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La fabrication des conserves de pois comporte, entre autres opé- rations, les suivantes:
1) Remplissage des boîtes ou bocaux;
2) Ajoute de la sauce;
3 Pose du couvercle;
4) Fermeture du récipient;
5) Stérilisation dans l'eau ou la vapeur;
6) Refroidissement.
En vue de chasser l'air des récipients et d'y diminuer les pres- sions intérieures pendant leur autoclavage et leur refroidissement:, on re- court de plus en plus à la fermeture à chaud (60 à 85 C).
Cette température s'obtient soit par le remplissage à chaud, soit en préchauffant les récipients pleins et ouverts avant fermeture ou entre le clinchage ou accrochage partiel du couvercle et l'opération finale assurant l'herméticité de la boite ou du bocal.
Par ailleurs, un espace vide de plusieurs millimètres de hauteur est laissé à la partie supérieure des récipients. Cet espace vide résulte notamment des chocs occasionnés par l'avancement des récipients et leur introduction dans les machines, telles les sertisseuses et capsuleuses.
Cet espace vide, qui contient un pourcentage de vapeur d'eau d'autant plus important que la. température du contenu du récipient est élevée, est souvent agrandi et standardiséau moyen de tampons spéciaux, dits headspacers, qui expulsent l'excès de sauce. Certaines sertisseuses et capsuleu ses injectent de la vapeur surchauffée dans l'espace vide ou head - space avant d'obturer le récipient. Moins il reste d'air dans l'espace vide, plus élevé sera le vacuum final de la conserve.
Pour certaines conserves il importe que l'espace vide soit impor- tant, car cela constitue un réservoir pour le gaz hydrogène résultant de la corrosion chimique du métal.
Pour les conserves de pois, ce n'est pas le cas et l'espace vide résulte essentiellement des phocs. La sauce des pois n'étant très généralement pas consommée, on ne cherche donc pas dans l'industrie à sertir les boites sage espace vide et cela d'autant plus que, pour les autoclaves automatiques à boites tournantes, par exemple, cet espace vide améliore la pénétration de la chaleur.
Paraissant plutôt utile, l'espace vide est donc accepté par 1' industrie et même conseillé par les spécialistes, pour les conserves de pois ainsi que pour les autres conserves de légumes et de fruits. On veille seulement à ce que le remplissage soit "normal" et que les consommateurs ne soient pas amenés à croire qu'ils ont été lésés par suite d'un manque de remplissage.
De nombreuses sertisseuses et capsuleuses sont même précédées d'un head - spacer.
L'accroissement de volume des récipients provoqué par l'éléva- tion de leur température est moindre que celui de leurs contenus.
Il s'en suit qu'il est considéré comme indispensable de laisser un espace vide appréciable quand les parois des récipients sont peu déformables.
Les boîtes rondes, hautes et étroites, du type flûte, sont dans ce cas, de même, jusqu'à un certain point, que les boites de diamètre ¯ 70mm et de hauteur ¯ 115 mm.
Les couvercles et fonds des boites de certaines f er-blanteries sont plus déformables que d'autres, mais l'usage est de réserver ces possibilités d'accroissement de volume, dues à la présence de cercles d'expansion dans les fonds et couvercles, pour les gaz incondensables occlus, dissous ou
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présents dans-l'espace vide.
Pour les bocaux fermés hermétiquement par bouchons couronnes ou autres, bouchons en aluminium ou en fer-blanc, très peu déformables, il faut
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qu'il existe avant la stérilisation un espace vide pauvre en gaz inaandensa# bles de façon à ce que, pendant la stérilisation, la chambre d'expansion soit suffisante et que les pressions-intérieures ne soient pas excessives.
L'oxygène nuisant à la qualité des aliments (vitamines, goût, couleur), le remplacement par la vapeur d'eau de l'air de l'espace vide est toujours re- cherché.
Certaines capsules (Anchor, Vacuum Seal, White Cap) en fer-blanc assez rigide, peu déformables d'ailleurs, ne tiennent sur leurs sièges que par suite du vide (vacuum) existant à froid dans le bocal. Ces capsules exi- gent que l'espace vide, assez grand, soit purgé de son air avant capsulage par un jet de vapeur.
Les capsules Omnia, en fer-blanc, sont assimilables aux bouchons couronnes. Celles en aluminium agissent comme soupapes et permettent donc à
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l'excès de liquide éventuel et aussi à une wrtie des gaz inondensables, de s'échapper des bocaux maintenus à la verticale pendant la stérilisation.
