FR2497205A1 - Procede continu pour dissoudre les proteines du lait contenant de la caseine, machine pour la mise en oeuvre de ce procede et nouveau type de produit hydrosoluble a base de proteines du lait - Google Patents

Abstract

DANS CE PROCEDE CONTINU, POUR SOLUBILISER LES PROTEINES DU LAIT CONTENANT DE LA CASEINE INSOLUBLE, ON FAIT PASSER CES PROTEINES, EN MEME TEMPS QU'UN OU PLUSIEURS SOLUBILISANTS, (PAR EXEMPLE UN HYDROXYDE DE METAL ALCALIN) ET DE L'EAU, EN UN COURANT CONTINU DANS UNE CHAMBRE DE REACTION FERMEE, AU MOYEN D'UNE POMPE VOLUMETRIQUE ET ON TRANSFORME CE MELANGE DANS CETTE CHAMBRE DE REACTION, SOUS L'ACTION DE FORCES DE CISAILLEMENT ENGENDREES, PAR EXEMPLE PAR ECOULEMENT DANS UN TUBE, OU AU MOYEN D'UN BROYEUR A COLLOIDES, D'UN AGITATEUR OU DE CHICANES, EN UNE SOLUTION AYANT UNE TENEUR EN SOLIDES SECS DE 20 A 70 EN POIDS. LA SOLUTION EST REFOULEE A TRAVERS DES ORIFICES ETROITS QUI LA TRANSFORMENT EN JETS OU FILMS LIQUIDES QUE L'ON SECHE PAR EVAPORATION DANS L'AIR OU PAR CHAUFFAGE. LES JETS OU FILMS SECS OBTENUS PEUVENT ETRE BROYES, LES PARTICULES DE POUDRE OBTENUES AYANT UNE DENSITE EGALE A CELLE DU PRODUIT, SANS PRESENTER DE PORES NI DE CAVITES, CE QUI LES REND FACILES A MOUILLER ET A DISSOUDRE.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé continu pour dissoudre les protéines du lait contenant de la caséine, une machine pour la mise en oeuvre de ce procéda et à un niveau type de produits hydrosolubles à base de pro éines du lait.

Les protéines du lait sont généralement tirées du lait ou d'autres liquides dérivés du lait par une précipitation, elle-mEme provoquée par l'action d'enzymes, par la chaleur et/ou par l'addition d'acides et/ou de sels. Les précipitées ainsi obtenus, qui ont une teneur en eau relativement élevée, sont des caillés et, suivant leur procédé de préparation ainsi que leur traitement subsequent, on peut distinguer parmi ces caillés ke caillé pour fromage, le caillé pour fromage blanc, ainsi que le caille de ca séine acide, le caillé de caséine emprésurée, le caillé coprécipité ou équivalent. (On entend par coprécipité un précipité formé d'une combinaison de caséine, albumine et globuline).Le caillé peut tre lavé et séché, ce qui donne un produit à base de protéines du lait qui est insoluble dans l'eau.

Pour un grand nombre d'applications, par exemple dans l'industrie alimentaire, dans la fabrication des colles et dans le traitement du papier, on souhaite quelquefois pouvoir disposer de protéines du lait sous une forme dissoute ou hydrosoluble. A cet égard, on considère comme une solution un mélange d'eau et de protéines du lait hydrosolubles ayant une teneur en solides secs qui peut atteindre 70 % en poids.

Suivant la temperature, cette solution présente l'apparence d'un sol ou d'un gel. On doit dire qu'au sens physico-chimique, ces dispersions ne sont pas toujours identiques à de véritables solutions, bien qu'on les appelle des solutions parce que les particules colloidales n'ont pas de tendance à se déposer. Si un mélange d'eau et de protéines du lait solubles une teneur en solides secs de plus de 90 % en poids, le mélange est considéré comme un produit sec.

Pour donner un caractère soluble aux protéines du lait on traite ces protéines par des solubilisants. On connait, par exemple par la demande de brevet néerlandais 76 02908, un procédé dans lequel on fait vieillir pendant au moins dix minutes une suspension de caséine dans un milieu aqueux contenant de la caséine dans une proportion de 270 g par litre au maximum, auprès quoi on ajoute progressivement un solubilisant à cette suspension jusqu'à ce qu'on ait obtenu une solution homogène. On entend par vieillissement une hydratation maximum de la caséine effectuée avant l'addition du solubilisant.Suivant le type de protéine du lait et l'utilisation envisagée, on utilise comme solubilisant des bases et/ou sels de métaux alcalins ayant une réaction alcaline ou donnant naissance à des complexes et/ou des métaux alcalino-terreux et/ou des composés correspondants de 1 'ammonium. On peut citer comme exemples de ces substances les hydroxydes, carbonates et hydrocarbonates de sodium, potassium, ammonium et calcium, le borax et les citrates, phosphates et polyphosphates de sodium et de potassium.

