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*Procédé et installation pour la fabrication d'un lait condensé économique et à haute teneur en matière grasse".
L'invention concerne une méthode nouvelle pour la fabrication industrielle d'un lait condensé à haute teneur un matière grasse mais à partir du lait débarrassé de la majeure partie de ses matières grasses naturelles.
Le but de 1invention est de valoriser d'une manière inestimable le déchet de la fabrication du beurre et, d'une manière générale, le lait dont on a extrait le majeure partie des matières grasses.
On sait que celles-ci sont constituées de globules en suspension dans le lait. Au repos, ces globules remontent à la surface du liquide et se séparent donc naturellement de l'agent liquide. Néanmoins, celui-ci retient encore une grande partie de lactose, des matières azotées constituées par la caséine et l'albumine. Egalement, on y retrouve encore une bonne partie des sels
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de magnésie, chaux, potasse, etc. c'est-à-dire, l'ensemble des principes nutritifs du lait autres que ceux caractérisant les matières grasses.
Le principe essentiel de l'invention est de reconstituer un lait entier à partir d'un lait débarrassé de ses matières grasses naturelles en garantissant une teneur en principes chimiques au moins égale à celle du lait entier naturel. Or, nous avons vu que, seules les matières grasses ont été enlevées.
Il importe donc d'introduire des nouvelles matières grasses compatibles avec les nombreuses conditions du problème qui se pose.
En effet, il faut que, chimiquement et physiquement, la matière grasse choisie se rapproche autant que possible de la graisse du lait, dont les éléments essentiels sont des glycérides, des phospholipides du type lécithine et de stérols du type oholestêrine. On choisira donc des graisses, généralement animales, se rapportant d'un tel mélange ou comportant des constituants chimiquement équivalents.
Il est indispensable que ces graisses soient susceptibles de se maintenir dans un état colloidal permanent, afin d'éviter le groupement des globules d'où résulterait un produit hétérogène et très imparfait.
Le lait ainsi reconstitué peut être traité en principe suivant les méthodes usuelles dans l'industrie du lait concentré.
Ou bien, ce qui est préférable, l'ajoute de matières grasses s'effectue sous forme finement divisée au lait préalablement déshydraté.
La concentration proprement dite peut résulter de divers moyens industriels basés sur la nécessité essentielle d'évaporer l'eau ou tout au moins la plus grande partie de l'eau de composition du lait. Cette opération peutêtre exécutée à la pression atmosphérique ou, ce qui est préférable, sous une dépression de l'ordre de 700 m/m de mercure par exemple. On active de ce fait l'évaporation en diminuant l'encombrement des appareils.
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Il est évident que la méthode, objet de 1+invention, peut être appliquée tant pour la fabrication du lait concentré sucre que pour le lait concentré non sucré. Néanmoins, comme dans le second cas, on doit traiter un produit, dont la viscosité est inférieure à celle du produit sucré, on peut être amené à travailler davantage la graisse additionnelle dans l'agent de support, en l'occurrence le lait déshydraté de manière à renforcer la division colloïdale. On évitera de ce fait la séparation mécaniaue ultérieure de la matière lait et de la graisse d'appoint.
Le processus général est donc le suivant, conformément au schématique de la figure 1:
D'une part, le lait débarrassé de ses matières grasses naturelles ou petit lait est dirigé au travers d'un évaporateur ou déshydrateur, dont la fonction essentielle est de débarrasser la matière lait de toute ou d'une partie déterminée de son eau de composition. Cette opération peut se faire physiquement ou, à la fois, physiquement et mécaniquement. Egalement, suivant le débit désiré, on travaillera en pression normale ou en dépression.
D'autre part, la graisse animale additionnelle est soumise aux opérations préalables devant l'amener dans l'état physicochimique compatible avec la fonction colloïdale qu'elle devra rempli
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'" '"" ' ' " " ' '"=,""" dans le milieu qui en constituera le support permanent.
En l'occurrence, et suivant un mode particulier d'exécution, l'inventeur envisage l'application des expériences répétées
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certains J ?X&- et concluantes qu'il a faites sur les graisses de/Betacës et notamment de la baleine. Effectivement, l'inventeur a pu établir que la graisse de baleine dûment purifiée et soumise une hydrogénation déterminée suivant 1'-Origine de la graisse, présentait des affinités qualitatives très remarquables avec les globules des matières grasses du lait.
De plus, outre ces similitudes d'ordre chimique, l'inventeur a pu amener cette graisse animale ainsi traitée, dans un état de fine division tel qu'il a pu les maintenir en suspension
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dans un milieu formé de petit lait et, ce, d'une manière absolument stable et permanente. Il en résulte donc qu'on établit ainsi, en outre des caractéristiques chimioues, des affinités physiques également essentielles pour le problème en cause.
Dès lors, considérant la supériorité de certaines qualités des graisses de baleine sur les matières grasses du lait, il est certain que l'inventeur réalise un produit final de toute
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tant -??-V'.75 première valeur/du point de vue nutritif que du point de vue de la stabilité physico-mécanique.
Ensuite le petit lait déshydraté et la graisse animale dûment préparée sont, à l'intervention de doseurs, envoyés dans un pulvérisateur-mélangeur. C'est là que le produit est effectivement fabriqué. Cette opération est donc d*un intérêt primordial.
