Brevet FR2651965A1 — publié le 19910322

La présente invention concerne un procédé de fabri- cation de pulpes végétales blanchies, plus particulièrement de pulpes végétales à usage alimentaire blanchies à l'aide de peroxyde d'hydrogène. Les pulpes végétales dont le blanchiment est visé par la présente invention sont par exemple celles de betterave sucrière ou non, d'agrumes, de fruits tels que pomme, pêche, poire, abricot, d'oléagineux comme le tournesol, de céréales comme le blé, le mais ou l'avoine, de légumes comme le petit o10 pois, après que le produit normalement valorisable à partir de chacune d'elles, comme le sucre, le jus de fruit, la pectine, l'huile, l'amidon, la farine, le cas échéant le grain, en ait été extrait ou séparé. Ces pulpes constituent la matière végétale de base à laquelle est destiné le procédé de la présente invention et sont désignées dans tout ce qui suit par le seul terme de pulpe, sauf précision. Elles se caractérisent par une teneur élevée en fibres alimentaires, déterminable par méthode enzymatique connue. Elles sont utilisables dans l'industrie pour fabri- quer des produits alimentaires, des farines par exemple. Mais le développement commercial de ces produits est malheureuse- ment souvent freiné par une coloration trop foncée. Pour améliorer cet état de chose, il a été proposé de soumettre les pulpes à l'action du peroxyde d'hydrogène en solution aqueuse alcaline, comme le propose par exemple le brevet des Etats Unis d'Amérique n 4241093. Le procédé décrit dans ce brevet, comme plus généra- lement les procédés connus de la technique, comporte au terme de l'action du peroxyde d'hydrogène, l'élimination de la solu- tion de blanchiment de la pulpe avant séchage de cette dernière. Cette élimination est classiquement réalisée par lavage de la pulpe, combinaison d'opérations de dilution par rinçage à l'eau et de concentration par pressage. Le lavage a entre autres inconvénients, celui de provoquer des pertes sensibles de matière végétale et/ou la génération d'effluents pollués par des matières organiques. Toujours selon la technique connue la pulpe après élimination du peroxyde d'hydrogène est soumise à un séchage dont il est connu qu'il est communément effectué par évapora- tion d'eau en mettant la pulpe en contact pendant un court instant avec une atmosphère gazeuse qui est le plus générale- ment de la vapeur d'eau à haute température. Ce séchage est pratiqué de manière à ce que la température à laquelle se trouve portée la pulpe n'entraîne pas de dégradation préjudiciable de la matière végétale. Les conditions dans lesquelles est réalisé le séchage sont telles que l'eau éliminée de la pulpe reste à l'état de vapeur d'eau dans l'atmosphère gazeuse en contact avec la pulpe, atmosphère qualifiée par là de sèche. Le séchage ainsi défini est désigné dans tout ce qui suit par le seul terme de séchage. Pour ce qui concerne la betterave sucrière, l'obten- tion de la pulpe extraite, le lavage avec les problèmes qu'il pose et les contraintes qu'il entraîne, de même que le séchage, sont décrits par exemple dans "Sucrerie Française", Octobre 1985, 439-454. Par pulpe sèche on entend dans tout ce qui suit, sauf précision, une pulpe de teneur en eau ne dépassant norma- lement pas environ 10 % à 11 % en poids du fait du séchage. On sait qu'en procédant comme il est connu jusqu'à ce jour au blanchiment et au lavage de la pulpe avant séchage, la blancheur de la pulpe après séchage est souvent bien moindre que celle avant séchage. Aussi les procédés connus conviennent-ils mal à la fabrication de pulpes à la fois sèches et suffisamment blanchies. Le procédé de la présente invention ne présente pas les inconvénients des procédés connus, simplifie le schéma opératoire d'obtention de pulpes blanchies sèches et permet d'obtenir celles-ci avec un degré de blancheur élevé pour le domaine technique concerné. La présente invention consiste en un procédé de fabrication de pulpes blanchies et sèches, dans