Brevet FR2621784A1 — publié le 19890421

Produit à usage alimentaire, procédé et installation pour sa fabrication. L'invention concerne un procédé de fabrication d'un produit à usage alimentaire, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé et le produit obtenu. Le procédé selon l'invention dérive d'un procédé de traitement du bois. On connais un procédé de fabrication de panneaux de fibres de bois dans lequel - on défibre du bois par l'action combinée de la vapeur d'eau et d'un dispositif mécanique; - on met les fibres obtenues en suspens ion dans une liqueur recyclée pour former une pâte; - on étale et on égoutte la pâte; - on comprime la pâte étalée et égouttée à température élevée pour obtenir des panneaux de fibres; et - on recueille la liqueur libérée lors de l'égouttage et de la compression pour la recycler. Dans ce procédé, la liqueur recyclée, appelée eau blanche", est une solution aqueuse diluée contenant à peu près exclusivement des produits extraits du bois, notamment des tanins, et des produits de dégradation de la cellulose, notamment des amidons et des sucres, cette extraction et cette dégra dation se produisant sous l'action combinée de la chaleur et de la pression lors du défibrage et de 1 compression à chaud. En raison de l'apport d'eau par le bois lui-même et par la vapeur d'eau utilisée lors du défibrage,et de l'apport des solutés par le bois, la quantité d'eau blanche recueillie lors de l'égouttage et de la compression est supérieure à la quantité introduite pour former la pâte. Jusqu'à présent, l'excédent était rejeté à la rivière et polluait par conséquent cette dernière. Le but de l'invention est d'éviter cette pollution, et au contraire de conférer une valeur économique à l'excédent d'eau blanche. Le but est atteint, selon l'invention, grâce à un procédé de fabrication d'un produit utilisable dans l'alimentation, caractérisé en ce qu'on part d'un procédé de traitement du bois comprenant - un défibrage ménagé du bois; - la mise en suspension des fibres dans une liqueur aqueuse recyclée; et - la séparation ultérieure des fibres et de la liqueur enrichie en substances solubles provenant du bois, une fraction de la liqueur séparée étant recyclée, et qu'on concentre la fraction non recyclée de la liqueur pour obtenir une solution concentrée visqueuse. Cette solution concentrée visqueuse est, de façon étonnante, directement commercialisable en tant que produit à usage alimentaire, comme on le verra plus loin. On entend par défibrage ménagé un défibrage opéré sans emploi de réactifs chimiques et ne produisant pratiquement pas de dégradation des constituants du bois, à l'exception de la dégradation de la cellulose et des hémicelluloses en amidons et en sucres. Dans le procédé selon l'invention, le défibrage peut être notamment un défibrage thermo-mécanique en présence de vapeur d'eau. L'invention part avantageusement, en tant que procédé de traitement du bois, d'un procédé de fabrication de panneaux de fibres dans lequel - on étale et On égoutte la pâte obtenue par la mise en suspension de fibres, et - on comprime la pâte étalée et égouttée à température élevée pour obtenir des panneaux de fibres, ladite séparation étant réalisée lors de l'égouttage et de la compression. L'invention vise également une installation pour la mise en oeuvre du procédé tel qu'il vient d'être défini, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un défibreur; - des moyens de mise en suspension des fibres de bois obtenues dans une liqueur aqueuse recyclée; - des moyens de séparation des fibres et de la liqueur; - des moyens de dosage de la fraction de liqueur à recycler; et - des moyens de concentration de la fraction de liqueur non recyclée. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le défibreur comporte deux disques métalliques tournant l'un par rapport à l'autre et fonctionne en présence de vapeur d'eau. L'invention porte encore sur un produit utilisable dans l'alimentation. Selon un aspect de l'invention, ce produit est obtenu par le procédé défini plus haut. Selon un autre aspect, ce produit est constitué par une solution aqueuse concentrée visqueuse contenant principalement des amidons, des sucres et des tanins. On entend ici par solution concentrée une solution dans laquelle les poids d'eau et de solutés sont du même ordre de grandeur, le rapport pondéral eau/solutés pouvant être compris par exemple entre 1:3 et 3:1. La consistance de cette solution peut aller de celle d'un sirop épais à celle d'une pâte ne coulant pas. La solution selon l'invention peut contenir notamment, par rapport au poids de matière sèche, au moins 40% environ d'amidons et de sucres, dont au moins 20% environ de sucres en C6 et C12, et au moins 20% environ de tanins, auxquels peuvent s'ajouter 5 à 10% environ de composés minéraux et 3 à 10% environ de matières grasses. L'invention vise enfin un aliment comprenant, au moins, un produit tel qu'il vient d'être défini, éventuellement mélangé à d'autres produits alimentaires. I1 peut s'agir notamment d'un aliment pour ruminants, comportant des produits alimentaires