Il faut en effet que le mélange se fasse d'une manière intime, totale et permanente. Il faut aussi que la graisse additionnelle soit admise dans un état de division colloïdale; que sa densité soit pratiquement constante pour chaque particule; qu'il ne subsiste aucune cause d'agglomérates, aucune affinité mécanique. Il faut également reconstituer en quelque sorte, physiquement et mécaniquement, les globules des matières grasses naturelles ; de telle sorte qu'on réalise une stabilité parfaite et constante du produit final.
Enfin, le mélange doit être évacué dans un état de concentration équivalent à celui du lait concentré obtenu à partir d'un lait entier naturel.
Néanmoins, dans le but de corriger certaines déficiences qui pourraient se produire en cours de fabrication et qui pourraient donner naissance à un produit trop sec ou trop fluide, on interpose entre le mélangeur et l'emboîtage, un appareil correcteur qui peut faire indifféremment office d'humidificateur ou de dessicateur, suivant les constatations en cours de fabrication.
L'embottage et l'encaissage se font par application
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connus '-<.vn.(:' des moyens industriels/et couramment appliqués en conserverie.
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La schéma de fabrication ainsi divulgué peut évidemment subir une foule infinie de variantes et de compléments ou de modi- fications suivant les matières premières et le produit final dé- siré.
Notamment, on pourra introduire dans ce schéma, quanti- tés d'appareils accessoires en vue de parfaire le travail prépara- toire de matières premières.
La figure 3 schématise à titre de simpleexemple une installation complète groupant les appareils essentiels. Le petit @ lait est déversé d'une manière continue, par un moyen transporteur quelconque, dans une trémie de chargement 1, prolongée à la partie inférieure par un ou plusieurs conduits d'évacuation 2, dont le débit est parfaitement contrôlable. Ce contrôle est tel que le liquide s'écoule en nappes continues et minces sur les plaques 3. de l'évaporateur proprement dit 4. Ce dernier est à action simple ou double, c'est-à-dire qu'il peut provoquer l'évaporation soit par simple dépression, ou passage d'air chaud, soit à la fois par ce moyen et l'intervention d'un moyen de chauffage.
En l'oc- currence, le local 4' est pourvu d'une série de tubes chauffants 5, préférablement des tubes à ailettes. Les plaques 3. sont donc, par ce fait, maintenues à une température constante, qui sera en tout cas toujours inférieure à 100 . Une bonne température d'évapo- ration se place aux environs de 70 . Dans le mme local 4 ce dé- place en permanence un courant d'air soit par tirage naturel, soit par conduite forcée. L'air peut être réchauffé avant son entrée dans l'évaporateur ou bien il se chauffera au contact des tubes 5.
En tout cas, l'air traversant l'évaporateur sera dament filtré, séparé de toutes les matières étrangères solides en suspension et, dans toute la mesure du possible, purifié.
L'eau contenue dans le petit lait sévapore dans une pro- portion dûment réglable. Ce réglage est possible, quel que soit l'évaporateur d''ailleurs en modifiant soit la vitesse de passage du liquide, l'épaisseur de la couche, la température ambiante, les conditions du tirage. On peut évidemment varier une, plusieurs
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ou toutes ces conditions.
L'évaporateur étant ainsi parfaitement réglé, le petit lait, à sa sortie, est débarrassé de la quantité prédéterminée d'eau de composition. Il se présente donc sous une forme visqueuse ou semi-liquide. Dans l'exemple d'installation de la figure 2, le petit lait, dans ce nouvel état est reçu par une pompe 6, qui l'envoieà la partie supérieure de l'appareil de fabrication proprement dite. Cet appareil est un mélangeur spécial réalisant le principe essentiel de l'invention. A titre purement indicatif, cet appareil comprend un tube 7 déversant le petit lait issu de l'évaporateur sur un cône répartiteur 8. Ce tube 7 traverse axialement un distributeur 9, dont le fond est garni d'un tamis diviseur 10 au-dessus duquel opère un élément rotatif hélicoïdal 11.
La graisse admise dans ce distributeur 9 est écrasée contre le tamis 10, qu'elle est forcé de traverser de manière à s'introduire dans l'appareil sous-jacent dans un état de fine division.
La vitesse de rotation de l'élément mobile 11 constitue le moyen de réglage de la quantité de graisse finement divisée admise dans le mélangeur proprement dit. Ce dernier prolonge inférieurement le distributeur 9. Dans sa partie supérieure, vers le sommet du cône répartiteur 8 débouche un conduit 12 issu d'un appareil hydrogénateur 13 d'un type en soi connu. En l'occurrence, cet hydrogénateur peut être simplement constitué par un ozoniseur d'un type également connu. Le but est donc d'envoyer sur la graisse finement divisée tombant par gravité sur le répartiteur 8, un jet d'air ozonisé , de manière à traiter instantanément la graisse. L'évacuation de l'air après opération s'effectue par le conduit 14.
