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Laits et produits laitiers. Volume 2 Transformation et technologies (2° Ed.)

De
664 pages
Laits et produits frais. Laits de consommation. Evaporation et séchage du lait. Produits frais. Fromages et produits de la fromagerie. Généralités. Préparations du lait. Nouvelles définitions des conceptions technologiques. Les fromages. Les fromages à appellation d'origine. Produits dérivés des fabrications fromagères. Autres produits laitiers. Caséines et caséinates. Crèmes, beurres et autres produits issus de la matière grasse. Glaces, crèmes glacées et sorbets. Laits et produits laitiers recombinés. Produits laitiers spéciaux. Les auxiliaires technologiques.
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LAITS ET
PRODUITS LAITIERS
2 VACHE. BREBIS.
LES PRODUITS
LAITIERS
Transformation
et technologies CHEVRE
coordonnateur
F. M. LUQUET
Lavoisier
TEC
apria &
DOC LAIT S ET PRODUITS LAITIERS
2 LESSS LAITS ET PRODUITS LAITIERS
Vache - Brebis - Chèvre COLLECTION Sous l'égide de l'Association pour la Promotion Industrie-Agriculture
et sous le haut patronage du Ministère de la Recherche SCIENCES & TECHNIQUES
AGRO-ALIMENTAIRES et de la technologie et du Ministère de l'Agriculture et des Forêts
2 LES PRODUITS LAITIERS
Transformation et technologies
Deuxième édition
François M. LUQUET
Coordonnateur
TECHNIQUE ET DOCUMENTATION - LAVOISIER
11, rue Lavoisier - 75384 Paris Cedex 08
APRIA
35, rue du Général-Foy - 75008 Paris ©Technique et Documentation - Lavoisier, 1990
/1, rue Lavoisier • F 75384 Paris Cedex 08
ISSN : 0243-5624
ISBN : 2-85206-272-0 (Laits et produits laitiers)
ISBN : 2-85206-587-8 (volume 2)
Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, des pages
publiées dans le présent ouvrage, faite sans l'autorisation de l'éditeur ou du Centre Français du Copyright
(6 bis, rue Gabriel Laumain, 75010 Paris), est illicite et constitue une contrefaçon. Seules sont autorisées,
d'une part, les reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à une utili­
sation collective, et, d'autre part, les analyses et courtes citations justifiées par le caractère scientifique ou
d'information de l'œuvre dans laquelle elles sont incorporées (Loi du 11 mars 1957 - art. 40 et 41 et Code
Pénal art. 425). COLLECTION SCIENCES ET TECHNIQUES AGRO-ALIMENTAIRES
Sous l'égide de l'Association pour la Promotion Industrie-Agriculture
et sous le haut patronage du Ministère de la Recherche et de la Technologie
et du Ministère de l'Agriculture et des Forêts
L'APRIA (Association pour la Promotion recherche , dans les entreprises, doit,
Industrie-Agriculture) a lancé, sous son pour se divulguer, passer par l'informa­
égide et en coédition avec les éditions tion. Or, trop souvent cette information
TECHNIQU E & DOCUMENTATION- est diffuse, mal rassemblée, et donc peu
LAVOISIER , cette collection d'ouvrages accessible au momen t où l'on voudrait
scientifiques et technologiques. s'en servir.
Les industries agro-alimentaires de
Le but de cette Collection est, à travers notre temps sont à la fois un secteur tra­
une série d'ouvrages concernant, d'une
ditionnel s'appuyant sur un savoir-faire
part , des problèmes communs à
historique, mais aussi des industries de
l'ensemble ou à plusieurs branches de pointe faisant appel à des technologies
l'Industrie agro-alimentaire, d'autre nouvelles, à l'ensemble des Sciences et
part, des problèmes plus spécifiques, de Technique s de l'ingénieur, à des trans­
mettr e à la disposition des chercheurs,
ferts technologiques provenant d'autres
des enseignants, des scientifiques, des
secteurs industriels et créant des pro­
technologues , des économistes et des duits nouveaux.
industriels, une information maîtrisée,
analysé e et vulgarisée. Cett e industrie agro-alimentaire est très
diverse, structurée en branches particu­
lières, liée à une matière première ou à Le principe retenu est celui de traités
un ensemble de matières premières agri­ collectifs placés sous la responsabilité
coles chacune :
d'u n coordonnateur. Ce système pré­
sent e un inconvénient, celui d'une • industries d'amont ou d'aval ou fabri­
moin s grande homogénéité de style et can t des produits intermédiaires ;
de présentation que dans le cas d'un
• industries puissantes, diversifiées, auteur unique '; mais offre un double
moyenne s ou petites ayant des acti­ avantage , celui de la meilleure compé­
vités internationales, nationales ou tence , chaque chapitre étant écrit par
régionales ; un spécialiste confirmé, et celui de la
rapidité de la réalisation.
• industries au contact des zones de
production ou au contraire des zones
d e consommation. La Collection est placée sous la respon­
sabilité scientifique d'un Directoire
Mai s toutes ces industries ont égale­ d'éminent s spécialistes, et les Direc­
men t entre elles des points commun s ; teurs de la Collection peuvent être pour
elles doivent : vou s des interlocuteurs privilégiés.
• mieux connaître les matières premiè­
res qu'elles traitent et leur évolution L'espoir et le désir des Directeurs de
a u cours des processus technologi­ cett e Collection est qu'elle soit lue tout
ques ; d'abord dans le monde francophone, en
Europe , en Afrique, en Asie, en Améri­
• maîtriser leurs approvisionnements ;
que , mais également dans les pays de
langues latines voisines (espagnol, por­• assurer leur rentabilité et optimiser
tugais , italien) et tout particulièrement leurs coûts de production ;
dans les nombreux pays en voie de
• satisfaire une clientèle très diversifiée développement , de culture française ;
a u niveau des types de consomma­ mai s ils croient également que de nom­
tion , en respectant une qualité nutri- breux pays pratiquant moins aisément
tionnelle, hygiénique et parfois diété­ la langue française, seront intéressés
tique ; car l'objectif qualité-santé est par de telles publications qui constituent
l'un des grands axes de leur déve­ un e base de réflexion, et peuvent être
loppement . le point de départ de nombreux déve­
loppement s et dex échanges
La France, pays de tradition, mais aussi internationaux .
pay s d'avant-garde dans le domaine
agro-alimentaire, est particulièrement
bien placée géographiquement pour Cett e Collection s'adresse donc à un
très vaste public scientifique et techni­développe r une politique dynamique
qu e à qui il est primordial de faire con­dans ce domaine, non seulement sur un
plan national, mais aussi à travers le naître la science et la technologie agro­
mond e où elle se trouve historiquement alimentaires françaises, dont la Collec­
engagée . Le progrès, s'il se réalise dans tion qui porte ce titre veut être l'un des
vecteur s privilégiés. les centres d'enseignement et de J. FLANZY F.M. LUQUET
Né en 1929. Ingénieur E.N.S.I.A. Né en 1937. Docteur ès Sciences. Ancien
élève de l'Institut d'Etudes Supérieures
Directeur de Recherches à l'INRA. Direc
d'Industrie et d'Economie laitière.
teur du C.N.E.R.N.A. Centre National de
Coordination des Etudes et Recherches sur Directeur du C1RDC (Centre International
la Nutrition et l'Alimentation. de Recherches Daniel Carassol-BSN.
Expert International. Expert prés du TGI de Le Directoire C.N.E.R.N.A. Paris, Expert en Cassation-Membre du
11 , rue Jean-Nicot Conseil Supérieur d'Hygiène Publique de de la F 75007 PARIS France. Lauréat de l'Académie de
Tél. (11 4 2 75 93 24 Médecine. Collection
C l RDC
A. FRANÇOIS 1 5, avenue Galilée
F 92350 LE PLESSIS ROBINSON
Né en 1920. Ingénieur Chimiste de l'Ecole
Tél. (1) 46 30 22 81
Nationale Supérieure de Chimie de Paris
Docteur Ingénieur. Directeur de Recher­
ches honoraire à l'i.N.R.A. Lauréat le
l'Académie des Sciences et de l'Académie Ch. MERCIER
Nationale de Médecine.
Née en 1934. Docteur ès Sciences. Direc­
Ancien directeur du C.N.E.R.N.A. J.L. MULTON teur de Recherches è l'INRA.
11 , rue de Boulainvilliers Directeur Scientifique de B.S.N. PRESIDENT DU DffiECTOWE
F 7501 6 PARIS
Né en 1938 Ingénieur E N.S.I.A. Docteur B.S.N.
ès Sciences 7, rue de Téhéran
H. GIBERT F 75008 PARIS Directeur de Recherches à l'INRA. Profes­
Tél. (11 42 99 10 10 seur consultent a l'E N.S.I.A. (Ecole Netio
Né en 1942. Ingénieur du Génie Chimique
nale Supérieure des Industries Agricoles et
E.N.S.I.G.C. (Toulouse) Ingénieur Docteur
Alimentaires I
et Docteur ès Sciences Physiques.
Rédacteur en Chef de «Sciences des
R. ROSSET Aliments • Professeur à NNA-PG (Institut National
Agronomique Paris-Grtgnon) et à l'ENGREF I.N.R.A. Né en 1925. Docteur vétérinaire. Licencié
(Ecole Nationale du Génie Rural et des Eaux
ès Sciences. Diplômé de l'Institut Pasteur Domaine de Vilvert
et des Forêts). 78350 JOUY-EN-JOSAS de Paris.
Tél. (1) 34 65 20 91
I.N.A.-P.G. Contrôleur Général des Services Vétérinai­
16, rue Claude Bernard res. Directeur du C.N.E.R.P.A.C. (Centre
F 7523 1 PARIS Cedex 05
National d'Etudes et de Recherches pour
Tél. (1) 43 37 15 50
l'Alimentation Collective). Laboratoire des
Services Vétérinaires (Direction de la Qua
CM . BOURGEOIS lité : Ministère de l'Agriculture). J.Y. LEVEAU
Professeur consultant à l'E.N.S.I.A. (Ecole
Né en 1936. Ancien Elève de l'Ecole Nor­ Né en 1943. Ingénieur E.N.S.I.A.. Nationale Supérieure des Industries Agri­
male Supérieure de Saint-Cloud. Agrégé de Docteur-Ingénieur.
coles et Alimentaires).
l'Université- Docteur ès Sciences.
Professeur à II.F.FI. (Institut Français du Professeur de Biotechnologie à l'Ecole
Professeur de biochimie et microbiologie à Froid Industriel - CNAM Paris). Nationale Supérieure des Industries Agri­
l'Université de Bretagne Occidentale. coles et Alimentaires. Responsable du
C.N.E.R.P.A.C. Directeur de l'A. D. RI . A. (Association pour Laboratoire de Microbiologie industrielle.
5, rue Mazet le Développement de la Recherche Appli­ Président du Département de Biotechnolo
F 75006 PARIS quée aux Industries Agricoles et Alimen­ gie de l'E.N.S.I.A.
Tél. (1) 43 25 97 46 taires), et coresponsable du Laboratoire
E.N.S.I.A. Universitaire de Recherche Agro­
alimentaire de Quimper. Département de Biotechnologie
1, avenue des Olympiades
D. SIMATOS A D.R.I.A. F 9130 5 MASSY
6, rue de l'Université Tél. (1) 69 20 05 23
Née en 1935. Ancienne Elève de l'Ecole
B.P. 313
Normale Supérieure. Agrégée de l'Univer­
F 29191 QUIMPER Cedex
sité. Docteur ès Sciences. G. LINDEN Tél. 98 90 62 32
Professeur à l'ENS.BANA. Directeur du
Né en 1941 Docteur ès Sciences.
Laboratoire de Biologie Physico-Chimique
B. DEYMIE (ENS.BANA). Directeur de l'ENS.BANA. Professeur à l'Université de Nancy L Res­
ponsable des enseignements de Biochimie
ENS.BANA Né en 1927. Ingénieur Institut National des Départements Génie Chimique et Bio­
Agronomique Paris. Ingénieur Ecole Natio­ Campus Universitaire
logie Appliquée de l'I.U.T. de Nancy.
