FR2791910A1 - Procede de thermonebulisation d'une composition liquide de traitement de fruits et legumes et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour la thermonébulisation d'une composition liquide de traitement de fruits et légumes, caractérisé en ce que l'on produit un brouillard de thermonébulisation constitué de gouttelettes présentant une température de 200 à 280degreC et animées d'une vitesse linéaire comprises entre 110 et 140 m/ s.Ce procédé comprend plus précisément la formation dudit brouillard de thermonébulisation en sortie d'un canal cylindrique par injection, à l'entrée dudit canal, de ladite composition dans un jet d'air chaud projeté à grande vitesse dans ledit canal cylindrique par ladite entrée, la température du jet d'air chaud avant injection étant de 550-750degreC et la vitesse linéaire dudit jet d'air chaud, avant injection, étant de 160-400 m/ s.
Description
La présente invention concerne un procédé de thermonébulisation
particulièrement approprié pour la thermonébulisation sur des fruits et des légumes d'une
composition liquide de traitement.
La thermonébulisation de liquides sur des fruits et légumes stockés dans des enceintes fermées est maintenant
largement répandue dans la technique.
Un appareil de thermonébulisation et le procédé de thermonébulisation correspondant sont notamment décrits dans FR 84 10 372. Ce procédé est plus spécifiquement indiqué pour la thermonébulisation de compositions aqueuses. Bien qu'il conduise à la formation d'un brouillard fin (au moins % des gouttelettes formées ont un diamètre inférieur ou égal à 3 gm), la stabilité de ce brouillard n'est pas optimale. De fait, les gouttelettes formées ont tendance à s'agglomérer rapidement pour former de grosses gouttes en sortie de l'appareil de thermonébulisation, de telle sorte que l'enrobage résultant des fruits et légumes n'est pas des plus réguliers. De plus, selon ce procédé de l'art antérieur, l'épaisseur de l'enrobage est fonction de la
durée de la thermonébulisation.
Ces deux caractéristiques rendent peu souhaitable la mise en oeuvre du procédé de l'art antérieur dans le cas du
traitement de fruits et légumes.
En effet, les fruits et légumes traités étant destinés à la consommation, il est indispensable qu'un minimum de résidus reste présent à leur surface après traitement. Un enrobage épais des fruits et légumes est donc à
éviter.
Le procédé de l'invention, en assurant un enrobage fin et homogène des fruits et légumes et une bonne stabilité
du brouillard formé permet de résoudre ce problème.
De façon traditionnelle, le brouillard de thermonébulisation produit en sortie de l'appareil de thermonébulisation est constitué de gouttelettes présentant une température comprise entre 150 et 200 C et animées d'une vitesse linéaire d'au plus 100 m/s. Ce brouillard est habituellement obtenu à partir d'une composition liquide aqueuse. Les inventeurs ont découvert de façon étonnante que la stabilité d'un brouillard de thermonébulisation constitué de gouttelettes présentant une température supérieure à C et animées d'une vitesse linéaire supérieure à 110
m/s, se trouvait grandement accrue.
Sans vouloir se limiter à une théorie quelconque, il semble que dans ces conditions de fonctionnement chaque gouttelette soit dotée d'une charge électrostatique élevée, laquelle permettrait d'éviter l'agglomération des gouttelettes entre elles, tout en assurant un enrobage monocouche, et donc particulièrement fin et homogène des fruits et légumes traités, et ceci en raison des phénomènes
de répulsions électriques.
Ainsi l'invention concerne plus précisément un procédé pour la thermonébulisation d'une composition liquide de traitement de fruits et légumes, caractérisé en ce que l'on produit un brouillard de thermonébulisation constitué de gouttelettes présentant une température de 200 à 280 C et animées d'une vitesse linéaire comprises entre 110 et 140 m/s. On notera que l'état de la technique n'enseigne nullement qu'une amélioration quelconque des caractéristiques d'enrobage puisse résulter d'un ajustement
de ces deux paramètres dans les plages indiquées ci-dessus.
Or, les valeurs usuellement attribuées à ces deux paramètres
ne tombent pas dans ces plages déterminées.
De façon particulièrement avantageuse, la température des gouttelettes du brouillard de thermonébulisation est comprise entre 210 et 280 C, de
préférence entre 220 C et 260 C.
- On préfère en outre que la vitesse linéaire des gouttelettes soit comprise entre 115 et 135 m/s, mieux
encore entre 120 et 130 m/s.
