Procédé et installation pour la conservation du lait, du lait écrémé et de la crème. On sait depuis longtemps qu'en traitant le lait par l'oxygène on prolonge sa durée de conservation.
Toutefois, aucun des procédés de ce genre qui ont été proposés n'a pu jusqu'à ce jour se généraliser.
Les uns nécessitent le maintien du lait traité en présence, et .même sous pression, d'oxygène pendant.toute sa conservation; cette obligation de créer un matériel de distribu tion étanche et tenant la pression, rend de tels procédés absolument inapplicables d'une façon généralisée dans la pratique.
D'autres de ces procédés de traitement du lait par l'oxygène ont divers inconvé nients, notamment de nécessiter une longue durée de traitement, plusieurs heures, de faire appel à l'ozone pour remplacer l'oxy gène, ou à l'acide carbonique pour un trai tement successif par les -deux gaz, acide car bonique et oxygène.
L'invention décrite ci-dessous comprend un procédé qui est remarquable en ce que son application peut ne nécessiter que des transformations insignifiantes aux installa tions et matériels existants. Il est applicable au lait entier; au lait écrémé et à la crème.
Le procédé suivant l'invention est carac térisé en ce qu'on soumet le liquide à une pasteurisation comprenant un chauffage suivi d'une réfrigération, et, en ce qu'on in jecte de l'oxygène dans -ledit liquide avant ladite réfrigération.
L'invention comprend en outre une ins- tallation pour la mise en #uvre du procédé ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un appareil de chauffage du liquide à traiter, au moins un injecteur d'oxygène sous pression et au moins un appareil réfri gérateur recevant le liquide chaud et chargé d'oxygène.
On sait que les opérations de ramassage, de traitement et de distribution du lait des tiné à la consommation des villes ou aux fromageries s'effectuent souvent comme suit: La traite des vaches a lieu deux fois par jour, matin et soir; le lait ainsi recueilli dans les fermes, en récipients ouverts ou mal fermés, dans de médiocres conditions d'asepsie, et abandonné à des températures ambiantes dépassant parfois largement, surtout en été, l'intervalle de conservation recommandé, de 5 à -j-12 , est rassemblé et mélangé soit au village, à la laiterie coopérative si elle este, soit dans le camion-citerne du ramas seur.
Après des transports parfois longs et pendant lesquels le lait est soumis à une agi tation peu propice à sa conservation, tous les laits ramassés dans une région sont envoyés à l'usine de pasteurisation; après traitement, le lait est mis en bidons et livré aux détail lants pour la consommation, ou bien il est livré aux fromageries.
Le temps qui s'écoule entre la traite et la pasteurisation est généralement de 8 .à 18 heures. La durée de conservation du lait non pasteurisé est en moyenne de 24 à 30 heures après pasteurisation, elle se trouve portée à 72 heures, à condition de maintenir le lait à la température d'environ + 5 ià -j-10 .
L'acidité du lait avant la pasteurisation est généralement de 15 "Dornic".
La pasteurisation consiste en un chauffage. très rapide du lait entier ou écrémé, ou de la crème, par passage à grande vitesse dans une chaudière chauffée à la vapeur, puis entre des plaques chauffantes en chicane, à circulation intérieure de vapeur; le lait atteint en quelques secondes la sortie, @à une température d'environ 70 à 90 , suivant les méthodes;
après ce chauffage, le lait est en voyé immédiatement dans un- réfrigérant, par exemple un serpentin plongé dans de la saumure, ou bien un appareil à ruissellement sur tubes refroidis, qui le ramène à environ <B>+5',</B> température à laquelle il est mis en bidons ou -en bouteilles fermés, plus ou moins hermétiques, et conservé entre 5 et 10 jusqu'au moment d'être livré au consomma teur ou à la fromagerie.
