<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET APPAREIL POUR LE TRAITEMENT DES LIQUIDES ALIMENTAIRES EN VUE DE LEUR STERILISATION, STABILISATION ET ENRICHISSEMENT.
La présente invention se rapporte essentiellement à un procédé pour le traitement des liquides alimentaires tels que lait, bières, jus de fruits, etc.. en vue de leur stabilisation, stérilisation et enrichissement.
De nombreuses solutions ont déjà été proposées dans le domaine de la stérilisation de différents liquides alimentaires, soit par exposition aux rayonnements infra-rouges, soit par exposition aux rayonnements ultraviolets.
Il est connu que les rayonnements infra-rouges ont des propriétés thermiques et que les rayonnements ultra-violets ont des propriétés germicides, dans certains cas, et anti-rachitiques, dans d'autres cas. On a pensé à mélanger les deux radiations de manière à obtenir un double effet de stérilisation par irradiations simultanées infra-rouges et ultra-violettes.
Malheureusement, le mélange simultané des rayons infra-rouges et ultra-violets donne une radiation résultante très peu favorable à l'action germicide. En effet, le mélange des rayons ultra-violets et infra-rouges donne dans certains cas, une radiation résultante qui, contrairement à ce que l'on pouvait espérer, peut être favorable à un certain développement microbien pathogène dans les températures moyennes basses. C'est pourquoi, dans le domaine de la laiterie, on a pensé à soumettre les laits, d'abord à une action thermique pure, obtenue par les rayons infra-rouges et ensuite à une action germicide obtenue par les rayons ultra-violets.
Or; le demandeur s'est apergu que lorsqu'un lait par exemple est soumis à un bombardement par radiations infra-rouges, il subit évidemment pendant ce bombardemeht une action active thermique, mais lorsque cette irradiation s'arrête, l'action thermique interne sur les molécules continue pendant une certaine période. Dans ce qui suit, cette période sera désignée par le terme : "phase réactive".
<Desc/Clms Page number 2>
Il en est de même pour les bombardements par radiations ultra-violettes. La""phase réactive" n'est absolument pas proportionnelle dans le temps à la phase active. C'est ainsi, par exemple, que pour une irradiation ultra-violette d'une seconde, la "phase réactive" est d'environ 1/5éme de seconde, alors que pour la même irradiation active d'une heure, la "phase réactive" dure environ de 3 à 5 heures. C'est pourquoi il a fallu trouver des temps d'irradiation permettant un écoulement continu du liquide, tout en obtenant le maximum de l'action recherchée.
Le procédé conforme à l'invention tient compte de ce résultat d'expérience et est remarquable, notamment, en ce qu'il consiste à soumettre le liquide à traiter en couche mince à une succession de radiations alternantes infra-rouges et ultra-violettes.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on ;prévoit un temps mort entre le moment où s'arrête l'action de l'une de ces radiations et où commence l'action de la deuxième, de manière à permettre à la phase dite réactive de la première radiation de s'échever.
De ce fait, la stérilisation, la stabilisation et l'enrichissement du liquide traité s'obtiennent.: - 1) par une base pasteurisation due à une élévation calorifique moyenne alternée (action des rayons infra-rouges); - 2) par une haute pasteurisation instantanée très pénétrante due à l'élévation instantanée de température au dernier stade des rayons infrarouges, -3) par une action germicide des rayonnements ultra-violets rigoureusement calculés ; -4) par l'ionisation micellaire permettant une destruction microbienne par déséquilibre électrique des molécules du liquide traité; -5) par une action enrichisseuse et anti-rachitique par certaines longueurs d'ondes des rayons ùltra-violets; -6) par l'alternance des rayons ultra-violets et infra-rouges qui augmente le pouvoir de pénétration des différentes radiations tout en supprimant la condensation;
-7) dans certains cas seulement, par l'action-très pénétrante des rayons X complétant l'action des ultra-violets et permettant une destruction microbienne pathogène absolument complète; -8) par une réfrigération instantanée.
