Brevet FR2620905A1 — publié le 19890331

PROCEDE NOUVEAU D'OBT-ZNTION D'UNE POUDRE DE LAIT, POUDRE DE LAIT AINSI OBTENUE ET INSTALLATION POUR SON OBTENTION La présente invention a pour objet un procédé nouveau d'obtention d'une poudre de lait. Elle se rapporte également aux installations pour la mise en oeuvre de ce procédé ainsi qu'à la poudre de lait obtenue par mise en oeuvre de ce pro- cédé. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un procédé nouveau d'obtention d'une poudre de lait du type Spray dont la teneur en matière grasse est de 20 à 45% et la teneur en matière grasse libre, exprimée par rapport à la matière grasse totale présente, est comprise entre 40 et 90%. On connaît des poudres ayant une teneur en matière grasse et une proportion de matière grasse libre, exprimée par rapport à la matière grasse totale présente, du même ordre que celles qui sont indiquées cidessus. Ces poudres du type Roller contiennent cependant des constituants insolubles protéiniques et minéraux généralement appelés "insolubles". De plus, elles se véhiculent mal car elles ne sont pas fluides. La présente invention a pour objet des poudres de lait ne contenant pas lesdits "insolubles" et conduisant à l'obten- tion de produits présentant un goût plus "franc" et plus "laitier". En d'autres termes, par exemple, les produits chocolatés dans la production desquels ces poudres de lait sont employées ont un goût plus "franc" de chocolat et un goût plus "laitier" que les chocolats contenant les poudres préci- tés. Les poudres obtenues par la présente invention sont d'autre part plus fluides. Le procédé selon la présente invention de production de poudre de lait consiste à soumettre, d'une part un concentré maigre, ou une poudre maigre, obtenu à partir de lait écrémé et, d'autre part une crème, concentrée ou non, préalablement soumise à un traitement thermique puis à une maturation, à une étape d'atomisation puis, éventuellement à une étape de sécha- ge complémentaire et à une étape de refroidissement final. Selon une forme d'exécuticn du procédé de l'invention, on combine d'une part un concentré maigre, obtenu à partir de lait écrémé, ayant été soumis à un chauffage à une température de l'ordre de 90-98 C, dans un évaporateur opérant sous vide et, d'autre part une crème ayant une concentration en matière grasse égale ou supérieure à 38% qui, après traitement thermi- que, a été soumise à une maturation à une température de l'ordre de 3 à 12 C pendant 3 à 5 heures, et le mélange ainsi obtenu, après passage dans un mélangeur statique, est atomisé dans une zone d'atomisation, dans laquelle règne une tempéra- ture comprise enfre 180 et 195 C et soumis à éventuellement un séchage complémentaire par passage dans un lit fluidisé vi- brant et à un refroidissement final. Selon une autre forme d'exécution du procédé de l'inven- tion, le concentré maigre et la crème maturée sont pulvérisés sans mélange préalable dans la zone d'atomisation par des ajutages différents; ces ajutages consistent en chaque étage d'une turbine à double étage ou par deux séries de buses adaptées et spécialisées. Selon une autre forme d'exécution du procédé de l'inven- tion, on injecte d'une part une poudre de lait écrémé et, d'autre part une crème ayant une concentration en matière grasse égale ou supérieure à 38% qui, après traitement ther- mique, a été soumise à une maturation à une température de l'ordre de 3 à 12 C pendant 3 à 5 heures, dans une zone d'ato- misation, dans laquelle règne une température comprise entre et 1950C, et le produit obtenu est éventuellement soumis à un séchage complémentaire par passage dans un lit fluidisé vibrant et à un refroidissement final. Selon un autre mode de réalisation du procédé de l'in- vention, la maturation précitée consiste en un refroidissement suivi d'une cristallisation. Selon un autre mode de réalisation encore du procédé de l'invention, le séchage complémentaire est effectué dans un lit fluidisé, de préférence à une température comprise entre et 120 C. Selon encore un autre mrode de réalisation du procédé précité, le refroidissement final est effectué dans un lit fluidisé vibrant par de l'air froid sec. Selon une forme d'exécution du procédé