Brevet FR2571223A1 — publié le 19860411

L'invention concerne un procédé pour l'obtention de liquide, avec élimination des lies, des macromolécules et des fractions en solution colloïdale, en partant d'une substance résiduelle filtrée, en particulier des résidus obtenus lors de l'extraction du jus de produits agricoles comme les fruits, baies, légumes, ou analogues. Un tel processus sert à l'optimisation de l'ex- traction de liquide des produits mentionnés. Dans ce domaine, on connaît entre autres ce qu'on appelle l'.ultrafiltration, pour le collage ou la clarifica- tion de jus frais de produits agricoles. Par cette applica- tion, on évite l'utilisation d'agents de collage chimiques et/ou naturels dont l'utilisation entraîne des dépenses sup- plémentaires. En outre, le mode de fonctionnement, au moins partiellement continu, justifie les plus grandes dépenses d'installation. Selon une proposition connue, il est question d'amener ou de ramener au moût expressible le rétentat don- né par le procédé d'ultrafiltration, pour tirer de ce pro- duit résiduel une quantité supplémentaire de jus. On part de ce principe que dans le pressoir, le moût joue le rôle d'un filtre pour le rétentat et retient les substances con- tenues dans celui-ci qui sont indésirables pour le jus. Par suite de ce processus, certaines substances du rétentat peuvent avoir un effet négatif sur la qualité du jus tiré du mcût frais. En outre, dans le cas du pressage discontinu, une telle préparation est antiéconomique pour obtenir un effet de filtration suffisant, s'il y a de grandes quantités de rétentat. Cela signifie, d'autre part, que, par exemple, dans le cas de l'ultrafiltration semi-continue, il faut stocker temporairement le rétentat en excès obtenu, de sorte que l'utilisation ultérieure conduit à une moins bonne qua- lité du jus de rétentat. Les fractions solides fines du rétentat nuisent notablement à l'effet de filtration du moût. L'invention vise donc à créer un procédé permet- tant de remédier dans une large mesure aux inconvénients men- tionnés. Selon l'invention ce problème est résolu par le fait que l'on mélange les résidus obtenus lors du collage ou de la clarification de jus au marc au moins partielle- ment exprimé, pour le traitement séparé. Par ce mode opératoire, l'extraction du jus du moût frais n'est pas perturbée et on peut effectuer une séparation sélective des qualités de jus lorsqu'il y a de grandes quantités de moût à traiter. En outre, par suite de cette séparation des pro- cessus, on peut traiter avec le rétentat une quantité de marc provenant de plusieurs charges de pressage, ce qui conduit à une utilisation plus rationnelle. Dans un mode opératoire particulier, on soumet le marc traité avec le rétentat à une nouvelle extraction de jus. A cet effet, il est avantageux de soumettre le marc à un traitement enzymatique pour détruire les parois des cellules. De préférence,on peut utiliser le rétentat comme support de l'enzyme. L'utilisation du rétentat comme sup- port de l'enzyme a pour effet que si l'on concentre ensui- te le jus par évaporation, il n'y a pas ou seulement peu d'eau de dilution à évaporer. D'autre part, la chaleur cédée au rétentat par l'installation d'ultrafiltration favorise la réactivité enzymatique du mélange de marc. Les dépenses supplémentai- res d'installation occasionnées par l'extraction secondai- re séparée du jus du marc sont compensées par le fait que le pressoir est maintenant complètement réservé à l'extrac- tion du jus du moût frais, au lieu d'une perte de qualité du jus et de rendement du pressoir. Dans une autre opération possible, on peut rame- ner le jus tiré du mélange de marc à une installation d'ultrafiltration, ou au processus. L'arôme et le goût anor- mal peuvent ensuite s'échapper dans une installation d'éva- poration ou un épuiseur de goût anormal de sorte que le concentré formé ne présente aucune modification de goût relativement au concentré de jus brut... A ce propos, il apparaît avantageux que le jus obtenu soit ramené au processus après la récupération de l'arôme. On explique plus précisément ci-après des exemp- les d'exécution de l'invention à propos des dessins, dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique de