Emulsification des bases laitières à foisonner par membrane : un procédé économe en énergie

National audience

English. The tangential microfiltration is compared with high pressure homogenization of the sweetened milk bases designed to be foamed as topping (chantilly cream, i.e.). The hommgenization is known as being efficient for the refining of preemulsions, by producing a very important shear, unfortunately accompanied by an important heating. By the contrary, the microfiltration emulsification gives only a mild shear, with non noticeable heating. The emulsions have been foamed in a profiled rotor-stator device. The influence of membrane pores diameter, the flows of continuous and dispersed phases, the stabilizer type on the emulsification process has been studied. The results lead to the conclusion that membrane emulsification is a viable alternative to the classic foaming processes.

French. La microfiltration tangentielle a été comparée à l'homogénéisation haute pression pour émulsifier des bases laitières sucrées destinées à être foisonnées sous forme de topping (du genre crème chantilly). L'homogénéisation est réputée très efficace pour affiner une préémulsion car elle procure un cisaillement extrêmement important, mais aussi un échauffement notable. Au contraire, l'émulsification par microfiltration ne met en jeu qu'un cisaillement faible et contrôlé puisqu'il correspond à l'entraînement, par la phase continue des gouttelettes de phase dispersée sortant des pores de la membrane. Les émulsions ont été foisonnées par un système rotor/stator à dents. Les facteurs étudiés lors de l'émulsification étaient le diamètre de pores de la membrane, 0.1 µm ou 0.5 µm, les flux respectifs de phase continue et de phase à disperser, et les types de stabilisants : la gélatine et un mélange d'hydrocolloides composé de xanthane, carraghénanes et guar. Les résultats montrent que le foisonnement est très sensible aux caractéristiques des émulsions; les émulsions fabriquées par microfiltration sur membrane de 0.1 µm ont des caractéristiques granulométriques et rhéologiques optimales pour un bon foisonnement ultérieur. En effet, même si ces émulsions ne sont pas aussi fines que celles fabriquées par homogénéisation hautes pressions, ceci sous-entend que l'aire interfaciale des globules gras est suffisamment peu élevée pour qu'il reste des protéines disponibles pour stabiliser les interfaces eau/air créées lors du foisonnement. Parmi ces émulsions foisonnées, celles qui proviennent d'émulsions stabilisées par des hydrocolloides manifestent des caractéristiques rhéologiques et des tailles de bulles telles qu'elles sont très fermes et stables. Ceci montre que le procédé d'émulsification par système à membrane représente une alternative sérieuse aux procédés traditionnels pour cette problématique.