de l'invention, le concentré maigre a une teneur en matière sèche de 30 à 55% et, de préférence, de l'ordre de 48 à 50%. Selon une autre forme d'exécution du procédé de l'inven- tion, la crème employée est une crème concentrée ayant une teneur en matière grasse supérieure à 38%, de préférence de l'ordre de 50% de matière grasse. La présente invention a pour objet une poudre de lait obtenue par atomisation à l'aide du procédé précité, contenant de 20 à 45% de matière grasse, la teneur en matière grasse libre exprimée par rapport à la matière grasse totale présente étant comprise entre 40 et 90%. Selon une forme d'exécution de l'invention, la poudre de lait contient de 20 à 45% de matière grasse et de 40 à 75% de matière grasse libre exprimée par rapport à la matière grasse totale présente. De préférence, la teneur en matière grasse est de 24 à 30%. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, la poudre de lait contient de 20 à 45% de matière grasse et de 75 à 90% de matière grasse libre exprimée par rapport à la ma- tière grasse totale présente. De préférence, la teneur en matière grasse est de 24 à 30%. La présente invention a également pour objet une instal- lation pour mettre en oeuvre les procédés précités qui compor- tent une première zone dite de préparation du concentré maigre comportant une zone de prétraitement thermique et une zone d'évaporation sous vide, une deuxième zone dite de préparation de la crème maturée qui comporte une zone de traitement ther- mique et une zone de maturation, les zones d'évaporation sous vide et de maturation étant respectivement reliées à une zone d'atomisation, éventuellement précédée d'une zone de mélange, et la zone d'atomisation étant intégrée à une zone de séchage et suivi, éventuellement, d'une zone de séchage complémentaire et d'une zone de refroidissement final. La présente invention a également pour objet l'applica- tion de la poudre de lait précitée à la fabrication de pro- duits chocolatiers et autres produits alimentaires. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des exemples donnés à titre non limitatif. Sauf indications contraires, les proportions de matière grasse libre sont exprimées par rapport à la matière grasse totale. - la figure 1 représente une installation pour la fabri- cation de poudre de lait à teneur en ma- tière grasse libre moyenne ou élevée (40 à 75%); - la figure 2 représente une installation pour la fabri- cation de poudre de lait à teneur en ma- tière grasse libre très élevée (75 à 90%); - la figure 3 représente une installation pour la fabri- cation d'une poudre de lait à teneur en matière grasse libre très élevée avec injection de poudre de lait écrémé. L'installation représentée sur la fiaure 1 comporte une tuyauterie d'arrivée 1 du lait écrémé, débouchant dans un appareil de traitement thermique 2 consistant en un réchauf- feur, pasteurisateur ou stérilisateur, une tuyauterie 3 relie la sortie de cet appareil 2 à un évaporateur sous vide 4 dont une tuyauterie d'extraction 5 conduit à un bac tampon 6. La crème est amenée par la tuyauterie 7 dans un appareil de traitement thermique 8 consistant en un pasteurisateur ou stérilisateur relié par une tuyauterie 18 à un tank de matura- tion physique 9. Du bac tampon 6 et du tank de maturation 9 partent respectivement les tuyauteries 10 et 11 qui aboutissent à une zone de mélange 12 reliée par une tuyauterie 13 à la tour de séchage 14 équipée d'une turbine ou de buses. A la base de cette tour de séchage 14, un système d'ex- traction 15 amène la poudre de lait dans un appareil de sé- L0 chage complémentaire 16 comportant, de préférence, un lit fluidisé vibrant. L'installation de la figure 2 est identique à celle de la figure 1 si ce n'est que le mélangeur statique 12 a été supprimé et que les deux tuyauteries 10 et 11 conduisent L5 directement au système d'injection dans la tour de séchage 14. Le système d'injection consiste en des ajutages diffé- rents pour le concentré maigre et pour la crème maturée. Un premier système d'injection peut consister en une turbine à deux étages, le concentré maigre et la crème maturée !0 étant amenés chacun à l'un des étages et pulvérisés directe- ment dans la tour de séchage. Un autre système peut consister en 2 buses (ou une double série de buses), le concentré maigre étant pulvérisé par une buse (ou une série de buses) et la crème maturée par une autre buse (ou autre série de buses). Enfin un troisième système peut consister en une injec- tion en tête ou en milieu de tour, de poudre de lait écrémé et en une pulvérisation de crème maturée par une buse (ou une série de buses) ou par une turbine simple. 