Brevet FR2538677A1 — publié le 19840706

Procédé de traitement en continu de la crème naturelle du lait par stérilisation" La présente invention concerne un procédé de traitement de la crème naturelle du lait comportant une stérilisation par la chaleur. La crème naturelle du lait est une émulsion de graisse dans l'eau, contenant habituellement de 20 à 40 % en poids de graisse et de 70 à 55 % en poids d'eau (le reste étant constitué par des substances naturelles telles que des protéines, des sels, etc.). On sait aussi que la crème obtenue par le procédé décrémage en surface contient plus d'eau que la crème obtenue par centrifugation.Dans tous les cas, l'aptitude à la conservation de la crème naturelle de lait est très brève. La pasteurisation permet d'obtenir une crème se conservant 3 à 4 jours, tandis que la creme stérilisée par la chaleur se conserve pendant au moins 60 jours. Un des emplois importants de la crème de lait est la préparation de la crème fouettée, que ce soit à l'échelle industrielle ou artisanale, ou pour un usage familial. A partir d'un volume de crème fraîche naturelle, il est possible d'obtenir deux volumes de crème fouettée, le rapport de montée est donc de 2 : 1. La crème pasteurisée s'obtient couramment au moyen d'un dégazage préalable de la crème naturelle, à une température supérieure à 60 cl, suivi d'une pasteurisation à 85-95"C. La crème pasteurisée "monte" assez bien et est, de ce fait, couramment employée par les utilisateurs de crème fouettée. Mais son court délai de conservation oblige à un approvisionnement fréquent des consommateurs, avec, pour conséquence, des frais élevés de distribution. En outre, la crème pasteurisée présente des altérations de couleur, d'odeur et de goût immédiatement perceptibles en comparaison avec la crème fraîche naturelle. La crème stérilisée par la chaleur est presque toujours structurellement instable. En fait, la phase grasse tend à devenir coalescente pour former un amas dense flottant dans la phase aqueuse de l'émulsion originale ; cette transformation est irréversible et le produit ainsi transformé ne peut plus être utilisé pour la préparation de la crème fouettée. La stabilité peut être améliorée dans certaines limites par l'adjonction d'additifs, mais alors on ne peut plus parler de crème "naturelle". Pour obtenir une crème naturelle ayant une stabilité améliorée, les producteurs ont eu recours à l'homogénéisation de la crème déjà stérilisée consistant à faire passer la crème, à une température supérieure à 60"C, à travers un passage étroit, sous une pression d'alimentation d'au moins 30 bars, jusqu'à environ 250 bars.Mais, en ce qui concerne la production de crème fouettée, le produit ainsi obtenu est pratiquement inutilisable puisque son rapport d'augmentation de volume n'atteint même pas 1,5 : 1 ; sa consistance n'est pas adéquate. En outre, on constate également, dans ce cas, des altérations sensibles des qualités organoleptiques. Le but de la présente invention est de réduire drastiquement,ou même d'éviter, les inconvénients ci-dessus en particulier sans avoir recours à l'adjonction d'additifs ou autres substances étrangères. On a trouvé que le but ci-dessus pouvait être atteint grâce à une coordination originale des phases de stérilisation, de dégazage et d'homogénéisation. et grâce à des conditions de dégazage et d'homogénéisation particulières. La présente invention fournit donc un procédé de traitement en continu de la crème naturelle du lait, comprenant les phases suivantes (a) stérilisation de la crème par la chaleur indirecte, à une température comprise entre 125 et 140"C, (b) dégazage du flux de crème provenant de la phase (a) à une température comprise entre 60"C et 30"C, (c) homogénéisation du flux de crème dégazé à une température comprise entre 60"C et OOC, et (d) conditionnement de la crème homogénéisée à une tempé rature ne dépassant pas 5 C, dans des récipients hermétiquement fermés. La crème de lait obtenue par le traitement selon l'invention est une crème naturelle de lait entier exempte d'additifs et ayant, de préférence, une teneur en eau de 65 % à 55 % en poids et une teneur en graisse de 30 % à 40 % en poids, le reste étant constitué essentiellement de substances protéiniques, de lactose et de sels minéraux. La stérilisation en phase (a)-se fait de préférence pendant une durée de 1 à 5 secondes. De préférence, la température pendant la phase de dégazage (b) et d'homogénéisation (c) est égale ou inférieure à 50 C. La phase de dégazage (b) est effectuée, de préférence, par exposition du flux de crème en couche mince, à une pression absolue de 0,75-0,85 bar, pendant une durée, à l'état de couche mince, de préférence supérieure à une seconde et à une valeur maximale telle que l'on évite une réduction de la teneur initiale en eau de la crème supérieure à 5 % par rapport à ladite teneur initiale. La phase d'homogénéisation (c) est effectuée, de préférence, par étirage dans un