[其他]颗粒材料的加工方法和设备

说明书

本发明涉及颗粒材料的加工。

象可溶性或“速溶”咖啡这样的颗粒材料一般是要进行融合以便由此来调节颗粒的大小，体密度以及其它性质。这些将要融合的材料一般要暴露在有力的湍流蒸汽流下。当蒸汽冷凝时，蒸汽润湿並加热了这些颗粒，结果使这些颗粒被一个软而湿的材料构成的粘层复盖。当被复盖的颗粒在湍流条件下彼此接触时互相粘在一起，並且还粘在合并的邻近颗粒的复盖层上。在干燥时这种被合并的复盖层固化並在邻近颗粒间形成一个整体结合。

这种类型的生产过程一般来讲能够生产具有光滑圆形边缘和类似于海绵的疏松结构团块。通常，这种颗粒的表面一定要用蒸汽完全润湿才能产生满意的团块。这种完全湿润的特点是对产品颜色的影响均匀。对咖啡而言，团块的颜色一般来说是深色。

这样一种产品看上去不像焙炒並磨碎了的咖啡，焙炒並磨碎了的咖啡是一些边缘尖锐的薄片，其色杂，主要为黑色但带有一些浅色的斑点。消费者们总是把焙炒和磨碎的外观与风味质地结合在一起考虑。因此，在可溶性咖啡和其它产品的团块中改进对颗粒形状和外观的控制是十分必要的。

此外，传统的融合过程一般要消耗大量的蒸汽並可能引起融合材料短期风味的损失。因此就需要有克服这些缺陷的工艺过程和设备。

对本发明的总结

本发明提供了满足这些需要的工艺过程和设备。

在本发明的工艺过程中，颗粒材料通过潮湿区被喷入流束中。含水气体的方向从流束的外围指向流束，使向内流向这股流束中心的含水气体围绕着该流束。在本发明中使用的术语“含水气体”包括蒸汽和在蒸汽或其它气体中悬浮的细小水珠微粒。含水气体润湿这些颗粒並在这些颗粒的表面形成液相或准液相。通过相邻颗粒各自的液相或准液相的融合把相邻颗粒或相互碰撞的颗粒聚在一起，由此形成团块。将这些团块干燥以便固化成融合态，然后再最好破裂成期望的大小。

虽然本发明不受任何操作原理的限制，但是应该相信，向内流动的含水气体有助于将颗粒材料流束限制在相当小的体积之内，因此使单位体积内颗粒数目或流束中的“颗粒数密度”最大。可以相信，在流束中占优势的相对较高的“颗粒数密度”增加了湿润区颗粒间接触的几率，因此也增加了在颗粒间发生融合的可能性。向内流动的含水气体最好具有相对较低的速度，而且不要产生重大的湍流。可以相信，在湿润区内占优势的相对静止的情况下，颗粒以相对较低的速度互相碰撞，这就更进一步增加了融合的可能性。更可取的是，至少含水气体的主要部分在与颗粒通路平行的方向上要以零速度分量引入到湿润区。由于含水气体沿着通路对这些颗粒没有明显的加速作用，所以颗粒在湿润区停留的时间最长，这就进一步促进了颗粒的融合。

根据本发明的另一方面，在湿润前颗粒就可能彼此聚集成团粒，这和将材料压紧的情况是一样的。将团粒喷入颗粒状材料组成的流束中，並在湿润区与含水气体相接触。在湿润区中相对静止占优势的情况下，团粒不完全破碎成单个的颗粒。至少某些原来的团粒在湿润阶段之后仍旧存在。每一个团粒形成后仍旧存在的颗粒在整个湿润阶段仍然要保持相互接触，並且在湿润时要有效地融合起来形成了团块。

可以对湿润阶段的工艺条件进行选择，或使每个团粒中的所有颗粒都得到充分的湿润，从而寻求一个均匀的着色效果，或使这些团粒的外表面的颗粒得到充分的湿润而团粒内表面的颗粒得不到充分的湿润。这种不均匀的湿润能给出外部为深色、内部为浅色的团块，在随后的破碎中浅色的内部即表露出来並形成了类似于焙炒並磨碎的咖啡中的浅色斑点。

可以相信，在湿润阶段保留团粒结构有助于保留香味。虽然本发明不受任何操作原理的限制，但应该相信，每个团粒内部的颗粒的香味损失被周围颗粒的屏蔽效应减至最小。

本发明的最佳融合过程能够控制产品的结构或颗粒形状、颜色以及密度，因此能在极宽的范围内大体上实现上述性质的任何期望的组合。这样，可溶性咖啡就可以融合成团块，得到的颗粒或者是类似于焙炒並磨碎了的咖啡颗粒的边缘尖锐的颗粒，或者是类似于常用团块产品（其颜色为从浅棕黄色到接近于黑色的深褐色之间的任何一种颜色，其体积密度为从约17克/分升-30克/分升中的任何值）的疏松颗粒。但是，若用蒸气做含水气体，一般来讲，可用本发明的融合过程来融合这些材料，其中使用的蒸汽喷射速率比以前使用的蒸汽喷射速率低些。这种较低的蒸汽速率有助于使材料的短暂香味或气味成份损失最小。