Brevet FR2418627A1 — publié le 19790928

La présente invention se rapporte au traitement cu lait et des matières lactiques. Plus particulièrement, l'invention a trait aux procédés de traitement du lait écrémé, aux installa- tions prévues à cet effet et aux produits résultant de ces traitements. - Bn écrémant du lait entier, on obtient du lait écrémé ayant un pH compris entre 6,6 et 6,8 environ. C'est un mélange d'une phase aqueuse et d'une pisse colloidale. La phase aqueuse renferme du lactose, des vitamines hydrosolubles, des sels minéraux en solution et les protéines du sérum.L'azote protidique, qui représente 95 % environ de l'azote total, comprend de la caséine, pour environ 78 eZo en poids, des protéines du sérum, pour environ 16 ,' en poids, et 1 % de protéines mineures, telles que la lactotransferrine, la lactolline, les membranes des globules gras, les enzymes. Les protéines du sérum sont notamment les protéoses peptones (4 à 6 ) thermostables et les albumines et globulines, thermolabiles, telles que les B lactoglobulines (de 5 à 7% environ) les -lactalbumines (1 à 3 % environ), les sérum albumines (0,5 % à 1,5 % environ) et les immunoglobulines (2 à 4 % environ).La caséine, dont la teneur moyenne dans le lait de vache est de 27 grammes par litre environ comprend les i-caséines (45 %), notamment l'&alpha;S1 caséine et les K-caséines (15 %) notamment la para K caséine (9 ,') et les glycopeptides (3 C/o), ainsi que de la B-caséine et de la caséine. La caséine entière est le complexe protéique qui est précipité du lait à pH 4,6. Ce complexe est également appelé isodiectrique (ou caséine de Hammarsten). La caséine a de multi ples usages, notamment dans l'industrie alimentaire et dans l'industrie des adhésifs. On en produit actuellement 200.000 tonnes par an. On caractérise la caséine par son procédé de préparation et l'on distingue notamment la caséine lactique et la caséine chlorhydrique. Pour préparer la caséine lactique, on fait fermenter spontanément le lait. L'acidité est portée à 900 Dornic environ (100 Dornic correspondent à I ml de soude N/9;) On a proposé aussi d'additionner le lait de ferments acidulants, tels que Str. Cremoris, Str. Lactis, pour atteindre un pH de 4,5 en une douzaine d'heures. Le gravie inconvénient de la caséine lactique est la nécessité d'entreposer des volumes importants pour la fermentation pendant des durées prolongées. Pour y remédier, on a proposé l'action brutale de l'acide chlorhydrique dont l'addition permet d'abaisser rapidement le pH du lait écrémé jusqu'au point de floculation de la caséine. On lave ensuite la caillebote formée pour en diminuer l'acidité, la teneur en lactose et la teneur en matières minérales, de fa çon à obtenir une caséine répondant aux normes alimentaires internationales suivantes Protéines (sur sec) 95 % Matières Minérales (sur sec), P2 % inclus............. inclus 2,5 % Matières grasses 1,5 % Humidité .......... 10 % maxi Acidité libre 0,15 5' Sédiments B La caséine lavée est ensuite pressée sur un décanteur horizontal pour enlever au maximum l'eau libre de la caillebotte (extrait sec de 45 à 50 % en poids) et entrée sur un séchoir. Pour obtenir un bon séchage, la caillebotte pressée, qui se présente sous la forme d'un gâteau, doit être granulée. Le séchage s'effectue généralement sur un séchoir à lit fluidisé. Dans la fabrication d'une caséine acide, on abaisse le pH du lait jusqu'à son point isoélectrique par ajout d'un acide fort (chlorhydrique, sulfurique, nitrique, lactique, etc.). On augmente donc la concentration en ions H+ du lait, mais on augmente également la teneur en chlorures, sulfates, nitrates ou lactates. Si les cations H+ sont nécessaires au procédé pour abaisser le pH, les anions en revanche sont néfastes et n'apportent rien si ce n'est une charge minérale importante. Ces minéraux supplémentaires se retrouvent au stade final dans la caillebotte avant lavage et dans le lactosérum. Si l'on veut utiliser le lactosérum issu d'une fabrication de caséine chlorhydrique, il est indispensable de le retravailler en déminéralisation pour ressortir ces minéraux excédentaires. Un lactosérum de caséine chlorhydrique contient de 12 à 14 % en poids de matières minérales par rapport à l'extrait sec et environ 7 à 8 % en poids, voir plus, de chlorures. Les procédés nérieurs présentent donc deux inconvénients principaux : d'une part le traitement brutal par un acide fort peut dénaturer ou dégrader certains produits précieux contenus