BE1030280A1 - Procédé et utilisation d’un équipement de traitement de matières premières d’origine végétale destinées à la fabrication de produits alimentaires - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de traitement de matières premières d’origine végétale ainsi que l’utilisation des équipements pour la séparation solide-liquide de suspensions, pour produire des extraits, boissons ou produits dérivés (yaourts, crèmes, …), encore appelés « plant-based products », dans l’industrie agro-alimentaire. Le procédé comporte au moins les étapes suivantes : - mise en suspension d’une matière d’origine végétale ; - séparation solide-liquide à l’aide d’un filtre-presse à plateaux, comportant les phases de : o remplissage du filtre avec la suspension à filtrer ; o filtration de la suspension et formation concomitante d’un gâteau de filtration poreux; o éventuellement lavage du gâteau de filtration, afin de récupérer la majeure partie de l’extrait présent dans le gâteau ; o débâtissage. Ce procédé permet d’améliorer le rendement de production de laits végétaux. Il permet en particulier une récupération optimisée de l’extrait et une consommation réduite en énergies électrique et thermique.
Description
Procédé et utilisation d’un équipement de traitement de matières premières d’origine végétale destinées à la fabrication de produits alimentaires.
La présente invention concerne un procédé de traitement de matières premières d’origine végétale ainsi que l’utilisatton des équipements pour la séparation solide-liquide de suspensions, pour produire des extraits, boissons ou produits dérivés (yaourts, crèmes, ...), encore appelés « plant-based products », dans l’industrie agro-alimentaire.
Introduction
Les produits de substitution aux produits laitiers sont de plus en plus plébiscités. Durant ces dernières années, leur consommation s’est rapidement intensifiée. Ils répondent à des besoins du consommateur, d’ordre éthique ou de santé, et s’inscrivent dans l’intérêt croissant pour les produits « vegans ». Ils ont des propriétés intéressantes notamment d’un point de vue environnemental et nutritif, par exemple pour les personnes intolérantes au lactose ou allergiques au lait de vache. Ils sont notamment riches en fibres et acides gras. Voir « Plant- based milk substitutes : Bioactive compounds, conventional and novel processes, bioavailability studies, and health effects » Journal of Functional Foods (2020)-Elsevier, Elif
Feyza Aydar, et al.
Comme boissons de substitution au lait, il existe notamment des boissons réalisées à partir de la mise en suspension de matières végétales et de leurs extraits dans l’eau. On distingue les matières végétales suivantes : - fruits à coque : amandes, noix, noisettes, noix de cajou, noix de macadamia; - cereales : orge, ble, epeautre, riz, avoine ; - légumineuses : soja, pois, cacahuetes ; - noix de coco ; - graines : tournesol, chanvre ; - tubercules : pommes de terre, manioc,
Les procédés de production de ces produits de substitution aux produits laitiers peuvent être améliorés notamment pour la séparation des fibres solubles et macronutriments, des fibres insolubles, communément appelées drêches ou « okara ».
Etat de la technique
Pour la production de laits d’origine végétale, la séparation des fibres solubles et des macronutriments, des fibres insolubles est généralement réalisée avec la technologie du décanteur centrifuge. L’utilisation de la force centrifuge a l’avantage de pouvoir clarifier des suspensions de tout type, eu égard à la matière première et à son pré-traitement. Cette technique permet également de paramétrer le pourcentage en matières sèches dans le produit filtré.
Le document WO 2014/123466 décrit un procédé de production d’une base liquide d’avoine pour utilisation comme substitut au lait ou comme additif alimentaire. Le procédé comporte les étapes de broyage, enzymage, séparation liquide-solide, addition d’ingrédients, traitement thermique, homogénéisation et emballage.
L’étape de séparation liquide-solide est réalisée à l’aide d’un décanteur, elle peut être omise.
Le document EP 0 731 646 B1 décrit un procédé pour préparer une suspension de céréales, en particulier d’avoine qui comprend les étapes de broyage, mise en suspension dans l’eau, séparation solide-liquide éventuelle pour enlever les particules fibreuses grossières, traitement enzymatique, homogénéisation, stérilisation. L’étape de séparation solide-liquide s’effectue par centrifugation (Exemple 2) ou décantation (revendications).