homogénéisateur à soupape, sous une pression d'alimentation de 30 à 80 bars, de préférence de 50 bars. Le procédé selon l'invention sera décrit ci-dessous en référence au dessin annexé représentant, de façon schématique, une installation mettant en oeuvre ce procédé. Sur le dessin, 'la référence (1) désigne un appareil stérilisateur alimenté, par le conduit (2) et la pompe volumétrique d'alimentation (3), par un flux continu de crème naturelle de lait, à une température de stockage d'environ 5"C. La stérilisation dans l'appareil (1) est effectuée au moyen de chaleur indirecte fournie par un fluide chauffant tel que, par exemple, de l'eau chaude ou surchauffée et ledit appareil (1) est constitué, de préférence, par un échangeur de chaleur du type à plaque. La température de stérilisation est comprise entre 125"C et 140"C et est choisie en-fonction de la durée de conservation requise pour le produit final que l'on souhaite obtenir. Les durées de séjour à la température d'alimentation atteignent, de préférence, 1 à 5 secondes, ces durées étant généralement en proportion inverse de celles de la température choisie. De préférence, l'appareil (1) est pourvu d'une section de préchauffage dans laquelle le flux de crème de lait est porté à une température proche de celle de stérilisation. Le flux de crème de lait sort de l'appareil (1) par le conduit (4) puis est refroidi dans un échangeur thermique à plaque (5), à une température comprise entre 60"C et 30"C, de préférence égale ou inférieure à 50"C. Avantageusement, l'échangeur (5) peut constituer une section de l'appareil stérilisateur (l).dans laquelle la chaleur contenue dans le flux chaud de crème de lait est récupérée en échange thermique par le flux de crème froid alimentant la section de stérilisation. Le flux de crème de lait sortant de l'échangeur (5) alimente, par le conduit (6), un dégazeur aseptique (7) dans lequel le dégazage s'effectue, de préférence, en couche mince, à une pression absolue de 0,75-0,85 bar, de préférence ne dépassant pas 0,80 bar. Le dégazeur (7) est constitué par un récipient cylindrique à axe vertical relié, au moyen d'un conduit (8), à une pompe à vide non représentée au dessin. Le conduit (6) débouche dans la section de tête du dégazeur (7), tangentiellement à la paroi cylindrique du dégazeur lui-même, dans lequel le flux de crème descend le long des dites parois en'couche mince, selon un mouvement hélicoïdal, se rassemblant au fond. A la suite de ce dégazage, les composants volatiles et malodorants présents dans la crème de lait sont éva- cués de la tête du dégazeur (7), ainsi qu'une petite quantité d'eau d'évaporation et d'oxygène dissous. La disposition du dégazeur (7) en aval du sté rilisateur (1) présente l'avantage d'éliminer de la crème de lait non seulement l'oxygène (air) présent à l'origine dans la crème de lait brute, mais également les odeurs désagréables qui peuvent éventuellement se former à la suite du traitement thermique de stérilisation. La crème dégazée est extraite du fond du dégazeur (7) par le conduit (9) sur lequel est interposée une pompe volumétrique d'extraction (10). Par le conduit (9), le flux de crème alimente un homogénéisateur (11) comprenant une pompe à haute pression (12) et un dispositif d'étirage (13), de préférence du type à soupape. La pompe à haute pression (12) amène le flux de crème à la pression d'alimentation du dispositif d'étirage, qui est, de préférence, de 30 à 80 bars, de préférence de 50 bars. La température d'homogénéisation est comprise entre 60"C et 0 C, de préférence égale ou inférieure à 50"C et, par conséquent, toujours égale ou inférieure à la température de dégazage. Le flux de crème sort de l'homogénéisateur par le conduit (14) et est amené à une conditionneuse aseptique (17) où il est conditionné, à une température ne dépassant pas 5"C, dans des récipients.(18) stérilisés et hermétiquement fermés. De préférence, le temps de stockage entre l'homogénéisation et le conditionnement est inférieur à 10 secondes. Dans le cas où l'on souhaite effectuer la phase d'homogénéisation à une température inférieure à la température de dégazage, le flux de crème sortant de la pompe (10) passe par un échangeur thermique (16) du type à plaque placé sur le conduit (9), entre la pompe (10) et -l'ho- mogénéisateur (11), et dans lequel il est refroidi à la température d'homogénéisation. Dans le cas contraire, l'échangeur de chaleur (16) n'est pas utilisé. Si la température d'homogénéisation adoptée est supérieure à la température de conditionnement, le flux de crème homogénéisée passe par un échangeur de chaleur (15) placé sur le conduit (14) dans lequel il est refroidi jusqu'à la température de conditionnement qui ne doit pas dépasser 5"C. La crème de lait obtenue à la suite du traitement selon l'invention présente un rapport de montée, comme précédemment indiqué. supérieur à 2 : 1 soit immédiatement après le traitement, soit après une période de