F 21100 DIJON nale Supérieure de Brasserie et de Biochi­ Coresponsable du D.E.S.S. Industries Lai­
Tél. 80 39 66 58 mie Appliquée, Nancy.
tières de l'Université de Nancy I et de
Il N.P.L. Responsable du Laboratoire de
Directeur Général de l'Institut Français des
Biochimie Appliquée (Faculté des Scien­Boissons, de la Brasserie Malterie. Plus
ces). Coresponsable du Service Commun D. THOMAS spécialement chargé des questions tou­
de Séquence de Protéines (Université de
chant au process de fabrication.
Nancy). Né en 1946. Docteur ès Sciences.
Effectue les cours de process pour les élè­
ves ingénieurs de l'Ecole Nationale d'Agro­ Chef du Département «Génie industriel Professeur à l'Université de Technologie de
nomie et des Industries Alimentaires de alimentaire et Technologie laitière* de Compiègne. Directeur du Laboratoire de
Nancy. l'INRA Technologie Enzymalique. Directeur du
Programme National de Biotechnologie.
INSTITUT FRANÇAIS UNIVERSITE DE NANCY I
DES BOISSONS, Laboratoire de Biochimie Appliquée UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE
DE LA BRASSERIE MALTERIE B.P. 239 COMPIEGNE
B.P. 267 B.P. 233 F 5450 6 VANDŒUVRE LES NANCY
F 54509 VANOŒUVRE Cedex Cedex F 60206 COMPIEGNE Cedex
T*l 63 41 25 32 Tél. (1) 44 20 99 77 Tél. 83 91 22 30 Volumes parus • ÉVALUATION SENSORIELLE.
MANUEL MÉTHODOLOGIQUE
. • TECHNIQUES D'ANALYSE ET DE CONTRÔLE Coordonnâtes : S.S.H.A.
DANS LES INDUSTRIES AGRO-ALIMENTAIRES 352 p., 1990
Tome 1 : Le contrôle de qualité : principes généraux et
aspects législatifs
Coordonnâtes : J.L. MULTON • 264 p., 1980
Tome 2 : Principes des techniques d'analyse Volumes à paraître
Coordonnâtes : G. LINDEN -464 p., 1981
• MICROBIOLOGIE INDUSTRIELLE Tome 3 : Le contrôle microbiologique
13 tomesl Coordonnateurs : CM. BOURGEOIS. J. Y. LEVEAU - NEP
Coordonnateurs : J.Y. LEVEAU. J.M. NAVARRO,
Tome 4 : Analyse des constituants alimentaires
M. BRUXELMANE, M. BOUIX : 8. DEYMIE, J.L. MULTON, D. SIMON -
Tome 1 : Microorganismes d'intérêt industriel 432 p., 1981
Tome 2 : Fermentation • • CONSERVATION ET STOCKAGE DES GRAINS ET
GRAINES ET PRODUITS DÉRIVÉS
Céréales, oléagineux, protéagineux, aliments pour animaux • LES CONSERVES ALIMENTAIRES
(2 volumes! Coordonnâtes : LAROUSSE
Coordonnâtes : J.L. MULTON - 1216 p., 2 vol., 1982
• LES AROMES ALIMENTAIRES 12) • PROTÉINES ANIMALES
Coordonnateurs : H. RICHARD, J.L. MULTON Extraits concentrés et isolais en alimentation humaine
Coordonnateurs : CM. BOURGEOIS, P. LEROUX - 384p.,
1982 • LES INDUSTRIES CÉRÉALIÉRES DE PREMIÈRE
TRANSFORMATION • GUIDE PRATIQUE D'ANALYSE DANS LES INDUS­
Coordonnatess : B. GODON, WILMM TRIES DE CÉRÉALES
Coordonnateurs : B. GODON, W. LOISEL -712p., 1984
• FERMENTATION LACTIQUE
121 * • ADDITIFS ET AUXILIAIRES DE FABRICATION
Coordonnateurs : FM. LUQUET, H. de ROISSART
DANS LES INDUSTRIES AGRO-ALIMENTAIRES
Coordonnâtes : J.L. MULTON 712 p., 1984
' BOISSONS NON ALCOOLISÉES
141 • PROTÉINES VÉGÉTALES
BOISSONS LÉGÈREMENT ALCOOLISÉES
Aspects biochimiques, technologiques, nutritionnels et
(2 Tomesl
économiques
Coordonnâtes : M. MOLL
Coordonnâtes : B. GODON • 656 p., 1985
131 • LA QUALITÉ DES PRODUITS ALIMENTAIRES • COMPORTEMENT ALIMENTAIRE ET PERCEP­
Politique, incitations, gestion et contrôle
TION DE LA QUALITÉ DU PRODUIT
Coordonnâtes : J.L. MULTON 528p., 1985
Coordonnâtes : J. HOSSENLOP
( 2 SI • LAITS ET PRODUITS LAITIERS
Vache Brebis Chèvre • HUILES ET CORPS GRAS
Coordonnâtes : F.M. LUQUET Coordonnâtes : A. KARLESKIND
Tome 1 : Les laits - De la mamelle à la laiterie
424 p., 1985 ' BIOTRANSFORMATION DES PRODUITS
Tome 2 : Les produits laitiers - Transformations et CÉRÉALIERS
technologies Coordonnâtes B. GODON
656 p., 1985, NT 1990
• BIOCHIMIE AGRO-ALIMENTAIRE INDUSTRIELLE Tome 3 : Qualité, Energie et Tables de composition
460 p., 1986 Coordonnateurs : G. LINDEN, M. MOLL. V. MOLL
12 31 • TOXICOLOGIE ET SÉCURITÉ DES ALIMENTS
' PRODUITS SUCRANTS ET ÉDULCORANTS
Coordonnâtes : R. OERACHE - 616 p., 1986
Coordonnâtes : J.L. MULTON
.2 3i • GUIDE PRATIQUE D'ANALYSE MICROBIOLOGI­
QUE DES LAITS ET PRODUITS LAITIERS
Coordonnatess : H. BEERENS, F.M. LUQUET
144 p., 1987
ili i • TECHNOLOGIE DE LA VIANDE ET DES PRODUITS
CARNÉS
Coordonnâtes : J.P. GIRARD - 280 p., 1988
n-2-31 • MICROBIOLOGIE ALIMENTAIRE
12 Tomesl
Coordonnatess : CM. BOURGEOIS, J.F. MESCLE,
J. ZUCCA, J.P. LARPENT
• EMBALLAGE DES DENRÉES ALIMENTAIRES DE
* Épuisé, nouvelle édition en préparation. GRANDE CONSOMMATION
Ouvrage traduit en : 111 en anglais, 121 en espagnol, 12 Tomesl
131 en italien, 141 en russe, 151 en portugais. Coordonnatess : G. BUREAU, J.L. MULTON
Diffusion : LIBRAIRIES LAVOISIER, 11 rue Lavoisier 75384 PARIS Cedex 0 8
APRIA, 35 rue du Général Foy - 75008 PARIS Liste des auteurs
Coordonnateurs
LUQUET F.H. BSN
Centre International de Recherches
•. CARASSD
15 avenue Galilée
92350 LE-PLESSIS-ROBINSON
auteurs
ASSENAT L. e.r.
AVEZARD C. Idéal-Export
12, rue Apollinaire
Saint Germain de la Grange
7B640 NEAUPHLE-LE-CHATEAU
BELLIARD S.N . Fromageries Bel.
4, rue d'Anjou
75008 PARIS
BLANCHON P. e.r.
BONJEAN. LINCZOWSKI Y. Co-coordonnateu r de La première édition
IESIEL
•16, rue Cl. Bernard
75005 PARIS
BOUDIER J.F. Service Recherche
Prospérité Fermière
51, avenue Lobedez
62000 ARRAS
BOULLE M. Société Pillet
avenue Kennedy
33700 MERIGNAC
BOUTONNIER J.L. ENILBIO
39800 P0LIGNY
VIII Fromageries Bel. BRASSIER J.C.
4, rue d'Anjou
75008 PARIS
CHAHBA J.F. I.T.G.
Zone Sud
74800 LA ROCHE/EDRON
CRETIN-MAINTENAZ P. I.T.G.
01000 BQURG-EN-BRESSE
DESFLEURSt 14480 CREULLY
DESHAZEAUD M. INRA
Station de Recherches laitières
78350 JOUY-EN-JOSAS
DEVEAUX R. France glaces Findus
Zone industrielle n° 2
BOOOO BEAUVAIS
DEVOYOD J.J. INRA
78350 JOUY-EN-JOSAS
DUNANT T. ENILIA
17700 SURGERES
GOURSAUD J. Maître Assistant ENSIA/ISAA
369, rue Jules Guesde
59651 VILLENEUVE D'ASCQ
GVOZDZ G. Société Procalex
5, avenue Princesse Alice
Monté-Carlo
MC 98000 MONACO
HARDY J. ENSAIA
2 , avenue de la forêt de Haye
54505 VAND0EUVRE-LES-NANCY
KALATZOPOULOS G. Ecole supérieure d'agriculture
Athènes - Votanikos
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13, rue Ronchaux
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149, rue de Bercy
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Ministère de l'agriculture LESEUR R.
Direction de la qualité - DSVHA
44, bd de Grenelle
75732 PARIS Cédex 15 MELIK N. Ministère de l'agriculture
Direction de la qualité - DSVHA
44, bd de Grenelle
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MEYER-CARON H. Fromageries Bel.
4, rue d'Anjou
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POINTURIER H. Westfalia Separator France
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51, avenue Lobedez
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4, rue d'Anjou
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39800 POLIGNY
Les chapitres ou paragraphes signés n'engagent que leurs auteurs, le
lecteur pourra donc leur demander directement toute explication ou
information complémentaire.
X Table des matières
Partie I
LAITS ET PRODUITS FRAIS
Chapitre 1
3
LAITS DE CONSOMMATION
R. LESEUR, N. MELIK
4
1. Lait cru
2. Laits traités thermiquement *
2.1. Laits pasteurisés
5
2.2.s stérilisés
2.3. Laits aromatisés 6
3. Altérations principalement rencontrées
3.1. Laits pasteurisés
7
3.2.s stérilisés
Chapitre 2
17
EVAPORATION ET SÉCHAGE DU LAIT
P. SLOTH, J. REGNIER, J. VIEILLE
Introduction 19
1. Procédé technologique
2. Technique de séchage par atomisation 23
3. Consommation d'énergie
4. Conduite des installations de sécurité
5. Séchage du lait • 30
5.1.e du lait écrémé 32
5.2. Séchage du lait entierChapitre 3 5
PRODUITS FRAIS
J.F. BOUDIER -
1. Les produits frais lactés autres que les laits boissons
et les laits fermentes
XI 1.1. Agents texturateurs 36
1.2. Schéma général de fabricati;-8
1.3. Accidents généralement rencontrés9
2. Laits fermentes 42
Introduction
2.1. Le yaourt3
2.2. Laits fementés par une fiers lactique auzrs que
celle du yaourt 5
2.3. Laits ferr.entés alcoolisés 61
Bibliographie5
Partie II
FROMAGES ET PRODUITS DE LA FROMAGERIE • • • • 67
Chapitre 1
GÉNÉRALITÉS - PRÉPARATIONS DU LAIT 69
P. TINGUELY, G. PERNODET
1. Cas des fabrications fermières et artisanales au lait cru ... . 6
2. Les laits "industriels" et l'évolution des technologies 73
2.1. Actions au niveau de la composition chimique des
laits et leurs conséquences 7
2.2. Actions au niveau des bactéries du lait8
3. Maturation du lait et corrections apportées avant
coagulation 83
3.1. Contrôle de la maturation5
3.2. Corrections apportées au lait de fabricatijn fromagère 8
Conclusion6
Chapitre 2
NOUVELLES DÉFINITIONS DES CONCEPTIONS TECHNOLOGIQUES
FROMAGÈRES
J. LABLÉE
1. Porosité, perméabi 1 ité et structure du coagulum 89
1.1. Fabrication fromagère et maturation eu lai; 3
1.2. Comment exprimer la porosité 9C
1.3. Remarques
2. Caractéristiques "présure" et "lactique" des fabrications 91
3. Conclusion 92
Bibl iographie4
Chapitre 3 5
LES FROMAGES
H. POINTURIER
3.1 .
