Brevet FR2092134A1 — publié le 19720121

1- 2092134 La présente invention concerne une composition qui est utile comme émulsionnant pour fromage, ainsi qu'un procédé pour sa préparation et des formules de traitement du fromage qui la contiennent. Plus particulièrement, la présente invention concer-5 ne une composition de phosphate double de sodium et d'aluminium avec une teneur en sodium relativement élevée. On connaît divers phosphates comme agents émulsionnants du fromage, tels que 1'ortho-phosphate disodique, le phosphate trisodique et analogues. Cependant, ces matières présentent tou-10 tes des limitations sérieuses comme émulsionnants du fromage et on ne peut donc pas toujours les utiliser dans la mesure voulue pour émulsionner le fromage. Par exemple, 1'ortho-phosphate disodique est généralement satisfaisant comme agent émulsionnant du fromage en dessous de 1,6 % (par rapport au poids total du froma-15 ge) mais, lorsqu'on l'utilise en de plus grandes quantités, des cristaux hydratés du phosphate se forment, ce qui est par conséquent parfaitement inadmissible. Plus récemment, on a combiné des phosphates doubles de sodium et d'aluminium avec d'autres phosphates, tels que 1'ortho-phosphate disodique, pour former d'uti-20 les compositions pour émulsionner le fromage, qui rendent minimale la tendance à la cristallisation, même lorsqu'on les utilise à des teneurs allant jusqu'à environ 3 %* On a trouvé, conformément à la présente invention, que l'on peut préparer une nouvelle composition de phosphate double 25 de sodium et d'aluminium à teneur relativement élevée en sodium. Cette nouvelle composition de phosphate à teneur relativement é-levée en sodium présente, comme émulsionnant du fromage, les avanr-tages reconnus des phosphates doubles de sodium et d'aluminium et, en outre, elle confère aux fromages la propriété de conserver 30 leurs propriétés de fondu pendant un laps de temps prolongé. Le phosphate double de sodium et d'aluminium selon la présente invention peut se caractériser par la formule empirique suivante : Na^Al5(0H)4(P04)5. - 12 HgO 35 Dans la suite, on désigne le phosphate comme étant une "composition de phosphate (4:3:3)". On peut préparer le phosphate double de sodium et d'aluminium soit par cristallisation à partir d'une solution, soit * par un procédé d'évaporation totale, ainsi qu'il sera décrit ci-40 après. 71 15875 2' 2092134 Cette composition de phosphate (4:3:3), placée dans l'eau, subit une dismutation, formant une fraction soluble et une fraction insoluble. Le taux de cette dismutation et la formation de la fraction soluble varient en fonction de la température de 5 l'eau. La composition de phosphate présente généralement une fraction hydrosoluble comprise entre 5 et 20 % en poids environ. Les pourcentages approximatifs suivants de produits so-lubles se forment lorsqu'on conserve le produit de phosphate 4:3:3 10 dans de l'eau à environ 90°C pendant de 1 à 7 jours. Durée (.jours) Solubilité (%) 1 ± 5 2 ±8 5 - 12 15 6 ±14 7 ±15 On prépare généralement le produit réactionnel nouveau selon la présente invention par réaction de phosphate d'aluminium avec une solution alcaline de phosphate de sodium. Le phosphate 20 d'aluminium peut être soit une solution acide de phosphate de mono aluminium A^HgPO^)^, soit une bouillie épaisse de phosphate d'aluminium, fraîchement précipité, AIFO^. On peut également le préparer à partir d'aluminate de sodium et d'un phosphate acide de sodium. 25 La composition de phosphate (4:3:3) se forme lorsque la température de cristallisation est faible, de préférence à la température ambiante, ou à une température voisine de 30°C. Si la température est considérablement supérieure, telle que 100°C environ, il se forme une composition de phosphate totalement diffé-30 rente. Une telle composition de phosphate pourrait être une composition de phosphate (8:2:4), ainsi au'il est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique déposée le 6 Mai 1970 sous le N° Sériai Number 35-268 au nom de Russel N. Bell. L'opération de cristallisation pour la préparation de la composition de phosphate (4:3:3) comprend initialement la ré-35 action d'hydrate d'aluminium avec un léger excès d'une solution chaude (100°C) d'acide phosphorique. Après refroidissement, on dilue cette solution de phosphate de mono-aluminium et on l'ajoute lentement, en agitant bien,, à une solution fortement alcaline chaude (70 à 100°C) de phosphate de sodium. 