dans le lait écrémé à traiter, et d'autre part ces procédés chargent les produits du traitement de matières minérales inutiles ou même nuisibles, dont il faut alors les débarrasser, au moins partiellement, par des traitements sub -séquents longs et coûteux. L'invention rernédie à ces inconvénients par une acidulation ménagée du lait écrémé, sans apport d'anions inutiles. La Demanderesse a eu en effet l'idée d'aciduler le lait écrémé par électrodialyse sur membrane cationique. Mais en adoptant cette technique, on se heurte à des difficultés. Si l'on ne prend aucune précaution, le pH local de la partie du lait érrémé qui est au contact d'une membrane cationique s'abaisse trop rapidement. Cette partie coagule immédiatement. Pour un fonctionnement industriel, il convient donc, d'une part, de prendre des mesures pour n'effectuer par électrodialyse, que le premier stade d'acidulation, par exemple jusqu'à obtention d'un pH non inférieur à celui où se produit la floculation du lait écrémé, par exemple non inférieur à 4,7 et notamment compris entre 4,9 et 5,0. Pour obtenir cet abaissement mesuré du pH, il est hon de faire passer plusieurs fois ie lait écrémé en circuit fermé dans le même électrodialyseur. Ce premier stade effectué, on sépare le lait écrémé acidulé di cfrcutdud)etrodiyetl'on termine 1 'acidulation par un acide dilué, par exemple par HCl dilué, jusqu'à obtention d'un pH de 4,6 environ. On termine ensuite à la manière classique par séparation de la caillebotte et du sérum, et par lavage, pressage et séchage de la caséine. Pour éviter des contaminations bactériennes, il vaut mieux opérer au-dessus de 40C. En général, on travaille entre 4 eut 100C. Au-dessus de100C, le lait a tendance à former des dépôts sur les membranes. L'invention a également pour objet une installation caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit fermé muni de moyens pour y faire circuler du liquide et sur lequel se trouvent, dans l'ordre, une vanne à deux positions permettant une recirculation dans le circuit fermé ou une sortie du circuit fermé, un électrodialyseur et un pHmètre. La figureunique du dessin annexé est un schéma illustrant l'invention. L'installation comprend une cuve 1 de 1000 litres de capacité. Une pompe 2 aspire du lait écrémé contenu dans la cuve 1 par un conduit 3 et l'envoie par un conduit 4 dans l'un des compartiments d'un électrodialyseur 5 dort les membranes cationiques sont montées en métathèse. De l'autre côté des membranes, circule une solution d'acide dilué, par exemple ae l'acide chlorhydrique à 2 %'. il y a 350 cellules. Le lait, dont le pH s'est abaissé dans l'électrodialy- seur, en ressort par un conduit 6 pour aller à un pHmètre 7, puis par un conduit 8 à une vanne 9 à deux voies. L'une 10 des voies revient dans la cuve 1. L'autre Il mène à l'extérieur de l'installation. La position de la vanne 9 est commandée par un dispositif 12, schématisé par les tiretés, en fonction de la valeur du pH mesuré par le pHmètre 7. Le lait circule dans lescircui 1,3,2,4,5,6,7,8,11 tant que le pH est supérieur à 4,9. A pH égal à 4,9, il ressort par la voie 11. Le débit de la pompe de circulation est de 25 par heure. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de caséine par acidulation de lait écrémé, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un premier stade d'acidulation en électrodialysant le lait écrémé. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un premier stade d;acidulation du lait écrémé jusqu'à obtention d'un pH encore supérieur à celui où se produit la floculation du lait écrémé, notamment supérieur à 4,7. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en qu'il consiste à effectuer un premier stade d'acidulation jusqu'à obtention d'un pH compris entre 4,9 et 5,0. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un premier stade d'acidulation en faisant repasser plusieurs fois le lait écrémé dans un même électrodialyseur. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la température du lait écrémé est comprise entre 4 et 250C et mieux entre 4 et 100C. 6. Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit fermé muni de moyens pour y faire circuler du liquide et sur lequel se trouvent, dans l'ordre, une vanne à deux positions permettant une recirculation dans le circuit fermé ou une sortie du circuit fermé, un électrodialyseur et un pHmètre. 7. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le pHmètre commande la position de la vanne.