l'installation selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil d'extraction de jus; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil d'extraction de jus précédé d'un appareil mé- langeur, et la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil d'extraction de jus précédé d'un réservoir à marc. La figure 1 montre schématiquement une installa- tion pour l'extraction de jus de fruits, baies, légumes, ou analogues. Le branchement des différents appareils sur le parcours d'extraction de jus est typique, un appareil d'ul- trafiltration étant prévu dans le courant principal pour clarifier le jus. L'appareil d'extraction de jus utilisé est un pressoir auquel on amène des fruits sous forme de moût. L'expression du moût s'effectue habituellement en plusieurs cycles. On retire du pressoir le marc exprimé pour le trai- ter séparément; on conduit, de préférence, le jus brut ob- tenu à un appareil de récupération d'arôme. Avant que le jus brut n'afflue pour la clarification à l'appareil d'ul- trafiltration, on dégrade les pectines qu'il contient dans un appareil de dépectinisation. L'ultrafiltration qui suit s'effectue normalement entre 50 et 55 C et sépare le jus brut en jus clair, appelé perméat, et en rétentat c'est-à- dire en résidus formés de lies, de fractions en solution colloïdale, de macromolécules telles que des protéines, des amidons, etc... Alors que l'on conduit le jus clair (perméat) à un appareil d'évaporation pour le concentrer, ou au condi- tionnement en passant par un épuiseur de goût anormal, on mélange le rétentat, avecaddition éventuelle d'enzymes, princi- palement de cellulases et/ou de liquide diluant, au marc obtenu dans l'appareil d'extraction de jus et on poursuit le traitement. Pour fixer et éliminer par la suite des macromolé- cules et des fractions en solution colloïdale lors du trai- tement du marc avec le rétentat, on ajoute, de préférence, au rétentat, un agent de clarification, par exemple du sol de silice, de la gélatine, de la bentonite du tannin,etc... Dans la mesure o l'on conduit l'ultrafiltration à froid,on peut chauffer le liquide de traitement à la tempé- rature nécessaire, au moyen d'échangeurs de chaleur, de sor- te qu'il peut atteindre la température de réaction pour l'addition d'enzymes. L'addition d'enzymes s'effectue pen- dant le traitement. On amène l'enzyme au rétentat sur le parcours menant au traitement du marc. On extrait ensuite le jus du mélange traité, dans un pressoir et le liquide cette fois obtenu est introduit dans le tuyau de processus, après l'appareil de récupération d'arôme, et soumis à une nouvelle ultrafiltration. On peut aussi imaginer une autre utilisation du jus formé. Dans le cas d'installations d'ultrafiltration à fonctionnement discontinu ou semi-continu, on peut mélanger l'enzyme au rétentat séjournant dans la cuve intermédiaire de l'installation d'ultrafiltration, de préférence avant le nettoyage périodique de l'installation d'ultrafiltration. Il en est de même pour les autres adjuvants utilisés. Comme appareil pour la mise en oeuvre du procédé, on munit les installations d'appareils de traitement séparés de différentes sortes. Avantageusement, en vue d'une nouvelle extraction du jus du marc traité, un pressoir est prévu. Les pressoirs qui conviennent sont ceux dans lesquels le marc peut être asper- gé ou arrosé du liquide de traitement aussi uniformément que possible. Ce mode opératoire permet un petit rapport de quan- tité liquide de traitement/marc, de sorte que, malgré un grand rendement avec peu de formation de rétentat, on n'a besoin que de peu ou pas du tout de liquide dit de dilution pour une extraction secondaire enzymatique du jus de marc. Si le rapport de quantité est inversé, c'est-à-dire s'il se forme relativement beaucoup de rétentat, on peut, lors du traitement ultérieur du marc, ajouter encore des liants, par exemple de la sciure, du sol de silice etc... Cette me- sure favorise l'élimination des fractions de lie du réten- tat par filtration. Un mélange aussi uniforme que possible du liquide de traitement et du marc favorise la réaction en- zymatique et améliore la filtration du rétentat. La figure 2 montre un appareil pour la mise en oeu- vre du procédé, le traitement