BE905182A - Procede de stabilisation par la chaleur de produits alimentaires particulaires en melange avec un liquide ou en suspension dans celui-ci. - Google Patents

Abstract

Procédé de stabilisation par la hauteur de produits alimentaires particulaires en mélange avec un liquide ou en suspension dans celui-ci, et appareillage de mise en oeuvre, caractérisé par la fait que la température de la ''charge'' est abaissée très rapidement de la température de stabilisation à une température de ''cuisson ralentie'' par mélange avec un ''jus'' froid et stérile.

Description

   <EMI ID=1.1> 
 

PROCEDE DE STABILISATION PAR LA CHALEUR DE PRODUITS

  
 <EMI ID=2.1> 

OU EN SUSPENSION DANS CELUI-CI.

  
Il est connu que pour maintenir, autant que possible, les qualités nutritives, organoleptiques, de forme et de coloration des produits à conserver, il est préférable que les opérations de stérilisation,

  
de pré-cuisson ou de cuisson soient aussi courtes que possible. La température à laquelle et le temps durant lequel ces opérations sont réalisées doivent être suffisants pour assurer la destruction des microorganismes présents et de leurs spores ainsi que la destruction des enzymes pouvant altérer les produits à conserver à la température du magasinage. Une inactivation suffit parfois.

  
Les inventeurs ont constaté, qu'à une température comprise entre 60 et 80-85[deg.]C, dépendant de la nature du produit traité, ce dernier ne cuit pratiquement plus. Pour les fruits cette température est moindre que pour la plupart des légumes. Pour les pois, plusieurs heures de maintien, sous liquide, à 80[deg.]C, modifie à peine leur texture. Il est connu que la texture de bien des végétaux se raffermit lors du stockage aux températures usuelles des conserves. Pour les pois ce phénomène se poursuit durant plusieurs mois.

   Il est également connu que pour éviter la désagragation de produits en particules ( naturelles ou découpées ) sous l'effet du dégagement de gaz dissouts ou de la vaporisation de l'eau qu'elles contiennent lorsque la pression dans les appareils décroît en dessous de la tension de vapeur de l'eau à la température locale intérieure à la particule, les opérations de traitement doivent donc être réalisées sous une pression supérieure à la dite tension de vapeur.

  
Les inventeurs ont conçu un procédé et des dispositions d'appareillage permettant de réduite au maximum la durée des opérations de chauffage, stabilisation, cuisson et refroidissement jusqu'à une température adéquate de "non-cuisson", tout en maintenant dans

  
les appareils une pression suffisante pour éviter la désagrégation des particules et assurer les conditions d'aseptie adéquates. 

  
La présente invention concerne un procédé de sta-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
équipements permettant de le réaliser.

  
Les aliments en particules, stabilisés par la chaleur, sont pré-refroidis très rapidement et aseptiquement par le liquide stérile et froid utilisé pour le transfert vers le réservoir de stockage et dans ce dernier. Ce liquide est fluide et peut, dès lors, être facilement séparé, à froid, des particules stabilisées.

  
Sauf exception, le poids spécifique du liquide est inférieur à celui des particules, dégazées avant leur traitement thermique ou durant ce dernier, aussi une sédimentation des particules,réalisée aseptiquement, permet-elle d'obtenir le liquide froid requis pour les opérations ultérieures. Dans les cas,très rares,où la sédimentation des particules est insuffisante ou nulle, la récupération du liquide requis pour le pré-refroidissement, le refroidissement et les transferts, peut se réaliser par tamisage.

  
Le magasinage aseptique, dans de grands réservoirs, exige que les particules baignent dans un liquide, évitant leur écrasement et facilitant les opérations de remplissage et de vidange des réservoirs.

  
Le magasinage ne se justifie pas pour les aliments disponibles toutes l'années. Il ne convient pas quand l'aliment est extrêmement fragile, ou encore, a des caractéristiques physiques ou dimensionnelles rendant impossible ou très risqué le transfert à des distances appréciables par des tuyauteries, le remplissage puis la vidange aseptique des grands réservoirs etc...

  
Ces limitations sont bien connues. La liste ci-après d'aliments pouvant être stabilisés grâce au procédé faisant l'objet de l'invention n'est pas limitative, mais seuls des végétaux, dont la récolte est saisonnière, y sont mentionnés.

  
Légumes: Graines fraîches de pois, haricots et maïs, cubes ou morceaux de divers légumes à chair ferme, carottes, salsifis, pommes de terre pelées, etc.

  
Les légumes non concernés sont entre autres: 

  
asperges en branches, haricots princesses entiers, légumes en feuilles, dont l'épinard, pieds de céléris.

  
Fruits: Oreillons de pêches et d'abricots. Cubes et morceaux . Nombreux fruits entiers, pelés ou non, dénoyautés ou non, Les fruits dont la texture est particulièrement fragile ne sont guère concernés.

  
Qu'il s'agisse de légumes ou de fruits, le barème

  
de stérilisation par la chaleur à appliquer est fonction d'un grand nombre de facteurs connus, dont la température maintenue dès le début du magasinage aseptique, et la technologie mise en oeuvre pour assurer la conservation de l'aliment après ce stockage intermédiaire, dont le but est de réduire la caractère saisonnier d'industries ayant surtout à distribuer ensuite ces aliments, seuls ou mélangés à d'autres, en emballages détail., ces derniers étant remplis aseptiquement, ou stérilisés après fermeture hermétique. D'autres procédés de conservation, classiques, peuvent aussi être utilisés après le magasinage aseptique, tels la surgélation, le confisage et d'autres.

  
La stabilisation par la chaleur doit détruire ou inactiver les microorganismes, leurs spores et les enzymes. Ceci, en fonction de diverses variables, dont l'une est la température de magasinage et l'autre, la technologie utilisée ensuite, au stade du conditionnement en emballage détail.

  
Aussi les durées de séjour à haute température varient-elles entre environ une minute et trente minutes, alors que les températures à respecter sont comprises entre 60[deg.] et 140[deg.]C, ces limites n'étant

  
pas absolues.

  
Pour bien des produits, une surpression est utile

  
ou même nécessaire pendant tout ou partie du processus de stabilisation par la chaleur et du refroidissement.

  
La cuisson met en oeuvre des phénomènes chimiques, physiques, physico-chimiques-et même biochimiques

  
( les.enzymes ). Sa vitesse double, environ, quand

  
la température augmente de 10[deg.]C. Aussi dit-on que son

  
 <EMI ID=4.1> 

  
Pour la destruction thermique des spores de  <EMI ID=5.1> 

  
situe aux environs de 7, du moins en milieu neutre.

  
 <EMI ID=6.1> 

  
diaire entre 2 et 7. Il varie en fonction de l'enzyme et d'autres paramètres.

  
Comme la stabilité des aliments stockés dans des réservoirs, dont la capacité peut varier entre moins de 20 m et plus de 500 m, est impérative, il est indispensable que la destruction ou l'inactivation des microorganismes, spores et enzymes soit toujours efficace , sans cependant cuire et donc attendrir exagérément l'aliment.

  
La règle d'or, bien connue, pour obtenir ce résultat global, est de maîtriser les facteurs "Températures Durées et Pressions ". Ceci, tout en éliminant complètement les risques de réinfection du produit stabilisé.

  
Le problème se complique encore quand il est nécessaire de limiter les effets de la cuisson, afin que les particules restent fermes, résistent au traitement thermique réalisé après le conditionnement final en emballages détail et / ou subissent un minimum de modifications de couleur et de saveur, voire de valeur nutritive.

  
L'idéal est,dès lors,de réaliser presque un traitement UHT ( température très élevée durant un temps très court ) et, sinon, une stérilisation HTST

  
( High température - short time ) courte à température élevée, et, ceci, en pouvant, s'il y a lieu, travailler à une pression nettement supérieure à celles correspondant aux tensions de la vapeur d'eau aux températures considérées, afin d'éviter l'action des gaz occlus et de la vapeur d'eau pouvant être émise dans les particules.

  
Un barème convenant pour les petits pois frais, à conditionner en boîtes métalliques ou en bocaux verre, après le magasinage aseptique, a les caractéristiques ci-après:

  

 <EMI ID=7.1> 
 

  

 <EMI ID=8.1> 


  
Les pois sont stériles et restent intacts. Ils deviennent tendres et donc fragiles, mais leur texture se raffermit progressivement en cours de magasinage, fait connu des gens de métier. Aussi peuvent-ils ensuite subir sans dommages une courte stérilisation complémentaire, après avoir été conditionnés en boîtes ou bocaux, proprement, mais en ne respectant l'aseptie que pour la vidange du réservoir de magasinage. Or, aucun des procédés et des équipements, actuellement connus, ne permet de réaliser de façon fiable de telles opérations sur des quantités importantes de particules de caractéristiques fort diverses sans abîmer une partie de celles-ci.

