Brevet FR2459282A2 — publié le 19810109

FR 2459282 A2 19810109 FR 8013552 A 19800618 PROCEDE ET AGENT POUR LA FILTRATION DES LIQUIDES ALIMENTAIRES, NOTAMMENT DES LIQUIDES FERMENTES Le présent certificat d'addition au brevet fran çais n0 78 18640 a pour objet un procédé et un agent pour la filtration des liquides alimentaires notamment fermentés et, plus particulièrement encore. pour celle de la bière et du cidre. Le brevet principal n0 78 18640 a pour objet un procédé de filtration de liquides alimentaires, notamment fermentés, dans lequel on a recours à de la fécule de pomme de terre en tant qu'agent de filtration, il vise également le gâteau de filtration obtenu à l'issue du procédé. Poursuivant ses recherches, la Société Demanderesse a trouvé que, de façon inattendue, non seulement la fécule de pomme de terre mais également les amidons natifs en général, notamment ceux de tubercules et, plus particulièrement, ceux de manioc, constituent de bons agents de filtration des liquides alimentaires ; eux aussi conduisent à des résidus de filtration non polluants car utilisables avec profit en alimentation animale, voire humaine. Le procédé de filtration conforme à l'invention, objet du présent certificat d'addition, consiste donc à avoir recours, en tant qu'agents de filtration, aux amidons natifs autres que la fécule de pomme de terre, notamment aux amidons de tubercules et, plus particulièrement de manioc, ses amidons pouvant toutefois être éventuellement mélangés à de la fécule de pomme de terre. On rappelle que les amidons natifs sont ceux n'ayant subi aucune modification chimique ou physique quelle que soit leur origine. Suivant un mode de réalisation avantageux du susdit procédé. on réalise la filtration en ayant recours à un filtre sur lequel a été déposée une précouche constituée par au moins 50 %, de préférence au moins 70 % du susdit agent de filtration selon l'invention, le complément à 100 % pouvant entre constitué par au moins un adjuvant de filtration choisi parmi ceux du groupe comprenant le Kieselguhr, les terres de filtration, les agents conventionnels de filtration, l'agent conforme à l'invention d'une part, et l'adjuvant de filtration, d'autre part, étant disposés de préférence sous forme de deux couches superposées dont lten- semble forme la sudite précouche. Suivant un autre mode de réalisation du susdit procédé, on réalise la filtration en mettant en suspension dans le liquide à filtrer le susdit agent de filtration conforme à l'invention en quantité suffisante pour qu'il ne se produise aucun colmatage du filtre. Suivant encore un autre mode de réalisation du susdit procédé, le filtre sur lequel a été déposée la précouche est constitué par un filtre étanche évitant l'échappement des gaz de fermentation, notamment du type filtrepresse ou filtre à bougies, Suivant encore un autre mode de réalisation avantageux du susdit procédé, on met en suspension dans le liqui de à filtrer une quantité d'agent de filtration selon l'invention, suffisante pour qu'il ne se produise aucun colmatage du filtre et l'on dépose sur le filtre une précouche constituée par le même agent que celui en suspen,ionéventuellement mélangé à au moins un des adjuvants de filtration sus-mentionnés. L'agent de filtration conforme à l'invention est constitué par les amidons natifs, autres que la fécule de pomme de terre, notamment par les amidons de tubercules, et plus particulièrement celui du manioc, ces agents dont la qualité bactériologique doit être compatible avec leur utilisation dans la filtration des liquides alimentaires qui doivent notamment être exempts de levures et de moisissures, pouvant être mélangés à de la fécule de pomme de terre. L'invention vise plus particulièrement mais non exclusivement l'application du procédé et de l'agent susdits au traitement de la bière. Elle vise également le résidu de filtration en tant que produit industriel nouveau de par ses pos#sibilités d'application en alimentation animale et humaine. Et elle pourra être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que de l'exemple, lesdits compléments de description et exemple étant plus particulièrement relatifs à des modes de réalisation avantageux. Se proposant par conséquent de réaliser l'étape de filtration prévue dans les procédés industriels de fabrication des liquides alimentaires fermentés, on a recours en tant qu'agents de filtration, à au moins un amidon natif autre que la fécule de pomme