<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de préparation de la pectine et produit en résultant
L'invention est relative à la pectine et 4 sa fabrication, et plus particulièrement au traitement de certaines matières contenant de la pectine, en vue d'obtenir un produit sensiblement pur, non frelaté et présent tant certaines caractéristiques avantageuses.
Jusqu'à présent, la pectine extraite de mares de fruits appropriés contenant de la pectine était générale. ment mise dans le commerce, soit sous forme d'un liquide concentré, soit sous forme dtune poudre, Or, ni l'une ni l'autre de ces formes nest entièrement satisfaisante.
La pectine liquide, ou plus exactement la pectine dispersée dans un liquide, qui est généralement de l'eau, est d'un volume et d'un poids relativement élevés, ce qui complique les manipulations et elle se détériore rapidement au contact de l'air et même, dans une certaine
<Desc/Clms Page number 2>
mesure, lorsqu'elle est conservée dans des récipients étanches .
La pectine en poudre, bien qu'elle résiste mieux aux détériorations qui lapectine liquide, est très difficile à disperser du fait que lteau fait gonfler et coller les unes aux autres les particules ou grains* formant éventuellement de volumineux grumeaux* ce qui réduit considérablement la surface exposée à l'eau et ralentit la dispersion de la pectine dans l'eau. Une particularité de cette matière est que$, plus elle est de haute qualité, c'est-à-dire plus son pouvoir gélifiant est élevé. plus elle a tendance à former des grumeaux, et plus il est difficile de la disperser uniformément dans l'eau. En conséquence, la pectine en poudre du commerce est généralement d'un faible pouvoir gélifiant.
Des tentatives ont été faites pour augmenter la vitesse de dispersion de la pectine en poudre en mélan- geant à celle-ci certaines matières, telles que du sucre, qui tendent à maintenir les particules de pectine sépa- rées et empêchent ainsi la formation de grumeaux pendant la dispersion .
On a mélangé aussi à la pectine en pou- dre du bicarbonate de soude, avec une petite quantité d'acide pour augmenter la vitesse de dispersion, en libé- rant du gaz carbonique dans la masse lorsqu'on la mélange à l'eau, et pour maintenir ainsi les particules de pec- tine séparées et éviter la formation de grumeaux. Or, non seulement ces procédés deviennent moins efficaces avec la pectine de haute qualité, mais ils exigent l'ad- dition d'une matière étrangère à. la pectine, ce qui fait que le mélange obtenu ultérieurement lorsqu'on ce qui utilise la pectine est impur et/danscertains cas diminue en réalité l'efficacité ou pouvoir gélifiant de la pec- tine.
En tous cas, ces tentatives constituent tout au
<Desc/Clms Page number 3>
plus un pis-aller et ne conviennent pas au point de vue commercial.
L'invention a notamment pour but l'obtention d'une pectine facilement dispersable, susceptible d'être faci- lement manipulée à sec, pouvant être conservée pendant un temps prolongé dans des empaquetages ordinaires étanches à l'humidité, sans détérioration sérieuse. L'invention vise en outre un procédé perfectionné de préparation de la pectine sous une forme résistant aux détériorations, ainsi qu'uh procédé de fabrication dtune pectine ayant un pH désiré.
Ce résultat est obtenu, ainsi qu'il est décrit plus en détail ci-après, en préparant de la pectine à l'état sec sous forme d'une très mince pellicule ou feuille, en partant de pectine liquide à l'état concentré ou diluée que l'on soumet à un séchage à une température convenable, après ltavoir étendue en une couche uniforme d'épaisseur convenable, directement sur une surface de séchage libre.
Jusqu'ici, il étatt impossible de détacher la pectine pure, sous forme d'une feuille ou pellicule, d'une surface de séchage, étant donné que la pectine adhère si fortement à cette surface qu'elle ne peut être enlevée qu'avec de grandes difficultés et dtailleurs sous forme de poudre ou de petits fragments seulement. Une telle pectine en poudre ou en fragments n'aurait aucun avantage par rapport à la pectine en poudre actuellement dans le commerce.
