FR2538677A1 - Cream sterilisation - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de traitement en continu
de la crème naturelle du lait par stérilisation"
La présente invention concerne un procédé de traitement de la crème naturelle du lait comportant une stérilisation par la chaleur.Continuous treatment process
natural milk cream by sterilization "
The present invention relates to a process for treating natural milk cream comprising heat sterilization.
La crème naturelle du lait est une émulsion de graisse dans l'eau, contenant habituellement de 20 à 40 % en poids de graisse et de 70 à 55 % en poids d'eau (le reste étant constitué par des substances naturelles telles que des protéines, des sels, etc.). On sait aussi que la crème obtenue par le procédé décrémage en surface contient plus d'eau que la crème obtenue par centrifugation.Dans tous les cas, l'aptitude à la conservation de la crème naturelle de lait est très brève. La pasteurisation permet d'obtenir une crème se conservant 3 à 4 jours, tandis que la creme stérilisée par la chaleur se conserve pendant au moins 60 jours. Natural milk cream is an emulsion of fat in water, usually containing 20 to 40% by weight of fat and 70 to 55% by weight of water (the rest being natural substances such as proteins , salts, etc.). We also know that the cream obtained by the surface creaming process contains more water than the cream obtained by centrifugation. In all cases, the ability to preserve natural milk cream is very brief. Pasteurization provides a cream that can be kept for 3 to 4 days, while heat-sterilized cream can be stored for at least 60 days.
Un des emplois importants de la crème de lait est la préparation de la crème fouettée, que ce soit à l'échelle industrielle ou artisanale, ou pour un usage familial. A partir d'un volume de crème fraîche naturelle, il est possible d'obtenir deux volumes de crème fouettée, le rapport de montée est donc de 2 : 1. One of the important uses of milk cream is the preparation of whipped cream, whether on an industrial or artisanal scale, or for family use. From one volume of natural crème fraîche, it is possible to obtain two volumes of whipped cream, the rise ratio is therefore 2: 1.
La crème pasteurisée s'obtient couramment au moyen d'un dégazage préalable de la crème naturelle, à une température supérieure à 60 cl, suivi d'une pasteurisation à 85-95"C. La crème pasteurisée "monte" assez bien et est, de ce fait, couramment employée par les utilisateurs de crème fouettée. Mais son court délai de conservation oblige à un approvisionnement fréquent des consommateurs, avec, pour conséquence, des frais élevés de distribution. En outre, la crème pasteurisée présente des altérations de couleur, d'odeur et de goût immédiatement perceptibles en comparaison avec la crème fraîche naturelle. Pasteurized cream is commonly obtained by prior degassing of natural cream, at a temperature above 60 cl, followed by pasteurization at 85-95 "C. The pasteurized cream" rises "quite well and is, therefore commonly used by whipped cream users. However, its short shelf life means that consumers have to be supplied frequently, with the consequence of high distribution costs. In addition, pasteurized cream has color changes, immediately noticeable smell and taste compared to natural crème fraîche.