  
Les articles ci-après décrivent les procédés connus en 1982.

  
" Progrès dans la technologie de la conservation

  
aseptique en vrac de fruits semi-élaborés en grand conditionnement, par B. Lafuente, Industries Agricoles et Alimentaires ( Paris ) oct. 1982, pages 829 à 834.

  
Progresos en la tecnologia de la Conservacion Aseptica de semielaborados de frutas en grandes envases, par

  
B. Lafuente, Revista de agroquimica y tecnologia de alimentos, Valence, Espagne, 22 (3) 1982,pages 323 à
338.

  
Deux brevets sont cités:

  
Kafedshiev I et al.(1977) Brevet bulgare N[deg.] 25820.

  
Lafuente B et al., Brevet espagnol N[deg.] 455467.

  
Les procédés décrits par B. Lafuente, dont le sien, présentent de l'intérêt dans des cas particuliers, mais différent très nettement de celui faisant l'objet de l'invention.

  
" Kazuya Sekiguchi, Kiyoaki Tsuzi et Akinobu ONU ont

  
déposé au Japon des brevets couvrant un appareil stérilisateur pour liquides ou pâtes de produits  <EMI ID=9.1> 

  
18 " 1983 N[deg.] 46887/1983.

  
28 " 1983 N[deg.] 54916/1983.

  
29 septembre 1983 N[deg.] 183469/1983.

  
Le brevet français correspondant a été enregistré le

  
7 mars 1984 sous le numéro 8403543, N[deg.] de publication
2542168. Il comporte 29 pages, 8 revendications et

  
5 figures.

  
Il s'agit d'un stérilisateur - refroidisseur continu, alors que le procédé faisant l'objet de la présente invention est discontinu.

  
A noter que les constructeurs Alfa Laval, APV, Cherry-Burrel, Manzini et d'autres traitent déjà en continu des particules au moyen d'.échangeurs à surface raclée.

  
L'appareil japonais vise à améliorer les performances de ces échangeurs, qui conviennent très bien pour certains aliments, particulièrement visqueux ou exigeant une stérilisation proche de l'UHT, quitte à ce qu'un pourcentage assez élevé des particules soit physiquement détérioré en cours de travail.

  
La littérature relative au conditionnement aseptique n'est pas abondante, mais les comptes-rendus des 3 principaux symposiums,consacrés à cette nouvelle technologie, situent correctement sa situation actuelle. Il s'agit de:
a) Aseptic Packaging - Proceedings of a Seminar held on the 20th of april 1983 at the Hilton Hotel Stratford - Upon - Avon ( England )

  
11 communications - 120 pages.

  
h) Behr's Seminar ( 24 et 25 avril 1985 )

  
Hotel Steigenberger, Bonn, R.F.A.

  
12 communications - 84 pages.

  
c) Proceedings from the symposium on aseptic processing and packaging of foods, Sept 9 to 12, 1985. (Suède) Lund university - SIK - The swedish Food Institute

  
31 communications - 302 pages.

  
Le seul procédé discontinu fut présenté en Suède par

  
B. Lafuente; il diffère très sensiblement de celui faisant l'objet de l'invention.

  
La figure I, représente l'essentiel de l'équipement d'une installation de stabilisation par la chaleur, suivant le procédé décrit et deux types de réservoirs  <EMI ID=10.1> 

  
1 - Trémie contenant les particules à stériliser en 3.

  
2 - Bac contenant le liquide ou la sauce à stériliser en

  
3.

  
3 - Cuiseur - refroidisseur résistant à la pression et,

  
au besoin, au vide.

  
4 - Tank accumulateur de liquide ou sauce.

  
5 - Echangeur refroidisseur, placé à l'intérieur de 4

  
( Il peut aussi être extérieur à 4 ).

  
6 - Bassin rigide.

  
7 - Liquide d'immersion de 9.

  
8 - Niveau maximum du liquide 7 dans 6.

  
9 - Réservoir souple, stérile, immergé dans le liquide 7.
10 - Tuyauterie stérile entre 9 et 13.

  
11 - " " " 3 et 12.

  
12 - Tank rigide en acier inoxydable, à parois minces.
13 - Tuyauterie stérile entre 11 et 14.

  
14 - Décanteur fermé, où règne une pression absolue

  
variable obligeant le contenu du tuyau 10 à remonter dans la partie conique et l'appareil, en dépassant ainsi, soit le niveau ce 8 si on utilise le réservoir 9, soit le niveau du sommet du tank 12.

  
Les accessoires, indiqués par des lettres, seront décrits par la suite.

  
La description du procédé considère d'abord le cas 1-2-3-4-5-11-12-13-14, car jusqu'à présent, l'industrie

  
a toujours utilisé des réservoirs rigides, seuls disponibles, et surtout des réservoirs verticaux.

  
On commence par stériliser tous les appareils, conduites et accessoires selon un procédé classique, à
120[deg.]C durant 30 minutes, par exemple, puis, afin d'éviter l'implosion du tank 12, on introduit de l'air stérile, ou mieux, un gaz inerte stérile, et maintient une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique

  
( 1 Kg/cm , absolu ).

  
Le cuiseur 3 est chargé de liquide 2 . On stérilise celui-ci en y injectant de la vapeur pure, puis on le refroidit en 4 et on le refoule en 12.

  
Quand la réserve de "sauce stérile et froide" est suffisante en 12 et 4, on aspire ou refoule aseptique- <EMI ID=11.1> 

  
ioe .0. -- ..

  
En théorie, on peut aussi introduire aseptiquement du liquide stérile et froid, mais ceci ne présente pas d'intérêt pratique et introduit des risques, alors que, dès que des granules sont stabilisés, il reste nécessaire de récupérer le liquide froid en aval du cuiseur-refroidisseur.

  
Exemple relatif aux pois frais.

  
On ajoute en (3) 1500 Kgs de pois blanchis, chauds, provenant de (1) et 700 litres de sauce bouillante provenant de (2).

  
La température de cette masse fluide est portée

  
à l32[deg.]C en 2 minutes par injection de vapeur pure, contenant une faible quantité de gaz inerte totalement stérile. Ce gaz provoque la surpression désirée et agite doucement le produit. On maintient
132[deg.]C et la surpression désirée durant 4 minutes, puis procède au refroidissement ultra rapide,

  
sous surpression, comme suit:

  
De la sauce stérile et froide, accumulée en 4,

  
est introduite en 3, en une minute, pendant que

  
la surpression est maintenue.

  
Selon le cas, le mélange est plus ou moins agité pendant le pré-refroidissement, l'agitation étant obtenue, soit grâce à l'action mécanique du liquide froid introduit à très grand débit, soit grâce à l'injection de gaz inerte, soit en combinant ces deux actions, soit de toute autre façon appropriée. Le gaz nécessaire à maintenir la surpression, s'introduit plutôt par le dessus vu l'importance du débit instantané. Une agitation brutale de la masse du produit serait généralement nuisible

  
aux particules. Une détente et, pire encore, une mise sous vide détériorerait tout ou partie des particules, alors que le refroidissement rapide d'une masse importante de liquide et de particules, grâce à un échangeur, est pratiquement irréalisable ou détériorerait mécaniquement une partie de celles-ci.

  
Reste à refroidir assez rapidement les 5000 litres à environ 80[deg.]C contenus dans le cuiseur-refroidisseur. Ceci relève de la technologie courante, avec  <EMI ID=12.1> 

  
cifique entre les particules et le liquide ne permet pas de réaliser une séparation complète des particules par sédimentation, on recourt au tamisage. Le liquide froid nécessaire au pré-refroidissement est prélevé en aval du cuiseur-refroidisseur, alors que, pour abaisser la température du mélange de 60 - 85[deg.]C à 0[deg.] - 25[deg.]C, on sédimente, on tamise dans cet appareil, du moins, en ce qui concerne l'installation du type "figure I".

  
Celle-ci ne comporte pas de tamis, aussi la sédimentation s'opère t-elle dans le décanteur (14)

  
qui est en charge sur le réservoir de magasinage

  
(12). Le remplissage partiel de (14) s'obtient en établissant une différence de pression entre les gaz présents à la partie supérieure des réservoirs communiquants (12 et 14). Cette pression doit toujours rester égale ou supérieure à 1 Kg/cm (absolu) en (12), mais peut tendre vers zéro en (14).