Habituellement, dans les dispositifs classiques de thermonébulisation, le brouillard de thermonébulisation est produit en sortie d'un canal cylindrique par injection, à l'entrée dudit canal, de la composition liquide traitante dans un jet d'air chaud projeté à grande vitesse dans ledit
canal cylindrique par ladite entrée.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les caractéristiques de température et de vitesse du brouillard de thermonébulisation sont obtenues de façon originale par utilisation d'une composition liquide traitante non aqueuse, en fixant la température du jet d'air chaud, avant injection de ladite composition, dans une plage bien déterminée et en ajustant la vitesse linéaire du jet
d'air chaud, avant injection, au-dessus de 160 m/s.
Plus précisément, le procédé de thermonébulisation mis en oeuvre implique l'injection d'une composition liquide traitante non aqueuse dans un jet d'air chaud présentant une température comprise entre 550 et 750 C et animé d'une
vitesse linéaire de 160 à 400 m/s.
Ces conditions diffèrent de celles préconisées dans l'art antérieur. Selon FR 84 10 372, l'air chaud est chauffé à une température bien inférieure, généralement d'au plus
500 C.
Selon ce même document, la vitesse de projection de l'air chaud dans le canal, avant injection de la composition traitante, est généralement comprise entre 100 m/s et 300 m/s. Toutefois, les vitesses habituellement mises en oeuvre
dans ce type de technique ne dépassent guère les 130 m/s.
De préférence, la vitesse linéaire de projection, avant injection, est comprise entre 200 et 280 m/s, mieux
encore entre 220 et 250 m/s.
De même, une température de l'air chaud, avant injection, comprise entre 600 et 700 C est particulièrement souhaitable. Des conditions de température de 600 à 650 C
sont idéales.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on ajuste le diamètre du canal cylindrique dans lequel est projeté l'air chaud à une valeur comprise entre 12 et 25 mm, de préférence entre 16 et 20 mm, plus particulièrement entre et 18 mm. Une valeur particulièrement appropriée est
autour de 18 mm.
Ce paramètre permet d'ajuster plus facilement la vitesse de projection de l'air chaud dans la plage souhaitée
comprise entre 160 et 400 m/s.
L'injection de la composition liquide traitante dans le jet d'air chaud entraîne une baisse de la température. Du fait de l'utilisation d'une composition traitante liquide non aqueuse, cette baisse de température permet la production d'un brouillard de thermonébulisation présentant les caractéristiques souhaitées, et notamment une
température élevée comprise entre 200 et 280 C.
Des compositions non aqueuses préférées comprennent à 100% en poids d'une substance active et 0 à 60% en poids d'un solvant organique léger présentant un point
d'ébullition compris entre 70 et 130 C.
La substance active a une activité protectrice et/ou prolonge la conservation des fruits et légumes. Cette substance active peut présenter un effet antioxydant, un
effet antigerminatif et/ou un effet fongicide.
Des exemples d'antioxydants sont l'éthoxyquine, la
diphénylamine, la vitamine E et le buthylhydroxyanisole.
Des exemples d'antigerminatifs sont le chlorophényl
isopropylcarbamate et certains terpènes tels que la carvone.
Des exemples de fongicides sont pas exemple le thiabendazole, l'iprodione, la sec-butylamine et les
terpènes tels que l'eugénol et l'isoeugénol.
- La substance active de la composition traitante peut
comprendre une ou plusieurs de ces substances.
Selon un mode réalisation préféré de l'invention, la composition liquide de traitement est constituée de la seule substance active. Une composition liquide traitante d'eugénol est particulièrement indiquée en vue d'un
traitement fongicide.
Lorsque la présence d'un solvant est nécessaire ou souhaitable, celui-ci est généralement présent dans la composition à raison de 15 à 80% en poids, de préférence de
à 40% en poids, mieux encore de 30 à 35% en poids.
Le solvant organique à bas point d'ébullition est préférablement choisi parmi un alcool aliphatique en C,-Cs, une cétone aliphatique en C3-Cl0 et un ester d'alkyle en Ci-Cs
d'un acide carboxylique aliphatique en Cl-C5.
A titre de solvant organique, on peut citer l'alcool éthylique, l'alcool isopropylique, l'acétone, la méthyléthylcétone, l'acétate d'éthyle, l'acétate de propyle, l'acétate de butyle, le propionate d'éthyle et le butyrate d'éthyle. L'alcool éthylique et l'acétate de butyle sont
notamment préférés.