Avec un tel procédé il est impossible d'enlever complètement la matière de la surface de séchage au moment voulu et en un point quelconque déterminé. Par conséquent, il n'est pas possible de contrôler avec précision la durée pendant laquelle la matière est soumise au séchage et le produit est hétérogène et possède des caractéristiques et un pouvoir gélifiant incertains .
<Desc/Clms Page number 4>
On a déjà proposé, pour l'enlèvement de la pectine d'une surface de séchage à l'état de feuille, d'interposer entre elles une certaine matière qui n'adhère pas elle-même à la surface de séchage, et de
EMI4.1
sécher ainsi la pectine en ltétend8D.;.per,"'dSsus la m- tière intermédiaire: mais ce procédé ne convient pas, car quelle que soit la matière employée pour empêcher le contact de la pectine liquide avec la surface de séchage, à cette matière adhère/ou se disperse dans la masse de la feuille de pectine finale, et ne peut pas être enlevée sans détruire la structure physique de la feuille.
Même si l'on utilise de la pectine en poudre elle*'même comme matière intermédiaire, la pectine se trouve détériorée par la chaleur et la feuille ou pellicule finale comprend un mélange hétérogène de pectine sous des formes physiques diverses, dont une partie, c'est-à-dire la pectine en poudre, résiste à la dissolution, comme indiqué précédem- ment or on a constaté, conformément à l'invention, que si l'on incorpore à la pectine liquide un agent approprié retardant l'adhérence, et si l'on étend alors la pectine sur une surface de séchage appropriée, on peut la faire sècher puis la détacher facilement et complètement à l'aide d'un grattoir ou d'une lame appropriés.
Ces agents retardateurs d'adhérence paraissent retardet ou réduire temporairement la tendance inhérente de la pectine à adhérer à la surface de séchage, sans nuire notablement à l'efficacité de la pectine dans ses usages ultérieurs*
L'invention, qui est basée sur la découverte précédente, consiste en un procédé de préparation de la pectine, qui consiste à appliquer de la pectine à l'état liquide, à laquelle est incorporé un agent retardateur d'dhérence, sur une surface de séchage,, sous forme d'une
<Desc/Clms Page number 5>
couche relativement mince, à soumettre la matière sur cette surface à un séchage à chaud, pour former une pellicule cohérente suffisamment sèche, puis à détacher cette pellicule de la dite surface .
Pour l'application de la présente invention,on peut utiliser comme agent retardateur d'adhérence différentes substances, comme par exemple certains polyalcools, comme la glycérine, et certains de leurs dérivés; certaines huiles, telles que l'huile d'olive, l'huile de citron ou des huiles animales, telles que l'huile de foie de morue et en outre des huiles minérales ou de pétrole raffinées, des cires appropriées, des paraffines et des sucres.
Dans certains cas, le produit naturel,d'où la pectine est extraite, peut être choisi ou combiné à d'autres produits de façon qu'une quantité suffisante d'un ou plusieurs de ces agents soit présente; toutefois, dans la plupart des cas, il sera plus avantageux d'ajouter l'agent convenable à la peotine liquide dans la proportion voulue .
Certains de ces agents retardateurs d'adhérence sont facilement solubles dans,ou miscibles avec, le li- quide contenant la pectine et par suite sont facilement incorporés à celui-ci. Ceux qui ne le sont pas, comme par exemple certaines huiles, cires et paraffines, peuvent être facilement dispersés dans le liquide contenant la pectine, sous forme d'une émulsion, grâce au pouvoir émulsifiant de la pectine. Les cires, y compris celles de la série des paraffines, bien que solides à la tempéra- ture ambiante, peuvent être fondues et facilement dis- persées dans la pectine liquide, à condition d'agiter suffisamment le liquide pendant l'addition de la cire fondue .
Dans l'exécution de l'invention, on prépare de la pectine liquide sensiblement pure en partant d'un marc de fruit ou autre contenant de la pectine, d'une manière
<Desc/Clms Page number 6>
quelconque connue, par exemple par un lessivage d'ex- traction et une clarification, conformément aux procédés connus ou de toute autre manière appropriée. Ayant obtenu la pectine liquide, l'extrait peut être concentré ou non, à volonté, mais il est préférable de concentrer dans une certaine mesure, afin d'augmenter la viscosité du liquide et de faciliter ses manipulations sur la sur-. face de séchage. Le degré de concentration dépendra dans une certaine mesure de la qualité de la pectine présente..
