Brevet FR2215463A1 — publié le 19740823

La présente invention a trait en général à un procédé pour l'extraction des graisses et/ou des protéines de substances d'origine animale et végétale, et plus précisément à un procédé en continu particulièrement destiné pour la -production. de graisses et/ou de protéines d'os, de poisson, de foie, d'olives, de graines oléagineuses différentes, d'herbes et d'autres substances animales et végétales. Comme on le sait, actuellement on emploie de nombreux procédés chimiques et physiques pour l'extraction de graisses des substances animales et végétales en général. En particulier, pour l'extraction de la graisse des os, ceux-ci sont écrasés en morceaux de dimensions variables entre 5 et 6 cm, ensuite ils sont cuits et déshydratés dans une autoclave, pour être successivement pressés dans des presses pour obtenir la séparation d'un liquide huileux ou gras provenant des parties solides. Ce procédé ne permet pas d'extraire complètement la graisse des os et à cause de cela, un certain résidu plutôt élevé reste dans ceux-ci et, en tout cas, ce fait comporte une phase de traitement à chaud pour la cuisson à des températures qui peuvent atteindre même 120 - 1400 C. Tout ceci cause une détérioration ou altération importante des substances protéiques ainsi qu'un degré élevé d'acidité de la graisse obtenue par la présence d'acides gras libres dans le produit final. Pour ce qui concerne, au contraire, l'extraction de la graisse de substances animales telles que poisson, foie et similaires, on effectue toujours une première phase de cuisson après quoi le produit est décanté pour la séparation du résidu solide ou protéines du liquide contenant les substances- grasses dissoutes. Afin d'obtenir la séparation définitive du gras de l'eau, on doit opérer ensuite avec différents autres traitements de purification et de séparation de liteau de cuisson. Ces traitements, en général, sontXde coût élevé et nécessitent des temps de traitement relativement longs; ils entraient nécessairement une altération ou détérioration du produit obtenu par les températures élevées de cuisson, comme on vient de le dire. Pour ce qui concerne au contraire l'extraction des graisses de foie, on peut aussi employer des solvants sélectifs convenables, selon des techniques connues, qui, en tout cas, sont toujours de coût élevé et en traitent une détérioration de la qualité du produit final obtenu. Pour ce qui concerne, au contraire, les graines oléagineuses ou les matières végétales en général, en plus des procédés d'extraction avec des solvants, qui comportent les inconvénients susdits, on peut employer aussi des procédés d'extraction ou de pressage au pressoir quiqinpli quent des résidus de substances grasses élevées et puis des opérations successives de recyclage des gâteaux ou des panneaux sortant du pressoir, pour l'extraction complète de la graisse y contenue. Grâce à la présente invention, on fournit un procédé nouveau qui n'implique pratiquement pas de modifications chimiques des substances traitées, de manière à obtenir un produit final meilleur, par exemple constitué par des graisses avec un contenu d'acidité notablement inférieur à celui qu'on obtient suivant les méthodes traditionnelles, et avec des contenus vitaminiques nettement supérieurs. Le principe sur lequel se base le procédé selon la présente invention, consiste à donner à la substance de laquelle on doit extraire la graisse, des pressions à impulsions élevées ou ondes de choc produites au moyen d'actions mécaniques, par exemple de masses tournantes et oscillantes, de manière à déterminer la formation d'une émulsion des graisses dans l'eau. La graisse émulsionnée peut être ensuite séparée de l'eau au moyen de n'importe quel procédé connu, par exemple par centrifugation ou par concentration sous vide ou par d'autres procédés convenables. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé pour l'extraction de graisses et/ou de protéines de substances d'origine animale et végétale où il est possible d'effectuer une première phase de travail dans un milieu complètement neutre pour l'extraction de la graisse, en particulier dans le cas de graines oléagineuses ou substances végétales en général, et une seconde phase de travail dans un milieu substantiellement basique pour l'extraction des protéines, en particulier des protéines végétales. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé où, pour faciliter la solubilisation des protéines dans l'eau, cette dernière est enrichie par un pourcentage préfixé de soude ou une autre matière destinée à créer un milieu légèrement alcalin, qui facilite la solubilisation des protéines elles-mêmes. On sait en outre que dans l'industrie pharmaceutique on utilise des glandes animales pour l'extraction d'enzymes; on sait en outre que la présence de la graisse dans les glandes traitées, gêne notablement le travail, étant donné qu'il n'est pas possible de l'éloigner dans aucune façon, puisque les enzymes s'altèrent à des températures même relative ment basses. Par conséquent, un but ultérieur de la présente invention est de fournir un procédé qui peut être aisément employé pour séparer à froid la graisse des glandes ou substances animales en général employées pour la production d'enzymes, où les substances traitées peuvent être maintenues à des températures de peu de degrés centigrades au-dessus de zéro. Le procédé selon l'invention pour l'extraction ou la séparation de graisses et/ou protéines de substances animales et végétales en général, prévoit sensiblement d'alimenter, de façon continue, la substance à traiter, mélangée avec de l'eau à une températuré non supérieure à 30 C et avec un rapport eau-substance compris dans l'intervalle entre 0,1 et 0,5, à un appareillage pour la génération de pressions à impulsions élevées ou ondes de choc dans la masse de substance alimentée; d'engendrer dans la substance précité, mélangée avec l'eau, des ondes de choc élevées pour la formation d'une émulsion de graisse dans l'eau; de séparer les résidus solides de l'émulsion obtenue et de scinder cette émulsion pour séparer la graisse de l'eau. La scission de l'émulsion peut s'effectuer, moyennant toute méthode connue, par exemple par centrifugation et par concentration sous vide. Le procédé prévoit la phase additionnelle de récupération des protéines restées dissoutes dans l'eau séparée de la gra-isse. Dans le cas de substances animales et végétales à contenu de graisses élevé, le produit final principal qu'on obtient est constitué par la graisse elle-même, tandis que le produit secondaire est constitué par les protéines contenues dans les résidus solides ou, dans le cas de substances végétales, qui sont restées dissoutes dans l'eau elle--meme. Dans le cas, au contraire, de substances végétales pauvres en grasses, le produit principal final sera donné des protéines elles-mêmes. Le procédé selon l'invention présente des avantages notables par rapport aux procédés traditionnels, puisqu'il permet d'opérer à des températures basses, de réduire les coûts de l'installation même jusqu'à 70 - 80% dans certains cas particuliers, d'économiser l'énergie n'étant plus nécessaire de chauffer le produit, de réduire le coût de la main d'oeuvre en réduisant en certains cas les temps de travail. En outre1 grâce au procédé selon l'invention, on a trouvé qu'après le premier cycle de traitement, on obtient un résidu de graisse très réduit, égal à environ de 2 - 3% par rapport aux résidus normalement supérieur qu'on obtient avec des procédés connus. L'invention est relative au produit obtenu selon le procédé ainsi qu'à l'installation pour la réalisation du procédé lui-même; en effet on a trouvé que des résultats optima sont obtenus dans la génération de pressions à impulsions ou d'ondes de choc en employant un moulin à marteaux tournant à une vitesse élevée. Ces caractéristiques et d'autres encore du procédé et de l'appareillage selon l'lnvention seront mieux comprises et précisées par la suite en référence aux dessins annexés dans lesquels La Fig. 1 représente un schéma d'une installation générique pour la réalisation du procédé selon l'invention; La Fig. 2 représente, schématiquement, une installation selon loin- vention, qui est équipée d'un moulin à marteaux. En référence aux figures et en particulier à la Fig. 1, grâce au procédé selon l'invention, on prévoit d'alimenter de façon continue, par l'intermédiaire d'un alimenteur 10, la substance à traiter mélangée avec l'eau, à un appareillage Il destiné à engendrer des pressions à impulsions élevées ou à ondes de choc dans la masse de la substance mélangée avec l'eau, pour déterminer la formation d'une émulsion des graisses dans l'eau. L'émulsion de graisses ainsi obtenue, est envoyée à un appareillage 12 par exemple à un décanteur centrifuge ou un autre appareillage destiné à séparer l'émulsion des résidus solides constituant les substances protéiques, qui sont ensuite envoyée à un séchoir 13, après quoi