Brevet FR2240686A1 — publié le 19750314

La présente invention se rapporte à la production de fromages et elle concerne plus particulièrement la fabrication de fromages destinés à être vendus à la pièce. La fabrication traditionnelle des fromages implique générale- ment une succession d'opérations discontinues telles que la coagulation du lait dans des récipients appropriés, le tranchage du coagulum et le transfert de ce coagulum dans des moules ot se produit ltégouttage. Cette méthode traditionnelle présente divers inconvénients parmi lesquels on peut citer la mauvaise reproductibilité des caractéristiques physico-chimiques des produits obtenus ainsi que la difficulté de rationaliser les opérations de fabrication. De plus, dans le cas particulier de la fabrication de fromages des tinés à êtrevendus à la pièce, c1est-à-dire en unités de volumes sensiblement égaux mais dont les poids sont susceptibles de varier en fonction des caractéristiques du produit, il est nécessaire de mettre en oeuvre des moyens particuliers. C'est ainsi que la coagulation peut être effectuée dans des micro-bassines à partir de quantités de lait déterminées-aussi précisément que possible, le tranchage étant exécuté dans ces micro-bassines. Cependant cette méthode ne permet pas de réduire de façon satisfaisante la dispersion entre les poids des fromages obtenus. Cette dispersion, généralement exprimée en terme d'écart-type, reste l'un des problèmes majeurs de l'industrie fromagère. On s'est efforcé de rationaliser la fabrication des fromages en développant des procédés d'élaboration continue ou semi-continue, notamment en effectuant la coagulation du lait dans des enceintes de coagulation tubulaires dans lesquelles le produit progresse de façon continue. Cependant ces procédés ne permettent pas d'obtenir des tranches unitaires de coagulum d'un volume nécessaire à l'obtention d'un fromage. On a également proposé des procédés semi-continus selon lesquels le lait, emprésuré à froid, est introduit dans des tubes ou il est chauffé et coagule puis chassé de ces tubes.Ces procédés-sont toutefois limités à la production de cylindres de caillé de petit diamètre car les impératifs de chauffage impliquent l'utilisation de tubes de coagulation dont le diamètre n'excède pas quelques dizaines de millimètres ce qui rend souvent impossible l'élaboration de tranches de caillé d'un volume nécessaire à l'obtention d'un fromage. D'autre part, aucun de ces procédés, qu'ils soient continus ou semi-continus ne permet de réduire de façon satisfaisante l'écart-type entre les poids des produits obtenus. La présente invention concerne un procédé de fabrication de fromages permettant d'obtenir de manière particulièrement simple des tranches de coagulum d'un volume nécessaire à l'obtention d'un fromage et dont les poids respectifs présentent un dispersion tres réduite. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on traite un lait par ultrafiltration pour obtenir un produit liquide contenant tout ou partie des constituants protéiques du lait et dont la eneur pondérale en matière sèche non grasse est d'au plus 18%, que l'on soumet ce liquide à un traitement thermique pour l'amener à la température de coagulation, que l'on emprésure le produit liquide préalablement ensemencé avec les ferments appropriés, que l'on introduit une charge de ce dernier dans au moins une enceinte verticale, qu'on laisse coaguler en phase stationnaire le liquide emprésuré jusqu'à l'obtention d'une masse cohérente, que l'on déplace vers le haut la masse coagulée obtenue par une poussée uniformément répartie sur la base de ladite masse puis que l'on coupe au niveau du sommet de l'enceinte, à mesure qu'elles émergent d'une hauteur déterminée, des tranches unitaires de coagulum qui constitueront chacune un fromage. L'expression "on traite un lait par ultrafiltration pour obtenir un produit liquide contenant tout ou partie des constituants protéiques du lait et dont la teneur pondérale en matière sèche non grasse est d'au plus 18%" signifie que l'on sépare le lait, par filtration à travers au moins une membrane semi-perméable, en deux fractions liquides de compositions chimiques différentes et que l'on recueille la fraction retenue dont la teneur en protéines est notablement accrue et dont la teneur pondérale en matière sèche non grasse est d'au plus 18%. L'autre fraction, généralement appelée perméat, consiste en une solution aqueuse contenant des substances de poids moléculaire relativement peu élevé telles que du lactose, des sels minéraux et certaines substances azotées.L'obtention, par ultrafiltration, d'une fraction enrichie en protéines et dont la teneur pondérale en matière sèche non grasse n'est pas supérieure à 18% peut nécessiter plusieurs opérations d'ultrafiltration successives qui -peuvent être exécutées, soit en disposant sur le trajet du lait