Plus la pectine est de haute qualité, moins il est nécessaire de concentrer la solution, du fait que la viscosité varie directement en fonction de la qualité de la pectine, Par exemple, une pectine à 100 degrés (c'est-à-dire une pectine dont 1 partie gélifie 100 parties de sucre en poids, dans les conditions normales) peut être concentrée de façon à obtenir une solution à 4%, et on constate que la solution a une viscosité qui facilite la manipulation de la matière. Toutefois, on peut utiliser s'il y a lieu une solution à 25, le produit résultant étant entièrement satisfaisant.
La réussite du procédé suivant l'invention, pour l'obtention de pectine sèche, ne dépend pas de la concentration ou de la viscosité de la solution initiale de pectine, et l'on peut utiliser à peu près n'importe quel degré de concentration, en modifiant convenablement l'appareil de séchage. Si l'on veut par exemple,sécher une solution à 4%, et si lton a choisi la glycérine comme agent retardateur d'adhérence, on ajoute environ 3 litres de glycérine pour 100 litres de solution et on agite le mélange jusqu'à ce qu'il soit homogène. La quantité de glycérine est variable et, si le concentrat de pectine contient une quantité appréciable de sucre ou d'huile naturelle, on peut réduire la quantité de glycérine. Celle-
<Desc/Clms Page number 7>
ci dépend de la concentration de la pectine bien plus que du volume de la solution.
Par exemple, 100 litres de solution à 2% exigent environ 1,5 litres de glycé- rine, c'est-à-dire sensiblement la moitié de la quan- tité nécessaire pour 100 litres de solution à 4%.
Le mélange liquide ainsi préparé est amené en contact direct avec une surface de séchage lisse, libre et chauffée , à l'aide d'un dispositif d'alimentation approprié, capable dtétendre la matière sur la surface sous forme d'une couche continue, mince, sensiblement uniforme, recouvrant complètement la surface de séchage.
On peut employer un type quelconque de surface de séchage et il suffit que celle-ci soit suffisamment lisse pour permettre au râcleur de passer uniformément sur celle-ci.
Elle peut avoir la forme d'un tambour ou d'un cylindre rotatif, chauffé intérieurement, par exemple en acier inoxydable, dont la surface extérieure forme la surface de séchage, ou bien elle peut avoir la forme d'un disque, d'une courroie métallique de convoyeur ou de toute autre surface lisse, convenablement chauffée.
Le liquide peut être appliqué sur la surface par un mécanisme quelconque approprié. Par exemple, il peut être contenu dans un récipient disposé au-dessus de la surface d'un cylindre rotatif, hors de contact avec celle-ci, et être déversé sur cette surface pendant que celle-ci tourne, afin d'étendre le liquide régulièrement en une couche mince sur cette surfaces, ou encore le liquide peut être appliqué sur la surface sous forme d'une couche mince continue et uniforme par pulvérisation.
Suivant une forme de réalisation préférée du dispositif pour appliquer la solution de pectine sur une surface de séchage en forme de tambour, la pectine est amenée d'une trémie à travers un tuyau commandé par un
<Desc/Clms Page number 8>
robinet dans une gouttière s'étendant transversalement sur la largeur du tambour de sèchage et formée par une partie de la surface cylindrique de séchage et une plaque disposée suivant un certain angle par rapport à celle-ci, la vitesse d'écoulement de la solution de pectine étant telle qu'il se forme un bain peu profond de liquide à l'endroit où. la surface du tambour et la. plaque inclinée se rencontrent.
A une faible distance en avant de ce bain dans le sens du déplacement du tambour, on monte de façon réglable une barre transversale, disposée à une faible distance de la face du tambour, qui sert à empêcher les bulles de la. pectine liquide de sortir de la gouttière et fait en sorte que la pellicule mince de pectine recueillie par la surface de séchage au moment où celle-ci traverse le bain soit débarrassée de. bulles d'air .