Ainsi qu'il est indiqué dans la demande NL 76 02908 précitée, la teneur maximum de la suspension en caséine atteint 27 % en poids bien que, en pratique, on ne dépasse pas une teneur de 25 % en poids parce que, autrement, les solutions obtenues deviendraissnt trop visqueuses pour pouvoir être traitées sans difficulté.

L'accroissement de viscosité qu'on observe dans ce traitement connu des suspensions de caséine est du au gonflement des particules de protéine qui sont soumises à la dissolution. Lorsque ces particules sont dissoutes, il se produit une diminution de la viscosité. Etant donné que les suspensions ou solutions visqueuses doivent être agitées vigoureusement et étantdonné que les protéines dissoutes ont une capacité d'emulsionnement relativement élevée, il se produit également une incorporation d'air qui provoque un accroissement de la viscosité. En outre, du fait que le caillé issu du lait a habituellement une teneur en solides secs de 30 à 50 % en poids, on doit ajouter une notable quantité d'eau pour maintenir la suspension dans un état pouvant être traité, l'eau additionnée devant en être extraite à nouveau dans un stade ultérieur.

On connait par le "Journal of the Society of Dairy
Technology nO 25 (1972), pages 89 à 91, un procédé continu pour transformer la caséine en une solution de caséinate de sodium, dans lequel on fait passer une suspension aqueuse du caillé caséinique dans un broyeur à colloldes au moyen d'une pompe, ce qui a pour effet de soumettre les particules du caillé à une réduction de dimensions dans ce broyeur à collowdes. Après I'opération de broyage, on ajoute de l'hydroxyde de sodium à la suspension épaisse pâteuse de particules de caillé et on mélange cet hydroxyde à la suspension, ce qui provoque la dissolution de la caséine.

Des problèmes de viscosité limitent à environ 20 % la teneur en solides secs des solutions préparées par ce procédé.

On connait par la demande de brevet NL 7â 09528 un procédé dans lequel on fait passer à chaud dans une extrudeuse un mélange comprenant une protéine du lait, un solubilisant et un ou plusieurs composes capables d'engendrer un gaz inerte dans des conditions de pression et de température données, et on laisse ce mélange gonfler librement à la sortie de l'extrudeuse pour former un boudin extrudé de mousse ayant des dimensions stables et un poids spécifique de 0,4 g/cm3 au maximum, ce boudin étant éventuellement soumis à des operations finales de séchage et/ou de réduction des dimensions. Avant l'opération d'cxtrusion, ce mélange a de préférence une teneur en eau de 13 à 27 % en poids et, après l'opération d'extrusion, il a de préférence une teneur en eau de 8 à 10 z en poids.

On préfère utiliser comme solubilisant, en même temps que comme composé générateur de gaz inerte, un carbonate ou hydrocarbonate de métal alcalin. Compte tenu de la haute teneur en solides secs, ce procédé ne peut pas être considére comme un procédé de préparation de solutions de protéines du lait.

Il est connu par ailleurs, par la contribution de
E. Gwozdz au XX Congrès international de Laiterie tenu à
Paris en 1978, Sessions Scientiques et Techniques, Caséines et Caséinates 51 ST, pages 5 a 12, d'extruder un caillé de caséine ayant une teneur en solides secs de 40 à 50 % en poids en même temps que du carbonate de sodium présenté en poudre ou en solution aqueuse, au moyen d'un appareil d'extrusion et de préparer de cette façon des dispersions de aséinate-de sodium que l'on peut ensuIte sécher dans un type spécial de broyeur.

Les extrudeuses utilises dans les procédés d'extrusion connus qui ont été indiqués plus haut exigent malheureusement une très grande consommation d'énergie, en raison de la haute viscosité des suspensions de protéine du lait traitées dans ces machines, en même temps qu'elles demandent beaucoup de surveillance et de maintenance.

Le but de l'invention est d'éliminer les inconvé- nients des procédés connus et de donner un caractère soluble aux protéines du lait dans un procédé continu tout en formant en meme temps une solution ayant une haute teneur en solides secs.