La crème stérilisée par la chaleur est presque toujours structurellement instable. En fait, la phase grasse tend à devenir coalescente pour former un amas dense flottant dans la phase aqueuse de l'émulsion originale ; cette transformation est irréversible et le produit ainsi transformé ne peut plus être utilisé pour la préparation de la crème fouettée. La stabilité peut être améliorée dans certaines limites par l'adjonction d'additifs, mais alors on ne peut plus parler de crème "naturelle". Pour obtenir une crème naturelle ayant une stabilité améliorée, les producteurs ont eu recours à l'homogénéisation de la crème déjà stérilisée consistant à faire passer la crème, à une température supérieure à 60"C, à travers un passage étroit, sous une pression d'alimentation d'au moins 30 bars, jusqu'à environ 250 bars.Mais, en ce qui concerne la production de crème fouettée, le produit ainsi obtenu est pratiquement inutilisable puisque son rapport d'augmentation de volume n'atteint même pas 1,5 : 1 ; sa consistance n'est pas adéquate. En outre, on constate également, dans ce cas, des altérations sensibles des qualités organoleptiques. Heat sterilized cream is almost always structurally unstable. In fact, the fatty phase tends to become coalescing to form a dense mass floating in the aqueous phase of the original emulsion; this transformation is irreversible and the product thus transformed can no longer be used for the preparation of whipped cream. The stability can be improved within certain limits by the addition of additives, but then we can no longer speak of "natural" cream. To obtain a natural cream with improved stability, the producers resorted to the homogenization of the already sterilized cream consisting in passing the cream, at a temperature above 60 "C, through a narrow passage, under a pressure of supply of at least 30 bars, up to approximately 250 bars. But, as regards the production of whipped cream, the product thus obtained is practically unusable since its ratio of increase in volume does not even reach 1, 5: 1, its consistency is not adequate, and there are also noticeable changes in organoleptic qualities in this case.
Le but de la présente invention est de réduire drastiquement,ou même d'éviter, les inconvénients ci-dessus en particulier sans avoir recours à l'adjonction d'additifs ou autres substances étrangères. The object of the present invention is to drastically reduce, or even avoid, the above drawbacks in particular without resorting to the addition of additives or other foreign substances.
On a trouvé que le but ci-dessus pouvait être atteint grâce à une coordination originale des phases de stérilisation, de dégazage et d'homogénéisation. et grâce à des conditions de dégazage et d'homogénéisation particulières. It has been found that the above object can be achieved by an original coordination of the sterilization, degassing and homogenization phases. and thanks to specific degassing and homogenization conditions.
La présente invention fournit donc un procédé de traitement en continu de la crème naturelle du lait, comprenant les phases suivantes (a) stérilisation de la crème par la chaleur indirecte, à une température comprise entre 125 et 140"C, (b) dégazage du flux de crème provenant de la phase (a) à une température comprise entre 60"C et 30"C, (c) homogénéisation du flux de crème dégazé à une température comprise entre 60"C et OOC, et (d) conditionnement de la crème homogénéisée à une tempé rature ne dépassant pas 5 C, dans des récipients hermétiquement fermés. The present invention therefore provides a process for the continuous treatment of natural milk cream, comprising the following phases (a) sterilization of the cream by indirect heat, at a temperature between 125 and 140 "C, (b) degassing of the flow of cream from phase (a) at a temperature between 60 "C and 30" C, (c) homogenization of the flow of degassed cream at a temperature between 60 "C and OOC, and (d) conditioning of the homogenized cream at a temperature not exceeding 5 C, in tightly closed containers.
La crème de lait obtenue par le traitement selon l'invention est une crème naturelle de lait entier exempte d'additifs et ayant, de préférence, une teneur en eau de 65 % à 55 % en poids et une teneur en graisse de 30 % à 40 % en poids, le reste étant constitué essentiellement de substances protéiniques, de lactose et de sels minéraux. The milk cream obtained by the treatment according to the invention is a natural cream of whole milk free from additives and preferably having a water content of 65% to 55% by weight and a fat content of 30% to 40% by weight, the rest consisting essentially of protein substances, lactose and mineral salts.
La stérilisation en phase (a)-se fait de préférence pendant une durée de 1 à 5 secondes. Sterilization in phase (a) -is preferably done for a period of 1 to 5 seconds.
De préférence, la température pendant la phase de dégazage (b) et d'homogénéisation (c) est égale ou inférieure à 50 C. Preferably, the temperature during the degassing (b) and homogenization (c) phase is equal to or less than 50 C.