Le procédé conforme à l'invention conduit aussi à un autre effet stérilisateur et stabilisateur. En effet, on a constaté que dans le domaine bactéricide et germicide, l'action des rayons ultra-violets est considérablement augmentée lorsque le liquide a été préalablement irradié par les rayons infra-rouges, et réciproquement, l'action des rayons infra-rouges est consi- dérablement augmentée lorsque le liquide a été irradié au préalable par des radiations ultra-violettes.
D'un autre côté, les effets nuisibles dûs aux rayons ultre-violets tels que l'ozonisation et l'hyperenrichissement en vitamines D sont supprimés, et les effets nuisibles dûs aux rayons infra-rouges, tels que le développement microbien pathogène dû aux températures moyennes et certains'déséquilibres moléculaires néfastes sont également supprimés.
Pour obtenir les résultats de stérilisation, de stabilisation et d'enrichissement, les rayons ultra-violets, les rayons infra-rouges et, dans certains cas, les rayons X doivent avoir une courbe d'émission spectrale assez précise. C'est ainsi qu'il est recommandable d'avoir par exemple : Pour les rayonnements ultra-violets : une lampe filtrée pour une action ger- micide forte aux environs de 2.537 AngstrÖms et action anti-rachi- tique moyenne (production de vitamines D) aux environs de 3.100 Angstrôms.
<Desc/Clms Page number 3>
Pour les infra-rouges : une lampe filtrée pour action thermique aux environs de 12.000 Angströms et action ionisatrice moyenne aux environs de 15.000 Angströms.
Pour les rayons X : une lampe émettràce fonctionnant sous une tension entre
60.000 et 120.000 Volts pour une action germicide ultra-pénétrante, instantanée et rapide. Longueurs d'ondes de 0,2 à 0,4 Angströms (type classique de lampe à anti-cathode de Tungstène).,
Eh ce qui concerne l'élévation calorifique du liquide au cours de sa circulation, on peut noter ci-après quelques données intéressantes :
Pendant l'exposition aux rayons infra-rouges, la température moyen- ne s'élève de x degrés (dans l'exemple décrit ci-après, environ 10 C par période infra-rouge). Cette température moyenne s'obtient par une élévation calorifique progressive (courbe d'échauffement ressemblant à une développan- te de cercle) et il règne pendant un temps de 1/10éme de seconde, une tempé- rature de pointe d'environ 40 C au dessus de la température moyenne de la précédente période, ce qui donne en fin d'exposition des températures de poin- te instantanées ultra rapides de;l'ordre de 90 à 1100C. Ces températures affectent très profondément la flore microbienne pathogène en laissant intacte, par exemple dans le cas des produits lactés, la flore lactique beaucoup plus thermo-résistante pour un temps aussi court.
La température maxima moyenne (température obtenue avant réfrigération) est d'environ 65 à 70 Ca
L'invention vise également un appareil pour la mise en pratique du procédé précité. Cet appareil est remarquable, notamment, en ce qu'il comporte un récipient traversé par le liquide à traiter et comprenant une succession de sources émettrices de rayons ultra-violets et infra-rouges, les sources ultra-violettes alternant avec celles des rayons infra-rouges.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, entre deux sources voisines produisant des radiations distinctes, on prévoit un espace mettant le liquide à l'abri de toute radiation.
Dans le cas où le degré de stérilisation doit être particulièrement élevé, on intercale entre la dernière source de rayons précitée et le refroidisseur, une source appropriée de rayons Xo
On voit immédiatement tout l'intérêt offert par cette réalisation.
L'appareil conforme à 1 invention stérilise, stabilise et enrichit par exemple le lait de plusieurs manières :par basse pasteurisation, par haute pasteurisation combinée, par le phénomène électrique moléculaire ,(ionisation interne des molécules du liquide traité) par effet germicide des ultra-violets, et, enfin, par enrichissement en vitamines D. Le problème ici est de détruire le maximum de microbes pathogènes, tout en gardant le maximum de microbes lactiques par exemple, s'il s'agit du lait.
