CH623403A5 - - Google Patents

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CH623403A5
CH623403A5 CH719878A CH719878A CH623403A5 CH 623403 A5 CH623403 A5 CH 623403A5 CH 719878 A CH719878 A CH 719878A CH 719878 A CH719878 A CH 719878A CH 623403 A5 CH623403 A5 CH 623403A5
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CH
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food
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heat treatment
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Francois Prudhon
Augustin Scicluna
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Rhone Poulenc Ind
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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Description

La présente invention a pour objet un procédé pour le traitement de substances thermosensibles.
Le séchage et la déshydratation des substances thermosensibles, en particulier dans le domaine de l'application alimentaire, ont déjà fait l'objet de nombreux travaux et publications.
C'est ainsi que, en 1906 déjà, dans le brevet US-PS N° 860929, on a proposé d'éliminer l'humidité des substances liquides, semi-liquides ou solides, afin d'obtenir des produits secs, par pulvérisation de la masse et la mise en contact dans un courant d'air froid ou chaud.
Ce procédé était recommandé pour le séchage des jus, des pulpes, du lait, des œufs et des médicaments, mais il présentait un double inconvénient: d'abord, il était réalisé selon un contact de type aléatoire d'élément de volume à élément de volume, ce qui faisait que le temps de traitement variait d'un élément à l'autre et que, pour avoir une bonne probabilité de réalisation de ce traitement, il fallait prolonger le temps de séjour des phases en présence.
Ce premier inconvénient en entraînait un second, à savoir la nécessité d'utiliser un gaz de traitement porté à une température proche de celle du produit à traiter, si l'on ne voulait pas courir le risque de dégrader ledit produit.
Il en résultait, d'une part, une mauvaise distribution quant aux caractéristiques du produit obtenu et, d'autre part, un mauvais rendement thermique. Pourtant, pendant longtemps, les procédés de mise en contact de substances traitantes et à traiter ont reposé sur le principe d'une distribution aléatoire des contacts, dans l'incapacité où l'on se trouvait de savoir réaliser une distribution organisée.
C'est pourquoi, on a proposé dans le brevet français N° 2257326 un procédé de mise en contact et de traitement de substances sous la forme d'au moins deux phases, selon lequel on forme, avec au moins une phase, un écoulement puits-tourbillon à symétrie axiale, on introduit au moins une seconde phase dans l'axe de l'écoulement puits-tourbillon, en conférant aux éléments de volume du premier écoulement, par rapport aux éléments de volume de la phase axiale, une quantité de mouvement telle que la phase issue de l'écoulement puits-tourbillon provoque la pulvérisation de la phase axiale et assure la mise en contact et la prise en charge des éléments de volume de la phase axiale, avantageusement cette quantité de mouvement est d'au moins 100 fois celle de la phase axiale, et l'on sépare les phases obtenues.
Ainsi, le même moyen réalise à la fois la formation uniforme de la dispersion et son traitement également uniforme d'élément de volume à élément de volume.
De manière simple, on peut donc dire que le système se comporte comme un réacteur à la fois piston et flash. En raison de ce double caractère, il est possible de traiter de manière uniforme et pendant un temps très court des matières thermosensibles grâce à des gaz portés à une température supérieure à celle que peuvent supporter lesdites matières, puisque la véritable température à prendre en considération est celle non de la phase gazeuse traitante, mais celle réellement atteinte par la substance traitée.
Ce procédé a donné d'excellents résultats. Toutefois, il est clair que le temps de traitement, réduit au parcours situé dans la zone piston de l'écoulement, est très court. Dans cette partie, le dégagement d'humidité est alors très grand et le milieu en résultant en aval comporte un taux d'humidité dont le contrôle au voisinage des parois est malaisé. Cet inconvénient est encore accru par le fait que les substances ne sont pas instantanément séparées et recueillies, la séparation étant généralement effectuée par un cyclone disposé à la suite et en aval du réceptacle dans lequel le contact a lieu.
Pour pallier cet inconvénient, on a proposé, dans la demande française N° 77.02015, de provoquer juste en aval de la zone de contact une brusque variation du champ de vitesses d'au moins une phase, mais cette solution n'est pas toujours satisfaisante en soi, car on ne modifie pas la nature du milieu et ses conditions physiques.
Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, que l'on peut pallier cet inconvénient en soumettant le produit à l'action d'une seconde zone de traitement thermique.
On a en particulier trouvé que, dans le cas de matières thermosensibles, cette seconde zone doit, de manière avantageuse, être une zone de refroidissement présentant un gradient de température important par rapport à la première zone, obtenu par un traitement flash réalisé par le procédé selon le brevet FR N° 2257326.
On évite ainsi la condensation dans la zone aval. Par ailleurs, cet effet de trempe, intervenant immédiatement à la suite du premier traitement thermique flash, permet d'avoir fait subir au produit traité, sans dégradation, un échauffement brusque à une température nettement supérieure à son habituelle limite de thermosensibilité.
De plus, on peut observer de manière surprenante l'apparition d'effets secondaires tels que changement de masse volumique, de porosité, d'habitus, etc.
Le second traitement thermique peut avoir lieu avant ou après la séparation.
De manière pratique, dans le cas de produits de type alimentaire, tels que jaunes d'oeufs, lait, etc., le premier traitement peut être effectué en introduisant les gaz à une température de 200 à 700° C et en traitant le produit, à la sortie du dispositif de réaction, à une température de 20 à 120°C, la substance étant ensuite séparée, par exemple au moyen d'un cyclone.
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Ce second traitement peut être effectué par un dispositif identique à celui mis en œuvre pour le premier traitement thermique. On peut également faire appel à un mode de séparation selon la demande française N° 77.02015, précédemment citée.
Dans ce cas, le second traitement thermique peut porter sur le produit séparé ou non du gaz chaud.
Comme déjà dit précédemment, ce procédé s'applique aux denrées alimentaires, par exemple au traitement des produits naturels protéinés ou leurs extraits.
En particulier, on peut le mettre en œuvre pour le traitement de substances végétales telles que pailles, luzerne, colza, soja, féveroles, petits pois, algues et autres végétaux.
Mais la présente invention sera plus aisément comprise à l'aide des schémas et exemples suivants donnés à titre indicatif.
La fig. 1 est une vue schématique d'une première forme de réalisation du dispositif pour la mise en œuvre du procédé.
La fig. 2 représente une autre forme de réalisation.
La fig. 3 représente un mode de réalisation qui comporte une première zone de traitement thermique identique à celle de la fig. 1, et une seconde zone identique à celle de la fig. 2.
De manière plus détaillée, selon la fig. 1, la substance à traiter est introduite sous la forme d'une pâte ou d'une bouillie par un conduit axial 8 de la tête 1 à la sortie duquel il est pris en charge par l'écoulement puits-tourbillon engendré par une phase gazeuse introduite par un conduit tangentiel 9 et qui prend sa forme grâce à une chemise perforée 10, disposée à l'intérieur de la tête 1, et un restreint 11.
Le traitement a lieu à la sortie de la tête 1, à la partie supérieure du bicóne 2. Le milieu est ensuite repris par un second écoulement puits-tourbillon engendré par une seconde tête 3 identique à la tête 1.
A la sortie du bicóne 4, les phases sont ensuite séparées dans le cyclone 5.
Selon la fig. 2, le traitement initial est identique, mais le second traitement a lieu après l'étape de séparation des phases et 5 ne porte que sur la phase solide et a lieu par action d'un mélange turbulent le long de la tubulure 7.
Selon une autre variante, non représentée, on peut provoquer la séparation des phases chaudes au moyen d'un cyclone.
Selon une autre variante de réalisation, non représentée, on io peut substituer à la tête 3 de la fig. 1 un dispositif selon le brevet français N° 2276086. Un tel dispositif se caractérise par le fait qu'il comprend: une enveloppe cylindrique ou tronconique externe délimitant une chambre fermée à une de ses extrémités par une paroi amont, et au moins partiellement ouverte à son extré-15 mité aval; une enveloppe perforée interne coaxiale à l'enveloppe externe, délimitant avec cette dernière un espace annulaire; un moyen d'introduction tangentielle d'une autre phase dans ledit espace annulaire.
La fig. 3 représente le dispositif mis en œuvre dans les 20 exemples suivants.
La tête 1 présente un diamètre interne de 300 mm, une hauteur de 250 mm, le restreint 11, un diamètre de 45 mm qui correspond au diamètre de plus petite section de la chemise perforée 10.
