Brevet FR2197507A1 — publié le 19740329

La présente invention se rapporte à la fabrication des cailles de fromagerie selon un procédé continu. La préparation traditionnelle des caillés de fromagerie comprend généralement une succession d'opérations discontinues telles que le chauffage du lait à la température d'emprésurage, l'empre- surage, la coagulation, le tranchage du coagulum, la synerèse plus ou moins prononcée du caillé et le moulage de celui-ci. Cette méthode traditionnelle présente divers inconvénients parmi lesquels on peut citer la dispersion des caractéristiques physico-chimiques et bactériologiques des différentes charges de caillé obtenues ainsi que la difficulté de rationnaliser les diverses opérations de fabrication.On s'est donc efforcé de résoudre ces pro blèmes en développant des procédés et des dispositifs assurant la continuité des opérations de fabrication par circulation du produit traité, tout en s'efforçant de reproduire la chronologie des opérations ainsi que les paramètres physiques et chimiques des étapes de la préparation traditionnelle du caillé. Cependant ces procédés se heurtent à une difficulté majeure due au collage du coagulum sur les parois de l'enceinte de coagulation, généralement tubulaire, dans laquelle circule le produit. En effet, la formation d'aggrégats adhérant à la paroi de l'enceinte de coagulation fait obstacle à la circulation normale du produit et peut provoquer une obturation plus ou moins prononcée de l'unité de coagulation.De plus, lorsque ces aggrégats se détachent de la paroi ils constituent des morceaux de caillé dont les caractéristiques physico-chimiques sont différentes de celles du reste du produit et nuisent à 5'homogénéité du caillé obtenu. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et concerne un procédé de fabrication en continu du caillé permettant d'obtenir un caillé de qualité homogène sans obturation de l'unité de coagulation. Elle a trait notamment à un procédé de fabrication en continu de caillé de fromagerie à partir de lait, caractérisé par le fait que l'on introduit en régime pulsatoire du lait emprésuré et/ou acidifié dans une conduite dont la paroi se déforme sous l'effet de ce régime pulsatoire et dans laquelle se forme le caillé, et que l'on recueille le caillé à la sortie de cette conduite. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel qu'il vient d'être défini. Par le terme "lait" on entend désigner, dans l'exposé qui va suivre, un lait produit par les femelles de mammifères telles que la vache, la chèvre, la brebis ou la bufflesse. Le lait constituant le produit de départ pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut être soit à l'état naturel, soit préparé selon des méthodes connues de l'homme du métier. C'est ainsi qu'il peut faire l'objet, avant emprésurage et/ou acidification, d'une filtration, d'une pasteurisation et éventuellement d'un ajustement de sa composition. L'expression "lait emprésuré et/ou acidifié" signifie que celui-ci a été additionné de substances provoquant la formation d'un coagulum. Ces substances, connues de l'homme du métier, sont soit des systèmes enzymatiques contenant de la présure ou contenant un enzyme présentant une activité protéolytique analogue à celle de la présure, soit des substances acides ou des ferments lactiques développant dans le lait une certaine acidité par transformation du lactose en acide lactique. Bien que le caillage du lait puisse être effectué par addition de l'un ou l'autre de ces agents de coagulation, on préfère généralement, en fromagerie, ajouter au lait de la présure et des ferments lactiques. Dans un but de simplification nous désignerons dans la suite de cet exposé le lait additionné d'un ou plusieurs de ces agents de coagulation par l'expression "lait emprésuré". Bien que le procédé selon l'invention soit particulièrement bien adapté aux techniques de fabrication du caillé faisant appel à une coagulation lente impliquant des risques plus importants de collage du coagulum sur les parois de l'enceinte de coagulat)ion, il se révèle également intéressant lorsque la cinétique de coagulation est plus rapide. I1 peut être utilisé par exemple lorsque le lait est emprésuré à froid puis chauffé. Selon l'invention, on introduit le lait emprésuré dans l'enceinte de coagulation