Brevet FR2202925A1 — publié le 19740510

L'invention concerne la fabrication d'os à gélatines. Elle concerne aussi bien le traitement des os de bovins, ovins et éauidés triés ou non pour la fabrication de gélatines photographiques que le traitement de mélanges contenant des os de porcs pour la préparation de gélatines alimentaires. Dans la préparation des os à gélatines, on utilise actuellement, par exemple, deux procédés connus sous les noms de procédé Chayen et procédé Pfaudler. Suivant ces procédés les os sont pulvérisés pour permettre un dégraissage soit par vibration, comme dans le procédé Chayen, soit par lavage comme dans d'autres procédés. Ces procédés présentent I1 inconvénient de pulvériser trop finement 1105 et ainsi d'éliminer trop d'éléments sous forme de poudre. De plus, les produits protéiques sont trop solubilisés, ce qui entratne une perte non négligeable et une forte pollution. Les produits protéiques récupérés sont également de peu de valeur et peu utilisables. Dans d'autres procédés, on utilise des solvants qui sont toujours coûteux et partiellement récupérables et les éléments protéiques ne sont pas dans ce cas récupérés ou récupérés sous forme de produits seulement utilisables pour l'alimentation animale. L'invention a pour objet de concevoir un procédé pour la préparation d'os à gélatines qui est économique et permet de récupérer la quasi-totalité des éléments protéiques de l'os distincts de l'osséine et sous forme de produits d'une qualité supérieure, utilisables pour l'alimentation humaine. le procédé selon l'invention consiste - à broyer des os pour obtenir des particules de dimensions convenables pour la fabrication des gélatines, - à soumettre les os broyés à une hydrolyse enzymatique, - à séparer l'bydrolysat liquide des particules d'os, - à rincer et essorer les particules d1os, - à faire sécher les particules d'os essorées, - à dépoussiérer les particules séchées et à les trier en fonction de leurs dimensions, - à soumettre l'hydrolysat liquide récupéré à au moins une séparation par centrifugation pour retirer les particules solides de petites dimensions, - à dégraisser l'hydrolysat liquide, - à régler la concentration de l'hydrolysat dégraissé à une valeur d'environ 50 %, - à faire sécher l'hydrolysat convenablement pour obtenir une poudre de protéines au moins partiellement soluble, - à récupérer les matières grasses retirées de lthydrolysat liquide et à les traiter par centrifugation pour obtenir des graisses pour l'alimentation humaine et autres utilisations possibles. l'extraction par hydrolyse enzymatique permet de récupérer d'une manière économique la totalité des produits protéiques de valeur de l'os. Avantageusement, on peut faire chauffer l'hydrolysat liquide avant ledit dégraissage à une température de 11 ordre de 92 à 95au. Ceci permet de faciliter le dégraissage et assure le blocage du processus enzymatioue. Une variante consiste à soumettre ledit hydrolysat liquide avant son dégraissage à une hydrolyse enzymatique supplémentaire à une température de l'ordre de 50 à 520C. Suivant un mode de réalisation préféré, le procédé selon l'invention consiste à effectuer ladite hydrolyse sous agitation continue à une température de tordre de 50 à 530C, pendant une durée de l'ordre de 1 à 4 heures et avec adjonction d'environ 1 % en poids d'un enzyme tel que la papale et d'environ 100 % d'eau chaude. On peut, de plus, ajouter les eaux de rinçage des particules d'os à l'hydrolysat liquide avant la centrifugation de celui-ci. Ceci permet de récupérer les produits solides contenus dans ces eaux de rinçage. Avantageusement, on peut séparer l'hydrolysat liquide dégraissé en une phase plus lourde et une phase plus légère et faire sécher et récupérer ces phases séparément. On obtient ainsi deux poudres de protéines de qualités différentes, correspondant à des usages différents. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. l'installation selon l'invention comporte un concasseur pour broyer les os à traiter en particules de dimensions convenables pour la fabrication de gélatines, un appareil hydrolyseur pour soumettre les particules d'os à une hydrolyse enzymatique, un sépara teur pour séparer les particules d'os et l'hydrolysat liquide à la snrtie dudit appareil hydrolyseur, une essoreuse pour rincer et essorer les particules d'os, un séchoir pour faire sécher les particules essorées, un dispositif de triage pour trier les particules d'os à gélatines suivant leurs dimensions et un séparateur centrifuge pour éliminer de l'hydrolysat liquide les particules solides de di mensions réduites, un dégraisseur centrifuge pour dégraisser lthy- drolysat liquide, un concentrateur pour régler la concentration de matières sèches de lthydrolysat dégraissé à une valeur prédétermi- née, un séchoir pour faire sécher lthydrolysat liquide en vue d'ob- tenir une poudre de protéines au moins partiellement soluble, ainsi qu'une centrifugeuse pour traiter les matières grasses retirées dans le dégraisseur de l'hydrolysat liquide et qui fournit des matières grasses de haute qualité de par leur traitement à basse température. De préférence, ledit séparateur de lthydrolysat liquide et des particules d'os est constitué par une enceinte fermée en acier inoxydable au fond de laquelle est disposé un transporteur à raclettes sur lequel est déversé le contenu de l'appareil hydrolyseur, de sorte que les particules d'os sont avancées sur ledit transporteur vers ladite essoreuse, tandis que l'hydrolysat liquide est récupéré au fond de ltenceinte. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, ledit séparateur comporte à l'intérieur de ladite enceinte et au-dessus dudit transporteur une rampe d'arrosage permettant un premier rinçage à l'eau chaude des particules d'os avancées sur ledit transporteur. Avantageusement, ledit appareil hydrolyseur est du type à double paroi travaillant sous pression et comprend un agitateur lent. Mais on peut également utiliser d'autres types d'appareils COI=IU8 . Pour obtenir un hydrolysat liquide particulièrement propre, l'installation comporte avant ledit séparateur centrifuge un filtre micrométrique pour le filtrage dudit hydrolysat liquide. Pour faciliter le dégraissage, l'installation comporte entre ledit séparateur centrifuge et ledit dégraisseur des moyens de chauffage pour faire chauffer l'hydrolysat à dégraisser. De préférence, ledit concentrateur est un appareil à triple effet travaillant sous vide. Ceci permet d'éviter tout surchauffage de l'hydrolysat liquide. La solubilité de la poudre obtenue dépend également de son mode de séchage. Selon l'invention, ledit séchoir pour l'hydrolysat liquide est un atomiseur du type "Spray" permettant d'obtenir une poudre très soluble. Suivant une variante, ledit séchoir pour l'hydrolysat liquide est du type à rouleaux connu sous le nom 'ZHatmaker". D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels Figure 1 est un schéma-bloc montrant les différentes phases du procédé selon l'invention, et Pigure 2 est une vue très schématique d'un mode de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Selon le procédé selon ltinvention, les os à traiter Â sont d'abord triés (phase I) pour éliminer des éléments étrangers tels que des particules métalliques. Ensuite, ils sont broyés à faible vitesse pour obtenir de s particules de dimensions convenables pour la fabrication de gélatines (phase II). les os broyés sont ensuite soumis à une hydrolyse (phase III) avec addition dtun enzyme B et de l'eau C pour ainsi retirer les matières hydrolysables restées sur l'os et dans-les cavités des os. l'hydrolysat obtenu est séparé (phase IV) en un composant solide constitué de particules d'os et en un hydrolysat liquide contenant des protéines et des matières grasses et qui est traitd séparément. les particules dtos sont ensuite rincées et essorées avec addition d'eau D,E (phases V et VI) et séchées (phase VII). Les os séchés sont dépoussiérés et triés (phase VIII) et enfin conditionnés d'une manière convenable (phase IX). L'hydrolysat liquide est d'abord soumis à une centrifugation (phase XI) pour retirer les particules solides de petites dimensions et ensuite dégraissé (phase XIII) pour éliminer les matières grasses. L'hydrolysat dégraissé est concentré sous vide (phase XIV) pour obtenir une concentration de matières sèches d'environ 50 %. Ensuite, il est séché pour obtenir une poudre qui est ensuite conditionnée convenablement (phase XVI). les matières grasses retirées sont affinées (phase XVII) et également conditionnées convenablement (phase XVIII). En variante, une partie de l'hydrolysat liquide peut être retirée directement pendant lthydrolysse (phase III). Cette partie est filtrée (phase X) et est ensuite soumise avec l'hydrolysat obtenu dans ladite séparation (phase IV) à ladite centrifugation (phase XI). Avant le dégraissage, on peut faire chauffer l'hydrolysat liquide (phase XII) pour faciliter ledit dégraissage. les eaux de rin çage des os (phases V et VI) peuvent être ajoutées à l'hydrolysat liquide au niveau dudit filtrage et de ladite centrifugation, comme indiqué en D' et E1 à la figure 1. Mais peuvent également être évacuées D". On peut également séparer l'hydrolysat liquide dégraissé en une phase plus légère et une phase plus lourde et faire sécher ces phases séparément pour ainsi obtenir deux poudres de protéines de qualités différentes. De plus, suivant une variante, on peut remplacer ledit chauffage par une hydrolyse enzymatique supplémentaire. la figure 2 montre très schématiquement une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. les os à traiter sont chargés dans une trémie de chargement 1 au fond ze laquelle est disposé un transporteur à channe à ?ariettes 2 pour alimenter les os sur un tapis de frire et de pesage 3. le transporteur 2 est entraîné par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse pour pouvoir faire varier l'alimentation suivant la capacité de l'installation. Le tapis de triage 3 comporte des moyens électromagnétiques connus pour éliminer tous les éléments métalliques mélangés aux os. De plus, il comprend une bascule peseuse permettant encore de contrôler l'alimentation des os.Du tapis 9, les os sont déversés dans un concasseur 4 qui produit des particules d'os de dimensions convenables, mais qui travaille à une vitesse très réduite pour éviter la formation de poudre d'os, produit peu avantageux. l1os broyé est chargé par un transporteur constitué de préférence par une vis 5, avantageusement en acier inoxydable, dans une trémie de réserve 6 disposée au-dessus d'un appareil hydrolyseur 7 et dont la capacité correspond à celle de l'appareil 7. L'appareil hydrolyseur 7 peut être d'un type quelconque permettant de réaliser une hydrolyse enzymatique complète des os broyés. Nais, de préférence, il est constitué par un appareil horizontal comprenant une double enveloppe 7A et des moyens d'agitation 8. Un tel appareil est alimenté à travers un conduit 11 avec un enzyme convenable et à travers un conduit 12 avec de l'eau tiède à une température de l'ordre de 50 à 530C. les moyens agitateurs 8 sont entrat- nés par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 10 par un moteur 9. L'appareil est, de plus, équipé de moyens de contrôle connus pour contrôler en continu le poids des os broyés chargés, la température de l'eau, la quantité d'enzyme ajoutée et la vitesse de l'agitateur 8. On peut réaliser des appareils d'importantes dimensions, par exemple d'une capacité de 5 tonnes.Dans un tel appareil l'os broyé est, par exemple, traité pendant 1 à 4 heures à une température de l'ordre de 50 à 52 C et avec une adjonction de 1 % en poids d'un enzyme convenable tel que la papaïne. L'agitateur 8 est entraîné à une vitesse d'environ 1 tour/minute. On obtient ainsi une hydrolyse complète de tous les composants qui ne sont pas constitués d'os pur.La quantité d'eau ajoutée au chargement de l'hydrolyseur est sensiblement égale à celle du chargement d'os brooks Après la durée du traitement, l'agitateur 8 est arrêté et le contenu de l'appareil hydrolyseur est déversé dans - rruli hydrolyseur est déversé dans un séparateur 1x disposé au-dessous de l'orifice de déchargement de l'hydrolyseur. Ce séparateur est, de préférence, constitué par une enceinte 15 en acier inoxydable au fond de laquelle est disposé un transporteur à chaine à raclettes 14 assurant une extraction continue à une vitesse convenable de la charge de l'hydrolyseur. L'hydrolysat liquide s'écoule à travers les mailles de ce transporteur et est récupéré au fond 18 de l'enceinte 15 d'où il est refoulé par une pompe 35 vers la chainae pour la fabrication de poudre de protéines décrite plus loin. L'os avancé sur le transporteur 14 est, de plus, rincé à 11 eau chaude pour éliminer l'hydrolysat liquide resté accroché aux particules d'os par capillarité. A cet effet, une rampe d'arrosage 16 est disposée dans enceinte 15 au-dessus du transporteur 14.Cette rampe est alimentée avec de l'eau chaude sous pression d'une température de tordre de 45 à 500C à travers un conduit 17. L'os obtenu à la sortie du séparateur 13 est avancé sur un convoyeur 19 vers une essoreuse centrifuge 20 entrainée par un moteur 20A et qui comporte également une rampe