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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.