La phase de dégazage (b) est effectuée, de préférence, par exposition du flux de crème en couche mince, à une pression absolue de 0,75-0,85 bar, pendant une durée, à l'état de couche mince, de préférence supérieure à une seconde et à une valeur maximale telle que l'on évite une réduction de la teneur initiale en eau de la crème supérieure à 5 % par rapport à ladite teneur initiale. The degassing phase (b) is preferably carried out by exposing the flow of cream in a thin layer, at an absolute pressure of 0.75-0.85 bar, for a period, in the state of a thin layer, of preferably greater than one second and at a maximum value such that a reduction in the initial water content of the cream greater than 5% with respect to said initial content is avoided.
La phase d'homogénéisation (c) est effectuée, de préférence, par étirage dans un homogénéisateur à soupape, sous une pression d'alimentation de 30 à 80 bars, de préférence de 50 bars. The homogenization phase (c) is preferably carried out by drawing in a valve homogenizer under a supply pressure of 30 to 80 bars, preferably 50 bars.
Le procédé selon l'invention sera décrit ci-dessous en référence au dessin annexé représentant, de façon schématique, une installation mettant en oeuvre ce procédé. The process according to the invention will be described below with reference to the appended drawing representing, schematically, an installation implementing this process.
Sur le dessin, 'la référence (1) désigne un appareil stérilisateur alimenté, par le conduit (2) et la pompe volumétrique d'alimentation (3), par un flux continu de crème naturelle de lait, à une température de stockage d'environ 5"C. La stérilisation dans l'appareil (1) est effectuée au moyen de chaleur indirecte fournie par un fluide chauffant tel que, par exemple, de l'eau chaude ou surchauffée et ledit appareil (1) est constitué, de préférence, par un échangeur de chaleur du type à plaque. In the drawing, 'the reference (1) designates a sterilizing device supplied, by the conduit (2) and the volumetric supply pump (3), by a continuous flow of natural milk cream, at a storage temperature of about 5 "C. The sterilization in the device (1) is carried out by means of indirect heat supplied by a heating fluid such as, for example, hot or superheated water and said device (1) preferably consists , by a plate type heat exchanger.
La température de stérilisation est comprise entre 125"C et 140"C et est choisie en-fonction de la durée de conservation requise pour le produit final que l'on souhaite obtenir. The sterilization temperature is between 125 "C and 140" C and is chosen according to the shelf life required for the final product that one wishes to obtain.
Les durées de séjour à la température d'alimentation atteignent, de préférence, 1 à 5 secondes, ces durées étant généralement en proportion inverse de celles de la température choisie. The durations of stay at the supply temperature preferably reach 1 to 5 seconds, these durations generally being in inverse proportion to those of the chosen temperature.
De préférence, l'appareil (1) est pourvu d'une section de préchauffage dans laquelle le flux de crème de lait est porté à une température proche de celle de stérilisation. Preferably, the apparatus (1) is provided with a preheating section in which the milk cream flow is brought to a temperature close to that of sterilization.
Le flux de crème de lait sort de l'appareil (1) par le conduit (4) puis est refroidi dans un échangeur thermique à plaque (5), à une température comprise entre 60"C et 30"C, de préférence égale ou inférieure à 50"C. The milk cream flow leaves the device (1) through the conduit (4) and is then cooled in a plate heat exchanger (5), at a temperature between 60 "C and 30" C, preferably equal to or less than 50 "C.
Avantageusement, l'échangeur (5) peut constituer une section de l'appareil stérilisateur (l).dans laquelle la chaleur contenue dans le flux chaud de crème de lait est récupérée en échange thermique par le flux de crème froid alimentant la section de stérilisation.Advantageously, the exchanger (5) can constitute a section of the sterilizing device (l). In which the heat contained in the hot flow of milk cream is recovered in heat exchange by the flow of cold cream supplying the sterilization section .