LES FROMAGES A PARTIR DE LAIT DE VACHE
H. POINTURIER, B. MIETTON, J.J. DEVOYOD, L. MILLET, S.N. BELLIARD,
H. MEYER-CARON, C. BRASSIER, H. TRACARD, J.F. CHAMBA,
P. CRETIN-HAINTENAZ, Dr. UHLMANN .
XII 1. Les fromages frais 95
1.1. Liminaire à la fabrication des fromages frais 96
1.2. Réglementation française9
1.3. Les fromages blancs moulés 103
1.4. Fromages frais obtenus par égouttage lent à partir de
lait écrémé ou gras
1.5. Fromages frais obtenus par égouttage rapide 112
1.6. Fromages blancs obtenus par ultrafiltration 121
1.7. Conditionnement - Etiquetage - Commercialisation
2. Les technologies pStes molles et dérivés
Introduction 12
2.1. Les pâtes molles traditionnelles françaises 132
2.2. Lesss dites modernes ou spéciales 143
2.3. Emballage des pâtes molles 150
3. Pâtes persillées , 155
Généralités 15
3.1. Historique - Evolution des fabrications
3.2. La technologie des pâtes persillées8
3.3. Législation - Les appellations d'origine 163
Bibliographie 171
4. Fromages à pâte pressée demi-cuite et non cuite 17
4.1. Généralités
4.2. Les fromages à pâte pressée demi-cuite et non cuits2
4.3. Etiquetage - Marquage - Commercialisation 229
Bibliographie 23
5. Les fromages 3 p3te cuite
5.1. Généralités sur les fromages à pâte cuite 232
5.2. Technologie traditionnelle7
5.3. La mécanisation de la fabrication des gruyères 244
Bibliographie 25
6. Les fromages fondus3
6.1. Historique
6.2. Ou"est-ce que le fromage fondu ? 25
6.3. Les matières premières5
6.4. La fabrication du fromage fondu
6.5. Le conditionnement8
6.6. La conservation du fromage fondu9
6.7. Les contrôles de qualité. .
Bibliographie 260
Annexes2
3.2.
FROMAGES A PARTIR DU LAIT DE BREBIS
L. ASSENAT, G. KALATZOPOULOS •
1. Le fromage de roquefort9
1.1. Historique - Appellation d'origine 26
1.2. Principes généraux de la fabrication du roquefort 271
1.3. Technologie 274
1.4. Fiches analytiques6
Bibliographie 28
2. Le fromage "Ossau-Iraty brebis pyrénées" 282
2.1. Historique - Appellation d'origine
2.2. Principes généraux de la fabrication du fromage Qssau-Iraty
brebis pyrénées
XIII 2.3. Technologie 284
Bibliographie6
3. Autres fromages de brebis8
3.1. Généralités
3.2. Présentation de auelques diagrammes de fabrications 289
Bibliographie 291
3.3.
FROMAGES A PARTIR DE LAIT DE CHEVRE5
J.C1. LE JAOUEN, M. MOUILLOT^
1. Définitions - Législation
1.1.s légales
1.2. Formes réservées aux fromages de chèvre 296
1.3. Normes d'étiquetage et de pré-emballage
1.4. Les fromages définis et les appellations d'origine 297
1.5. Les labels '
2. Principaux fromages de chèvre : modes et lieux de
fabrication - quantités produites 29
2.1. Classification des fromages de chèvre français7
2.2. Localisation des productions
2.3. Quantités produites en France 301
Référence bibliographique
3. Les ferments et la préparation du lait en fabrication
fromagère a partir de lait de chèvre : particularités 302
3.1. Les ferments
3.2. L'ensemencement direct en fabrication de pâtes molles
à partir de lait de chèvre4
Références bibliographiques6
4. Fromages vendus en frais 30
4.1.s frais moulés (pur chèvre)
4.2. Caillé frais lisse (pur chèvre)9
5. Fromages à pStes molles 312
5.1.s à prise lente et à caractère lactique 31
5.2. Fromages àe rapide ete présure plus marqué . . . 317
Référence bibliographique
6. Fromages â pSte persillée 320
7. Les pâtes pressées non cuites
Bibliographie3
8. L'ul trafi 1 tration en fromagerie de chèvre6
8.1. Introduction
8.2. Les techniques7
Références bibliographiques 33
9. Les techniques de report1
9.1. Introduction
9.2. Conservation de caillé frais égoutté congelé 33
9.3. Lait concentré par ultrafiltration eté
9.4. Fromages non affinés congelés5
Références bibliographiques6
Chapitre 4
LES FROMAGES À APPELLATION D'ORIGINE 339
J. GOI/RSA (/£>___ _
1. L'appellation d'origine
XIV 2. Classification des fromages 340
3. Monographies
3.1. Pâtes molles
3.2.s pressées non cuites5
3.3. Pâtes cuites pressées
4. Appellation d'origine "Brocciu"
Conclusion 354
Bibliographie
Chapitre 5
357
PRODUITS DÉRIVÉS DES FABRICATIONS FROMAGÈRES
P. SOTTIEZ
1. Le lactosérum
1.1. Généralités sur le lactosérum 35
1.2. Les différents types de lactosérum 361
1.3. Les différentes technologies appliquées au lactosérum ... . 36
2. Le lactose 377
2.1. Principe ce la cristallisation industrielle du lactose. . . . 37
2.2. Inhibiteurs den 380
2.3. Séparation - Séchage
2.4. Intérêt eu lactose2
2.5. Utilisation du lactose3
2.6. Le lactose hydrolyse4
3. Les protéines du lactosérum
3.1. Technologies d'obtention des protéines de sérum 38
3.2. Intérêt des protéines du lactosérum9
4. Aspects économiques du traitement du lactosérum 390
Bibliographie 39
Partie III 3
AUTRES PRODUITS LAITIERS
Chapitre 1 5 CASÉINES ET CASÉINATES
P. SEGALEN, H. BOULLE, G. GVOZDZ
1. Description des différentes techniques de fabrication
des caséines et caséinates 39
1.1. Techniques générales de fabrication de la caséine 39
1.2.ss den des caséinates 401
Bibliographie 40
2. Le procédé Conticas (Pillet) : production de caséine
en continu6
2.1. Principes du fonctionnement
2.2. Bilans 414
2.3. Perspectives d'avenir 415
3. Les procédés procalex de fabrication de caséines
et caséinates
3.1. Procédés PROCALEX den de caséine alimentaire . . . 416
XV 3.2. Méthodes de fabrication de caséinates par "attrition" ... . 422
Bibliographie 423
4. Production et utilisation des caséines et caséinates 426
4.1.n
4.2. Débouchés *2
4.3. Utilisations7
Conclusion8
5. L'industrie de la caséine dans la décennie 80-90 42
5.1. Une industrie complexe
5.2. Rentabilité 430
5.3. Etat ds la technique1
45.4. Le caséinate 34
5.5. Le lactosérum5
3.6. Perspectives " 43
Annexes9
Chapitre 2
CRÈMES/ BEURRES ET AUTRES PRODUITS ISSUS DE
443 LA MATIÈRE GRASSE
J.L. BOUTONNIER, Cl. DUNANT
Introduction aux technologies de la matière grasse 44
1. Les crèmes de consommation4
1.1. Réglementation française
1.2. Obtention des crèmes7
1.3. Préparation dess de consommation 451
1.4. Conditionnement - étiquetage . . .-
2. Le beurre 45
2.1. Réglementation française
2.2. Technologie9
2.3. Les rendements en beurrerie 47
2.4. Défauts et altérations
2.5. Conditionnement - Etiquetage 48
Z. Les produits concentrés en matières grasses6
3.1. Réglementation internationaleas
3.2. Techniques de préparation des matières grasses concentrées. . . 488
3.3. Conditionnement - Etiquetage 492
4. Les produits à teneur allégée en matière grasse4
4.1. Technologie7
5. Les modifications de la matière grasse laitière9
5.1. L'hydrogénation
5.2. L'interestérification
5.3. Fractionnement par cristallisation 500
6. La commercialisation et le marché des corps gras laitiers ... . 502
7. Conclusion : l'avenir de la matière grasse laitière 502
Bi bl iographie 503
XVI Chapitre 3
505
GLACES/ CRÈMES GLACÉES ET SORBETS
R. DEVEAVX, F.H. LUQUET
1. Technologies 50
1.1. Données physico-chimiques de la crème glacée
1.2. Description des différents états de dispersion dans le mix. . . 50
1.3. Effets physiques du glaçage et de la congélation 507
1.4. Dispersion des gaz : moussage
1.5. Technologie de fabrication9
2. Composition 520
2.1.n théorique comparée 52
2.;.n réelle3
2.3. Glaces et vitamines5
2.4. Autres élérents7
2.5. Qualités sensorielles des glaces8
3. Les produits particuliers 53
3.1. Glace au yaourt
3.2. Glaces diététiques
4. Place dans l'alimentation1
Chapitre 4
bJJ LAITS ET PRODUITS LAITIERS RECOMBINÉS
Ci. AVEZARD, J. LABLEE -
1. Lait et beurre recombinés3
1.1. Définitions 53
1.2. Remarques générales6
1.3. Schéma d'une ligna de recombinaison
1.4. Commentaire sur le schéma de recombinaison crème
pour fabrication de beurre recombiné 544
1.5. Emballage 54
2. Technologie fromagère â partir de lait reconstitué ou
recombiné
2.1. Généralités
2.2. Les différents types de fromages8
2.3. Conclusion 550
Annexes •1
Chapitre 5
PRODUITS LAITIERS SPÉCIAUX7
P. BLANCHON
1. Laits infantiles
1.1. Adaptation du lait as vache - Elaboration de formules
modernes9
1.2. Fabrication des laits infantiles 562
1.3. Réglementation 563
1.4. Perspectives d'avenir5
2. Aliments lactés de régime6
2.1. Substitution des protéines lactiques
2.2. Suppression de certains acides aminés
2.3.n d'un élément minéral
2.4.n du lactose
XVII 3. Laits vitaminés 567
Bibliographie ."
Chapitre 6 9
LES AUXILIAIRES TECHNOLOGIQUES
M. DESFLEURS^, Af. DESMAZEAUD, J. HARDY, R. SOUVERAIN
1. Les levains fongiques
1.1. Composition
1.2. Présentation 570
1.3. Normes de qualité
1.4. Centrales
1.5. Préparation3
1.6. tfode d'emploi des levains fongiques 574
1.7. Rôle des levains fongiques6
1.8. Défauts dûs à la mauvaise utilisation des levains fongiques- • 578
Bibliographie générale abrégée 581
2. Les enzymes utilisées en Industrie Laitière2
2.1. Less coagulantes
2.2. Les protéases 59
2.3. Les lipases5
2.4. Les lactases - 597
2.5. Le lysozyme 60
2.6. Autres enzymes
2.7. Références bibliographiques3
3. Le chlorure de sodium : propriétés et utilisation
en fromagerie7
3.1. L'activité de l'eau CAw)9
3.2. Propriétés des solutions de NaCl 61
3.3. Le salage des fromages5
3.4. La pratique du saumurage
3.5. Références bibliographiques8
4. Substances autres que les levains et enzymes dans les
produits laitiers (additifs, auxiliaires technologiques
et contaminants) 620
4.1. Récapitulation des produits laitiers dans lesquels sont
admis additifs et auxiliaires technologiques 621
4.2. Tableau des additifs et tableau des auxiliaires techno­
logiques pouvant intervenir dans les produits laitiers ... . 629
4.3. Références bibliographiques 634
XVIII Partie 1
Laits et produits frais Chapitre 1
Laits de consommation
R. Leseur, N. Melik
C'est en 1909 que le Congrès International de la Répression des Fraudes
a défini ainsi le lait :
"Le lait est le produit intégral de la traite totale et ininterrompue
d'une femelle laitière bien portante, bien nourrie et non surmenée. Il
doit être recueilli proprement et ne pas contenir de colostrum".