un nombre suffisant de membranes semi-perméables, soit en recyclant le lait dans l'appareil d'ultrafiltration autant de fois qu'il'est nécessaire. Bien que ce traitement d'ultrafiltration puisse être exécuté à partir de lait entier, on préfère généralement utiliser du lait écrémé afin d'éviter un colmatage trop fréquent des membranes semiperméables. Cette ultrafiltration peut être exécutée à l'aide de membranes dont la perméabilité est telle que les constituants de petit poids moléculaire du lait (lactose, sels minéraux, substances azotées non protéiques) puissent les traverser et que les constituants de poids moléculaire plus élevé, notamment la caséine, soient retenus. On peut à cet effet utiliser des membranes disponibles dans le commerce, par exemple celles qui sont proposées pour l'isolation des protéines du petit-lait par ultrafiltration.De telles membranes peuvent être constituées d'acétate de cellulose ou ae polymères synthétiques comme par exemple du chlorure de-polyvinyle ou du polyacrylonitrile. L'installation d'ultrafiltration peut comporter des tubes poreux disposés en faisceaux, la surface interne ou externe de ces tubes étant recouverte par la membrane semi-perméable. L'installation peut être constituée également par des plaques poreuses supportant chacune une membrane semi-perméable et disposées dans des cadres adjacents assurant un écartement convenable entre les plaques. Ces différents types d'appareillage sont également disponibles sur le marché de l'industrie chimique. Le lait est mis en contact avec la ou les membranes semi-per méables; le traitement est exécuté sous pression et de préférence en régime turbulent afin d'éviter les phénomènes de polarisation nuisibles au rendement de l'opération. La température du lait en cours d'ultrafiltration ne constitue pas un paramètre critique dans la mesure ou elle reste compatible avec les impératifs de viscosité du lait et ou elle ne porte pas atteinte à l'intégrité du produit traité ainsi qu'à-celle des membranes semi-perméables. Cette température peut être ajustée à une valeur comprise entre o 2 et 70 C, selon la viscosite initiale, et faire l'objet d'une aug- mentation progressive en fonction de l'accroissement de viscosité du produit. Si le produit liquide a été préparé par ultrafiltration de lait écrémé, on ajoute à celui-ci, si nécessaire, la quantité convenable de matières grasses comestibles. Ces matières grasses peuvent être d'origine animale (par exemple de la crème de lait ou de l'huile de beurre), ou végétale (par exemple de l'huile d'arachide). La quantité convenable de matières grasses, choisie en fonction du type de fromage désiré, peut être par exemple de l'ordre de 45 à 50% du poids de la matière sèche totale qui sera retenue dans le fromage. Le produit liquide, qui sera dénommé "lait ultrafiltré" dans la suite de cet exposé est ensuite porté à la température dite de coagulation, qui est de l'ordre- de 25 à 500C, ensemencé à l'aide de ferments lactiques appropriés, puis emprésuré. Dé tels ferments sont bien connus de l'homme du métier et il n'est pas nécessaire de les décrire ici en détail. Selon une variante on peut ensemencer le lait ultrafiltré avant de le porter à la température de coagulation. Le lait ultrafiltré ensemencé et porté à la température convenable est ensuite emprésuré puis introduit dans une enceinte verticale dont le volume correspond, éventuellement, à un multiple du volume de chacune des tranches unitaires que l'on désire obtenir. Cette enceinte verticale peut présenter indifféremment une section de forme circulaire, elliptique ou polygonale. On introduit alors dans l'enceinte une quantité de produit liquide qui, exprimée en valeur pondérale par exemple, est de préférence un multiple du poids de chacune desdites tranches unitaires, après quoi on coupe l'admission et on laisse la charge au repos pendant un temps suffisant pour que le produit coagule et constitue une masse cohérente.Par "masse cohérente" on entend désigner une masse coagulée dont la consistance et la cohésion sont suffisantes pour que cette masse puisse être déplacée à l'intérieur de l'enceinte sous l'effet d'une poussée exercée de façon uniforme sur sa base, puis découpée sans porter atteinte à l'intégrité du coagulum. La consistance et la cohésion de cette masse sont fonction de la teneur en matière sèche non grasse du lait ultrafiltré utilisé. Cependant cela ne signifie pas nécessairement que la consistance de cette masse n'est pas susceptible d'évoluer, ni qu'elle a atteint un degré d'évolution correspondant à un-maximum de dureté. Lorsque la charge coagulée a atteint la consistance et la co hésion convenables, c'est- -dire environ 10 à 40 minutes après emprésurage du lait ultrafiltré selon les caractéristiques de ce produit et en particulier sa teneur en matière sèche non grasse, on la déplace lentement vers le haut de l'enceinte en exerçant sur sa base une po-ussée mécanique uniformément répartie. Cette poussée peut être exercée à l'aide de tout moyen connu permettant d'exécuter cette opération, par exemple un piston actionné par transmission mécanique, hydraulique ou pneumatique. Le lait ultrafiltré emprésuré peut être introduit dans l'enceinte de coagulation directement à la partie supérieure ou par l'intermédiaire d'une conduite traversant la paroi latérale de cette enceinte à un niveau supérieur à celui qu'occupe la piston au début de l'admission du produit. Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux, on introduit la charge de lait emprésuré ultrafiltré à la partie supérieure de l'enceinte pendant que le piston redescend pour retrouver sa position la plus basse. Ce mode de remplissage, qui permet d'effectuer en une seule étape la charge de l'enceinte et la descente du piston, se déroule de préférence à un débit tel que le niveau de liquide reste sensiblement constant et proche du niveau d'admission afin d'éviter un brassage du produit susceptible de provoquer des phénomènes de moussage.Bien entendu l'ajustement du piston dans l'enceinte de coagulation est tel qu'il assure une étanchéité suffisante pour empêcher toute fuite du liquide. L'étanchéité du joint peut être obtenue en utilisant un piston muni d'un ou plusieurs segments toriques coopérant avec la surface interne de l'enceinte de coagulation. Poussée par le piston, la masse coagulée se déplace dans l'en- ceinte de coagulation. Elle émerge progressivement au niveau supérieur de cette dernière et l'on découpe des tranches unitaires de coagulum au fur et à mesure que la masse émerge d'une- hauteur déterminee. L'épaisseur des tranches est ajustée en fonction de la fréquence de coupe et de la vitesse de translation verticale de la masse de coagulum. Le dispositif de coupe peut être asservi à un moyen de mesure de la hauteur de la masse de caillé émergeant de l'enceinte, par exemple un palpeur ou une cellule photoélectrique. La coupe du coagulum peut être exécutée à l'aide de tout dispositif approprié tel qu'un fil ou un couteau se déplaçant dans un plan horizontal ou légèrement incliné de façon que le plan de couple, compte tenu du déplacement continu de la masse coagulée, soit sensiblement horizontal. Selon une variante d'exécution, le dispositif de coupe peut être constitué par une série de fils ou de couteaux montés à intervalles réguliers sur un bâti animé d'un mouvement de translation ou de rotation uniforme permettant de découper des tranches de même épaisseur. Les tranches découpées peuvent être recueillies dans des moules appropriés, où, selon une forme d'exécution particulièrement avantageuse, elles sont fragmentées de manière régulière et reproductible, au cours de l'opération dite de "tranchage". Sans que cela soit une obligation, cette fragmentation est généralement conduite de manière à obtenir des morceaux tous identiques. Ainsi, par exemple, par action de couteaux et/ou de fils selon trois direc tons orthogonales, l'on obtient des cubes de caillé ayant chacun le même volume, à l'exception, éventuellement, des "cubes ds péri périe. Selon l'épaisseur des tranches à fragmenter, il peut s'avérer superflu de couper dans le sens de l'épaisseur. Les tranches fragmentées s'égouttent alors en perdant jusqu'à 70% en poids de sérum, puis se ressoudent. C'est en considérant cette perte qu'il faut interpréter l'expression "volume nécessaire à l'obtention d'un fromage". A titre d'exemple, il faudra découper, puis fragmenter des tranches pesant 800 g pour obtenir un fromage de 300 g si l'égouttage se traduit par une perte de 62,5% en poids de sérum. Une variante consiste à recueillir les tranches sur une surface plane, à procéder au "tranchage" sur ladite surface et à ne mouler qu'après un début d'égouttage, avant que le caillé ne se soit ressoudé. Une mise en oeuvre intéressante de cette variante repose sur l'utilisation d'un convoyeur qui récolte les tranches, les véhicule sous un dispositif apte à les fragmenter, puis les déverse chacune dans un moule individuel par l'intermédiaire d'une trémie. Le caillé moulé subit ensuite les opérations habituelles de la fabrication des fromages, telles que l'acidification, l'ensemencement, la maturation, l'affinage. Le procédé selon l'invention peut bien entendu être mis en oeuvre à l'aide d'une ou plusieurs enceintes de coagulation ali mentées par charges de lait ultrafiltré emprésuré et produisant des tranches de coagulum de façon discontinue. Cependant, ce procédé se prête de façon particulièrement avantageuse à la fabrication en continu de tranches de caillé à partir d'un débit ininterrompu de lait ultrafiltré,-au moyen de plusieurs enceintes de coagulation alimentées et fonctionnant selon des séquences déterminées. Les exemples suivants