en exerçant sur le débit du lait un effet de pulsation, c'est-à-dire en provoquant des variations notables de ce débit au moyen d'un dispositif approprié tel qu'une pompe à débit variable, par exemple à piston, ou d'une vanne dont on provoque alternativement l'ouverture et la fermeture ou dont on fait varier périodiquement la section de passage. L'enceinte de coagulation est constituée par une conduite dans laquelle circule le lait en cours de coagulation. La géométrie de cette conduite ainsi que le matériau constituant sa paroi sont choisis de façon telle que cette paroi se déforme sous l'influence des pulsations de débit du lait.Ces pulsations provoquent des dilatations et des contractions élastiques de la paroi qui se manifestent notamment par de légères variations localisées de la section de passage de cette conduite. Ces variations de la section de passage ont pour effet de contrecarrer l'amorce des phénomènes de collage du coagulum sur la paroi, et permettent d'éviter l'obturation de l'unité de coagulation. Cette conduite, dont la section de passage est de préférence circulaire, peut se présenter sous la forme d'un tube rectiligne ou non dont la paroi est constituée par un matériau présentant un module d'élasticité relativement faible, par exemple une matière plastique telle que le chlorure de polyvinyle. Le diamètre du tube et l'épaisseur de sa paroi sont choisis de façon telle que, compte tenu des caractéristiques mécaniques du matériau utilisé, la paroi puisse se déformer localement sous l'effet des pulsations imprimées au débit du lait emprésuré introduit dans le tube. Bien entendu, la section de passage, la longueur et la disposition générale de la conduite (enroulement, coudes, déterminant sa perte de charge) sont choisies de façon telle que le régime d'écoulement du produit, notamment sa vitesse linéaire en tous points, soit compatible avec les impératifs de cohésion du coagulum formé, et que le temps de séjour du produit dans la conduite soit suffisant pour permettre la formation du coagulum. D'autre part la disposition générale de la conduite est choisie de préférence de façon telle que le lait circulant dans la conduite décrive un parcours ascendant. Le lait emprésuré introduit dans la conduite de coagulation peut être préparé soit par chauffage à la température dite dlem- présurage, qui est de l'ordre de 25 à 400C, puis emprésurage (addition de présure et/ou de ferments lactiques), soit par em présurage à froid suivi d'un chauffage. Ces différents modes de traitement du lait exerçant une influence notable sur la cinétique de la coagulation, il convient d'adapter les caractéristiques géométriques de la conduite à cette cinétique, en particulier la longueur de cette conduite qui, pour un débit d'alimentation donné, conditionne le temps de séjour du produit dans l'unité de coagulation. Le débit d'introduction du lait dans l'unité de coagulation ainsi que le mode de pulsation de ce débit doivent être choisis en fonction de la cinétique de coagulation et des caractéristiques géométriques et mécaniques de la conduite afin d'obtenir des déformations localisées de la conduite sans pour autant porter atteinte à la cohésion du coagulum formé. La pression d'admission du lait dans l'unité de coagulation doit bien entendu être supérieure à une valeur minimum permettant de vaincre la perte de charge introduite par la conduite ainsi que la pression hydrostatique engendrée, s'il y a lieu, par la différence de niveau entre l'entrée et la sortie de cette conduite. Le coagulum formé est recueilli à la sortie de la conduite de coagulation sur un dispositif permettant soit l'égouttage puis le moulage, soit le moulage puis l'égouttage. Selon une variante du procédé suivant l'invention, on peut provoquer des déformations supplémentaires de la conduite de coagulation en exerçant sur celle-ci des efforts mécaniques, par exemple en utilisant une conduite enroulée en hélice et en modifiant localement le diamètre d'enroulement en exerçant des poussées radiales sur la conduite. Il est bien entendu possible de disposer en parallèle plusieurs unités de coagulation en aval des dispositifs d'alimentation du lait en régime pulsatoire, les performances de ces dispositifs étant choisies en fonction du nombre d'unités de coagulation et de leurs