Café instantané

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Contexte

Le café instantané (ou soluble) est largement utilisé depuis des décennies en raison de sa commodité. Au plus fort de sa popularité dans les années 1970, près d'un tiers du café torréfié importé aux États-Unis a été transformé en produit instantané, ce qui a entraîné des ventes annuelles de plus de 200 millions de livres. Aujourd'hui, environ 15 % du café consommé aux États-Unis est préparé en mélangeant des granulés instantanés avec de l'eau chaude, que ce soit à la maison, au bureau ou dans des distributeurs automatiques. De plus, le développement de produits instantanés de bonne qualité a contribué à populariser le café dans les cultures qui buvaient historiquement du thé.

Depuis son invention, les chercheurs ont cherché à améliorer le café instantané de diverses manières. Par exemple, certaines des premières versions en poudre ne se dissolvaient pas facilement dans l'eau, laissant des amas de poudre humide flottant dans la tasse. L'arôme du café se dissipe facilement et les fabricants ont essayé de développer des traitements qui donneront à un pot de café instantané une odeur de café fraîchement moulu lorsqu'il est ouvert. Des processus de fabrication plus modernes produisent des granulés de café instantané qui ressemblent davantage à du café moulu. Enfin, un objectif majeur a été de produire un café instantané qui ait le plus possible le goût de la boisson fraîchement infusée.

Le principal avantage du café instantané est qu'il permet au client de faire du café sans autre équipement qu'une tasse et un agitateur, aussi rapidement qu'il peut chauffer de l'eau. Des études de marché ont également découvert que les consommateurs aiment préparer du café sans avoir à jeter de marc humide. Certains buveurs de café sont devenus tellement habitués à boire du café instantané qu'au moins un fabricant a découvert lors de tests de dégustation que leur public cible ne savait même pas quel goût avait le café fraîchement moulu.

Historique

Le désir de faire du café instantanément en mélangeant simplement un concentré liquide ou sec avec de l'eau chaude remonte à des centaines d'années. La première version documentée du café instantané a été développée en Grande-Bretagne en 1771. Le premier produit américain a été développé en 1853 et une version expérimentale (sous forme de gâteau) a été testée sur le terrain pendant la guerre civile. En 1901, la première technique réussie pour fabriquer un produit en poudre stable a été inventée au Japon par Sartori Kato, qui a utilisé un procédé qu'il avait développé pour faire du thé instantané. Cinq ans plus tard, George Constant Washington, un chimiste britannique vivant au Guatemala, a mis au point le premier procédé à succès commercial pour faire du café instantané.

L'invention de Washington, commercialisée sous le nom de "Red E Coffee", a dominé le marché du café instantané aux États-Unis pendant 30 ans, à partir de 1910 environ. Au cours des années 1930, l'industrie brésilienne du café a encouragé la recherche sur le café instantané comme moyen de préserver sa production de café excédentaire. . La société Nestlé a travaillé sur cet effort et a commencé à fabriquer du Nescafé en 1938, en utilisant un processus de co-séchage d'extrait de café avec une quantité égale de glucides solubles. Le café instantané était extrêmement populaire auprès des soldats américains pendant la Seconde Guerre mondiale; un an, la totalité de la production de l'usine américaine Nescafé (plus d'un million de caisses) est allée uniquement à l'armée. En 1950, les chercheurs de Borden avaient mis au point des méthodes pour fabriquer de l'extrait de café pur sans le composant glucidique supplémentaire. Cette amélioration a fait passer la consommation de café instantané d'une tasse de café sur 16 consommée dans le pays en 1946 à une tasse sur quatre en 1954. En 1963, Maxwell House a commencé à commercialiser des granulés lyophilisés, qui se sont reconstitués en une boisson au goût plus proche de café fraîchement moulu. Au cours des cinq années suivantes, tous les principaux fabricants ont introduit des versions lyophilisées et, au milieu des années 1980, 40 % du café instantané utilisé aux États-Unis était lyophilisé.