Dans le cas d'une pectine liquide concentrée, la couche à sécher a de préférence une épaisseur d'environ 1,2 à 1,5 m/m et elle adhère au cylindre sècheur,, lorsquton emploie un cylindre, et se déplace avec celui-ci pendant un temps déterminé, suffisant pour sécher couvenablement la pellicule.
La température de la surface de séchage, la durée du sèchage et l'épaisseur de la couche sont coordonnés et réglés de façon que la pectine ne soit pas chauffée exagérément et que sa température ne s'élève pas jusqu'à une valeur telle qu'il y ait détérioration de la pectine; le .chauffage est réglé, à la fois en ce qui concerne sa température et sa durée, de façon à sècher la pectine et à obtenir une pellicule cohérente, ayant une épaisseur égale à 10% environ de celle de la couche initiale, c'est-à-dire, dans l'exemple précédent, environ 0,1 m/m d'épaisseur.
La pellicule ainsi sèchée peut être détachée de la surface de séchage à l'aide d'un
<Desc/Clms Page number 9>
râcleur ou d'une lame appropriée, qui peut être dtune construction et dtune disposition quelconques, à con- constant dition d'être en contact avec toute la largeur de la surface de séchage pendant le déplacement relatif de cette surface par rapport au râcleur Le contact doit être suffisamment intime pour assurer l'enlèvement de toute la matière et laisser ainsi la surface parfaite. ment propre. En même temps, le râcleur doit être d'une construction telle qu'il glisse sur la surface sans l'entailler.
On a constaté qu'on obtient de bons résul- tats avec une lame flexible, par exemple en acier ino- xydable, dont le tranchant est pressé contre la surface de séchage avec une pression suffisante pour assurer le contact nécessaire sur toute la largeur de la surface.
Quel que soit le type de surface employée sa température doit être suffisamment élevée pour assurer l'évaporation de la quantité voulue d'humidité de la pellicule mince de matière, assez rapidement pour réduire au minimum toute action destructive sur la pectine et produire seu lement l'évaporation de l'humidité. La température et la durée de séchage sont en fonction directe l'une de ltautre et doivent être soigneusement coordonnées, de façon que la pectine soit détachée par la lame dès que le degré désiré de séchage est obtenu. La pectine ne peut pas subir un chauffage élevé pendant un temps appréciable et il est donc important de distribuer la matière sur la surface de sèchage rapidement, pour que le séchage et l'enlèvement soit rapides, ce qui est réalisé par le présent procédé .
On a obtenu avec succès des pellicules de pectine en exposant une pellicule mince minterrompue de pectine liquide mélangée à de la glycérine pendant environ 20
EMI9.1
secondes sur la surface externe d'un cylindre chauffé
<Desc/Clms Page number 10>
intérieurement par de la vapeur à une pression de 1,75 kg/ cm2 ce qui donne une température superficielle d'environ
1010 C, ou bien en exposant le mélange pendant environ 7 secondes et demie sur un cylindre chauffé à la Tapeur à une pression de 2,46kg/cm2 donnant une température superficielle d'environ 1070 C.
L'opération de séchage donne un certain degré de porosité à la pellicule de pectine sur la surface de séchage, par suite de l'évaporation de l'eau, la vapeur d'eau formée pendant le séchage @e dégageant à travers la couche en cours de séchage en formant des trous et des pores dans la pellicule séchée.
La matière est enlevée par la lame sous tonne d'une pellicule ou feuille très mince et, par suite de cet en- lèvement,, elle acquiert une surface ondulée. La pellicule ainsi formée peut être recueillie dans un récipient quelconque à mesure qu'elle passe, d'une manière continue, par-dessus la lame.
Cette pellicule de pectine convient à de nombreuses applications, et peut être employée sans autre opération pour la fabrication de gelées, confitures, etc... Toutef ois, la présente invention envisage l'élimi- nation de la glycérine ou autre agent retardateur d'adhé- rence de la pellicule de pectine, sans nuire aux propriétés avantageuses de celle-ci, de façon à obtenir à l'état de pellicule une pectine sensiblement pure, ayant une teneur réduite en humidité et qui, non seulement résiste aux détériorations , mais soit facilement dispersable.
