Brevet FR2080763A1 — publié le 19711119

L'invention concerne un procédé pour la fabrication de beurre. Ce procédé est principalement caractérisé par les opérations consistant à chauffer de la crème fortement concentrée et à l'évaporer au moins jusqu'à la rupture de l'émulsion huile dans liteau, à ajouter à une partie au moins de la masse graisseuse ainsi obtenue, tout en l'agitant, une quantité d'eau pour qu'eLe contienne la proportion d'eau qui doit être présente dans le beurre fini, à ajouter également du sel et d'autres additifs éventuels, et à refroidir la masse, au moins partiellement, tout en la travaillant mécaniquement, ce qui donne lieu au beurre. Le procédé traditionnel de fabrication du beurre par barattage offre plusieurs inconvénients. L'inconvénient majeur consiste en ce que le procédé est motteux et que le beurre obtenu ne se conserve pas très bien. Il ne peut être stocké que dans des chambres frigorifiques et pendant une période assez limitée. La propriété de conservation médiocre est une source de graves préoccupations, aussi bien dans notre pays que dans d'autres où lton observe une production de beurre nettement excédentaire. On a proposé différents procédés pour fabriquer un beurre qui se conserve mieux, ainsi que pour rendre moins coûteuse sa production. L'un de ces procédés connus est celui que l'on appelle Procédé Alfa. D'après le Procédé Alfa, la crème est concentrée Jusqu'à une teneur en graisse de 80 à 85 % environ, etest-à-dire jusqu'à une concentration à laquelle la crème contient autant d'eau que le beurre fini peut en contenir d'après les règlements, puis on provoque une inversion de phases et le beurre est formé en re froidissant la crème concentrée à une température à laquelle la graisse qu'elle contient se solidifie. Pour donner une consistance satisfaisante au beurre ainsi produit, on travaille mécaniquement l'émulsion d'eau dans l'huile en cours de solidification.Mais mime le beurre produit par le Procédé Alfa présente une propriété de conservation limitée. La propriété de conservation limitée a été attribuée principalement à l'eau contenue dans le beurre, et on a essayé d'améliorer cette propriété par extraction de l'eau. En conséquence, on a tenté de déshydrater le beurre dans un séchoir à pulvérisation, et même d'évaporer le beurre fondu par la méthode usuelle. Selon un procédé qui est fréquemment utilisé à l'heure actuelle, un beurre dépourvu d'eau est fabriqué en séparant la graisse du beurre fondu de la phasetaqueuse résiduelle contenue dans le beurre, au moyen d'un séparateur centrifuge. Toutefois, ces procédés de fabrication d'un beurre qui se conserve n'ont pas été très satisfaisants. Par exemple, le pro- cédé de déshydratation par pulvérisation du beurre fondu est extrê- mement coûteux et ne peut donc pas astre appliqué dans la pratique, bien que les propriétés de conservation du beurre séche par pulvérisation ou évaporé soient bien meilleures que celles du beurre non déshydraté. Le beurre dépourvu d'eau, obtenu par séparation par eentrifugation, s'est révélé avoir des propriétés de conservation noms bonnes que le beurre évaporé. On a procédé à des recherches dont les résultats indiquent que la présence ou l'absence d'eau dans le beurre n'est pas le seul facteur d'importance décisive pour les propriétés de conservation du beurre.Le beurre déshydraté p- ente cet inconvénient notable que sa consistance et son goût diffè sent de ceux du beurre traditionnel au point que les consommateurs refusent de donner le qualificatif de beurre au produit ainsi obtent Le problème auquel on peut considérer que la pèsente invention apporte principalement une solution est celui de fabriquer du beurre de façon moins coûteuse que le procédé traditionnel de fabrication par barattage.Cependant, on a constaté que la solu tion du problème qui fait l'objet de la présente invention constitue aussi, par elle-mEme, une excellente méthode pour eontrt3er 1 po diction de beurre en fonction de la demande à court terne du marché de façon pratiquement independante de la surproduction de lait que l'on constate partout. En effet, dans un mode de réalision par-t? culièrement intéressant du procédé de production selon l'inventiop,, on obtient un produit intermédiaire qui peut être stocké pendant très longtemps dans des conditions relativement simples, sans alizé ration.Quelques modes de réalisation du nouveau procédé vort entre décrits ci-après, en