Matières premières

Deux des 50 espèces connues de grains de café dominent l'industrie du café de boisson. Café arabica les variétés, cultivées principalement en Amérique latine, en Inde et en Indonésie, ont une saveur relativement douce et, par conséquent, sont plus chères. Ils sont également relativement coûteux à récolter, car les cerises de café individuelles doivent être cueillies à la main à leur apogée de maturité. Café robusta les variétés, cultivées principalement en Afrique, en Inde et en Indonésie, ont une saveur plus dure, mais elles sont moins chères à cultiver car elles peuvent être récoltées sur une gamme de maturité et sont plus résistantes aux maladies et aux insectes. En raison de leur prix plus attractif, les robustas sont largement utilisés dans la fabrication de cafés instantanés.

La torréfaction à des températures supérieures à 300 °F (180 °C) élimine l'humidité des grains de café. Les grains destinés à être utilisés dans les produits instantanés sont torréfiés de la même manière que les grains destinés au brassage domestique, bien que la teneur en humidité puisse être légèrement supérieure (environ 7 à 10 %). Les grains sont ensuite broyés grossièrement pour minimiser les particules fines qui pourraient entraver l'écoulement de l'eau dans le système de brassage industriel.

Le processus de fabrication

Extraction

• 1 La fabrication du café instantané commence par le brassage du café dans un équipement d'extraction hautement efficace. L'eau adoucie est passée à travers une série de cinq à huit colonnes de grains de café moulus. L'eau passe d'abord à travers plusieurs cellules "chaudes" (284-356°F, ou 140-180°C), dont au moins certaines fonctionnent à une pression supérieure à la pression atmosphérique, pour l'extraction de composants difficiles comme les glucides. Il passe ensuite à travers deux ou plusieurs cellules « froides » (environ 212 °F ou 100 °C) pour l'extraction des éléments les plus savoureux. L'extrait est passé à travers un échangeur de chaleur pour le refroidir à environ 40°F (5°C). À la fin de ce cycle, l'extrait de café contient 20 à 30 % de solides.

Filtration et concentration

• 2 Après une étape de filtrage, le café infusé est traité de plusieurs manières pour augmenter sa concentration. L'objectif est de créer un extrait contenant environ 40 % de solides. Dans certains cas, le liquide est traité dans une centrifugeuse pour séparer l'eau plus légère de l'extrait de café plus lourd. Une autre technique consiste à éliminer l'eau par évaporation avant de refroidir l'extrait brassé chaud. Une troisième alternative consiste à refroidir suffisamment l'extrait pour geler l'eau, puis à séparer mécaniquement les cristaux de glace du concentré de café.

Récupération des volatiles aromatiques

• 3 Une partie du plaisir de préparer et de boire du café est de sentir son arôme. Au cours des différentes étapes du processus de fabrication, les éléments aromatiques volatils sont perdus; ils doivent être retournés dans une étape ultérieure pour produire un produit de café instantané attrayant. Les aromatiques peuvent être récupérés au cours de plusieurs étapes du processus de fabrication. Par exemple, les gaz libérés pendant les processus de torréfaction et/ou de broyage peuvent être collectés. Le café moulu et torréfié peut être chauffé pour libérer des gaz aromatiques supplémentaires. En faisant passer de la vapeur ou des solvants appropriés à travers un lit de café moulu, le café torréfié peut décaper et capturer les composants aromatiques. Les huiles aromatiques peuvent être extraites du marc de café épuisé en exerçant une pression d'au moins 2 000 lb par m² (14 000 kPa). Les gaz peuvent également être distillés à partir de l'extrait de café une fois le processus d'infusion terminé.
• 4 Pour préserver autant d'arôme et de saveur que possible, l'oxygène est retiré de l'extrait de café. Ceci est accompli en faisant mousser d'autres gaz, tels que le dioxyde de carbone ou l'azote, à travers le liquide avant qu'il n'entre dans la phase de déshydratation du processus de fabrication.