Cette définition a ensuite été codifiée par le décret du 25 mars 1924
qui reste encore la pièce maîtresse de tout un édifice réglementaire
important.
Si, jusque dans les années 1935, ce lait ainsi défini était le lait
réellement commercialisé, il n'en est plus de même aujourd'hui. En
effet, l'évolution des processus technologiques, des techniques de
conservation et des circuits de distribution a permis l'élaboration,
à diverses époques, de produits nouveaux, qui ne sont pas tous destinés
au même usage, mais qui. tous, présentent un intérêt propre.
Si primitivement, la totalité de la commercialisation [1930] était réa­
lisée en lait cru, il en est tout à fait autrement aujourd'hui où il
ne représente plus que à peine 1 %. Ensuite, le lait pasteurisé l'a
remplacé, supplanté à son tour par le lait stérilisé (70 % de la consom­
mation actuelle) .
Que nous réserve l'avenir ? Il est trop tôt pour l'imaginer.
Les laits destinés à la consommation humaine existant actuellement
peuvent être classés en deux catégories, selon leur mode de traitement
- Lait cru .- sans traitement thermique ;
- Lait traité thermiquement.
3 1. LAIT CRU
Si le lait cru est un produit intéressant sur le plan de la nutrition
puisqu'il n'a subi aucun traitement d'assainissement lui permettant
d'assurer une meilleure conservation, sa production et sa commerciali­
sation doivent être sévèrement contrôlées en raison des risques qu'il
peut encore présenter pour la santé .
En effet, il doit :
- provenir d'animaux reconnus indemnes de brucellose et de tuber­
culose [maladies transmissibles de l'animal à l'homme) dans le
cadre des prophylaxies collectives obligatoires ;
- d'exploitations bien implantées ;
- être préparé [traite, conditionnement, stockage) dans des condi­
tions hygiéniques satisfaisantes ;
- satisfaire à des critères microbiologiques déterminés [témoins de
contamination) jusqu'à la date limite de consommation.
2. LAITS TRAITÉS THERMIQUEMENT
Selon le degré de traitement thermique qui permet une augmentation de la
durée de conservation, on distingue :
- laits pasteurisés,
- laits stérilisés .
2.1. Laits pasteurisés
La pasteurisation est un traitement thermique qui est capable de détruire
l'agent de transmission de la tuberculose [bacille de Koch). Elle se
pratique dans des appareils à plaques ou à tubes .
•eux catégories de laits pasteurisés sont à distinguer :
- lait pasteurisé conditionné,
- lait pasteurisé de haute qualité.
2.1.1. LcuX pcateutiàê. conditionné.
Pratiquement, le traitement est réalisé à une température nettement plus
eélevée que celle nécessaire pour détruire le bacille de Koch - 75 C
85 °C pendant un temps plus ou moins long (15-30 secondes) . La consta­
tation de ce degré de traitement thermique atteint peut être réalisée
par la recherche d'une enzyme : la phosphatase détruite à cette tempé­
rature .
4 Si en 1955, en raison des systèmes de distribution en cours à cette
époque, il était nécessaire de distinguer le lait pasteurisé (servi à
la louche] du lait pasteurisé conditionné, il n'en est plus de même
aujourd'hui où tous les laits pasteurisés commercialisés sont des laits
conditionnés .
2.1.2. LcUX paitzuTviiê. de haute. qucuUXz
C'est en 1965 que ce lait a été défini.
Il se différencie du précédent sur deux points :
- Le traitement thermique d'assainissement est une pasteurisation
dont le couple temps-température oscille entre 72 °C - 75 °C/
15-30 secondes. La vérification de ce type de traitement est
effectuée, comme dans le cas du lait pasteurisé conditionné, par
la recherche de la phosphatase (qui doit être détruite]. De plus,
dans le cas du lait pasteurisé de haute qualité, une autre enzyme,
la peroxydase, ne doit pas être détruite ; elle constitue, par
conséquent, une caractéristique de ce traitement et sa recherche
doit être positive.
- La qualité du lait de départ est déterminée (moins de 500 000
germes/ml]
Ces laits pasteurisés conditionnés ou de haute qualité (écrémé, entier,
demi-écrémé] doivent répondre à des normes sanitaires et qualitatives
(tableau 2). Les établissements de production doivent posséder la marque
de salubrité (arrêté du 21 juin 1982) . La durée de conservation entre
le conditionnement et la consommation est au maximum de 7 jours .
2.2 . Laits stérilisés
Selon le procédé de stérilisation, on distingue le lait stérilisé et
le lait stérilisé U.H.T. définis en 1977. Ces laits doivent être stables
jusqu'à la date limite de consommation.
2.2.7 . LcuX AtëAHuê.
C'est un lait conditionné - stérilisé après conditionnement dans un
récipient hermétiquement clos, étanche aux liquides et aux microorga­
nismes par la chaleur, laquelle doit détruire les enzymes, les micro­
organismes pathogènes. La stérilisation est réalisée à une température
de 100 °C - 120 °C pendant une vingtaine de minutes.
2.2.2 . LcUX it&ULL&ê. U.H.T.
C'est un lait traité par la chaleur, laquelle doit détruire les enzymes,
les microorganismes pathogènes, conditionné ensuite aseptiquement dans
un récipient stérile, hermétiquement clos, étanche aux liquides et aux
microorganismes.
Le traitement thermique peut être soit direct (injection de vapeur
d'eau), soit indirect. Il est réalisé à 135 °C - 150 °C pendant 2,5
secondes environ.
5 Aujourd'hui, pour des raisons énergétiques, c'est le traitement indirect
qui est le plus fréquent (70 % des installations).
Dans le cas du traitement direct, la qualité de l'eau utilisée au départ
est primordiale : cette eau doit être potable.
Le conditionnement utilisé (U.H.T., stérilisé) doit être tel qu'il
permette de soustraire le lait à toute influence défavorable de la
lumière. On peut, aujourd'hui, considérer qu'un matériau est adapté
s'il arrête les radiations lumineuses d'une longueur d'onde inférieure
à 6 000 "Â" .
Pour des raisons de meilleure conservation, l'ensemble des conditionne­
ments est doublé d'une feuille de polyéthylène (lait U.H.T., lait
pasteurisé) .
2.3. LcuXi oAomatUt é4
Ce sont tous des laits stérilisés auxquels on a ajouté des arômes auto­
risés (notamment cacao, vanille, fraise).
Les laits stérilisés ou stérilisés U.H.T. (entier, écrémé, demi-écrémé)
doivent répondre à des normes sanitaires et qualitatives (tableau 3).
Les établissements de production doivent posséder la marque de salubri­
té (arrêté en cours de préparation). La durée de conservation entre le
conditionnement et la consommation est de :
- 90 jours pour les laits U.H.T.,
-150 jours pour les laits stérilisés.
3. ALTÉRATIONS PRINCIPALEMENT RENCONTRÉES
3.1. Laits pasteurisés
- Goût de cuit : provoqué par un chauffage trop intense, ce goût
de cuit peut être plus ou moins prononcé ;
- Contamination microbienne : elle a lieu surtout au moment du
conditionnement. Elle peut provenir de la machine elle-même, de
l'emballage, ou encore de l'environnement ;
- Présence de germes sporulés thermo-résistants : ces germes peuvent
provenir du lait cru lui-même, puis du tank de réfrigération, des
équipements industriels. Le chauffage ne les a pas détruits et on
peut les retrouver ainsi dans le lait pasteurisé ;
- Phénomènes physico-chimiques, tels que la lipolyse ou l'oxyda­
tion des matières grasses : pour prévenir ces problèmes, il faut
soustraire le lait de l'action de la lumière et l'entreposer à
une température suffisamment basse (+ 6 °C). De même, les opéra­
tions mécaniques de pompage doivent être correctement maîtrisées.
6 3.2. Laits stérilisés
- Goût de cuit : cette altération peut être plus poussée que dans
le cas du lait pasteurisé. Elle se produit surtout dans le lait
stérilisé en bouteilles ;
- Oxydation des matières grasses : dans le cas du lait stérilisé
en bouteilles, à cause de la lumière ;
- Instabilité : liée à la composition chimique même du lait de
départ ;
-é : liée à un développement microbien qui peut avoir
lieu au moment du conditionnement, tdans le cas du lait UHT)comme
dans le cas du lait pasteurisé ;
- Persistance de germes thermo-résistants sporulés pour le lait
stérilisé en bouteilles .
Les définitions, les compositions, la couleur des emballages des diffé­
rents types de lait figurent aux tableaux 1 à 4.
Les diverses étapes de la transformation du lait sont représentées
sur les planches 1, 2, 3, 4 et 5.
7 8
Tableau 1
Les laits - Définition - Composition
(1) Les lettres de 3 cm doivent se trouver sur une bande jaune.
(2) Doit provenir d'étables patentées
(3) Peut aussi être dénommé dans certaines conditions (lait frais pasteurisé ; circulaire DGAF/SFRC 71 1021 du
13 janvier 1971.
* 1/4 litre - 1/2 litre - 1 litre ou inférieur à 1/4 litre. Tableau 2
Les laits crus et pasteurisés - Normes de salubrité
Arrêté du 21 juin 1982 modifié
Note : Les critères sont fournis aux jours J + 4 ou J + x (x représen­
tant la date limite de consommation).
(1) Ces critères sont à rechercher seulement dans l'éventualité
où des résultats considérés comme non satisfaisants sont ob­
tenus pour 1'un des critères suivants : micro-organismes
aérobies à 30 °C, conformes à 30 °C, phosphatase.
9 Tableau 3
Les laits stérilisés et laits stérilisés U.H.T.
Normes de salubrité
1. Laits ayant moins de 15 jours de vie (après la fabrication)
Examens à pratiquer avant incubation .-
- Dénombrement des microorganismes aérobies à 30 °C et à 55 °C
- Mesure de l'acidité [inférieure à 1,8 g d'acide lactique ou
inférieure à 18 ° Dornic) .
- Mesure du pH.
- Examen organoleptique.
Incubation :
- Pour des laits stérilisés : 7 jours à 55 °C ± 1 °C
14s à 30 °C ± 1 °C
- Pour les laits stérilisés U.H.T. : 7 jours à 30 °C + 1 °C
Examens après incubation :
- Dénombrement des microorganismes aérobies à 30 °C et à 55 °C
- Mesure du pH.
-e de l'acidité.
- Epreuve de l'ébullition .
- Examen organoleptique.
Résultats : critères de stabilité du produit :
- Absence de défaut organoleptique (goût, odeur, protéolyse,
coagulation) .
- Stabilité à 1'ébullition .
- Variation de pH inférieure à 0,2 avant et après incubation.
- Acidité maintenue à 18° Dornic, 1 ou 1,8 gd'acide lactique/1.
2. Laits ayant plus de 15 jours de vie (après la fabrication)
La stabilité des produits doit être confirmée jusqu'à la date
limite de consommation par :
- Epreuve de 1'ébullition .
- Mesure de l'acidité.
- Examen organoleptique .
Ces trois tests doivent être conformes à ce qui est mentionné au
paragraphe : Résultats.
10 Tableau 4
Couleur des emballages
selon le pourcentage de matière grasse
Lait écrémé Lait demi-écrémé Lait entier
< 0,3 % M.G. 1,5 1,8% M.G. < 3,5 % (1 .G.