  
Si on veut maintenir constante la pression du gaz dans le décanteur, on doit la faire varier dans

  
le réservoir de stockage (12) en fonction de son degré de remplissage. Aussi, à supposer qu'on veuille maintenir la pression atmosphérique dans le décanteur, peut-on atteindre 2,5 kg/cm<2> absolu dans

  
le réservoir si les hauteurs respectives sont:
réservoir rigide vertical 10 mètres, parties inférieures et supérieures du décanteur 10 et 15 mètres, le poids spécifique du produit étant,

  
pour simplifier, l'unité.

  
Vu le coût élevé des réservoirs rigides et leur nombre, il est bien plus économique de créer une dépression, un vide, dans le décanteur (14); toutefois, cette dépression est limitée à environ

  
0,9 Kg/cm . Aussi, dès que les réservoirs rigides ont une hauteur importante, faut-il assister la dépression dans le décanteur par une pression dans le réservoir de stockage, la pression du gaz en ce dernier étant à moduler en fonction de son degré

  
de remplissage, afin que la pression reste entre certaines limites en "S" au fonds du tank. 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
ticules tendent à ne pas dépasser le fond de cet appareil.

  
Il suffit d'inverser le sens du flux dans la tuyauterie 13 en augmentant légèrement la pression au sommet du décanteur, pour obliger les particules

  
à s'écouler vers 11 et 12.

  
Quand le réservoir de magasinage (12) est éloigné du groupe (3-4-5) et aussi de (13-14), les pertes de charges dans les tuyauteries, tendent à accroître le flux vers (14) et donc le degré de remplissage du décanteur.

  
Aussi un obturateur, non représenté à la figure I, installé entre (14) et la tuyauterie (11), isole t-il le décanteur pendant qu'on transfère rapidement le mélange de (3) vers le réservoir (12), dont la pression à la base est maintenue constante, grâce à l'évacuation d'une fraction du gaz neutre et stérile remplissant l'espace vide du tank. Aussi l'accessoire (Q),défini comme étant une soupape de sureté, doit-il être une soupape de décharge, motorisé, servant à maintenir la pression constante au fond du tank, via le senseur S.

  
Le débits dans la tuyauterie (11) sont importants.

  
Si l'installation traite des pois selon l'exemple donné précédemment, on a:

  
1 cuite par 15 minutes, 4 cuites par heure, 6 T.

  
de pois/h et 10 m de mélange homogène par heure.

  
Le mélange est pré-refroidi en y ajoutant son volume de liquide froid.

  
Le cuiseur-refroidisseur évacue 5 m de produit

  
 <EMI ID=14.1> 

  
Le retour du liquide décanté en (14) vers le

  
 <EMI ID=15.1> 

  
et pn dispose au plus de 4 x 7 = 28 minutes par heure pour réaliser ce transfert. Le débit peut être faible. Toutefois, si l'installation comportait plusieurs cuiseurs-refroidisseurs (3), ce débit serait plus élevé. Le débit vers le décanteur (14) est plus important, car dans le tank (12), la proportion de liquide est voisine de 38% seulement. En l'absence du tank accumulateur (4), le débit de liquide entre (14) et (3)  <EMI ID=16.1> 

  
 <EMI ID=17.1> 

  
Contrôler la pression dans le tank (12 ) dans ces conditions exige un équipement de régulation performant et d'importantes quantités de gaz neutre et stérile.

  
Examinons la partie gauche de la figure I, soit 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-13-14, où le tank rigide

  
(12) est remplacé par un réservoir souple stérile, immergé ( voir les brevets luxembourgeois

  
n[deg.]s 85954 et 86023 déposés respectivement lel7.6.85 et le 25.7.85.)

  
Vu la hauteur maximum, d'environ 5 m, du niveau

  
(8) du liquide d'immersion dans le bassin (6) quand le réservoir souple (9) a une capacité de
400 à 500 m , il est aisé et préférable que les appareils 1-2-3 soient en charge par rapport au niveau (8) et donc sur une plateforme située à  environ 5 m. du fond du bassin (6).

  
Ceci facilite la vidange du ou des cuiseurs (3)

  
et permet d'utiliser de la vapeur à environ 100[deg.]C pour refouler le produit stérilisé et froid vers

  
le réservoir souple immergé (9). Or, celui-ci

  
peut être distant d'environ 100 mètres des appareils 1-2-3-4-5 et 14 quand la ferme de magasinage aseptique est importante.

  
En effet, pour 30.000 m de capacité totale de stockage, la superficie de cette ferme est de

  
 <EMI ID=18.1> 

  
Vu la hauteur limite des réservoirs immergés et de l'eau d'immersion, la partie basse du décanteur

  
(14) peut se trouver à environ 5 m. du fond du bassin.

  
Le niveau (8) du liquide d'immersion (7) dans

  
le bassin (6) peut facilement être maintenu constant mais, quand ce n'est pas le cas, ses variations sont lentes et faibles en cours de remplissage du réservoir souple. Il est donc facile de moduler le vide appliqué au sommet de (14), de façon à maintenir relativement constant le degré de remplissage du décanteur.

  
Le niveau inférieur de celui-ci est voisin du niveau de (8) et la hauteur du décanteur est  <EMI ID=19.1> 

  
résistant au vide est élevé, aussi la solution

  
d'un réservoir cylindro-conique, de faible diamètre, d'une hauteur d'au moins 10 mètres, qui permet de travailler au vide maximum, est-elle à considérer quand les particules sédimentent correctement dans un décanteur dont le diamètre est

  
de l'ordre de 1 à 1,2 m. C'est généralement le

  
cas.

  
Les servitudes coûteuses et dangereuses qu'imposent le gaz neutre et totalement stérile

  
et la régulation précise de la pression de celui
-ci dans le réservoir rigide (12) disparaissent quand on utilise les réservoirs souples immergés.

  
Ceci est très important, car de telles installations doivent pourvoir fonctionner automatiquement, jours après jours.

  
Une usine désirant emmagasiner simultanément deux produits différents,par exemple des pois et des carottes,a besoin de deux groupes stérilisateurs refroidisseurs et de deux réseaux de tuyauteries. Les pois résistant très bien à la surgélation,contrairement aux carottes,dont la texture devient spongieuse;une alternative est de surgeler les pois et de stabiliser les carottes en réservoirs s.ouples immergés. Un équipement simplifié, analogue à celui représenté par 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-13-14 est décrit par la figure II.

  
Figure II 1 - 2 : Une seule trémie reçoit les particules

  
et la sauce.

  
3 : Le cuiseur-refroidisseur est semblable à

  
celui de la figure I.

  
4 - 5 : Voir figure I. Le refroidisseur peut aussi

  
être à l'extérieur de 4.

  
6-7-8-9-10 : Voir figure I.

  
Le contenu du cuiseur 3 , une fois stérile et froid,est refoulé, par de la vapeur, vers le réservoir 9. 

  
 <EMI ID=20.1> 

  
de 13-10 et 9.

  
Les particules restent au fonds de 3. La sauce remplit ce cuiseur puis, via la tuyauterie J, le réservoir 4-5.

  
 <EMI ID=21.1> 

  
13-10-9 au moyen de vapeur, obture B et ouvre A.

  
Le cuiseur est prêt à recevoir une nouvelle charge venant de 1-2.

  
L'échangeur refroidisseur 5 peut être extérieur à 4.

  
Ce réservoir peut aussi comporter deux sections séparées; l'une destinée à la sauce servant au pré-refroidissement et l'autre au circuit du refroidissement final et de l'échangeur de température.

  
L'équipement de la figure II est moindre, mais sa productivité l'est aussi.

  
Le "barème", exemplatif, signalé en début de texte pour les petits pois, avec l'équipement de la figure I est:

  

 <EMI ID=22.1> 


  
Aussi est-il possible d'installer jusqu'à 4 cuiseurs par groupe comportant une installation type fig. I

  
Si on s'en tient à 1500 Kg de graines de pois par cuite, on peut alors stériliser et refroidir jusqu'à

  
 <EMI ID=23.1> 

  
Une conserverie purement saisonnière produisant des boîtes 1/2, format le plus courant en bien des pays, devrait emboîter 92300 boîtes/heure pour stabiliser cette quantité de pois.

  
Ceci correspond à 5 à 6 groupes 300 boîtes/minute

  
" remplisseuses, juteuses, sertisseuses, autoclaves

  
et palettisateurs!" 

