Brevet FR2251269A1 — publié le 19750613

L'invention due à Arie KUIPERS, Herbert BECTER, Karl SCHRODER, a pour objet un procédé d'écrémage de produits laitiers liquides contenant de la caséine précipitée, comme par exemple le babeurre. On sait que des produits laitiers liquides contenant de la caséine précipitée. comme par exemple le babeurre, présentent souvent une certaine teneur en matière grasse, qui est indésirable, mais dont l'élimination est, sinon impossible. tout au moins très difficile. Ainsi, le babeurre de crème maturée, provenant directement du barattage, contient encore environ 0,6 à 1% de matière grasse. L'extraction de cette matière grasse est souhaitable, et cela pour plusieurs raisons.C'est ainsi que l'utilisation industrielle du babeurre fournit par séchage une poudre dont les possibilités de stockage se trouvent réduites par la matière grasse à cause de ltoxydabilité de cette dernière; en outre la matière grasse est de cette façon perdue pour une utilisation plus appropriée. On a déjà essayé de récupérer la matière grasse résiduaire dans ces produits laitiers, notamment par centrifugation au moyen d'une centrifugeuse à évacuation automatique de la boue. Mais, du fait que les produits laitiers liquides contenant de la caséine précipitée, comme le babeurre de crème maturée, présentent principalement des valeurs de pH comprises entre 4,5 et 4,9, c'est-à-dire comprises dans l'intervalle des pH correspondant à celui du point isoélectrique de la caséine, la plus grande partie de cette dernière se trouve à l'état floculé. Il est dans ces conditions extrêmement difficile de séparer par centrifugation la matière grasse finement dispersée du système constitué des 3 phases : solution aqueuse, caséine floculée et matière grasse.Il sty ajoute cette complication supplémentaire qu'il n'est pas possible d'amener de tels produits à la température optimale pour l'opération d'écrémage, comme on le fait pour le lait normal, car l'accroissement de la température a pour résultat d'accélérer et de favoriser la précipitation de la caséine. t1 écrémage des produits laitiers de ce genre par centriù- gation constitue bien le meilleur parmi les procédés connus, mais il ne permet l'élimination que d'une quantité inférieure ou égale à 50% de la totalité de la matière grasse résiduaire. En outre, il faut réintroduire et disperser ultérieurement la boue de caséine dans le babeurre. Le but de l'invention est par conséquent de supprimer les inconvénients du procédé connu et de réaliser un procédé sbr pour ltécrémage de produits laitiers liquides contenant de la caséine précipitée, ledit procédé permettant la récupération de la plus grande partie de la matière grasse contenue dans le produit laitier sus-indiqué. On résout ce problème selon l'invention en amenant le produit laitier à un pH inférieur au point isoélectrique, en le chauffant ensuite jusqu'à une température supérieure au point de fusion de la matière grasse > c'est-à-dire du beurre, et en séparant finalement la matière grasse par une technique basée sur son poids spécifique inférieur. L'invention est fondée sur la découverte surprenante qu'une diminution de la valeur du pH en dessous du point isoélectrique de l'albumine de la caséine combinée avec un échauffement du produit laitier permet une amélioration substantielle de l'écrémage. Par la diminution de la valeur de pH seule ou par l'échauffement seul. on ne peut pas obtenir ce résultat. Les produits laitiers acides contenant de la caséine précipitée, utilisables dans le cadre de l'invention sont par exemple le babeurre provenant de la fabrication de beurre à partir de crème maturée > le lait 'ttourné" c'est-à-dire le lait fermenté, des mélanges de babeurre de crème maturée avec de l'eau de lavage du beurre et le petit lait contenant de la poudre de caséine, tel qu'il provient des fromageries. La valeur inférieure au point isoélectrique de l'albumine de la caséine > à laquelle on amène le pH selon le procédé de l'invention, n'est pas critique. Il est facile de déterminer par des essais préliminaires la valeur la plus avantageuse pour chaque produit laitier destiné à être traité. On opère de préférence dans le domaine de pH compris entre 2,7 et 3,3. On peut amener le pH à la valeur désirée par exemple par addition d'acides, comme 1 ' acide chlorhydrique > d'autres acides minéraux ou des acides organiques forts, par mise en oeuvre de lacto-acides proprement dits, par addition de produits laitiers appauvris en cations, par exemple du petit lait traité par passage sur un échangeur de cations, par acidification au moyen de bactéries > par exemple de Lactobacillus helveticus > par élimination de cations dans le produit à écrémer lui-même ou par des combinaisons de ces méthodes. Après avoir amené le pH à la valeur désirée, on chauffe le produit laitier à une température supérieure au point de fusion des matières grasses beurrières, de préférence au-dessus de 70oC. On réalise l'échauffement de préférence rapidement afin d'éviter un durcissement par la chaleurs de la caséine précitée. I1 est donc avantageux d'effectuer l'échauffement en une seule étape sur des échauffeurs à plaques ou suivant d'autres procédés d'échauffement en continu. IS est indiqué de