d'arrosage 21. Cette rampe est alimentée avec de l'eau chaude à travers un conduit 22 et assure le rinçage complet des os. L'os sortant de l'essoreuse est dirigé par une vis transporteuse 23 dans un séchoir à basse température 24. Ce séchoir peut être un séchoir à air chaud tubulaire, alimenté avec de l'air d'une température de l'ordre de 300 à 4000C. l'os séché est avancé par un convoyeur 25 dans un dispositif de dépoussiérage et de tri et de calibrage 26 pour ensuite être conditionné en 27, suivant son utilisation. L'hydrolysat liquide obtenu à la sortie 30 de l'appareil hydrolyseur 7 est envoyé à travers un conduit 31 à un filtre vibrant 72 servant à éliminer les impuretés solides de plus grandes dimensions. L'hydrolysat filtré est ensuite dirigé vers un décanteur centrifuge 34 d'un type connu, dans lequel les impuretés de petites dimensions sont évacuées. l'eau récupérée à la sortie 18 de l'enceinte 13 est refoulée par la pompe 35 à travers un conduit 36 également au filtre 32 ou directement au décanteur 34. les eaux d'essorage peuvent être refoulées par une pompe 37 à travers un conduit 38 au décanteur 34. Mais étant donné leur faible concentration ces eaux peuvent avantageusement être dirigées directement à travers un conduit 39 vers les égouts. De la sortie du décanteur 34,~-Ied uide est envoyé à travers un conduit 40 à une centrifugeuse 41 pour I 'éliminatÀd-es ma- tières grasses. Entre le décanteur et le dégraisseur peuvent être prévus des moyens de chauffage 42 permettant de chauffer le liquide à une température de l'ordre de 95 à 970 Ce chauffage a pour objet de briser le processus d'hydrolyse enzymatique et d'assurer une certaine stérilisation du produit et de faciliter, de plus, le dégraissage ultérieur. les moyens de chauffage 42 peuvent, par exemple, être constitués par un échangeur thermique d d'une construction connue. L'hydrolysat dégraissé passe à travers un conduit 43 dans un concentrateur 44 permettant de régler sa concentration à une valeur d'environ 50 %. Ce concentrateur est, de préférence, du type à triple effet travaillant soue vide, de façon à pouvoir travailler à des températures relativement basses, par exemple au-dessous de 720C, ce qui est la température de coagulation de nombreuses protéines. On peut ainsi obtenir un produit final très soluble. Après son passage dans le concentrateur 44, l'hydrolysat est dirigé à travers un conduit 45 à un séchoir 46 comprenant un générateur d'air chaud 47. Ce séchoir est constitué par un atomiseur du type "Spray" ou d'une séchoir à rouleaux du type nHatmakern pour obtenir des poudres plus ou moins solubles. La poudre obtenue est ensuite conditionnée convenablement en 46. Les matières grasses retirées dans le dégraisseur 41 peuvent etre traitées dans une centrifugeuse finisseuse 50 à laquelle elles sont envoyées à travers un conduit 49. Les graisses sont refoulées par une pompe 51 pour un traitement ultérieur en vue de leur utilisation dans l'alimentation animale. L'installation selon l'invention permet ainsi une utilisation complète des composants de l'os et fournit de la gélatine, de la poudre de protéines et des graisses pour l'alimentation animale. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ici, on peut y apporter des modi fications de détail, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. R s V B N D I C A T I Q N S 10 - Procédé de traitement d'os frais permettant ltutili- sation de tous les composants de l'os et la production simultanée d'os à gélatines, de poudres de protéines pour l'alimentation humai ne et animale ainsi que de graisses pour l'alimentation animale, ca- ractérisé en ce qu'il consiste - à broyer des os pour obtenir des particules de dimensions convenables pour la fabrication des gélatines, - à soumettre les os broyés à une hydrolyse enzymatique, - à séparer l'hydrolysat liquide des particules d'os, - à rincer et essorer les particules d'os, - à faire sécher les particules d'os essorées, - à dépoussiérer les particules séchées et à les trier en fonction de leurs dimensions, - à soumettre l'hydrolysat liquide récupéré à au moins une séparation par centrifugation pour retirer les particules solides de petites dimensions, - à dégraisser l'hydrolysat liquide, - à régler la concentration de l'hydrolysat dégraissé à une valeur d'environ 50 %, - à faire sécher l'hydrolysat convenablement pour obtenir une poudre de protéines au moins partiellement soluble, - à récupérer les matières grasses retirées de lthydrolysat liquide et à les traiter par centrifugation pour obtenir des graisses pour l'alimentation animale. 