Brevet FR2810506A1 — publié le 20011228

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une eau riche en calcium et à l'eau obtenue par ce procédé. Le calcium est l'élément minéral le plus abondant dans le corps humain, réparti à 99% dans les os. Cet élément joue un rôle dans la construction osseuse, la contraction musculaire, la transmission des signaux nerveux et les echanges ioniques à travers les membranes cellulaires. Il intervient également dans la sécrétion des hormones, des enzymes digestives et des neurotransmetteurs. Les apports journaliers recommandés (AJR) en calcium sont de mg pour les hommes et les femmes de plus de 24 ans, un apport en calcium plus important étant requis lors de la grossesse et de l'allaitement par exemple. Le lait, les produits laitiers et certains légumes (notamment les brocolis, le chou frisé et le persil) sont des aliments naturellement riches en calcium. L'eau peut également constituer une source importante de calcium. En effet, contrairement aux eaux de source qui sont habituellement pauvres calcium, certaines eaux minérales sont naturellement riches en ce minéral. Toutefois, dans ces eaux plates, le calcium est principalement present sous forme de sulfate (CaS04), forme qui est mal assimilée niveau de l'intestin et qui confère à l'eau un goût communément qualifié de désagréable par le consommateur. Du chlorure de calcium (CaCIZ) est parfois ajouté enrichir les eaux de bouteilles en calcium. Bien que ce sel soit très soluble dans l'eau, il ne permet pas d'obtenir une concentration en calcium très élevée, puisque la quantité de chlorure calcium dans les eaux de boisson est limitée à 250 mg/1 par les directives européennes. En outre, à l'instar du sulfate de calcium, le chlorure de calcium confère mauvais goût à l'eau. Le but de la présente invention est donc de pourvoir à une eau de boisson particulièrement riche en calcium qui ne présente pas les inconvénients des eaux riches en calcium antérieurement connues, ainsi qu'à un procédé de fabrication d'une telle eau. L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une eau de boisson, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) dissolution de gaz carbonique dans une eau potable faiblement minéralisée, b) passage de l'eau carbonatée obtenue à l'étape a) dans une enceinte à l'intérieur de laquelle est confiné du carbonate de calcium sous forme solide, et c) addition, à l'eau obtenue à l'étape b), d'une solution comprenant du sulfate de calcium et/ou du chlorure de calcium. On entend par eau de boisson une eau potable apte à la consommation humaine quotidienne, eau qui ne se trouve pas telle qu'elle dans la nature mais dont la composition en éléments minéraux est ajustée par un procédé industriel. Par ailleurs, on entend par eau carbonatée une eau comprenant du gaz carbonique et par eau potable faiblement minéralisée une eau potable qui ne contient pas d'ions calcium ou qui en contient moins de 50 mg/1. Il est bien entendu que pourrait également utiliser une eau qui comprend moins de 150 d'ions calcium ou, de façon générale, toute eau qui ne contient pas le taux désiré en ions calcium. Dans un mode de mise en oeuvre avantageux du procédé conforme à l'invention, le gaz carbonique est dissous dans l'eau faiblement minéralisée, lors de l'étape du procédé, à un débit compris entre 4 et 10 kg/h, de manière à ce que l'eau comprenne, à l'issue de l'étape a), entre 200 et 500 mg/1 de gaz carbonique, de préférence environ 350 mg/1. Le débit de dissolution du gaz carbonique mentionné ci-dessus (de même, tous les débits qui seront indiqués dans ce qui suit) est exprimé pour un débit d'eau, au cours du procédé de fabrication d'une eau de boisson selon l'invention, de 20 m3 /h. Un telle valeur est choisie de façon arbitraire, étant bien entendu qu'un débit d'eau différent pourrait