référence au dessin annexé qui illustre les caractéristiques fondamentales de ce procédé sous la forme d'un organigramme. D'après la présente invention, de même que dans le cadre du Procédé Alfa antérieurement connu, le traitement part d'une crème très concentrée. La crème est concentrée par un procédé connu dans un séparateur centrifuge, de préférence jusqu'à une teneur en graisse de 80 à 84 %. Lorsque la crème est concentrée à une teneur en graisse aussi élevée, elle est toujours chauffée et, en conséquence, elle présente une faible viscosité. La crème est une émulsion d'huile dans l'eau. Cette émul sion doit entre rompue. Dans le cadre de la présente invention et contrairement au Procédé Alfa, l'émulsion ntest pas rompue par refroidissement, mais par évaporation. Conformément à l'invention, on ajoute ensuite à la masse graisseuse résultante, tout en l'agitant, une quantité d'eau telle qu'elle contienne autant d'eau que le beurre fini doit en contenir. Ce résultat peut être obtenu, du fait que les émulsifiants présents primitivement dans la crème, principalement constitués par des phospholipides, sont conservés dans la masse graisseuse. Tandis qu'on incorpore par malaxage l'eau ajoutée dans la masse graisseuse, celle-ci est évidemment maintenue constamment chauffée et à ltétat fondu. En mAme temps que liteau est ajoutée, du sel et d'autres additifs éventuels peuvent être incorporés simultanément, et notamment des matières colorantes. Puis ltémulsion liquide est refroidie, au moins partiellement, tout en étant travaillée mécaniquement, ce qui laisse à la graisse de l'émulsion le temps de cristalliser et de se mélanger pour former un produit homogène. A part le fait que le produit contient une quantité beaucoup plus grande de phospholipides que le beurre produit par barattage, il a la même composition que ce dernier. Il a le mAme goût et approximativement la même consistance et il peut être considéré comme du beurre. Un équipement approprié pour le refroidissement partiel, avec malaxage mécanique simultané du produit, a été mis au point par Alfa-Laval Bergedorfer Eisenwerke GmbH d'Hambourg. Il a été décrit dans la revue allemande Milchwissenschaft, vol. 19, 1964; l'appareil est réglé de manière à refroidir le beurre jusqu'à une première gamme de points de fusion à une température de tordre de 180 C, puis Jusqu a une gamme de points de fusion à une température inférieure à 100C. Tandis qu'elle est refroidie à la première gamme de température, la graisse est soumise à un brassage mécanique vigoureux, de morne qu'après le refroidissement jusqu a la seconde gamme de température. La structure cristalline primitive de la graisse est ainsi reconstituée, structure qu'elle avait perdue lors de l'évaporation de la crème. Dans certains pays, on préfère un beurre assez fortement salé. Dans le cadre des procédés traditionnels de fabrication du beurre, on rencontrait une difficulté inhérente à incorporer dans le beurre une quantité de sel aussi importante qu'on le voulait. Il n'était pas possible d'ajouter le sel sous la forme de solution concentrée dans l'eau, car le beurre contenait déjà assez d'eau pour qu'une quantité suffisante de saumure concentrée élève la teneur en eau dubeurre au-delà de la limite stipulée par la loi. On a essayé d'appliquer différents procédés pour incorporer du sel solide dans le beurre. La conséquence en était que le beurre avait tendance à prendre un aspect marbré et que sa qualité était inférieure à d'autres égards, en particulier après avoir été con servé en entrepôt. Eu égard au fait que la masse graisseuse obtenue primitivement d'après la présente invention contient une proportion relativement faible d'eau, la quantité voulue de sel peut Aetre in corporée dans difficulté dans cette masse, sous la forme d'une solution dans l'eau. Cela constitue un avantage important du procédé selon la présente invention. Un autre avantage du procédé de l'invention tient au fait que les frais de traitement sont très inférieurs au coût de fabri cation du beurre par la technique traditionnelle de barattage. Des données complémentaires à ce sujet ressortiront de la description qui suit d'un mode préféré de réalisation de l'invention. Selon ce mode préféré de réalisation, l'évaporation de la crème est poursuivie au-delà du moment où l'émulsion d'huile dans l'eau est rompue. L'évaporation est maintenue jusqu'à ce que la teneur en eau de la masse graisseuse