Le but principal de la pasteurisation est de détruire les germes nocifs contenus dans le lait. Accessoirement, cette opération en prolonge la, durée de conservation. La loi oblige à pasteuriser le lait de façon à. n'avoir qu'un nombre déterminé de germes au cm'.
L'acidité "Dornic" après pasteurisation est de 16 à. 17 . Si le lait pasteurisé est conservé entre -11_5 et -j-10 , elle reste cons tante pendant environ trois jours, durée après laquelle. elle augmente d'abord lente ment, puis plus ou moins rapidement, selon la température de conservation, pour amener la coagulation au bout de quatre à cinq jours. Le lait cesse d'être propre à la. consommation lorsque son acidité augmente jusqu'au point (25 D environ) où il ne supporte plus l'ébullition sans se coaguler, ce qui, pour le lait pasteurisé, se produit en moyenne après quatre jours.
Certaines circonstances, telles que les orages, peuvent accélérer considéra blement l'acidification et la, coagulation du lait, même pasteurisé. Il peut se perdre une quantité importante de lait par excès d'aci- dification avant pasteurisation. La, durée de conservation du lait pasteurisé pendant trois à quatre jours seulement est souvent insuffi sante, et pendant les fortes chaleurs on peut perdre en plus une proportion importante de lait pasteurisé, prématurément coagulé, qui ne peut servir tout au plus qu'à la fromagerie.
Le procédé de traitement suivant l'inven tion, dont la, caractéristique a. été indiquée ci-dessus, trouvera, naturellement son appli cation dans les usines de pasteurisation. Une forme d'exécution avantageuse consiste à injecter l'oxygène dans le circuit du lait, lait écrémé ou crème, à l'endroit où le liquide est à peu près à sa température de pasteuri sation la plus haute, c'est-à-dire entre l'appa reil de chauffage et le réfrigérant, l'oxygène étant amené à, l'injecteur Ù. une pression d'au tant plus forte que la durée de conservation désirée est plus longue, puis s'échappant librement à l'air au moment où le liquide s'écoule du réfrigérant.
Des expériences répétées ont montré que ce simple contact intime, de quelques secon des, du lait normal par exemple, à tempéra ture de pasteurisation, avec de l'oxygène in- , jecté était suffisant pour permettre au lait traité d'être conservé à l'état frais, c'est- à-dire de façon à pouvoir supporter l'ébulli tion sans se coaguler, dans les conditions ha bituelles et notamment dans des récipients sans pression, pendant une durée totale de quatre ià quinze jours, soit avec un gain de un à douze jours, par rapport à la durée de conservation du lait pasteurisé.
Le dessin annexé montre, .à titre d'exem ples, diverses formes d'exécution d'une instal lation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention La fig. 1 montre le schéma d'une pre mière installation.
La fig. 2 représente le détail d'un injec teur d'oxygène.
La fig. 3 représente un appareil de trai tement du lait cru à la ferme ou au village, pour son stockage temporaire.
La fig. 4 représente une usine, fixe ou mobile, de pasteurisation et stabilisation. La fig. 5 montre une variante de l'instal lation de la fig. 1.
Les nombreux essais effectués par l'in venteur semblent indiquer que le facteur principal de la durée de conservation est la pression d'arrivée de l'oxygène au dispositif d'injection. Dans l'installation représentée schématiquement en fig. 1, à la sortie d'un appareil de chauffage 1, .dans un coude 2 d'une canalisation allant à un réfrigérant 3, on a installé un injecteur d'oxygène 4. Les tubes que traverse le lait dans son parcours sont des tubes en cuivre étamé de 50 mm (le diamètre; le débit est de 3500 litres â l'heure, la température de pasteurisation de 85 et l'ouverture terminale de la tuyère d'injec-, tien de 1 mm.
L'oxygène contenu dans une bouteille en acier à 180 kg/cm' de pression est détendu, pour l'insufflation, à une pres sion que l'on a fait varier, au cours des essais, de 1 à 7,5 kg/cm'.