être utilisé, par exemple dans une gamme de 80 à 200 m3/h, auquel cas les autres débits mentionnés dans ce qui suit seront ajustes conséquence. L'enceinte dans laquelle passe l'eau lors de l'étape b) du procédé conforme à l'invention renferme classiquement entre 150 et 500 kg de carbonate de calcium sous forme solide par m3 /h d'eau traitée. L'eau obtenue à l'issue de l'étape b) comprend ainsi avantageusement entre 80 et 170 mg/l, de préférence 130 mg/1 d'ions calcium sous forme bicarbonate. La solution utilisée lors de l'étape c) comprend par exemple entre 80 et g/1, de préférence 90 g/1 de sulfate de calcium et/ou entre 100 et 300 g/1, de préférence 240 g/1 de chlorure de calcium. Pour 20 m3 /h d'eau traitée au cours du procédé selon l'invention, ladite solution de sulfate de calcium et/ou de chlorure de calcium est avantageusement ajoutée à l'eau obtenue à l'étape b) à un débit compris entre 15 et 601/h, par exemple de 30 1/h. A l'issue de l'étape c), l'eau comprend avantageusement entre 20 et 100 mg/l, de préférence 40 mg/1 d'ions calcium sous forme de sulfate, et/ou entre 20 et 140 b , de préférence 130 mg/1 d'ions calcium sous forme de chlorure. Le procédé conforme à la présente invention présente l'avantage de permettre d'obtenir une eau riche en calcium, qui comprend notamment un taux élevé d'ions calcium sous forme de bicarbonate (Ca(HC03)Z). Cette forme, ionisée, présente l'avantage, par rapport aux formes sulfate et chlorure, de rendre le calcium plus disponible au niveau de l'intestin et de ne pas conférer un goût désagréable à eau. En outre, la présence simultanée d'ions calcium sous forme de bicarbonate, de chlorure et/ou de sulfate, ainsi que la répartition entre ces différentes formes ioniques, permet d'optimiser le goût de l'eau. Le procédé décrit ci-dessus permet d'obtenir une eau plate. Si l'on souhaite obtenir une eau gazeuse, le procédé conforme à l'invention peut comprendre, après l'étape c), une étape de dissolution dans l'eau de gaz carbonique, par exemple à un débit compris entre 60 et 120 kg/h (exprimé pour un débit d'eau traitée de 20 m3/h), façon à ce que l'eau obtenue après la dissolution du gaz carbonique comprenne entre 3 et 6 g/1 de ce gaz, de préférence environ 4,5 g/1. L'invention a également pour objet une eau de boisson, caractérisée en ce qu'elle est susceptible d'être obtenue selon le procédé tel que défini ci-dessus. Une telle eau comprend avantageusement au moins 300 mg/1 d'ions calcium. L'eau selon l'invention comprend entre 80 et 170 de préférence 130 mg/l, d'ions calcium sous forme de bicarbonate, dont les avantages sur le goût de l'eau et sur l'assimilation du calcium ont été évoqués ci-avant. L'eau selon l'invention peut également comprendre entre 20 et 100 mg/1, de préférence 40 mg/1, d'ions calcium sous forme de sulfate, et/ou entre 20 et 140 mg/1, de préférence 130 mg/1, d'ions calcium sous forme de chlorure. La consommation régulière de l'eau conforme à l'invention permet de couvrir une partie significative des AJR en calcium, et de réduire ainsi les risques d'une déficience en calcium, dont on connaît les conséquences néfastes sur la santé, telles que les risques d'ostéoporose et, pour les personnes âgées, de fractures osseuses. L'eau conforme à l'invention peut également comprendre, en outre, jusqu'à 80 mg/1, de préférence 50 mg/1, d'ions magnésium (ce qui correspond à environ 15% des AJR, qui sont de 350 mg) et/ou des agents modifiants du goût, tels que des arômes de fruits ou de menthe. De préférence, l'eau selon l'invention est une eau plate. En variante, il peut s'agir d'une eau gazeuse. L'invention sera mieux comprise l'aide de la description qui va suivre, qui se réfère à un exemple de fabrication d'une eau riche en calcium, ainsi qu'au dessin annexé, qui représente schématiquement une installation pour la mise en