Le document EP 2 476 317 décrit un procédé de production d’une boisson aux amandes. Le procédé comporte les étapes de séchage des amandes, broyage à sec, dispersion de la pâte d’amande en milieu aqueux, traitement thermique éventuel et emballage optionnel. Aucune étape de séparation liquide-solide n’est décrite.
Le document DE 2020211101792 Ul décrit un procédé de préparation d’un extrait végétal fermenté pour produits de substitution du lait. Le procédé comporte les étapes de liquéfaction de l’amidon contenu dans une matière végétale, en particulier de l’avoine, avec ajout éventuel d’enzymes ; dilution éventuelle ; séparation solide-liquide pour éliminer les composants insolubles ; fermentation ; puis filtration pour éliminer les levures. Dans les exemples de réalisation, la séparation solide-liquide est réalisée par décantation centrifuge.
Les décanteurs centrifuges sont performants en terme de séparation solide-liquide, ils permettent la séparation de particules sur base de leur différence de densité sous l’effet de la force centrifuge à des vitesses allant de 1500 à 10000 g (force gravitationnelle). De ce principe de fonctionnement résulte une consommation électrique importante. D’autre part, les pertes en «extrait », notamment dans le résidu solide (« okara ») sont élevées. En effet, en sortie du décanteur, l’okara présente une humidité de l’ordre de 75 %. Ce pourcentage d’humidité de l’okara est donc constitué de « l’extrait », qui se retrouve dans un sous-produit et n’est pas valorisé. Il s’agit d’une perte de rendement conséquente sur le procédé global de fabrication.
La séparation dans un décanteur centrifuge étant en mode continu, il n’est pas possible de procéder à un lavage du résidu solide durant le cycle de séparation dans une même machine.
Un lavage est possible si le résidu solide issu de la séparation est remis en suspension dans de l’eau, puis soumis à une seconde séparation par décantation centrifuge. Ce procédé implique l’utilisation de deux décanteurs placés en série, ou la réutilisation du décanteur destiné à la séparation pour un cycle de lavage. Les deux options sont coûteuses et non intéressantes du point de vue temps de cycle et rendement.
Dans le domaine de la filtration, il existe différents types de filtres, notamment des filtres- presses dits « à plateaux ».
La demanderesse fournit des équipements industriels et notamment un filtre-presse pour la filtration de la maische de brasserie ou de distillerie et la séparation de la drêche du moût ; le moût clarifié servant à la fabrication d’une bière, d’un alcool ou d’un extrait.
Les filtres-presse à plateaux sont constitués d’une pluralité de plateaux verticaux assemblés les uns aux autres par leur cadre périphérique. Un support filtrant, généralement une toile souple, est tendu sur chaque plateau de manière à délimiter, de part et d’autre du support filtrant : une chambre de filtration, et une chambre de récolte du filtrat. Le support filtrant est fixé au plateau. Au fur et à mesure de la filtration, la suspension à filtrer est introduite dans la chambre de filtration, un gâteau de filtration se forme sur le support filtrant et le moût est récolté dans la chambre de récolte puis s’écoule par les canaux de récolte.
Chaque plateau peut comporter une membrane élastomère qui permet la compression du gâteau de filtration grâce à l’introduction d’un fluide de compression. Ces filtres sont aussi appelés filtres à couches minces à membranes. Un tel filtre est par exemple décrit dans les documents
EP 2 248 571 Al et EP 3 138 620 B1.
La présente invention a pour but de fournir un procédé de traitement de matières premières d’origine végétale pour la production d’une base pour produire des extraits, boissons ou produits dérivés (yaourts, crèmes, … ), encore appelés « plant-based products », dans l’industrie agro-alimentaire.
Il a été découvert qu’il est possible d’améliorer le rendement de ces procédés en utilisant un filtre-presse, en particulier à membrane, pour l’étape de séparation solide-liquide qui suit l’étape de mise en suspension et d’hydrolyse éventuelle.
Un autre but est de proposer un procédé à consommation réduite en énergie électrique et thermique.
La présente invention a pour objet un procédé de traitement de matières premières d’origine végétale qui comporte au moins les étapes suivantes : - mise en suspension d’une matière d’origine végétale comportant des composés à extraire: - séparation solide-liquide à l’aide d’un filtre-presse à plateaux qui comporte au moins des chambres de filtration et des supports filtrants, ladite étape de séparation solide- liquide comportant les phases de : o remplissage du filtre avec la suspension à filtrer ; o filtration de la suspension et formation concomitante de gâteaux de filtration poreux (constitué au moins en partie des éléments insolubles contenu dans la suspension); o éventuellement lavage des gâteaux de filtration, afin de récupérer la majeure partie de l’extrait présent dans les gâteaux ; o débâtissage.
