приблизно 15 °C на другу металеву пластину, яка також була поміщена в герметично закриту ємність. Приблизно через 24 години знаходження у вологому середовищі частки пінливої висушеної розпиленням кави агломерували, щоб отримати каву в формі шматка. Цей шматок зберігали протягом ночі у випарнику, щоб знизити вміст вологи в каві. Потім висушений шматок розбили на гранули шляхом продавлювання вручну за допомогою ложки через сито з комірками розміром 2,8 мм. Після цього отримані гранули просіяли вручну, щоб вилучити всі частки речовини (включаючи неагломеровані частки або дрібноту, що утворюється при гранулюванні) розміром менше 500 мікронів. Після того, як у лабораторній склянці із внутрішнім діаметром 65 мм за допомогою 200 мл води, нагрітої до температури 85 °C, відновили вологовміст 3 грамів отриманого агломерованого швидкорозчинного кавового продукту, утворився шар піни, яка закрила всю поверхню отриманого швидкорозчинного кавового продукту. Було додатково відзначено, що кава мала відмінну розчинність при відновленні вологовмісту гарячою водою. Зокрема, після розмішування ложкою протягом близько 2 секунд не залишалося нерозчинених часток. 3 Гранули пінливої агломерованої швидкорозчинної кави мали об'ємну щільність 0,23 г/см і 3 об'єм закритого порового простору 0,35 см /г. Потім методом кількісного випробування на спінювання в чашці здійснили вимірювання кількості піни, утвореної гранулами пінливої агломерованої швидкорозчинної кави, результати яких наведено в Таблиці 1. 55 10 UA 107659 C2 Таблиця 1 3 Об'єм піни (см ) 1 хвилина 10 хвилин Зразок Наявний у продажу неагломерований пінливий висушений розпиленням швидкорозчинний кавовий порошок Наявна у продажу агломерована швидкорозчинна гранульована кава Агломерована пінлива швидкорозчинна гранульована кава згідно з даним винаходом, отримана способом за Прикладом 1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4,5 3,0 0,0 0,0 2,5 1,0 Приклад 2 Шляхом нагнітання газоподібного азоту під тиском у рідкий екстракт кави і потім розпилювального сушіння рідкого екстракту кави отримали додаткову кількість пінистого висушеного розпиленням кавового порошку з безліччю мікроскопічних закритих пор. Ця додаткова кількість пінистого висушеного розпиленням кавового порошку має вміст вологи близько 3,5 % за вагою (у перерахуванні на вологий продукт), об'єм закритого порового 3 3 простору близько 0,9 см /г, об'ємну щільність близько 22 г/см і середній розмір D50 часток близько 150 м. Потім агломерували деяку кількість цього пінистого висушеного розпиленням порошку з використанням пристрою для контактної теплової обробки. Пристрій для контактної теплової обробки мав дві паралельні металеві електронагрівальні пластини, встановлені на фіксованій відстані одна від одної, і конвеєрну стрічку, що проходить між ними. Між пластинами була встановлена відстань близько 10 мм, а температура пластин становила близько 105 °C. Була встановлена така швидкість стрічки, щоб час знаходження порошку між нагрівальними пластинами становив близько 4 хвилин і 30 секунд. На стрічку до її подачі між нагрівальними пластинами нанесли деяку кількість пінистого висушеного розпиленням кавового порошку, висоту якого зменшили й за допомогою переверненої перегородки отримали шар рівномірної товщини приблизно 17 мм. Потім шар порошку на стрічці пропустили через нагрівальні пластини, у результаті чого відбулася агломерація часток порошку і утворився шматок речовини. Порошок не розмелювали й не подрібнювали яким-небудь способом до агломерації. Після нагрівальних пластин шматок охолодили, поки його температура не стала нижче близько 50 °C. Потім його гранулювали шляхом продавлювання вручну за допомогою ложки через сито, щоб отримати гранули розміром менше близько 3 мм. Після цього отримані гранули просіяли вручну, щоб вилучити всі частки речовини (включаючи неагломеровані частки або дрібноту, що утворюється при гранулюванні) розміром менше 1 мм. Після того, як у лабораторній склянці з внутрішнім діаметром 65 мм за допомогою 200 мл води, нагрітої до температури 85 °C, відновили вологовміст 3 грамів отриманого агломерованого швидкорозчинного кавового продукту, утворився шар піни, яка закрила всю поверхню отриманого швидкорозчинного кавового напою і зберігалася протягом декількох хвилин. Було відзначено, що агломеровані гранули мали близьку подібність із гранулами звичайної висушеної шляхом сублімації кави з точки зору їхнього загального зовнішнього вигляду, форми, розміру й кольору. 3 Агломеровані гранули мали об'ємну щільність близько 0,18 г/см і об'єм закритого порового 3 простору 0,87 см /г. Приклад 3 Отримали деяку кількість гранул пінливої агломерованої кави способом за Прикладом 2, але з використанням пристрою для контактної теплової обробки, що мав гідротермічні нагрівальні пластини замість електронагрівальних пластин згідно з Прикладом 2, і з використанням шару порошку висотою близько 20 мм до агломерації. Після того, як у лабораторній склянці з внутрішнім діаметром 65 мм за допомогою 200 мл води, нагрітої до температури 85 °C, відновили вологовміст 3 грамів отриманого агломерованого швидкорозчинного кавового продукту, утворився шар піни, яка закрила всю поверхню отриманого швидкорозчинного кавового напою і зберігалася протягом декількох хвилин. 11 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Було відзначено, що агломеровані гранули мали близьку подібність із гранулами звичайної висушеної шляхом сублімації кави з точки зору їхнього загального зовнішнього вигляду, форми, розміру й кольору. 