caractéristiques géométriques. La présente invention a également pour objet un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé tel qu'il vient d'être décrit. Ce dispositif, qui comprend au moins une unité de coagulation constituée par une conduite dans laquelle se produit la formation du coagulum et des moyens assurant l'introduction et la mise en circulation du lait emprésuré et/ou acidifié dans cette conduite, est caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour imprimer des pulsations au débit d'introduction du lait dans la conduite et que la paroi de cette conduite est susceptible de se déformer sous l'effet de ces pulsations. La conduite de coagulation est constituée de préférence par un tube de section circulaire dont le matériau constitutif est une matière à faible module d'élasticité suceptible de se déformer élastiquement sous l'effet de contraintes relativement faibles, telle qu'un polymère polyvinylique, ou polyéthylénique par exemple. Bien que cette conduite de coagulation puisse être disposée de manière rectiligne, on préfère, pour des raisons d'encombrement, l'enrouler hélicoldalement. L'introduction et la mise en circulation du lait dans la conduite de coagulation peuvent être effectuées à l'aide de tout dispositif approprié tel qu'une pompe centrifuge ou autre, ou par simple mise sous pression. L'effet de pulsation du débit de lait peut être obtenu à l'aide de nombreux types de dispositifs tels que des pompes pulsatoires, par exemple des pompes à piston qui assurent à la fois la mise en circulation du lait et le régime pulsatoire cherché. On peut également utiliser, en combinaison avec un moyen de mise en circulation (pompe ou mise sous pression), une vanne dont on peut commander alternativement l'ouverture et la fermeture ou faire varier périodiquement la section de passage, par exemple une vanne à commande pneumatique ou électrique. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple non limitatif, une installation de fabrication de caillé de fromagerie comportant une forme d'exécution du dispositif selon l'invention. La figure 1 de ce dessin représente schématiquement l'installation. La figure 2 est une vue de dessus de l'unité de coagulation. La figure 3 est une courbe montrant la variation en fonction du temps du débit de produit obtenu à la sortie de l'unité de coagulation, pendant une seconde. Telle que représentée à la figure 1, l'installation comporte, reliés en série dans l'ordre énuméré ci-dessous, par une canalisation 11, les éléments suivants : un réservoir de stockage 1 muni d'un agitateur 2 et d'un dispositif de maintien à température constante (non représenté), une cuve à niveau constant 3, une pompe centrifuge 4, un réchauffeur à plaques 5,une pompe centrifuge 6, une vanne à commande pneumatique 7, une vanne à section variable 8, et une unité de coagulation 9 constituée par un tube 10 en chlorure de polyvinyle enroulé en hélice. Ce tube, dont le diamètre est de 100 mm, l'épaisseur de 2 mm, et la longueur de 20 m, est disposé dans un chassis octogonal 12. Ce chassis est soumis à l'action de vérins pneumatiques 13 (visibles sur la figure 2) et se déforme en modifiant le rayon de courbure de la conduite hélicoïdale 10 d'environ 30%. L'installation comporte également 2 canalisations 14 et 15 raccordées en parallèle sur le tronçon de la canalisation 11 situé entre le réchauffeur 5 et la pompe 6. Ces canalisations 14 et 15, munies respectivement de pompes doseuses 16 et 17, permettent d'introduire les quantités de ferment lactique et de présure nécessaires à l'obtention du type de caillé souhaité. Ces additifs sont intimement mélangés au lait par la pompe centrifuge 6. Enfin l'installation comprend un tapis de drainage 18 constitué par un ruban mobile perméable aux liquides. Une trémie perforée 19, dont la section correspond à un multiple de celle du fromage désiré est disposée sous le tapis 18 pour recueillir le caillé égoutté. L'exemple suivant illustre la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, celle-ci n'étant toutefois pas limitée aux conditions qui y sont décrites. Exemple Un lait contenant 34 g/l de matière grasse, stocké à 100C dans le réservoir 1, est porté à 350C par circulation dans le réchauffeur à plaques 5. On introduit dans le lait en circulation dans la canalisation 