On a constate que l'on peut atteindre le but de l'invention en faisant passer les protéines du lait, le ou les solubilisants et l'eau en un courant continu à travers une chambre de réaction fermée, au moyen d'une pompe volumétrique et en convertissant ensuite le mélange, sous l'action de force de cisaillement exercées à l'intérieur de la chambre de réaction en une solution ayant une teneur en solides secs comprise entre 20 et 70 t- en poids.

Pour certains types de proteines du lait comme, par exemple les coprécipités de calcium, une teneur en solides secs de plus de 20 % en poids doit déjà être consi dérée comme une haute teneur en solides secs. Le procédé suivant l'invention est particulièrement avantageux lorsqu'il est appliqué à des mélanges dont la teneur en solides secs atteint 27 à 60 % en poids. La pompe volumétrique devrait être capable de surmonter la contre-pression due à la viscosité à l'intérieur de la chambre de réaction. Cette contre-pression dépend de la forme de la chambre de réaction, de la température régnant dans cette chambre ainsi que du type et de la concentration de la protéine du lait et elle dépend également du pH du mélange, ainsi qu'on l'expliquera avec plus de details dans la suite.

Comme pompe volumétrique, on peut utiliser une pompe habituelle de ce type telle qu'unie pompe à engrenage une pompe à vis, une pompe à chicanes, une pompe volumétrique mono ou rotative ou encore une pompe alternative comprenant des plongeurs, manchons ou membranes. Si la suspens ion de proteines du lait est relativement concentrie, on peut favoriser l'entraînement régulier de la suspens ion en utilisant une pompe volumétrique complétée d'une vis d'alimentation.

La forme de la chambre de réaction peut varier considérablement, bien qu'il soit préférable de choisir une forme simple afin de pouvoir nettoyer et démonter facilement cette chambre. Un tube cylindrique ayant le diamètre et la longueur appropriés constitue la forme la plus simple pour obtenir le degre voulu de cisaillement pendant le temps de séjour désiré. Lorsqu'on a choisi une forme appropriée pour la chambre de réaction et une vitesse d'écoulement appropriée, on peut obtenir des solutions homogènes. Les forces de cisaillement qui s'exercent dans la chambre de réaction sont exclusivement engendrées par le frottement sur des surfaces fixes.Si l'on désire une longueur réduite, on peut obtenir un degré voulu de cisaillement par rapport aux surfaces fixes en prévoyant des obstacles tels que des chicanes ou autre éléments malaxeurs fixes dans la chambre de réaction ou en accroissant le rapport entre la surface et la capacité de la chambre, ce qu'on peut obtenir par exemple en donnant aux parois une forme en zig-zag ou en y incorporant un certain nombre d'étranglements et de passages de détente.

Il peut être avantageux d'élever la température à l'intérieur de la chambre de réaction ; ceci a pour effet d'augmenter la vitesse de réaction et d'abaisser la viscosité de la solution obtenue et également d'atténuer les problèmes dus à l'accroissement temporaire de la viscosité pendant la dissolution des protéines du lait. L'élé- vation de la température peut être réalisée d'une façon simple par injection directe de vapeur d'eau. Naturellement, il est également possible de chauffer la chambre de réaction par voie indirecte par exemple au moyen d'une double paroi dans laquelle on fait circuler un agent chauffant liquide ou encore au moyen de résistances chauffantes électriques disposées en hélice.

Si la sortie de la chambre de réaction a une section fixe, des variations de la viscosité à l'intérieur de la chambre de réaction provoquent également des variations de la pression et de la température à l'intérieur de cette chambre. Dans de nombreux cas, ceci ne pose pas de problème grave pour le déroulement correct du processus.

Si, au contraire, on exige une température constante, par exemple dans le cas de produits qui ne sont pas stables s'ils sont surchauffés ou qui doivent être chauffés exactement à une certaine température minimum, on peut maintenir une température constante par une injection de vapeur lorsque le débit de la solution à la sortie de la chambre de réaction est réglé au moyen d'un dispositif régulateur de pression qui peut entre, par exemple d'un type connu.

Par exemple, un capteur de pression peut être monté dans la chambre de réaction, sous l'action duquel un étranglement prévu à la sortie de la chambre de réaction est réglé en fonction de la pression ainsi détectée.

