FR2862065A1 - Installation et procede de traitement thermique - Google Patents
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Abstract
La présente invention est relative à une installation (1) et un procédé de traitement thermique d'objets fragiles (5) tels que des fruits ou des végétaux caractérisés en ce que l'on fait circuler lesdits objets (5) à co-courant dans un fluide caloporteur (4) pour les mettre en température, l'installation de traitement thermique comportant au moins un module de traitement (2) comprenant un compartiment (3) dans lequel on fait circuler ledit fluide caloporteur (4) et lesdits objets à co-courant à l'aide de moyens de circulation (10) du fluide entre une entrée (E) et une sortie (S) dudit compartiment (3) et des moyens de séparations (6) desdits objets et dudit fluide en sortie dudit compartiment (3) et des organes de récupération (71, 72) desdits objets et dudit fluide en sortie dudit compartiment.
Description
Installation et procédé de traitement thermique
La présente invention concerne un dispositif de traitement thermique d'objets fragiles tels les fruits ou légumes, et un procédé de traitement thermique y associé.
Le domaine technique de l'invention est celui de la conception d'installations de traitement thermique d'objets fragiles tels que des fruits ou des légumes, en particulier pour le traitement de raisins pour la production de jus ou de vin.
Plus particulièrement, l'invention est relative à une installation et un procédé de traitement thermique en continu de raisins en vue de faciliter et d'améliorer l'extraction des substances d'intérêt contenues dans les pellicules des baies de raisin, et en particulier des arômes, précurseurs aromatiques et de composés polyphénoliques tels que tanins et anthocyanes contenus dans les pellicules de ces baies de raisin.
On connaît depuis longtemps des procédés dits de thermovinification par immersion, en particulier pour la production de vin rouge ou de jus, selon lesquels on chauffe les raisins en les trempant pendant une courte durée dans du moût chaud, qui est recyclé au travers d'un échangeur thermique pour le maintenir à une température déterminée, après quoi la vendange est envoyée dans une cuve de macération.
Ces procédés de thermovinification ont été développés en particulier pour extraire les agents colorants contenus dans les baies de raisin, et en particulier le anthocyanes, molécules responsables de la couleur des vins, et qui sont localisées principalement dans la pellicule des grains de raisin.
Les procédés de thermovinification par immersion présentent de nombreux avantages parmi lesquels on citera notamment: - l'inhibition des agents responsables de l'oxydation du vin, notamment de la laccase qui est une enzyme produite par le botrytis sinerea; - l'extraction contrôlée des matières colorantes et des polyphénols du raisin; - la possibilité d'obtenir du vin rouge dans des cuves où fermente le moût jus sans la rafle ni le marc, d'où un meilleur contrôle des températures de 5 fermentation; - la possibilité d'arriver à un processus de vinification continue.
Tous ces avantages font que les procédés de thermovinification par immersion se sont beaucoup développés au cours des dernières années.
A ce jour, ce procédé est mis en oeuvre dans des dispositifs qui comportent essentiellement une première cuve d'égouttage dans laquelle on place la vendange, soit brute, soit égrappée, soit foulée, puis une trémie de trempage en forme d'auge ou cylindrique, comportant une paroi interne perforée et une vis sans fin qui déplace la vendange sur ladite paroi perforée, laquelle trempe en partie dans du moût chaud qui est recyclé à contre courant par rapport à la vendange. Enfin, une deuxième cuve de macération reçoit la vendange venant de la trémie de trempage.
Un tel dispositif est en particulier décrit dans le brevet français FR 1 566 304 et dans le certificat d'addition 76/14095 rattaché à ce brevet.
Ces dispositifs connus qui comportent plusieurs cuves et trémies séparées sont encombrants et nécessitent des moyens de transport de la vendange entre les divers éléments du dispositif et entraînent des frais d'installation élevés et des pertes de calories importantes entre les différentes cuves.