Le petit lait venant du conduit 7 et la graisse finement divisée et hydrogénée tombent en-semble et en quantités dament préréglées sur le même répartiteur conique 8. Toujours par gravité, ces matières sont distribuées d'une façon égale sur la périphérie du pulvérinateur- mélangeur 15. Dans l'exemple non limitatif de la figure 2, cet appareil est formé en principal de rouleaux 16 supportés librement
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par des croisillons 17 entraînés dans un rapide mouvement de rotation, à l'intervention d'un axe 18 et d'un système d'entraînement quelconque, Les rouleaux 16 sont montés sur leurs croisillons, de manière à présenter un certain jeu radial.
Par la force centrifuge, ces rouleaux roulent sur la paroi interne du mélangeur pulvérisateur 15 en y exerçant une pression variable avec la vitesse de rotation du système mobile. De ce fait ,toute la matière distribuée par le répartiteur 8 et a"écoulant le long de cette paroi interne est rencontrée par les rouleaux qui, par leur double effetde roulage et de pression, divisentet mélangent intimement les matières en présence. Toujours par gravité, la matière finale est recueillie normalement au bas de l'appareil.
Comme il est difficile de pouvoir réglértrès exactement le degré d'humidité ou le pourcentage d'eau dans le produit final, il est préconisé avant l'emboîtage de faire passer le produit dans un appareil susceptible d'introduire le pourcentage d'eau manquant ou d'extraire du produit le surplus d'humidité. Suivant le fonction de l'appareil, celui-ci constituera donc un humidificateur ou un dessicateur. Au sortir de celui-ci, le produit peut être emboîté suivant les moyens industriels connus.
Cette installation peut être complétée par divers appareils spéciaux suivant les opérations supplémentaires qu'on peut devoir faire subir aux matières. En effet, le lait condensé peut être sucré ou non. D'autre part, la quantité de matière grasse retirée du lait peut également varier.
Comme indiqué au schéma de la figure 1, on peut admettre dans l'évaporateur, en même temps que le petit lait une certaine quantité de lactose ou d'une substa nce sucrée jugée convenable. Cett
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w -", -4.,, --it' ajoute peut lIJiJ[ se faire dans un appareil mélangeur, qui se pla- 5 cerait donc à 1*entrée de l'évaporateur. On pourrait également introduire la lactose ou produit similaire à la sortie de l'évapora-
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'.MA1.....w-r teur, ou, enfin, la matière sucrée atsxx pourrait être introduite dans le mélangeur.
On peut être amené également à devoir faire subir au lait
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condensé une opération supplémentaire, dans le but de diviser davantage la matière grasse d'appoint, ainsi d'ailleurs que la matière grasse naturelle, à l'effet d'homogénéiser d'une manière parfaite le produit final. Cette opération supplémentaire doit surtout être décidée lorsque l'on craind une séparation ultérieure des différentes matières grasses en présence, surtout lorsque la garantie de conservation doit porter sur une très longue durée.
Les différents appareils formant le schéma de la figure 2, peuvent être remplacés par une foule d'autres appareils ou groupes d'appareils susceptibles de remplir des fonctions équivalentes à celles décrites précédemment. On pourra d'ailleurs puiser dans la technique actuelle et aisément trouver des appareils qui tels quels ou moyennant de légères transformations, pourront parfaitement convenir.
Le dispositif évaporateur ou déshydrateur pourra reposer sur un principe notoirement différent de celui prévu au schéma de la figure 2, et qui consiste à épandre le petit lait en nappes larges et minces.
Par exemple, la figure 3 schématise un moyen original, qui consiste à admettre entre les rouleaux 19, 20, ou groupes de rouleaux d'un laminoir, une pluie de petit lait issue d'une rampe de distribution 21, prolongeant la partie inférieure d'un tank ou réservoir 22. Les rouleaux sont animés d'un mouvement de rotation inverse et sont chauffés à une température donnée par un fluide chauffant traversant les axes respectivement 23, 24. Le carter 25 peut âtre, traversé, à contre-courant, par un passage d'air favori- sant la désaturation de l'ambiance. Au contact des rouleaux lami- neurs et du passage d'air chaud, le petit lait abandonne son eau ou une partie prédéterminée de son eau et est évacué dans un état de concentration pré-établi, -.
Des variantes d'évaporateur sont schématisées aux figures 4, 5 et 6, dans le but de bien faire comprendre la diversité consi- dérable des différents appareils concourant à un résultat identique.
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Dans la figure 4, le principe consiste à déplacer le petit lait par étages successifs dans un état divisé. Les parois ajourées successivement traversées par le petit lait, sont traversées à contre-courant par de l'air chaud, qui entraîne la quantité voulue d'eau. Effectivement, cet appareil est formé d'une colonne 26, dont la partie supérieure est agencée sous la forme d'un réservoir 37 , dont le fond est pourvu de une ou plusieurs rampes de distribution 28. A différentes hauteurs sont placées des parois ajourées 29, 30, 31, dont les ouvertures sont préférablement disposées en quinconce. A la partie inférieure de la cloche 26 se trouve un conduit 32 d'admission de l'air chaud, l'évacuation de l'air saturé s'effectuant par le conduit supérieur 33.
Le fond de la cloche 26 est conique, de manière à assembler la matière concentrée vers le conduit axial d'évacuation 34.