du marc s'effectuant au moyen d'un pressoir 1. Ce dernier est muni d'un récipient tour- nant 2 dans lequel plonge, par un côté, un piston 3 pouvant être entraîné, récipient qui présente de l'autre côté une cavité collectrice de jus 4. Dans le cas présent, le piston 3 est également muni, à son côté tourné vers la cavité à moût 5, d'une cavité collectrice de jus 4. A la cloison 6 qui limite la cavité collectrice de jus 4 du côté de la ca- vité à moût 5 sont fixés des éléments flexibles de drainage et de filtration 7 qui sont reliés par l'autre extrémité au piston 3. Le jus exprimé du moût par le mouvement du piston s'écoule le long des éléments de drainage et de filtration 7 et arrive aux cavités collectrices de jus 4 et ensuite à l'utilisation ultérieure. Le principe de ce pressoir est en lui-même connu. Pour le procédé nouveau, le pressoir 1, qui présente une ouverture d'introduction 8 disposée concentri- quement à l'axe de rotation du récipient 2, est muni d'un dispositif supplémentaire. Outre l'ouverture d'introduction 8 constituant une entrée tournante 9 pour le moût, une au- tre introduction centrale de liquide 10 est prévue pour l'a- menée du liquide de traitement. Celle-ci est indiquée sché- matiquement. On utilise à cet effet une partie d'entrée 11 reliée au récipient tournant 2 et dans laquelle débouche le tuyau conduisant le liquide de traitement. Le liquide de traitement atteint ensuite les tuyaux souples 13 présentant une perforation 12 et qui sont enserrés entre la cloison 6 et le piston 3. Le marc amené par le tuyau 14 au récipient 2 se mélange à du liquide de traitement, la rotation du ré- cipient favorisant ce processus. Pour vider le pressoir après extraction du jus du marc traité, on fait coulisser la paroi latérale du récipient en direction axiale. Bien entendu, le marc et le liquide de traitement peuvent aussi être amenés alternativement à la cavité à moût 5 en passant par un couvercle prévu sur la paroi la- térale du récipient et qui peut être ouvert ou s'ouvre de temps en temps. La figure 3 montre un appareil de traitement du marc à l'extérieur du pressoir 1 qui est à nouveau muni, en vue d'une disposition et d'une alimentation avantageuses, d'une ouverture centrale d'introduction. Cette installation est seulement équipée pour le traitement et l'extraction séparés du marc mélangé au liquide de traitement; l'extrac- tion du jus du moût frais s'effectue avec d'autres pres- soirs fonctionnant séparément de ce processus. Par suite du traitement extérieur, on peut, dans le pressoir 1 utilisé, se passer d'une introduction centrale de liquide comme sur la figure 2. Dans une autre exécution, le tuyau de remplissage 14 peut être raccordé à un mélangeur continu à pulvérisation 15. Ce dernier sert à traiter le marc par le liquide de traitement, le brassage étant obtenu au moyen d'un mélangeur à pulvérisation 16. Ce mélangeur à pulvérisation est équipé de plusieurs outils mélangeurs et présente des tuyaux annu- laires pour la distribution du liquide. L'axe de rotation des outils mélangeurs peut être disposé aussi bien vertica- lement qu'horizontalement. Dans le cas d'une disposition verticale, on peut traiter le marc avec davantage de ména- gement parce que le temps de brassage, même avec une plus petite vitesse de rotation des outils mélangeurs 17, est plus court qu'avec un axe de rotation horizontal. Avec un traitement plus modéré du marc, on obtient une meilleure aptitude au pressage du mélange de marc. Sur la figure 4 est représenté un pressoir 1 précé- dé d'un silo à marc 15. Le traitement du marc par le liqui- de de traitement s'effectue comme sur la figure 2 dans le récipient de pressoir 2. A la différence de l'installation selon la figure 2, cet appareil permet non seulement le traitement du marc enrichi en liquide de traitement et l'extraction du jus, mais encore l'extraction du jus de moût frais, l'exécution étant séparée. Le récipient de pressoir est alimenté par le centre comme sur la figure 2, le tuyau de remplissage 14, étant, d'une part, relié au réservoir à marc 22 ou pouvant être raccordé au tuyau à moût frais 18. Les deux tuyaux de rac- cordement 18, 23 peuvent être commandés par l'intermédiaire de valves d'isolement 19,20. Dans le