40 L'alcalinité de la solution de- phosphate de sodium est 71 15875 3' 2092134 v telle que le pH final (2 ml dilués à 150 ml) est compris entre 10,0 et 11,5, après l'addition de la solution de phosphate de mono-aluminium. On doit refroidir la liqueur, de préférence au voisina-5 ge de 30°C, et on doit agiter pendant que se produit la cristallisation. La cristallisation de la composition de phosphate (4:3:3) demande quelques jours pour être totale» On sépare le produit de réaction par filtration et on le lave rapidement, d'abord à l'eau à la température ambiante, 10 puis avec de l'acétone. On sèche alors les cristaux entre 50 et 60°0, ce qui donne un produit sec. Les composants utilisés pour la préparation par cristallisation de la composition de phosphate (4:3:3) sont généralement 'dans les quantités suivantes : entre 125 et 150 g d'acide 15 phosphorique (à 75 %)> entre 15 et 25 g d'hydrate d'aluminium; entre 320 et 400 g de phosphate monosodique; entre 400 et 500 g environ d'hydroxyde de sodium (à 50 %), la fraction restante du mélange étant de l'eau, à raison d'environ 1000 à 2500 g, selon les quantités des autres composants mélangés. 20 Le rendement peut atteindre jusqu'à 86 par rapport à l'aluminium ajouté. Le procédé par évaporation totale pour la préparation de la composition de phosphate (4:3:3) comprend initialement la préparation d'une solution d'acide phosphorique par addition d'a-25 cide phosphorique H^PO^ (à 85 %) à de l'eau distillée. On ajoute lentement la solution d'acide, en agitant, à une solution d'alu-minate de sodium. On sèche ensuite la bouillie finale, sous un vide approprié, à une température de 35 à 50°C environ. L'alcalinité de la composition de phosphate résultante 30 est telle qu'une dispersion à 1 % a une valeur de pH comprise entre 10 et 11. La composition de phosphate (4:3:3) obtenue conformément à la présente invention a révélé de bonnes qualités. Par e-xemple, comme agent émulsionnant du fromage, elle a procuré des 35 propriétés améliorées dans le traitement du fromage, propriétés telles que la stabilisation des compositions de fromages auxquelles on l'ajoute. De même, la composition de phosphate a montré une certaine augmentation du fondu après 9 jours d'entreposage et était approximativement équivalente, au phosphate disodique après 40 42 jours d'entreposage, soit à .50°C, soit aux températures du ré* 71 15875 2092134 frigérateur. Les exemples spécifiques qui suivent illustrent les . procédés de la présente invention et les produits de réaction de phosphate d'aluminium ainsi obtenus. 5 EXMPLE 1 : Préparation de phosphate double de sodium et d'aluminium (4:3î3) par cristallisation. On a préparé une première solution (A) en agitant 466 g d'hydroxyde de sodium (à 50 %) dans 1700 ml d'eau distillée, dans 10 un Bêcher en "Pyrex". Qn a ensuite ajouté 340 g de phosphate monosodique anhydre (NaH^PO^) et on les a dissous. On a filtré la solution (A) résultante à travers un filtre en verre fritté grossier et on a réchauffé à 80°C. On a préparé une seconde solution (B)" en ajoutant len-15 tement, tout en agitant, 18,2 g d'hydrate d'aluminium d'une gra-nulométrie de 0,074 mm à 143 g d'acide phosphorique à 75 % chaud (à 100®C). Puis on a dilué 218 g de cette solution de phosphate de monoaluminium à 50 % avec 100 ml d*eau distillée. On a ajouté cela lentement à la solution (A), tout en agitant. On a filtré la 20 solution finale à travers un filtre en verre fritté grossier et on a refroidi à la température ambiante. La valeur du pH de deux millilitres de la solution dilués à 150 ml était de 10,9 environ. On a transvasé la liqueur dans un Bêcher de 2000 ml et on a conservé à 30°C, tout en agitant avec un agitateur magnétique pen-25 dant 6 jours. On a filtré la bouillie résultante sous vide, sur un verre