Dans certains cas, il peut être souhaitable d'ajouter à la composition traitante non aqueuse jusqu'à 40% en poids d'un tensioactif non ionique. Lorsque les fruits et légumes à traiter sont particulièrement fragiles tels que fraises, pêches et framboises, on évitera l'utilisation d'un
tel tensioactif.
Les tensioactifs utilisables selon l'invention sont les tensioactifs non ioniques habituellement indiqués pour
le traitement de fruits et légumes.
On peut ainsi mentionner: - le produit de condensation d'un alcool gras aliphatique, de préférence en C8-C22, avec un oxyde d'alkylène en C2-C3. L'oxyde d'alkylène en C2-C3 peut être l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, ou bien un mélange d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène dans des proportions quelconques. Un exemple de tels tensioactifs est le produit de condensation de l'alcool laurylique (ou alcool n-dodécylique) avec 30 moles d'oxyde d'éthylène; - le produit de condensation d'un alkylphénol dans lequel la chaîne alkyle est en C8-C22 avec un oxyde d'alkylène en C2-C3. Là encore, les produits de condensation avec l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène ou bien un mélange d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène dans des proportions quelconques sont également avantageux. A titre d'exemple de tels tensioactifs, on peut citer le produit de condensation du n-nonylphénol avec 10 moles d'oxyde d'éthylène; - le produit de condensation d'un acide gras de préférence en C8-C22 avec un oxyde d'alkylène en C2-C3, par exemple l'oxyde d'éthylène ou l'oxyde de propylène ou un mélange d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène dans des proportions quelconques. Ces produits de condensation présentent une chaîne alkoxylée au niveau de la fonction hydroxyle du groupe carboxylique. Des tensioactifs préférés de ce groupe sont les produits de condensation obtenus à partir de l'acide oléique, de l'acide palmitique et de l'acide stéarique; - le produit de condensation d'un glycéride d'acide gras en C8-C22 avec un oxyde d'alkylène en C2-C3 tel que
l'oxyde d'éthylène et/ou l'oxyde de propylène. Parmi ceux-
ci, le palmitate de glycérol éthoxylé est préféré; - le produit de condensation d'un ester d'acide gras en C8-C22 du sorbitol avec un oxyde d'alkylène en C2-C3 qui peut être l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène ou leurs mélanges. Ces composés sont des polysorbates. Un exemple
préféré est vendu sous la dénomination Tween 80.
Le tensioactif utilisé selon l'invention peut
comprendre un ou plusieurs des tensioactifs énumérés ci-
dessus. De façon préférée, la teneur en tensioactif non
ionique restera comprise entre 3 et 15% en poids.
De façon surprenante, les inventeurs ont constaté que l'utilisation d'une composition traitante non aqueuse combinée au choix d'une température du jet d'air chaud, avant injection, de 550 C à 750 C et d'une vitesse linéaire du jet d'air chaud, avant injection, de 160 à 400 m/s dans des conditions telles que le brouillard de thermonébulisation produit présente les caractéristiques de température et de vitesse souhaitées, conduit à la formation de gouttelettes d'un diamètre moyen très faible, compris
entre 0,05 et 1 Mm, généralement entre 0,3 et 0,8 /m.
Ce résultat confirme l'intérêt du procédé de l'invention par rapport aux procédés classiques de formation
des brouillards de thermonébulisation.
En effet, de façon classique, la taille des
gouttelettes formées est au moins cinq fois supérieure.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce- dispositif comprend un ventilateur électrique à haute pression envoyant de l'air dans un premier conduit muni intérieurement d'une résistance électrique capable de chauffer l'air à une température de 550 à 750 C, ce conduit se rétrécissant au-delà de la résistance électrique et débouchant dans un canal cylindrique de plus petit diamètre dans lequel l'air chauffé à une vitesse linéaire comprise entre 160 et 400 m/s, ainsi qu'une pompe prélevant un liquide et l'injectant dans ledit canal cylindrique à
l'entrée de celui-ci.
De façon à assurer une vitesse linéaire de l'air chaud comprise entre 160 et 400 m/s (de préférence entre 200 et 280 m/s) à l'entrée du canal cylindrique, le dispositif de thermonébulisation est muni d'un ventilateur puissant dont la pression varie entre 0,20.105 Pa et 0,30. 10', de préférence entre 0,22.105 Pa et 0,30.105 Pa et dont le débit varie entre 30 et 80 Nm3/hplus préférablement entre 55 et
Nm3/h.