0 EXEMPLE 1 Dans l'installation de la figure 1, on introduit par la tuyauterie 1 du lait écrémé à une température de 4 C selon un débit de 12 000 1/h. Dans la zone de traitement thermique 2, le lait écrémé est amené à une température de 95 C puis par la tuyauterie 3 est amené dans le premier effet de l'évapora- teur 4 opérant sous un vide de 250 mbar. Par la tuyauterie 7, est amenée de la crème à 40 de matière grasse, à une tempéra- ture de 8 C et selon un débit de 955 1/h dans un appareil de traitement thermique. De cet appareil, par la tuyauterie 18, la crème, à une température de 5 C, est conduite dans un tank de maturation o elle est maintenue à cette température durant 4 heures pour permettre sa cristallisation. Par les tuyauteries 10 et 11, les produits respectifs issus du bac tampon 6 et du tank de maturation 9 sont mélangés dans le mélangeur statique 12 et le mélange est atomisé dans le tour de séchage 14 par une turbine simple. La température à proximité de la zone d'atomisation dans la tour de séchage est de l'ordre de 190 . Par le système d'extraction 15, la poudre de lait résultante contenant encore 5% d'humidité est amenée au lit fluidisé vibrant. On recueille la poudre de lait pro- duite selon un débit de 1 600 kg/h. La poudre de lait obtenue contient 24% de matière grasse et 70% de matière grasse libre. EXEMPLE 2 On opère selon la méthode de l'exemple 1 dans l'instal- lation de la figure 1. La crème amenée par la conduite 7 peut être remplacée par une crème concentrée contenant 50% de matière grasse. La crème concentrée est alors amenée selon un débit de 764 l/h, le traitement thermique dans l'appareil 8 est effectué à une température de 92 C, la masse résultante est refroidie dans le tank 9 à 10 C et la durée de maturation est de 4 h. La poudre de lait recueillie en fin dc traitement con- tient 24% de matière grasse et 70% de matière grasse libre. EXEMPLE 3 On opère sur l'installation de la figure 2. Dans l'installation de la figure 2, on introduit, par la tuyauterie 1, du lait écrémé à une température de 4 C selon un débit de 12 000 1/h. Dans la zone de traitement thermique 2, le lait écrémé est amené à une température de 95 C, puis par la tuyauterie 3 dans le premier effet de l'évaporateur 4 opérant sous un vide de 250 mbar. Ensuite, le lait écrémé ainsi traité est amené au bac tampon 6 par la tuyauterie 5. Par la tuyauterie 7, est amenée de la crème à 40% de matière grasse, à une température de 8 C et selon un débit de 1 055 1/h dans un appareil de traitement thermique 8. De cet appareil, par la tuyauterie 18, la crème à une température de C, est amenée dans un tank de maturation o elle est mainte- nue à cette température durant 4 heures pour permettre sa cristallisation. Par les tuyauteries 10 et 11, les produits respectifs issus du bac tampon 6 et du tank de maturation 9 sont amenée dans la tour de séchage 14 par les moyens d'injection 17 formés d'une turbine à deux étages dont le premier est ali- menté par le concentré maigre et le deuxième par la crème maturée. La température à proximité de la zone d'atomisation dans la tour de séchage est de l'ordre de 190 C. Par la tuyauterie 15, la poudre de lait résultante L5 contenant encore 5% d'humidité est amenée dans la zone de séchage 16 consistant en un lit fluidisé vibrant. On recueille la poudre de lait produite selon un débit de 1 650 kg/h. La poudre de lait obtenue contient 26% de matière grasse et 85% de matière grasse libre. EXEMPLE 4 On opère selon la méthode de l'exemple 3 dans l'instal- lation de la figure 2. Dans l'installation de la figure 2, cn introduit, par la tuyauterie 1, du lait écrémé à une température de 4 C selon un débit de 12 000 i/h. Dans la zone de traitement thermique 2, le lait écrémé est chauffé à une température