protéinés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'une installation selon l'invention; - la figure 2 est un schéma analogue à la figure 1 relatif à une variante de l'installation. On notera que les matériels qui composent les installations décrites sont connus en eux-mêmes et ne nécessitent donc pas de description particulière. L'installation représentée schématiquement à la figure 1 comprend une coupeuse 1 dans laquelle du bois est introduit pour y être réduit en fragments semblables à des copeaux ou plaquettes. Ces fragments sont envoyés dans un défibreur 2 avec un courant de vapeur d'eau à une pression de 0,7 MPa environ et une température de 1600C environ. Le défibreur comprend une vis sans fin qui pousse les fragments entre deux disques métalliques, l'un tournant et l'autre fixe, dont les formes coopèrent pour séparer les unes des autres les fibres cellulosiques du bois, avec l'aide de la vapeur sous pression. A la sortie du défibreur, les fibres sont mélangées avec une "eau blanche", amenée par une conduite 3, pour former une pâte qui est introduite dans une cuve de stockage 4, dans laquelle le pH de la pâte est ajusté par addition de chaux.La pâte passe ensuite dans un raffineur 5 comportant des disques analogues à ceux du défibreur 2 pour séparer les fibres en fibres encore plus fines. La pâte est alors introduite dans une machine à former 8 dans laquelle elle est étalée et s'égoutte pour former des gâteaux plats contenant encore environ 65% d'eau. A mesure de la progression dans la machine, l'égouttage se fait d'abord par simple gravité, puis sous vide et enfin sous la pression de rouleaux. Les gâteaux obtenus sont ensuite disposés dans une presse 9 dans laquelle ils sont chauffés à 1800C environ et comprimés sous une pression de l'ordre de 3 MPa pour compléter l'essorage. Les panneaux sortant de la presse subissent des opérations de finition et de conditionnement qui n'offrent pas d'intérêt dans le cadre de la présente invention. Le liquide recueilli lors de l'égouttage dans la machine à former 8 et de la compression dans la presse 9 est acheminé par des conduites 10 et 11 respectivement dans une cuve tampon 12 d'où il est recyclé par la conduite 3. Cette eau blanche est une solution aqueuse diluée contenant environ 60 grammes par litre de matière sèche, principalement des amidons et des sucres résultant de la dégradation de la cellulose du bois, et des tanins extraits du bois. Cette dégradation et cette extraction se produisent sous l'effet de la température et de la pression,dans le défibreur 2 et dans la presse 9. On y trouve aussi des composés minéraux également extraits du bois, des matières grasses provenant d'une émulsion de paraffine introduite ocmme lubrifiant ainsi qu'un peu de lignine et des traces de cellulose. L'installation telle que décrite jusqu'ici est utilisée, de façon connue, dans la fabrication des panneaux de fibres, la quantité d'eau blanche recueillie par les conduites 10 et 11 étant supérieure à celle recyclée par la conduite 3, laquelle est définie par des moyens de dosage tels qu'une pompe doseuse 15 en fonction des caractéristiques de la pâte à réaliser. Selon l'invention, l'excédent d'eau blanche, c'est-à-dire la fraction non recyclée, est envoyé par une conduite 13 dans un évaporateur du type à recompression mécanique de la vapeur (RMV) muni d'un compresseur à vitesse élevée (14 000 t/mn), d'où sortent d'une part de la vapeur et d'autre part la solution concentrée selon l'invention, qui contient environ 600 grammes par litre, soit entre 50 et 60% en poids, de matière sèche. L'installation de la figure 2 comprend deux sous-ensembles comportant chacun une coupeuse 1,1', un défibreur 2,2' et une cuve 4,4', semblables au sous-ensemble 1-2-4 de la figure 1. L'un de ces sous-ensembles reçoit du bois de châtaignier préalablement traité pour l'extraction de tanins et contenant encore environ 5% de tanins résiduels par rapport au poids sec du bois. Le second ensemble reçoit des bois de feuillus divers non traités : hêtres, aulnes, chênes, charmes, etc... Les pâtes provenant des cuves 4 et 4' sont mélangées dans deux unités de dosage et d'homogénéisation de la pâte 6,6', la pâte résultante contenant environ 50% de fibres de châtaigniers traités et 50% de fibres de feuillus non traités. Les unités 6 et 6' sont reliées respectivement à deux sousensembles comprenant chacun un raffineur 5,5', une machine à former 8,8' et une presse 9,9' eux-mêmes reliés à une cuve tampon 12, suivie d'un évaporateur 14, tous ces éléments étant semblables à ceux correspondants de la figure 1. De la cuve tampon 12 partent des conduites 3,3' équipées de moyens de dosage 15,15' pour le recyclage de l'eau blanche et la mise en suspension des fibres sortant des défibreurs 2,2' respectivement. La solution obtenue à la sortie de l'évaporateur 14 de la figure 2 a la consistance d'une pâte ne coulant pas et une couleur brune due notamment à la présence de tanins. Cette solution est stérilisée par le traitement d'évaporation. Elle se conserve très bien, ce qu'on peut attribuer à ce traitement thermique, aux