3 Агломеровані гранули мали об'ємну щільність близько 0,19 г/см і об'єм закритого порового 3 простору 0,86 см /г. Приклад 4 Отримали деяку кількість пінистого висушеного розпиленням кавового порошку згідно з Прикладом 2. Потім цей порошок помістили в середовище стисненого газу при температурі, що перевищує Tg кави, щоб тим самим змусити стиснений газ заповнити закриті пори часток порошку (як описано в патентній заявці US 20060040038 A1). Після цього порошок охолодили до більш низької, ніж Tg, температури і скинули тиск. Отриманий кавовий порошок містив захоплений стиснений газ і утворював значний рівень піни при відновленні вологовмісту з використанням гарячої води. Потім цей кавовий порошок, що містить захоплений стиснений газ, висушили у вакуумній печі під тиском близько 0,4 мбар і при температурі близько 30-50 °С, щоб знизити вміст рівня вологи менше близько 0,5 % за вагою (у перерахуванні на вологий продукт). Цей процес сушіння значно не позначився на вмісті стисненого газу або піноутворюючій властивості часток порошку. Потім деяку кількість згаданого висушеного кавового порошку, що містить стиснений газ, із вмістом вологи менше близько 0,5 % за вагою (у перерахуванні на вологий продукт) вручну змішали з додатковою кількістю пінистого висушеного розпиленням кавового порошку згідно з Прикладом 2 (який не піддавали додатковій обробці під тиском або сушінню). Оскільки частки порошку, що містять стиснений газ, були раніше висушені до вмісту вологи менше близько 0,5 % за вагою (у перерахуванні на вологий продукт), Tg цих часток значно перевищувала Tg часток пінистого висушеного розпиленням порошку, які не були піддані додатковому сушінню. На частки, що містять захоплений стиснений газ, припадало близько 20 % за вагою отриманої суміші. Потім суміш порошків агломерували способом за Прикладом 2, але в цьому випадку товщина шару порошку становила близько 3-5 мм, а відстань між нагрівальними пластинами становила близько 3 мм. Згідно зі спостереженнями отриманий агломерований швидкорозчинний кавовий продукт містив значну кількість захопленого газу, в результаті чого при відновленні його вологовмісту за допомогою гарячої води було чутно потріскування. Після того, як у лабораторній склянці із внутрішнім діаметром 65 мм за допомогою 200 мл води, нагрітої до температури 85 °С, відновили вологовміст 3 грамів отриманого агломерованого швидкорозчинного кавового продукту, утворився шар піни, яка закрила всю поверхню отриманого швидкорозчинного кавового напою й зберігалася протягом декількох хвилин. Приклад 5 Порівняльний приклад Методом кількісного випробування на спінювання в чашці здійснили вимірювання кількості піни, утвореної гранулами пінливої агломерованої швидкорозчинної кави згідно з Прикладами 2 і 3, результати яких наведено в Таблиці 2. Таблиця 2 3 Об'єм піни (см ) 1 хвилина 10 хвилин Зразок Агломерована пінлива швидкорозчинна гранульована кава згідно з даним винаходом, отримана способом за Прикладом 2 Агломерована пінлива швидкорозчинна гранульована кава згідно з даним винаходом, отримана способом за Прикладом 3 45 50 3,75 2,5 4,0 3,0 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб одержання агломерованої пінливої композиції на основі кави, що включає стадію агломерації композиції на основі кави, більша частина якої за вагою складається з частинок пінливої швидкорозчинної кави, і в якій щонайменше деякі частинки пінливої швидкорозчинної кави до їхньої агломерації не подрібнюють та принаймні деякі частинки пінливої кави мають безліч закритих пор, заповнених стисненим газом. 12 UA 107659 C2 5 10 15 20 25 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що стадія агломерації композиції на основі кави включає стадію нагрівання, яку проводять при температурі, на 5-30 ºС вище температури склування кавової композиції. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що стадію нагрівання проводять при температурі, на 5-20 ºС вище температури склування композиції на основі кави, переважно на 5-15 ºС вище температури склування композиції на основі кави. 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що стадію нагрівання проводять при температурі, на 15-30 ºС вище температури склування композиції на основі кави, переважно на 20-30 ºС вище температури склування композиції на основі кави. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше деякі з частинок пінливої кави надані з безліччю закритих пор, заповнених стисненим газом, способом, який включає: а) нагрівання сухої швидкорозчинної кави під достатнім тиском, щоб тим самим змусити газ заповнити внутрішні пори сухої швидкорозчинної кави, б) охолодження нагрітої сухої швидкорозчинної кави, і в) скидання тиску в охолодженій каві, в якій пори заповнені стисненим газом. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що композиція на основі кави додатково містить одне або більше з: екстракт чаю, молочний продукт, підсолоджувач, живильну добавку, натуральні або штучні підсолоджувачі, емульгатори, стабілізатори, загущувачі, добавки, що підвищують текучість, непінливу каву або непінливу швидкорозчинну каву. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що композиція на основі кави містить непінливу каву. 8. Агломерована пінлива композиція на основі кави, щонайменше 50 % за вагою якої складається з пінливої швидкорозчинної кави, при цьому: 3 (і) через 1 хвилину композиція має об'єм піни 2,0 см або більше, виміряний методом кількісного випробування на спінювання в чашці, і (або) 3 (іі) через 10 хвилин композиція має об'єм піни 0,7 см або більше, виміряний методом кількісного випробування на спінювання в чашці, і (або) (ііі) через 10 хвилин композиція має об'єм піни, що становить щонайменше 40 % об'єму піни через 1 хвилину, і (або) 3 (iv) композиція має об'єм закритого порового простору більше 0,3 см /г. 30 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13