Brevet FR2263701A1 — publié le 19751010

La présente invention à la réalisation de laquelle ont collaboré Messieurs Claude BARDONNET et Jacques CALZIA concerne un procédé de concentration de produits laitiers. On a déjà décrit (brevet français 2 052 121) la pr4paration de concentrais de preduits laitiers par ultrafiltration en vue notamment de la préparation de fromage. Dans cette application, le concentrat est appelé préfromage ; la réalisation de ce préfromage permet de supprimer la phase dite d'égouttage. Bien entendu il existe de nombreuses autres applications du lait concentré par ultrafiltration : on peut citer notannent la préparation des yaourts, des fro- mages à pâtes fraiches, des petits suisses, des flans. Certaines préparations (fromages à pate cuite) exigent des taux de concentrations (taux de concentration = 1 , V2 étant le volume après concentration et v 2 Y1 le volume avant concentration) de lait élevés par exemple jusqu'à plus de dix fois, voire douze fois. Lorsqu'on arrive à de tels taux de concentration, les opé- rations d'ultrafiltration deviennent dificiles, les concentrats ne sont véhiculables qu'aux prix de dépenses importantes d'énergie, les débits d'ultrafiltrats sont très réduits, et, les opérations étant ainsi très lentes, il est nécessaire, pour maintenir la productivité, d'utiliser des appareillages de taille importante. Dans les procédés de concentration, le taux de concentration n'est pas le seul facteur important, il faut aussi parvenir à des rapports protéines sels , sucres (lactose) , etc ... , convenables, nattières sèches ' matières sèches matières sèches la valeur de ces rapports étant essentiellement rariable en fonction de 11 utilisation particulière prévue pour le concentrat. Les produits laitiers envisagés dans l'invention sont principalement le lait, le lait écrémé totalement ou partiellement, le petit lait (ou lactosérum) le babeurre. Un objet de l'invention est de fournir un procédé de concentration de produits laitiers n'ayant pas les inconvénients des procédés connus. Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé de concentration de produits laitiers satisfaisant aux exigences imposées par l'utilisation des concentrats. Il a maintenant été trouvé et c'est ce qui fait l'objet de la présente in Invention un procédé permettent d'atteindre ces buts. Ce procédé consiste : 1 - à concentrer par ultrafiltration un produit laitier liquide, puis 2 - à ajouter au concentrat de l'eau ou un autre produit laitier liquide de concen traction plus faible que le produit initialement soumis à ultrafiltration, et 5 - à concentrer à nouveau par ultrafiltration, de préférence jusqu'à un volume identique à celui du concentrat obtenu en 1 et éventuellement, 4 - à recommencer une ou plusieurs fois l'élution constituée par l'ensemble des ope- rations 2 puis 3. Selon une modalité de mise on ocuvre de l'invention le concentrat tel qu'obte- nu à partir des opérations 1 à 3 ou 4 précitées est mélangé à un produit laitier concentré jusqu'à l'état solide (poudre sèche par exemple) préparé par tout moyen connu en soi.De cette manière, en mélangeant un produit laitier solide avec un concentrat relativement fluide (modérément concentré) on peut obtenir un concentrat encoro fluide mais très concentré, les ranports relatifs de matière sèche, sels et sucre ayant néanmoins les valeurs souhaitées0 Le produit laitier solide peut avoir été préparé par exemple par atomisation avec ou sans ultrafiltration préalable, mais de préference par séchage d'un concentrat identique à celui auquel il est mélange, ce qui permet de ne pas modifier, lors du mélange les rapports pondéraux des différents constituants. Selon un autre variante, le concentrat obtenu à partir des opérations t à 3 ou 4 est mélangé à un produit laitier n'ayant pas subi de concentration préalable. Après mélange on obtient bien entendu un produit laitier de concentration intermé- diaire. Selon une autre variante, le concentrat obtenu à partir des opérations I à 3 ou 4 est soumis à dessication par exemple par évaporation de l'eau par d'autres moyens connus. Selon une autre variante encore différente, le concentrat obtenu à partir des opérations 1 à 3 ou 4 est mélangé à un autre produit laitier (de préférence de même nature) de concentration (on matières sèches) différente, soit supérieure soit inférieure. Les exemples suivants donnés