L'augmentation de la durée de conserva tion est d'autant plus grande que la pression d'injection de l'oxygène est elle-même plus élevée, et cette augmentation est surtout sensible lorsque le lait est maintenu à une température plus près de la limite basse, de 5 , de l'intervalle de température de conser vation de -f- 5 à +10 environ.
Il y a lieu de remarquer que le traite ment par l'oxygène abaisse immédiatement l'acidité du lait traité d'environ un degré Demie et que pour les pressions élevées d'oxygène, l'acidité du lait s'abaisse encore d'un degré Dornic au cours des premiers jours.
L'explication de l'action de l'oxygène sur le lait normal, le lait écrémé ou la crème n'a pas été donnée jusqu'à présent de façon satisfaisante. Cependant, la constitution hété rogène de ces liquides, qui sont des émul sions de matières grasses dans une solution colloïdale dont le liquide intermicellaire est une solution complexe, permet de comprendre que l'augmentation de la pression d'injection 'de l'oxygène et de la turbulence du liquide (par exemple dans le passage à un coude de la canalisation) favorise le mélange intime de l'oxygène et du liquide,
donc le contact avec l'oxygène de toutes les particules de ce milieu hétérogène et par conséquent l'effet conservatoire de ce contact, même si celui-ci n'a qu'une durée très brève, de quelques se condes, par exemple, comme c'est le cas dans le dispositif de la fig. 1.
Il est en outre avantageux d'utiliser di vers dispositifs de détail et appareillages qui permettent une meilleure application et une plus grande efficacité du procédé suivant l'invention. L'injecteur 4 de la fig. 1, représenté avec plus de détails à la fig. 2, est constitué par un tube 5 en cuivre rouge étamé monté dans un manchon 6 qui est soudé dans la paroi extérieure 7 d'un coude de la canalisation. Le tube 5 est fermé par un bouchon 8 percé d'un trou de 1 mm' de section.
L'oxygène est introduit sous une pression de, par exem ple, 1 à 10 kg/cm' environ, par exemple à raison de environ 1 litre d'oxygène (mesuré à la pression atmosphérique et aux tempéra tures ambiantes usuelles, soit à environ 15 C) par litre de lait pour assurer une conserva- Lion de lait propre à la consommation variant de cinq :à quinze jours.
La disposition de cet injecteur, dans un coude à 90", dans l'axe de la branche de sor tie, favorise par la turbulence du liquide le mélange intime de l'oxygène et de toutes les particules hétérogènes du lait. La durée de conservation obtenue varie avec la pression d'injection, comme susindiqué.
Entre la bouteille et l'injecteur 4, on place avantageusement une soupape empê chant l'accès du lait vers la bouteille d'oxy gène après fermeture de celle-ci, de façon à éviter la souillure du lait.
L'oxygène employé pour ce traitement est de préférence particulièrement pur. Mal gré cela, on pourrait craindre que des débris de rouille ou d'autres impuretés, provenant du métal de la bouteille, généralement du fer, ne soient entraînés par le jet d'oxygène. Pour y remédier, on peut disposer entre la bouteille et la tuyère d'injection un filtre liquide ou humide, par exemple une solution d'acide chlorhydrique qui retiendra le fer à l'état de chlorure de fer.
L'oxygène ayant traversé ce filtre à acide chlorhydrique est ensuite soigneusement lavé, par exemple dans plusieurs filtres à eau successifs, pour le dé barrasser de toute trace d'acide chlorhydri que, puis séché.
Pour diverses opérations du cycle de ramassage et de distribution du lait, on a avantage à adopter les procédés et appareils suivants pour donner le maximum d'efficacité au traitement dont la caractéristique a été donnée ci-dessus.
Le lait cru provenant de la traite dans les fermes et rassemblé au village est injecté d'oxygène à froid, par exemple à 10 envi ron, et conservé entre + 5 et +10", jusqu'au passage du ramasseur.
