Cristallisation du lactose

La cristallisation du lactose est un procédé industriel visant à séparer le lactose des solutions de lactosérum par cristallisation contrôlée. Le lactose, composant majeur du lait et du lactosérum, est utilisé dans les produits alimentaires, laitiers et pharmaceutiques. L'industrie laitière produit de grandes quantités de lactose, mais une part importante de celui-ci n'est pas récupérée au cours du processus et est donc gaspillée. Ce gaspillage de lactose représente une perte économique et constitue une menace pour l’environnement. Afin de récupérer ce sous-produit de l’industrie fromagère issu du lactosérum, la cristallisation par refroidissement à grande échelle industrielle est une pratique de plus en plus courante. Cependant, le processus de cristallisation est loin d’être optimisé.

La qualité et le rendement du produit dépendent fortement de la taille des particules, et le processus de cristallisation du lactose est compliqué par la variabilité saisonnière de la qualité du lait, la présence d’impuretés minérales et la lenteur de la cinétique de croissance des cristaux – ce qui, historiquement, nécessite de longs temps de traitement par lots. La majorité des procédés industriels de cristallisation du lactose produisent des cristaux relativement petits, ce qui se traduit par une séparation en aval peu efficace et un faible taux de récupération.

Le processus de cristallisation du lactose nécessite d’identifier les mécanismes qui influencent le résultat :

• Nucléation (et nucléation secondaire)
• Croissance
• Séparation par huilage
• Agglomération
• Rupture
• Chimie du polymorphisme

Acquérir une compréhension de base du processus constitue la première étape pour optimiser la cristallisation du lactose. Des étapes importantes, telles que la mesure de la courbe de solubilité et l’étude de la largeur de la zone métastable, permettent d’acquérir une compréhension fondamentale de la thermodynamique de la cristallisation.

Une boîte à outils complète d’ingénierie des particules comprend un réacteur reproduisant les conditions à plus grande échelle, ainsi que des outils à sonde intégrés directement dans le processus afin de permettre une compréhension immédiate et en temps réel de l’impact des paramètres de processus sur le processus de cristallisation du lactose.

Les paramètres de procédé et les mécanismes liés aux particules sont enregistrés et surveillés automatiquement, et peuvent être corrélés à un résultat d’analyse granulométrique hors ligne. Le logiciel intègre de manière transparente toutes ces informations, permettant ainsi aux scientifiques de se concentrer exclusivement sur l’utilisation de données de haute qualité pour prendre d’excellentes décisions fondées sur des preuves.

• EasyViewer est un outil d’imagerie par sonde doté d’une fonction d’analyse d’images ; il capture des images haute résolution et calcule les distributions granulométriques des cristaux, des particules et des gouttelettes telles qu’elles existent naturellement au cours du procédé.
• ParticleTrack suit in situ l’évolution de la taille et du nombre de cristaux. En comprenant les changements subis par les particules en temps réel, les scientifiques peuvent rapidement détecter les mécanismes de cristallisation souhaités et indésirables, garantir la cohérence d’un lot à l’autre et optimiser le débit en aval ainsi que la qualité du produit.
• Les réacteurs chimiques automatisés remplacent les fioles à fond rond traditionnelles et les réacteurs de laboratoire à double enveloppe. Ces outils offrent un contrôle précis et automatisé d’une gamme élargie de conditions de procédé et enregistrent les paramètres à des fins d’analyse, de répétition des expériences et de conformité aux exigences réglementaires.

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