Les gâteaux de filtration sont principalement constitués des matières insolubles contenues dans la matière végétale de départ. Si la matière végétale contient peu de matière insoluble, il est possible d’ajouter, avant filtration, des matières insolubles supplémentaires dans la suspension afin d’aider à la formation des gâteaux de filtration poreux.
Les matières premières d’origine végétale sont choisies parmi les fruits à coque tels que les amandes, noix, noisettes, noix de cajou, noix de macadamia; les céréales telles que l’orge, le blé, l’épeautre, le riz, l’avoine; les légumineuses telles que le soja ; les cacahuètes ; les noix de coco ; les graines telles que le tournesol, le chanvre ; les tubercules tels que la pomme de terre et le manioc. Ces matières contiennent pour la plupart de l’amidon.
Lors de l’étape de mise en suspension, en particulier dans l’eau, des macromolécules comme 5 l’amidon et les protéines, contenues dans la matière végétale de départ sont solubilisées voire hydrolysées en molécules plus simples (sucres, dextrines, acides aminés, protéines de faible poids moléculaire, Beta-glucanes solubles etc). Il est préférable qu’il ne reste pratiquement plus d’amidon résiduel dans la suspension à filtrer sinon les gâteaux et les supports filtrants pourraient se colmater.
Avantageusement, le ratio en poids « eau/matière première » est compris entre 0,5 et 6, de préférence entre 1,5 et 5, et de manière encore préférée entre 2 et 4. Ce ratio pourra être adapté en fonction des matières premières utilisées.
Pour effectuer l’hydrolyse, la suspension est portée à différents paliers de températures avec ou sans ajout d’enzymes. La suspension peut être chauffée de manière indirecte ou de manière directe par injection de vapeur dans la suspension.
Des refroidissements peuvent être intercalés entre les paliers de chauffe.
La température et le pH doivent être adaptés en fonction des matières premières utilisées, de la composition finale du produit souhaité et du type d’enzymes utilisées. D’autres additifs peuvent être ajoutés lors de la mise en suspension (calcium, acide ou base pour modifier le pH, anti- oxydantetc ..)
En fin d’hydrolyse, l’étape de séparation solide-liquide vise à séparer les fibres solubles et macronutriments, des fibres insolubles (communément appelées « okara »).
Lorsque l’étape de séparation solide-liquide comporte une phase de lavage des gâteaux de filtration, celui-ci est effectué par pompage d’eau qui percole au travers des gâteaux de filtration. La température de l’eau de lavage est de préférence comprise entre 60 et 95°C, de manière encore préférée entre 70 et 85 °C.
De préférence, le filtre-presse comporte des membranes élastomères.
Dans ce cas, le procédé de traitement de matières premières d’origine végétale comporte au moins les étapes suivantes : - mise en suspension d’une matière d’origine végétale comportant des composés à extraire:
- séparation solide-liquide à l’aide d’un filtre-presse à plateaux à membranes qui comporte au moins des chambres de filtration et un support filtrant, ladite étape de séparation solide-liquide comportant les phases de : o remplissage du filtre avec la suspension à filtrer ; o filtration de la suspension et formation concomitante de gâteaux de filtration poreux (constitué au moins en partie des éléments insolubles contenus dans la suspension) sur le support filtrant; o précompression des gâteaux de filtration afin de récupérer le maximum d’extrait et d’homogénéiser les gâteaux ; o lavage des gâteaux de filtration, afin de récupérer la majeure partie de l’extrait présent dans les gâteaux ; o compression afin de réduire la teneur en humidité des gâteaux ; o débâtissage
La précompression des gâteaux est réalisée par gonflage des membranes avec un fluide de compression. Celui-ci peut être de l’eau ou de l’air.
De manière particulière, un pré-traitement est réalisé avant la mise en suspension. Ce pré- traitement peut comporter une étape d’élimination partielle ou totale des enveloppes de la matière première d’origine végétale ; il peut comporter un trempage et/ou un traitement thermique par vapeur ou par chauffe indirecte. Le trempage peut être effectué dans une eau à température ambiante ou dans une eau chaude. La composition de l’eau de trempage peut être adaptée, notamment elle peut comporter des additifs, par exemple pour adapter le pH.