ils sont moulus pour la production de farines.En même temps, dans un appareillage convenable 14, on effectue une phase de scission des émulsions pour séparer la graisse de l'eau, comme il sera mieux précisé par la suite et, facultativement, l'eau séparée peut être ultérieurement traitée en 15 pour la récupération des protéines qui sont restées dissoutes dans celle-ci. A la Fig. 1, le bloc indiqué par 16 indique une phase de lavage possible pour la graisse-obtenue et de centrifugation pour la purification d'éventuels résidus solides. On a dit que la substance à traiter, éventuellement réduite préalablement dans les dimensions désirées, avant d'entre introduite dans le gé nérateur d'ondes impulsives il est mélangée avec l'eau pour permettre la formation d'une émulsion des graisses avec l'eau elle-même. Selon l'invention, on a trouvé que l'eau doit être alimentée à une température-non uprieure à 30 C et de préférence à une température comprise entre 8 C et 20 C, avec un rapport eau-substance à traiter compris entre 0,1 et 0,5 environ.Bien qu'on préfère travailler avec de l'eau à des températures relativement basses, parce que cela n'empêche pas la formation de l'émulsion et n'altière pas les substances grasses, en pratique on pourra très bien travailler avec de l'eau à une température ambiante, c'est à dire avec la température à laquelle l'eau est extraite des puits ou prélevée par un réseau de distribution. Pour ce qui concerne au contraire le pourcentage de l'eau, on doit agir dans les limites spécifiées selon le cas et de sorte que le technicien devra trouver chaque fois, d'après son expérience personnelle, le rapport plus convenable. Avant de continuer la description du procédé selon l'invention et en référence à la Fig. 2, on va décrire une installation particulière qui a été expérimentée en pratique. Dans l'installation de la Fig. 2, l'alimentateur 10 comporte un bac ou récipient ayant sur le fond une vis transporteuse 18 actionnée par exemple par un moteur électrique 19 par l'intermédiaire d'un réducteur convenable; cet alimentateur à vis transporteuse 18 décharge dans un transporteur élévateur 20 actionné à son tour par un moteur électrique 21. En regard de l'extrémité supérieure de l'élévateur 20, la matière transportée est mélangée avec l'eau à une température comprise dans l'intervalle précité, et fournie par exemple d'un tube 22 qui décharge directement sur l'alimentateur 20 mentionné. Depuis l'alimentateur élévateur 20, la matière tombe dans un moulin à marteaux 23 constituant l'appareillage de génération des ondes à impulsions indiqué par Il à la Fig. 1. Ce moulin à marteaux est sensiblement constitué par une enveloppe ou carcasse extérieures dans laquelle se trouve un rotor 24 sur lequel sont montés des marteaux pivotants ou masses battantes 25 qui sont entrainées en rotation par le rotor lui-même et qui par effet de leurs chocs dans la masse liquide alimentée, déterminent la formation d'une émulsion des graisses dans lleau et/ou permettent la dissolution des protéines dans l'eau elle-même, selon la nature de la substance animale, végétale ou du produit de départ. A l'intérieur du moulin à marteaux 23 on prévoit à maintenir un niveau constant de l'eau qui, après son émulsion avec la graisse, est évacuée à travers une tubulure 26; cette tubulure, au moyen de son extrémité supérieure, pourvoit à établir le niveau de l'eau précité. L'eau évacuée à travers la tubulure 26 est envoyée à un séparateur des substances solides de l'émulsion, par exemple, à un décanteur centrifuge 27, après lequel on peut, par èxemple, placer une centrifuge verticale 28 pour la scission de l'émulsion, comme on le précisera par la suite.L'appareillage décrit et montré à la.Fig. 2 a une construction extrêmement simple et un coût relativement réduit, et il permet de réduire au minimum la consommation d'énergie, ayant besoin seulement de l'énergie pour l'ali- mentation continue de la matière et pour l'actionnement du moulin à marteaux 23, dont le rotor tourne à une vitesse relativement élevée comprise, de préférence, entre 2200 et 2700 tours par minute. Pour pouvoir continuer dans la description, on doit maintenant faire une première distinction en fonction de la substance traitée. En effet, comme on a dit depuis le commencement, les substances traitées peuvent être d'origine animale ou végétale, et parmi les premières sont compris les os, la viande de poisson, le foie et similaires. Dans le cas de substances animales, le procédé