  
De telles usines existent et travaillent 16 à 24 heures par jour, jusqu'à 7 jours par semaine quand c'est indispensable. Grâce au procédé faisant l'objet de la  <EMI ID=24.1> 

  
de récolte et travailler plus souvent jour et nuit au département "agricole", pendant que le département "alimentaire" règle ses activités en fonction des ventes.

  
Ceci idéalise la situation. En effet, alors qu'en Angleterre les pois ne sont pas criblés, en bien d'autres pays on traite 4 à 5 cribles ou diamètres de graines. Aussi, rares sont les usines ayant à traiter
24 tonnes/heure de graines d'un même crible et chacun doit-il trouver un compromis entre les technologies suivantes: mise en boites immédiate, surgélation et magasinage aseptique, d'où l'intérêt de l'installation simplifiée de la figure II.

  
Certains des accessoires requis par les équipements de ces figures exigent une explication. Certains sont nouveaux.

  
Dans les figures I et II, les lettres indiquent l'emplacement des équipements accessoires suivants:.

  
A : Vanne ou soupape aseptique de chargement du cuiseur

  
refroidisseur 3.

  
B Vanne ou soupape aseptique de vidange de 3.

  
C Soupape de sureté, aseptique, de 3.

  
D : Arrivée de vapeur.

  
E " de gaz stérile.

  
F : " de vapeur en A, pour en assurer l'aseptie.

  
 <EMI ID=25.1> 

  
H : " la vapeur pure chauffant par mélange le

  
 <EMI ID=26.1> 

  
I - Arrivée de gaz neutre et stérile se mélangeant avec

  
la vapeur détendue pénétrant en 3 via H.

  
J : Tuyau entre les parties supérieures de 3 et de 4.

  
 <EMI ID=27.1> 

  
K : Tuyau amenant en 3 le liquide de 4 lors du prérefroidissement.

  
 <EMI ID=28.1> 

  
K2: Tuyau entre la pompe K4 et 3 .

  
K3: Vanne aseptique sur K2. 

  
K4: Pompe aseptique sur K2' 

  
L : Arrivée de vapeur ou de gaz stérile au sommet du

  
tank 4. 

  
 <EMI ID=29.1> 

  
barométrique 14.

  
N- Vanne aseptique sur N.

  
0 Source aseptique du vide établi dans le réservoir 14. P Arrivée de vapeur en 8.

  
Q Soupape de sureté sur le tank 12.

  
R Arrivée de gaz stérile et neutre en 12.

  
S Senseur mesurant la pression au fonds de 12.

  
T Contrôleur du niveau liquide en 14.

  
Cette liste est incomplète, mais comporte l'essentiel. Les conduites entre 1,2 et A du cuiseur-refroidisseur 3 ne sont pas figurées, car ceci relève de l'évidence.

  
Les équipements ayant des caractéristiques fort particulières sont:

  
A : La solution de la soupape étanche,dont le siège est

  
stérilisé par chauffage, nouvelle, est recommandable ou indispensable. Ceci dépend surtout de la section de l'obturateur.

  
Figure III.

  
1 Partie supérieure du cuiseur-refroidisseur 3.

  
2 Entonnoir.

  
3 Ouverture de chargement.

  
4 Soupape.

  
5 Tige de commande de 4.

  
6 Joint souple, thermo-résistant, étanche, fixé sur 4. 7 Siège de la soupape 4.

  
8 Chambre chauffée vers 130 - 140[deg.]C, dont au moyen de

  
vapeur, élevant la température du siège 7, de façon telle que tout gaz ou liquide pouvant pénétrer dans le cuiseur, par une micro-fuite, soit stérilisé par la chaleur lors de son passage, lent, entre 6 et 7.

  
La soupape, normalement fermée,grâce à un ressort,est auto-serrante. Le ressort est plus puissant que l'action du vide sur la soupape 4, si le cuiseur est aussi mis sous vide Figure IV.

  
1 : Fonds du cuiseur-refroidisseur.

  
2 : Tuyau entre le cuiseur et le réservoir de magasinage. 4-5-6-7-8: Voir figure I. 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
aseptique classique du commerce. Or, ceci est primordial. 

  
L'herméticité est supérieure et, de plus, si une fuite très faible devait avoir lieu entre la soupape et son siège, la température,subie par le fluide s'infiltrant, suffirait à le stériliser, ce que ne permettent aucune des vannes aseptiques connues, qui se limitent

  
à être protégées des contaminations extérieures mais ne sont pas nécessairement totalement aseptiques dans le sens de circulation du fluide ou dans le sens inverse de cette circulation.

  
 <EMI ID=32.1> 

  
doit-il être "stérilisant", qu'il s'agisse d'un obturateur à soupape, à tiroir, à membranes, à manchon,

  
 <EMI ID=33.1> 

  
C: Son rôle est évident. Le gaz neutre injecté en I, sert à agiter doucement la masse "particules et liquide" ainsi qu'à établir la sur-pression. Aussi doit-on laisser s'échapper du mélange "vapeur-gaz incondensable".

  
On a donc, en série, une soupape de sureté aseptique et une seconde soupape de sureté, réglable, classique.

  
L'aseptie de C s'obtient de diverses façons classiques et se complète en faisant arriver le gaz détendu dans un petit réservoir, initialement stérile et maintenu plein de vapeur. Il est maintenu à une pression faible ou élevée, selon les pressions désirées dans le cuiseur.

  
De la vapeur entre 100 et 120[deg.]C est maintenue entre les 2 soupapes.

  
D: La vapeur sert à vider rapidement le cuiseur-refroidisseur. La pression est réglée automatiquement.

  
E: Idem que D, mais il s'agit de gaz stérile, indispensable

  
lors du prérefroidissement réalisé avec mélange.

  
F: Vapeur ou liquide chaud destiné à la soupape géante A.

  
 <EMI ID=34.1> 

  
H: Evident. Il faut de la vapeur pure.

  
I: Evident. Un gaz neutre stérile est préférable, or, il

  
est indispensable en E. En E on peut utiliser l'air stérile. En I il faut un gaz neutre. 

  
 <EMI ID=35.1> 

  
 <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
 <EMI ID=38.1> 

  
temps que le contenu du cuiseur; aussi, une soupape du type A ou B se justifie t-elle aussi.

  
 <EMI ID=39.1> 

  
A et B, ce qui autorise des solutions moins coûteu-

  
 <EMI ID=40.1> 

  
joint de dilatation, dans une enceinte chauffée en même temps que le cuiseur 3.

  
 <EMI ID=41.1> 

  
du pré-refroidissement du cuiseur 3. Les caractéristiques de la vanne K, sont semblables à celles

  
 <EMI ID=42.1> 

  
et maintien de la stérilité par chauffage des deux vannes et du tuyau qui les relie.

  
K3 : Même soin concernant l'étanchéité et la stérilité

  
 <EMI ID=43.1> 

  
L : Voir D. La pression de la vapeur est plus élevée

  
pour L, car on doit vaincre la pression régnant dans le cuiseur pour refouler, via K K. la contenu de 4 vers 3.

  
M : Un flotteur isolant, en acier inoxydable, non indispensable, évite de condenser de la vapeur à la surface du liquide froid contenu en 4.

  
 <EMI ID=44.1> 

  
fermé, stérile, 14.

  
N : Vanne aseptique sur N.

  
0 : Pompe à vide aseptique. Elle crée sur le réservoir 14

  
un vide élevé. Les solutions sont nombreuses: éjecteurs à vapeur, pompe à anneau liquide ou pompe classique et hydro-éjecteur.

  
Les précautions à prendre, en vue d'assurer l'aseptie sont connues (Liquide bactéricide et refroidi, équipe-

  
 <EMI ID=45.1> 

  
de qualité, filtres ) On peut aussi, par sécurité, faire arriver la sortie du gaz dans une petite enceinte contenant, en permanence, de la vapeur à 100[deg.]C. P : Arrivée de vapeur stérile.

  
Les particules décantent au fonds du cône inversé du réservoir 14 et n'atteignent pas le niveau de sortie de la tuyauterie N. Toutefois il est souvent utile de refouler régulièrement ces particules vers le  <EMI ID=46.1> 

  
En introduisant de la vapeur via P, alors que N est fermé, les particules présentes en 14 sont rapidement refoulées vers le réservoir de stockage 9 ou 12.

  
Q : Soupape de sureté, aseptique, empêchant aussi toute

  
recontamination via le siège de l'obturateur. ( voir les remarques relatives à C et à 0 ).