réduire, antérieurement à l'échauffement la salinité. Son importance dépend, elle aussi, de la nature du produit laitier à écrémer, du pH et de la température à laquelle on effectue l'écrémage. Mais, d'une façon générale, il est recommandé de réduire la salinité d'au moins 10%. De préférence, on diminue la concentration en cations d'environ 20 à 60%. On peut diminuer la salinité par addition de liquides aqueux à salinité faible ou nulle, comme l'eau, l'eau de lavage du beurre ou des liquides analogues. On ajoute ces additifs, pratiquement exempts de sel, de préférence dans une porportion comprise entre environ 40 et 60% par rapport au produit laitier à écrémer.Une autre possibilité consiste à ajouter du petit lait appauvri en cations, ctest-à-dire du petit lait débarrassé d'une partie de ses cations par échange d'ions. Parmi ces additifs pauvres en sel > on utilise de préférence le petit lait appauvri en cations dans une proportion allant d'environ 150 à 200X par rapport au produit laitier à écrémer. Il est enfin possible encore de soumettre le produit laitier à écrémer lui-même à une opération d'élimination de cations. Après avoir, conformément à l'invention, réduit la valeur du pH et, le cas échéant, la salinité et élevé la température, on sépare la matière grasse du lait de la façon sus-indiquée, de préférence par centrifugation, en particulier à l'aide d'une centrifugeuse à évacuation automatique de la boue. Mais on peut aussi séparer la phase grasse de la phase maigre selon d'autres méthodes en mettant à profit la différence entre leurs poids spécifiques, par exemple en laissant reposer le produit en en séparant par décantation la phase grasse qui s'est formée à la surface. Un mode de réalisation particulièrement préféré du procédé selon l'invention consiste à effectuer l'ajustement de la valeur de pH et la réduction de la salinité en une seule opération par addition de petit lait partiellement dessalé. On utilise à cet effet de préférence un petit lait acidifié, par échange de cations, jusqu'à un pH compris entre 1,6 et 2 > 0. Le procédé de permutation ou d'échange de cations à l'aide d'échangeurs d'ions n'est pas utilisable directement dans sa forme habituelle pour des produits laitiers contenant de la caséine précipitée, comme le babeurre de crème maturée > du fait que la caséine floculée se fixe à la surface de la résine échangeuse0 Il est cependant possible d'effectuer de cette façon une acidification et aussi un dessalage par mélange et agitation du babeurre chaud avec l'échangeur de cations et séparation ultérieure de la résine échangeuse, par exemple par filtration.Il est toutefois plus avantageux d'effectuer le dessalage partiel suivant un procédé comportant une dérivation ou "procédé à bypass qui consiste à acidifier d'abord une partie du produit laitiert par exemple par addition de petit lait dont le pH a été amené par échange de cations à une valeur comprise entre 1,6 et 2, ou par mélange avec de l'eau et addition d'acide chlorhydrique, de façon à obtenir un pH d'environ 3 et à redissoudre ensuite partiellement par agitation et chauffage la caséine floculée.On peut ensuite amener le pH à une valeur encore plus faible par échange de cations à l'aide de colonnes d'échangeurs dotions, puis l'augmenter à nouveau par addition d'une nouvelle quantité de produit laitiers par exemple dd-babeurres jusqu'd une valeur suffisante pour empêcher une nouvelle floculation de la caséine déjà dissoute ou dispersée. Une partie du produit ainsi formé est alors débarrassée de sa matière grasse, par exemple par centrifugation, et une autre partie est à nouveau soumise à un échange de ca tions > puis remise en circuit c'est-à-dire recyclée avec une nouvelle quantité de produit laitier frais, par exemple de babeurre.On réalise ainsi un procédé en circuit fermé qui > une fois mis en marche, se poursuit sans addition de substances étrangères, comme du petit lait > des acides de l'eau ou des produits analogues, en utilisant uniquement le produit laitier à écrémer. La possibilité de travailler à une température supérieure à 400C, souhaitable pour une centrifugation optimale > et même à des températures comprises entre 50 et 70"C et au-delà de cet intervalle, car il s'ensuit de toute façon un échauffement,et et d'amener à la centrifugeuse directement le produit laitier encore chaud constitue un avantage particulier du procédé selon l'in vention. Dans les conditions de pH :utilisées selon l'invention, on évite la modification indésirable de consistence (texture sableuse) qui se produit, lors de l'échauffement, au point isoélectrique et on peut réaliser, en meme temps, une pasteurisation durable qui, d'une autre façon, est difficile sinon impossible Le procédé selon l'invention présente encore de nombreux autres avantages.Il permet une meilleure utilisation de la matière grasse avantage auquel s'ajoute que la crème obtenue par ce procédé a une teneur en matière grasse supérieure d'environ 100% à celle de la crème obtenue parle procédé connu de centrifugation. La poudre de babeurre, fabriquée à partir de la phase maigre, est nettement plus pauvre en matière grasse que celle obtenue selon le procédé connu jusqu'à présent et présente une possibilité de conservation