Le flux de crème de lait sortant de l'échangeur (5) alimente, par le conduit (6), un dégazeur aseptique (7) dans lequel le dégazage s'effectue, de préférence, en couche mince, à une pression absolue de 0,75-0,85 bar, de préférence ne dépassant pas 0,80 bar. Le dégazeur (7) est constitué par un récipient cylindrique à axe vertical relié, au moyen d'un conduit (8), à une pompe à vide non représentée au dessin. Le conduit (6) débouche dans la section de tête du dégazeur (7), tangentiellement à la paroi cylindrique du dégazeur lui-même, dans lequel le flux de crème descend le long des dites parois en'couche mince, selon un mouvement hélicoïdal, se rassemblant au fond. A la suite de ce dégazage, les composants volatiles et malodorants présents dans la crème de lait sont éva- cués de la tête du dégazeur (7), ainsi qu'une petite quantité d'eau d'évaporation et d'oxygène dissous. The flow of milk cream leaving the exchanger (5) feeds, via the conduit (6), an aseptic degasser (7) in which the degassing is preferably carried out in a thin layer, at an absolute pressure of 0 , 75-0.85 bar, preferably not exceeding 0.80 bar. The degasser (7) consists of a cylindrical container with a vertical axis connected, by means of a conduit (8), to a vacuum pump not shown in the drawing. The duct (6) opens into the head section of the degasser (7), tangential to the cylindrical wall of the degasser itself, in which the flow of cream descends along said walls in a thin layer, in a helical movement, gathering at the bottom. Following this degassing, the volatile and smelly components present in the milk cream are evacuated from the degasser head (7), as well as a small quantity of evaporating water and dissolved oxygen.
La disposition du dégazeur (7) en aval du sté rilisateur (1) présente l'avantage d'éliminer de la crème de lait non seulement l'oxygène (air) présent à l'origine dans la crème de lait brute, mais également les odeurs désagréables qui peuvent éventuellement se former à la suite du traitement thermique de stérilisation. The arrangement of the degasser (7) downstream of the sterilizer (1) has the advantage of eliminating from the milk cream not only the oxygen (air) originally present in the raw milk cream, but also the unpleasant odors that may eventually form as a result of the sterilization heat treatment.
La crème dégazée est extraite du fond du dégazeur (7) par le conduit (9) sur lequel est interposée une pompe volumétrique d'extraction (10). Par le conduit (9), le flux de crème alimente un homogénéisateur (11) comprenant une pompe à haute pression (12) et un dispositif d'étirage (13), de préférence du type à soupape. The degassed cream is extracted from the bottom of the degasser (7) through the conduit (9) on which is interposed a volumetric extraction pump (10). Through the conduit (9), the flow of cream feeds a homogenizer (11) comprising a high pressure pump (12) and a drawing device (13), preferably of the valve type.
La pompe à haute pression (12) amène le flux de crème à la pression d'alimentation du dispositif d'étirage, qui est, de préférence, de 30 à 80 bars, de préférence de 50 bars. The high pressure pump (12) brings the flow of cream to the supply pressure of the drawing device, which is preferably from 30 to 80 bars, preferably from 50 bars.
La température d'homogénéisation est comprise entre 60"C et 0 C, de préférence égale ou inférieure à 50"C et, par conséquent, toujours égale ou inférieure à la température de dégazage. The homogenization temperature is between 60 "C and 0 C, preferably equal to or less than 50" C and, therefore, always equal to or less than the degassing temperature.
Le flux de crème sort de l'homogénéisateur par le conduit (14) et est amené à une conditionneuse aseptique (17) où il est conditionné, à une température ne dépassant pas 5"C, dans des récipients.(18) stérilisés et hermétiquement fermés. De préférence, le temps de stockage entre l'homogénéisation et le conditionnement est inférieur à 10 secondes. The flow of cream leaves the homogenizer through the conduit (14) and is brought to an aseptic conditioner (17) where it is conditioned, at a temperature not exceeding 5 "C, in sterilized and hermetically sealed containers (18) Preferably, the storage time between homogenization and packaging is less than 10 seconds.