  
R : Evident, car les réservoirs rigides de grands diamètres, nécessaires en 12, implosent dès qu'un vide extrêmement faible s'y forme.

  
S : Il mesure la pression au fond du tank rigide 2.

  
Si on se limite à maintenir la pression atmosphérique dans le réservoir 12, de hauteur appropriée, assez faible et ne recourt qu'à une dépression

  
pour remplir le décanteur, on peut se passer de l'accessoire S mais, alors, il faut moduler la dépression dans le décanteur... 

  
T : Dispositif de sécurité empêchant la sauce stérile

  
d'atteindre le tuyau d'aspiration de la source de vide 0.

  
U : Facultatif.- Voir la fig. V.

  
Quand certaines particules sédimentent lentement,le dispositif U permet de capter la partie supérieure du liquide. L'un des dispositifs utilisables comporte:

  
 <EMI ID=47.1> 

  
U2: un tuyau coulissant librement dans Ul'

  
 <EMI ID=48.1> 

  
Le choix de l'équipement est fonction de la nature des particules et les solutions comportant un tuyau très flexible, ou encore une articulation, classique dans les décanteurs, sont parfois à choisir.

  
V : Le flotteur U3 peut comporter en V un dispositif

  
obturant l'aspiration de la source de vide 0. Cet accessoire se justifie quand on utilise les tanks

  
 <EMI ID=49.1> 

  
Le danger des tanks tampons, utilisés en laiterie surtout, est principalement du au fait qu'on y utilise un gaz stérile. 

  
 <EMI ID=50.1> 

  
n'y utiliser de gaz stérile qu'en vue d'agiter le mélange en cours de stérilisation et d'assurer la sur-pression requise. La vapeur est alors à utiliser au sommet des appareils 3-4 et 14, un gaz stérile restant indispensable en 12, alors qu'on n'en a jamais besoin en 9.

  
La fig. VI, qui se limite à l'essentiel des appareils

  
4 et 5,montre comment réaliser la condition en question.

  
3 : Cuiseur refroidisseur. 

  
4 : Tank analogue à 4, mais équipé intérieurement d'un

  
réservoir souple, thermo-résistant,stérilisable à chaud, 4' .

  
5 : Echangeur-refroidisseur.

  
Pour prérefroidir le contenu de 3 on y refoule, par le bas,du liquide froid, accumulé en 4',et maintient au dessus du produit la pression voulue, grâce à de la

  
vapeur amenée.par D. Le liquide froid déplace vers le haut le liquide venant d'être stérilisé, dont la température est égale ou inférieure à celle de la vapeur,contenant un peu de gaz incondensable, en début d'opération,

  
si la stérilisation a été complètement réalisée sous surpression.

  
Ce gaz incondensable reste au sommet de 3, car le

  
niveau d'où part le tuyau J laisse un espace libre pour

  
ce gaz.

  
Une tuyauterie en by-pass Y, munie d'une vanne ou d'un clapet anti retour, X , est utilisée pour le pré-refroidissement.

  
Une pompe aseptique X fait circuler le liquide via 3

  
et l'échangeur 5. On dispose ensuite de plusieurs minutes pour remplir à nouveau la poche souple du tank 4 .

  
Une autre solution est illustrée par la figure VII .

  
3 : cuiseur - refroidisseur.

  
5 : échangeur.

  
14: décanteur accumulant le liquide froid.

  
D : arrivée de vapeur.

  
W : Volume où restent les gaz incondensables présents,

  
éventuellement, en fin de stérilisation, en 3.

  
( mais les évacuer est aisé )

  
X2: Pompe faisant circuler le liquide de bas en haut en

  
3 quand le pré-refroidissement est terminé.

  
X3: Pompe remplissant 3 de bas en haut lors du pré-refroidissement. 

  
 <EMI ID=51.1>  ....&#65533;..........

  
poids de granules chauds volume de liquide chaud

  
et faible la durée de remplissage complet de 3, plus rapide et profond est le pré-refroidissement.

  
Ceci pose un problème concernant les pompes aseptiques. Toute pompe centrifuge, de haute qualité, dont les bourrages sont, soit du type aseptique, soit fortement étanches, peut être rendue aseptique ou le rester indéfiniment si on utilise le procédé et l'équipement extrêmement simples mais nouveaux ci-après:

  
Dès que la pompe, ou tout autre appareil, à risque de réinfection provenant de l'extérieur, a été stérilisé, dont à 120 - 130[deg.]C, on l'arrose abondemment au moyen d'une solution puissament germicide; et l'immerge de suite dans cette solution, qui est choisie en vue d'être capable de détruire micro-organismes et spores, d'être non toxique à l'état de traces, ni nuisible

  
dans l'aliment à l'état de traces, assez stable, etc...

  
La cuve ou, pour les très grands appareils, la citerne, contenant l'appareil et le germicide, sont,au besoin, protégés contre l'action de l'atmosphère. Si on utilise une solution riche en soude caustique, on évite ainsi l'action de l'anhydride carbonique de l'air.

  
Cette façon d'améliorer l'aseptie des pompes aseptiques ou de rendre aseptiques des pompes non aseptiques de haute qualité, est nécessaire, car les pompes à bourrage aseptique du commerce provoquent des réinfections. On doit, en laiterie, les nettoyer, les démonter partiellement et les restériliser plus d'une fois par

  
24 heures. Or, une telle servitude est inacceptable pour le procédé faisant l'objet de l'invention.

  
L'équipement simplifié de la figure II.devient,en utilisant la poche souple 4<1> en 4, celui de la figure VIII.

  
 <EMI ID=52.1> 

  
Le liquide de 4 est refoulé en 3. Le gaz incondensable s'accumule en W, puis est évacué à l'extérieur. La pompe X2 fait circuler le liquide de 3 via le refroidisseur 5.

  
On vide le cuiseur 3 en y introduisant de la vapeur via D.

  
Une fois le cuiseur vide, on le laisse se remplir par  <EMI ID=53.1> 

  
plissent que partiellement le cuiseur 3. On provoque une dépression à l'extérieur de la poche souple 4 et le liquide est aspiré de 3 vers cette poche.

  
Quand cet accumulateur est plein, il reste à refouler le contenu de 3 vers le réservoir de magasinage et à fermer l'obturateur B, vidange terminée. Un bref rinçage peut avoir été réalisé au préalable.

  
Les remarques-faites concernant la fig.II s'appliquent aussi à la figure VIII, qui présente l'avantage de supprimer les risques de réinfection due au gaz supposé être parfaitement stérile.

  
Dans toutes ces installations, des précautions sont requises contre les coups de belier. Elles ne sont pas abordées ici, sauf qu'on peut mettre les poches

  
 <EMI ID=54.1> 

  
La soupape B de la figure IV convient aussi pour éviter un coup de belier trop puissant dans la tuyauterie "cuiseur 3 - réservoir de magasinage".

  
Plusieurs types d'installations et d'équipements, illustrant un principe unique, ont été décrits.

  
Le procédé général peut se résumer comme suit:

  
On stérilise et refroidit des lots successifs de particules et de liquide en élevant très vite, par chauffage direct, la température et en maitrisant la pression et la distribution des températures. Le pré refroidissement, ultra rapide, réalisé sous pression, s'opère en mélangeant,au produit chaud, du liquide froid, stérile, récupéré le plus généralement par sédimentation, mais par tamisage, au besoin,

  
puis complète le refroidissement aseptique par circulation et refroidissement du liquide stérile. Enfin, on vide aseptiquement le cuiseur.

  
Les obturateurs de chargement et de vidange de ce cuiseur, de très fortes sections, sont rigoureusement aseptiques et nouveaux quant aux possibilités de chauffage stérilisant des sièges d'obturateurs.

  
Encore faut-il se rappeler que ce procédé général doit donner satisfaction pour toutes sortes de particules. 

  
 <EMI ID=55.1> 

  
ge. Dans ces conditions, la notion de l'installation unique, passe-partout, serait indéfendable.

  
La figure IX concerne une installation de forte capacité ayant à alimenter des réservoirs souples immergés, très proches ou éloignés de l'installation de stérilisation et de refroidissement aseptique ultra rapide. Fig.IX.

  
1-2-3-4-5-6-7-8-9-10: Voir la figure I. 1-2-3-4-5-14:Groupe de stérilisation et de refroidisse_,

  
ment ( SR ). Voir la fig. I.

  
6-7-8-9-10 : Voir la figure I.

  
 <EMI ID=56.1> 

  
très importante. Ces réservoirs souples sont déjà remplis.

  
9a : Est proche du groupe SR.