Suivant les matières premières utilisées, pour des raisons de procédé ou de qualités organoleptique du produit fini, elles pourront être trempées, blanchies, déshuilées, en amont du broyage.
Selon un mode particulier de l’invention où la matière est constituée de grains de céréale entiers, l’élimination des enveloppes implique la soustraction de 2 à 30% en poids de la matière première (de préférence de 5 à 20%).
Suivant la matière première utilisée, le pré-traitement peut comporter un broyage. Il peut s’agir d’un broyage en voie humide ou à sec. Les broyeurs peuvent être à impact, colloïdaux ou à disques. Un double broyage (voie sèche et voie humide) est également possible.
Le broyage permet avantageusement d’obtenir une granulométrie comprise entre 50 um et 1800 um, de préférence entre 100 um et 1000 um, de préférence entre 125 um et 500 um.
Le procédé selon l’invention peut comporter également un ou des post-traitements.
Une fois la séparation solide-liquide effectuée, le «jus » ou « moût » ou « filtrat » peut être refroidi, pour ensuite poursuivre les étapes de procédé en aval.
Pour la fabrication d’un «lait végétal » par exemple, il subira les étapes de formulation, homogénéisation et traitement thermique (UHT) de stérilisation. Des additifs sont potentiellement ajoutés pour apporter de la consistance, des vitamines, un effet de couleur, de texture, de goût, etc... L’homogénéisation avec une agitation à haut pouvoir de cisaillement donne lieu à une émulsion ou « lait », qui est ensuite stérilisé avant conditionnement.
L’objet de l’invention est aussi l’utilisation d’un filtre-presse comportant une pluralité de chambres de filtration et une pluralité de supports filtrants, pour la séparation solide-liquide d’une suspension d’une matière première d’origine végétale comportant des composés à extraire.
D’autres modes avantageux sont décrits dans les sous-revendications.
La présente invention est particulièrement adaptée pour les procédés utilisant des filtres à couches minces, c’est-à-dire dont la couche de gâteaux de filtration est comprise entre 20 et 100 mm, tels que le filtre presse Meura 2001.
EXEMPLE DE REALISATION
La présente invention est maintenant décrite, à titre d’exemple, par référence aux dessins annexés, dans lesquelles : la Fig. 1 représente une vue en coupe de deux plateaux support ; les Fig. 2 à 9 représentent une vue en coupe d’un filtre-presse, comportant cinq plateaux support, chaque fig. représentant une étape différente du procédé de séparation solide-liquide.
À la Fig. 2, le filtre est vide.
La Fig. 3 illustre l’étape de remplissage.
La Fig. 4 illustre l’étape de filtration.
La Fig. 5 illustre l’étape de pré-compression.
La Fig. 6 illustre le début du lavage.
La Fig. 7 illustre l’étape de lavage.
La Fig. 8 illustre l’étape de compression finale.
La Fig. 9 illustre l’étape de débâtissage.
La Fig. 1 illustre deux plateaux support 1 assemblés par leur cadre périphérique. Chaque plateau 1 comporte d’un côté une toile filtrante 2 et de l’autre côté une membrane élastomère flexible 3. On forme ainsi une succession de chambres de compression 4, chambres de filtration 5 et chambres de récolte 6. Les plateaux peuvent comporter un ou plusieurs bossages centraux (non représenté).
La face du plateau tournée vers la toile filtrante peut comporter des plots de drainage du filtrat.
La chambre de filtration 5 est connectée à un canal d’entrée inférieur ou d’alimentation 7. La chambre de récolte est connectée à un canal de récolte inférieur 8 et supérieur 9. La chambre de compression 4 est connectée à un canal d’alimentation en fluide de compression 10.
EXEMPLE 1
Cet exemple détaille une méthode de production de lait d’avoine à base d’avoine crue dont une partie des enveloppes des grains a été enlevée.
Pré-traitement des matières premières
Les grains d’avoine ont des propriétés particulières en termes de composition et de structure ; ils requièrent des procédés différents en comparaison des grains des autres céréales.