11, à l'aide des pompes doseuses 14 et 15, 1% en volume d'un levain composé d'une association de Streptococcus lactis, de Streptococcus cremoris, de Streptococcus citrovorus et de Streptococcus diacetilactis, et 0,03% en volume d'une présure de force 1/10.000. Le levain lactique et la présure sont intimement mélangés au lait par la pompe centrifuge 6 dont le débit est au moins le double du débit total de l'installation. La vanne à commande pneumatique 7 est manoeuvrée par un dispositif automatique provoquant sa fermeture pendant 1 seconde puis son ouverture pendant 1 seconde de façon répétitive.Cette manoeuvre de la vanne procure un effet de pulsation sur le débit du lait qui provoque des déformations de la conduite de coagulation 10 se traduisant par des variations localisées du diamètre de la conduite de l'ordre de 0,15%. L'ouverture de la vanne 8 est réglée de façon à ajuster le débit à 940 1/heure, ce qui correspond à une vitesse linéaire moyenne du lait en cours de coagulation dans le tube 10 de l'ordre de 2 mètres/minute et à un temps de séjour du produit dans l'unité de coagulation de l'ordre de 10 minutes. L'effet de pulsation engendré par les manoeuvres de la vanne 7, qui se manifeste par une variation périodique du débit de produit à la sortie de l'unité de coagulation, est clairement illustré à la figure 3. D'autre part on exerce périodiquement, à l'aide des vérins 13, des efforts de poussée sur le chassis 12 et l'on modifie ainsi le rayon de courbure de la conduite hélicoidale 10 d'environ 30%. Le caillé recueilli à la sortie de la conduite 10 est réparti sur le tapis de drainage 18 dont la vitesse est réglée à 2 m/min. Le caillé essorré se déverse ensuite dans la trémie 19 où il est disponible pour le moulage et les opérations ultérieures de fabrication du fromage. Revendications 1. Procédé de fabrication en continu de caillé de fromagerie, caractérisé par le fait que l'on introduit en régime pulsatoire du lait emprésuré et/ou acidifié dans une conduite dont la paroi se déforme sous l'effet de ce régime pulsatoire et dans laquelle se forme le caillé, et que l'on recueille le caillé à la sortie de cette conduite. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on exerce sur la paroi de la conduite des efforts mécaniques externes provoquant des déformations supplémentaires de celle-ci. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une -reve.ndicatio is 1 et a comprenant quelconque ces / au moins une unité de coagulation constituée par une conduite dans laquelle se produit la formation du coagulum et des moyens assurant l'introduction et la mise en circulation du lait emprésuré et/ou acidifié dans cette conduite, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour imprimer des pulsations au débit d'introduction du lait dans la conduite et qué la paroi de cette conduite est susceptible de se déformer sous l'effet de ces pulsations. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens imprimant les pulsations au débit d'introduction du lait dans la conduite assurent également la mise en circulation du lait. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens consistent en au moins une pompe pulsatoire. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens imprimant les pulsations au débit d'introduction du lait dans la conduite consistent en au moins une vanne placée sur le trajet du lait en circulation en amont de ladite conduite. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la vanne est à commande pneumatique ou électrique. 8. Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la vanne est asservie à un dispositif automatique assurant la manoeuvre périodique de celle-ci. 9. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la conduite est un tube de matière présentant un faible module d'élasticité. lO. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la conduite est un tube enroulé en hélice et maintenu dans un chassis. 11. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour exercer des efforts mécaniques externes sur la conduite afin de déformer celle-ci. 12. Dispositif selon les revendications 3, 10 et 11 prises en combinaison caractérisé par le fait que les moyens exerçant les efforts mécaniques coopèrent avec le chassis et modifient le diamètre d'enroulement de la conduite.