Pour remédier à ces inconvénients, on a proposé des dispositifs de type monobloc permettant de traiter la vendange depuis l'égouttage jusqu'à la 25 macération dans une seule et même unité.
Un exemple de ces dispositifs est décrit par la demande de brevet français FR 2 338 760 relative à une installation comportant une cuve d'égouttage, un dispositif de trempage de courte durée de la vendange dans du mout chaud, puis d'égouttage et une cuve de macération de la vendange qui forme une unité monobloc.
Ce type de dispositif, s'il présente l'avantage de permettre un traitement de la vendange dans une seule installation d'encombrement réduit, présente l'inconvénient de blesser la vendange et, qui plus est, de nécessiter un temps d'égouttage et de drainage de la vendange entassée au travers de laquelle le jus doit être drainé.
Or, pour faire migrer de façon idéale les substances d'intérêt tels que les tanins et anthocyanes contenues dans la pellicule des baies de raisins jusque dans la pulpe puis dans le jus au cours des phases de macération et de cuvaison des raisins, on doit traiter la vendange par des procédés les plus doux possibles, et en particulier, veiller à obtenir une extraction sélective des substances contenues dans la pellicule des baies et limiter celle des substances contenues dans les rafles et les pépins, en particulier des tanins durs responsables de l'astringence de certains vins.
Pour ce faire, il faut limiter le foulage des rafles et des pépins avant macération et fermentation, pour éviter que les substances qu'ils contiennent ne diffusent trop rapidement dans le jus de raisin.
Aussi, un but de la présente invention est de fournir une installation de traitement d'objets fragiles tels que des fruits ou des végétaux, et en particulier des raisins, permettant un traitement souple desdits objets et améliorant l'extraction d'éléments d'intérêt contenus dans la pellicule externes de ces objets, en particulier dans le traitement de raisins, l'extraction des substances contenues dans les cellules des pellicules des baies de raisins.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de traitement thermique d'objets fragiles du type précité, et en particulier de raisins, ledit procédé étant simple et économique à mettre en oeuvre et permettant une mise en température rapide et un traitement souple desdits objets ainsi qu'une extraction améliorée des substances d'intérêt précitées contenues dans ces dits objets.
Ce but est atteint selon l'invention par une installation traitement thermique en continu d'objets fragiles tels que des fruits ou des légumes, comprenant au moins un module de traitement comportant: - un compartiment apte à contenir desdits objets en immersion dans un fluide caloporteur circulant dans ledit compartiment, et - des moyens de séparation desdits objets et dudit fluide comprenant un moyen d'égouttage comprenant des évidements aptes à laisser passer ledit fluide et retenir lesdits objets, et - un premier organe de réception apte à récupérer ledit fluide en aval dudit compartiment, et des moyens de transfert desdits objets séparés dudit fluide dans un deuxième organe de réception, et - une boucle de circulation du fluide séparé desdits objets à l'extérieur dudit compartiment depuis ledit premier organe de réception vers ledit compartiment, et - des moyens de mise en température dudit fluide dans ladite boucle de circulation dudit fluide, et - des moyens de circulation dudit fluide caloporteur et desdits objets dans ledit compartiment, ladite installation étant caractérisée en ce que: - ladite boucle de circulation relie ledit premier organe de réception et ledit compartiment au niveau de ladite entrée dudit compartiment, et - lesdits moyens de circulation sont aptes à générer un flux de fluide caloporteur pour faire circuler lesdits objets et ledit fluide dans ledit compartiment par entraînement à co-courant desdits objets dans ledit fluide entre ladite entrée et une même sortie dudit compartiment, - lesdits moyens de séparation et dits moyens de transferts desdits objets séparés dudit fluide sont constitués par un dit moyen d'égouttage en aval de ladite sortie du compartiment, ledit moyen d'égouttage étant un moyen d'égouttage mobile permettant par son mouvement l'égouttage et le transfert simultané desdits objets séparés dudit fluide vers ledit deuxième organe de réception.