soit inférieure à 0,1 %. La crème concentrée et réchauffée est conservée de préférence dans un réservoir qui est indiqué par le numéro de référence 1 sur le dessin ci-annexé. A partir de ce réservoir, ia crème coule dans l'installation d'évaporation Celle-ci peut être cons truite de différentes manières, mais elle est en principe constituée par un ou plusieurs échangeurs de chaleur en série, d'un type approprié quelconque. Il s'est averé judicieux d'évaporer la crème dans deux étages. Le premier étage, indiqué par le numéro 2 2 sur le dessin, est un évaporateur dit à recyclage, dans lequel un certain volume de crème est amené à passer à répétition et dans lequel l'évaporation est poussée au point qu'il ne subsiste que 0,5 % environ d'eau.Le second étage, désigné par le numéro 3 sur le dessin, est un évaporateur dit à simple passage qui nrest traver sé qu'une fois nar la crème. Dans cet évaporateur, la teneur en eau est réduite jusqutà ce que la crème contienne moins de 0,1 % d'eau. La température est maintenue de préférence à 120"C pendant l'opération, qui est alors menée à la pression atmosphérique ou sous pression réduite. La masse graisseuse ainsi obtenue doit maintenant Atre refroidie. Il convient de la refroidir dans un échangeur de chaleur, lequel peut servir pour le pré-chauffage de la crème très concentrée avant que celle-ci soit dirigée vers l'installation d'évaporation. L'échangeur de chaleur est désigné par le numéro 4 sur le dessin. La masse graisseuse refroidie, mais toujours liquide, est stockée de préférence dans le réservoir tampon 5. A partir de ce réservoir, la masse graisseuse est acheminée vers l'équipement désigné par le numéro 6 sur le dessin. Dans son principe, celui-ci est constitué par un récipient équipé d'un dispositif agitateur. Sous agitation, il est alors ajouté la quantité d'eau que le beurre fini doit contenir. On ajoute en mveme temps la quantité voulue de sel et, le cas échéant, d'autres additifs, par exemple des matières colorantes. Dans ces conditions, il est particulièrement facile d'émulsionner l'eau dans la masse graisseuse liquide, car celle-ci contient, comme on l'a déjà mentionné, tous les émulsifiants en solution dans la graisse qui étaient primitivement contenus dans la crème fortement concentrée, principalement des phospholipides dans l'enveloppe qui entoure les petits globules gras de la crème. La masse ainsi obtenue contient tous les éléments qui sont présents dans le beurre ordinaire, mais elle est liquide et il faut la refroidir et lui donner la mme structure granulaire que celle du beurre ordinaire. Le refroidissement est effectué dans un échangeur de chaleur jusqu'à une température de 350C pour commencer, puis sous brassage mécanique dans l'appareil désigné par le numéro 7 sur le dessin. Cet appareil est agencé de manière à refroidir la masse graisseuse à une température inférieure à 100C et il correspond à l'équipement de refroidissement déjà mentionné ci-dessus et décrit dans la revue "Milchwissenschaft" de 1 'année 1964.Le produit obtenu à la suite du refroidissement et du malaxage simultané a la consistance et d'autres caractéristiques qui correspondent à celles du beurre fabriqué par barattage. Le beurre fini a donc été produit et il est conditionné dans des machines d'empaquetage sous la forme habituelle. Ces machines sont désigné par le numéro 8 sur le dessin. On obtient des propriétés de conservation améliorées si l'émulsion liquide d'eau dans l'huile qui s'écoule de l'appareil 6 est pasteurisée ou stérilisée dans l'installation de stérilisation 9 avant autre dirigée vers l'appareil de refroidissement et de malaxage 7. La masse graisseuse qui sort du réservoir tampon 5 contient évidemment d'autres substances entrant primitivement dans la composition de la crème, notamment de la caséine et d'autres protéines, etc., qui auraient été séparées de la graisse du beurre dans le cadre des procédés traditionnels de fabrication, en partie au moment où les grains de beurre sont séparés du babeurre, et en partie au moment du lavage des grains. S'il convient ae séparer ces substances de la masse graisseuse qui les contient en dispee- sion, on peut y procéder en traitant cette masse dans un séparateur centrifuge avant de la diriger vers l'appareil 6. Le séparateur centrifuge utilise à cette fin a été désigné par le numéro 10 sur le dessin. Le procédé de l'invention fournit aussi la possibilité de modifier dans