lequel le blanchiment est réalisé au moyen de peroxyde d'hydrogène et le séchage par vaporisation de l'eau de la pulpe au moyen d'une atmosphère gazeuse sèche circulant au contact de la pulpe, caractérisé en ce que le blanchiment est réalisé simultanément au séchage. Ce résultat est acquis sans avoir à éliminer de matière solide ou liquide de la pulpe depuis le début jusqu'à lo la fin du blanchiment-séchage simultané. Par voie de conséquence un rendement pondéral en matière sèche pratiquement égal à 100 % est assuré alors que la technique connue n'assure qu'un rendement de l'ordre de % pour la pulpe de betterave et de 60 % à 40 % pour la pulpe de fruit. Il n'y a pas génération, du fait du blanchiment-séchage simultané, d'effluents pollués par des produits organiques au contraire des procédés connus. Tout ce qui a été dit plus avant à propos du seul séchage vaut pour le blanchiment-séchage simultané de la présente invention comme en particulier le choix des paramè- tres de façon à ne pas dégrader la pulpe ou le fait que l'eau éliminée de la pulpe par vaporisation reste sous forme de vapeur d'eau dans l'atmosphère gazeuse sèche. L'air, un gaz inerte comme l'azote ou la vapeur d'eau sèche sont le plus souvent utilisés pour constituer cette atmosphère gazeuse. La vapeur d'eau sèche est normalement préférée pour des raisons de commodité, de coût et de sécurité. La température de l'atmosphère gazeuse est le plus souvent comprise entre 20 C et 250 C et est déterminée en fonc- tion de la capacité de séchage du type d'atmosphère choisi. Dans le cas o la vapeur d'eau sèche est utilisée, cette température pourra être par exemple comprise entre envi- ron 150 C et 250 C et, dans ces limites, de préférence égale ou supérieure à 200 C. La pression de l'atmosphère gazeuse doit être évidemment choisie inférieure à la pression de vapeur d'eau saturante à la température de la phase gazeuse. Elle est en général choisie entre environ 0,8 bar et 4 bars absolus. La durée du blanchiment-séchage simultané n'excède normalement pas celle du séchage quand il est réalisé isolément. Le procédé de l'invention a donc un net avantage de productivité par rapport aux procédés connus. Ladite durée varie évidemment de cas en cas, suivant la nature de la pulpe, le choix des autres paramètres. Elle peut être courte et ne pas excéder quelques secondes lorsque la température de la phase gazeuse est suffisamment élevée, par exemple supérieure à 1500C. Elle est en général inférieure à environ 10 heures. Elle est suffisante pour assurer normale- ment une consommation pratiquement totale du peroxyde d'hydro- gène engagé ou au moins égale à environ 95 %. Au terme du blanchiment-séchage simultané, la pulpe est séparée de l'atmosphère gazeuse par exemple au moyen d'un cyclone. Une pulpe blanchie est dite sèche ici quand elle contient moins de 10 à 11 % d'eau en poids. De préférence le pH de la pulpe au terme du blanchiment-séchage simultané est compris entre environ 4 et 8. Ce pH préféré est plus précisément compris entre environ 5 et 7 pour la pulpe de betterave et pour la pulpe de fruit, entre environ 6 et 8 pour les sons de céréales comme le blé ou le mais. Le pH est ici, comme dans tout ce qui suit, mesuré sur une suspension de pulpe contenant 3,5 % à 4,5 % en poids de matière sèche. Dans tout ce qui suit on appelle consistance de la pulpe, sa teneur en matière sèche exprimée en pour cent en poids. La pulpe résultant du procédé de l'invention est for- tement désodorisée par rapport à celle résultant d'un procédé connu. La quantité de peroxyde d'hydrogène compté en 100 % qui est admise avec la pulpe dans le blanchiment-séchage simul- tané et qui est exprimée comme pour tout autre produit dans tout ce qui suit sauf précision ou évidence, en pour cent pondéral par rapport à la matière végétale à l'état sec, n'excède pas généralement 15 % environ. La quantité préférée varie selon les cas et elle est de préférence choisie entre 1 % et 10 %. Pour