20 - Procédé suivant la revendication 1, caractériaé en ce qu'il consiste à faire chauffer l'hydrolysat liquide avant ledit dégraissage à une température de l'ordre de 92 à 950C. 30 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer ladite hydrolyse sous agitation continue à une température de l'ordre de 50 à 530C, pendant une durée de l'ordre de 1 à 4 heures et avec adjonction d'environ 1 % en poids d'un enzyme tel que la papaine et d'environ 100 % d'eau chaude. 40 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter les eaux de rinçage des particules d'os à l'hydrolysat liquide avant la centrifugation de celui-ci. 50 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à séparer l'hydrolysat liquide dégraissé en une phase plus lourde et une phase plus légère et à faire sécher et à récupérer ces phases séparément. 60 - Procédé suivant l'une auelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre ledit hydrolysat liauide avant son dégraissage à une hydrolyse enzymatique supplémentaire à une température de l'ordre de 50 à 520C. 70 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un concasseur pour broyer les os à traiter en particules de dimensions convenables pour la fabrication de gélatines, un appareil hydrolyseur pour soumettre les particules d'os à une hydrolyse enzymatique, un séparateur pour séparer les particules d'os et l'hydrolysat liquide à la sortie dudit appareil hydrolyseur, une essoreuse pour rincer et essorer les particules d'os, un séchoir pour faire sécher les particules essorées, un dispositif de triage pour trier les par tipules d'os à gélatines suivant leurs dimensions et un séparateur centrifuge pour éliminer de l'hydrolysat liquide les particules solides de dimensions réduites, un dégraisseur centrifuge pour dégraisser l'hydrolysat liquide, un concentrateur pour régler la concentration de matières sèches de l'hydrolysat dégraissé à une valeur prédéterminée, un séchoir pour faire sécher l'hydrolysat liquide en vue d'obtenir une poudre de protéines au moins partiellement soluble ainsi qu'une centrifugeuse pour traiter les matières grasses retirées dans le dégraisseur de lthydrolysat liquide et qui fournit une matière utilisable dans l'alimentation animale. 80 - Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que ledit séparateur de l'hydrolysat liquide et des particules d'os est constitué par une enceinte fermée au fond de laquelle est disposé un transporteur à raclettes sur lequel est déversé le contenu de l'appareil hydrolyseur, de sorte que les particules d'os sont avancées sur ledit transporteur vers ladite essoreuse, tandis que l'hydrolysat liquide est récupéré au fond de l'enceinte. 90 - installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que ledit séparateur comporte à 1'intérieur de ladite enceinte et au-dessus dudit transporteur une rampe d'arrosage permettant un premier rinçage à l'eau chaude des particules d'os avancées sur ledit transporteur. 100 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que ledit appareil hydrolyseur est du type à double paroi travaillant sous pression et comprend un agitateur lent. 110 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte avant ledit séparateur centrifuge un filtre micrométrique pour le filtrage dudit hydrolysat liquide. 120 - installation suivant la revendication 11, caractéri- sée en ce qu'elle comporte des moyens tels qu'une pompe pour envoyer le liquide récupéré dans ladite essoreuse également à l'entrée dudit filtre. 130 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisée en ce qu'elle comporte entre ledit séparateur centrifuge et ledit dégraisseur des moyens de chauffage pour faire chauffer l'hydrolysat à dégraisser. 140 - installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisée en ce que ledit concentrateur est un appareil à triple effet travaillant sous vide. 150 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisée en ce que ledit séchoir pour I'hydrolysat liquide est un atomiseur du type "Spray" permettant d'obtenir une poudre tr8s soluble. 160 - installation suivant l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisée en ce que ledit séchoir pour l'hydrolysat liquide est du type à rouleaux connu sous le nom "Hatmaker".