Brevet FR2625649A1 — publié le 19890713

PROCEDE DE DEPHOSPHOLIPIDATION DU PETIT-LAIT L'invention a trait à un procédé de déphospholipida- tion du petit-lait pour la séparation des lipoprotéines et pour la réduction de la teneur résiduelle en matière grasse du petit-lait, dans lequel, par addition de calcium et chauffage du petit-lait, suivi d'un maintien à température élevée, il se produit une agrégation des lipoprotéines, le petit-lait étant ensuite soumis à un traitement par centri- fugation. Les lipoprotéines ou les matières grasses contenues dans le petit-lait sont, le plus souvent, gênantes lors des opérations ultérieures de traitement du petit-lait, et en outre elles donnent lieu à une dégradation de la qualité du produit final. La déphospholipidation du petit-lait implique la séparation et la récupération des lipoprotéines. Elle peut être effectuée avec du petitlait doux aussi bien qu'avec du petit-lait acide. Les lipoprotéines et les matières grasses du petit- -lait consistent en des petites particules grasses sphériques, non séparables, et en fragments des membranes de ces parti- cules, ces fragments étant séparables et étant, de même que lesdites particules, riches en phospholipides (lécithine, spingomyéline, kéfoline, etc.). La déphospholipidation du petit-lait peut se faire par microfiltratibn ou par un processus thermochimique. Le taux de déphospholipidation du petitlait doit atteindre au moins 50 % et la perte de protides ne doit pas dépasser 3 %, pour que le coût des opérations soit justifié par les avan- tages obtenus lors du traitement ultérieur du petit-lait soumis à ces opérations. A partir du petit-lait soumis à ce traitement préalable, on peut produire un concentré des protéines du petit-lait, ayant une forte teneur en protéines et une faible teneur engraisses, pour lequel il existe des possibilités de nouveaux débouchés dans l'industrie alimen- taire. Un taux de 50 % pour la déphospholipidation permet déjà une nette amélioration du rendement d'une installation d'ultrafiltration ou d'osmose inverse située en aval, ainsi qu'un accroissement de la durée de vie d'une telle installa- tion, ce qui peut être considéré comme un des grands avantages économiques. On connaît par exemple un procédé de déphospholipida- tion du petit-lait doux d'après la publication périodique "Le Lait", Janvier-Juin 1985, N 647, pp. 1-19. Selon ce procédé, le petit-lait doux obtenu dans la fromagerie est mélangé à environ 2,22 g/lit. de chlorure de calcium et ensuite porté à environ 80 C dans un échangeur à plaques. Après maintien à haute température pendant 20 secondes, on refroidit le petit-lait, et les lipoprotéines précipitent. Le petit-lait est alors soumis à une décantation pendant 16 heures pour séparer les lipoprotéines. Ensuite, on passe le précipité dans une centrifugeuse, tandis que le petit-lait est soumis à un traitement complémentaire par filtration. Il a maintenant été constaté que ce procédé présente divers inconvénients. L'addition du chlorure de calcium avant le chauffage donne lieu à la précipitation de calcium dans l'échangeur à plaques, ce qui encrasse assez vite cet appareil. Il est donc nécessaire de le nettoyer assez souvent, et ceci ne lui permet de fonctionner que pendant des périodes relativement courtes. A cause de l'addition relativement forte de chlorure de calcium avant le chauffage dans l'échangeur à plaques, ce dernier est soumis à une forte contrainte de corrosion. C'est pourquoi il faut choisir pour les plaques de l'échan- geur des matériaux de qualité exceptionnelle, qui sont particulièrement coûteux. De plus, dans ce procédé, l'opération faisant suite au chauffage, c'est à dire la décantation des solides pré- cipités dans des récipients, exige, pour la mise en oeuvre industrielle du procédé, que ces récipients aient une grande capacité, ce qui n'est pas souhaitable, pour des raisons d'encombrement tout autant que de coût. A cause de la basse température de 2 C pendant la décantation, les tanks doivent comporter une double paroi, et de plus la consommation d'énergie pour la réfrigération des grands volumes à refroi- dir influe défavorablement sur le coût. Pour le filtrage subséquent du petit-lait, il fallait le réchauffer, ce qui ajoute un élément négatif supplémentaire au bilan énergétique. A cause de la haute température de chauffage du petit- -lait et de la forte teneur en chlorure de calcium, il se produit une perte de protides d'environ 16,59 %. Ce taux est trop élevé pour l'utilisation industrielle de ceprocédé. La présente invention a pour objectif de réaliser un procédé de déphospholipidation du petit-lait premettant d'obtenir des durées de fonctionnement de l'installation suffisamment longues, ainsi qu'une meilleure qualité du petit-lait ainsi traité, pour un coût moindre. Cet objectif est réalisé grâce au fait d'augmenter le pH du petit-lait avant le chauffage,par addition de lessive de soude, tandis que l'addition du calcium a lieu après le chauffage. L'augmentation du pH du petit-lait avant le chauffage et l'addition de chlorure de calcium après le chauffage conduisent, non seulement à un meilleur dégraissage du petit- -lait, mais aussi à un accroissement de la duréed'utilisa- tion de l'échangeur à plaques, étant donné que maintenant il ne peut plus se produire des dépôts de sels de calcium dans cet appareil. En outre, le petit-lait dégraissé à la suite de ce traitement présente un pH qui est le plus favorable possible pour le traitement ultérieur dupetiilait. Des