De façon à ajuster la vitesse linéaire dans la plage souhaitée, l'homme du métier pourra également jouer sur le diamètre du canal cylindrique. Celui-ci est préférablement compris entre 12 et 25 mm, mieux encore entre 16 et 20 mm,
plus particulièrement entre 15 et 18 mm.
Grâce à l'utilisation d'un ventilateur électrique qui donne un débit d'air constant dans les conduits de l'appareil, d'une résistance électrique qui donne une chaleur constante et d'une pompe volumétrique qui donne un débit absolument constant de liquide, il est possible d'obtenir une bonne régularité de la thermonébulisation et
par suite de la dimension des particules.
De préférence, la résistance électrique est capable de chauffer l'air à une température de 600 à 700 C, mieux
encore de 600 à 650 C.
Préférablement la puissance électrique de la résistance électrique est comprise entre 5 et 20 kW, mieux
encore entre 5 et 8 kW, par exemple 10 kW ou 7,5 kW.
Selon le procédé de l'invention, le brouillard de thermonébulisation produit en sortie est constitué de gouttelettes présentant une température comprise entre 200 et 280 C et animées d'une vitesse linéaire comprise entre
et 140 m/s.
De façon à satisfaire ces conditions, l'homme du métier déterminera facilement: - la longueur du canal cylindrique, - le débit et la température de la composition traitante, lors de son injection à l'entrée dudit canal cylindrique, compte-tenu de la température du jet d'air chaud et de sa
vitesse linéaire avant injection.
Généralement, une longueur du canal cylindrique
comprise entre 300 et 1500 mm convient.
De même, on fixe généralement le débit d'injection de la composition liquide entre 5 et 30 l/h, de préférence
entre 10 et 25 l/h, par exemple entre 13 et 20 1/h.
Quant à la température de la composition liquide, celle-ci est généralement comprise entre 10 et 30 C, préférablement entre 15 et 25 C, par exemple entre 20 et CC. Selon une variante, il est possible d'éloigner la partie de ventilation par rapport à la partie de chauffage et injection liquide, et de créer ainsi une installation fixe centralisée de ventilation pouvant desservir plusieurs
points de nébulisation.
L'invention sera exposée ci-après plus en détail en se référant au dessin annexé sur lequel: - la Figure unique est une vue schématique en coupe
d'un appareil selon l'invention.
L'appareil représenté sur la Figure unique comprend une soufflante 1 fournissant une pression de 25000 Pa et un
débit de 60 Nm3/h.
La soufflante 1 envoie de l'air dans un conduit 2 à
l'intérieur duquel est disposé une résistance électrique 3.
Le conduit se prolonge au-delà de la résistance 3 par un convergent 4 débouchant dans un conduit 5 ayant un diamètre
de 18 mm et une longueur de 800 mm.
L'arbre 6 du ventilateur 1 est entraîné par un moteur électrique non représenté. L'arbre 6 entraîne également une pompe volumétrique 7, par exemple par
l'intermédiaire d'une courroie 8 ou encore directement.
La pompe 7 prélève par l'intermédiaire d'une canalisation 9 le liquide 10 contenu dans un réservoir 11 et l'injecte à l'entrée du conduit 5 par l'intermédiaire d'une canalisation 12. Une vanne trois voies 13 montée sur cette canalisation 12 permet un retour du liquide vers le réservoir 11 par l'intermédiaire d'une canalisation 14
pendant une phase de démarrage.
Dans les exemples suivants, l'appareil de thermonébulisation utilisé est celui de la figure annexée dans lequel: - le diamètre du canal cylindrique est de 18 mm; - la longueur du canal cylindrique est de 800 mm; - la puissance électrique de la résistance électrique est de 10 kW; - la température de l'air chauffé à la sortie de la résistance est d'environ 625 C; - la vitesse linéaire de projection de l'air chaud, avant injection est de 220 m/s.; - le débit d'air du ventilateur est de 60 Nm3/h;
- la pression du ventilateur est de 25000 Pa.
Exemple 1
On prépare de façon conventionnelle la composition suivante comprenant, en pourcentage en poids - 60% de matière active; - 7% d'un polysorbate (Tween 80 commercialisé par la Société ICI);
- 33% d'acétate de butyle.
Cette composition est injectée dans le canal cylindrique par la canalisation 12 de l'appareil représenté sur la Figure à un débit de 15 l/h, la température de la
composition étant de 20-25 C.