Pour la production de lait d’avoine, les grains d’avoine entiers sont habituellement décortiqués, leurs enveloppes étant non digestibles et peu souhaitées pour des raisons organoleptiques du produit fini.
Dans le cadre de la présente invention, il est cependant nécessaire de former un gâteau poreux pour assurer une bonne efficacité de la filtration. De plus, un lavage de ce gâteau filtrant peut être effectué, dans le but de récupérer un maximum d’extrait.
Un décorticage complet des grains d’avoine ne laisserait pas suffisamment de composés insolubles pour la formation d’un tel gâteau filtrant. Les inventeurs ont remarqué que si les enveloppes des grains d’avoine sont complètement éliminées, la filtration peut poser des problèmes de colmatage.
Afin d’établir un compromis entre filtrabilité de la suspension à filtrer et qualité organoleptique du produit, la demanderesse a procédé à un traitement des grains d’avoine visant une élimination partielle des enveloppes.
Différentes techniques existent pour séparer une partie voire l’entièreté des enveloppes, avant ou après broyage des grains entiers. Dans cet exemple, les inventeurs ont choisi d’éliminer une partie de la fraction des enveloppes après broyage des grains d’avoine.
Broyage
Le broyeur pilote utilisé est un broyeur à marteaux équipé d’un moteur de 9,2 kW. Le moteur entraine ainsi quatre rangées de six marteaux. Un système de ventilation forcée permet d’entrainer les fines particules produites au cours du broyage et de les piéger sur des manchettes filtrantes en tissu afin d’éviter les risques d’explosion au sein du broyeur.
Le tamis installé pour le broyage présente des perforations de 3 mm de diamètre.
Après broyage, l’entièreté de la mouture est passée au travers d’un tamiseur vibrant (Russell
Finex EcoSeparator, tamis 2 mm, 30°’) pour la séparation d’une partie des pailles. La fraction la plus grossière retenue sur le tamis, majoritairement constituée d’enveloppes, est séparée du reste de la mouture et représente 17 % de la masse totale des grains.
Mise en suspension (Empâtage/hydratation)
La mouture obtenue (débarrassée partiellement des enveloppes) est ensuite entrainée par une vis vers un hydrateur permettant son mélange avec de l’eau. La température de l’eau d’empâtage est fixée à 55°C, et la quantité totale d’eau est fixée de manière à obtenir un ratio d’eau final de 2,5 litres d’eau par kg de mouture.
Ce ratio eau/mouture, réduit par rapport aux productions de lait d’avoine selon l’état de la technique, est inhérent à l’utilisation d’un filtre-presse à plateaux. En effet, un cycle de filtration sur filtre-presse comprend avantageusement une étape de lavage permettant la récupération de l’extrait contenu dans les gâteaux filtrants. La concentration finale du jus après séparation solide-liquide comprend donc les quantités d’eau introduites à l’étape de mise en suspension et à l’étape de lavage durant le cycle de filtration. Le ratio à l’hydratation est défini sur cette base.
Le fait de travailler avec des suspensions plus concentrées permet en outre de réduire la consommation d’énergie thermique relative aux étapes en amont de la séparation liquide-solide.
Dans cet exemple, 42 kg d’avoine crue partiellement décortiquée ont été broyés et mélangés à 105 L d’eau à 55°C, soit un ratio de 2.5L d’eau/kg de mouture d’avoine.
On estime que l’énergie thermique nécessaire à la chauffe et au refroidissement de cette suspension lors de l’hydrolyse est environ 30% inférieure à celle d’une suspension ayant un ratio d’environ 4-5L d’eau par kg de mouture d’avoine.
Après correction du pH à 6 avec de l’acide phosphorique et ajout d’une alpha-amylase favorisant la conversion de l’amidon en sucres simples, la suspension obtenue est soumise à un diagramme d’hydrolyse optimisé pour l’action de ces enzymes: - 30 min à 75°C - montée à 85°C.
Il s’agit ici d’un diagramme d’hydrolyse simple, d’autres recettes impliquant d’autres enzymes et d’autres paliers de températures peuvent bien sûr être envisagées selon la composition souhaitée pour le produit fini (sucres, protéines, Béta-glucanes, etc...)
La chauffe avec une augmentation de la température de 1°C/min et le maintien en température aux différents paliers sont assurés par injection directe de vapeur à basse pression (système « Aflosjet ®» de Meura) dans le produit.