Conditionné Vert Bleu Rouge
Lait
pasteurisé
Haute qualité Rouge
Rouge U.H.T. Vert Bleu
Lait
Rouge stérilisé Stérilisé Vert Bleu
Aromatisé - - -
11 12
A la ferme
Transport du lait
Calorifugraqe
Compartimentage
Usine
0°C à +4"C
Stockage au froid
0° à +4°c
Tank de stockage
Planche 1
Le lait jusqu'à son traitement 13
Conditionnèrent
Lait cru : Pas de traitement iLait cri
Conditionnement
Lait pasteurisé
Lait pasteurisé Ecrémage
Standardisation
en matière graspes
Homogénéisation
Pasteurisation
Carton Plastique
Conditionnement
Lait stérilisé Ecrémage
( Préstéril isation)- Stérilisation U.H.T.
Standardisation" (exemple : procédé direct) .
laits stérilisés
Lait aromatisé
Homogénéisation
Incorporation arômes autorisés
avant stérilisation
Planche 2
Mise en bouteilles
Stérilisation
Lait stérilisé
Les traitements du lait 14
"Cait cru
Transport
Stockage
Température dirigée
U'C x . l'C
Lait pasteurisé
Sans température particulière
Température <20°C recommandée
Laits stérilisés,
. . aromatisés
Planche 3
Transport et stockage du lait LAIT CRU LAIT CRU 68 "«-Test à l'alcool-^-75°
absence de gloculation
Recherche des inhibiteurs
absence
Valeur de la matière protéique
supérieure à 28 g/1
Ecrémage Ecrémage
Contrôle de la matière grasse
Standardisation Standardisation
Homogénéisation Homogénéisation
Vérification des diagrammes Mise en Stéri­Pasteurisation
bouteille lisation d'enregistrement des températures I
Contrôle des altérations éventuelles
Condi­Stérilisation
tionnement
I
Conditionnement^.Vérification des normes sanitaires
I et qualitatives
Stockage Stockage Vérification des emballages
altération
fuite
Lait stérilisé Lait pasteurisé Tests de contrôle
Planche 4
Fabrications et contrôles
15 16
Planche 5
Matériel utilisé Chapitre 2
Evaporation et séchage du lait
P. Sloth, J. Régnier, J. Vieille
Introduction
L'evaporation et le séchage industriels du lait sont utilisés depuis le
début du siècle. Le premier brevet d'évaporateur fut délivré aux Etats-
Unis dès 1856 à Gail Borden. Le premier dispositif de séchage du lait
fut celui à rouleaux de Just Hatmaker, breveté en 1902. Le premier bre­
vet pour un évaporateur de lait fut délivré à Krause en 1912, et Gray
Jensen fut le premier aux Etats-Unis à qui l'on accorda un brevet pour
un sécheur en 1913.
Les systèmes d'évaporateurs connurent un développement plus avancé au
cours des décades suivantes, et ces types de sécheurs par atomisation
devinrent importants :
1. "Boîte dp séchage" avec buses d'atomisation
2. Chambres de séchage cylindriques à fond plat
3.s dees à fond conique.
Les figures 1 à 3 sont des exemples de ces types de sécheurs.
Dans la boîte de séchage dont il est fait mention, les buses sont mon­
tées sur la paroi du fond de la boîte qui peut être en acier ou en
béton. L'air de séchage pénètre autour des buses, et le séchage s'opère
au fur et à mesure que le produit humide tombe dans la partie inférieure
de la boîte. La poudre se dépose au fond de la trémie munie d'une vis
transporteuse sar.s fin qui l'extrait. L'air de séchage est dirigé hors
de la chambre au travers d'un cyclone où les moindres particules char­
gées d'air susceptibles de s'y trouver encore sont retenues par filtra­
ge .
•ans le sécheur par atomisation cylindrique de la figure 2, le produit
est atomisé au moyen d'une turbine d'atomisation rotative. Un courant
d'air de séchage tournant pénètre dans la chambre autour de la turbine
d'atomisation par un distributeur d'air spécial. Un système d'écluse
rotative transporte l'air de séchage et la poudre du fond de la chambre
vers une batterie de cyclones où la poudre est séparée de l'air de sé­
chage.
Le système de la figure 3 fonctionne sur le même principe de base. Ce­
pendant, la séparation de la poudre et de l'air de séchage a lieu dans
un cône. L'air est extrait par un système spécial. Un système de vidange
permet de récupérer la poudre à la base du cône.
17 VAPEUR AIR VENTILATEUR
V
E
N
T
AIR
AUGE DE TRANSPORT
LAIT
LAIT
SEC
CONCENTRE
Figure 1.- Sécheur BLAW-KNOX
Figure 2.- Sécheur atomiseur anhydro à fond plat.
18 Figure 3.- Sécheur atomiseur Niro avec distribution d'air au
plafond.
L'industrie laitière utilise ces sécheurs par atomisation depuis de
nombreuses années et les utilise encore pour sécher certains produits
laitiers et autres denrées alimentaires.
1. PROCÉDÉ TECHNOLOGIQUE
Le procédé technologique pour la production du lait en poudre est résumé
sur la figure 4.
•n ne traitera pas de 1'écrémage du lait ni de la standardisation du
lait dans ce chapitre.
Le lait subit toujours un traitement thermique avant concentration. Les
raisons de ce traitement thermique sont les suivantes :
1. Réduction des micro-organismes contenus dans la poudre
2. Vérification des qualités fonctionnelles du lait en poudre.
19 LAIT
Standardisation en Ecrémage Crème
matière grasse
Traitement par la chaleur Traitement par la chaleur
Evaporation Evaporation
Homogénéisation
Traitement par la chaleur Traitement par la chaleur
Séchage par atomisation Séchage par atomisation
Poudre de lait entier Poudre de lait écrémé
Figure 4.- Technique de production du lait en poudre.
Les qualités fonctionnelles mentionnées ci-dessus concernent essentiel­
lement la solubilité et la mouillabilité de la poudre, qui sont contrô­
lées au moyen de l'intensité du couple température - durée du traite­
ment thermique.
Un concentrateur à film tombant à effets multiples est utilisé pour
concentrer le lait avant le séchage par atomisation. La figure 5 montre
unr à quatre effets mis au point pour la concentration du
lait.
Le lait est pompé à partir d'une cuve-tampon au travers de pré-chauf­
feurs à chaque effet. Après pré-chauffage, le lait continue à être
traité par la chaleur dans un pasteurisateur tubulaire. Puis 1'evapo­
ration a lieu dans les quatre effets. Le lait concentré ayant normale­
ment une concentration de 50 % de matière sèche est extrait du concen­
trateur, puis subit d'autres traitements dont le séchage.
Au cours des dernières années, les concentrateurs à film tombant se
sont développés pour devenir des unités particulièrement efficientes.
20 21
Figure 5 Les buts visés par ce développement sont
1. Bonne efficacité énergétique
2. Amélioration de la qualité
3. Automatisation.
Les efforts ont particulièrement porté sur la réduction de la consom­
mation énergétique par l'augmentation du nombre d'effets : ceci est
montré sur la figure 6.
Nombre d'effets
lait réengraissé
Lait écrémé
Lait entier
consommation : kg de vapeur par kg d'eau évaporée
- pression vapeur : 10 ATM
Figure 6
En utilisant un système à sept effets, la consommation de vapeur est
réduite à 0,106 Kg de vapeur par kg d'eau évaporée. L'utilisation de la
recompress'ion mécanique à la place de la traditionnelle thermo-compres­
sion réduit d'autant plus la consommation de vapeur ; cependant, cela
entraîne une consommation accrue d'électricité. Un facteur de la con­
sommation d'énergie qui est important pendant tout le déroulement de
l'opération est la quantité de matière sèche dans le lait pré-évaporé :
l'élimination d'eau du produit revient presque dix fois moins cher par
un concentrateur que par un sécheur par atomisation.
Ajoutée à la consommation d'énergie, la teneur en matière sèche obtenue
par évaporation est également un facteur important influençant la masse
volumique du lait en poudre. Plus la teneur en matière sèche est élevée,
moins il y a d'air contenu dans la poudre, et plus la poudre est lourde.
22 •ans le cas de lait en poudre entier, le volume d'air présente un ris­
que d'oxydation de la matière grasse dans la poudre au cours du sto­
ckage. Pour la production de poudre de lait entier, le concentrât est
homogénéisé avant d'être séché par evaporation. Le plus souvent, on
utilise un homogénéisateur à deux étages ayant approximativement de
200 à 50 bars sur chaque tête.
L'homogénéisation permet une meilleure protection de la matière grasse
contenue dans la poudre, à la fois parce que la taille des globules de
matière grasse se trouve réduite pendant l'opération, et à la fois parce
que les protéines se fixent à la surface de ces globules. Ce dernier
facteur joue un rôle particulièrement important dans la protection de
la matière grasse contre la sécheresse intrinsèque de la poudre ; une
meilleure stabilité de l'oxydation est atteinte, et il y a moins de gras
libre ce qui permet une poudre plus soluble et plus fluide.
Il arrive souvent que le lait concentré subisse un traitement thermique
supplémentaire avant le séchage par atomisation, ce qui réduit le nom­
bre de micro-organismes vivants dans le produit fini.
2. TECHNIQUE DE SÉCHAGE PAR ATOMISATION
Au cours de ces dernières années, la technologie du séchage par atomi­
sation citée ci-dessus a connu des développements de systèmes beaucoup
plus avancés. Les facteurs suivants ont été d'une grande importance
dans le développement de ces systèmes :
1. Consommation d'énergie
2. Qualité de la poudre
3. Conditions d'environnement
4. Besoins de main d'oeuvre.
Les procédés mentionnés plus haut nécessitaient tous des sécheurs à un
effet qui consommaient une quantité d'énergie relativement élevée et
qui produisaient des poudres qui pouvaient se révéler difficiles à dis­
soudre. Les poudres elles-mêmes présentaient certains défauts.
Il y a une vingtaine d'années, des progrès furent accomplis dans le
développement de ces sécheurs par atomisation à deux étages (figure 7).
Le procédé consiste en une chambre cylindrique traditionnelle à fond
conique suivie d'un appareil à lit fluidisé.
Le premier effet de séchage s'effectue dans la chambre de séchage où le
1lait concentré se trouve atomisé au moyen d'une turbine datomisation.
Là, le produit est normalement séché à une teneur de 6 % à 8 % d'eau.
Le produit est alors transporté vers l'appareil à lit fluidisé où il se
dépose sur une plaque vibrante perforée. La même méthode peut être em­
ployée pour refroidir la poudre, l'air froid remplaçant l'air chaud.
Les avantages de cette méthode de séchage par rapport à la méthode tra­
ditionnelle de séchage à un effet sont, une consommation moindre d'éner­
gie et l'obtention d'une poudre de meilleure solubilité. La diminution
de la consommation d'énergie est due à une température d'air de sortie
de la chambre plus basse. L'amélioration de la solubilité est liée à
la structure de la poudre. La poudre obtenue dans un système à un étage
est composée de petites particules de 60 - 80 mu de diamètre. Ce qui
23 fait que la poudre s'humidifie difficilement au contact de l'eau : il
se forme des agrégats.
Un procédé à deux étages entraîne une agglomération limitée des par­
ticules, car la haute teneur en eau de la poudre, en pénétrant dans
l'appareil à lit fluidisé, rend collantes les particules de la poudre
qui s'agglutinent ensembles.
\Tl !
SORTI E
TOU R ATOMISATSUR
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AIR
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TAMI S
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BNTHKÏ Ï
AI R
Figure 7.- Sécheur anhydro à deux étages.
Le concept de poudre instantanée fut introduit vers 1960. La poudre
instantanée est de la poudre avec de bonnes qualités de solubilité.