Déshydratation

Deux méthodes de base sont disponibles pour convertir l'extrait de café liquide en une forme sèche. Le séchage par atomisation se fait à une température plus élevée, ce qui affecte le goût du produit final, mais il est moins coûteux que la lyophilisation.

Séchage par pulvérisation

• 5 Un concentré liquide clarifié et refroidi est pulvérisé à travers une buse au sommet d'une tour de séchage. La tour mesure au moins 23 m de haut. L'air qui a été chauffé à environ 250 °C (480 °F) est soufflé vers le bas à travers le brouillard pour évaporer l'eau. L'air est dévié hors de la tour près du bas, et il est filtré pour éliminer les fines particules, qui peuvent être recirculées à travers la tour ou réintroduites pendant l'étape d'agglomération. La poudre de café sèche s'accumule dans le bas de la tour avant d'être déchargée pour un traitement ultérieur. La poudre résultante contient 2 à 4 % d'humidité et se compose de particules fluides et non poussiéreuses.
• 6 Le séchage par atomisation peut être suivi d'une étape pour former la poudre en particules plus grossières qui se dissoudront plus complètement dans la tasse du consommateur. Le processus d'agglomération consiste essentiellement à réhumidifier les surfaces des particules de poudre de café et à mettre les particules en contact, afin qu'elles adhèrent à et forment des particules plus grosses et plus granuleuses. Ceci est accompli en exposant la poudre à la vapeur ou à une fine brume, tout en la faisant culbuter dans l'air.

Lyophilisation

• 7 La lyophilisation peut être utilisée à la place du séchage par atomisation. Le processus comporte quatre étapes, en commençant par la « congélation primaire ». L'extrait de café est refroidi jusqu'à une consistance bouillie à environ 20 °F (-6 °C).
• 8 La neige fondue pré-réfrigérée est placée sur une bande en acier, des plateaux ou des tambours et refroidie en une série d'étapes, jusqu'à ce qu'elle atteigne une température de -40-(-50)°F (-40-[-45] °C). Les processus de refroidissement rapide (prenant 30 à 120 secondes) donnent des produits plus petits et de couleur plus claire, tandis que les processus plus lents (prenant 10 à 180 minutes) génèrent des granulés plus gros et plus foncés.
• 9 Les plaques de glace sont brisées en morceaux et broyées en particules de la taille appropriée pour l'étape de séchage. Les particules sont tamisées pour assurer un dimensionnement approprié, et celles qui sont trop petites sont fondues et renvoyées à l'étape de congélation primaire.
• 10 Les particules congelées sont envoyées dans une chambre de séchage où, dans des conditions adéquates de chaleur et de vide, la glace se vaporise et est éliminée.

Aromatisation

• 11 Les arômes volatils récupérés lors des étapes précédentes du processus de fabrication sont pulvérisés sur les particules de café sèches. Ceci peut être fait lors de l'opération de conditionnement.

Emballage

• 12 Les particules de café instantané sont hygroscopiques, c'est-à-dire qu'elles absorbent l'humidité de l'air. Par conséquent, ils doivent être conditionnés dans des conditions de faible humidité dans un récipient étanche à l'humidité pour garder le produit au sec jusqu'à l'achat et l'ouverture par le consommateur. De plus, pour éviter la perte d'arôme et de saveur, le produit est emballé dans une atmosphère pauvre en oxygène (généralement du dioxyde de carbone ou de l'azote).

Sous-produits/Déchets

Le marc de café issu du processus de brassage est le principal déchet. Au moins un fabricant brûle ces sols pour chauffer de l'eau et générer de la vapeur qui est utilisée dans le processus de fabrication. Le processus est conçu pour être respectueux de l'environnement, en minimisant les déchets en maximisant l'utilisation des matières premières.

Le futur

Depuis l'introduction de General Foods International Coffees dans les années 1970, les cafés instantanés sont disponibles dans des variétés aromatisées. Les innovations récentes incluent des mélanges instantanés pour les boissons au lait et au moka. Maxwell House teste la commercialisation d'un produit de café glacé instantané aux saveurs de vanille, de moka et de café original.