On obtient alors une suspension d’avoine hydrolysée.
Séparation solide-liquide
La suspension est ensuite filtrée à l’aide d’un filtre « Meura 2001 Hybrid Micro » de quatre chambres d’une capacité nominale totale de 44 kg de malt équivalent (11 kg par chambre). Le cycle de filtration suit l’enchainement d’étapes suivantes : - Remplissage (fig. 3): la suspension est envoyée au filtre à l’aide d’une pompe centrifuge fonctionnant à régime constant, par les canaux d’alimentation 7, de manière à remplir les chambres de filtration 5, en 2 à 4 minutes. - Filtration (fig. 4) : le reste de la suspension est transféré au filtre, l’effet filtrant étant assuré par la formation progressive des gâteaux 11 constitués des matières insolubles de la suspension sur les toiles de filtration 2. La suspension est d’abord envoyée à débit constant (7,5 L/min) jusqu’à atteindre la pression de régulation (450 mbar) pour ensuite maintenir cette pression au sein du filtre. Le volume total de suspension est ainsi transféré en 21 minutes au filtre, et 71L de jus dense à 16,9°Plato sont récoltés par les canaux de récolte 8 et 9. Une unité Plato représente le pourcentage massique d’extrait dans le filtrat.
- Précompression (fig. 5): de l’air (450 mbar) est injecté pendant 5 minutes, par les canaux d’alimentation 10 dans les chambres de compression 4 de chacun des éléments du filtre de manière à précomprimer les gâteaux de filtration 11 préalablement formés. Cette étape permet de récupérer 8L supplémentaires de jus dense et d’homogénéiser la porosité des gâteaux pour un lavage efficace. - Lavage (fig. 6 et 7): 65L d’eau à 85°C sont ensuite envoyés en 61 minutes dans les chambres de filtration 5 et passent au travers des gâteaux de filtration 11 pour récupérer un maximum de l’extrait qu’ils contiennent. Pendant cette étape, la densité du jus en sortie du filtre diminue progressivement à mesure que l’eau entraine l’extrait contenu dans les gâteaux de filtration pour aboutir à 1 à 2°P en fin de lavage. - Compression finale (fig. 8): de l’air est à nouveau envoyé dans les chambres de compression 4 (700 mbar) pendant 5 minutes de manière à comprimer les gâteaux 11 et ainsi récupérer un maximum d’extrait tout en les asséchant pour faciliter leur dédrêchage. Au total, 148 L de jus d’avoine à 14,0°P auront ainsi été récoltés en 1h34. - Débâtissage (fig. 9) : en fin de cycle, le filtre est ouvert et les gâteaux de filtration (okara) à 75% d’humidité sont évacués.
La différence essentielle de ce type de séparation comparé à une séparation par décanteur centrifuge ou filtre-presse à haute pression sans lavage, est que l’extrait présent dans le gâteau de filtration (okara) est récupéré et fait partie intégrante du produit final.
Les étapes de filtration et précompression auront permis de récolter 79L de jus à 16,9°P, ce qui représente 65% de l’extrait total récupéré au cours du cycle de filtration. Les étapes de lavage et compression finale auront permis de récupérer 35% d’extrait supplémentaire.
Post-traitement (Formulation du lait d’avoine)
Pour obtenir un « lait » d’avoine, le jus récupéré à la sortie du filtre est refroidi, puis dilué en ajoutant de l’eau pour obtenir la concentration finale désirée, et transféré dans une cuve d’homogénéisation.
De l'huile de tournesol (3,3 mL/L de jus) et une solution de NaCl 20% (14 mL/kg de mouture) sont ajoutés, et le mélange est homogénéisé. L’agitation du mélange avec un rotor/stator tournant à 3000 rpm (Mixturall, Boccard), durant 10 minutes a permis l’obtention d’une émulsion stable.
Avantages
Les avantages de l’utilisation du filtre à couche mince à membranes sont les suivants : - produire un jus clarifié en un temps de cycle optimisé ; - récupérer la majeure partie de l’extrait issu de la suspension hydrolysée, grâce à l’étape du lavage des gâteaux filtrants ; - produire un okara ayant un taux d’humidité réduit, ce qui réduit les risques de contamination, les coûts de transport et stockage.