fritté grossier, on a lavé plusieurs fois rapidement avec de l'eau distillée froide, puis avec de l'acétone à 10 % et, enfin, avec de l'acétone à 95 %• On a séché sous vide le produit 30 légèrement humide pendant une nuit à 50°C. Le produit sec, qui passait à travers un tamis de 0,044 mm d'ouverture de maille sans broyage, pesait 70 g. Cela représentait un rendement de 86 % par rapport à A^O^. Le produit donnait l'analyse suivante : 35 Na20 16,9 % A1205 21,4 % P2O5 29,0 % Perte au feu 33,0 % ETKÎi'iPLE 2 : 40 Préparation par évaporation totale de phosphate double de sodium 71 15875 5' 2092134 et d'aluminium (4:5:3) • On a préparé une solution d'acide phosphorique par addition de. 65 G de H^PO^ à 85 % à 100 ml d'eau distillée. On a a-jouté lentement cette solution, en agitent, à une solution de 65g 5 d'aluminate de sodium (qualité pour réactif) dans 100 ml d'eau distillée. La vitesse d'addition était telle qu'avec un certain refroidissement externe, on a maintenu la température de la solution au-dessous de 50°C. On a séché la bouillie finale sous vide, à 40°C. Lorsqu'il était apparemment sec, on a retiré le produit, 10 on l'a concassé et on l'a resséché pendant 4 heures à-40°C, sous vide. Le produit sec présentait l'analyse suivante : Na20 18,7 % AlgOj 23,6% 15 . P205 , - ; 33 ,0 % . Perte au feu 24,2 % pH d'une sus- . pension à 1% 10,5 71 15875 S' ,2092134 REVENDICATIONS. 1. Formule pour le traitement de fromage, caractérisée en ce qu'elle comprend, coinr.e agent émulsionnant, une quantité efficace d'une composition de phosphate double de sodium et d'a- 5 luminium qui présente la formule empirique : Na4Al5(0H)4(P04)3.i 12 H20 , ajoutée à du fromage. 2. Formule pour le traitement de fromage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'agent émulsionnant se 10 dismute pour donner une fraction soluble dans l'eau comportant entre environ 5 et 20 % en poids d'agent émulsionnant. 3. Formule pour le traitement de fromage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'agent émulsionnant est présent à raison de 1 à 3 % en poids de la formule. 15 4. Composition de phosphate double de sodium et d'alu minium utile comme émulsionnant du fromage, caractérisée en ce qu'elle présente la formule empirique : Na4Al3(0H)4(P04)3.± 12 HgO 5. Composition de phosphate selon la revendication 1, 20 caractérisée en ce que ladite composition placée dans l'eau, se dismute pour donner une fraction soluble d'environ 5 à 20 % en poids de la composition de phosphate. 6. Composition de phosphate double de sodium et d'aluminium ayant pour formule : 25 îra4Al3(0H)4(P04)3.± 12 H20 , caractérisée en ce qu'elle est préparée par un procédé comportant a) la réaction d'hydrate d'aluminium avec un léger excès d'acide phosphorique chaud, b) le refroidissement du mélange réactionnel, c) la dilution du mélange réactionnel refroidi et son addition, 30 en agitant, à une solution alcaline de phosphate de sodium, d) la conservation de la solution de phosphate de sodium à température suffisamment basse, sous agitation, jusqu'à ce que la cristallisation du produit soit achevée, et e) la récupération du produit sec de phosphate double de sodium et d'aluminium. 35 7. Phosphate double de sodium et d'aluminium, produit de réaction selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on maintient la solution de phosphate de sodium à une température de 30°C environ. 8. Composition de phosphate double de sodium et d'alu- 40 minium ayant pour formule empirique : 71 15875 2092134 Ha4Alj(OH)4(P04)j. - 12 HgO , caractérisée en ce qu'on la prépare par un procédé comportant a) l'addition d'acide phosphorique à une quantité suffisante d'eau distillée, b) l'addition de ladite solution d'acide phosphorique, 5 sous agitation, à une solution d'aluminate de sodium, c) le séchage sous vide de la solution de phosphate double d'aluminium et de sodium, et d) la récupération du produit de réaction sec. 9. Phosphate double de sodium et d'aluminium selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on sèche le phosphate dou-10 ble de sodium et d'aluminium à une température comprise entre 30 et 60®C.