  
 <EMI ID=57.1> 

  
6 Hauteur environ 5 mètres.

  
8 Niveau maximum du liquide d'immersion 7 en 6. 8<1> Niveau minimum " " " 7 en 6.

  
 <EMI ID=58.1> 

  
10n : " " SR et 9n.

  
La figure X , une vue en plan, situe la position du groupe SR au centre d'une ferme ayant une capacité totale de magasinage en réservoirs souples de 400 à
500 m<3> de 30.000 m<3>.

  
 <EMI ID=59.1> 

  
est moins difficile qu'entre SR et 9n. Ce problème n'a pas à être abordé ici;il suffit de noter qu'une pente est utile.

  
 <EMI ID=60.1> 

  
3 m. aussi le sommet du réservoir 8 peut-il se trouver, théoriquement à 13 m. du fond des bassins 6. Quand le mélange "particules-liquide" ne doit pas être réfrigéré et que l'eau de puits ou de rivière convient pour l'immersion des réservoirs souples, maintenir un niveau à environ 5 mètres du fond des bassins est facile et économique, ce qui porte cette hauteur "h" à 15 mètres.

  
Un réservoir cylindro-conique 14 d'une hauteur de 15-5 = 10 mètres, dont le cylindre a un diamètre de 1,2 m.

  
 <EMI ID=61.1>  

  
 <EMI ID=62.1> 

  
 <EMI ID=63.1> 

  
dans les exemples, n'a rien d'absolu. Elle peut être augmentée au seul détriment de la productivité.

  
 <EMI ID=64.1> 

  
ment de 1 m./seconde on a besoin d'un tuyau 10 ayant un diamètre de 0,326 m. Vu la dimension des particules, les coudes et vannes, le diamètre minimum est plutôt compris entre 0,15 et 0,2 m. le débit étant moindre.

  
Soit une tuyauterie de 100 mètres dont le diamètre est

  
 <EMI ID=65.1> 

  
réservoir 4 de grande capacité est-il nécessaire pour purger la tuyauterie des particules qu'elle contient

  
encore quand ceci est nécessaire, en fin de remplissage d'un réservoir souple.

  
Il est surprenant que le réservoir barométrique 14

  
puisse aussi supprimer les coups de belier.

  
Au moment où on vide 3 au moyen de vapeur on a obturé

  
13 à proximité de 14.Le contenu de 3 est refoulé vers 9.

  
On obture la soupape B de 3 et ouvre la vanne inférieure del4. Le fluide en mouvement en 10 réalise une aspiration sur 14 et, de plus, la vapeur d'eau passée de 3 en 10 se condense. Le mouvement du fluide en 10 est freiné puis change de sens. Le fluide revient vers 14 dont la hauteur suffit à éviter tout coup de belier en 14 et en 3.Voir fig.I. Ceci suffit à démontrer qu'il faut plusieurs types d'équipements, similaires d'ailleurs, pour pouvoir appliquer le procédé aux conditions extrêmement variables des industries agro-alimentaires.

  
Un groupe SR, conçu pour traiter de faibles quantités

  
de cubes de fruits acides,(en réalité un groupe PR,

  
pasteurisateur-refroidisseur), à stocker dans d'assez

  
 <EMI ID=66.1> 

  
pas tous les équipements requis pour l'installation de la figure I, mais le procédé reste essentiellement le même et les équipements spéciaux sont analogues , sinon identiques.

  
Des réservoirs rigides conviennent bien, peu ou fort mal, selon les caractéristiques et quantités des produits à traiter et les volumes à stocker., aussi, aucune des deux formules de magasinage aseptique n'est elle incompatible avec le procédé et l'équipement faisant l'objet de  <EMI ID=67.1> 

  
 <EMI ID=68.1> 

  
refroidisseur 3 transféré dans la tuyauterie 10 et l'un des réservoirs 9, le liquide stérile et froid doit être aspiré aseptiquement dans le réservoir décanteur 14 La figure IX est à examiner.

  
Le flux circule de 14 vers 9, puis doit aller de 9

  
vers 14. La base de 14 se trouve à une hauteur voisine

  
à 8, celle de l'eau dans le bassin 6. Le contenu de 10 se déplace vers 14 avec une vitesse lente, puis plus rapide, qui diminue très vite par suite de la charge hydraulique en 14. Les particules ont un poids spécifique supérieur à celui du liquide dans lequel elles baignent.

  
Pour les petits pois, le poids spécifique se situe entre
1.04 et 1.11 environ, alors que celui d'une sauce pour pois est, au départ, si la sauce contient 2% de sel, d'environ 1.015 et de 1.01567 si elle contient 4% de sucre. Soit donc, au maximum, 1.03, toutefois le poids spécifique diminue durant le traitement thermique et les pois dégazés sédimentent dans leur sauce ou liquide de couverture.

  
Aussi les pois tendent-ils à rester dans le tuyau 10.

  
Le réservoir il forme,avec le réservoir 9, les 2 extrémités d'un système de vases communiquants.

  
Voyons la figure XI.

  
Soit des particules ayant un poids spécifique de 1.03 dans la région pointillée.

  
14 est situé à un niveau supérieur à 9.

  
Le poids apparent des particules, suffit à empêcher qu'elles remontent en 14 en quantités appréciables. Celles qui passent enl4 restent au fonds du cône, retourne vers 10 et 9 dès que le liquide de 14 les en chasse. C'est plus simple et fiable que d'utiliser des tamis, qui sont, à toutes fins utiles, aussi prévus dans l'invention. 

  
Les limitations des réservoirs de magasinage verticaux, rigides, ont déjà été mises en évidence. Il suffit d'examiner les figures IX et X pour mieux réaliser l'importance de ces limitations.

  
Une dernière faiblesse des réservoirs rigides de grande hauteur est l'écrasement de certaines particules fort tendres. 

  
 <EMI ID=69.1> 

  
pèse 1,1 x 0,6 + 1 x 0,4 = 1,06 Kg au litre. Ces particules,libres, subissent donc au fond. d'un tank de 10 mètres de haut une poussée de 0,06 x 10 = 0,6 kg/cm<2>, qui nuit

  
à bien des particules.

  
Les tanks verticaux pour purée de tomate à 9 - 12[deg.]Brix installés à Indianapolis, USA, ont une capacité de 182,5 tonnes ou de 157,5 tonnes. Les plus grands mesurent environ 16 mètres de hauteur, alors que dans un réservoir

  
 <EMI ID=70.1> 

  
duit ne dépasse nulle part les 3 mètres, soit 5,3 fois moins pour une capacité 2,2 fois plus élevée.

  
La figure XII concerne une installation permettant la stérilisation et le refroidissement ultra rapide des particules.

  
3-5-6-7-8-9-10-13-14 - A et B: Voir fig. 1

  
15 : Pompe aseptique.

  
16 : Poche souple, thermo-résistante.

  
17 : Réservoir rigide contenant 16.

  
18 : Double enveloppe de refroidissement complémentaire

  
du produit entre 14 et 9.

  
19 : Vanne ou soupape aseptique.

  
Le cuiseur autoclave 3 est chargé de particules et de liquide via la soupape ou vanne aseptique A.

  
L'échauffement est réalisé par injection de vapeur ou de toute autre façon, sous pression ou sous surpression.

  
Pour refroidir la charge du cuiseur, on ouvre la vanne ou soupape aseptique B et refoule le contenu du'cuiseur au moyen de vapeur dans la masse de liquide froid du décanteur-autoclave 14. La vapeur se condense en 3, qui se remplit de liquide. Celui-ci est chassé au moyen de vapeur vers 14, ce qui rince 3. La poche souple 16 a absorbé l'accroissement de volume dû à l'introduction en 14 du volume du cuiseur 3.

  
Le refroidissement du contenu de 14 est assuré par l'échangeur 5, alimenté par la pompe 15.

  
Quand le décanteur 14 contient assez de produit stérilisé et est assez froid, on ouvre la vanne ou soupape aseptique 19 et le refoule, via 13 et 10, vers  <EMI ID=71.1> 

  
Le sur-refroidissement éventuel du produit se réalise en 10 grâce à 18. Il peut se compléter en 9, grâce au liquide d'immersion 7 du bassin 6.

  
Cette installation convient pour les produits très sensibles à la chaleur dont, ou bien les enzymes sont très rapidement inactivées,ou bien ne gênent pas, vu les conditions du magasinage aseptique.