de 95 C, puis est amené par la tuyauterie 3 dans le premier effet de l'évapora- teur 4 opérant sous un vide de 250 mbar. Ensuite le lait écrémé ainsi traité est amené au bac 0 tampon 6 par la tuyauterie 5. Par la tuyauterie 7, est amenée de la crème à 50% de matière grasse, à une température de 10 C et selon un débit de 844 1/h dans un appareil de traitement thermique 8. De cet appareil, par la tuyauterie 18, la crème, à une température de 10 C, est amenée dans un tank de nmaturation 9 o elle est maintenue à cette température durant 4 heures pour permettre sa cristallisation. Par les tuyauteries 10 et 11, les produits respectifs issus du bac tampon 6 et du tank de maturation 9 sont amenés dans la tour de séchage 14 par des moyens d'injection 17 formés de deux séries de buses, dont la première est alimentée par le concentré maigre et la seconde par la crème maturée concentrée. La température à proximité de la zone d'atomisa- tion dans la tour de séchage est de l'ordre de 190 C approxi- mativement. Par le système d'extraction 15, la poudre de lait résul- tante contenant encore 5% d'humidité est amenée dans la zone de séchage 16 qui consiste en un lit fluidisé vibrant. On recueille la poudre de lait produite selon un débit de 1 650 kg/h. La poudre de lait obtenue contient 26% de matière grasse et 85% de matière grasse libre. EXEMPLE 5 On opère sur l'installation de la figure 3. Par la tuyauterie 7, est amenée de la crème à 40% de matière grasse, à une température de 8 C et selon un débit de 955 1/h dans un appareil de traitement thermique. De cet appareil, par la tuyauterie 18, la crème, à une température de C, est amenée dans un tank de maturation o elle est mainte- nue à cette température durant 4 heures pour permettre sa cristallisation. Par la tuyauterie 11, la crème issue du tank de matura- tion 9 est pulvérisée dans la tour de séchage 14 par une turbine simple. La poudre de lait écrémé, amenée par la tuyauterie 19, est injectée à un débit de 1 160 kg/h en haut de tour dans la zone de pulvérisation de la crème maturée, au niveau du dis- perseur. La température de la zone de séchage est de l'ordre de WC. Par le système d'extraction 15, la poudre de lait résul- tante contenant encore 5% d'humidité est amenée dans la zone de séchage 16 qui consiste en un lit fluidisé vibrant. On recueille la poudre de lait produite selon un débit de 1 600 kg/h. La poudre de lait obtenue contient 24% de matière grasse et % de matière grasse libre. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. L5 REVENDICATIONS 1.- Procédé de production de poudre de lait, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre, d'une part un concentré maigre ou une poudre maigre obtenu à partir de lait écrémé et, d'autre part une crème, concentrée ou non, préalablement soumise à un traitement thermique puis à une maturation, à une étape d'atomisation et séchage puis, éventuellement, à une étape de séchage complémentaire et à une étape de refroidisse- ment final. 2.- Procédé de production de poudre de lait, caractérisé en ce que l'on combine d'une part un concentré maigre, obtenu à partir de lait écrémé, ayant été soumis à un chauffage à une température de l'ordre de 90-98 C, dans un évaporateur opérant sous vide et, d'autre part une crème ayant une concentration en matière grasse égale ou supérieure à 38% qui, après traite- ment thermique, a été soumise à une maturation à une tempéra- ture de l'ordre de 3 à 12 C pendant 3 à 5 heures, et le mé- lange ainsi obtenu, après passage dans un mélangeur statique, est atomisé dans une zone d'atomisation, dans laquelle règne une température comprise entre 180 et 195 C et enfin éventuel- lement soumis à un séchage complémentaire par passage dans un lit fluidisé vibrantet à un refroidissement final. 3.- Procédé selon une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le concentré maigre et la crème maturée sont mélangés, préalablement à l'étape d'atomisation. 4.