La figure 5 réalise une variante du dispositif de la fiSure 4. En effet, le petit lait issu du réservoir 35, est distribué en filets minces sur des plaques inclinées 36. Ces plaques sont disposées en plusieurs étages et chaque plaque est inclinée opposément par rapport aux plaques voisines. Le petit lait tombe donc d'une plaque sur l'autre. Toutes les plaques sont comprises dans une colonne 37 susceptible d'être traversée par un courant d' air chaud et d'être chauffée en permanence par une circulation extérieure d'un fluide chauffant. Dans ce but, la colonne est à double paroi, laissant un espace libre 38 pour la circulation du ditfluide chauffant.
Dans la figure 6, on part d'un principe différent. Le petit lait est admis dans un tube incliné 39, dont la paroi interne est garnie de fers U 40 ou de tout autre dispositif en chicanes.
Le tube est animé d'un lent mouvement de rotation.IL est axialement traversé par un courant d'air chaud. En tournant, le tube entraîne la matière liquide par ses chicanes et la matière liquide est continuellement déversée vers la partie basse du tube. Eventuellement, celui-ci peut être calorifugé ou chauffé extérieurement.
On peut ainsi imaginer une foule d'autres moyens etdis-
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positifs pour extraire rapidement un pourcentage déterminé de l'eau de composition du petit lait. Le moyen sera choisi au prorata de l'importance des quantités de matières à traiter dans les temps limites.
Egalement, on peut apporter de très nombreuses variantes constructives dans l'appareil mélangeur. La fonction essentielle de cet appareil est non seulement de mélanger le petit lait débarrassé de toute ou partie de son eau de composition et une quantité dénuée de graisse hydrogénée, mais il faut, en plus de cette opération que ces composants soient très finement divisés dans de telles conditions que leur séparation ultérieure n'est pas à craindre.
Dans l'exemple du schéma de la figure 2, on a procédé par roulement et écrasement de la matière. Dans l'installation de la figure 3, pn opère par application de l'effet de projection instantanée résultant de la force centrifuge développée sur les matières elles-mêmes. Le petit lait venant de l'évaporateur rencontre le jet de graisse venant d'un injecteur 41, placé dans l'axe du conduit d'entrée 42 de l'appareil pulvérisateur-mélangeur proprement dit. Celui-ci est formé d'une chambre 43 séparée en deux compartiments superposés par une cloison conique 44, ouverte à son sommet. Cette chambre est axialement pourvue d'un arbre 45 garni de deux plateaux 46, 47, garnissant respectivement chacun des étages.
A l'intervention d'un moyen d'entraînement quelconque l'arbre 45 et les deux plateaux 46, 47, tournent à une vitesse très rapide.
Ce système mobile est placé juste en dessous de l'entrée 42 , de telle sorte que le petit lait venant de l'évaporateur et la graisse injectée rencontrentviolemment le plateau supérieur 46 en rotation rapide. Une première division des matières est provoquée par l'impact violent sur le plateau 46. Celui-ci par sa rotation ra- pideprojette le mélange contre la paroi interne de la chambre 43.
La violence de la projection dépend essentiellement de la vitesse de rotation du système mobile, laquelle est variable. Le mélange est recueilli par la paroi intermédiaire conique 44 et acheminé
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vers le centre du deuxième plateau 47. Le même processus que pour le plateau 46 se répète et rien n'empêche de multiplier encore cette opération si l'on veut pousser davantage(les rigueurs de la division et de l'homogénéisation du mélange. Ces appareils introduisant la force vive pour diviser la masse sont essentiellement recommandables lorsque l'on désire obtenir un produit final devant répondre à un cahier de charges particulièrement sévère.
On peut procéder en effet par des moyens moins énergiques pour tous les autres cas ou il s'agit de faire un produit normal. Par exemple,la figure 7 schématise un appareil extrêmement simple utilisant la pression et le glissement exerces entre les dents coopératives de deux roues dentées. Il suffit de prévoir un carter dûment profile 48 surmonté d'une trémie de chargement 49.. A la base de celle-ci et dans le carter, sont placées deux roues dentées 50, 51, dont le profil et la longueur des dents seront spécialement établis pour répondre à leur fonction particulière. En réglant la vitesse de rotation de ces roues dentées, on contrôle automatiquement le débit de l'appareil.
Une autre forme originale de réalisation d'un mélange parfait et d*une division très poussée consiste à faire usage des principes du chalumeau. Comme indiqué au schéma de la figure 8, deux conduits concentriques 52, 53, servent d'adducteurs respectivement à la graisse hydrogénée et au petit lait venant de l'éva- porateur. Par un moyen quelconque, ces matières sont violemment déplacées au travers de ces conduits,par exemple par application de l'air comprimé'. Les deux jets concentriques viennent brutalement se briser contre un déflecteur 54, pour retomber ensuite au travers d*une série de parois ajourées 55.