de larges limites la consistance du beurre produit. La masse graisseuse qui est obtenue dans l'appareil 4 et qui S coule du réservoir tampon 5 peut être soumise à une séparatIon fractionnée et seules des fractions sélectionnées3 par exemple bas point de fusion, sont traitées dans l'appareil 6. la scparL tion fractionnée du mélange de graisses constituant la massa graisseuse peut être effectuée par l'un quelconque des procédés décrits à ce sujet dans la littérature. Cette partie du traitement n'entre donc pas dans le cadre de la présente invel+ion L'installation pour la séparation fractionnée du mélange de gra:.s- ses a été désignée par le numéro de référence il sur le dessin. Par ailleurs, les frais de traitement pour la product of de beurre par le procédé préféré selon l'invention sont re-lativet ment réduits. Si l'on fixe à 1 par unité de poids les frais de fabrication pour la production de la masse graisseuse ayant une teneur en eau inférieure à 0,1 %, les frais relatifs au traitement ultérieur de la masse graisseuse pour obtenir le beurre fini pet-- vent être évalués eux aussi à 1. Dans les mimes conditions en e qui concerne les frais généraux, le coût de la main d'oeuvre, erc+3 la production de beurre par barattage peut être fixée, en une évaluation approximative, à 4, c'est-à-dire au double La masse graisseuse ayant une teneur en eau inférieure 0,1 , obtenue dans l'appareil 4, présente des propriétés de conserve vation extrêmement bonnes. On a constaté qu'elle peut être stockée pendant plusieurs années à une température de 8 à 10 C environ, sans qu'il en résulte la moindre altération de sa qualité. Cette circonstance fournit la possibilité de conserver la graisse du lait sans frais trop lourds, en la stockant sous la forme de la masse graisseuse en question, après qu'elle a été refroidie.Elle peut être ensuite prélevée dans ltentrepôt en vue de son traitement complémentaire, en fonction de la demande à court terme de beurre fini. En d'autres termes, la production est interrompue lorsque la masse graisseuse, quasiment dépourvue d dteau, a été obtenue. Cela constitue une caractéristique de l'invention qu'on ne retrouve avec aucun autre procédé. Il est évidemment tout aussi possible et approprié d'exporter la graisse du lait à partir de pays à production excédentaire, sous la forme de masse graisseuse réfrigérée. Le traitement ultérieur de la masse pour sa transformation en beurre fini peut alors être exécuté dans le pays importateur. On peut considérer que si la masse graisseuse offre des propriétés de stockage aussi exceptionnelles, cela tient d'une part au fait, déjà mentionné ci-dessus > qu'elle contient une grande quantité de phospholipides en solution dans la graisse et, d'autre part, au fait que la teneur en eau du produit est très faible, inférieure à 0,1 %. Il y a lieu de supposer que cette eau est liée chimiquement dans le produit et qu'elle n'est donc pas disponible pour un quelconque processus qui donnerait lieu au rancissement. Au lieu de cela, l'eau présente en faible proportion dans a crème évaporée est probablement fixée aux groupes hydrophiles des protéines qui entourent normalement les petits globules de graisse de la crème à la manière d'une enveloppe.Les substances qui constituent cette enveloppe sont principalement les phospholipides mentionnés. Ils sont dissous dans la graisse lorsque la teneur en eau atteint les faibles valeurs fixées ci-dessus. En outre, il y a lieu de penser que les phospholipides en solution finement dispersée jouent le rôle d'anti-oxydants. Si cette explication de l'excellente qualité de conservation du produit obtenu primitivement par évaporation à une teneur en eau inférieure à 0,1 % est correcte, cela explique en meme temps pourquoi les procédés connus pour la production d'une graisse de lait ayant de bonnes propriétés de conservation, mentionnés dans le préambule du présent mémoire, ne sont pas tout à fait satisfaisants. Dans ces cas, le traitement était généralement appliqué au beurre baratté en tant que substance de départ et le résidu de la phase aqueuse de la crème était extrait du beurre d'une manière ou d'une autre, c 'est-à-dire que le beurre était déshydraté. Mais, comme on l'a indiqué ci-dessus, ce beurre était privé d'une grande partie des phospholipides de la crème, par suite du barattage et du lavage. Le beurre déshydraté contenait donc une quantité trop faible d'anti-oxydants et, d'autre