Le réglage de la température et du temps de séjour est important pour que les protéines du lait se dissolvent correctement et également pour éviter la production de mauvaises odeurs, de couleurs désagréables, de mauvais goût et l'altération de la valeur alimentaire qui pourrait être provoquée par des réactions catalysées par la chaleur, qui affecteraient les protéines ou les acides aminés constitutifs de ces protéines. La lysino alanine qui peut être engendrée par les réactions mentionnées plus haut peut ne pas être détectée en quantité notable si, par exemple, on applique une température de 800C pendant 120 secondes. On peut également préparer des solutions d'une qualité comparable en utilisant d'autres combinaisons de température et de temps de séjour.

I1 est salement possible de préparer et de stériliser la solution en une seule opération en réglant la vitesse de l'écoulement du melange dans la chambre de réaction par rapport au volume de cette chambre de réaction, de telle manière que le temps de séjour à une température supérieure à 1200C dans cette chambre de réaction atteigne une durée suffisamment longue pour que les microorganismes, virus et autres substances indésirables d'origine biologique présents dans la solution soient tués ou rendus inactifs.

On peut encore réduire efficacement la contrepression régnant dans la chambre de réaction, qui est due à l'acroissement temporaire de la viscosité, lui-même dû à la dissolution des protéines du lait, sans avoir à appliquer des températures élevées, en intensifiant les forces de cisaillement dans la chambre de réaction à l'aide d'un moyen rotatif monté dans cette chambre. Ce moyen rotatif peut être constitué, par exemple par un broyeur à colloïdes ou par un agitateur-strié, à l'aide duquel les particules de proteines sont rapidement rÉduites en dimensions, ce qui limite l'accroissement temporaire de la viscosité.On a constaté que cette réduction de dimension est particulièrement efficace lorsqu'on ajoute une partie de la quantité voulue de solubilisant aux protéines du lait sur les moyens rotatifs contenus dans la chambre de réaction.

On a constaté que la viscosité des suspensions de protéines du lait dépend du pH. En géneral, le caillé a un pH compris dans l'intervalle de 4,0 a 5,0.

Dans le procédé suivant l'invention, on utilise habituellement des solubilisants possédant une réaction neutre à alcaline, par exemple les composés décrits plus haut qui sont utilisés dans les procédés connus. Lorsqu'on ajoute un tel solubilisant au caillé, il se produit donc un accroissement du pH du caillé. On a constaté que la vis cosité présente un minimum à un pH compris dans l'intervalle 5,0-5,3 et un maximum à un pH d'environ 5,7. Ensuite, la viscosité présente une nette diminution et finit par rester à peu près constante à un pH de 6,5 ou plus.

Ceci est indiqué par le graphique annexé, qui est applicable à une dispersion de caséine à 20 % en poids à laquelle est ajouté de l'hydroxyde de sodium. Cette relation entre la viscosité et le pH est utilise pour dissoudre les protéines du lait au moyen d'un solubilisant.

Naturellement, inmediatement avant l'introduction de la suspension de protéine du lait dans la pompe volumétrique, on peut ajouter une quantité de solubilisant, par exemple d'un hydroxyde de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux ou encore un hydroxyde d'ammonium à la suspension, en une quantité telle que le pH de cette suspension soit de 6,5 ou plus. Toutefois, il semble être avantageux d'ajouter tout d'abord une quantité de solubilisant telle que le pH soit compris dans l'intervalle de 5,0 à 5,3. Au moment de l'arrivée du mélange dans la chambre de reaction, laquelle est de préférence équipée d'un moyen rotatif, on ajoute rapidement la quantité restante de solubilisant de façon que le pH soit au moins de 6,5. De cette façon, on élimine le problème de viscosité sans engendrer une température trop élevée.

L'ajustement du pH de la suspension a une valeur comprise dans l'intervalle 5,0-5,3 est de préférence exécuté à une température modérément elevée, par exemple à une température d'au moins 60"C, en particulier à une température comprise dans l'intervalle 70-800C. Dans la cas de certains caséinates de calcium et de certains coprécipités de calcium, il est souhaitable d'adopter une température inférieure à 700C parce que, même dans l'intervalle de pH de 5,0 à 5,3, ces substances sont sujettes à se gélifier aux températures supérieures à 700C.