améliorée en conséquence. Il s'y ajoute que la phase maigre est plus facile à concentrer. En outre, la partie de boue produite lors de la centrifugation est, grâce à son état finement dispersé, sensiblement réduite et plus facile à réincorporer à la phase maigre. Cet avantage apparaît d'une façon particulièrement nette dans le cas d'une salinité réduite. La phase grasse obtenue par le procédé selon l'invention peut servir à la fabrication de différents produits industriels contenant de la matière grasse du lait. La phase maigre peut servir à la fabrication de composants laitiers acides, le cas échéant séchés, destinés à des compositions ou "recettes" de produits alimentaires les plus diverses. Lorsque l'acidification résulte dans ce cas d'une élimination de cations ou d'un processus bactériologique, le composant acide formé est exempt d'acides étrangers au lait, propriété qui est très souhaitable pour certains modes d'utilisation. I1 est également possible de relever le pH de la phase maigre pour l'amener à une valeur supérieure désirée et de ne l'utiliser qu'auprès ce rajustement. Les exemples suivants, donnés ici uniquement à titre illustratif et sans aucun caractère limitatif, permettront de mieux comprendre l'invention. EXEMPLE 1. On mélange 1000 kg de babeurre de crème maturée, présentant une teneur en matière grasse de O,9X et une teneur en matière sèche de 9%, avec 2000 kg de petit lait, ramené par échange de cations au pH 1,8, de manière à former un mélange présentant le le pH 3. On chauffe le mélange à la température de 700C, de sorte que la caséine passe en solution ou en dispersion, puis on le fait passer sur un séparateur de lait à évacuation de boue automatique. Le mélange contient, à ltentrée de la centrifugeuse, 6,8% de matière sèche et 0,3% de matière grasse. On obtient une crème contenant 25% de matière grasse et 30% de matière sèche. La phase écrémée contient 0,02X de matiere grasse et 6,7% de matière sèche. La boue contient 0,03% de matière grasse et 7,1X de matière sèche. EXEMPLE 2 (exemple comparatif). On répète le procédé de l'exemple 1, mais en ajoutant, au lieu du petit lait, 500 kg d'eau. Le mélange ainsi formé présente le pH 4,6. L'agglomération des matières caséeuses rendant,comme le montre l'expérience. l'écrémage à une température au-dessus de l'ambiante impossible, on ecrème le mélange à la température de 20"C dans la centrifugeuse à évacuation automatique de la boue. Le mélange contient, à l'entrée de la centrifugeuse, 6,3% de matière sèche et 0,44% de matière grasse. La crème obtenue contient 11,0% de matière grasse et 15,76 de matière sèche. La phase écrémée contient 0,13% de matière grasse et 6,3% de matière sèche. La boue formée contient 0,40% de matière grasse et 10,8% de matière sèche. Les résultats de ces deux essais montrent que la diminution de la salinité à elle toute seule ne permet pas d'obtenir un écrémage satisfaisant. EXEMPLE 3. On répète le procédé de l'exemple 2, mais en ajoutant de l'acide chlorhydrique concentré au mélange de babeurre et d'eau jusqu'à obtenir un pH de 3,0. Le mélange, qui supporte le chauffage jusqu'à la température de 85"C sans agglomération de la caséine qu'il contient est écrémé à la température de 680C. Le mélange introduit dans la centrifugeuse contient 0,44% de matière grasse et 5,8% de matière sèche. ta crème obtenue contient 27% de matière grasse et 30% de matière sèche. La phase écrémée (phase maigre) contient 0,02% de matière grasse et 5,6% de matière sèche et la boue contient 0,05% de matière grasse et 6,1X de matière sèche. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant d'extraire de produits laitiers liquides contenant de la caséine précipitée la matière grasse du lait, lequel procédé est caractérisé par le fait qu'on amende le produit laitier à un pH inférieur au point isoélectrique. qu'on le chauffe ensuite jusqu'à une température supérieure au point de fusion de la matière grasse dont est fait le beurre et qu'on sépare finalement la matière grasse en mettant à profit son poids spécifique plus faible. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on réduit, antérieurement à l'échauffement, la salinité du produit laitier d'au moins 10S, de préférence de 20 à 60%. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2. caractérisé par le fait qu'on amène le pH du produit laitier à une valeur comprise entre 2,7 et 3,3. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'on réalise la diminution de la valeur de pH par addition d'acides, par élimination de cations, par addition de produits laitiers appauvris en cations, par un processus bactériologique ou par combinaison de ces méthodes. 5. Procédé selon l'une quelconque des rrevendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'on réalise l'abaissement de la salinité par addition d'eau, d'eau de lavage de beurre ou d'eau provenant de lavages effectués dans la laiterie ou par élimination de cations. 6. Procédé selon ltune quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'on utilise. en tant que produit laitier, du babeurre de crème maturée. 7. Crème obtenue par écrémage de produits laitiers liquides contenant de la caséine précipitée selon l'une quelconque des revendications précédentes.