Ces capsules, peu déformables bien qu'en métal léger, laissent donc un espace vide appréciable s'établir pendant le refroidissement, même si le remplissage avait été effectué à bord. En effet, l'excès de sauce s' échappe et la contraction par refroidissement du contenu du récipient est appréciable, la flexibilité normale de la capsule dans le sens concave étant minime.
Il résulte de ceci, que les conserves en bocaux bien qu'exigeant dans beaucoup de cas (Anchor, Vacuum Seal, White Cap, Omnia aluminium, Crown aluminium) le recours aux surpressions, à la stérilisation et au refroidi...
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Qu'il s'agisse de boîtes ou de bocaux, on voit qu'au début du refroidissement il existe très généralement un espace vide appréciable, contenant un mélange de vapeur d'eau et de gaz incond ensables. La bonne règle étant de chasser l'air de l'intérieur des récipients avant leur fermeture ou grâce a/l'effet soupape des capsules, telles les Omnia aluminium, l'espace vide contient surtout de la vapeur d'eau ce qui permet d'ailleurs d'obtenir des récipients présentant un bon vide, ne se déformant pas aux colonies, dans les vitrines ensoleillées ou dans les régions d'altitude élevée.
Même si, dans le cas des bocaux à capsules Omnia-aluminium, formant soupapes, on a pu capsuler sans espace vide, l'effet soupape crée un espace vide final, qui se développe pendant le refroidissement et où règne un vide (vacuum) élevé, voisin de la tension de vapeur de la sauce à la température considérée.
Il est clair également, vu la rigidité et la faible déformabilité des capsules en aluminium ou en fer-blanc pour bocaux actuellement utilisées, que les surpressions qui sont parfois utilisées pour la stérilisation et le refroidissement de ces conserves en bocaux servent uniquement à tenir les capsules en place mais que les pressions extérieures n'influencent pratiquement, ni le volume de l'espace vide, ni la pression existant dans les bocaux.
Il a été établi que dans une boite ou un bocal de pois, les phénomènes suivants se passent pendant la période de refroidissement:
1) La vapeur de l'espace vide se condense dès que les parois du récipient qui sont à son contact sont refroidies par l'eau tiède ou froide.
Vu cette condensation de la vapeur, le volume des gaz de l'espace vide diminue brusquement. Les aliments, pois et sauce, encore très chauds, sont donc projetés avec violence vers l'espace vide. Du choc résulte souvent l'écrasement des pois de la couche supérieure. La condensation des gaz continue et une ébullition turbulente agite la masse des aliments. Il en résulte une dé-
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terioration des pois et donc aussi de la sauce qui se charge des particules provenant des graines abîmées.
2. Dès que la sauce atteint une température déterminée, entre au- tres, par la température à la fermeture, un vide (vacuum) se développe dans le récipient. Ce vide augmente ensuite. Dans de telles conditions, la sauce se met à bouillir normalement, dans sa masse.
3. La température au centre des pois devant nécessairement être plus élevée que dans la sauce, et cela d'autant plus que les pois sont gros et que le refroidissement est rapide, il résulte de ceci que le liquide con- tenu dans les pois, plus chaud, exerce une pression d'autant plus grande que cette différence de température est élevée.
Cette pression tend à faire éclater les pois et de toute façon, même s'ils résistent, à expulser les tissus spongieux des cotylédons un jus riche en empois d9amidon qui trouble la sauce et peut même la rendre très visqueuse ou la gélifier.
Les efforts subis par les cotylédons, suite aux chocs cités plus haut et aussi à l'agitation intense due à l'ébullition de la sauce et aussi à l'existence d'une pression plus élevée à l'intérieur des pois, provoquent un effritement de la surface des cotylédons, surtout à l'endroit oû se trouvent les fentes provoquées soit au battage des pois fauchés ou à l'écossage des gousses, soit ultérieurement.
Ces morceaux de cotylédons, de grosseurs très variables, enrichissent la sauce en particules qui la troublent, le colorent en jaune ou jaune grisâtre et forment un dépôt appelé sédiment.
Il faut noter que l'empois d'amidon, visqueux, peut aussi former un sédiment blanc, dans certaines conditions, vu le phénomène bien connu de la rétrogradation de l'empois d'amidon et de l'amidon soluble.
On doit remarquer aussi que les pois seront sous pression par rapport à la sauce, dès que la tension de vapeur du liquide qu'ils contiennent devient supérieure à la pression intérieure du récipient. Dans beaucoup de cas, cette condition est atteinte avant que le vide s'établisse dans le récipient et aussi d'autant plus vite que la sauce se refroidit plus rapidement. L'agitation que subit la sauce dès le début du refroidissement accélère justement son refroidissement.