Elle n'est pas obtenue en utilisant seulement un sécheur à deux effets :
une agrégation supplémentaire est nécessaire. Ce qui peut être obtenu
soit par filtrage des particules non-agglomérées avant de les recycler
dans la chambre de séchage pour qu'elles subissent une autre agglomé­
ration, soit par une ré-humidification de la poudre dans un appareil
à lit fluidisé spécial.
24 Depuis quelques années, sont apparus sur le marché des sécheurs atomi­
seurs à trois étages.
La société NIRO ^ a développé deux types d'appareils avec un lit
fluidisé stationnaire en bas de la tour.
La société DEC-International fabrique le sécheur atomiseur FILTERMAT,
muni d'une bande transporteuse à la base du sécheur.
Ces systèmes permettent des économies de séchage par une température
d'air d'entrée plus élevée, et surtout par un air de sortie ayant une
température plus basse et plus humide.
La ligne des matériels de NIRO se compose de trois types d'appareils
différents :
1 - Le sécheur atomiseur compact à deux étages (figure 8). Le produit
sec quitte la chambre et est refroidi pendant le transport pneumatique.
Figure 8.- Sécheur compact à deux étages (NIRO-ATOMIZER).
2 - Le sécheur atomiseur compact à trois étages (figure 9). C'est une
extension du système ci-dessus avec une vibro-glissière à lit fluidisé
monté à la base de la chambre pour le séchage final et le refroidisse­
ment. Ce système permet de produire des poudres agglomérées et instan­
tanées .
3 - Le sécheur multiple effet (figure 10). C'est une tour de séchage
modifiée dans laquelle la partie cylindrique a été enlevée, et la par­
tie inférieure du cône équipée d'un lit fluidisé stationnaire. Des buses
d'atomisation sont utilisées, le brouillage et l'air de séchage sont
conduits vers le centre du lit fluidisé. Cela donne des agglomérats
qui sont plus gros et plus stables mécaniquement que les sécheurs à
(i) JENS K.RAG : Integrated fluid bed spray dryers. North European
Dairy Journal, n°6/83.
25 Figure 9.- Sécheur compact à trois étages (NIRO-ATOMIZER) .
agglomération directe classique . Le sécheur permet de sécher des ali­
ments infantiles, des lactosérum réengraissés (40 % M.G.), et des laits
réengraissés, du lait écrémé et du lait entier. La structure agglomérée
donne des produits de faible masse volumique ayant de très bonnes pro­
priétés d'instantéinisation et de coulabilité.
Figure ÎO.- Sécheur multiple effet (NIRO-ATOMIZER).
26 La boîte de séchage par atomisation dont il a été fait mention, a servi
de base au projet du sécheur atomiseur de FILTERMAT (figure 10).
Le produit est normalement pré-chauffé et concentré jusqu'à 50 - 60 %
de matière sèche suivant le type de produit. Le concentré peut être
homogénéisé et chauffé afin de réduire le nombre de micro-organismes
contenus dans le produit fini.
Une pompe à haute pression pompe alors le concentré vers le sécheur où
il est atomisé en fin brouillard par un certain nombre de buses à une
pression de 180 à 200 bars.
Comme il est montré sur la figure 11, le sécheur est divisé en une zone
de premier séchage, une zone de séchage final et une zone de refroidis­
sement. 75 % de l'air primaire pénètre dans le système autour des buses
à une température qui peut atteindre 270°C. Les 25 % restant pénètrent
dans le sécheur après avoir franchi un grillage qui diffuse l'air sur
toute la surface du toit de la chambre primaire. La température de cet
air est de 150°C à 100°C, suivant le type de produit concerné.
La température élevée de l'air d'entrée autour des buses rend le sécheur
hautement performant.
Le séchage primaire (I] a lieu quand le brouillard tombe de la chambre
sur une bande qui se déplace au fond de la chambre de séchage. La bande
se déplace à une vitesse approximative d'un mètre par minute. La teneur
en humidité de la poudre sur la bande est de 6 % à 14 % selon le type
de produit. La teneur en humidité est très importante, car elle influe
sur le degré d'agglomération. Si la teneur en humidité de l'air de
séchage primaire est trop basse, l'agglomération est insuffisante, et
de fines particules de poudre traversent la bande. Une teneur en humi­
dité trop élevée après séchage primaire peut donner lieu à une poudre
de mauvaise qualité.
Pendant que la poudre se dépose en une couche sur la bande, l'air pri­
maire passe à travers cette couche : c'est le séchage secondaire (II).
La température de sortie de l'air de séchage primaire est normalement
de 60°C à 65°C. La teneur en humidité de la poudre après le séchage
secondaire est normalement de 3 % à 10 % selon le type de produit.
Le séchage tertiaire (III) a lieu dans une chambre de séchage séparée,
où l'air, chauffé de 110°C à 140°C, traverse la couche de poudre agglo­
mérée et à porosité élevée. La température de sortie de cette chambre
est de 74°C à 76°C.
•ans la dernière chambre, de séchage, la poudre est refroidie par de
l'air déshumidifié qui se répand dans la couche de poudre à une tempé­
rature de 15°C à 20°C.
Une petite quantité de poudre (en général 5 %, mais liée au type de
produit) est entraînée sous forme de petites particules par l'air de
séchage au travers de la bande. Lesss sont séparées
de l'air par les cyclones et sont remises en circulation dans le sé­
cheur.
Une vis transporteuse extrait la plus grande partie de la poudre hors
du sécheur vers un tamis vibrant. La taille d'agglomération recherchée
peut être atteinte par l'utilisation de mailles de différentes tailles
du tamis vibrant.
27 I - Première phase de séchage 1 Filtres de l'air
2 Réchauffeurs/Refroidisseurs I - Deuxième phase dee
3 Pompe à haute pression III - Troisièmee de séchage
4 Arrangement des buses
5 Distribution de l'air
6 Chambre de séchage primaire
7e de rétention
8 Chambre de séchage final
9e de refroidissement
10 FILTERMAT bande
11 Arrangement des cyclones
12 Ventilateurs
13 Système de récupération des fines
14 Déchargement de la poudre
15 Système de tamisage
16e de récupération de chaleur
17 Silencieux
Figure 11.- Sécheur à trois phases.
2 8 3. CONSOMMATION D'ÉNERGIE
Le sécheur atomiseur de FILTERMAT est hautement performant en ce qui
concerne la consommation d'énergie grâce aux températures d'entrée éle­
vées et aux températures de sortie basses de l'air de séchage, la tem­
pérature de l'air d'entrée pouvant atteindre 270°C.
La consommation spécifique de vapeur a été mesurée : elle s'élève de
1,5 Kg à 1,6 kg de vapeur par kg d'eau évaporée ; elle peut être réduite
de 1,25 kg à 1,30 kg de vapeur par kg d'eau évaporée au moyen d'un sys­
tème de récupération de chaleur.
4. CONDUITE DES INSTALLATIONS DE SÉCURITÉ
Selon les types de sécheur et la nature des produits à sécher les ris­
ques sont plus ou moins importants et les sécurités à mettre en oeuvre
plus ou moins nombreuses.
Les risques d'incendies sont de trois ordres :
1 - Inflammation spontanée de la poudre
2 -n de la poudre liée au système lui-même
3 -n externe de la poudre.
. Le premier cas se produira si une réaction chimique exothermique a
lieu et que la chaleur ne peut s'échapper. Cette accumulation d'énergie
peut entraîner une température si élevée que la poudre deviendra gaz
inflammable et en présence d'oxygène, un incendie devient possible.
Comme réaction exothermique citons la réaction de Maillard. Des études
ont montré que dans une couche de 10 cm de poudre de lait, il fallait
dépasser 140°C pour qu'il y ait accroissement de la température dans
des temps raisonnables (3 heures).
Pour éviter ces phénomènes, des sécurités sont placées au niveau du
contrôle de température d'air de sortie. Un capteur arrêtera l'air de
séchage si lae de sortie dépasse 105°C et à partir de 115°C
un système d'aspersion se met automatiquement en fonctionnement.
. Deuxième cas : il s'agit normalement d'une réaction entre gaz,
une inflammation se produira lorsqu'un solide ou un liquide se change
en gaz. Ci-dessous sont reproduits les états physiques et chimiques
des différents constituants du lait :
- eau : s'évapore mais ne brûle pas
- matière grasse : fond à + 18°C - 48°C
s'évapore
se décompose
- lactose : fond à 201°C
se décompose à environ 235°C
- protéine : see vers 240°C
- acide lactique : fond à + 18°C
s'évapore à + 122°C, 15 mm Hg
se décompose à + 122°C, pression normale
29 - glycérol tri-butyrate : fond à + 75°C
ignition à 315°C
- tri-laurate : fond à 46,4°C
- glycérol tri-stéarate :d à 54,5°C
- tri-oléate : fond à - 17
ignition à 240°C - 18 mm Hg
Cela signifie que le lait se décomposera en gaz si sa température est
portée au-delà de 245°C. La température de l'air est la plus élevée
à ce moment. Autour des buses d'atomisation, le produit est humide mais
1'evaporation fait rapidement chuter la température. Une sécurité
stoppera l'alimentation de l'air dans le cas d'un manque d'alimentation
du produit.
. Explosions dues aux poussières
Les différentes conditions suivantes doivent être réunies :
- La concentration en poudre doit être assez élevée pour permettre à
la chaleur dégagée par l'oxydation d'accélérer la décomposition du so­
3lide à l'état inflammable, de l'ordre de >60 mg/m d'air ou plus (42 à
4 %] .
- Si la poudre est plus humide, cette teneur sera plus élevée, et
pour les poudres grasses cette teneur sera plus faible. Le risque est
plus grand dans le cas de la finition du séchage sur lit fluidisé. Les
3cyclones contiennent au maximum 3 g de poudre par m ( ) et moins
dans le cas des produits laitiers réengraissés.
- Si les teneurs de poudre dans l'air sont élevées, comme à l'inté­
rieur des lits fluidisés, la température ne serait pas suffisamment
élevée pour qu'il y ait une auto-inflammation, mais de grandes précau­
tions doivent être prises pour éviter la présence de toute flamme ou
étincelle (électrique et mécanique).
. Troisième cas : cyclones et tamis vibrant ou rotatif.
- cyclones : le risque est fonction de la teneur en poudre dans
l'air et la nature de cette poudre. Les risques sont faibles et les
cyclones sont mis à la terre pour éviter tout risque d'électricité sta­
tique ;
- tamis vibrant : normalement il est alimenté avec de la poudre
refroidie.
5. SÉCHAGE DU LAIT
Quand on veut produire de la poudre de lait, il est nécessaire de défi­
nir les caractéristiques des produits que l'on veut obtenir, en partie
pour pouvoir contrôler le procédé, et en partie pour des raisons com­
merciales. Les poudres de lait seront définies par leurs propriétés
chimiques (composition) et par leurs propriétés physiques :
- densité : air contenu à l'intérieur de chaque particule et air
à l'extérieur
- distribution de tailles des poudres
- reconstituabilité, mouillabilité
- index de solubilité
- dispersibilité
- propriété d'écoulement.
30 En ce qui concerne les laits entiers, il est nécessaire de tenir compte
de l'état de la matière grasse. La matière grasse peut être divisée en
deux parties : celle qui peut être facilement extractible en agitant la
poudre dans un solvant des matières grasses, et celle qui est protégée
à l'intérieur des particules (figure 11).
La partie extractible que l'on appelle aussi "gras libre" se compose de
la matière grasse située à la surface des particules, à l'intérieur des
capillaires et dans les vacuoles adjacentes à la surface des particules,
et également des globules de matières grasses touchant la surface libre.
La matière grasse non-extractible est celle qui est à l'intérieur des
particules, protégée par les memoranes des globules par les protéines
et le lactose amorphe.
La poudre de lait ordinaire séchée dans des tours classiques à un seul
étage ou deux étages sans agglomération est difficilement reconstitua-
ble dans l'eau sans traitement mécanique à cause des problèmes de mouil-
labilité initiale de la poudre. Des grumeaux se forment et sont très
lentement mouillés et dissouts.