Cet effet est obtenu car la presque totalité de la flore microbienne pathogéne du liquide et celle apportée lors des diverses manutentions sont détruites dans une proportion variant selon l'origine de ces liquides, de 75 à 90%, c'est-àdire qu'il ne reste plus qu'une proportion variant entre 7.000 et 10.000 germes et spores divers au cm3. Or, on sait qu'un lait, par exemple, peut être vendu comme lait pasteurisé s'il renferme un maximum de 35.000 germes et spores au em3. Les différents baciles et spores sont presque totalement détruits et c'est ainsi que bacilles bac-colli, bac-typhi, bac-dysentriae, ainsi que les microbes saccharolytiques et la;plupart des microbes apportés au lait par manipulations extérieures et qui peuvent varier énormément, sont totalement détruits.
La destruction des bacilles de Koch (bacille de la tuberculose) est presque totale, dans une proportion de 90%, dans le cas où le lait n'est soumis qu'aux irradiations infra-rouges et ultra-violettes. Ces mêmes bacilles sont détruits complètement avec l'adjonction du traitement aux rayons X.
La plupart des bacilles, tels que le bacille de Koch, qui sont très difficiles à détruire, demandent pour être complètement détruits la prédestruction de la carapace (protéine ou diverses matières azotées) qui les
<Desc/Clms Page number 4>
entoure. Dans ce cas, les rayons X assurent une destruction certaine et totale de ces bacilles puisqu'ils traversent les enveloppes qui pouvaient ne pas être détruites.
Toute la flore microbienne lactique est gardée et enrichie, ce qui permet au lait, ou autre liquide, de recevoir ensuite tous les traitements par moyens physiques, tels que disjonction, concentration, stabilisation physique, etc... ou chimique, tels que gélification, réactions chimiques diverses, mesures diverses (telles que pH), stabilisation chimique, etc...
(fabrication des fromages, crèmes, beurres, yaourts). La qualité des dérivés du ;lait est améliorée par protection des "bactérium penicillum", protection des protides et des lactases, multiplication des "bactérium", lactiques, ionisation positive micellaire par apport de photons rapides très propices à la vie des microbes et des ferments lactiques (pour la plupart thermo-résistants) dans l'ordre des constituants : eau, sels minéraux en dissolution, lactose, protides, caséines et matières grasses, effets multipliés des "bactérium thermo" antagonistes des éléments de tuberculose sui peuvent encore être contenus dans le lait, transformation des stérols et ergostérols en vitamines D (augmentation de 8 à 12% du taux de ces vitamines).
Pendant le traitement dans l'appareil conforme à l'invention, il est à constater la suppressiôn des risques de production d'ozone par la combinaison des ions négatifs et de l'oxygène contenu dans le lait, les radiations pouvant produire cette réaction n'étant pas émises dans l'émetteur ultra-violet considéré.
Il est également intéressant de constater que la digestion des' laits ainsi traités ne provoque pas la naissance d'une flore microbienne saccharolytique intestinale provoquée par la digestion des laits ordinaires non traités et que ces laits traités produisent également un effet régulateur intestino-sanguin.
On peut affirmer qu'un lait traité conformément à l'invention peut se garder sept jours à une température ambiante de 18 C.
Dans le dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, - la figure 1 montre,, vu de face, un appareil conforme à 1'invention ; - la figure 2 est une coupe transversale dudit appareil ; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne.III-III de la figure 2; - la figure 4 est une vue, par dessous, suivant la ligne IV-IV de la figure 2; - la figure 5 est une vue, par dessus, suivant la ligne V-V de la figure 2; - la figure 6 montre en plan une plaque d'écoulement utilisée dans l'appareil; - la figure 7 est un diagramme montrant les intensités d'exposition aux rayonnements ultra-violets et infra-rouges en fonction du temps.
Suivant l'exemple d'exécution représenté, l'appareil comporte essentiellement un bas 1 constitué d'une partie inférieure 2, surmontée d 'une partie supérieure 3 venant s'emboîter sur cette partie 2 par exemple suivant une hauteur h(voir figure 2) .