La valeur des considérations théoriques basées sur des raisonnements relativement simples où interviennent les facteurs suivants : tension de vapeur, vitesse de refroidissement, pénétration de chaleur, pressions partielles des mélanges air-vapeur, est confirmée par l'expérimentation et aussi par les observations faites dans l'industrie. En effet, les autoclaves automatiques stérilisant rapidement à hautes températures et refroidissant rapidement les boîtes de 120-127 C à 35-40 C sous des pressions inférieures aux pressions existant dans les stérilisateurs, produisent des conserves dont le jus est souvent très critiquable.
Ces autoclaves exigent des boites serties à haute température et, vu le débit des sertisseuses (150 à 300 boîtes/minute), l'espace vide est automatiquement obtenu, appréciable, ou encore aménagé volontairement au moyen d'un appareil à tampons (head-spacer).
Raisonnements, observations et expériences nombreuses en usines et conserverie expérimentale, ont amené le demandeur à définir la théorie nouvelle exposée plus haut, expliquant le mécanisme des phénomènes provoquant la déterioration des pois et de leur sauce pendant le refroidissement des boites et bocaux.
Il a été observé que les dégâts occasionnés aux pois sont d'autant plus graves que les pois sont gros, amidonneux, tendres et fendus, et aussi que l'espace vide initial est élevé, pauvre en gaz incondensables et
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que le refroidissement, est rapide.
Pour les conserves en bocaux capsulés sans espace vide,chose possible seulement pour les capsules accrochées au bocal et formant soupape (Omnia aluminium) , les chocs et la turbulence provoqués au début du refroi- dissement n'ont pas lieu, mais comme les liquides se contractentpar refrci-
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dissement, un régime d9ébilllition sous vide e3-'établilrapidemen+,. L'ébullition augmente d'intensité au fur et à mesure que le refroissement progresse et cela d'autant plus que l'espace vide qui se forme ne contient que de la va- peur d'eau et est au contact d'une paroi métallique mince, de très loin meilleure conductrice de la chaleur que les parois de verre du bocal.
Il est évident que les conditions optima conduisant à la mise sous pression de l'intérieur des pois par rapport à la sauce se trouveront réunies, à moins qu'cn ne refroidisse très lentement, ce qui est contraire aux exigences industrielles (immobilisation d'appareils coûteux, surcuisson des pois).
Les considérations ci-dessus ont amené le demandeur à imaginer et à essayer avec succès un procédé nouveau évitant les inconvénients cités en supprimant les chocs,l'ébullition et les différences de pression à 1' intérieur des récipients et des pois pendant le refroidissement.
L'invention est relative à un procédé ou méthode de travail consistant à établir dans la. boîte ou le bccal, des conditions de pression pendant leur refroidissement telles que l'on empêche de se produire les phéncmènes nuisibles à la qualité des pois et de la sauce décrits antérieurement et repris sommairement- ci-après:
A) Condensation de la vapeur de l'espace vide, provoquant des bris de pois suite aux choos résultant de la percussion de ces derniers contre la partie supérieure du récipient.
B) Turbulence et agitation importante et nuisible du contenu du récipient, due à la condensation de la vapeur de l'espace vide et à 1'ébullition de la sauce.
C) Etablissement d'une différence de pression entre l'intérieur des pcis, plus chauds que la sauce, et cette dernière. Eclatement des pcis.
Emission d'empois d'amidcn, de particules de cotylédons etc..
Elle consiste essentiellement à maintenir,soit pendant la t,ota- lité du refroidissement des récipients, boîtes ou bocaux de pois, stérilisés entre 100 et 130 C par exemple, avec ou sans surpression, soit seulement pendant la période de refroidissement rapide de ces récipients, effectué au moyen d'eau froide ou tiède, dans les autoclaves ou refroidisseurs fermés ou ouverts, une pressicn supposant à 1-'apparition des phénomènes physiques décrits plus hauts ( (A) (B), (C) ).
Cette pression doit être, dès le début du refroidissement supérieu- re à la tension de vapeur de la sauce contenue à l'intérieur et à l'extérieur des pois, ainsi qu'à celle de la vapeur d'eau contenue dans 1-l'espace vide.
En cours de refroidissement la température diminue moins vite à l'intérieur des pois que dans la sauce.