On peut en particulier préparer des solutions stables de caséinates de calcium et de coprécipités de calcium ayant une teneur en solides secs relativement élevée en ajoutant de l'hydroxyde de sodium, de l'hydroxyde de potassium ou de l'ammoniaque avant l'introduction des protéines du lait dans la chambre de réaction dans une quantité appropriée pour engendrer un pH compris dans l'intervalle 5,0-5,03, après quoi on ajoute de l'hydroxyde de calcium dans la chambre de réaction, en particulier en utilisant un boyeur à colloides ou un agitateur strié prévu dans cette chambre de réaction, pour porter le pH à au moins 6,5. L'utilisation d'ammoniaque est préférable parce que l'ammoniaque s'élimine lors du séchage du produit ainsi obtenu.Les poudres de caséinate de calcium ainsi obtenues ont un indice de solubilité d'azote (A.O.C.S. Méthode Ba 11-65) de 95 à 99 % et contiennent 1 à 1,5 % en poids de calcium, calculé sur la matière sèche.

En faisant en sorte que le pH du mélange contenu dans la pompe volumétrique soit dans l'intervalle 5,05,3, par addition d'une partie de la quantité nécessaire de solubilisant, il est même possible de transporter des mélanges ayant une teneur en solides secs relativement élevée, par exemple de 32 à 43 % en poids, au moyen de pompes habituelles sans accessoires spéciaux.

Dans les cas où l'on peut preparer des solutions de protéine du lait ayant une haute teneur en solides secs de façon continue dans un circuit fermé par application du procédé suivant l'invention, ce procédé apporte également la possibilité d'obtenir des protéines du lait sèches d'un nouveau type. Ceci peut être expliqué comme suit
Jusqu'à présent, il était habituel de sécher les protéines du lait au moyen de sécheurs à pulvérisation ou à tambour. Lorsqu'on utilise des secheurs à pulvérisation, les solutions, qui ont habituellement une teneur en solides secs de 18 à 25 % en poids sont pulvérisées sous la forme de goutelettes fines dans l'air chaud. La poudre ainsi séchée est composée de particules qui ont de très grands pores résultant de la formation de bulles de vapeur dans les gouttelettes en cours de dessiccation.Cette poudre présente l'inconvénient d'une basse densité apparente, de sorte que les coûts de l'emballage et du conditionnement sont relativement élevés et qu'elle se dissout avec difficulté. En raison de la grande quantité d'air qu'elles contiennent, les particules de poudre flottent sur la surface de l'eau, où elles forment des grumeaux collants qui ne se dissolvent qu'avec grande difficulté.

Lorsqu'on utilise les sécheurs à tambour, on obtient des protéines du lait solubles sous la forme d'un film que l'on peut réduire en dimension par broyage. Ce film et la poudre obtenue à partir de ce film ont également des pores importants dus à l'échappement de la vapeur. I1 en résulte que les particules se mouillent difficilement et que, lors de la dissolution du produit séché, il se forme des grumeaux, bien que les problèmes résultant de ces difficultés soient moins graves que dans le cas des proté inesdulait séchées par pulvérisation.

Suivant l'invention on peut obtenir des produits secs de protéine du lait d'un nouveau type qui ne renferment pas de pores et qui ont, par conséquent, une densité apparente élevée et ne posent pas de problème lorsqu'on les dissout dans l'eau. Pour cela on prépare une solution de protéine du lait de la façon décrite plus haut dans une chambre de réaction qui est-munie de petits orifices de sortie, les jets liquides refoulés à travers ces orifices et qui ont par conséquent une teneur en solides secs relativement élevée étant séchées pour former des fils ou films de longueur indéfinie qui sont éventuellement soumis à une réduction de dimension, par exemple transformés en poudre. Ces produits de protéine du lait ont une densité de particule atteignant au moins 90 % du poids spécifique.Lorsque les produits sont introduits dans l'eau, ils gonflent tout d'abord par absorption d'eau, après quoi ils sont transformés en une solution homogène de protéine du lait.

I1 convient de remarquer à ce sujet qu'il est déj connu en soi de forcer des suspens ions de protéines du lait et de substances auxiliaires à travers des orifices étroits au moyen de machines extrudeuses et de sécher ces suspensions pour les transformer en fils ou autres produits profilés qui servent, par exemple pour la préparation de succédanés de viande. Lorsqu'on le mélange avec de l'eau, le produit ainsi obtenu absorbe en effet l'eau, de sorte qu'il prend une structure analogue à la viande mais reste néanmoins dans un état non dissous tandis que, même après une réduction mécanique de la dimension, ces produits ne peuvent pas être transformés en solutions homogènes. Les substances auxiliaires utilisées dans la préparation de ces produits sont donc non pas des solubilisants mais des agents qui ont à assurer l'insolubilité du produit.