Le diamètre aval de passage du liquide de la phase rectiligne 25 est égal à 8 mm.
Le bicóne 2 servant de réceptacle présente un diamètre de plus grande section de 1 m, un angle supérieur de 90° et un angle inférieur de 60°.
La tuyauterie 7 d'amenée d'air comprimé présente un diamètre 30 de 100 mm.
Dans les exemples suivants, on a traité successivement du blanc d'œuf, de la vanille, du tournesol, de la luzerne, du lait concentré, dans les conditions suivantes :
Exemples Nature du Débit d'air dans la Air comprimé Pression d'air Température produit tête 1 en m3 N/h (m3 N/h à 25° C) en torr
Entrée Sortie Cyclone
1 Blanc d'œuf 220 150 1,3 240 100 75
2 - - - 550
3 - - - - 700 - -
4 Vanille 500 120 80
5 Tournesol - 615 108 80
6 Luzerne - - - 400 100 80
7 Lait concentré - - 400 105 80
Pour les trois premiers exemples, on a effectué des tests de moussage, selon les prescriptions de l'Institut Voor Pluimveeon-derzoek Het Spelderholt, rapport N° 2872, portant sur le volume de mousse relatif, la stabilité de la mousse et la durée nécessaire pour le volume maximal de mousse.
Le volume de mousse relatif est déterminé en introduisant 75 ml d'œuf dans un batteur (dans les exemples, on a utilisé le même batteur Hobart N50) et en mesurant à l'éprouvette le volume maximal de mousse formée. Le volume de moussage est donné par la formule :
Volume de mousse x 100%
75 ml
Ce test donne sur une poudre témoin, non conforme à l'invention, un résultat compris entre 800 et 900. Selon l'invention, on obtient 1175, ce qui dénote une amélioration sensible.
On détermine ensuite la stabilité de la mousse par mesure, après 1 h, du poids de produit reformé au fond de l'éprouvette.
Poids initial—poids du produit reformé
Stabilite =
Poids initial
On trouve 75% au lieu de 65%, ce qui confirme le résultat so précédent.
Enfin, on détermine le temps nécessaire pour obtenir le volume maximal de mousse. On trouve 7 mm, ce qui est un résultat normal.
Ces résultats mettent en évidence le fait que la qualité du produit obtenu ne diminue pas en dépit de l'élévation de la température d'entrée. Or, l'on sait que, selon la technique antérieure, sur un sécheur de type classique, il était admis que la température d'entrée constituait une véritable limite, car les températures critiques de sortie sont atteintes plus rapidement que celles d'entrée; étant donné que la nature des produits à traiter imposait une température basse, il en résultait un mauvais rendement thermique.
Les exemples 4, 5 et 6 sur d'autres substances corroborent la 65 possibilité d'une mise en œuvre avec une température d'entrée élevée.
Enfin, l'exemple 7 montre que l'on peut aussi traiter des solutions concentrées.
R
2 feuilles dessins

Claims (10)

623 403
1. Procédé de traitement de matières thermosensibles par mise en contact de substances sous la forme d'au moins deux phases, selon lequel on forme, avec au moins une phase, un écoulement puits-tourbillon à symétrie axiale, et l'on introduit au moins une seconde phase selon l'axe de l'écoulement puits-tourbillon, en conférant aux éléments de volume du premier écoulement, par rapport aux éléments de volume de la phase axiale, une quantité de mouvement telle que la phase issue de l'écoulement puits-tourbillon provoque la pulvérisation de la phase axiale et sa prise en charge et que l'on sépare les phases obtenues, caractérisé par le fait que le milieu résultant de ce contact est soumis à au moins un second traitement thermique.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le second traitement thermique est un traitement de refroidissement.
2
REVENDICATIONS
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le second traitement a lieu avant la phase de séparation.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le second traitement a lieu après la phase de séparation.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on traite des denrées alimentaires à une température de 200 à 700° C lors du premier traitement thermique, et de 20 à 120°C lors du second traitement thermique.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la denrée alimentaire est du blanc d'oeuf.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la denrée alimentaire est de la vanille.
8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la denrée alimentaire est du tournesol.
9. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la denrée alimentaire est de la luzerne.
10. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la denrée alimentaire est du lait concentré.
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