La demande pour obtenir des poudres qui soient mouillables et dissol-
vables rapidement est importante. De teilles poudres sont obtenues par
agglomération des particules de poudre et par lécithination dans le cas
des laits entiers : ce sont des poudres à dissolution instantanée. Une
poudre "instante" est une poudre où la somme des temps pour le mouil­
lage, la pénétration dans l'eau, la dispersion et la dissolution est
minime.
A partir de ces définitions, des normes pour les poudres de lait "ins­
tantes" ont été définies par l'ADMI et la FIL où les quatre propriétés
ci-dessus sont mesurées selon des méthodes bien établies.
La méthode pour obtenir des poudres de lait écrémé ayant une bonne
mouillabilité, pénétration et dispersabilité est l'agglomération des
particules. Pendant l'agglomération, les petites particules individuel­
les produites par atomisation s'agglomèrent pour former des particules
plus grosses ayant également une bonne porosité. Quand ces agglomérats
poreux viennent au contact de l'eau, l'effet de capillarité entraîne
une mouillabilité rapide, évitant la formation de grumeaux.
L'agglomération des poudres de lait se fait selon deux principes dif­
férents :
1) réhumidification - agglomération de la poudre
2) agglomération directe au cours du séchage.
Nous ne parlerons pas de la première technique qui est ancienne (début
des années soixante), mais de la deuxième car maintenant les installa­
tions peuvent être conçues pour cela.
Dans le cas des sécheurs atomiseurs à deux temps munis d'un lit flui­
disé après la tour, la poudre sort de celle-ci avec une humidité de 6 %
à 8 % et a tendance à s'agglomérer. Dans le lit fluidisé, le séchage
est terminé, les particules fines et non-agglomérées sont retournées
par l'air vers la zone humide où elles se collent aux nouvelles gouttes.
Cette technique a l'inconvénient de colorer légèrement la poudre par
réaction de Maillard.
31 •ans le cas des sécheurs atomiseurs multiple effet à lit fluidisé sta­
tionnaire (NIRO) ou à bande (FILTERMAT, DEC), on obtient une bonne agglo­
mération.
5.1 . Séchage du lait écrémé
Le tableau 1 montre la qualité de la poudre de lait écrémé obtenue par
sécheur atomiseur d'après deux installations FILTERMAT différentes.
Tableau 1. Poudre de l'installation
La teneur en humidité de la poudre de lait écrémé sur la bande après la
chambre primaire est de 8 % à 10 %. La poudre est séchée jusqu'à l'ob­
tention d'une teneur en humidité finale de 3,5 % à 4 %. La teneur en
humidité finale est régulée par la température de l'air de la troisième
chambre de séchage.
La composition différente de l'air contenu dans les deux types de poudre
du tableau 1 s'explique par la différence du pourcentage de matière
sèche contenue dans le concentré. Le produit A était concentré à 45 %
avant séchage, le produit B à 50 %
5.2. Séchage du lait entier
Le tableau 2 montre l'analyse des résultats de la poudre de lait entier
obtenue par les sécheurs atomiseurs FILTERMAT
Tableau 2
Une grande partie de la poudre de lait entier et de la poudre qui con­
tient du gras autre que celui du lait est obtenue par le sécheur atomi­
seur FILTERMAT. Le concentré est homogénéisé et traité par la chaleur
avant d'être séché.
32 La teneur en air inclus de la poudre obtenue par le FILTERMAT est géné­
ralement basse, ce qui est dû à l'utilisation de buses d'atomisation,
ainsi qu'un séchage uniforme dû à un bon mélange air-brouillard. Il est
donc tout à fait possible d'obtenir un produit bien aggloméré avec une
densité relativement élevée.
Tableau 3.- Pouvoir de reconstitution du lait écrémé provenant de
différents types de sécheurs par atomisation.
(1) Fonction du type de sécheur
(2) de la teneur en M.G. du concentré
Tableau 4.- Pouvoir de reconstitution du lait entier provenant de
différents types de sécheurs.
33 Chapitre 3
Produits frais
J.F. Boudier
1. LES PRODUITS FRAIS LACTÉS AUTRES QUE LES LAITS BOISSONS
ET LES LAITS FERMENTES
Si les laits fermentes ont une origine indéterminée mais très ancienne,
les autres desserts lactés frais sont beaucoup plus récents ; en effet
ne jouissant pas de protection acide, ils sont beaucoup plus fragiles
au point de vue bactériologique : ils nécessitent un traitement thermi­
que préalable du lait et un conditionnement soigné si ce n'est asepti­
que.
Ces produits se caractérisent par un extrait sec élevé, une consistance
plus ou moins épaisse (ils se mangent à la petite cuillère) due à l'em­
ploi de gélifiants ou épaississants, une aromatisation (sucre et par­
fums divers).
Syndifrais donne une définition assez large des desserts lactés frais.
"Les desserts lactés frais sont des aliments essentiellement à base de
lait, conçus pour apporter les qualités nutritionnelles de base du lait
sous des formes faciles à assimiler et d'une grande variété du point de
vue de la texture, de la flaveur et des autres qualités organoleptiques.
Ils subissent des traitements thermiques limités au strict nécessaire
pour atteindre les caractéristiques hygiéniques requises ou élaborer
leur structure."
Ils doivent être maintenus à une température comprise entre 0 et 6°C et
consommés dans un délai assez court : 24 jours après fabrication. Les
tableaux 1 et 1 suite reprennent les dispositions réglementaires concer­
nant ces produits.
La grande famille des desserts lactés regroupe les desserts gélifiés
(laits gélifiés, flans), les crèmes desserts et less foisonnes
(ou mousses). Cette classification est fondée sur le type de texture
recherchée et en conséquence sur la nature de l'agent extérieur textu-
rateur : gélifiant, épaississant ou émulsifiant.
35 C'est un créneau qui est en perpétuelle mouvance car c'est le secteur
où l'innovation est la plus féconde. On trouve maintenant des produits
multiphases.
Contrairement aux crèmes desserts et aux mousses qui n'ont pas de défi­
nition légale, les laits gélifiés aromatisés sont définis légalement :
. La dénomination "Lait gélifié aromatisé" est réservée aux produits
laitiers préparés avec du lait ou du lait partiellement écrémé, du sucre
(saccharose], des matières aromatiques naturelles et additionnés de sta­
bilisateurs autorisés ou de matières amylacées dans la proportion de
2 % au maximum du poids du produit mis en vente.
. Dans la préparation de ces produits peuvent être ajoutés : du lait
en poudre, écrémé ou non, ainsi que des colorants autorisés. L'addition
de tout autre substance, notamment antiseptique, est interdite. L'aci­
dité du produit, exprimée en acide lactique, doit être inférieure à
0,25 %.
. Les laits gélifiés aromatisés doivent être préparés à partir de
laits pasteurisés ou stérilisés avec toutes les précautions d'hygiène
indispensables et ne doivent contenir aucun germe pathogène. Ils doi­
vent être conservés à une température inférieure à 10° centigrades.
Avant d'aborder les techniques de fabrication de ces produits, il est
utile de préciser quelques données sur les agents de texture utilisés.
1.1 . Agents texturateurs
1.1.1. Lei ê.pcUMLnanti
Ce sont surtout les amidons et produits dérivés qui amènent des pro­
priétés épaississantes dans la fabrication de desserts lactés. On trouve
sur le marché divers types d'amidon : amidons non modifiés comme ami­
dons de manioc, de pomme de terre, de blé, de mais normal ou de maïs
cireux, de riz, etc. ou amidons modifiés plus ou moins prégélatinisés.
L'emploi d'amidon nécessite l'utilisation d'un traitement thermique
souvent associé à une durée de chambrage pour permettre l'éclatement
des grains ou empesage c'est-à-dire la gélatinisation ou la dépolari­
sation de ces derniers. Ce n'est d'ailleurs que lorsque les grains sont
empesés que ces derniers ont un effet antifloculant vis-à-vis de la
caséine et l'effet est d'autant plus marqué que la température d'empe­
sage est plus élevée. L'amidon cireux étant celui qui montre l'effet
le plus net.
On peut utiliser aussi diverses gommes comme les gommes xanthanes, ca­
roube, guar, gomme arabique, etc. qui ont certaines propriétés épais­
sissantes à côté de propriétés gélifiantes.
1.1.2. Lqj> &£ab<ULu>a.YVtA ou itabitLiatzuAi
On regroupe sous ce terme les émulsifiants et les gélifiants.
On trouve dans cette catégorie les gommes que l'on a citées précédemment
mais surtout les carraghénates ou carraghénanes.
36 Ces derniers sont des hydrocolloldes naturels extraits de certaines
algues rouges. Ce sont des polysaccharides et plus particulièrement des
galactosides plus ou moins sulfatés. Leurs principales caractéristiques
sont les suivantes :
a) On doit les utiliser uniquement sous forme d'un sel et lorsque le
pH est supérieur à 3,5 , car sous forme acide on peut entraîner une
décomposition partielle de la liaison polymère.
b) Lorsqu'ils sont en présence de caséine a , ils stabilisent cette s
caséine : le complexe carraghénane - caséine as est plus stable vis-à-
vis d'une augmentation de température ou de la concentration en Ca que
la caséine seule. En effet, les carraghénanes sont capables de former
des films adhérant à la surface des micelles hydrophobes, parce que ce
sont des acides fortement ionisés dans l'eau (les micelles hydrophobes
portent ordinairement une charge positive) et qu'ils sont des agents
mouillants. Egalement ils freinent les mouvements des micelles en les
empêchant de fusionner d'une part en augmentant la viscosité du milieu
dispersif et, d'autre part, en diminuant les tensions de surface.
c) Le pouvoir de former un gel avec les milieux aqueux par addition de
0,1 - 0,5 % de carraghénane dépend essentiellement du type et de la
quantité de sels présents :
- les carraghénanes en présence de sels de Ca donnent un gel dont
la fermeté est en fonction de la teneur en ions K+
- le gel le plus stable est obtenu avec du carraghénane plus des
ions K et Ca, la teneur en Ca joue un rôle pour la fragilité du gel
- les ions Ca produisent un gel mou, élastique, sans phénomène
de synérèse.
d) Différentes firmes qui commercialisent les carraghénanes sont arri­
vées à isoler plusieurs fractions qui, dans le lait, aboutissent à une
réaction différente avec la caséine :
- la fraction Lambda (L) à caractère épaississant,
- lan Kappa (K) àe fortement gélifiant,
- la fraction Iota (I) à caractère faiblement.
Les caractéristiques (texture et force) varient avec :
- la fraction utilisée,
- la concentration ; à partir d'une dose minimum (nécessaire à
l'élaboration de la structure gélifiée) la force du gel s'accroît
progressivement avec l'augmentation de la concentration,
- les cations présents dans la solution : pour le Kappa surtout, la
+ + +
nature et la concentration des cations (notamment Ca et K ) in­
fluencent fortement la force du gel
- le pH.
La perte des caractéristiques gélifiantes, en milieu acide, est d'autant
plus importante que :
- le pH est bas,
- le temps de maintien à haute température est important ; toute­
fois la gélification étant installée, le système gélifié reste stable
même pour des pH bas (pH 3 à 3,5).
- la température j contrairement à la viscosité, la force du gel
ne varie pas de manière importante avec la température. Celle-ci joue
cependant un rôle primordial en des points précis qui correspondent :
. à la mise en solution du carraghénane (gélifiant) 60 - 70°C
. au passage de l'état liquide à l'état gélifié : température ou point
de gélification (30 à 50°C)
. au passage de l'état solide à l'état liquide :e ou point
de fusion (40 à 55°C).
37 Ces changements d'état constituent la caractéristique thermo-réversible
du gel des carraghénanes dont les températures de gélification et de
fusion varient avec la nature et les concentrations du gélifiant et des
cations et ne présentent qu'une faible hystérésis, c'est-à-dire qu'elles
n'entraînent aucun changement dans la viscosité originelle du produit.