L'invention a également permis d’optimiser le rendement du cycle de séparation par rapport aux technologies de l’état de la technique. En particulier, l’étape de lavage permet de récupérer la quasi-totalité de l’extrait imprégné dans les gâteaux filtrants (drêches ou okara).
L’invention permet également de réduire les consommations électrique et thermique du procédé. Lorsqu’une partie de l’eau à incorporer dans le produit pour atteindre la concentration finale est ajoutée à l’étape de lavage, les opérations en amont du filtre (hydrolyse) s'effectuent à une concentration plus élevée (ratios eau/kg matière réduit) ; il s’en suit des volumes de suspensions moins importants à chauffer dans les cuves avant la filtration.
Un autre avantage est que le filtre-presse ne nécessite pas des moteurs électriques à puissances élevées comme les décanteurs centrifuges.
Claims (21)
1. Procédé de traitement de matières premières d’origine végétale qui comporte au moins les étapes suivantes : - mise en suspension d’une matière d’origine végétale comportant des composés à extraire ; - séparation solide-liquide à l’aide d’un filtre-presse à plateaux qui comporte au moins une succession de chambres de filtration (5) et de supports filtrants (2), ladite étape de séparation solide-liquide comportant les phases de : o remplissage du filtre avec la suspension à filtrer ; o filtration de la suspension et formation concomitante de gâteaux de filtration poreux (11) sur les supports filtrants (2); o débâtissage.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de pré-traitement de la matière première, préalable à l’étape de mise en suspension.
3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le pré-traitement comporte une étape de traitement thermique de la matière première.
4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le pré-traitement comporte une étape de trempage de la matière première.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le pré- traitement comporte un broyage des matières premières d’origine végétale.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le pré- traitement comporte une étape d’élimination d’au moins une partie des enveloppes de la matière première d’origine végétale.
7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’eau d’empâtage est introduite dans un rapport en poids eau/matière d’origine végétale compris entre 0,5 et
6.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’à l’étape de mise en suspension, la suspension est portée à plusieurs paliers de température, avec ou sans ajout d’enzymes.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape de séparation solide-liquide est réalisée à une pression inférieure à 2 bars, de préférence inférieure à 1 bar et de manière encore préférée comprise entre 0,3 et 0,8 bar.
10.Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape de séparation solide-liquide comporte une phase de lavage des gâteaux de filtration (11).
11. Procédé selon la revendication précédent, caractérisé en ce que le lavage est effectué par pompage d’eau qui percole au travers des gâteaux de filtration (11).
12 Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la température de l’eau de lavage est comprise entre 60 et 95°C, de préférence entre 70 et 85°C.
13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre-presse comporte des membranes élastomères (3).
14 Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’en fin de filtration, les membranes (3) sont gonflées à l’aide d’un fluide pour exercer une compression sur les gâteaux filtrants (11).
15.Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’en fin de lavage, les membranes (3) sont gonflées à l’aide d’un fluide pour exercer une compression sur les gâteaux filtrants (11).
16.Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les matières d’origine végétale sont choisies parmi les fruits à coquetels que les amandes, noix, noisettes, noix de cajou, noix de macadamia; les céréales telles que l’orge, le blé, l’épeautre, le riz, l’avoine ; les légumineuses telles que le soja, les cacahuètes ; les noix de coco ; les graines telles que le tournesol, le chanvre ; les tubercules tels que la pomme de terre, le manioc.
17 Utilisation d’un filtre-presse comportant une succession de chambres de filtration (5), et de supports filtrants (2) pour la séparation solide-liquide d’une suspension d’une matière première d’origine végétale comportant des composés à extraire, caractérisé en ce que la séparation comporte les phases de : - remplissage des chambres de filtration (5) ; - filtration de la suspension et formation concomitante de gâteaux de filtration poreux (11) sur les supports filtrants (2); - lavage des gâteaux de filtration (11) ; - débâtissage.
18 Utilisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le lavage s’effectue avec une eau ayant une température comprise entre 60 et 95°C, de préférence entre 70 et 85°C.
19 Utilisation selon l’une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisée en ce que la séparation comporte au moins une phase de compression des gâteaux filtrants (11).
20 Utilisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’une phase de compression est réalisée avant le lavage des gâteaux (11).
21 Utilisation selon l’une quelconque des revendications 18 et 19, caractérisée en ce qu’une phase de compression est réalisée après le lavage des gâteaux (11).
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