En 4, on a représenté une conduite amenant le liquide à traiter vers l'appareil en question. Un robinet 5 permet de commander cette arrivée de liquide. A l'intérieur du bac 1 se trouve un tambour 6 permettant de régulariser l'arrivée du liquide et de le diriger sur une pente inclinée formée par la succession de deux ou d'un plus grand nombre de plaques inclinées 7 et 7' dont les détails sont indiqués sur la figure 6. Ces plaques comprennent des aspérités ou un gaufrage 8 dont le röhe est de concourir à l'obtention d'un écoulement régulier du liquide.
<Desc/Clms Page number 5>
At -dessus des plaques 7 et 7' sont alignées plusieurs sources émet- trices de rayons -ultra-violets et infra-rouges. On a représenté en 9, 9',9",
9"' des lampes émettant des rayonnements infra-rouges. En 10, 10', 10", 10"' on a représenté des tubes émetteurs de rayonnements ultra-violets. Pour amé- liorer le rendement de l'appareil on peut prévoir des réflecteurs paraboliques par exemple permettant de diriger la totalité du rayonnement sur la nappe mince du liquide. A cet effet, on a prévu dans la partie supérieure 3 de l'appareil des chapelles 12, 12', 12", etc... contenant chacune soit une lampe de rayons infra-rouges, soit un tube émetteur de rayons ultra-violets.
Ces chapelles sont séparées entre elles par des parois 13, 13', 13", etc... ayant une épaisseur déterminée et correspondant approximativement à une durée d'é- coulement du liquide permettant à la phase réactive due aux rayonnements pré- cédant ladite paroi de s'estomper entièrement dans ce liquide. Les diverses canalisationsélectriques nécessaires à l'alimentation en courant. 'des lampes d'infra-rouges et d'ultra-violets peuvent être admises dans l'appareil par la tuyauterie IL. La partie supérieure du bac peut être soulevée au moyen d'anneaux 15, 15', mais il est évident que tout autre moyen d'ouvrir l'appa- reil pourra être employé sans que, pour cette raison l'on sorte du cadre de la présente invention.
A l'extrémité de l'appareil, c'est-à-dire au moment où le liquide arrive à l'extrémité de la plaque 7' se trouve une autre surface ou plaque 16 pouvant présenter des aspérités ou des inégalités 17 et inclinée vers le bas en sens inverse des plaques 7 et 7'. La surface de cette plaque 16 est refroidie par un liquide approprié, tel que l'eau, arrivant par une tubulure 18 et parcourant l'espace 19 situé au-dessous de ladite plaque 16. Le liquide de refroidissement ayant parcouru l'espace 19 quitte l'appareil par une tubulure 20. Il est prévu également un robinet de vidange 21 à la partie inférieure de l'espace 19.
La partie supérieure de la plaque 16 se trouve dans l'espace 22 contenant le liquide ayant été traité. Une tubulure 23 munie d'un robinet 24 permet l'évacuation du liquide ayant subi' son traitement.
Il est bien évident que l'appareillage électrique nécessaire pour la mise en route de l'appareil en question peut être prévu soit à la partie supérieure du bac, comme montré en 25,26 et 27, soit à un tout autre endroit sans que, pour cela, l'on sorte du cadre de la présente invention.
De même, la plaque 16 avec l'espace 19 pourront être soutenus par une paroi 28 ou par tout autre moyen approprié. Enfin, l'ensemble de l'appareil pourra être supporté par des pieds tels que 29 ou analogues.
Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit est très simple. En effet, le lait ou tout autre liquide alimentaire pénètre dans le bac 1-2-3 par la tuyauterie 4 et le robinet 5. Grâce au tambour 6, il se répand en une nappe extra-mince continue sur les surfaces 8 et 8' des deux plaques 7 et 7'. En passant sous la lampe ou la source émettrice de rayons infra-rouges 9, le lait ou tout autre liquide approprié est bombardé par les rayons correspondants jusqu'au moment où il sort de la zone balayée par lesdits rayons. Le liquide arrive ensuite au-dessous de la paroi 13.