le blanchiment-séchage simultané, des produits divers peuvent être ajoutés à la pulpe en même temps ou non que le peroxyde d'hydrogène,par exemple des agents complexants ou sequestrants des ions métalliques,comme le tripolyphosphate de sodium, des dérivés des acides pyrophosphoriques ou poly- phosphoriques, l'acide citrique, des agents stabilisants du peroxyde d'hydrogène, des agents alcalins tels que l'hydroxyde de sodium, le carbonate de sodium, le benzoate de sodium, l'acétate de sodium. Les agents alcalins sont ajoutés à certaines pulpes de pH initial par trop acide. L'action des agents complexants ou sequestrants peut avoir lieu dans une opération distincte du blanchiment-séchage simultané, avec le cas échéant séparation desdits agents par lavage au terme de leur action avant le blanchiment-séchage simultané. Parmi les produits stabilisants du peroxyde d'hydro- gène figurent par exemple le silicate de sodium ou des composés de magnésium. Le premier est commodément engagé sous forme de solution commerciale de densité égale à 1,33, soit 36 Baumé, dont la quantité mise en oeuvre n'excède normale- ment pas 6 % et est le plus souvent comprise entre 2 et 5 % comme dans le cas de la pulpe de betterave. Le magnésium est engagé par exemple sous forme de magnésie ou d'hydroxyde de magnésium de façon à ce que la quantité de magnésium engagé soit comprise généralement entre environ 0,01 et 0,5 %. La liqueur de blanchiment, constituée d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène et le cas échéant des produits qui l'accompagnent, est mélangée à la pulpe de manière à ce qu'à l'entrée du blanchiment-séchage simultané la consistance soit égale au moins à 10 % et de préférence comprise entre environ 20 % et 35 % pour la pulpe de betteraves. Le mélange est normalement réalisé à une température voisine de celle à laquelle se trouve la pulpe à ce moment et qui peut être comprise entre la température ambiante et environ 90 C, le plus souvent entre environ 60 C et 800C dans le cas par exemple de la pulpe de betterave. Le mélange est réalisable par exemple au moyen d'un mélangeur à haute densité connu dans l'industrie de la pâte à papier ou d'une machine du type de celle décrite par exemple dans les brevets français publiés sous les numéros 2319737, 2418295, 2451963, 2436844. Le mélange peut être encore réalisé en pulvérisant la liqueur de blanchiment sur la pulpe avant le blanchiment- séchage simultané. On peut aussi mélanger la liqueur de blanchiment à une pulpe de basse consistance, par exemple comprise entre environ 5 % et 10 %, à une température comprise encore entre la température ambiante et environ 90 C, avant de concentrer la pulpe pour l'amener à la consistance et à la teneur en liqueur de blanchiment désirées pour le blanchiment-séchage simultané c'est-à-dire à l'état choisi pour le blanchiment- séchage simultané. Le mélange du peroxyde d'hydrogène à la pulpe avant concentration peut être réalisé dans ce cas par exemple au moyen d'une mélangeur de type classique ou d'un mélangeur qu'il est connu de désigner sous le terme de mélangeur- disperseur, ou d'une pompe centrifuge. Les diverses possibilités de mélange de la liqueur de blanchiment avec la pulpe peuvent être combinées entre elles. Enfin la pulpe peut être soumise de façon connue à un blanchiment suivi ou non d'un lavage avant application du blanchiment-séchage simultané de l'invention. L'appareillage dans lequel le blanchiment-séchage simultané est réalisé selon l'invention est celui connu pour convenir au séchage réalisé isolément selon un procédé connu, comme par exemple un sécheur à tambour, à lit fluidisé ou à vapeur. Les exemples suivants, donnés à titre indicatif mais non limitatif illustrent la présente invention et permettent de juger de son intérêt par rapport à la technique connue. Le degré de blancheur de la pulpe est mesuré sur une pastille de pulpe frittée sous pression et est exprimé en degrés ISO selon la norme de l'industrie