On obtient ainsi un brouillard de thermonébulisation dont le diamètre moyen des gouttelettes est de 0,4 im. La vitesse linéaire des gouttelettes de brouillard en sortie du canal cylindrique est de 125 m/s et la température des
gouttelettes est de 240 C.
Exemple 2
La composition injectée dans l'appareil de thermonébulisation contient 100% d'eugénol. Les conditions d'injections de la composition sont les mêmes qu'à 'exemple 1. Les caractéristiques du brouillard de thermonébulisation
sont les mêmes qu'à l'exemple 1.
Exemple 3
On procède comme à l'exemple 1 au départ d'une composition liquide traitante contenant: - 60% de matière active;
- 40% d'alcool éthylique.
Les caractéristiques du brouillard de thermonébulisation sont les mêmes qu'à l'exemple 1. Les conditions d'injections de la composition sont les mêmes
qu'à l'exemple 1.
Claims (17)
1. Procédé pour la thermonébulisation d'une composition liquide de traitement de fruits et légumes, caractérisé en ce que l'on produit un brouillard de thermonébulisation constitué de gouttelettes présentant une température de 200 à 280 C et animées d'une vitesse
linéaire comprise entre 110 et 140 m/s.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température des gouttelettes du brouillard de
thermonébulisation est comprise entre 220 et 260 C.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la vitesse linéaire des gouttelettes du brouillard de thermonébulisation est comprise entre 115 et 135 m/s, de préférence entre 120 et
130 m/s.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications
1 à 3 comprenant la formation dudit brouillard de thermonébulisation en sortie d'un canal cylindrique par injection, à l'entrée dudit canal, de ladite composition dans un jet d'air chaud projeté à grande vitesse dans ledit canal cylindrique par ladite entrée, caractérisé en ce que ledit jet d'air chaud présente, avant injection, une température comprise entre 550 et 750 C et étant animé,
avant injection, d'une vitesse linéaire de 160 à 400 m/s.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vitesse linéaire avant injection est comprise
entre 200 et 280 m/s.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications
4 à 5, caractérisé en ce que la température dudit jet d'air
chaud, avant injection, est comprise entre 600 et 700 C.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications
4 à 6, caractérisé en ce que le diamètre du canal est
compris entre 12 et 25 mm, de préférence entre 16 et 20 mm.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la composition liquide de traitement comprend 15 à 100% en poids d'une substance active et 0 à 60% en poids d'un solvant organique présentant
un point d'ébullition compris entre 70 et 130 C.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le solvant organique est choisi parmi un alcool aliphatique en C1-Cs, une cétone aliphatique en C3-C,0 et un ester d'alkyle en C,-Cs d'un acide carboxylique aliphatique en C1-Cs.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le solvant est l'alcool éthylique ou l'acétate de butyle.
11. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la composition
liquide de traitement comprend en outre jusqu'à 40% en poids
d'un agent tensioactif non ionique.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'agent tensioactif est choisi parmi le produit de condensation d'un acide gras en C8-C22 avec un oxyde d'alkylène en C2-C3; le produit de condensation d'un glycéride d'acide gras en C8-C22 avec un oxyde d'alkylène en C2-C3; le produit de condensation d'un ester d'acide gras en C8-C22 du sorbitol avec un oxyde d'alkylène en C2-C3; et leurs
mélanges.
13. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé
selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 comprenant
un ventilateur électrique (1) à haute pression envoyant de l'air dans un premier conduit (2) muni intérieurement d'une résistance électrique (3), ce conduit (2) se rétrécissant au-delà de la résistance électrique (3) et débouchant dans un canal cylindrique (5) de plus petit diamètre, ainsi qu'une pompe (7) pour le prélèvement du liquide de traitement et l'injection dudit liquide à l'entrée dudit canaI cylindrique (5), ledit appareil étant caractérisé en ce que la résistance électrique est capable de chauffer l'air à une température de 500 à 750 C; le débit du ventilateur (1) étant compris entre 30 et 80 Nm3/h et la pression dudit ventilateur (1) étant comprise entre 0,20.105
Pa et 0,30.105 Pa.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le ventilateur (1) a un débit de 55 à
Nm3/h.
15. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications 13 à 14, caractérisé en ce que le diamètre du
canal (5) varie entre 15 et 18 mm.
16. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le canal (5) a
une longueur de 300 à 1500 mm.
17. Dispositif suivant l'une quelconque des
revendications 13 à 16, caractérisé en ce que la pression du
ventilateur (1) est comprise entre 0,22.10s Pa et 0,30.105 Pa.
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