De préférence ledit compartiment est plus long que large, de telle sorte que le fluide caloporteur circule naturellement dans la direction longitudinale du compartiment entre sa dite entrée et sa dite sortie. Le volume et la longueur de ce 10 15 25 compartiment sont déterminés en fonction du débit de produit à traiter et de la durée de traitement souhaitée.
L'installation selon l'invention est particulièrement avantageuse entre autres par l'absence de moyens mécaniques de déplacement relatif desdits objets 5 par rapport au dit fluide caloporteur dans ledit compartiment d'une part, et d'autre part l'absence de moyens mécaniques de déplacement desdits objets par rapport aux dits moyens d'égouttage en sortie de compartiment par le fait que lesdits moyens d'égouttage sont mobiles et assurent le transfert desdits objets vers ledit premier organe de réception, et par le fait que ledit fluide et lesdits objets circulent à co-courant dans ledit compartiment.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'installation est caractérisée en ce que ledit moyen d'égouttage est mobile en rotation dans la direction de déplacement desdits objets et dudit fluide en sortie dudit compartiment, et comprend un tambour rotatif autour d'un axe de rotation orienté transversalement à ladite direction de déplacement dont une paroi, de préférence cylindrique, comportent desdits évidements, ledit tambour étant disposé en aval dudit compartiment de telle sorte qu'il est apte à entraîner lesdits objets sensiblement en une seule couche sur une partie supérieure externe de sa dite paroi et à transférer par rotation lesdits objets vers ledit deuxième organe de réception, et en ce que ledit premier organe de réception est constitué par un bac de réception situé sous ledit tambour, de sorte que ledit fluide traverse une première fois ladite paroi dudit tambour en rotation en sa dite partie supérieure puis une seconde fois en une partie inférieure avant d'être recueilli dans ledit second organe.
On entend ici par partie supérieure de la paroi en rotation une zone de la paroi dudit tambour située au niveau ou au dessus du niveau dudit fluide à de ladite sortie dudit compartiment et par partie inférieure une zone de la paroi en rotation située dessous ladite sortie du compartiment. Le fluide permet ainsi avantageusement par sa double traversée de la paroi du tambour de nettoyer les dits évidements de la paroi et donc permet de maintenir un écoulement du fluide en sortie du compartiment qui soit sensiblement constant.
On entend ici par partie supérieure de la paroi en rotation une zone de la paroi dudit tambour située au niveau dudit fluide à ladite sortie dudit compartiment et au dessus du niveau dudit axe de rotation du tambour, lequel axe de rotation est situé de préférence à une hauteur légèrement inférieure à celle de ladite sortie du compartiment de telle sorte lesdits objets ne s'entassent pas contre ladite paroi externe du tambour à ladite sortie du compartiment mais soient entraînés par le mouvement de rotation de celle-ci et qu'une portion de ladite paroi externe du tambour soit toujours au dessus du niveau du fluide en sortie dudit compartiment afin d'extraire et d'égoutter convenablement lesdits objets traités hors du fluide.
De même on entend par partie inférieure de la paroi du tambour une zone de cette paroi située en dessous du niveau dudit axe de rotation du tambour et de ladite sortie du compartiment.
Le fluide permet ainsi avantageusement par sa double traversée de la paroi du tambour, d'une part de nettoyer les dits évidements de la paroi, et d'autre part de maintenir un écoulement du fluide en sortie du compartiment qui soit sensiblement constant.
De même on entend par égouttage et transfert en une seule couche des objets que ceux-ci sont entraînés, répartis et égouttés en une seule couche de façon continue et sans écrasement par entassement sur la surface externe de la paroi dudit tambour. Ceci est permis d'une part par la disposition particulière du tambour vis à vis de ladite sortie du compartiment telle que décrite ci-avant, et d'autre part par le mouvement du tambour qui fait que des objets entassés ne se maintiennent pas en équilibre les uns sur les autres lorsqu'ils sont entraînés par le tambour en sortie du compartiment et que seuls les objets en contact de la dite paroi supérieure sont transférés et égouttés.