  
Le procédé n'exige pas que ce magasinage aseptique ait une durée importante et le réservoir 9 peut être

  
de capacité réduite, s'il ne sert que de réservoir tampon à une ligne de conditionnement direct. Toutefois, un réservoir 9 s'impose dans tous les cas, afin de. permettre au décanteur 14 et aux transferts

  
par conduites entre 14 et 9 de fonctionner.

  
Les particules à traiter en 3 peuvent, avant d'y être introduites, avoir subi divers traitements, dont un dégazage, à froid, court ou lent, des trempages,

  
une cuisson ou un réchauffage.

  
Toute l'installation, accessoires non renseignés compris, est du type aseptique et est stérile, avant charge du cuiseur 3.

  
Le procédé impose encore que le groupe "stérilisation - refroidissement" soit complété par un réservoir de magasinage aseptique, quand le conditionnement des aliments stabilisés en emballages détail, réalisé aseptiquement ou non, a lieu de suite. Le réservoir

  
de magasinage aseptique est alors un réservoir tampon, dont la capacité de stockage est fonction des impératifs du procédé et non de ceux du magasinage aseptique, qui disparait.

  
S'il s'agit de réservoirs aseptiques pour magasinage de longue durée, les solutions sont les tanks rigides ou, mieux généralement, les réservoirs souples et immergés. S'il s'agit d'un réservoir tampon, de capacité moindre, s'ajoute à ces deux solutions celle du réservoir souple non immergé.

  
Aussi, ces réservoirs sont-ils inclus dans la présente invention. Les réservoirs souples immergés

  
font l'objet d'une demande de brevet antérieure,

  
alors que les réservoirs souples non immergés et les  <EMI ID=72.1> 

  
réservoirs rigides sont classiques.

  
Toutefois,l'équipement des réservoirs rigides doit' être perfectionné et complété, en vue d'y maintenir, en cours de remplissage aseptique, les conditions de pression et de stérilité exigées par le procédé faisant l'objet de l'invention. Ceci est illustré par les figures XIII et XIV où on a:

  
Fiq. XIII.

  
1 réservoir rigide.

  
2 décanteur fermé.

  
3 tuyau rigide entre 1 et 2.

  
4 tuyau rigide entre 3 et le groupe stabilisant l'aliment.

  
a partie inférieure de 1.

  
b : " supérieure de 1.

  
c : " inférieure de 2.

  
d : " supérieure de 2.

  
e niveau maximum atteint par le produit en 2.

  
et dans la fig. XIV:

  
1 et 2: voir figure XIII.

  
3 tuyau rigide de forte section.

  
4 vanne aseptique sur 3.

  
5 et 6: vannes aseptiques.

  
7 compresseur aseptique.

  
8 réservoir accumulateur aseptique.

  
9 réservoir souple, stérile, rempli aseptiquement de gaz neutre et stérile.

  
10 : éventuel clapet de retenue, aseptique.

  
Dans la fig. XIII, vu le procédé, il faut que&#65533;c&#65533;

  
 <EMI ID=73.1> 

  
ne dépasse pas"e, quel que soit le degré de remplis-

  
 <EMI ID=74.1> 

  
vers'4.

  
A supposer que la distance "ab" soit de 10 mètres, la pression absolue en "d" d'un kilo/cm<2>, la densité du produit égale à l'unité et la hauteur "ce" de

  
10 mètres, il est nécessaire,qu'en début de remplissage du tank 1, la pression du gaz y soit de

  
2 kg/cm<2>, et qu'elle soit encore de 1 kg/cm en fin de remplissage, aussi les quantités de gaz neutre  <EMI ID=75.1> 

  
elle être parfaite.

  
Les brusques entrées et sorties de produit en 1 et en 2 résultant du caractère discontinu de leur préparation en amont de 4 agissent sur le niveau de

  
 <EMI ID=76.1> 

  
suffisante et la tuyauterie reliant "d à la source de vide doit-elle se fermer automatiquement si du produit, liquide ou mousse, risque d'y pénétrer.

  
La figure XIV décrit l'installation nécessaire en vue d'économiser le gaz neutre et aussi de faciliter le maintien de sa stérilité totale.

  
(1) résiste à une certaine pression mais pas au vide.

  
(2) résiste aussi à une certaine pression, mais

  
ne résiste bien au vide que s'il a été conçu en vue de ceci.

  
L'installation se stérilise par la vapeur sous pression, aussi un débit élevé de gaz stérile est-il nécessaire ensuite pour éviter l'implosion suite à une mise sous vide.

  
(3-4-5-6-7-8-9) et le gaz neutre conte.nu en (9) sont stériles. Ce gaz évite la mise sous vide

  
en (1) et en (2) ceci grâce aux tuyaux (3) et (4).

  
Si on admet que les hauteurs "a-b" et"c-e"

  
sont de 10 mètres,"a é' étant de 20 mètres,

  
on réalise quelles sont les pressions à maintenir en "b" pour stabiliser à peu près le niveau

  
e dans le décanteur. Ceci a été analysé antérieurement.

  
Les accessoires de la figure XIV suivants,

  
( 3-3'-5-6-7-8 et 10 ) servent au maintien  <EMI ID=77.1> 

  
aussi à la récupération en 9 du gaz neutre et stérile en excès dans le tank 1.

  
Les accessoires servant à assurer la stérilité du gaz ne sont pas figurés. Ils ont été prévus dans le brevet français " Procédé et appareillage pour la conservation des jus de fruits en cuves " du 7 juillet 1959, délivré le 11 juillet 1960 aux Etablissements Pernod ( P.V.N[deg.]799522 - N[deg.]1238819), dont la première revendication avait trait à l'emploi d'un gaz neutre, tel l'azote, et les autres à la stérilisation des gaz.

  
Les réservoirs souples n'exigent pas l'emploi d'un gaz stérile. Les réservoirs rigides, modifiés, ne sont plutôt à considérer que dans des cas exceptionnels. Ou bien ils existent, ou encore la place fait défaut, alors que les particules n'exigent pas de limiter la hauteur des réservoirs de magasinage.

  
Certains aliments stabilisés contiennent encore des spores. La stabilisation thermique des aliments n'exige pas que la destruction des spores de microorganismes soit totale. Il suffit que les spores survivantes ne germent pas, lors du magasinage aseptique et/ou après le conditionnement en emballage détail. Or, la température minimum à laquelle germent les spores dépend du microorganisme et du milieu; les seuils se situent entre + 3[deg.]C et + 45[deg.]C.

  
L'installation, figure 1 et suivantes, doit tenir compte de ceci. Les précautions à prendre sont nombreuses. Par exemple la mousse pouvant passer,dans la figure XIV de 2 vers la source de vide, est,soit à éliminer, soit à maintenir en dessous du seuil

  
de température considéré. Dans cette figure, les éléments 3-4-5-6-7 et même 9 doivent aussi être maintenus en dessous d'une température déterminée, fonction du fameux seuil.

  
Par ailleurs il est aisé, en 9, de maintenir des conditions de milieu empêchant toute germination,

  
ou même détruisant les spores qui pourraient y parvenir.

  
Le gaz neutre, alimentant 9, doit être totalement stérile, aussi les éventuelles spores ne peuvent -elles provenir que,'. initiale-

  
 <EMI ID=78.1> 

  
sont surtout susceptibles de provenir.

  
Une pluie germicide à l'intérieur de 9 est efficace. L'idéal est de contrôler aussi la température en 9.

  
Un laveur de gaz, avec solution germicide, à la sortie des gaz des réservoirs 1 et 2, est aussi une précaution utile.

  
En remplaçant 1 par un réservoir souple immergé,

  
on simplifie énormément le problème, mais des zones présentant des risques subsistent, aussi, pour la majorité des aliments, faut-il détruire la totalité des spores capables de germer aux températures inférieures à 45 - 50[deg.]C et chercher la stérilité absolue grâce aux barèmes HTST ( haute température, temps court ).

  
Ceci n'est cependant pas réalisable quand on pasteurise, refroidit vers 0 - 2[deg.]C et réalise le magasinage aseptique, en vue de disposer, hors saison, de produits peu cuits, méritant d'être distribués après surgélation.

  
Le procédé et les équipements décrits grâce aux 14 figures précédentes, vise surtout à stabiliser par la chaleur, durant de courtes saisons, des particules de produits alimentaires ayant à subir un long magasinage aseptique avant d'être conditionnées, aseptiquement ou non, hors saison, en emballages détail.

  
Les variables possibles concernant produits, débits, capacité des réservoirs de magasinage aseptique, nombre de réservoirs et bien d'autres, sont nombreuses et importantes, d'où la longueur et la complexité du texte.