part, il y avait une trop faible quantité de substances pour la combinaison chimique de l'eau encore présente malgré l'opération de déshydratation. Si l'on veut interrompre la production après avoir obtenu la masse graisseuse ayant une teneur en eau inférieure à 0,1 %, cette masse est refroidie par un procédé semblable à celui qui est appliqué pour le refroidissement du beurre fini. A partir du réservoir tampon 5, la masse graisseuse est dirigée vers l'appareil 7. Dans ce cas également, le refroidissement est effectué en deux phases, une première phase jusqu'à une température de 18"C environ, puis jusqu'à une température inférieure à lO0C. Pendant la première phase de refroidissement et à la suite de la seconde phase, la masse est brassée vigoureusement par des moyens mécaniques. Dans l'intervalle, les graisses à points de fusion élevés reprennent leur structure cristalline naturelle, puis les cristaux et les graisses à points de fusion inférieurs sont mélangés pour former un produit homogène qui est conditionné dans l'appareil d'empaquetage 8. Dans de nombreux cas, ce produit peut être utilisé dans l'industrie alimentaire sans subir le traitement complémentaire de transformation en beurre fini. L'installation pour le stockage de la masse graisseuse refroidie et emballée a été désignée par le numéro de référence 12 sur le dessin. De là, elle peut être renvoyée dans le rés-ervoir tampon 5 après avoir été fondue, ou elle peut être expédiée en un quelconque autre endroit pour subir un traitement complémentaire. REVENDICATIONS 10 Procédé de fabrication de beurre, caractérisé par les opérations consistant à chauffer de la crème fortement concentrée et à l'évaporer au moins jusqu'à la rupture de l'émulsion huile dans l'eau, à ajouter à une partie au moins de la masse graisseuse ainsi obtenue, tout en l'agitant, une quantité d'eau telle que cette masse contienne la proportion d'eau qui doit être présente dans le beurre fini, à ajouter également du sel et, le cas échéant, d'autres additifs, et à refroidir la masse, au moins partiellement, tout en la travaillant mécaniquement, pour obtenir du beurre. 2" Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le traitement est appliqué à une crème très concentrée, ayant une teneur en graisse de 80 à 84 %. 3" Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la crème très concentrée est évaporée jusqu'8 ce qu'une teneur en eau inférieure à 0,1 ss soit atteinte. 4" Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la crème est évaporée en deux phases : pour commencer, dans un évaporateur à recyclage jusqu'à une teneur en eau de 0,5 - environ, puis dans un évaporateur à simple passage jusqu'à ce que la teneur finale en eau, inférieure à 0,1 %, soit atteinte. 50 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le rait que la crème est évaporée à la pression atmosphérique ou sous une pression réduite et à une température de 120 C environ. 6" Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,. caractérisé par le fait que le refroidissement est effectué en une première phase jusqu'à 350C environ dans une série d'échangeurs de chaleur, puis en une seconde phase jusqu'à une température inférieure à l80C tout en travaillant mécaniquement la masse et enfin en une troisième phase jusqu'à une température inférieure à lO0C, après quoi la masse est soumise à un brassage mécanique. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la masse graisseuse, après avoir atteint une teneur en eau inférieure à 0,1 , est conservée en entrepôt, pour être soumise à un traitement complémentaire de transformation en beurre fini à une époque ultérieure. 8" Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la masse graisseuse ayant une teneur en eau inférieure à 0,1 % est pasteurisée et stérilisée à la suite de l'addition d'eau, de sel. 90 Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 8, caractérisé par le fait que la caséine et autres matières sèches en provenance du sérum du lait et dispersées dans la masse graisseuse dont la teneur en eau est inférieure à 0,1 % ont extraites par séparation centrifuge. 10 Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 9, caractérisé par le fait que la masse graisseuse ayant une teneur en eau inférieure à 0,1 % est soumise à une séparation fractionnée, certaines fractions sélectionnées de la masse entant seules à être soumises au traitement complémentaire de transform^- tion en beurre fini.