réservoir à marc 22 est disposé un dispositif d'extraction 21 avec lequel on peut déterminer la quantité de marc à amener au traitement. ?71223 R E V E N D I C A T I ON S- 1) Procédé pour l'obtention de liquide, avec élimination des lies, des macromolécules et des fractions en solution colloïdale, en partant d'une substance rési- duelle filtrée, en particulier des résidus obtenus lors de l'extraction du jus de produits agricoles comme les fruits, baies, légumes, ou analogues, caractérisé en ce que l'on mélange les résidus obtenus lors du collage ou de la cla- rification de jus au marc au moins partiellement exprimé, pour le traitement séparé. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collage ou la clarification s'effectue par ultrafiltratiôn. 3) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'on soumet le marc traité à une nouvelle extraction de jus. 4) Procédé,selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'on soumet le marc à un traitement enzymatique pour détruire les parois des cel- lules. 5) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que comme support de l'enzyme, on utilise les résidus ou le rétentat. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que l'on amène le jus tiré du marc traité à une installation d'ultrafiltration ou qu' on le ramène au processus. 7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'à la suite de l'appareil de récupération d'arôme du jus brut, on ramène au processus le jus obtenu. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'on amène un liant au marc traité. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5 et 8, caractérisé en ce que l'on amène un agent de clarification aux résidus obtenus, au rétentat ou au marc traité. ) Appareil pour la mise en oeuvre du procédé 7 1223 selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que l'appareil de traitement est disposé à l'intérieur d'un pressoir (1). 11) Appareil selon la revendication 10, muni d'un pressoir formé d'un récipient de pressoir présentant une ouverture d'introduction du marc, récipient dont la cavité de pressoir recevant le produit à presser est limitée par une plaque de pression et une plaque de contre-pression qui sont reliées entre elles par des éléments de drainage et de filtration, caractérisé en ce que dans la cavité de pres- soir (5), au voisinage des éléments de drainage et de filtration (7), sont prévus des éléments distributeurs per- forés (13) conçus à la façon de tuyaux souples, communi- quant par au moins une extrémité avec le tuyau à liquide de traitement. 12) Appareil selon la revendication 11, caracté- risé en ce que les éléments distributeurs (13) sont reliés par tuyau au dispositif d'admission de liquide (10) dispo- sé concentriquement à l'axe de rotation du récipient de pressoir (2). 13) Appareil pour la mise en oeuvre du procédé se- lon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'appareil de traitement est disposé hors d'un pressoir (1) et est relié par tuyau à l'ouverture d'intro- duction (8) de ce dernier. 14) Appareil selon la revendication 13, caracté- risé en ce que l'appareil de traitement est formé d'un mé- langeur continu à pulvérisation (15) muni d'une ouverture d'introduction du marc et d'une ouverture d'admission du liquide de traitement et dont la cavité intérieure présente des outils mélangeurs (17) pouvant être entraînés en rota- tion et un dispositif distributeur de liquide (16). ) Appareil selon la revendication 14,caractéri- sé en ce que le dispositif distributeur de liquide (16) est disposé au-dessus des outils mélangeurs (17). 16) Appareil selon la revendication 11, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, muni d'un pressoir permettant, au choix d'exprimer du moût frais ou de traiter du marc par le liquide de traitement, carac- térisé en ce qu'au tuyau de remplissage (14) du pressoir (1), prévu pour le moût frais, est raccordé un réservoir à marc (22) muni d'un appareil d'extraction (21). 17) Appareil selon la revendication 16, caracté- risé en ce que dans les tuyaux de raccordement (18, 23) conduisant au tuyau de remplissage (14) et destinés respec- tivement au moût frais et au marc sont prévues des valves d'isolement (19, 20) pouvant être actionnées.