Pour obtenir le maximum d'effet du procédé, la pression à maintenir à l'intérieur de la bote ne peut, en aucun moment, descendre en-dessous de la tension de vapeur de la sauce se trouvant à 1''intérieur des pois les plus chauds au moment considéré de la période de refroidissement.
En d'autres termes, le procédé consiste à établir à l'intérieur des récipients contenant les pois, la sauce et, éventuellement, un mélange de gaz incondensables et de vapeur d'eau, le tout à une température de 100 à 130 C, dès le début du refroidissement et jusqu'à la fin de la phase rapide industrielle de ce dernier réalisée généralement au moyen d'eau tiède ou froide, une pression en tout moment supérieure 1) à la tension de vapeur de 1'
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eau ou plutôt de la sauce,2) à la tension de vapeur des liquides se trouvant à l'intérieur des pois et aussi 3) à la tension de la vapeur d'eau se trou- vant dans les gaz de l'espace vide, si espace vide fil y a.
Dans la pratique la technique la plus normale pour réaliser ces conditions de,pression à l'intérieur des récipients stérilisés, pendant leur réfroidissement, consiste à utiliser des boites ou bocaux dont les couvercles et ou les fonds, ou les capsules ou encore les parois, sont de flexibilité et déformabilité telles qu'on puisse, soit en obturant avec un espace vide fai- ble, soit mieux encore en supprimant l'espace vide:
1) Les stériliser avec ou sans surpression ( entre 100 et 130 C) et donc à des pressions égales ou supérieures à la tension de la vapeur d'eau saturée et pure à la température considérée.
Exemple: autoclave à 120 C et 1 kilo/cm2 de pression relative ou encore à
120 C et 2 ou 3 kilo cm2 de pression relative. Dans ce dernier cas, il faut autoclaver dans l'eau et appliquer la surpression au moyen d'eau ou d'air comprimé.
2) Les refroidir avec surpression, constante ou dégressive. Par exemple, stériliser à 120 C en vapeur pure et donc à 1 kilo/cm2 de pression relative, puis, avant de refroidir, élever la pression dans l'autoclave à 2 kilo/em2, par exemple, et refroidir à l'eau sous cette pression ou en la diminuant progressivement, la pression restant toujours suffisamment élevée que pour que les parois déformables des récipients (couvercles, fonds, capsules, ou parois des corps) puissent malgré la résistance plus ou moins grande qu' elles opposent-elles-mêmes aux pressions extérieures, exercer sur le contenu du récipient une pression supérieure à la tension de vapeur de l'eau contenue dans l'espace vide, de la sauce entourant les pois et du liquide contenu au centre de ces derniers.
La surpression pendant la stérilisation n'est utile que si le récipient n'est pas suffisamment résistant.
La surpression pendant le refroidissement est nécessaire.
Le procédé s'applique d'une manière générale si l'on stérilise avec recours à un autoclave et aussi si les récipients sont stérilisés dans un fluide ayant la température désirée (100 à 130 C) à la pression atmosphérique ou encore dans le cas d'une stérilisation par chauffage électrique, injection de vapeur etc.
Elle n'est cependant efficace que si certaines des parois des récipients sont assez flexibles et déformables que pour bien servir de transmetteur de pression et jouer le rôle d'un piston mobile coulissant dans un cylindre contenant les aliments stérilisés.
Il est évident que le refroidissement sous surpression peut déformer un récipient normal si ce dernier contient un grand espace vide et si ses parois ne sont pas assez résistantes, contrairement à ce qui se passerait pour un dispositif cylindre-piston.
Par contre, si l'espace vide initial est faible ou mieux nul et que fonds, couvercles, capsules ou autres parois sont assez déformables que pour absorber la dilatation thermique et la contraction par refroidissement du contenu du récipient, on peut, soit stériliser et refroidir en soumettant le récipient à des pressions constantes ou variables 2 fois, 5 fois, ou plus supérieures à la tension de la vapeur saturée et pure, à la température maximum atteinte pendant l'autoclavage, soit stériliser sans surpression et refroidir sous surpression élevée, si la surpression n'est pas requise pendant la stérilisation pour empêcher le récipient de se déformer gravement ou d'éclater.
Des capsules ou couvercles pour bocaux et boites métalliques, particulièrement adaptés à cette méthode de travail, font l'objet d'un brevet belge demandé en même temps que le présent.
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De ce qui précède il résulte que l'établissement, pendant le refroidissement des récipients contenant les parois stérilisés, des pressions intérieures stipulées, impose.dans la pratique que les récipients, espaces vides, températures à la fermeture et en cours de stérilisation et de refroidissement, soient aménagés de telle; sorte que ces pressions stipulées puissent être obtenues facilement et sans abîmer les emballages.