est destiné non seulement à la production de graisses ou huiles, en général de substances grasses, mais aussi de substances protéiques, par exemple farine de poisson. Par conséquent, après la formation de l'émulsion, on fait suivre une phase de séparation de l'émulsion des parties solides qui sont envoyées à un séchoir 13 ou éventuellement recyclées; ensuite on a la phase de scission de l'émulsion pour séparer la graisse de l'eau. Au cas où la matière de départ est d'origine végétale, et plus précisément des graines oléagineuses ou des matières végétales ayant un contenu élevé de substances grasses, après un premier cycle de traitement comme expliqué, en opérant dans un milieu le plus souvent neutre pour ltextraction des graisses1 le résidu solide et facultativement l'eau séparée, peuvent etre recyclés dans une installation analogue à la précédente pour l'extraction des substances protéiques contenues dans les subs tances végétales elles-memes. De préférence, dans cette seconde phase de procédé, pour faciliter la solubilisation des protéines dans l'eau, celle-ci est rendue légèrement alcaline, avec un pH compris entre 7 et 10 en ajoutant par exemple de la soude caustique ou une autre matière convenable dans des pourcentages calculés, à l'entrée de l'appareillage Il de génération des ondes de choc. Les protéines restées dissoutes dans l'eau séparée, sont récupéries successivement en les faisant précipiter ou par le chauffage à une température comprise entre 50 et 80" C et par centrifugation, ou par l'intermédiaire d'acides organiques, tel que l'acide tartarique, l'acide citrique, ou par des acides inorganiques, tel que l'acide sulfurique ou chlorhydrique, de manière connue en soi.Dans le cas de substances végétales dont le contenu de graisse est relativement bas et donc négligeable par rapport aux substances protéiques qu'on peut extraire, on procède tout de suite au traitement dans un milieu alcalin, comme dit auparavant pour la production de protéines végétales. On a déjà dit que dans le cas de l'extraction de graisses de substances animales et végétales en général, l'émulsion de la graisse dans l'eau, obtenue selon le procédé, doit être scindée pour séparer la graisse de l'eau elle-même. Après ceci on peut procéder selon des manières différentes, par exemple, après la phase de décantation ou séparation des parties solides, on effectue un chauffage de l'émulsion à une température comprise entre 30 et 60 C et donc la graisse est séparée par centrifugation en employant par exemple une centrifugeuse à buses, alternativement, la séparation de -la graisse de 1'eau avec laquelle elle est émulsionnée, peut s'effectuer par concentration sous vide, de manière en soi connue, après quoi on effectue une phase finale de lavage, comme indiqué par 19 à la Fig. 1, en employant de l'eau tiède à une température comprise entre 30 et 40 C, et une centrifugation simultanée pour la purification de la graisse d'éventuels résidus solides. Jusqu'a maintenant on a décrit et représenté la méthode et l'appareillage selon l'invention, pour la production spécifique de graisses et/ou protéines animales et végétales. Toutefois, on a trouvé que la méthode et l'appareillage selon l'invention, peuvent être avantageusement employés pour le traitement de glandes animales ou similaires employées dans l'industrie pharmaceutique pour la production d'enzymes. Comme on le sait, dans les glandes employées pour la production d'enzymes dans l'industrie pharmaceutique, il y a toujours une certaine quantité de graisse qui gene naturellement le traitement et rend difficile l'extraction de certains enzymes particuliers. D'autre part, il n'est pas possible de chauffer les glandes pour séparer la graisse, parce que ceci altérerait les substances enzymatiques.Par conséquent, on a pensé de prétraiter les glandes desquelles on doit extraire les enzymes moyennant le procédé selon l'invention, en alimentant l'eau à une température extrêmement basse et inférieure à 10 C, de manière à effectuer une séparation de la graisse sans sensiblement altérer les enzymes dans les glandes elles-memes. En pouvant opérer avec de l'eau à une température extrêmement basse, même à 2" ou 30 C, il est possible d'enlever la plus grande partie de la gralsse présente, en rendant moins @ritique les successives phases de traitement pour la production d'enzymes. De se qu'on a dit et représenté sur les dessins annexés, on aura compris qu'on a fourni une méthode et un appareillage tout à fait nouveau et de grande facilité ayant differentes possibilités d'emplois, qui permet de réduire noteblement les coûts de production, ainsi que d'obte ni@ des produits finaux qualitativement meilleurs. On comprend que a présente invention ne se limite pas seulement au procédé décrit et. à l'appareillage pour la réalisation du procédé lui-mê- me mais aussi elle se rapporte aux produits finaux obtenus. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'extraction de graisses et/ou de protéines de substances d'origine animale et végétale en général, caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes a) d'alimenter avec continuité la substance à traiter, mélangée avec l'eau à une température non supérieure à 30 C avec un rapport eau substance alimentée compris entre 0,1 et 0,5 environ, à un appareil lage pour la génération de pressions à impulsions élevées ou ondes de choc dans la masse de la substance alimentée; b) d'engendrer dans la substance alimentée et mélangée avec liteau, des ondes de choc élevées pour la formation d'une émulsion de graisse dans lteau; c) de séparer l'émulsion des résidus solides; d) de scinder l'émulsion pour la séparation de la graisse dans l'eau. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par la phase de récupération des protéines restées dissoutes dans l'eau, séparée après la scission de l'émulsion. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les ondes dé choc ou les pressions à impulsions sont engendrées par des actions mécaniques. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ondes de choc sont engendrées par l'intermédiaire d'un moulin à marteaux. 5.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'eau est à une température naturelle. 6.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'eau est à une température comprise entre 8 et 20 C environ. 7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la scission de l'émulsion, cette dernière est chauffée à une température comprise entre 30 C et 60 C et successivement centrifugée pour la séparation de la graisse de l'eau. 8.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la scission de l'émulsion pour la séparation de la graisse de l'eau, s'effectue par concentration sous vide; la graisse séparée étant successivement lavée avec de l'eau à une température comprise entre 30 et 40 C et centrifugée pour la purification des résidus solides éventuels. 9.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la récupération des protéines dissoutes dans l'eau, en particulier des protéines d'origine animale, s'effectue par chauffage à une température comprise entre 50 et 80" C, et une centrifugation successive. 10.- Procédé selon la revendication 1 ou 2 et en particulier pour l'extraction de protéines de substances végétales, caractérisé par le fait de mélanger la substance à traiter avec de l'eau alcaline avec un pE compris entre 7 et 10. 11.- Procédé selon la revendication 2, en particulier pour la production de protéines d'origine végétale, caractérisé en ce que la récupération des protéines dissoutes dans l'eau s'effectue en les faisant précipiter au moyen des acides minéraux, tels que l'acide tartarique, citrique, sulfurique et chlorhydrique. 12.- Procédé selon la revendication 1, en particulier pour la séparation de la graisse des glandes animales ou similaires employées pour la production d'enzymes, caractérisé par le fait d'alimenter la substance à traiter avec de l'eau à une température inférieure à 100 C. 13.- La graisse obtenue selon le procédé revendiqué. 14.- Les substances protéiques obtenues selon le procédé revendiqué. 15.- Les glandes ou autres parties animales employées pour la production d'enzymes, substantiellement traitées selon la revendication 12, pour la séparation de la graisse des glandes elles-memes. 16.- Installation pour l'extraction des graisses et/ou des protéines de substances animales et végétales selon le procédé revendiqué, caractérisé en ce que ladite installation comporte: un alimentateur de la substance à traiter, mélangée avec de l'eau, à un appareillage générateur de pressions à impulsions élevées pour la production d'une émulsion de graisse dans l'eau;- un appareillage pour séparer l'émulsion produite des parties solides résidues; et au moins un appareillage pour la scission de l'émulsion afin de séparer la graisse de l'eau. 17.- Installation selon la revendication 16, caractérisé en ce que le générateur d'ondes à impulsions est constitué par un moulin à marteaux.