Cette disposition particulière permet que ledit fluide caloporteur soit séparé desdits objets, lesdits objets étant emmenés tangentiellement à ladite paroi et ledit fluide traversant tout d'abord ladite paroi dudit tambour de l'extérieur vers l'intérieur puis de l'intérieur vers l'extérieur assurant ainsi le nettoyage desdits évidements dans ladite paroi du tambour.
De préférence, lesdits moyens de mise en température sont constitués par un échangeur thermique ou un système de transfert d'énergie. Cet échangeur thermique ou système de transfert d'énergie peut être avantageusement choisi en fonction du type de traitement thermique que l'on souhaite réaliser, indépendamment des autres éléments de l'installation.
Par exemple, dans le cas d'une thermovinification de vendange, l'échangeur thermique pourra être une chaudière associée à un échangeur contenant de l'eau ou de la vapeur chauffée contre les parois duquel circule le fluide caloporteur dans la boucle de circulation, ou en variante un système de transfert d'énergie par micro-ondes.
De façon avantageuse, ledit compartiment est constitué préférentiellement par un caisson (ou une goulotte) ouvert(e) ou fermé(e) et à pression atmosphérique, comportant de préférence des cloisons internes formant un parcours de circulation allongé desdits objets en immersion dans ledit fluide caloporteur dans ledit compartiment.
Contrairement aux dispositifs connus de l'art antérieur, le compartiment dans lequel on fait circuler les objets traités en immersion dans le fluide caloporteur et d'une constitution particulièrement simple, et ne nécessitant aucune construction spécifique pour des raisons de confinement du produit traité ou de pressurisation nécessaire au traitement.
Le cloisonnement interne du compartiment est accessoire mais particulièrement avantageux en ce qu'il permet d'allonger le parcours des objets et du fluide caloporteur dans ledit compartiment. On entend ici par parcours allongé un parcours du fluide et des objets qui est d'une part non rectiligne, et d'autre part plus long que le compartiment dans sa dimension longitudinale. Un tel parcours permet de maintenir le cas échéant lesdits objets immergés dans le fluide caloporteur pendant une durée plus importante en fonction de l'intensité de traitement souhaitée.
Selon une première variante de réalisation de l'installation de traitement thermique selon l'invention, celle-ci comprend au moins deux dits modules de traitement disposés en série de telle sorte que lesdits moyens de séparation et de transfert d'un premier module sont intercalés entre la sortie du compartiment dudit premier module et ladite entrée du compartiment d'un second module et sont aptes à transférer lesdits objets depuis la sortie du compartiment dudit premier module vers ladite entrée du compartiment dudit second module.
Dans cette configuration de l'installation, on comprend que ledit premier organe de réception du premier module est constitué par le compartiment dudit second module et que lesdits moyens de séparation et de transfert du dit premier module constituent alors des moyens d'introduction des objets traités et extraits du compartiment dudit premier module dans le compartiment dudit second module.
Une telle configuration de l'installation est particulièrement avantageuse pour réaliser la mise en température d'objets fragiles tels que des raisins à un haut débit de produit à traiter ou bien encore lorsque la différence entre la température Ti de la vendange avant traitement thermique et la température T2 à laquelle ladite vendange doit être portée est très importante.
En effet, une installation comprenant deux modules de traitement permet de réaliser une mise en température étagée de la vendange ou des objets fragiles à traiter en général. On peut ainsi par une première immersion de la vendange dans le compartiment d'un premier module amener la vendange de la température Ti à une température intermédiaire T'l à la sortie du premier compartiment, T'l étant comprise entre T1 et T2, puis par une seconde immersion dans le compartiment de traitement du second module porter ladite vendange de T'l à T2 en sortie dudit second module, le tout sans diminuer le débit de vendange ni augmenter la durée d'immersion dans un des compartiment desdits premier et second modules.