La matière étrangère, telle que la glycérine, ainsi que toute impureté qui aurait pu rester incluse dans la matière jusqutà ce stade du procédé, peut être enlevée en faisant passer la pellicule de pectine à travers un solvant, comme par exemple un alcool, susceptible de dissoudre la glycérine et de dissoudre ou d'enlever par lavage les autres impuretés de la pellicule,, sans affecter la
<Desc/Clms Page number 11>
pectine elle-mène, Lorsqu'on emploie de l'alcool, il est préférable d'utiliser une solution à 95%, mais il est évident quton peut employer d'autres concentrations en alcool, de même que d'autres solvants, tels que l'éther au autres.
Le choix du solvant se limitera bien entendu aux matières qui dissolvent les impuretés de la pellicule de pectine, sans produire un gonflement appréciable de cette dernière. On peut , s'il y a lieu, faire passer la pellicule à travers plusieurs bains et le solvant qui pourrait rester adhérent à la pellicule peut être éliminé en faisant passer celles-ci sur une surface plane suffisamment chauffée pour vaporiser le solvant ainsi entraîné par la pellicules ou encore à travers un sécheur à air ou tout autre mécanisme de séchage .
Le produit résultant consiste en une pellicule mine ce et flexible de pectine, partiellement sèohée à l'état solide, et possédant une surface ondulée irrégulière.
Lorsqu'on la replie ou lorsqu'on l'arrange d'une autre façon pour obtenir une masse feuilletée, la porosité de la pellicule produite au sèchage et la surface ondulée et irrégulière de chaque,-' couche donnent naissance à une quantité innombrable de canaux et conduits à travers la masse,, rendant atnsi celle-ci perméable à l'air et à l'humidité. Si, au moment où le couteau enlève la pelli- cule de la surface de séchage, on écarte la pellicule du couteau en tirant sur cette pellicule avec une légère tension,on élimine à peu près complètement les ondulations de la surface de la pellicule et on obtient un produit plus lisse, ressemblant davantage à du papier .
Bien que la description qui précède du présent procédé se réfère particulièrement à l'emploi de glycérine comme agent retardateur d'adhérence pour permettre d'enle-
<Desc/Clms Page number 12>
Ter la pellicule de pectine desséchée de la surface de séchage, et à l'emploi d'alcool pour dissoudre ¯la glycérine en vue de la séparer de la pellicule terminée, l'homme du métier comprendra aisément qu'on peut employer à la place de la glycérine les autres agents retardateurs d'adhérence mentionnés précédemment ou leurs équivalents et d'autres solvants que l'alcool pour éliminer lesdits agents de la pellicule terminée.
Alors que la pectine liquide ordinaire doit être conservée dans des récipients hermétiques et se détériore lorsqu'elle est exposée à l'air pendant quelques heures, l'expérience montre que la pellicule de pectine sèchée fabriquée conformément à l'invention se conserve sans détérioration et garde toutes ses qualités pendant très longtemps, si elle est-.'emballée dans des récipients or- dinaires étanches à l'humidité . En même temps, lorsqu'on désire employer la pellicule, la pectine se disperse facilement dans un liquide quelconque approprié, dans lequel on désire l'employer .
La confection d'une gelée satisfaisante dépend en partie de l'acidité active ou concentration en ions hydrogène du mélange formant la gelée. La formation de la gelée se produit lorsque la concentration en ions hydrogène tombe entre certaines limites définies du pH, soit entre un pH de 3,55 et un pH de 2,0 environ. Grâce à la présente invention, on peut obtenir le eontr8le voulu de la concentration en ions hydrogène du mélange final formant la gelée en réglant la préparation de la pellicule de pectine de telle façon que, lorsque cette pellicule est ajoutée aux autres ingrédients essentiels pour la fabrication de la gelée, la concentration en tons hydrogène du mélange se trouve réglée au pH voulu.
Dans la fabrication industrielle des gelées, il est
<Desc/Clms Page number 13>
nécessaire que la concentration en ions hydrogène du mé- lange formant la gelée soit insuffisante pour produire la gélification, afin d'empêcher qu'une grande masse de gelée ne fasse prise dans la chaudière, avant de pouvoir être soutirée dans des pots ou autres récipients. Dans cette fabrication industrielle de la gelée, le fabricant ajoute suffisamment diacide dans chaque récipient, après remplissage de ces récipients avec le mélange, pour régler l'acidité du mélange concentré à une concentration en ions hydrogène comprise dans les limites de gélification, c'est-à-dire à un pH de 3,55 à 2,0.