En modifiant la forme de l'orifice de sortie de la chambre de réaction dans le procédé suivant l'invention, on peut agir sur la forme du jet et, par conséquent, également sur la forme du produit séché. Naturellement, il est souhaitable que le produit possède de très petites dimensions dans au moins une direction, de manière que l'humidité puisse facilement s'évaporer pendant l'opération de séchage. Cette opération de séchage peut être exécutée de différentes façons, par exemple en faisant tomber le jet en chute libre sur une distance telle que sa surface externe soit sèche ou en recueillant les jets sur une surface solide ou sur une courroie transporteuse d'où on les sépare ensuite par raclage après le séchage complet.La chaleur nécessaire pour le séchage peut être apportée d'une façon connue, par exemple en chauffant l'air utilisé pour le séchage, par rayonnement ou en chauffant la surface solide ou la courroie transporteuse.

Les produits de longueur indéfinie qui sont ainsi obtenus peuvent non seulement être transformés en poudre mais également être obtenus sous une forme analogue à celle de la gélatine en feuilles qui peut être utilisée sous cette forme pour les besoins menagers.

Naturellement, il est également possible de sécher les solutions de protéines du lait ayant une haute teneur en solides secs qui sortent de la chambre de réaction, de la façon habituelle, par exemple à l'aide de sécheurs à pulverisation ou à tambour. En général, on observe que l'on n'a à évaporer qu'une plus faible quantité d'eau que celle qu'on devait évaporer jusqu'à present.

Si les protéines du lait solubles préparées suivant l'invention ne sont pas sechées mais traitées à l'é- tat dissous par exemple dans la préparation d'aliments, de colles, de peintures ou autres couches d'enduction, il sera avantageux de ne pas incorporer d'air dans la solution, d'éviter la formation de mousse et de pouvoir obtenir des teneurs en solides secs plus élevées que celles qu'on pouvait obtenir jusqu'd présent.

L'invention se rapporte également à une machine pour la mise en oeuvre du procédé décrit plus haut, cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend une pompe volumétrique et une chambre de réaction fermée reliée au conduit de refoulement de la pompe. La pompe volumétrique est de préférence équipée d'une vis d'aiimentation. Dans la chambre de réacticn, on peut également prévoir un moyen rotatif tel qu'un broyeur à colloïdes ou un agitateur strié. La chambre de réaction peut être munie d'orifices de sortie étroits, grâce à quoi il devient possible que le produit déchargé de la chambre de réaction se présente sous la forme de fils ou films de longueur indéfinie.

L'invention sera illustrée dans la suite par les exemples suivants.

Exemple I
Dans cet exemple, on a utilisé une pompe Mono du type ST 620, munie d'un canal d'alimentation comprenant une vis et reliée à un tube ayant un diamètre de 2,5 cm et une longueur totale de 9 m, ce tube servant de chambre de reaction. A son extrémité, cette chambre de réaction était munie d'un robinet servant d'étranglement. A l'orifice d'aspiration de la pompe, était prévu un conduit d'entrée destiné à injecter de la vapeur ainsi qu'un conduit d'alimentation servant à introduire le solubilisant. De même, la chambre de réaction était munie d'un conduit d'entrée prévu pour l'injection de vapeur.

On fournissait à la pompe un caillé de caséine acide ayant une teneur en solides secs de 50 % en poids, a un débit de 220 kg/heure. On utilisait comme solubilisant une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 33 % en poids. Cette solution était introduite à un débit tel que le pH soit de 6,8 à 6,9. L'alimentation en vapeur était réglée de telle manière que la température du mélange refoule par la pompe dans la chambre de réaction soit de 60 à 650C et que la température de la solution sortant de la chambre de réaction soit de 80 à 85"C. On a obtenu une solution homogène de caséinate de sodium ayant une teneur en solides secs de 44 à 47 % en poids. La solution a été séchée au moyen de séchoirs à tambour.

En augmentant la productivité par élévation du nombre de tours par minute de la pompe et en laissant les conditions inchangées à tous autres égards, on a constaté que l'on obtenait des solutions de caséinate également homogènes, même avec une productivité de 1000 kg/heure ou plus.

On a obtenu des résultats analogues en utilisant le même équipement mais dans lequel on avait réduit la longueur de la chambre de réaction. Dans ce cas, le diamètre de la chambre de réaction était étranglé en un ou plusieurs endroits par la présence de chicanes présentant des trous circulaires ou en forme de fentes. Dans ce cas, si les étranglements engendraient dans la chambre de réaction une résistance comparable à celle de la forme de réalisation décrite plus haut, on pouvait obtenir des solutions homogènes en utilisant une chambre de réaction de plus faible volume et par conséquent, avec un temps de séjour plus court que dans la forme de réalisation décrite précédemment.