Dans une seconde variante de réalisation, l'installation selon l'invention comprend au moins deux dits modules de traitement en série et en ce que lesdits moyens de séparation et de transfert des dits premier et second modules sont réalisés par un même tambour en rotation comportant sur sa paroi cylindrique externe des moyens de séparations délimitant au moins deux tronçons de tambour distincts.
Une telle installation permet avantageusement de réduire l'encombrement longitudinal de l'installation par une disposition compacte des différents éléments de l'installation. Dans ce cas, le compartiment de l'un au moins desdits modules de traitement décrit une boucle autour dudit tambour chaque extrémité de la boucle formée par ce compartiment étant au contact de deux tronçons consécutifs dudit tambour.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'installation comprend également des moyens d'introduction desdits objets dans le compartiment d'un unique ou d'un premier dit module, lesdits moyens d'introductions comportant des moyens d'égouttage desdits objets en amont de l'entrée dudit compartiment, de préférence des moyens d'introduction mobiles.
Ces moyens d'introduction et d'égouttage mobiles disposés en amont du compartiment d'un premier ou d'un unique module composant l'installation de traitement au niveau de l'entrée dudit compartiment sont particulièrement avantageux en ce qu'ils permettent tout d'abord de pouvoir introduire l'installation dans une chaîne de production et de traitement préexistante dans laquelle ils permettent un transfert automatique des objets à traiter d'une une étape de production antérieure jusque dans le compartiment de traitement de l'installation sans opérations de manutention par un opérateur ce qui particulièrement important dans le cas de traitement d'objets fragiles tels que des fruits ou des légumes par exemples.
De plus, ces moyens d'introduction mobiles permettent l'introduction des objets à une vitesse constante dans ledit compartiment de traitement, et donc une régulation du débit d'objets, par exemple de vendange, à l'entrée dudit compartiment.
Enfin, lesdits moyens d'introduction comportant des moyens d'égouttage, ces derniers permettent d'égoutter les objets avant mise en température de ceux-ci dans ledit compartiment, ce qui peut être très avantageux par exemple dans le cas d'une mise en température d'une vendange préalablement lavée et/ou foulée.
Enfin, dans un mode de réalisation préféré de l'installation selon l'invention, un dit module de traitement comprend un racleur fixe incliné, de préférence sensiblement tangentiellement, contre ladite partie supérieure de ladite paroi du tambour en rotation, en aval de celui-ci et en pente descendante en direction d'un dit premier organe de réception.
Un tel racleur permet de façon avantageuse de séparer les objets une fois égouttés de ladite surface externe du tambour après mise en température dans le compartiment d'un dit module de traitement et de les diriger vers un dit premier organe de réception desdits objets, ledit organe de réception pouvant le cas échéant être le compartiment d'un second module lorsque l'installation de traitement thermique est constituée de deux dits modules.
Conformément à un second but, la présente invention est également relative à un procédé de traitement thermique d'objets fragiles tels que des fruits ou des végétaux, et plus particulièrement un procédé de traitement thermique de raisins.
Selon le procédé de traitement thermique de l'invention, on réalise successivement les étapes suivantes: 1 on réalise une mise en température desdits objets depuis une température Ti jusqu'à une température T2 par immersion desdits objets dans un fluide caloporteur à l'intérieur d'un compartiment, et circulation desdits objets et dudit fluide caloporteur dans ledit compartiment, 2 on sépare lesdits objets et ledit fluide après mise en température desdits objets à l'aide d'un moyen d'égouttage retenant les dits objets et laissant passer ledit fluide, 3 on récupère ledit fluide séparé desdits objets à l'étape 2 dans un premier organe de réception, 4 on transfère lesdits objets mis en température dans un deuxième organe de réception, 5 on réintroduit ledit fluide depuis ledit premier organe de réception jusqu'au dit compartiment, ledit fluide étant porté à une température dont la valeur absolue est supérieure à T2 préalablement à sa réintroduction dans ledit compartiment, ce procédé étant caractérisé en ce que: 6 à l'étape 1, on fait circuler à co-courant lesdits objets et ledit fluide dans ledit compartiment entre une entrée dudit compartiment jusqu'à une même sortie dudit compartiment, et 7 à l'étape 5, on réintroduit ledit fluide à ladite entrée dudit compartiment depuis ledit premier organe de réception, et 8 aux étapes 2 et 3, on réalise la séparation et le transfert desdits objets et dudit fluide en aval de ladite sortie dudit compartiment à l'aide d'un dit moyen d'égouttage mobile dont le mouvement permet l'égouttage et le transfert d'une seule couche desdits objets dans ledit deuxième organe de réception.