couvre du procédé de fabrication selon l'invention. Il est bien entendu, toutefois, que cet exemple est donné uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont il ne constitue en aucune manière une limitation. La figure 1 représente une installation pour mettre en couvre le procédé de fabrication d'une eau riche en calcium conforme à l'invention. De l'eau brute, telle qu'une eau potable d'adduction comprenant moins de 50 mg/1 d'ions calcium, ou moins de 150 mg/l, comme évoqué précédemment, est introduite dans la canalisation 1 au moyen-d'une pompe 3, à un débit compris entre 10 et 100 m3 /h, par exemple égal 20 m3 /h. Du gaz carbonique, stocké dans l'enceinte 5, est dissous dans l'eau à un débit compris entre 4 et 10 kg/h, de préférence égale à 7 kg/h, de façon à obtenir une eau dont la concentration en gaz carbonique est comprise entre 200 et 500 mg/1, de préférence d'environ 350 mg/1. L'eau chargée en gaz carbonique ( eau carbonatée ) ainsi obtenue est ensuite introduite dans une enceinte 7, par exemple de 2,5 m de hauteur et d'un diamètre cylindrique de 1,8 m, à l'intérieur de laquelle est confiné du carbonate de calcium sous forme solide. Le débit de passage de l'eau carbonatée dans l'enceinte 7 est compris entre 10 et 30 m3 /h, par exemple égal à 20 ni 3/h. La réaction entre l'eau, acidifiée par la présence de gaz carbonique, et le carbonate de calcium solide aboutit à la formation de bicarbonate de calcium, sel solubilisé dans l'eau. Lors de son passage dans l'enceinte 7, l'eau se charge donc en bicarbonate et en calcium (à raison de 120 à 150 mg/1 de calcium) et s'appauvrit simultanément en gaz carbonique, dont la concentration à la sortie de l'enceinte 7 est comprise entre 150 et 250 mg/l, dans le cas présent environ 220 mg/l. Pour un débit de 20 m3 /h d'eau traitée, une solution comprenant entre 80 et 400 g/1, par exemple 90 g/1, de sulfate calcium et/ou entre 100 et 300 g/1, par exemple 240 g/1, de chlorure de calcium, stockée dans le récipient 9, est ajoutée à l'eau enrichie en carbonate de calcium, après sa sortie de l'enceinte 7, par l'intermédiaire d'un pompe 11, à un débit d'introduction compris entre 20 et 40 1/h, par exemple égal à 301/h. On obtient ainsi une eau plate qui comprend, outre des ions calcium sous forme de bicarbonate, entre 20 et 100 mg/l, de préférence 40 mg/1 d'ions calcium sous forme de sulfate et/ou entre 20 et 140 mg/l, de préférence 130 mg/1 d'ions calcium sous forme de chlorure. Si l'on souhaite obtenir une eau gazeuse, du gaz carbonique, stocké dans le récipient 13, est ensuite injecté dans l'eau, à un débit compris entre 60 et 120 kg/h de préférence égal à 90 kg/h (exprimé par rapport à un débit d'eau traitée de 20 M3/h). On obtient ainsi une eau qui comprend entre 3 et 6 g/1 de gaz carbonique, préférence environ 4,5 g/1. En variante, l'obtention d'une eau gazeuse pourrait être réalisée injectant gaz carbonique dans l'eau en quantité suffisante en tout début de procédé. Conformément à cette variante, de 1 à 2 g/1 de gaz carbonique, issus de l'enceinte 5, sont injectés dans l'eau brute introduite dans la canalisation 1. Cette variante présente l'avantage de diminuer le dimensionnement de l'enceinte 7, qui comprend le carbonate de calcium sous forme solide : lors de l'étape b) du procédé selon l'invention, il sera possible d'utiliser 4 à 5 fois moins de carbonate de calcium par rapport à ce qui a été mentionné précédemment. L'eau obtenue, plate ou gazeuse, est enfin dirigée vers une cuve de stockage avant d'être mise en bouteille. Il est bien entendu que, outre les moyens représentés schématiquement sur la figure 1, le dispositif apte à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention comprend d'autres moyens qui apparaîtront immédiatement nécessaires à un Homme du métier, tels que des bacs tampon, des vannes à l'entrée et à la sortie de chacun des récipients, des moyens de commande et de régulation de ces vannes, etc. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de fabrication d'une eau de boisson, caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) dissolution de gaz carbonique dans une eau potable faiblement minéralisée, b) passage de l'eau carbonatée obtenue à l'étape a) une enceinte (7) l'intérieur de laquelle est confiné du carbonate de calcium sous forme solide, et c) addition, à l'eau obtenue à l'étape b), d'une solution comprenant du sulfate de calcium et/ou du chlorure de calcium. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite eau faiblement minéralisée comprend moins de 50 mg/1 d'ions calcium. 3 ) Procédé selon la revendications 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'eau comprend, à l'issue de l'étape a), entre 200 et 500 mg/1 de gaz carbonique, de préférence environ 350 mg/l. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (7) renferme entre 150 et 500 kg de carbonate de calcium sous forme solide par m3/h d'eau traitée. 5 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'eau obtenue à l'issue de l'étape b) comprend entre 80 et 170 mg/l, de préférence 130 mg/1 d'ions calcium sous forme de bicarbonate. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite solution utilisée lors de l'étape c) comprend entre 80 et 400 g/1, de préférence 90 g/1 de sulfate de calcium et/ou entre 100 et 300 g/1, de préférence 240 g/1 de chlorure de calcium. 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite solution de sulfate de calcium et/ou de chlorure de calcium est ajoutée à l'eau obtenue à l'étape b) à un débit compris entre 15 et 601/h. 8 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'eau obtenue à l'issue de l'étape c) comprend entre 20 et 100 mg/l, de préférence 40 mg/1 d'ions calcium sous forme de sulfate, et/ou entre 20 et 140 mg/l, de préférence 130 mg/1 d'ions calcium sous forme de chlorure. 9 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'eau obtenue à l'issue de l'étape c) comprend au moins 300 mg/1 d'ions calcium. 10 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, après l'étape c), une étape de dissolution dans l'eau de gaz carbonique. 11 ) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz carbonique est dissous dans l'eau à un débit compris entre 60 et 120 kg/h. 12 ) Procédé selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que l'eau obtenue après dissolution du gaz carbonique comprend entre 3 et 6 g/1 de gaz carbonique, de préférence environ 4,5 g/1. 13 ) Eau de boisson, caractérisée en ce qu'elle est susceptible d'être obtenue selon le procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes. 14 ) Eau selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins 300 mg/1 d'ions calcium. 15 ) Eau selon la revendication 13 ou la revendication 14, caractensée en ce qu'elle comprend entre 80 et 170 mg/l, préférence 130 mg/1, d'ions calcium sous forme de bicarbonate. 16 ) Eau selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caracterisée en ce qu'elle comprend entre 20 et 100 mg/l, préférence 40 mg/l, d'ions calcium sous forme de sulfate. 17 ) Eau selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caracterisée en ce qu'elle comprend entre 20 et 140 mg/l, préférence 130 mg/l, d'ions calcium sous forme de chlorure. 18 ) Eau selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caracterisée en ce qu'elle comprend, en outre, jusqu'à 80 mg/l, préférence 50 mg/l, d'ions magnésium. 19 ) Eau selon l'une quelconque des revendications 13 à 18, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, des agents modifiants du goût. 20 ) Eau selon l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une eau plate. 21 ) Eau selon l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une eau gazeuse.