Exemple Il
On a utilise comme machine une cuve d'alimentation équipée d'un dispositif agitateur, qui était relié à une pompe volumétrique Waukesha séries nO 1191 SS, taille 30), le refoulement de la pompe volumétrique étant relié à un broyeur à colloïdes (Probst Class PUC E/GL, type K 100).

La cuve d'alimentation et le broyeur à colloïdes étaient équipés chacun diun conduit d'alimentation servant à introduire une solution d'hydroxyde de sodium.

On introduisait dans la cuve d'alimentation une caséine acide sèche ayant une teneur en solides secs de 90 % en poids, à un débit de 150 kg/heure, de l'eau a une température de 70 C à un débit de 250 kg/heure et une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 16 % en poids à un débit tel que le pH de la suspension soit de 5,2. On fournissait ensuite au broyeur à colloïdes une suspension aqueuse d'hydroxyde de sodium à 16 % en poids à un débit tel que le pH du mélange soit de 6,7. Dans ces conditions, on obtenait une solution homogène de caséinate de sodium ayant une teneur en solides secs de 33 % en poids. Cette solution était ensuite séchee à l'aide d'un sécheur à pulverisation.

Exemple III
On a utilisé le même appareil qu'à l'exemple Il.

On fournissait à la cuve d'alimentation un caillé de caséine acide ayant une teneur en solides secs de 45 % en poids, à un débit de 300 kg/heure ainsi que de l'eau à une température de 700C et à un débit de 100 kg/heure. La cuve recevait également une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 22 % en poids à un débit tel que le pH de la suspension soit de 5,2. On introduisait également dans le broyeur à colloides une solution aqueuse KOH à un débit tel que le mélange atteigne un pH de 6,7.

Dans ces conditions, on a obtenu une solution homogène de caseinate de potassium possédant une teneur en solides de 33 %.

Dans des conditions comparables mais en remplaçant l'hydroxyde de potassium par de l'hydroxyde d'ammonium, on a obtenu une solution de caséinate d'ammonium.

Exemple IV
On a utilisé la machine décrite à l'exemple II.

On introduisait dans la cuve d'alimentation un caillé de caséine acide ayant une teneur en solides secs de 45 % en poids à un débit de 150 kg/heure ainsi que de l'eau à une température de 700C à un débit de 230 kg/heure.

A cette cuve, on ajoutait également 25 % en poids d'ammoniaque à un débit tel que la suspension atteigne un pH de 5,2. On fournissait au broyeur à colloides une suspension de lait de chaux dans l'eau à 15 8 en poids à un débit tel que le pH du mélange soit de 6,7.

Dans ces conditions, on a obtenu une solution homogène de caséinate de calcium ayant une teneur en solides secs de 33 % en poids et une teneur en calcium de 1,2% en poids, ces teneurs étant calculées sur les solides secs.

Exemple V
On a utilisé la même machine que celle décrite dans l'exemple II. On fournissait à la cuve d'alir.entation un caillé composé d'un coprécipité de lait ayant une teneur en solides secs de 42 % en poids à un débit de 105 kg/heure, ainsi que de l'eau à une température de 700C et à un débit de 95 kg/heure. L'introduction d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 16 % en poids dans la cuve était réglée de telle manière que la solution atteigne un pif de 5,2. On fournissait une solution analogue d'hydroxyde de sodium au broyeur à colloïdes à un débit approprié pour obtenir un pH de 6,7.

Dans ces conditions, on a obtenu une solution homogène d'un coprécipité de sodium ayant une teneur en solides secs de 32 % en poids.

Exemple VI
Bien quten utilisant la machine décrite à l'exemple
I mais dans laquelle on utilisait une chambre de réaction tubulaire ayant une capacité de 50 1, on a prepare une solutin de caséinate de sodium ayant une teneur en solides secs de 46 à 48 % en poids. La pression dans la chambre de reaction était reglée au moyen d'un étranglement prévu sur le côté de refoulement. On maintenait la température intérieure de la chambre de réaction à 1200C en injectant de la vapeur.Dans ces conditions, on a préparé une solution de caséinate de sodium à un débit de 1200 kg/heure, dans laquelle on n'a pas pu déceler de micro organismes vivants.