Pour assurer ce traitement, on emploie une petite station fixe ou sur roues (fi-. 3) comportant un récipient 10 et un injecteur d'oxygène 11. On peut prévoir avantageuse ment que toute introduction de lait dans la cuve 10 soit suivie d'une injection d'oxygène qui en assurera la bonne conservation jus qu'au passage du ramasseur.
A la fig. 3, on a représenté un dispositif pour insufflation continue ou intermittente d'oxygène.
Il est également avantageux de prévoir entre les villages et la ville où se trouve le centre de distribution, une usine élémentaire de pasteurisation et de stabilisation, où le lait d'une série de villages subit la pasteu risation et le traitement de stabilisation, de façon que ce lait puisse être immédiatement distribué en arrivant à la ville.
Cette usine comporte (fig. 4) un réci pient de pasteurisation 20 avec chauffage 21 et injection dans le fond, par un tube 22, ou gicleur, de l'oxygène provenant d'une bou teille 23. Du récipient 20, le lait pasteurisé et stabilisé est envoyé par le tube 25-26 dans un deuxième récipient 24 maintenu à --f- 5, +10" par le circuit 27 d'un réfrigé rateur 28 actionné par le moteur électrique 29 ou par la pression de l'oxygène. Le deuxième récipient 24 est pourvu à son som met d'un filtre bactériologique 30 (ouate im prégnée d'un antiseptique) pour les rentrées d'air.
Les camions-citernes destinés au trans port du lait sont aussi, de préférence, pourvus d'une bouteille d'oxygène et d'un dispositif pour injecter<B>ce</B> gaz à la base de la citerne d'une façon continue ou intermittente. Ces camions sont aussi pourvus avantageusement d'un réfrigérateur.
Pour les transports à longue distance, pendant lesquels il serait difficile d'assurer une réfrigération suffisante, il est avanta geux de mettre dans la masse du lait pasteu risé et stabilisé un ou plusieurs blocs de lait glacé provenant d'un lait également pasteu risé et stabilisé. Malgré les inconvénients que comporte la congélation pour le lait, cet arti fice permet d'effectuer certains transports qui ne pourraient pas l'être autrement. Il est à remarquer du reste que la masse du lait congelé est relativement faible par rapport à la masse totale.
Le transport .à grande distance du lait en bidons est effectué de préférence dans des bidons métalliques, par exemple en alumi nium, pourvus d'un revêtement calorifuge suffisamment important pour maintenir le lait, mis au départ à une température de 0 à + 5 , @à une température atteignant au maximum +15 , et comprise de préférence entre + 5 et +10 , pendant un trajet de dix à quinze jours.
Pour la vente aux particuliers, la bou teille à lait peut être constituée en une ma tière telle que le verre, par exemple, de pré férence transparente; cette bouteille peut être métallisée extérieurement, par exemple par recouvrement par un dépôt d'aluminium. Un tel récipient met le lait à l'abri de la lu mière et des actions électriques extérieures. Le fond de la bouteille reste de préférence sans métallisation pour permettre d'examiner par là l'état de propreté de l'intérieur.
La fig. 5 représente une variante de dis positif d'injection d'oxygène à l'usine de pasteurisation, dans du lait ayant ladite tem- pérature de pasteurisation. Deux récipients 35--J36 peuvent recevoir alternativement, d'une part, le lait à 85 arrivant à la partie supérieure par le tuyau 37 et les dérivations 38-39, d'autre part, l'oxygène arrivant à la partie inférieure par le tuyau 40 et les dé rivations 4l-42. L'un des récipients 35 est en vidage pendant que l'autre, 36, est en in jection.
Ces deux réservoirs 35-36 peuvent communiquer alternativement avec un réfri gérateur 43 d'où le lait est évacué .dans un réservoir de stockage 44. Avec cette installa tion, suivant les conditions et suivant les ré sultats cherchés, la durée d'insufflation peut varier, par exemple, de environ quelques se condes à 15 minutes.