de terre, notamment à un amidon de tubercules et plus particulièrement de manioc, ces amidons pouvant être éventuellement mélangés à de la fécule de pomme de terre, de qualité bactériologique compatible avec les exigences normales de l'industrie des liquides alimentaires et exempts en particulier des levures et moisissures pouvant normalement s'y trouver. Pour atteindre la qualité bactériologique souhaitée, il suffit de soumettre l'amidon à un stockage de longue durée, c'est-à-dire d'au moins six mois au bout desquels il ne subsiste plus de levures et de moisissures vivantes, comme il a été démontré dans le brevet principal à propos de la fécule de pomme de terre. Comme déjà indiqué dans le brevet principal à propos de la fécule de pomme de terre, il es-t également possible de stériliser l'amidon sans altérer davantage que dans le procédé précédent sa structure granulaire i pour ce faire, on peut avoir recours par exemple à un traitement à l'oxyde d'éthylène ou de propylène suivant des techniques bien connues de l'homme de l'art et autorisées dans certains pays ou encore à une radio-pasteurisation, c'est-àdire à un traitement stérilisant notamment à l'aide de rayonnements gamma. L'amidon mis en oeuvre est formé de granules de forme ovoïde, d'une humidité de 18 à 20 t en général : la répartition granulométrique dans le cas du manioc est donnée dans le tableau I ci-après à côté de celle d'un Kieselguhr classiquement utilisé comme agent de filtration. Les grains constitutifs de la fécule de manioc sont de forme ovoïde et son spectre granulométrique est déplacé par rapport à celui du Kieselguhr ainsi qu'il résulte du tableau ci-après. TABLEAU I Kieselguhr de de manioc #en II de manioc : : : ~~ ~~~~~~~~~~~~~~ Particules inférieures à 5 microns . 20 . 2,2 Particules comprises entre 5 et 9 microns : 36 : 2.0 Particules comprises entre 9 et 15 microns : 30 : 38 Particules comprises entre 15 et 25 microns : 6 : 52 Particules comprises entre 25 et 40 microns : 4 : 5,8 Particules supérieures à : - : 40 microns et inférieures à 100 microns environ : 4 : O Il est bien entendu qu'en cas de besoin on peut avoir recours à des fractions granulométriques particulières obtenues par exemple par cycionage dans l'air (turboséparation) ou par cyclonage au sein d'un liquide. La filtration est réalisée en ayant recours à un filtre du type filtre-presse ou du type filtre à bougies, ce filtre devant de toute façon être de type étanche, évitant l'échappement des gaz de fermentation contenus dans le liquide. En général, on dépose une précouche sur le filtre, cette précouche pouvant être constituée de plusieurs couches superposées de granulométrie décroissante en partant du filtre, la matière constitutive de chaque couche étant choisie parmi les amidons dont le spectre granulométrique répond -à celui requis pour la couche individuelle envisagée. Ainsi, on peut avoir successivement une couche de fécule de pomme de terre et une couche de fécule de manioc. Entre la couche de fécule de pomme de terre et le filtre. on peut disposer une couche d'adjuvant de filtration comme défini plus haut. Il est également possible de constituer la précouche par un mélange d'adjuvant de filtration et d'amidons natifs, notamment de fécule de pomme de terre et/ou de manioc. La précouche de fécule de pomme de terre en mélange avec au moins un amidon natif ou la précouche d'amidon natif peut être réalisée en faisant passer préalablement sur ledit filtre une suspension de fécule de pomme de terre en mélange avec au moins un amidon natif ou une suspension d'amidon natif dans un liquide pouvant être constitué par l'eau ou le liquide à filtrer, les premières quantités étant recyclées dans le deuxième cas pour subir un complément de filtration après formation de la précouche. La précouche d'adjuvant de filtration peut être réalisée de la même manière. Le plus généralement, on continue à avoir recours pendant tout le processus de filtration à une suspension d'agent de filtration conforme à l'invention dans le liquide à filtrer, la quantité d'agent mis en suspension étant choisie de façon telle que cet agent se dépose de manière suffisamment rapide du point de vue de l'augmentation de l'épaisseur de la couche pour qu'il n'y ait pas colmatage de ladite couche du fait notamment des cellules de levures ainsi que des substances colloldales retenues. Dans la pratique, on obtient de bons résultats en réalisant une suspension d'environ 