Partant d'un moyen similaire, la figure 9 divulgue d'opérer le mélange des constituants par des jets convergents vers un déflecteur commun. En l'occurrence, les injecteurs 56, 57, sont réglés de telle manière que les jets de graisse hydrogénée et de petit lait venant de l'évaporateur se rencontrent en un point placé au-dessus d'un déflecteur 58. Cette action est complétée par
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une opération de roulage. En effet, le déflecteur 58 peut tourner autour d'un axe vertical et il comporte un certain nombre de rouleaux 59 pouvant se déplacer sur un chemin conique 60. De cette manière, la matière pulvérisée par les injecteurs 56, 57, est acheminée normalement sous les rouleaux 59 et est donc soumise à l'action énergique de ceux-ci.
Enfin, un autre moyen consiste à faire intervenir l'effort de réaction développé par un piston se déplaçant dans un cylindre. En l'occurrence, l'appareil schématisé à la figure 10 ccmprend un cylindre 61, dans lequel débouche le conduit 62 y amenant le mélange. Une soupape ou clapet 63 tolère tout mouvement du mélange de haut en bas, mais s'oppose aux mouvements contraires.
Le piston 64 est creux et est garni d"une série de parois horizontales ajourées 65. Les parois supérieure et inférieure du piston sont pourvues d'orifices, respectivement 66, 67, garnis de soupapes , dont l'action s'exerce de bas en haut, d'ou il résulte que la matière peut traverser le piston de haut en bas, mais ne peut se déplacer en sens inverse. Dès lors, si l'on considère le piston dans sa position inférieure et que le cylindre est rempli de mélange, il suffit d'élever lentement le piston pour que le mélange soit positivement forcé de traverser le piston de haut en bas et par conséquent, de traverser les différentes parois ajourées. En modifiant la vitesse du mouvement de piston, on varie les effets mécaniques sur le mélange.
On peut ainsi également multiplier les moyens permettant de diviser et de mélanger intimement la graisse hydrogénée, le petit lait venant de l'évaporateur et les autres constituante éventuels.
Ces nombreux exemples permettent donc d'assurer que l'on peut monter des installations très différentes et que de ce fait le produit industriel nouveau, objet principal de l'invention, est de fabrication aisée. L'installation peut être entièrement automatique et à débit continu. Ou bien, on peut également réaliser
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une installation à travail intermittent, dans lequel cas l'éva- porateur pourrait comporter simplement des plateaux recouverts d'une mince couche de petit lait. Ces plateaux seraient maintenus dans une chambre chaude et éventuellement parcourue par un courant d'air chaud, pendant un temps déterminé. Ensuite, les plateaux seraient enlevés et remplacés par d'autres plateaux chargés de petit lait et ainsi de suite.
Le résidu de l'évaporation serait simplement reclé dans un récipient ad hoc pour être ensuite déversé dans un mélangeur d'un type quelconque. On peut ainsi créer des installations à très grand débit, complètement automatiques et à débit continu, ou bien des installations extrêmement simples semi-automatiques et à débit inteimittent. Entre ces deux catégories d'installations on peut évidemment créer une foule de variantes.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour la fabrication d'un lait condensé à partir de lait débarrassé de ses matières grasses naturelles, mais à haute teneur en matière grasse, caractérisé par le fait qu'on ajoute par un moyen quelconque au petit lait préalablement débarrassé de toute ou d'une partie de son eau de composition, une graisse animale susceptible de se maintenir en permanence en suspension colloïdale.
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* Process and installation for the production of an economical condensed milk with a high fat content ".
The invention relates to a new method for the industrial manufacture of condensed milk with a high fat content but from milk free of most of its natural fat.
The aim of the invention is to enhance in an invaluable manner the waste from the manufacture of butter and, in general, the milk from which the major part of the fat has been extracted.
We know that these consist of globules suspended in milk. At rest, these globules rise to the surface of the liquid and therefore separate naturally from the liquid agent. Nevertheless, this one still retains a large part of lactose, nitrogenous matters constituted by casein and albumin. Also, there is still a good part of the salts
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of magnesia, lime, potash, etc. that is to say, all the nutritional principles of milk other than those characterizing fat.
The essential principle of the invention is to reconstitute a whole milk from a milk freed from its natural fat while guaranteeing a content of chemical principles at least equal to that of natural whole milk. However, we have seen that only the fat has been removed.
It is therefore important to introduce new fats compatible with the many conditions of the problem which arises.
Indeed, it is necessary that, chemically and physically, the fat chosen is as close as possible to the fat of the milk, the essential elements of which are glycerides, phospholipids of the lecithin type and sterols of the oholesterin type. We will therefore choose fats, generally animal, relating to such a mixture or comprising chemically equivalent constituents.
It is essential that these fats are capable of being maintained in a permanent colloidal state, in order to avoid the grouping of globules from which a heterogeneous and very imperfect product would result.
The milk thus reconstituted can in principle be treated according to the usual methods in the condensed milk industry.
Or, which is preferable, the addition of fat is carried out in finely divided form to the previously dehydrated milk.
The actual concentration can result from various industrial means based on the essential need to evaporate the water or at least the major part of the water of composition of the milk. This operation can be carried out at atmospheric pressure or, which is preferable, under a depression of the order of 700 m / m of mercury for example. Evaporation is thereby activated by reducing the bulk of the devices.