Pour la fabrication industrielle de la gelée décrite ci*-dessus, la pectine doit avoir une concentration en ions hydrogène corres pondant à un pH supérieur à 3,55. Si le procédé d'extraction de la pectine de marcs de fruits et les conditions dans lesquelles cette extraction s'est effectuée sont tels que le pH de la pectine résultante soit inférieur à 3,55,par suite d'une acidité excessive, on peut y remédier et augmenter le pH jusqu'à la valeur désirée en ajoutant un alcali faible au bain à travers lequel passe la pellicule de pectine pour l'enlèvement des matières étrangères . Pour augmenter le pH, de préférence au-dessus de 3,55, on peut Utiliser des composés tels que l'acétate de soude, le bicarbonate de soude ou autres.
Par ce procédé, l'action hydrolytique de l'alcali, qui possède une action destructive sur la pectine, est beaucoup moindre que lorsque l'alcali est ajouté directement à la solution initiale de pectine, comme il était de pratique courante jusqu'alors. Un autre avantage du présent procédé réside en ce que les sels formés lors de la neutrelisation, et dont la présence peut abaisser le pouvoir gélifiant de la pectine, peuvent être facilement éliminés de la pectine en faisant passer la pellicule à travers un
<Desc/Clms Page number 14>
second bain, alors que les sels formés restent dans la pectine lorsque l'alcali est ajouté directement à la so- lution de pectine, comme dans les procédés antérieurs.
D'autre part, si la pellicule de pectine est destinée à l'usage domestique pour la confection de gelées, la concentration en ions hydrogène de la pectine doit être de préférence comprise entre les limites exigées pour la formation de gelées, c'est-à-dire qu'elle doit correspon- un dre à pH de 3,55 à 2,0 et de préférence un pH d'environ 3,0. La présente inTention comporte l'augmentation de la concentration en ions hydrogène de la pectine, lorsque cette augmentation est désirable.
Si, par exemple, la réaction de la pellicule de pectine correspond à un pH supérieur à 5,55, par suite d'une teneur excessive en cendres de la pectine, ce pH peut âtre réduit à toute valeur désirée par addition d'un acide approprié au bain à travers lequel on fait passer la pellicule de pectine pour enlever les matières étrangères ce qui réduit la teneur en cendres de la pectine et en méme temps augmente sa concentration en ions hydrogène. Une très grande partie des cendres contenues dans la pectine est due à la présence de métaux alcalins et alcalino-terreux en combinaison avec les groupes carboxyl de la molécule de pectine. L'addition dtun acide à la pectine provoque la formation de sels de ces métaux, et ltion hydrogène de l'acide ajouté prend la place des métaux dans les groupes carboxyl.
La nature de l'acide employé est indifférente, sous réserve que l'acide et ses sels soient suffisamment solubles dans le bain. On constate que l'acide chlorhydrique convient lorsque l'al- cool constitue le bain. La pellicule de pectine résultante est ensuite lavée en la faisant passer à travers des bains supplémentaires, pour enlever la totalité de l'acide libre et des sels solubles, et la concentration en ions hydrogène
<Desc/Clms Page number 15>
est due presque exclusivement aux groupes carboxyl de la molécule de pectine..
On voit donc que la présente invention concerne non seulement un procédé nouveau et avantageux pour l'obtention de la pectine sous une forme nouvelle,mais en outre un procédé de contrôle de la concentration en ions hydrogène-de la pectine finale, pour obtenir une prise rapide ou lente, ou toute autre vitesse désirée de prise du mélange final destiné à former la gelée .
REVENDICATIONS
1 - Un procédé de préparation de la pectine, qui consiste à étendre de la pectine contenant un agent retardateur d'adhéren-oe sur une surface de séchage, sous forme d'une couche relativement mince, à soumettre la matière sur cette surface à un chauffage à une température convenable, pour obtenir une pellicule cohérente et sensiblement sèche, et à détacher cette pellicule de ladite surface .