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Les importants paramètres de qualité pour le lait en poudre sont constitués par la qualité microbiologique, les propriétés organoleptiques ainsi que les propriétés physico-chimiques suivantes:
Les étapes de base de la fabrication de lait en poudre sont constituées de l'évaporation et du séchage.
La figure 3 présente le processus de fabrication. On sélectionne du lait de qualité élevée. Etant donné que, lors de la production de poudre, la concentration des substances augmente, le lait doit présenter une stabilité élevée. Faute de quoi, les protéines peuvent se déstabiliser et être précipitées. Un taux d'acidité de < 7.5° SH est nécessaire. Il ne doit pas y avoir de contamination avec des ions métalliques, de cuivre en particulier. Les exigences relatives au nombre de germes doivent être prises en considération. Le lait est libéré des éventuelles souillures par l'épurateur centrifuge, est refroidi et finalement stocké au frais. Selon le genre de poudre, une partie ou l'ensemble de la matière grasse du lait est centrifugée sous forme de crème.
Il s'en suit un traitement thermique qui poursuit plusieurs objectifs:
Il faut privilégier les processus à haute température et de courte durée car cela permet d'obtenir les effets recherchés d'une manière à augmenter les substances oxydantes. De même, la solubilité de la poudre est meilleure lors de l'utilisation d'un processus à haute température et de courte durée. Souvent, on chauffe à 88-95°C pendant 15-30 secondes, parfois à des températures pouvant atteindre 130°C.
Ensuite, le lait passe dans l'installation d'évaporation. Sous vide, l'eau est évaporée avec ménagement à une température de 45-75°C jusqu'à ce qu'une concentration de 33-35% respectivement 40-50% de la matière sèche du lait soit atteinte. Le premier domaine s'applique au séchage sur cylindres et le deuxième au séchage par atomisation. L'énergie est utilisée avec efficience dans les installations d'évaporation car elle est utilisée plusieurs fois. Grâce à la technique des couches minces, le lait et le concentré de lait qui en résulte ne séjournent à haute température que pendant un court laps de temps dans l'installation. La figure 2 montre une installation d'évaporation et la figure 4 son mode de fonctionnement.
Homogenisation wird teilweise bei der Herstellung fetthaltiger Milchpulver durchgeführt. Ziel ist die Reduktion des freien Fettes. Freies Fett ohne schützende Membran reduziert die Löslichkeit von Milchpulver und erhöht das Risiko der Fettoxidation. Nach dem Eindampfen wird mit Drücken von 50-150 bar homogenisiert.
Séchage sur cylindres
Un concentré de lait de 30-35% de matière sèche est appliqué sous la forme d'une couche fine sur les cylindres de séchage en train de tourner. Ceux-ci sont chauffés à l'intérieur avec de la vapeur et présentent une température pouvant aller jusqu'à 145°C. En moins de 3 secondes, on atteint une teneur d'eau résiduelle de 4% seulement et le lait séché est raclé par des couteaux des cylindres. Les feuilles de poudre tombent dans une vis sans fin et sont ensuite réduites dans un broyeur à marteaux, refroidies, criblés et ensuite emballées. La figure 5 présente un schéma d'une installation de séchage à cylindres. Par rapport aux installations de séchage par atomisation, les installations de séchage par atomisation sont relativement compacts et plus avantageuses au niveau de l'investissement. La figure 7 présente une microstructure du lait en poudre. En raison du procédé de séchage, lors du séchage sur cylindres, les particules ont une forme d'écaille et sont plates.
Lors du séchage sur cylindres du lait, il se produit certaines modifications qui sont irréversibles. Les températures élevées provoquent une dénaturation des protéines lactiques, une caramélisation du lactose et un brunissement dû à la réaction de Maillard. En raison de la dénaturation des protéines, la poudre obtenue par séchage sur cylindres possède une moins solubilité dans l'eau que la poudre obtenu par séchage par atomisation. Pour certaines utilisations telle que par ex. La fabrication de chocolat, les propriétés du lait en poudre obtenu par séchage sur cylindres sont plus avantageuses.
Séchage par atomisation
Le séchage par atomisation est la méthode de séchage le plus souvent utilisée pour le lait en poudre.