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It is obvious that the method, object of the invention, can be applied both for the manufacture of sugar condensed milk and for unsweetened condensed milk. However, as in the second case, we have to treat a product, the viscosity of which is lower than that of the sweet product, it may be necessary to work more the additional fat in the carrier agent, in this case the dehydrated milk of so as to strengthen the colloidal division. The subsequent mechanical separation of the milk material and the additional fat will therefore be avoided.
The general process is therefore the following, in accordance with the diagram in figure 1:
On the one hand, the milk freed of its natural fats or whey is directed through an evaporator or dehydrator, the essential function of which is to rid the milk material of all or a determined part of its water of composition. . This can be done physically or both physically and mechanically. Also, depending on the desired flow rate, we will work under normal pressure or under vacuum.
On the other hand, the additional animal fat is subjected to the preliminary operations to bring it into the physicochemical state compatible with the colloidal function that it will have to fulfill.
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'"'" "''" "''" =, "" "in the medium which will constitute the permanent support.
In this case, and according to a particular embodiment, the inventor envisages the application of the repeated experiments
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certain J? X & - and conclusive that he made on the fats of / Betacës and in particular of the whale. Indeed, the inventor was able to establish that the whale fat, duly purified and subjected to a determined hydrogenation according to the origin of the fat, exhibited very remarkable qualitative affinities with the globules of milk fat.
In addition, in addition to these chemical similarities, the inventor was able to bring this animal fat thus treated, in a state of fine division such that he was able to keep them in suspension.
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in a medium formed from whey and, in an absolutely stable and permanent manner. It therefore follows that, in addition to chemical characteristics, physical affinities that are also essential for the problem in question are thus established.
Therefore, considering the superiority of certain qualities of whale fat over milk fat, it is certain that the inventor achieves a final product of any
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both - ?? - V'.75 first value / from a nutritional point of view and from the point of view of physico-mechanical stability.
Then the dehydrated whey and the duly prepared animal fat are, with the intervention of dosers, sent into a sprayer-mixer. This is where the product is actually made. This operation is therefore of primary interest.
Indeed, the mixture must be done in an intimate, total and permanent way. The additional fat must also be admitted in a state of colloidal division; that its density is practically constant for each particle; that there remains no cause of agglomerates, no mechanical affinity. It is also necessary to reconstitute in some way, physically and mechanically, the globules of natural fats; so that perfect and constant stability of the final product is achieved.
Finally, the mixture must be discharged in a state of concentration equivalent to that of condensed milk obtained from natural whole milk.
However, in order to correct certain deficiencies which could occur during manufacture and which could give rise to a product that is too dry or too fluid, a corrective device is interposed between the mixer and the casing, which can equally serve as a humidifier or desiccator, according to the findings during manufacture.
Embedding and casing are done by application
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known '- <. vn. (:' industrial means / and commonly applied in canning.
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The production scheme thus disclosed can obviously undergo an infinite number of variations and additions or modifications depending on the raw materials and the desired end product.
In particular, it is possible to introduce into this diagram, quantities of accessory devices with a view to perfecting the preparatory work of raw materials.
FIG. 3 shows schematically, by way of simple example, a complete installation grouping the essential devices. The whey is discharged continuously, by any conveyor means, into a loading hopper 1, extended at the lower part by one or more discharge ducts 2, the flow rate of which is perfectly controllable. This control is such that the liquid flows in continuous and thin layers on the plates 3. of the evaporator itself 4. The latter is single or double acting, that is to say it can cause evaporation either by simple depression, or passage of hot air, or both by this means and the intervention of a heating means.
In this case, the room 4 'is provided with a series of heating tubes 5, preferably finned tubes. The plates 3 are therefore maintained at a constant temperature, which will in any case always be less than 100. A good evaporation temperature is around 70. In the same room 4, this permanently displaces a current of air either by natural draft or by forced pipe. The air can be heated before entering the evaporator or it will heat up in contact with the tubes 5.
In any case, the air passing through the evaporator will be thoroughly filtered, separated from all suspended solid foreign matter and, as far as possible, purified.
The water contained in the whey evaporates in a suitably adjustable proportion. This adjustment is possible, regardless of the evaporator, by modifying either the speed of passage of the liquid, the thickness of the layer, the ambient temperature, the conditions of the draft. We can obviously vary one, several
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or all of these conditions.
The evaporator being thus perfectly regulated, the whey, at its outlet, is freed from the predetermined quantity of composition water. It is therefore in a viscous or semi-liquid form. In the installation example of FIG. 2, the whey, in this new state, is received by a pump 6, which sends it to the upper part of the manufacturing apparatus proper. This apparatus is a special mixer realizing the essential principle of the invention. Purely as an indication, this device comprises a tube 7 pouring the whey from the evaporator onto a distributor cone 8. This tube 7 axially passes through a distributor 9, the bottom of which is lined with a dividing screen 10 above which operates a helical rotating element 11.
The fat admitted into this distributor 9 is crushed against the sieve 10, which it is forced to pass through so as to enter the underlying apparatus in a state of fine division.
The speed of rotation of the movable element 11 constitutes the means of adjusting the quantity of finely divided fat admitted into the mixer proper. The latter extends the distributor 9 from below. In its upper part, towards the top of the distributor cone 8, a conduit 12 emerges from a hydrogenator 13 of a type known per se. In this case, this hydrogenator may simply consist of an ozonator of a type also known. The aim is therefore to send a jet of ozonized air onto the finely divided fat falling by gravity onto the distributor 8, so as to instantly treat the fat. The air is evacuated after operation via duct 14.