  
Le procédé s'applique aussi au cas, plus simple, exigeant une brève durée de stockage aseptique et un seul réservoir tampon, dont la capacité est minime par rapport à celle des réservoirs géants des fermes de magasinage aseptique intermédiaire.

  
Or, pour un réservoir tampon, dont la capacité est limitée à quelques mètres cubes, le facteur prix, et d'autres, ne joue guère, ce qui permet de mettre en oeuvre l'équipement simplifié, onéreux au mètre cube, illustré par la figure XV. Cette simplification ...........

  
 <EMI ID=79.1> 

  
Dans la figure XV on a: 

  
1 : Trémie de chargement.

  
2 : Vanne ou soupape aseptique spéciale.

  
3 : Cuiseur discontinu.

  
4 Idem que 2.

  
5 : Tuyau métallique rigide de forte section.

  
6 : Double enveloppe de refroidissement de 5.

  
7 : Tank rigide formant la partie'externe du

  
réservoir tampon.

  
8 : Poche souple, stérile, formant la partie

  
intérieure du réservoir tampon.

  
8' : Idem que 8 quand le réservoir tampon est fortement chargé d'aliment stabilisé.

  
9 : Fonds perforé permettant un bon refroidissement

  
de la partie inférieure de 8.

  
10 : Pompe volumétrique et aseptique utilisée pour

  
vider 8.

  
11 et 13 : Arrivées du fluide de refroidissement.

  
 <EMI ID=80.1> 

  
15 : Soupape de décharge réglant la pression en

  
7 et donc en 8.

  
16 : Distance verticale entre le sommet du réservoir souple 8' et la partie supérieure de le colonne de refroidissement 5.

  
La distance 16 est volontairement exagérée.

  
En hachuré : les particules en 5 et 8.

  
On stérilise l'intérieur des appareils en contact avec l'aliment, soit donc de 4-5-8 et 10, puis charge 5-8-10 ou encore 3-5-8-10 d'une quantité faible, mais suffisante, de liquide stérile. Ceci peut se réaliser, par exemple, comme suit: 6 et 7 ne contenant pas de liquide de refroidissement, on introduit de l'eau bouillante, acidulée ( pH 3 à 4 ), remplit complète-

  
 <EMI ID=81.1> 

  
en vue de compléter la stérilisation des parois intérieures de-5 et 8, puis de les refroidir, ainsi que le liquide stérile.

  
Le cuiseur 3 est chargé. Certaines particules peuvent être stérilisées sans liquide, dans de la vapeur pure ou dans un gaz inerte; toutefois, dans la majorité des cas, c'est un mélange "particules et liquide "  <EMI ID=82.1> 

  
neutre ou de vapeur d'eau, permettant une agitation et/ou laissant la place requise pour la vapeur condensée.

  
La stabilisation par la chaleur se réalise rapidement, en injectant de la vapeur d'eau en 3, ou un

  
 <EMI ID=83.1> 

  
 <EMI ID=84.1> 

  
températures, durées, agitation, pressions, de façon à obtenir la stabilité et la qualité désirées.

  
On ouvre l'obturateur 4, dès que la stabilisation est réalisée.

  
Les particules plus denses, tendent à sédimenter au travers du liquide froid de la colonne 5, mais on injecte au sommet de 3 un gaz stérile ou de la. vapeur, et même du liquide ou du condensat, de façon à vider rapidement le cuiseur et à rincer ses parois et l'obturateur 4.

  
Le refroidissement des particules et du liquide se complète en 5, puis en 8, par échange thermique avec leurs parois refroidies.

  
Au besoin, du liquide froid, tamisé à l'intérieur du réservoir souple 8, grâce à un tuyau rigide perforé, est pompé aseptiquement et introduit en 3 ou au sommet de 5. Le liquide peut être prélevé ailleurs dans la ligne. Il peut aussi être refroidi grâce à un échangeur aseptique. Ces accessoires ne sont pas indiqués dans la figure XV.

  
Vu la section de la colonne 5 et sa hauteur, les particules ne dépassent guère en 5 le niveau du sommet du réservoir tampon 7/8, aussi la partie supérieure de la colonne ne contient-elle, à l'équilibre, que du liquide stérile. Celui-ci se refroidit pendant que se réalise la stabilisation thermique d'un autre lot de particules.

  
Dans la figure XV le réservoir tampon 7/8 peut évidemment être remplacé par un réservoir rigide, ainsi que prévu dans les figures I et XIII, mais alors il faut utiliser des quantités importantes de gaz inerte et stérile. 

  
 <EMI ID=85.1> 

  
est généralement la meilleure.

  
Quand le volume stocké aseptiquement est faible, celle du réservoir rigide contenant un réservoir souple stérilisable, maintenu sous pression grâce

  
à un liquide de refroidissement, présente des avantages. Toutefois les principes de base sont les mêmes dans ces deux cas extrêmes

  
Si on utilise de l'eau acidulée au démarrage,

  
le pouvoir tampon de celle-ci étant très faible,

  
les traces d'acide, facile à neutraliser ensuite,

  
ne gênent pas. Par contre l'excès d'eau initial; soit le contenu de la colonne 5 et l'eau présente

  
en 8, est à compenser par la suite.

  
Il est aisé de récupérer du liquide en 3 et aussi d'ajouter au liquide provenant de 1 les quantités d'ingrédients ( sel, sucre, aromates ...) nécessaires pour que la composition du mélange " particules - liquide ou sauce " soit parfaite quand le réservoir 8, étant partiellement rempli, on peut procéder à son soutirage aseptique grâce à la

  
pompe 10.

  
Une installation, plus simple encore que celle de la figure XV, comporte un ou plusieurs éléments de stabilisation par la chaleur 1-2-3-4, un réservoir tampon rigide, une pompe aseptique 10 et quelques accessoires.

  
Le dessus du réservoir tampon est très proche du ou des obturateurs 4..

  
Le réservoir tampon est rempli de liquide. Sa pression est maintenue grâce à un réservoir souple, interne ou externe, gonflé au moyen d'un gaz ou d'un liquide. Une cloche, du type de celles utilisées dans les gazomètres, contenant un gaz inerte et stérile, convient aussi pour stabiliser la pression intérieure du réservoir tampon.

  
Les particules chaudes sédimentent dans la masse de liquide. Celui-ci, décanté et même tamisé, est pompé dans un échangeur de températures et, refroidi, complète le refroidissement et/ou sert à vider complètement le cuiseur 3 et à rincer l'obturateur 4. 

  
 <EMI ID=86.1>  ............

  
cuiseurs continus mais évite leurs inconvénients. 

REVENDICATIONS

  
 <EMI ID=87.1> 

  
un liquide ou en suspension dans celui-ci, et appareillage de mise en oeuvre, caractérisé par le fait que la température de la "charge" est abaissée très rapidement de la température de stabilisation à une température de "cuisson ralentie", par mélange avec un "jus" froid et stérile.

Claims (9)

1 à 4 ou d'une quelconque combinaison de celles-ci dans lequel la pression maintenue dans les appareils est supérieure à la tension de vapeur d'eau à la température régnant dans les appareils.

-1, 2 et 3- dans lequel la température de la charge est abaissée dans l'appareil de stabilisation par circulation du "jus" refroidi et stérile, entre la température de cuisson ralentie et une température adéquate à la mise en réservoirs magasins.

2- Procédé suivant revendication -1- dans lequel le

"jus" servant au refroidissement est récupéré pour recyclage par décantation dans des conditions préservant sa stérilité.

3- Procédé suivant revendications -1- et -2- dans

lequel le niveau du plan de décantation est choisi en fonction du niveau et de la pression dans les réservoirs de stockage de façon à ce que le niveau du plan de décantation reste toujours en dessous du niveau de prélèvement du liquide clair.

4- Procédé suivant revendications -1-, -1 et 2- ou

5- Procédé selon l'une ou l'autre des revendications

6- Utilisation de soupapes, vannes ou robinets avec

siège chauffant assurant la stérilisation d'un éventuel débit de fuite susceptible de contaminer les produits se trouvant dans des zones stériles.

7- La protection de tous les appareils ou parties

d'appareils pouvant offrir un danger d'infection en provenance du milieu extérieur, par immersion dans un liquide germicide qui, à l'état de traces dans le produit traité, est non toxique et n'a <EMI ID=88.1>

...............

8-Les produits obtenus selon les procédés décrits,

y compris les vannes, soupapes, ou tous autres appareils d'interruption de flux avec sièges stérilisants par la chaleur l'éventuel débit de fuite.

9-Les dispositions d'appareillages schématisées

aux planches 1 à VIII.