Le procédé de traitement thermique décrit ci-avant est particulièrement avantageux en ce qu'il propose non seulement d'utiliser l'énergie calorifique d'un fluide caloporteur pour mettre en température les objets traités, mais également d'utiliser le mouvement de déplacement du fluide pour déplacer lesdits objets en immersion dans celui-ci à l'intérieur d'un compartiment de traitement pendant une durée suffisante pour que ces objets passent de la température Ti à la température T2 entre ladite entrée et une sortie du compartiment. On supprime ainsi avantageusement le besoin de moyens mécaniques de déplacement desdits objets relativement au fluide caloporteur pendant le traitement thermique, et par là les problèmes de meurtrissures des objets traités, ce qui peut parfois être néfaste au traitement et conditionnement ultérieur des objets traités.
En particulier, dans le cas du traitement thermique de vendange, ce procédé est particulièrement avantageux en ce qu'il peut être mis en oeuvre pour traiter une vendange brute, non foulée ni égrappée, sans problème d'écrasement des baies et donc dilution du jus et des substances d'intérêt dans le fluide caloporteur avant macération et fermentation, avec un traitement sélectif des parties en contact avec le fluide et donc la pellicule des baies et sans écrasement des pépins ni des rafles qui provoque habituellement la diffusion des tanins durs qu'ils contiennent et qui sont néfastes à la qualité des vins.
De plus, le procédé selon l'invention est également avantageux en ce que la vendange est égouttée en une seule couche après traitement, donc en supprimant les phénomènes de drainage du jus au travers d'un lit de vendange comme dans les dispositifs de l'art antérieur.
Selon un mode de mise en oeuvre du procédé, on utilise une installation de traitement thermique selon l'invention et telle que décrite précédemment.
On peut ainsi réaliser le procédé de façon simple et particulièrement 10 économique à l'aide d'une installation de constitution très simple et qui de plus est modulable.
Selon une caractéristique préférée de réalisation du procédé de l'invention à l'aide de l'installation selon l'invention, lesdits objets abutent en sortie d'un dit compartiment contre ladite paroi d'un dit tambour en rotation et sont entraînés et égouttés sensiblement en une seule couche recouvrant une dite partie supérieure de ladite paroi, et ledit fluide caloporteur traverse ledit tambour une première fois en ladite partie supérieure de la paroi, et une deuxième fois en une partie inférieure de ladite paroi avant d'être récupéré dans ledit premier organe de réception sous ledit tambour.
Ainsi, lesdits objets traités, par exemple des raisins, sont égouttés de façon mono-couche, donc très rapidement après leur mise en température dans le fluide caloporteur, lequel fluide permet par son passage au travers de la paroi du tambour d'égouttage de nettoyer les éventuelles bourbes de raisins ou des objets en général qui sont emprisonnées dans les évidements de ladite paroi lors de la séparation des objets et du fluide en sortie dudit compartiment.
Selon une variante de réalisation, le procédé peut être mis en oeuvre à l'aide d'une installation de traitement thermique comprenant deux dits modules, lesdits objets étant portés à une température intermédiaire T'1 comprise entre Ti et T2 par un dit premier module et ledit fluide caloporteur récupéré en sortie d'un dit second module est à une température supérieure à celle du fluide caloporteur récupéré en sortie dudit premier module.