The whey coming from the duct 7 and the finely divided and hydrogenated fat fall together and in duly preset quantities on the same conical distributor 8. Still by gravity, these materials are distributed evenly over the periphery of the pulverizer-mixer. 15. In the non-limiting example of Figure 2, this device is formed mainly of rollers 16 freely supported.
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by braces 17 driven in a rapid rotational movement, with the intervention of an axis 18 and any drive system, the rollers 16 are mounted on their braces, so as to have a certain radial play.
By centrifugal force, these rollers roll on the internal wall of the spray mixer 15 by exerting a variable pressure thereon with the speed of rotation of the mobile system. Therefore, all the material distributed by the distributor 8 and a "flowing along this internal wall is encountered by the rollers which, by their double rolling and pressure effect, divide and intimately mix the materials present. Still by gravity, the final material is collected normally at the bottom of the apparatus.
As it is difficult to be able to regulate exactly the degree of humidity or the percentage of water in the final product, it is recommended before fitting to pass the product through a device capable of introducing the missing percentage of water or to extract excess moisture from the product. Depending on the function of the device, it will therefore constitute a humidifier or a desiccator. On leaving it, the product can be nested according to known industrial means.
This installation can be supplemented by various special devices depending on the additional operations which may have to be subjected to the materials. In fact, condensed milk may or may not be sweet. On the other hand, the amount of fat removed from milk can also vary.
As indicated in the diagram of FIG. 1, it is possible to admit into the evaporator, at the same time as the whey, a certain quantity of lactose or of a sweet substance deemed suitable. This
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The addition could be done in a mixing apparatus, which would therefore be placed at the inlet of the evaporator. Lactose or similar product could also be introduced. the exit of the evaporator
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'.MA1 ..... w-r tor, or, finally, the sweet material atsxx could be introduced into the mixer.
It may also be necessary to subject the milk to
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condensed an additional operation, with the aim of further dividing the additional fat, as well as the natural fat, to the effect of perfectly homogenizing the final product. This additional operation must especially be decided when there is a fear of a subsequent separation of the various fats present, especially when the guarantee of conservation must relate to a very long period.
The various devices forming the diagram of FIG. 2 can be replaced by a host of other devices or groups of devices capable of fulfilling functions equivalent to those described above. It is also possible to draw on current technology and easily find devices which, as such or by means of slight modifications, will be perfectly suitable.
The evaporator or dehydrator device may be based on a principle which is notoriously different from that provided for in the diagram of FIG. 2, and which consists in spreading the whey in wide and thin layers.
For example, Figure 3 shows schematically an original means, which consists in admitting between the rollers 19, 20, or groups of rollers of a rolling mill, a shower of whey from a distribution ramp 21, extending the lower part of 'a tank or reservoir 22. The rollers are driven by a reverse rotational movement and are heated to a given temperature by a heating fluid passing through the axes 23, 24 respectively. The casing 25 can hearth, traversed, against the current, by an air passage favoring the desaturation of the environment. In contact with the rolling rollers and the hot air passage, the whey gives up its water or a predetermined part of its water and is discharged in a pre-established state of concentration, -.
Variants of evaporator are shown diagrammatically in FIGS. 4, 5 and 6, with the aim of clearly understanding the considerable diversity of the various devices contributing to an identical result.
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In Figure 4, the principle is to move the whey in successive stages in a divided state. The perforated walls successively crossed by the whey, are crossed against the current by hot air, which entrains the desired quantity of water. Indeed, this device is formed of a column 26, the upper part of which is arranged in the form of a reservoir 37, the bottom of which is provided with one or more distribution ramps 28. At different heights are placed perforated walls 29. , 30, 31, the openings of which are preferably staggered. At the lower part of the bell 26 is a duct 32 for the admission of hot air, the discharge of the saturated air being effected through the upper duct 33.
The bottom of the bell 26 is conical, so as to assemble the material concentrated towards the axial discharge duct 34.
FIG. 5 shows a variant of the device of the fiSure 4. In fact, the whey coming from the reservoir 35 is distributed in thin streams on inclined plates 36. These plates are arranged in several stages and each plate is inclined oppositely with respect to to neighboring plates. The whey therefore falls from one plate to the other. All the plates are included in a column 37 capable of being traversed by a current of hot air and of being permanently heated by an external circulation of a heating fluid. For this purpose, the column is double-walled, leaving a free space 38 for the circulation of said heating fluid.
In Figure 6, we start from a different principle. The whey is admitted into an inclined tube 39, the inner wall of which is lined with U irons 40 or any other baffle device.
The tube rotates slowly and is axially crossed by a current of hot air. While rotating, the tube entrains the liquid material by its baffles and the liquid material is continuously discharged towards the lower part of the tube. Optionally, this can be insulated or heated externally.
We can thus imagine a host of other means and
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positive to quickly extract a determined percentage of the water of composition of the whey. The means will be chosen in proportion to the size of the quantities of materials to be treated within the time limits.