conservation, même supérieure à 60 jours. La crème fouettée que l'on obtient est en outre de consistance élevée et persistante, c'est-à-dire qu'elle ne perd pas de son volume deux jours après l'opération de fouettage, si elle est maintenue à température de réfrigération. La crème traitée comme décrit ci-dessus présente une couleur extrêmement blanche, un aspect homogène et une odeur et un goût agréables, tout à fait comparables à ceux de la crème fraîche naturelle. Ces propriétés restent constantes même après 60 jours de conservation dans des réci- pients scellés. EXEMPLE On a utilisé une crème fraiche naturelle de lait entier obtenue par écrémage par centrifugation, ayant une teneur en matière grasse de 37 % en poids et une teneur en eau de 57 % en poids. Un flux de cette crème de 0,75 1/s, àla température de 5"C est introduit dans un échangeur de chaleur à plaque comprenant une section de stérilisation et une section de refroidissement, avec récupération de chaleur. La stérilisation est effectuée à la température de 140"C par chauffage indirect par de l'eau surchauffée, pendant 2 secondes à la sus-dite température. Le flux de crème sortant de la section de stérilisation est rapidement refroidi à la température de 50"C dans la section de refroidissement dudit échangeur à plaque et, de là, dégazé en-couche mince dans un dégazeur aseptique à la pression absolue de 0,75 bar et à la température de 50"C pendant une durée d'exposition de 5 secondes. La teneur en eau de la crème dégazée est de 55 %, correspondant à une réduction en pourcentage de 3,5 % par rapport à la teneur initiale. La température de la crème dégazée est de 47"C. Le flux de crème extrait du dégazeur est homogénéisé à la température de 47"C et à la pression de 50 bars dans un homogénéisateur à soupape Gaulin Modèle MC 45 produit par la Société Gaulin Corp. (U.S.A.) Le flux de crème homogénéisé est ensuite refroidi à la température de 4"C dans un échangeur à plaque, puis immédiatement conditionné, dans des conditions d'asepsie, dans des récipients stérilisés et hermétiquement fermés. Plus précisément, le temps s'écoulant entre l'homogénéisation et le conditionnement est de 5 secondes et le temps total du traitement est d'environ 120 secondes. La crème ainsi traitée a été soumise aux tests de fouettage et de contrôle des propriétés physiques et organoleptiques. Pour ces tests, on a utilisé des échantillons de crème prélevés soit immédiatement après le conditionnement, soit après 60 jours de conservation à la température de réfrigération de 4 C. Au moment de l'ouverture des récipients, dans les deux cas la crème présentait un aspect extrêmement blanc et homogène, sans odeur et goût désagréables. La crème fouettée obtenue présentait un rapport de montée, dans chaque cas, d'une valeur égale ou supérieure à 2,25. La consistance de la crème fouettée, déterminée par l'appareil de Mohr, indiquait une valeur moyenne égale à 42,25 unités sur l'échelle de cet appareil. Des tests de stabilité à l'égouttage, à une température ambiante de 21"C, ont été effectués en posant des cubes de crème fouettée de 10 cm de côté sur une grille et en recueillant le petit lait perdu par un cube à la suite de l'égouttage. On a recueilli seulement 3 ml et 5 ml de petit lait après un temps d'exposition, respectivement, de 1 heure et de 2 heures. Après deux jours à la température de 5"C, tous les cubes de crème présen taient un abaissement de moins d'l cm, démontrant ainsi une stabilité optimale. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement en continu de la crème naturelle de lait, caractérisé en ce qu'il comprend les phases suivantes (a) stérilisation d'un flux de crème par chaleur indirecte à une température comprise entre 125"C et 1400 C, (b) dégazage du flux de crème provenant de la phase (a) à une température comprise entre 60"C et 30"C, (c) homogénéisation du flux de crème dégazé à une tempé-rature comprise entre 60"C et 0 C, et (d) conditionnement de la crème homogénéisée, à une température ne dépassant pas 5"C, dans des récipients hermétiquement fermés. 2.- Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la stérilisation à la phase (a) ést effectuée pendant une durée de 1 à 5 secondes. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la température dans les phases de dégazage (b) et d'homogénéisation (c) est égale ou inférieure à 50"C. 4.- Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le dégazage (b) est effectué en couche mince, à une pression absolue de 0,75-0,85 bar, pendant une durée de séjour en couche mince supérieure à 1 seconde et pendant une durée maximale telle que l'on évite une réduction de la teneur initiale en eau de ladite crème supérieure à 5 % par rapport à la teneur initiale. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que l'homogénéi- sation (c) est effectuée par étirage dans un homogénéisateur à soupape, sous une pression d'alimentation de 30 à 80 bars, de préférence de 50 bars.