illustrent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, celle-ci n'étant toutefois pas limitée aux conditions qui y sont décrites. Dans ces exemples, les teneurs et pourcentages sont exprimés en valeurs pondérales. Exemple On fabrique des tranches de coagulum à partir de 14,1 litres de lait enrichi à 14% de matière sèche non grasse, prélevés dans 141 litres du même lait-preparé par traitement d'ultrafiltration de 350 litres~de lait écrémé contenant 9% de matière sèche non grasse. Le- traitement est exécuté à l'aide d'un module comportant, en série, 10 sous-ensembles drultrafiltration, chaque sous-ensemble étant constitué par 5 plaques poreuses disposées en parallèle et supportant sur leurs 2 faces unie membrane semi-perméable dont la surface est de 0,1 m. Ce module d'ultrafiltration est fabriqué par la Société Rhbne-Poulenc (Paris) et les membranes, dont la sur 2 face totale est de 10 m , portent la dénomination "type Iris 3069". Le lait écrémé est introduit dans le module d'ultrafiltration sous un débit de 170 I/mn, qui permet d'assurer les conditions de turbulence convenables, et recyclé dans ce dispositif par l1intermé- diaire d'un réservoir-tampon. Après2,5 heures de fonctionnement, on recupère 141~1itres d'un lait ultrafiltré à l4%de matière sèche non grasse. On en prélève 14,1 litres,auxquels on ajoute 2,1 litres d'une crème à 410 g de matière grasse par litre.On chauffe le mélange à 35 C dans un réchauffeur à plaques, puis on introduit 320 3 cm de levain composé d'une association de Streptococcus lactis, de Streptococcus crernonis, de Leuconostoc citrovorum, et de Strep tococcus diacetylactis. ainsi que 3,2 cm3 d'une présure de force 1/10 000. Après mélange intime, on verse le tout dans une enceinte verticale de 14,4 cm de diamètre intérieur et de 101 cm de hauteur utile.On laisse durcir pendant 20 minutes, puis on exerce une poussée uniforme à la base de l'enceinte verticale et l'on découpe des tranches de coagulum à l'aide d'un dispositif alternatif inclinable de type racloir, dont le retour s'effectue à une hauteur d'environ 25 cm du sommet de ladite enceinte. La poussée est appliquée en sorte que, pour un intervalle de 10 secondes entre chaque découpage, l'on obtienne une tranche de 5,5 cm de hauteur correspondant à un volume de 900 ml, l'enceinte fournissant ainsi un total de 18 tranches. Chaque tranche est déposée à l'aide du racloir en position inclinée, sur un convoyeur de type tapis roulant. Le "tran- chage" en fragments d'environ 3 cm sur 3 cm s'opère à l'aide d'un ensemble de 4 couteaux, alternativement selon le sens du déplace- ment du tapis roulant, puis selon un sens perpendiculaire. Après quoi l'on procède au moulage : chaque tranche fragmentée est alors déversée dans une trémie sous laquelle est disposé un moule. Le- gouttage requiert un temps compris entre 20 et 24 heures, temps pendant lequel le caillé se ressoude, puis l'évolution vers le fromage s'accomplit de'fanon classique. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de fromages, notamment de fromages destinés à être vendus à la pièce, caractérisé par le fait que l'on traite un lait par ultrafiltration pour obtenir un produit liquide contenant tout ou partie des constituants protéiques du lait et dont la teneur pondérale en matière sèche non grasse est d'au plus 18%, que l'on soumet ce liquide à un traitement thermique pour l'a- mener à la température de coagulation, que l'on emprésure le produit liquide préalablement ensemencé avec les ferments appropriés, que l'on introduit une charge de ce dernier dans au moins une enceinte, qu'on laisse coaguler en phase stationnaire le liquide emprésuré jusqu'à l'obtention d'une masse cohérente, que l'on déplace vers le haut la masse coagulée obtenue par une poussée unifor mément répartie sur la base de ladite masse puis que l'on coupe au niveau du sommet de l'enceinte, à mesure qu'elles émergent d'une hauteur déterminée, des tranches unitaires de coagulum qui constitueront chacune un fromage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le produit liquide contenant tout ou partie des constituants protéiques du lait a une teneur pondérale en matière sèche non grasse de 14%. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on opère simultanément le remplissage par le haut de l'enceinte et la descente du piston à sa position la plus basse. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on ajoute au lait ultrafiltré, avant le traitement thermique, une quantité déterminée de matièregrasse comestible. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on dépose les tranches unitaires de coagulum dans des moules, puis que lion fragmente ces tranches unitaires. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on dépose les tranches unitaires de coagulum sur un convoyeur, qu'on les fragmente, puis que l'on dispose les tranches unitaires fragmentées, chacune dans un moule.