Likewise, very many constructive variations can be made in the mixing apparatus. The essential function of this apparatus is not only to mix the whey freed of all or part of its water of composition and a quantity devoid of hydrogenated fat, but it is necessary, in addition to this operation that these components are very finely divided in such conditions that their subsequent separation is not to be feared.
In the example of the diagram of FIG. 2, the process was carried out by rolling and crushing the material. In the installation of FIG. 3, pn operates by applying the instantaneous projection effect resulting from the centrifugal force developed on the materials themselves. The whey coming from the evaporator meets the jet of fat coming from an injector 41, placed in the axis of the inlet duct 42 of the sprayer-mixer apparatus itself. This is formed by a chamber 43 separated into two compartments superimposed by a conical partition 44, open at its top. This chamber is axially provided with a shaft 45 furnished with two plates 46, 47, respectively lining each of the stages.
With the intervention of any drive means the shaft 45 and the two plates 46, 47, rotate at a very fast speed.
This mobile system is placed just below the inlet 42, so that the whey coming from the evaporator and the injected fat violently meet the upper plate 46 in rapid rotation. A first division of the materials is caused by the violent impact on the plate 46. The latter, by its rapid rotation, projects the mixture against the internal wall of the chamber 43.
The violence of the projection depends essentially on the speed of rotation of the mobile system, which is variable. The mixture is collected by the conical intermediate wall 44 and conveyed
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towards the center of the second plate 47. The same process as for the plate 46 is repeated and nothing prevents to multiply this operation further if one wants to push further (the rigors of the division and the homogenization of the mixture. These devices introducing the live force to divide the mass are essentially recommended when it is desired to obtain a final product which must meet particularly severe specifications.
We can proceed in fact by less energetic means for all other cases where it is a question of making a normal product. For example, Figure 7 shows schematically an extremely simple apparatus using the pressure and sliding exerted between the cooperative teeth of two toothed wheels. It suffices to provide a duly profiled casing 48 surmounted by a loading hopper 49 .. At the base of the latter and in the casing, are placed two toothed wheels 50, 51, the profile and length of the teeth of which will be specially established to meet their particular function. By adjusting the speed of rotation of these toothed wheels, the flow rate of the device is automatically controlled.
Another novel form of achieving perfect mixing and very thorough division is to make use of the torch principles. As indicated in the diagram of FIG. 8, two concentric conduits 52, 53 serve as adductors respectively for the hydrogenated fat and for the whey coming from the evaporator. By some means these materials are violently displaced through these conduits, for example by the application of compressed air. The two concentric jets suddenly break against a deflector 54, to then fall back through a series of perforated walls 55.
Starting from a similar means, FIG. 9 discloses operating the mixing of the constituents by converging jets towards a common deflector. In this case, the injectors 56, 57, are adjusted so that the jets of hydrogenated fat and whey coming from the evaporator meet at a point placed above a deflector 58. This action is completed. through
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a rolling operation. In fact, the deflector 58 can rotate about a vertical axis and it comprises a certain number of rollers 59 which can move on a conical path 60. In this way, the material sprayed by the injectors 56, 57, is conveyed normally under the rollers 59 and is therefore subjected to the energetic action thereof.
Finally, another means consists in bringing into play the reaction force developed by a piston moving in a cylinder. In this case, the apparatus shown schematically in FIG. 10 ccmprend a cylinder 61, into which opens the conduit 62 bringing the mixture there. A valve or flap 63 tolerates any movement of the mixture up and down, but opposes contrary movements.
The piston 64 is hollow and is lined with a series of perforated horizontal walls 65. The upper and lower walls of the piston are provided with orifices, respectively 66, 67, filled with valves, the action of which is exerted from the bottom to the bottom. top, where it follows that the material can pass through the piston from top to bottom, but cannot move in the opposite direction. Therefore, if we consider the piston in its lower position and the cylinder is filled with mixture , it suffices to slowly raise the piston so that the mixture is positively forced to pass through the piston from top to bottom and consequently to pass through the various perforated walls. By modifying the speed of the piston movement, the mechanical effects on the piston are varied. The mixture.
It is thus also possible to multiply the means making it possible to divide and intimately mix the hydrogenated fat, the whey coming from the evaporator and the other possible constituents.
These numerous examples therefore make it possible to ensure that very different installations can be set up and that therefore the new industrial product, the main object of the invention, is easy to manufacture. The installation can be fully automatic and continuous flow. Or, we can also realize
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an intermittent working installation, in which case the evaporator could simply have trays covered with a thin layer of whey. These trays would be kept in a hot room and possibly traversed by a current of hot air, for a determined time. Then the trays would be removed and replaced with other trays loaded with whey and so on.
The residue from the evaporation would simply be re-poured into a suitable container and then poured into a mixer of some type. It is thus possible to create very high flow, fully automatic and continuous flow systems, or extremely simple semi-automatic and intermittent flow systems. Between these two categories of installations one can obviously create a host of variants.
CLAIMS.
1.- Process for the manufacture of condensed milk from milk free of its natural fat, but with a high fat content, characterized in that it is added by any means to the whey previously free of all or part of its composition water, an animal fat capable of being permanently maintained in colloidal suspension.