- Procédé de production de poudre de lait caractérisé en ce que l'on pulvérise, sans mélange préalable, par des ajutages différents, d'une part un concentré maigre obtenu à partir de lait écrémé ayant été soumis à un chauffage à une température de l'ordre de 90-98 C, dans un évaporateur opérant sous vide et d'autre part une crème ayant une concentration en matière grasse égale ou supérieure à 38%, qui, après traitement thermique, a été soumise à une maturation à une température de l'ordre de 3 à 12 C pendant 3 à 5 heures, dans une zone d'ato- misation dans laquelle règne une température comprise entre et 195 C et le produit obtenu est éventuellement soumis à un séchage complémentaire par pressage dans un lit fluidisé et à un refroidissement final. il 5.- Procédé de production de poudre de lait, caractérisé en ce que l'on injecte d'une part une poudre de lait écrémé et, d'autre part une crème ayant une concentration en matière grasse égale ou supérieure à 38% qui, après traitement ther- mique, a été soumise à une maturation à une température de l'ordre de 3 à 12 C pendant 3 à 5 heures, dans une zone d'ato- misation, dans laquelle règne une température comprise entre et 195 C, et le produit cbtenu est éventuellement soumis à un séchage complémentaire par passage dans un lit fluidisé vibrant et à un refroidissement final. 6.- Procédé selon une quelconque des revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce que le concentré maigre ou poudre de lait écrémé et la crème maturée sont pulvérisés sans mélange préalable dans la zone d'atomisation par des ajutages diffé- rents. 7.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ces ajutages consistent en chaque étage d'une turbine à double étage ou par deux séries de buses adaptées et spéciali- sées. 8.- Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la maturation précitée consiste en un refroidissement suivi d'une cristallisation. 9.- Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le séchage complémentaire est effec- tué dans un lit fluidisé, de préférence à une température comprise entre 80 et 120WC. 10.- Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le refroidissement est effectué dans un lit fluidisé vibrant par de l'air froid sec. 1'.- Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4 et 6, caractérisé en ce que le concentré maigre a une teneur en matière sèche de 30 à 55% et, de préférence, de l'ordre de 48 à 50%. 12.- Procéd4 selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et c, caractérisé en ce que la crème employée est une crème concentrée ayant une teneur en matière grasse supérieure à 38%, de préférence de l'ordre de 50% de matière grasse. 13.- Poudre de lait obtenue à l'aide du procédé selon une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par atomisation et contient de 20 à 45% de matière grasse et dont la teneur en matière grasse libre exprimée par rapport à la matière grasse totale présente est comprise entre 40 et 90%. 14.- Poudre de lait obtenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 8 à 13, caractérisée en ce que la poudre de lait contient de 20 à 45% de matière grasse et de 40 à 75% de matière grasse libre exprimée par rapport à la ma- tière grasse totale présente. 15.- Poudre de lait obtenu selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 à 13, caractérisée en ce que la poudre de lait contient de 20 à 45% de matière grasse et de 75 à 90% de matière grasse libre exprimée par rapport à la matière grasse totale présente. 16.- Poudre de lait obtenue selon une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisée en ce que la teneur en matière grasse est de préférence de 24 à 30%. 17.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisée en ce qu'elle comporte une zone dite de préparation de la crème maturée et une zone dite de prépara- tion du concentré maigre, ces zones étant respectivement reliées à une zone d'atomisation et séchage, éventuellement précédée d'une zone de mélance, et suivi de, éventuellement, une zone de séchage complémentaire et d'une zone de refroidis- sement final. 18.- Installation selon la revendication 17 caractérisée en ce qu'elle comporte une zone dite de préparation de la crème maturée comportant une zone de traitement thermique et une zone de maturation. 19.- Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comporte une zone dite de préparation du concen- tré maigre comportant une zone de prétraitement thermique et une zone d'évaporation sous vide.