à titre non liniitatifs illustrent l'invention et montrent comment elle peut autre mise en pratique. EXEMPLE 1 On procéde à la concentration de 42 1 de lait écréné dans un appareil comportant 1,22 m2 de surface utile dune membrane d'ultrafiltration en polyélectrolyte (zone de coupure de la membrane : 1 500, perméabilité à l'eau sous 2 bars 7 000 1/j.m). Une recirculation du concentrat à raison de 2 400 1/h permet d'établir un balayage à la surface de la membrane0 La température est initialement de 5 C. Au bout d'une demi-heure elle est dc 20 C ; nu bout de I h elle s'élève à 250C, Le pression différentielle de part ct d'autre de la membrane est de 2 bars. Au bout de 1 h 30 on obtient 7 1 de concentrat et 35 1 d'ultrafiltration co qui correspond à un taux de concentration de 6. On ajoute 5 1 d'eau au concentrat et poursuit l'ultrafiltration pour revenir à un concentrat de volume 7 1. On ajoute 1 1 d'eau à ce nouveau concentrat et poursuit l'ultrafiltration pour revenir à un concentrat de volume 7 1. On a ainsi procédé à une élution du concentrat par 5 + 1 + 1 = 7 I d'eau. Le concentrat final a un taux de matières sèches de 14,3 %, un pourcentage pondéral de sels par rapport à la matière sèche totale de 7,4 A un pourcentage pondéral de lactose par rapport à la matière sèche de 13,4 %. A titre indicatif, pour-un lait de même qualité concentré 12 fois par ultra filtration simple, ces pourcentages sont respectivement de 25,5 ; 7,8 ; 11. 2 On reproduit l'exemple 1 mais au lieu dtéluer par 5 puis I puis I litre d'eau, on élue par 8 puis I litre d'eau à chaque élution on revient par ultrafiltra- tison à un concentrat ayant le volume initial). Les pourcentages caractérisant le concentrat (comme définis en fin de l'exemple 1) sont respectivement de 14,9; 7,4; 11,3. Ainsi donc, si l'on sèche la moitié de ce concentrat et qu'on mélange le produit solide à l'autre moitié de concentrat, on obtient un produit laitier équi- valent à celui qu'on aurait obtenu on concentrant 12 fois le lait de départ. ES le concentrat obtenu ci-avant est soumis à dessication partielle, par exemple par évaporation, jusqu'à ce que le taux de matières sèches atteigne la valeur de 25,53 on obtiendra anssi un concentrat sensiblement équivalent à celui quton aurait obtenu en concentrant 12 fois le lait de départ. EXEMPLE 3 On reproduit l'exemple 1 mais au lieu d'éluer par 5 puis 1 litre d'eau, on élue par 8 puis 1 puis 1puis 1 litre d'eau. Les pourcentages caractéristiques du produit obtenu sont respectivement 14,4 ; 7,63 ; 8,3. Ces exemples illustrent la possi bilité d'ajuster à volonté le taux lactose/matières sèches en faisant varier la quan- tité d'eau d'élution. REVENDICATIONS 1. - Procédé de concentration de produits laitiers caractérisé en ce qu'il consiste - à concentrer par ultrafiltration un produit laitier liquide, puis, - à ajouter au concentrat de l'eau ou un autre produit laitier de concentration plus faible quc le produit initialement soumis à ultrafiltration, - à concentrer à nouveau par ultrafiltration. 2. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que dans l'étape 3 on concentre jusqu'à un volume identique à celui du concentrat obtenu en 1. 3. - Procédé selon l'une des revendications I ou 2 caractérisé en ce que l'on recommence une ou plusicurs fois la succession des opérations d'élution 2 et 3. 4. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le produit laitier initiLenent traité est choisi dans le groupe constitué par le lait, le lait écréma, le petit lait, le babeurre. 5. - Procédé de préparation de produits laitiers concentrés caractérisé en ce qu'un concentrat obtenu selon l'une des revendications 1 à 4 est séché et que le produit solide obtenu est mélangé à un concentrat identique à celui soumis au échage. 6. - Procédé de préparation de produits laitiers concentrés caractérisé en ce qu'un concentrat obtenu selon l'une des revendications 1 à 4 est mélange à un autre produit laitier de concentration supérieure ou inférieure. 7. - Procédé de préparation de produits laitiers concentrés caractérisé en ce qu'un concentrat obtenu selon l'une des revendications 1 à 4 est sounis à dessication partielle. 8. - Procédé de préparation de produits laitiers concentrés caractérisé en ce qu'un concentrat obtenu selon l'une des revendicationd 1 à 4 est mélange à un produit laitier n'ayant pas subi de concentration préalable.