propriétés anti-oxydantes des tanins et à la formation spontanée d'une peau protectrice analogue à celle développée par certaines peintures. Un résultat typique d'analyse de cette solution est donné ci-après, en poids par rapport aux matières sèches matières minérales 7 % environ cellulose (Wende) traces lignine 2% environ matières grasses 6% glucose 18% fructose (méthode enzymatique) 5% saccharose 12% sucres > C12 23% tanins 25% Les sucres supérieurs sont principalement des xylanes (sucres formés de cycles en Cg) et les tanins sont principalement du type pyrogallique (ou tanins hydrolysables). Une analyse des éléments minéraux a donné les quantités approximatives suivantes, par kilogramme de matière sèche phosphore 0,6 g calcium 25 g magnésium 1 g manganèse 180 mg cuivre 4 mg zinc 13 mg La solution selon l'invention présente une série de propriétés qui rendent son utilisation particulièrement intéressante en tant qu'aliment, notamment pour les animaux - sa concentration élevée en matière sèche et son excellente conservation, qui permettent de la transporter et de la stocker dans de bonnes conditions; - sa richesse en glucides et en matières minérales, notamment en calcium; - la présence de tanins qui, outre leurs propriétés antioxydantes déjà mentionnées, présentent plusieurs caractéristiques appréciables dans le domaine d'application considéré. Les tanins ont des propriétés antidiarrhéiques, qui sont utiles d'une façon générale dans l'élevage, et plus particulièrement dans l'élevage des porcins,chez lesquels la mortalité par diarrhée est relatlvement élevée, ainsi que dans celui de veaux. Les tanins confèrent à la solution une forte coloration brune, qui permet de communiquer aux aliments une teinte foncée sans avoir recours à des colorants artificiels. Une telle coloration foncée est en particulier nécessaire pour rendre attractifs les aliments destinés aux canins. Les tanins ont enfin des propriétés tannantes qui permettent, lorsque la solution est ajoutée à un aliment protéiné pour ruminants, de réduire les pertes de protéines lors de la rumination. On remarquera que la solution selon l'invention ne contient pratiquement pas d'azote. Ceci n'est pas gênant lorsqu'elle est utilisée en combinaison avec des protéines, comme il vient d'être mentionné. Pour d'autres applications, des composés azotés, notamment de l'ammoniac, peuvent être ajoutés à la solution pqur obtenir un aliment convenablement équilibré. A titre d'exemple d'application à l'alimentation des ruminants, on a réalisé au moyen d'un mélasseur un mélange de 10% de solution selon l'invention contenant 25% de tanin et de 90% de tourteaux de soja, les proportions étant indiquées en poids. Le mélasseur comprend une vis sans fin qui pousse le mélange à travers une filière perforée pour former des granulés. Après avoir laissé reposer les granulés pendant deux à trois jours pour compléter la réaction de tannage des protéines, on obtient une teneur en azote soluble de 7 à 12% au lieu de 19% pour le tourteau de départ. La teneur en azote soluble indique la quantité de protéines dégradables dans le rumen par action bactérienne. En nourrissant des vaches laitières à l'aide des granulés ainsi obtenus, on a observé des résultats satisfaisants quant au rendement laitier, comparativement à un tourteau non tanné, et une amélioration de la qualité du lait. Dans l'élevage pour la production de viande bovine, ce produit conduit à une croissance plus rapide. I1 est à noter que le tannage des aliments protéinés pour les ruminants est déjà connu, notamment par le brevet fran çais nO 1 453 261. L'originalité de la présente application réside en ce que le produit utilisé pour le tannage présente lui-même des qualités nutritives complémentaires de celles de l'aliment protéiné. En outre, ce produit provient d'un sous-produit d'un processus industriel qui était auparavant rejeté, de sorte que son emploi fait disparaître une source de pollution. Bien entendu, la solution selon l'invention peut être combinée de la même façon qu'avec la farine de soja, en vue de l'alimentation des ruminants, avec d'autres farines végétales riches en protéines, qu'elles soient ou non sous forme de tourteaux, par exemple celles de colza, de tournesol ou de sorgho. Outre les bovins, la solution a été expérimentée en tant que constituant d'aliments pour des ovins et des porcins. Dans tous les cas on a observé une bonne appétence. Cette solution peut être utilisée avec avantage en complément d'ensilage d'herbe. Une action antidiarrhéique intéressante est obtenue en ajoutant en poids 1 à 2% environ de solution aux aliments. Pour le tannage des protéines, une concentration de l'ordre de 10% convient particulièrement. I1 est avantageux de ne pas dépasser 12% environ, pour éviter des difficultés dans les opérations de mélange. Un autre avantage de la solution selon l'invention est sa facilité de mise en oeuvre. En particulier, elle ne nécessite aucune mise en solution, contrairement aux tanins en poudre disponibles dans le commerce. Des modifications peuvent être apportées aux exemples décrits sans sortir de l'invention. L'évaporateur de l'installation décrite peut être remplacé par tout moyen permettant de concentrer la solution au degré voulu. Les pressions et les températures utilisées dans le processus de fabrication des panneaux de fibres n'ont qutun caractère indicatif. La solution selon l'invention peut être obtenue non seulement à partir d'un processus de fabrication de panneaux de fibres, mais également à partir de tout autre processus industriel comportant un défibrage ménagé du bois, tel que défini ci-dessus, que ce défibrage soit du type thermo-mécanique ou non. Revendications. 