papetière. Les quantités de produit, de même que la consistance sont définies de la même manière qu'il a été indiqué plus avant. La pâte blanchie et sèche contient de 0 % à 10-11 % d'eau en poids comme cela a déjà été dit. Le séchage ou le séchage-blanchiment simultané dans les exemples 1 à 13 est réalisé à pression atmosphérique. Exemple 1: Une pulpe de betterave de consistance égale à 28 % qui contient 4,1 g. de matière sèche est additionnée d'une o10 quantité de peroxyde d'hydrogène égale à 10 % et d'eau de façon à ce que sa consistance soit égale à 20 %, puis est soumise durant 4,5 minutes à un blanchiment-séchage simultané dans lequel le séchage est assuré par de la vapeur sèche à une température comprise entre 240 C et 245 C qui circule au contact de la pulpe. Plus de 95 % du peroxyde d'hydrogène engagé sont consommés durant le blanchiment-séchage simultané au terme duquel la pulpe blanchie et sèche a un poids égal à 4,1 g., une teneur en eau inférieure à 1 % en poids, un pH égal à 4,6 et un degré de blancheur égal à 39 IS0. La même pulpe initiale, amenée à une consistance de % uniquement par addition d'eau, sans addition de peroxyde d'hydrogène, est séchée comme ci-dessus. Au terme du séchage son degré de blancheur est égal à 23 IS0. Exemple 2: Le blanchiment-séchage simultané de l'exemple 1 est reproduit à la seule différence que le peroxyde d'hydrogène est accompagné dans son action par une quantité de silicate de sodium égale à 4 %. On obtient 4,2 g. de pulpe blanchie sèche contenant moins de 1 % d'eau en poids. La pulpe blanchie et sèche a cette fois un pH égal à ,6 et un degré de blancheur égal à 41 ISO. Exemple 3: La même pulpe que dans l'exemple 1 contenant 4,1 g. de matière sèche, amenée à une consistance de 8 % par addition d'eau, est soumise à un traitement durant 15 minutes à 80 C au moyen de 0,5 % d'une solution à 40 % en poids du sel de sodium de l'acide éthylènetriaminepentaacétique puis à une concentra- tion par pressage à une consistance de 27 % avant addition d'une quantité de peroxyde d'hydrogène égale à 10 %, d'une quantité de silicate de sodium égale à 4 %, et d'eau, de façon à ce que sa consistance soit égale à 20 %. Elle est soumise alors au blanchiment-séchage simultané comme dans l'exemple 1. On obtient 4,4 g. de pulpe blanchie et sèche qui contient 6 % d'eau en poids et dont le degré de blancheur est égal à 40 ISO. Exemple 4: L'exemple 1 est répété à la seule différence que la quantité de peroxyde d'hydrogène est égale à 5 % au lieu de % Le degré de blancheur de la pulpe blanchie et sèche obtenue est égal déjà à 34 ISO. Exemple 5 (comparatif) La même pulpe que dans les exemples précédents qui contient 4,1 g. de matière sèche est amenée à une consistance de 8 % à l'aide de 5 % de peroxyde d'hydrogène, 4 % de silica- te de sodium, 1,5 % d'hydroxyde de sodium et 0,5 % de solution à 40 % de sel de sodium de l'acide éthylènetriaminepentaacéti- que, avant d'être blanchie durant 1 heure à 75 C puis lavée et pressée pour conduire à une pulpe de consistance égale à 20 % qui est séchée par de la vapeur d'eau sèche circulant à son contact durant 4,5 minutes à une température comprise entre 240 C et 245 C. La pâte ainsi blanchie et séchée a un poids de 4 g., une teneur en eau de 6 % en poids et un degré de blancheur égal à 24 ISO qui est pratiquement celui atteint par séchage de la pulpe sans blanchiment constaté dans l'exemple 1. Exemple 6: L'exemple 5 est reproduit à la différence près que la concentration par pressage amène la pulpe à une consistance de 26 % et qu'ensuite on ajoute 5 % de peroxyde d'hydrogène et de l'eau pour avoir une consistance de 20 % avant séchage. On obtient après séchage 3,9 g. de pulpe blanchie et sèche qui contient 4 % d'eau en poids. Le degré de blancheur de la pulpe blanchie et sèche obtenue au terme du blanchiment-séchage selon l'invention est égal cette fois à 37 ISO donc proche de celui de la pulpe soumise au seul blanchiment-séchage simultané selon