aspects complémentaires avantageux du procédé selon l'invention sont énoncés dans les sous-revendications. Dans le procédé selon l'invention, la perte de pro- tides entre le petit-lait initial et le petit-lait ayant été soumis à la déphospholipidation se situe entre 3 % et 11,5 %. Elle dépend du taux de déphospholipidation souhaité, celui-ci étant toutefois d'au moins 50 %. Grâce à la température de chauffage plus basse et à la moindre quantité de chlorure de calcium ajouté, le pH étant de 6,9 à 7,15, l'action de corro- sion sur les appareils situés en aval est en outre considéra- blement moindre. Le séparateur-clarificateur fonctionnant en continu, à évacuation automatique, utilisé pour la séparation des lipoprotéines précipitées, permet un débit continu de 18 000 litres/heure. Il a été constaté qu'avec le procédé selon l'invention on obtient des périodes de fonctionnement beau- coup plus longues, ce qui rend possible un déroulement continu des opérations. En outre, le procédé selon l'inven- tion, ainsi que les traitements ultérieurs qui se déroulent en aval, peuvent être mis en oeuvre selon le système "en ligne" c'est à dire sans stockage intermédiaire du produit. La température plus basse et la moindre quantité de l'addition de chlorure de calcium ont en outre pour effet une diminution du taux de sel dans le petit-lait qui a été soumis à la déphospholipidation, ainsi qu'à une diminution du taux en ions chlore, de 55 à 23 %. D'autres avantages du procédé sont le pH plus favorable du petit-lait ayant été soumis à la déphospholipidation, pH qui est de 6,2 à 6,4, ainsi que la possibilité d'utiliser des petits-laits ayant une teneur en matières grasses atteignant jusqu'à 0,06 %. Il s'agit de petits-laits tels que ceux habituellement obtenus en fromage- rie lors de la production normale de fromages (par exemple Edam, Gouda, etc.) après clarification et écrémage. Dans les procédés antérieurement connus, des petits-laits présentant des teneurs aussi fortes en matière grasse ne peuvent pas être traités. En tout cas, la teneur en matière grasse du petit-lait initial ne devrait pas dépasser 0,06 % quand on souhaite obtenir un taux de déphospholipidation d'au moins %. Avec une teneur en matière grasse supérieure à 0,06 % le pourcentage en butyrine s'accrolt, et il s'agit d'une matière qu'il n'est pas possible de précipiter par agréga- tion. Pour le procédé selon l'invention, on utilise de préférence un petit-lait n'ayant encore été soumis à aucun traitement thermique. Avec un taux de déphospholipidation de 85 %, la perte en protide reste inférieure à 11,5 %. Le procédé sera décrit ci-après plus en détail, en se référant au dessin qui le représente schématiquement. Le petit-lait frais et refroidi 1 reçoit une addition de lessive de soude à 5 - 12 % venant du récipient 2, ce qui permet d'ajuster le pH du petit-lait entre 6,9 et 7,2.. Ensuite, on chauffe le petit-lait à 50 - 70 C dans l'échan- geur à plaques 3. Immédiatement après le chauffage, on ajoute au petitlait 0,18 à 0,61 g/litre de calcium sous la forme de chorure de calcium venant du récipient 4. Après maintien à haute température pendant 1 à 3 minutes dans le serpentin chaud 5, le petit-lait ayant subi ce traitement préliminaire va au séparateur-clarificateur 6, dans lequel s'effectue la séparation des lipoprotéines précipitées. Les lipoprotéines séparées sortent du séparateur-clarificateur 6 par l'orifice d'évacuation du concentré 7, tandis que le petit-lait clarifié sort du séparateur par le conduit d'évacuation 8. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé de déphospholipidation du petit-lait pour la séparation des lipoprotéines et pour la réduction de la teneur résiduelle en matières grasses du petit-lait, dans lequel, par addition de calcium et chauffage du petit-lait, suivi d'un maintien à température élevée, il se produit une agrégation des lipoprotéines, le petit-lait étant ensuite soumis à un traitement par centrifugation, c a r a c t é r i s é en ce qu'on augmente le pH du petit- -lait avant le chauffage et en ce qu'on pratique l'addition de calcium après le chauffage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajuste le pH du petit-lait à une valeur comprise entre 6,9 et 7,2. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ajustement du pH est réalisé par addition continuelle de lessive de soude. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la concentration de la lessive de soude est de 5 à 12 % 5. Procédé selon une des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce qu'on chauffe le petit-lait à une température d'au moins 50 C. 6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce qu'on chauffe le petit-lait à une température atteignant au maximum 70 C. 7. Procédé selon une des revendications 1 à 6, caracté- risé en ce que la durée du maintien à haute température est de 1 à 3 minutes. 8. Procédé selon une des revendications 1 à 7, caracté- risé en ce que l'addition de calcium est de 0,18 à 0,61 gramme par litre. 9. Procédé selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'addition de calcium est pratiquée sous la forme de chlorure de calcium. 10. Procédé selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on dirige le petit-lait immédiatement après la période de maintien à haute température, vers une centrifugeuse pour séparer les lipoprotéines. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on utilise comme centrifugeuse un séparateur-clari- ficateur à évacuation automatique.