1. Procédé de fabrication d'un produit utilisable dans l'alimentation, caractérisé en ce qu'on part d'un procédé de traitement du bois comprenant - un défibrage ménagé du bois; - la mise en suspension des fibres dans une liqueur aqueuse recyclée; et - la séparation ultérieure des fibres et de la liqueur enrichie en substances solubles provenant du bois, une fraction de la liqueur séparée étant recyclée, et qu'on concentre la fraction non recyclée de la liqueur pour obtenir une solution concentrée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le défibrage est un défibrage thermo-mécanique en présence de vapeur d'eau. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le procédé de traitement du bois est un procédé de fabrication de panneaux de fibres dans lequel - on étale et on égoutte la pâte obtenue par la mise en suspens ion des fibres; et - on comprime la pâte étalée et égouttée à température élevée pour obtenir des panneaux de fibres, ladite séparation étant réalisée lors de l'égouttage et de la compression. 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comprend - un-défibreur (2); - des moyens (3) de mise en suspension des fibres de bois obtenues dans une liqueur aqueuse recyclée; - des moyens (8,9) de séparation des fibres et de la liqueur; - des moyens (15) de dosage de la fraction de liqueur à recycler; et - des moyens (14) de concentration de la fraction de liqueur non recyclée. 5 . Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le défibreur comporte deux disques métalliques tournant l'un par rapport à l'autre et fonctionne en présence de vapeur d'eau. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de séparation comprennent une machine à former (8) pour l'étalement et l'égouttage des fibres et une presse (9) pour la compression à haute température des fibres étalées et égouttées pour l'obtention de panneaux de fibres, en ce que les moyens de concentration comprennent un évaporateur (14) et en ce que l'installation comprend en outre - entre les moyens (3)de mise en suspension et la machine à former (8), une cuve de stockage de pâte (4) et un raffineur (5) à disque tournant; et - une cuve tampon (12) recevant la liqueur séparée dans la machine à former et dans la presse, et où sont prélevées la fraction de liqueur à recycler et la fraction de liqueur à concentrer. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend - un premier et un second sous-ensembles comportant chacun un défibreur (2,2') et une cuve de stockage (4,4'), - des moyens (6,6') de mélange des pâtes provenant de ces deux sous-ensembles, et - un troisième et un quatrième sous-ensembles comportant chacun un raffineur (5,5'), une machine à former (8,8') et une presse (9,9') recevant le mélange des pâtes, une cuve tampon (12) et un évaporateur (14) reliés aux deux machines à former et aux deux presses, des fractions de liqueur prélevées dans la cuve tampon étant envoyées dans les premier et second sous-ensembles grâce à des moyens de dosage respectifs (15,15'). 8. Produit utilisable dans l'alimentation obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 3. 9. Produit utilisable dans l'alimentation, caractérisé en ce qu'il est constitué par une solution aqueuse concentrée contenant principalement des amidons, des sucres et des tanins. 10. Produit selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il contient au moins 40% environ d'amidons et de sucres par rapport au poids de matière sèche. 11. Produit selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il contient au moins environ 20% environ de sucres en C6 et C12 par rapport au poids de matière sèche. 12. Produit selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il contient au moins 20% environ de tanins par rapport au poids de matière sèche. 13. Produit selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il contient en outre des composés minéraux dans une proportion de 5 à 10% environ par rapport au poids de matière sèche. 14. Produit selon l'une des -revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il contient en outre des matières grasses dans une proportion de 3 à 10% environ par rapport au poids de matière sèche. 15. Aliment comprenant, au moins, un produit selon l'une des revendications 8 à 14. 16. Aliment comprenant un produit selon l'une des revendications 8 à 14, mélangé à d'autres produits alimentaires. 17. Aliment pour ruminants comprenant un produit selon l'une des revendications 8 à 14, mélangé à des produits alimentaires protéinés.