Il est aussi possible de réaliser, en cours de refroidissement des récipientscontenant les pois et leur sauce, les conditions de pression stipulées:
1) En utilisant un dispositif cylindre - piston, au lieu des boites ou bocaux. Ceci ne présente pas d'intérêt industriel.
2) En comprimant les fonds flexibles des boites, où la capsule flexible et déformable des bocaux, au moyen d'un ressort ou autre dispositif. Ceci peut présenter un intéret industriel.
3) En stérilisant sous pression ou sous surpression et en refroidissant sous surpression des récipients possédant un orifice que l'on ne bouche hermétiquement qu'après le refroidissement effectué dans ce cas, dans des conditions de stérilité absoule Ceci ne présent guère d'intérêt industriel.
4) On peut aussi raccorder le récipient à une source externe de pression et le chauffer à 100-130 C, puis le refroidir, les pressions internes étant toujours maintenues aux niveaux stipulés antérieurement. Ceci ne présente aucun intérêt industriel.
5) On peut enfin utiliser des récipients extrêmement résistants, les fermer sous pression ou encore ajouter à leur contenu un produit développant une pression. Ce n'est pas industriel bien que tel soit le cas des boites et bouteilles de bière et autres boissons contenant de l'acide carbonique et qu'on pasteurise.
De tels procédés sont sans rapport avec la stérilisation des conserves de pois. Ils sont entièrement dépourvus d'intérêt industriel en ce qui concerne les légumes.
Le procédé objet de l'invention consistant à établir, à l'intérieur des récipients, une pression élevée pendant leur refroidissement est applicable à toutes les conserves en boites et en bocaux.
Il avait déjà été utilisé pour certaines conserves de viande dans le but de maintenir au contact des aliments, les parois planes des boites, de forme trapézoïdale généralement. Le but poursuivi était de permettre une meilleure transmission de la chaleur et de comprimer les hachis de viandes grasses afin d'éviter que les graisses, liquides à chaud, montent en surface vu leur densité.
Le refroidissement sous surpression visant à empêcher les pois
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de s'abîmer et les sauces de devenir troublës',vîsqueus6a-et çalorées*n'a ja- mais été- une technique conseillée et reconnue par la technologie des conserves.
En effet, vu la présence absolument normale jusqu'ici, d'un espace vide dans les boîtes et bocaux, le risque d'écraser-les capsules ou les parois des boites était considéré comme primordial et on ne refroidissait sous une pression égale et généralement plus faible que la pression de l'autoclavage effectué sans surpression, que dans le seul but d'éviter que les récipients explosent ou s'abîment.
Le procédé objet de l'invention dérivant de la découverte du fait que les techniques actuelles sont néfastes à la qualité des conserves de pois est dès lors nouveau, lui aussi, pour le travail de ces conserves.
Il s'applique aussi avec succès à toutes les conserves se comportant, en cours de refroidissement, comme les' pois c'est-à-dire aux conserves possédant une phase solide, les aliments, et une phase liquide, la sauce,
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lorsque les aliments doivent conserver leur intégrité de forme et que la sauce doit rester claire, limpide et fluide et aussi quand il importe que des morceaux d'aliments ne quittent pas ces derniers pour venir souiller la sauce.
Les conserves auxquelles notre procédé s'applique sont, par exemple : les conserves de pois régénérés, de flageolets, de haricots blancs, de haricots sauce tomate, les conserves de pommes de terre, certaines conserves de fruits etc.., et d'une fagon générale les aliments susceptibles d'être détériorés, morceaux d'aliments ou sauce, par suite des mouvements, chocs et tendance à l'éclatement des morceaux d'aliments, qui résultent du réfroidissement des récipients effectué sans recourir au procédé.
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R E 7 E-N DICATIONS<
1 Procédé pour améliorer la qualité des conserves de pois ou d'autres produits stérilisées par la chaleur en récipients hermétiques, ce procédé consistant à établir et à maintenir soit pendant la totalité du refroidissement des récipients, boîtes ou bocaux de pois ou autres produits, soit seulement pendant la période de réfroidissement rapide de ces récipients une surpression suffisante pour obtenir à l'intérieur de ces récipients une pression supérieure à la tension de vapeur du liquide constituant la sauce, à celle des liquides se trouvant à 1'intérieur des pois ou autres produits ainsi qu'à celle de la vapeur d'eau contenue dans l'espace vide prévu à la partie supérieure du récipient si cet espace existe.