Dans le cas où l'on souhaite effectuer la phase d'homogénéisation à une température inférieure à la température de dégazage, le flux de crème sortant de la pompe (10) passe par un échangeur thermique (16) du type à plaque placé sur le conduit (9), entre la pompe (10) et -l'ho- mogénéisateur (11), et dans lequel il est refroidi à la température d'homogénéisation. In the case where it is desired to carry out the homogenization phase at a temperature below the degassing temperature, the flow of cream leaving the pump (10) passes through a heat exchanger (16) of the plate type placed on the conduit (9), between the pump (10) and the homogenizer (11), and in which it is cooled to the homogenization temperature.
Dans le cas contraire, l'échangeur de chaleur (16) n'est pas utilisé. Otherwise, the heat exchanger (16) is not used.
Si la température d'homogénéisation adoptée est supérieure à la température de conditionnement, le flux de crème homogénéisée passe par un échangeur de chaleur (15) placé sur le conduit (14) dans lequel il est refroidi jusqu'à la température de conditionnement qui ne doit pas dépasser 5"C. If the homogenization temperature adopted is higher than the packaging temperature, the flow of homogenized cream passes through a heat exchanger (15) placed on the duct (14) in which it is cooled to the packaging temperature which does not must not exceed 5 "C.
La crème de lait obtenue à la suite du traitement selon l'invention présente un rapport de montée, comme précédemment indiqué. supérieur à 2 : 1 soit immédiatement après le traitement, soit après une période de conservation, même supérieure à 60 jours. La crème fouettée que l'on obtient est en outre de consistance élevée et persistante, c'est-à-dire qu'elle ne perd pas de son volume deux jours après l'opération de fouettage, si elle est maintenue à température de réfrigération. The milk cream obtained following the treatment according to the invention has an increase ratio, as previously indicated. greater than 2: 1 either immediately after treatment, or after a storage period, even greater than 60 days. The whipped cream that is obtained is also of high consistency and persistent, that is to say that it does not lose its volume two days after the whipping operation, if it is kept at refrigeration temperature. .
La crème traitée comme décrit ci-dessus présente une couleur extrêmement blanche, un aspect homogène et une odeur et un goût agréables, tout à fait comparables à ceux de la crème fraîche naturelle. Ces propriétés restent constantes même après 60 jours de conservation dans des réci- pients scellés. The cream treated as described above has an extremely white color, a homogeneous appearance and a pleasant smell and taste, quite comparable to that of natural fresh cream. These properties remain constant even after 60 days of storage in sealed containers.
EXEMPLE
On a utilisé une crème fraiche naturelle de lait entier obtenue par écrémage par centrifugation, ayant une teneur en matière grasse de 37 % en poids et une teneur en eau de 57 % en poids.EXAMPLE
A natural whole milk fresh cream obtained by centrifugal skimming was used, having a fat content of 37% by weight and a water content of 57% by weight.
Un flux de cette crème de 0,75 1/s, àla température de 5"C est introduit dans un échangeur de chaleur à plaque comprenant une section de stérilisation et une section de refroidissement, avec récupération de chaleur. A flow of this cream of 0.75 1 / s, at the temperature of 5 "C is introduced into a plate heat exchanger comprising a sterilization section and a cooling section, with heat recovery.
La stérilisation est effectuée à la température de 140"C par chauffage indirect par de l'eau surchauffée, pendant 2 secondes à la sus-dite température. Sterilization is carried out at a temperature of 140 "C by indirect heating with superheated water, for 2 seconds at the above temperature.