1.2. Schéma général de fabrication
La fabrication comprend plusieurs grandes étapes. Tout d'abord la pré­
paration du mix : mélange des ingrédients lait+ agents de texture +
sucre + parfum ; ensuite, traitement thermique et homogénéisation ;
puis stérilisation ; enfin refroidissement et conditionnement (voir
figure 1 et 2) .
1.2.1. Vnipcvuvbion du mix
Le lait écrémé ou non, concentré ou non, est pasteurisé à une tempéra­
ture de l'ordre de 90°, puis il est normalisé en matière grasse par
apport de crème, si besoin est, et il est enrichi en matière sèche par
addition de lait en poudre ou de lait concentré ; il peut être conservé
à basse température quelques heures ou même une nuit. On mélange en­
suite les autres ingrédients, généralement à froid pour éviter la forma­
tion de grumeaux.
1.2.2. TicUXzmznt thMimique.
Le mélange des différents produits est chauffé aux environs de 60°C pour
atteindre la température nécessaire à l'homogénéisation qui se fait sous
2 2faible pression, 100 kg/cm, ou même forte pression, 250 kg/cm ; puis
le mélange est porté à une température supérieure à S0°C, généralement
proche de 95° pour permettre la cuisson de l'amidon et son éclatement.
Cette température doit être maintenue pendant une vingtaine de minutes.
7.2.3. StlnÀJLUaXlon
Lorsque l'amidon a été empesé, le mélange va subir une stérilisation en
continu à haute température (voisine de 135°C) pendant quelques secon­
des (2 à 4 s) sur un échangeur à plaques. Cette stérilisation permet
une conservation du produit. Elle est nécessaire car les desserts lactés
n'ont pas de protection acide.
1.2.4. Rz^ioixtuime-nt zt conditionnm^nt
Après la stérilisation, mais avant le conditionnement, le produit est
refroidi soit partiellement (température proche de 75 à 80°) et on dit
alors qu'il est conditionné à chaud : c'est le cas des desserts géli­
fiés et crèmes desserts, soit totalement, on dit alors qu'il est condi­
tionné à froid ; c'est le cas des liégeois et de certaines crèmes des­
serts. Dans le cas de la crème de nappage pour les liégeois ou dans le
cas des mousses, le refroidissement poussé est suivi du foisonnement
soit par de l'air, de l'azote ou par le protoxyde d'azote. Dans le cas
d'un conditionnement à chaud, les produits conditionnés sont refroidis
par passage dans un tunnel. Le conditionnement à chaud assure une meil-
38 leure hygiène au produit et minimise les risques d'altérations micro­
biologiques. Le conditionnement à froid nécessite des conditions d'hy­
giène très strictes. Actuellement se développent des machines de condi­
tionnement aseptique qui garantissent une conservabilité accrue des
produits même conditionnés à froid.
1.3. Accidents généralement rencontrés
•n rencontret deux types d'accidents dans la fabrication
des desserts lactés. Tout d'abord au niveau texture et tenue du produit,
il s'agit souvent de l'exsudation de sérum. Ceci est dû soit à un ex­
trait sec trop faible, à un chauffage pas assez poussé ou à une mauvaise
homogénéisation. Le deuxième accident est d'ordre bactériologique. Les
principaux germes responsables sont, les leuconostoc qui sont gazogènes
et les levures ou moisissures. Les causes de la contamination bacté-
rinne sont une mauvaise stérilisation mais plus généralement un condi­
tionnement peu aseptique surtout dans le cas de produits conditionnés
à froid.
Figure 1.- Diagramme de fabrication des desserts lactés.
Réception lait entier cru
Réchauffage
Ecrémage
Pasteurisation •Pasteurisation crème lait écrémé
Standardisation Tait et/ou crème en H.S. - M.G.
Réchauffage (facultatif)
Préparation du mix : mélange des ingré­
dients secs au. lait standardisé
Réchauffage (facultatif) 80-90°C
homogénéisation
Cuisson du mix en cuve (t mini 20 mn)
avec chambrage
Stérilisation en continu (125 - 130°C, 2 à 4 sec)
Homogénéisation (facultatif)
Passage, réfrigérant
partiel total température 3-4°C
température 75°C „f oisonnement
-conditionnement
à chaud à froid conditionnement
Tunnel de réfrigération stockage frigo
Stockage frigo
Crème dessert - Lait gélifié Liégeois - Mousse -
Crème dessert. aromatisé
39 40
Tableau 1.- Dispositions réglementaires (en France) 41
Tableau 1 (suite).- Dispositions réglementaires (en France) Exemples de formules pour quelques desserts types :
1. Lait gélifié
"Venille" "Chocolat"
lait 84,5 % 78,4 %
1,05 % poudre de lait
12,7 % 16,2 % sucre
0,841 % épaississant
0,46 % 0,4gélifiant
0,4 % arôme
4 % (chocolat) option colorant
25 % E.S. final
3 1 %
2. Crème dessert
"Vanille" "Chocolat"
lait entier 73 % 77,35 %
sucre 12,312,3 %
crème 40 % M.G. 4,5 % 4,5
poudre de lait écrémé 3,B % 3,8 %
c.n.c . 0,3 % 0,3
gélifiant (carraghénane) 0,05 % 0,05 %
-cacao en poudre (22 % M.G.) 1,7 %
colorant option -
3. Mousse au chocolat
% crème à 22 % M.G. 42,3
lait écrémé % 24,7
sucre 15 %
caramel 5 %
chocolat 3
% cacao 2.6
% amidon mais 0,8
% gélatine 0,8
carraghénane 0,4 %
glucose 5,25 %
émulsifiant 0,08
2. LAITS FERMENTES
Introduction
Les laits fermentes ont une caractéristique commune : ils sont tous
obtenus par la multiplication de bactéries lactiques dans une prépara­
tion de lait. L'acide lactique coagule ou épaissit le lait et leur
confère une saveur acide plus ou moins prononcée. Les caractéristiques
propres des différents laits fermentes sont dues à la variation parti­
culière de certains facteurs comme la composition du lait, la tempéra­
ture d'incubation, la flore lactique ou la flore microbienne autre que
lactique.
L'origine de ces produits remonte à des temps immémoriaux, probablement
à l'époque où l'homme a commencé à domestiquer les espèces laitières
42 et à utiliser leurs laits. Les bactéries lactiques du sol ou des plan­
tes avaient dû contaminer le lait et s'y étaient développés. De même,
ellest dû se répandre et s'installer dans les récipients servant
à recueillir et conserver le lait qu'ils fussent en bois, pierre ou
peau. Cette contamination accidentelle ne permettait sûrement pas d'avoir
des produits ayant des saveurs définies et stables mais elle avait in­
déniablement l'avantage (par le développement de l'acidité] de prévenir
le développement de la flore pathogène.
Ce genre de produits a pris unt considérable dans les step­
pes d'Asie et dans les pays méditerranéens [en particulier les Balkans).
Le yaourt (ou yoghourt) est le lait fermenté le plus connu et pratique­
ment le seul qui soit fabriqué et consommé en France. Nous allons étu­
dier dans ce chapitre plus particulièrement le yaourt et l'on donnera
quelques informations sur les autres laits fermentes.
2.1 . Le yaourt
2.1.1. Véi-LnÀXion
Selon la F.A.O./O.M.S. (1977) le yaourt est un lait coagulé obtenu par
la fermentation lactique acide due à Lactobacillus bulgaricus et Strepto-
coccus thermophilus du lait pasteurisé ou concentré avec ou sans addi­
tion (de lait en poudre, etc.). Les microorganismes du produit final
doivent être viables et abondants.
La législation française précise : "la dénomination yaourt ou yoghourt
est réservée au lait fermenté obtenu, selon les usages loyaux et cons­
tants, par le développement des seules bactéries lactiques, Lactobacil­
lus bulgaricus et Streptococcus thermophilus, qui doivent être ensemen­
cées simultanément et se trouvent vivantes dans le produit mis en vente.
La quantité d'acide lactique libre ne doit pas être inférieure à D,B
g/100 g lors de la vente au consommateur"(article 8 du décret 63-695).
Le club international des fabricants de yaourts (1) a fait adopter à
l'unanimité la définition suivante :
"Le yoghourt - ou yaourt - est un lait fermenté obtenu par la multipli­
cation dans le lait de deux bactéries lactiques spécifiques associées :
Streptococcus thermophilus et Lactobacillus bulgaricus. Ces bactéries
lactiques sont cultivées sur du lait préalablement pasteurisé, dans le
but d'éliminer la plus grande partie ou la totalité de la flore micro­
bienne préexistante. Après la fermentation, le yaourt est refroidi à
une température comprise entre 1 et 1D°C, à l'exclusion de tout autre
traitement thermique. Il est alors prêt à être consommé".
2.1.2. Te.ah.noZogiz du. yaouAt
Avant d'aborder la fabrication du yaourt, il convient de préciser qu'il
existe deux types de yaourts :
(1) 37, rue du Général Foy, 75008 PARIS
43 - Les yaourts dits traditionnels ou fermes ou étuvés dont la fermenta­
tion a lieu en pots : ce sont généralement des yaourts nature et aroma­
tisés .
- Les yaourts à caillé brassé ou yaourts brassés plus liquides dont la
fermentation a lieu en cuve avant le conditionnement. Ce sont générale­
ment des yaourts veloutés nature ou à la pulpe de fruits ou yaourts avec
morceaux de fruits.
D'autre part, pour l'un ou l'autre des types de yaourts, il est possible
d'utiliser soit du lait entier soit du lait partiellement ou totalement
écrémé tles taux en matières grasses correspondants seront alors de
3,5 %, 1 % et 0 %).
La fabrication du yaourt comporte plusieurs étapes :
. préparation et traitement du lait,
. développement de la fermentation,
. arrêt de la fermentation,
. conditionnement.
2.1.2.1. Préparation et traitement du lait
L'extrait sec du lait de fabrication est un facteur important dans la
fabrication car il conditionne la consistance et la viscosité du produit
Les protéines, tout en améliorant la texture, masquent aussi l'acidité,
les matières grasses donnent une saveur plus douce et plus crémeuse et
un arôme meilleur, elles masquent aussi l'acidité.
Pour augmenter l'extrait sec du lait on peut procéder de diverses ma­
nières, les deux couramment utilisées sont l'adjonction de poudre de
lait ou la concentration. Si l'on utilise de la poudre de lait écrémé,
l'adjonction se fait à des taux de 2 à 3 % pour arriver à un E.S.D.
final de l'ordre de 12 \.
On peut remarquer à ce niveau que les pays où ce type de lait fermenté
est consommé depuis très longtemps utilisaient non pas du lait de vache
mais du lait d'autres espèces comme le lait de brebis (cas de la Bulga­
rie) dont la teneur en extrait sec, en caséine et en matière grasse est
beaucoup plus élevée ce qui donnait des produits plus consistants et
plus crémeux.
Le lait enrichi va subir ensuite un traitement thermique, le plus couram
ment utilisé est une pasteurisation à 90 - 95°C (avec chambrage de 3 à
5 minutes). Unen trop poussée (plus de 5 minutes à 92°C)
aura un effet néfaste sur le produit.
Ce traitement thermique a pour but la destruction des germes pathogènes
et d'une grande partie de la flore banale originelle ; il permet aussi
la destruction éventuelle de certaines substances inhibitrices naturel­
les en favorisant aussi la croissance de la flore lactique spécifique
(streptocoque thermophile en particulier). Il y a aussi un troisième
effet : favoriser la précipitation d'une fraction des albumines ce qui
entraînera une meilleure rétention d'eau et une amélioration de la
consistance.
Cependant, la pasteurisation peut être remplacée par une stérilisation
soit par injection directe de vapeur soit par chauffage indirect (quel­
ques secondes à 135-140°C). Dans ce cas, on constate une viscosité plus
faible pour le produit.
44

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