Exemple VII
On a préparé une solution de caséinate de sodium ayant une teneur en solides secs de 45 2 en poids à une température de 950C. La solution homogène était éjectée de la chambre de réaction à travers des ouvertures circulaires qui donnaient naissance à des jets d'un diamètre de 0,5 mm. Ces jets étaient séchés à l'air chaud de façon à former des fils de caséinate de sodium. Les fils obtenus étaient composés d'une matière translucide ne contenant pas de pores inclus et ayant un poids spécifique de 1,3.

En broyant ces fils, on a obtenu une poudre dont les particules avaient une densité egale à ce poids specifique. De cette façon, la poudre était très facile à mouiller et à dissoudre dans l'eau.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Procédé continu pour dissoudre des protéines du lait contenant de la caséine insoluble dans l'eau, du type consistant à mélanger les protéines du lait avec un ou plusieurs solubilisants et avec de l'eau, caractérisé en ce qu'on fait passer les protéines du lait, le ou les solubilisants et l'eau en un courant continu à travers une chambre de réaction fermée, au moyen d'une pompe volumétrique, et en ce que, dans cette chambre de réaction, on transforme le mélange sous l'influence de forces de cisaillement en une solution ayant une teneur en solides secs comprise dans l'intervalle de 20 à 70% en poids.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une pompe volumétrique complétée d'une vis d'alimentation.

3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les forces de cisaillement engendrues dans la chambre de réaction sont uniquement engendrées par frottement sur des surfaces fixes.

4. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on intensifie les forces de cisaillement en utilisant un moyen rotatif tel qu'un broyeur à colloïdes ou un agitateur strié, disposé dans la chambre de réaction.

5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel on utilise des solubilisants ayant une réaction alcaline, caractérisé en ce qu'avant leur arrivée dans la chambre de réaction, on mélange aux protéines du lait un solubilisant alcalin, de manière à obtenir un pH de 5,0 à 5,3, après quoi on ajoute dans la chambre de réaction une quantité de solubilisant alcalin telle que le pH du mélange soit au moins de 6,5.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, avant leur arrivée dans la chambre de réaction, on mélange aux protéines du lait de l'hydroxyde d'ammonium pour que le pH atteigne l'intervalle 5,0-5,3 après quoi dans la chambre de réaction, on ajoute de l'hydro

oxyde de calcium dans une mesure suffisante pour que le pH soit d'au moins 6,5.

7. Procédé suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'on maintient le mélange à une température d'au moins 600C, de préférence a une tempéra- ture comprise dans l'intervalle 70-800C.

8. Procécé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on règle la temperature intérieure de la chambre de réaction par injection directe de vapeur.

9. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pendant l'opération de dissolution continue, le temps de séjour, la température et la pression dans la chambre de réaction sont maintenus constants.

10. Procéde suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le mélange est maintenu à une température supérieure à 120bu dans la chambre de réaction pendant une periode suffisamment longue pour que les microorganismes, virus et autres substances Indésirables d'origine biclogique soient tués ou rendus inactifs.

11. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on règle le temps de séjour et la température à l'intérieur de la chambre de réaction de telle manière que la détérioration thermique des protéines ne soit pas plus grave que celle qui correspond à un temps de de séjour de 120 secondes à une température de 800C.

12. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on prépare une solution ayant une teneur en solides secs comprise dans l'intervalle 27-602 en poids.

13. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'on sèche les solutions obtenues pour les ramener à une teneur en solides secs d'au moins 90t en poids.

14. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la solution obtenue dans la chambre de réaction est déchargée de cette chambre de réaction à travers un ou plusieurs orifices de sortie étroits, après quoi on sèche les jets de liquide refoulé à travers ces orifices pour former des fils ou films de longueurs indéfinis, ces fils ou films de longueurs indéfinies pouvant être éventuellement découpés ou broyés.

15. Machine pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend une pompe volumétrique et une chambre de réaction fermée reliée à ladite pompe au moyen du conduit de refoulement de cette pompe.

16. Machine suivant la revendication 15, caractérisée en ce que ladite pompe volumétrique est complétée par une vis d'alimentation.

17. Machine suivant l'une des revendications 15 et 16, caractériséeen ce qu'elle comprend un moyen rotatif tel qu'un broyeur à colîcides ou un agitateur strié disposé dans la chambre de réaction.

18. Machine suivant l'une des revendications 15 à 17, caractérisée en ce que la chambre de réaction est munie d'un ou plusieurs orifices de décharge étroits.

19. Produit hydrosoluble à base de protéine du lait dont les particules ont une densité atteignant au moins 90% du poids spécifique.