Figure 6. Le concentré de lait est pulvérisé au haut d'une tour de séchage comprenant plusieurs étages, au moyen de buses ou de disques tournant, en gouttelettes d'un diamètre de 50-80 μm.
La plu-part du temps, dans le haut de la tour également, on insuffle de l'air filtré très chaud d'une température de 150-300°C. Cela permet d'effectuer un séchage avec ménagement. Lors de la pulvérisation, il se forme de petites gouttelettes rondes qui conservent leur forme durant le processus de séchage. C'est la raison pour laquelle la poudre obtenue par séchage par atomisation présente des particules sphériques (voir figure 7). L'air inclus dans les particules engendre une densité apparente moins élevée. L'eau dans les gouttelettes s'évapore rapidement, en l'espace de centièmes voire de dixièmes de seconde. Ceci a pour conséquence que les particules et l'air sont rapidement refroidies. La température des particules à la fin du séchage s'élève seulement à 65-75°C. Après avoir été retirée de la tour de séchage et éventuellement séchée encore une fois dans le séchoir à lit fluidisé, la poudre est séparée en plusieurs étapes de l'air de séchage, également à l'aide de cyclones, et refroidie avec de l'air froid.
Lors de la dissolution de la poudre de lait dans l'eau en vue de la la reconstitution, les particules de poudre subissent divers processus:
|1.||Absorption d'eau à la surface (mouillabilité)|
|2.||Pénétration d'un film d'eau vers la surface des particules|
|3.||Enfoncement dans l'eau|
|4.||Dispersion des particules sans formation de grumeaux|
|5.||Dissolution des particules|
L'instantanéisation de la poudre de lait a pour but d'améliorer la vitesse et l'intégralité de la reconstitution du lait. Grâce aux méthodes suivantes, il est possible d'améliorer quelques uns des processus mentionnés.
Agglomération:
L'agglomération provoque la formation de cavités entre les particules de poudre. Ainsi, de l'eau peut facilement et rapidement pénétrer dans ces cavités lors de la reconstitution (voir figure 8). Cela empêche la formation d'une couche visqueuse autour des particules groupées de poudre comme cela se passe avec les poudres non instantanéisées. Une telle couche visqueuse empêche la poursuite de la pénétration d'eau et ralenti ainsi la reconstitution
Le processus de l'agglomération comprend le mouillage de la surface de la particule avec de la va-peur, de l'eau ou un mélange des deux, l'agglomération proprement dite, le séchage subséquent, le refroidissement et le criblage permettent d'éliminer les particules trop fines et trop grossières.
En principe, une agglomération peut s'effectuer de deux manières:
Lécithinisation
Une telle agglomération ne suffit pas pour les poudres qui contiennent des matières grasses. La matière grasse libre sur la surface de la poudre entrave le mouillage. C'est la raison pour laquelle on pulvérise en outre une solution de lécithine sur de telles poudres pour l'agglomération.
Le lait en poudre est apprécié en tant qu'adjuvant précieux dans toutes sortes d'aliments aussi bien du point de vue nutritif que technofonctionnel.
Lait entier en poudre
Le lait entier en poudre est dissout dans de l'eau et utilisé en tant que lait reconstitué. Ce sont surtout les pays ne disposant pas d'un grand secteur de production laitière qui constituent un marché important en la matière. De grandes quantités de lait en poudre sont utilisées avec des composants de cacao et du sucre pour la fabrication d'exquis chocolat au lait. Il est en outre utilisé pour les articles de confiserie, les biscuits, les articles de boulangerie, les glaçages et divers produits laitiers tels que la crème glacée et le fromage fondu.
Lait écrémé en poudre
Le lait écrémé en poudre est utilisé de différentes façons. Il parvient directement au consommateur en tant que lait écrémé reconstitué. Les fabricants de denrées alimentaires l'utilisent dans les desserts à base de lait, les crèmes glacées, les yoghourts, les produits à base de viande, les produits à base végétale ressemblant à de la viande, dans les glaçages, les sauces, les mayonnaises, les boissons instantanées pour le petit déjeuner etc.
Les poudres de lait issues du séchage par atomisation, traitées avec beaucoup de ménagement, et provenant de lait adapté au lait maternel humain avant le séchage, servent de base pour les aliments pour enfants / les laits pour nourrissons.
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