Pendant qu'il parcourt l'espace correspondant à cette paroi 13, l'action réactive des rayons dont il a été question plus haut se poursuit, mais lorsqu'il arrive dans le champ des rayons du tube 10, la période réactive a cessé de se manifester, A ce moment, le lait ou autre liquide est soumis à l'action des rayons ultra-violets fournis par le tube 10 qui exercent sur lui leur action germicide. Lorsque le lait parcourt l'espace correspondant à la paroi 13', l'action réactive des rayons ultra-violets se poursuit et, au moment où il pénètre dans l'aire soumise à l'action des rayons de la lampe 9', cette action réactive a cessé de se manifester et cette fois-ci c'est l'action des rayons infra-rouges qui peut s'exercer librement.
Le liquide à traiter poursuit ainsi son chemin et arrive finalement à l'extrémité de l'appareil, c'est- à-dire à la fin de la plaque 7'. A cet endroit il tombe sur la surface 16, qui, tout à la fois, le conduit vers le bac 22 et lui fait subir un refroidis- sement .
<Desc/Clms Page number 6>
L'action des divers tubes 9 et 10 a été résumée sur le diagrame, de la figure 7. A la partie supérieure de la figure on a représenté l'action des rayonnements ultra-violets, tandis que, à la partie inférieure de cette figure, on a montré l'action des rayonnements infra-rouges. Les plages des temps morts, c'est-à-dîre correspondant aux phases réactives ont été hachurées Comme expliqué plus haut, les rayons infra-rouges provoquent une augmentation de la température qui se manifeste de plus en plus par les trongons de courbes A, B, C, D, E et qui produit une pasteurisation dite haute, lorsque le liquide passe devant le cinquième émetteur infra-rouge comme indiqué par le tronçon de courbe E.
Cette pasteurisation très haute a un effet instantané, mais suffisant pour agir d'une façon satisfaisante du point de ue bactériologique. A la partie supérieure on a représenté l'action du rayonnement ultra-violet. Là également, on constate que, lorsque le lait dépasse le cinquième tube E', la pasteurisation ou l'action germicide est très élevée.
Suivant les besoins on pourra doubler les lampes d'infra-rouges ou les tubes de rayons ultra-violets de manière à en disposer deux côte à côte, qu'ils soient ou non de même intensité, mais il est bien évident que ceci ne change en rien le principe même de l'invention qui consiste à faire agir, d'une façon alternée et successive, les rayons ultra-violets et infrarouges.
A cet appareil peut être joint, en fin du traitement calorifique avant la réfrigération, un système thermique de régulation de débit c'est-àdire que le débit augmente quand la température monte légèrement, et, inversement, il diminue lorsque la température décroit.
Dansle cas d'un "super-traitement" du lait, l'irradiation aux @ rayons X se fait après l'exposition aux ultra-violets et infra-rouges alternés et avant la réfrigération. Dans l'appareil décrit ici, il suffirait d'allonger cet appareil et de prévoir une troisième plaque d'écoulement supplémentaire et qui correspondrait comme il le faut à une irradiations aux rayons X égale à la moitié de la somme des irradiations ultra-violettes et infra-rouges.
A titre d'exemple, un appareil conforme à l'invention constitué par 10 lampes infra-rouges et 5 tubes ultra-violets peut traiter selon la puissance des lampes, entre 500 et 1.000 litres à l'heure. En se basant sur le même principe, on peut frabriquer un appareil ménager individuel pour l'utilisation familiale traitant environ 2 à 50 litres en 10 minutes.
Sa consommation est d'environ 500 Watts/Heure. L'appareil décrit plus haut consomme lui, selon les cas, entre 4 et 8 kilowatts. Il est à constater qu'un tel appareil ne comporte aucune vis, que son démontage est ultra-rapide, son nettoyage très simplifié, et, que, sur les trois parties démontable s, les deux tables d'écoulement et le tambour de régulation se nettoient très facilement. Mis en marche quelques minutes avant l'introduction du lait, cet appareil fait son auto-stérilisation interne.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode d'exécution représenté et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
--------------
1. Procédé de traitement des liquides alimentaires tels que lait, bières, jus de fruits, etc... en vue de leur stabilisation, stérilisation et enrichissement, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre le liquide à traiter en couche mince à une succession de radiations alternantes infrarouges et ultra-violettes.