Le flux de crème sortant de la section de stérilisation est rapidement refroidi à la température de 50"C dans la section de refroidissement dudit échangeur à plaque et, de là, dégazé en-couche mince dans un dégazeur aseptique à la pression absolue de 0,75 bar et à la température de 50"C pendant une durée d'exposition de 5 secondes. La teneur en eau de la crème dégazée est de 55 %, correspondant à une réduction en pourcentage de 3,5 % par rapport à la teneur initiale. La température de la crème dégazée est de 47"C. Le flux de crème extrait du dégazeur est homogénéisé à la température de 47"C et à la pression de 50 bars dans un homogénéisateur à soupape
Gaulin Modèle MC 45 produit par la Société Gaulin Corp.The flow of cream leaving the sterilization section is rapidly cooled to the temperature of 50 ° C. in the cooling section of said plate exchanger and, from there, degassed in a thin layer in an aseptic degasser at the absolute pressure of 0, 75 bar and at a temperature of 50 "C for an exposure time of 5 seconds. The water content of the degassed cream is 55%, corresponding to a percentage reduction of 3.5% compared to the initial content. The temperature of the degassed cream is 47 "C. The flow of cream extracted from the degasser is homogenized at the temperature of 47" C and at the pressure of 50 bars in a valve homogenizer
Gaulin Model MC 45 produced by Gaulin Corp.
(U.S.A.)
Le flux de crème homogénéisé est ensuite refroidi à la température de 4"C dans un échangeur à plaque, puis immédiatement conditionné, dans des conditions d'asepsie, dans des récipients stérilisés et hermétiquement fermés.(USA)
The homogenized cream flow is then cooled to the temperature of 4 "C in a plate heat exchanger, then immediately conditioned, under aseptic conditions, in sterilized and hermetically sealed containers.
Plus précisément, le temps s'écoulant entre l'homogénéisation et le conditionnement est de 5 secondes et le temps total du traitement est d'environ 120 secondes.More specifically, the time elapsing between homogenization and packaging is 5 seconds and the total treatment time is approximately 120 seconds.
La crème ainsi traitée a été soumise aux tests de fouettage et de contrôle des propriétés physiques et organoleptiques. Pour ces tests, on a utilisé des échantillons de crème prélevés soit immédiatement après le conditionnement, soit après 60 jours de conservation à la température de réfrigération de 4 C. The cream thus treated was subjected to whipping tests and to control of the physical and organoleptic properties. For these tests, cream samples taken either immediately after packaging or after 60 days of storage at 4 ° C. refrigeration were used.
Au moment de l'ouverture des récipients, dans les deux cas la crème présentait un aspect extrêmement blanc et homogène, sans odeur et goût désagréables. When the containers were opened, in both cases the cream had an extremely white and homogeneous appearance, with no unpleasant smell and taste.
La crème fouettée obtenue présentait un rapport de montée, dans chaque cas, d'une valeur égale ou supérieure à 2,25. La consistance de la crème fouettée, déterminée par l'appareil de Mohr, indiquait une valeur moyenne égale à 42,25 unités sur l'échelle de cet appareil. The whipped cream obtained had a rise ratio, in each case, of a value equal to or greater than 2.25. The consistency of the whipped cream, determined by the Mohr apparatus, indicated an average value equal to 42.25 units on the scale of this apparatus.
Des tests de stabilité à l'égouttage, à une température ambiante de 21"C, ont été effectués en posant des cubes de crème fouettée de 10 cm de côté sur une grille et en recueillant le petit lait perdu par un cube à la suite de l'égouttage. On a recueilli seulement 3 ml et 5 ml de petit lait après un temps d'exposition, respectivement, de 1 heure et de 2 heures. Après deux jours à la température de 5"C, tous les cubes de crème présen taient un abaissement de moins d'l cm, démontrant ainsi une stabilité optimale. Drainage stability tests, at an ambient temperature of 21 "C, were carried out by placing cubes of whipped cream 10 cm side on a grid and collecting the whey lost by a cube following only 3 ml and 5 ml of whey were collected after an exposure time of 1 hour and 2 hours, respectively. After two days at a temperature of 5 "C., all the cubes of cream were present. were a lowering of less than 1 cm, thus demonstrating optimal stability.
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