l'inven- tion dans l'exemple 4. Exemple 7: A 4,4 g. de son de blé brut de séparation du grain qui contiennent 4 g. de matière sèche, on ajoute une quantité de peroxyde d'hydrogène égale à 10 % et de l'eau pour avoir une consistance de 56 % avant blanchiment- séchage simultané pendant 45 secondes au moyen de vapeur d'eau sèche à 245 C. On obtient 4 g. de son séché et blanchi de teneur en eau inférieure à 1 %, de pH égal à 6,1 et de degré de blancheur égal à 28,7 ISO. On répète l'opération ci-dessus en omettant d'ajou- ter le peroxyde d'hydrogène. Le degré de blancheur du son séché alors obtenu est égal seulement à 19 ISO. Exemple 8: On reproduit l'exemple 7 en ajoutant en plus du peroxyde d'hydrogène, 2 % de silicate de sodium et 0,5 % d'hydroxyde de sodium. Le son séché et blanchi a un pH égal à 7,7 et un degré de blancheur égal à 31,7 IS0. Exemple9: A 4,4 g. de son de mais, ou drêche de mais, qui contiennent 4 g. de matière sèche on ajoute une quantité de peroxyde d'hydrogène égale à 10 %, une quantité de silicate de sodium égale à 4 % et de l'eau pour avoir une consistance égale à 50 %, avant blanchiment-séchage simultané au moyen de vapeur sèche à 240 C durant 1 minute. On obtient 4,1 g. de son de mais blanchi et séché dont la teneur en eau est inférieure à 1 % en poids et le degré de blancheur égal à 31,3 IS0. En opérant comme ci-dessus mais en l'absence de peroxyde d'hydrogène et de silicate de sodium, le degré de blancheur du son de maïs séché est de 14 IS0. Exemple 10: On reproduit l'exemple 9 en remplaçant le son de mais par de la drêche de pomme en ajoutant 1 % d'hydroxyde de sodium en plus du peroxyde d'hydrogène et du silicate de sodium. Le degré de blancheur après blanchiment-séchage simultané est égal à 15,30 ISO. En procédant comme ci-dessus mais en l'absence de tout réactif, le degré de blancheur n'est plus que de 6,8 IS0. Exemple 11: L'exemple 9 est reproduit en remplaçant le son de mais par de la pulpe d'agrume et en procédant au blanchiment- séchage simultané pendant 40 secondes au moyen de vapeur d'eau sèche à 245 C. Le degré de blancheur de la pulpe blanchie sèche est de 17,8 ISO. En procédant comme ci-dessus mais en l'absence de peroxyde d'hydrogène et de silicate de sodium, le degré de blancheur n'est plus que de 8,6 ISO. Exemple 12: De la pulpe de pomme, dite drêche de pomme contenant 4 g. de matière sèche est additionnée de 10 % de peroxyde d'hydrogne, 4 % de silicate de sodium, 4 % d'hydroxyde de sodium et d'eau pour avoir une consistance égale à 30 % avant d'être soumis au blanchiment-séchage simultané au moyen d'air sec à 90 C pendant 6 heures. La drêche blanchie et sèche a un pH égal à 5 et un degré de blancheur égal à 33 ISO. En procédant comme ci-dessus mais en l'absence de peroxyde d'hydrogène, de silicate de sodium et d'hydroxyde de sodium, ce degré de blancheur n'est plus égal qu'à 14,4 ISO. Exemple 13: L'exemple 12 est répété sur de la pulpe d'agrume à l'exception de la consistance qui est de 20 % au ieu de 30 %. La pulpe blanchie et sèche a un pH égal à 6 et un degré de blancheur égal à 30,8 ISO. En opérant comme ci-dessus mais en l'absence de tout réactif, le degré de blancheur est égal à 16,3 ISO tandis que le degré de blancheur de la pulpe initiale est de 19,7 ISO. 1l REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pulpes végétales blanchies et sèches, dans lequel le blanchiment est réalisé à l'aide de peroxyde d'hydrogène et le séchage par vaporisation de l'eau de la pulpe au moyen d'une atmosphère gazeuse sèche circulant au contact de la pulpe, caractérisé en ce que le blanchiment est réalisé simultanément au séchage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de peroxyde d'hydrogène ajoutée à la pulpe à blanchir et sécher simultanément n'excède pas 15 % en poids o10 par rapport au poids de matière végétale à l'état sec. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quantité de peroxyde d'hydrogène est comprise entre 1 % et 10 %. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que un ou des agents stabilisants du peroxyde d'hydrogène sont ajoutés à la pulpe à blanchir et sécher simultanément. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'agent stabilisant est le silicate de sodium. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la quantité de silicate de sodium n'excède pas 6 % en poids par rapport au poids de matière végétale à l'état sec. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la quantité de silicate de sodium est comprise entre 2 et 5 %. 8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'agent stabilisant est un composé du magnésium. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le composé de magnésium est choisi parmi la magnésie et l'hydroxyde de magnésium. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la quantité de composé de magnésium, exprimée en magnésium, est comprise entre 0,01 et 0,5 %. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que des agents complexants ou sequestrants des ions métalliques sont ajoutés à la pulpe à blanchir et sécher simultanément. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le ou les agents complexants ou sequestrants sont choisis parmi le tripolyphosphate de sodium, des dérivés de l'acide pyrophosphorique, des acides polyphosphoriques, l'acide citrique. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que des agents alcalins sont ajoutés à la pulpe à blanchir et sécher simultanément. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'agent alcalin est choisi parmi l'hydroxyde de sodium, le carbonate de sodium, le benzoate de sodium. 15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il es choisi parmi l'air, un gaz inerte, la vapeur d'eau pour constituer l'atmosphère gazeuse sèche. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le gaz inerte est l'azote. 17. Procédé selon l'une des revendications 15 et 16, caractérisé en ce que la température de l'atmosphère gazeuse sèche est comprise entre 20 C et 250 C. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'atmosphère gazeuse est la vapeur d'eau à une température comprise entre 150 C et 250 C. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la température de la vapeur d'eau est égale ou supérieure à 200 C. 20. Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le pH de la pulpe une fois simultanément blanchie et séchée est compris entre 4 et 8. 21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que le pH est compris entre 5 et 7 quand la pulpe à blanchir et sécher simultanément est de la pulpe de betterave ou de la pulpe de fruit. 22. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que le pH est compris entre 6 et 8 quand la pulpe à blanchir et sécher simultanément est du son de céréale. 23. Procédé selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que la consistance de la pulpe qui est soumise au blanchiment et au séchage simultanément est égale ou supérieure à 10 %. 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que la consistance est comprise entre 20 % et 35 %. 25. Procédé selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que le peroxyde d'hydrogène avec les autres produits choisis pour être ajoutés avec lui, est ajouté à une pulpe de consistance n'excédant pas 10 % et qui, cette addi- tion faite, est concentrée pour être amenée à l'état choisi o10 pour son blanchiment simultanément au séchage. 26. Procédé selon la revendication 25, caratérisé en ce que la consistance de la pulpe à laquelle est ajouté le peroxyde d'hydrogène est comprise entre 5 % et 10 %. 27. Procédé selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé en ce que la durée pendant laquelle la pulpe est blanchie et séchée simultanément est telle que 95 % au moins du peroxyde d'hydrogène ajouté à la pulpe sont consommés. 28. Procédé selon l'une des revendications 1 à 27, caractérisé en ce que la pression de l'atmosphère gazeuse sèche est comprise entre 0,8 bar et 4 bars absolus.