50 à SOO g, de préférence de 80 à 150 g, d'agent de filtration par hectolitre de liquide à filtrer. De par le dépot continu de l'agent de filtration selon l'invention au cours de la filtration, il se forme un gâteau de filtration formé par exemple de fécule et de microorganismes, gâteau qui trouve avantageusement son emploi tant dans l'alimentation animale qu'humaine et qui ne constitue donc pas un produit secondaire rejeté et polluant. La proportion d'adjuvant de filtration éventuellement présente dans ce gâteau est suffisamment faible pour ne pas être préjudiciable à l'application susdite. A titre d'indication, on signale que, lorsque le liquide filtré est la bière et que l'agent de filtration est de l'amidon natif, la teneur de la suspension de fécule de pomme de terre dans la bière en vue de la filtration est de l'ordre de 100 g/hl et le résidu de filtration se trouve constitué par un mélange d'amidon de cellules de levure retenues, le rapport amidon/cellules étant généralement compris entre 1/0,2 et 1/3 suivant le procédé de fermentation retenu. Compte tenu de la teneur en eau de 20 % environ pour l'amidon et de 75 % environ pour la levure, un rapport moyen de 1/1 équivaut, exprimé en matières sèches, à environ 1/0,3. Ce produit peut être utilisé en alimentation humaine, par exemple après un traitement de lyse cellulaire en tant que substance flavorisante pour des potages et sauces en particulier et, en alimentation animale, en tant que constituant de la ration alimentaire, notamment pour le porc. Pour illustrer ce qui précède, on décrit ci-après deuxexemples de mise en oeuvre de l'invention relatif à un mode de réalisation avantageux. EXEMPLE 1 Cet essai est relatif à la filtration d'une suspension de levures de brasserie dans de l'eau dans laquelle l'agent de filtration est un mélange de fécules de pomme de terre et de manioc ; la précouche a été réalisée en déposant sur le filtre une couche de fécule de pomme de terre. puis une couche de fécule de manioc. La filtration a été effectuée avec une station de filtration pilote constituée par un filtre à cadres alluvionnables, en l'occurence celui commercialisé par la Société GASQUET sous l'identification "DC 50", et dont la surface filtrante est de 2,81 m2. L'alluvionnage est effectué grâce à une pompe doseuse à débit variable. Le liquide à filtrer est constitué par une suspension de levures de brasserie dans de l'eau dont la concentration est de l'ordre d'environ 108 cellules par litre. La précouche est constituée par une première couche de fécule de pomme de terre, représentant 50 % en poids de la précouche totale et par une couche de fécule de manioc représentant également 50 % en poids de la précouche. L'agent de filtration est constitué par un mélange de fécule de pomme de terre, représentant 75 t en poids, et de fécule de manioc, représentant 25 % en poids. On a observé, à la fin de l'essai, que le filtrat est clair , l'efficacité est telle que le filtrat contient 40 cellules par litre. On a également constaté une meilleure tenue mécanique du gâteau de filtration lors du débâtissage du filtre, ce qui facilite son décollement. EXEMPLE 2 Cet essai est relatif à la filtration d'une bière ayant 21 jours de garde, effectué à l'aide d'une installation de filtration pilote du type "FILTROX" (fabriquée par la Société FILTROX WERK A. G. Saint Gallon-Suisse), comprenant un filtre à cadres alluvionnables connu sous la désignation "VARIOX" dont les dimensions sont 40 x 40 cm et un doseur d'agent de filtration connu sous la désignation "DOSIMAT" 55/130. La surface filtrante de cette installation est de 4,22 m2.La précouche est constituée d'une première couche de 580 g/m2 d'un Kieselguhr "moyen" (de granulométrie comprise entre environ 3 et environ 30 microns), de perméabilité égale à environ 200 millidarcy et d'une seconde couche de 1 385 g/m2 d'un mélange constitué par 60 % de fécule de manioc et par 40 % de fécule de pomme de terre, ce mélange présentant une perméabilité d'environ 33 millidarcy. La bière est filtrée à un débit de 15 hl par heure. Au cours d'un cycle de filtration de 7 heures, la perte de charge horaire moyenne mesurée est de 21 cm d'eau par heure. La brillance est mesurée à l'aide d'un appareil du type "HAZEMETER", étalonné en unité formazine E. B. C. (European Brewery Convention ] et est comprise entre 0,45 et 0,55. La stabilité colloldale et bactériologique est conforme aux normes d'acceptation classiques. Ces résultats démontrent l'excellente efficacité du procédé et de l'agent de filtration selon l'invention. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté. on dispose ainsi d'un procédé et d'un agent de filtration dont les caractéristiques résultent de ce qui précède et qui présentent, par rapport à ceux qui existent déjà, de nombreux avantages, dont notamment celui de conduire à un résidu de filtration non seulement non polluant mais, au contraire, utilisable en alimentation humaine et animale, donc valorisé. 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 de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés : elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de filtration de liquides alimentaires notamment fermentés, caractérisé par le fait que l'on a recours à titre d'agent de filtration, à au moins un amidon natif, autre que la fécule de pomme de terre, notamment un amidon de tubercules, éventuellement en mélange avec de la fécule de pomme de terre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amidon de tubercules est de la fécule de manioc. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ~l'on réalise la filtration en ayant recours à un filtre sur lequel a été déposée une précouche constituée par au moins 50 %, de préférence 70 % de l'agent de filtration , le complément à 100 % pouvant être constitué par au moins un adjuvant de filtration choisi parmi le groupe comprenant le Kieselguhr, les terres de filtration, les agents conventionnels de filtration, l'agent de filtration, d'une part, et l'adjuvant de filtration, d'autre part, étant disposés de préférence sous forme de deux couches superposées dont l'ensemble forme la susdite couche. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on réalise la filtration en mettant en suspension, dans le liquide à filtrer, l'agent de filtration en quantité suffisante pour qu'il ne se produise aucun colmatage du filtre. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le filtre sur lequel a été déposée la précouche est constitué par un filtre étanche évitant l'échappement des gaz de fermentation, notamment du type filtre-presse ou filtre à bougies. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5. caractérisé par le fait que l'on met en suspension dans le liquide à filtrer l'agent de filtration en quantité suffisante pour qu'il ne se produise aucun colmatage du filtre et que l'on dépose sur le filtre une précouche constituée par le même agent de filtration que celui mis en suspension et éventuellement en mélange avec un adjuvant de filtration. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6. caractérisé par le fait que la précouche est constituée par plusieurs couches superposées de granulométrie décroissante en partant du filtre, la matière constitutive de chaque couche étant choisie parmi les agents de filtration dont le spectre granulométrique répond à celui requis pour la couche individuelle envisagée. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la précouche est constituée, en partant du filtre, d'une couche de fécule de pomme de terre et d'une couche de manioc. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait qu'entre le filtre et la première couche de fécule, en partant du filtre, est déposée une couche d'au moins un adjuvant de filtration. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé par le fait que l'amidon natif, autre que la fécule de pomme de terre, éventuellement associé à de la fécule de pomme de terre, qui est mis en suspension est présent dans celle-ci à raison de 50 à 500, de préférence de 80 à 150 g/hl. 11. Agent de filtration pour liquides alimentaires, notamment fermentés, caractérisé par le fait qu'il est constitué par au moins un amidon natif autre que la fécule de pomme de terre, notamment un amidon de tubercules, éventuellement en mélange avec de la fécule de pomme de terre de qualité bactériologique compatible avec son utilisation dans la filtration des liquides alimentaires et notamment exempt de levure. 12. Agent de filtration selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'amidon natif est un amidon de tubercules, notamment la fécule de manioc. 13. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 et de l'agent selon l'une des revendications 11 et 12 à la filtration de la bière. 14. Produit industriel nouveau constitué par le gâteau de filtration obtenu à l'issue du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.