Dans une même variante, on peut utiliser une installation simplifier rendant le procédé économiquement plus intéressant en ce que le fluide caloporteur recueilli dans un dit premier organe de réception d'un dit premier module de traitement est mis en température par un dit moyen de mise en température puis envoyé par l'intermédiaire de dits moyens de circulation vers l'entrée du compartiment du second module de traitement, et le fluide récupéré dans un dit premier organe de réception d'un dit second module est envoyé par l'intermédiaire des dits moyens de circulation à l'entrée du compartiment du dit premier module sans mise en température.
On utilise alors un seul moyen de mise en température du fluide, ce qui permet de diminuer le coût de mise en oeuvre le procédé selon l'invention, sans pour autant diminuer son efficacité.
Le procédé et l'installation selon l'invention sont tout particulièrement adaptés à la mise en température de raisins, en particulier pour des traitements de thermovinification de la vendange. Dans de telles applications, on réalise le chauffage de la vendange par immersion et circulation des raisins dans un fluide caloporteur qui est du jus de raisin ou du moût à une température comprise de préférence entre 70 C et 90 C.
On peut dans ces applications avantageusement chauffer la vendange par le procédé selon l'invention avant une étape ultérieure de vinification telle qu'un pressurage direct, ou une macération pré-fermentaire à chaud, par exemple dans le jus ou le moût chaud utilisé comme fluide caloporteur, ou bien encore avant une mise en fermentation directe des raisins ou une étape d'extraction par une mise sous vide et détente de la vendange dans une enceinte sous vide.
Lors de traitement de thermovinification réalisé selon le procédé de l'invention, on réalisera de préférence le chauffage du raisin d'une température Ti ambiante à une température T2 comprise entre 70 C et 90 C.
On obtiendra ainsi une bonne mise en chauffe, adéquate pour tout type de traitement postérieur de vinification, avec une bonne extraction des composés polyphénoliques et colorants contenus dans les pellicules des baies des raisins, en particulier des tanins et des anthocyanes.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation de l'invention dans une application de thermovinification de vendange et enréférence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente schématiquement une installation de traitement thermique selon l'invention comportant un unique module de traitement; La figure 2 représente schématiquement une installation de traitement thermique selon l'invention comportant deux modules de traitement en série selon une première variante de réalisation; La figure 3 représente schématiquement une installation de traitement 15 thermique selon l'invention comportant deux modules de traitement en série conformément à une deuxième variante de l'invention; La figure 4 représente schématiquement une installation de traitement thermique selon l'invention comportant deux modules de traitement en série pour la mise en oeuvre d'une variante du procédé de traitement selon l'invention; La figure 5 représente une installation de traitement thermique selon l'invention comportant deux modules de traitement en série en vue de dessus.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 1, l'installation de traitement thermique 1 selon l'invention se compose d'un seul module de traitement 2, ledit module 2 comprenant un compartiment 3, par exemple une auge ou un bac, de préférence en acier inoxydable ou dans un matériau plastique alimentaire tel que Polyéthylène Haute densité (PEHD), Polypropylène (PP) ou encore tout autre matériau organique ou métallique alimentaire.
Les dimensions exactes dudit compartiment 3 peuvent être choisies en fonction du tonnage de produits à traiter et de la durée de traitement souhaitée.
Ce compartiment 3 comporte une entrée E pour l'admission de la vendange 5 en mélange dans du jus de raisin chaud, le jus de raisin constituant un fluide caloporteur 4 dans lequel est immergé la vendange au niveau de ladite entrée E. Le fluide caloporteur 4 est introduit, par exemple à l'aide de buses ou de bondes ou encore une rampe d'aspersion (non représenté), à l'entrée E du compartiment 3 à une température de traitement et de l'ordre de 90 C à 100 C à laquelle le fluide caloporteur est porté par un échangeur thermique 9 situé à l'extérieur dudit compartiment 3.
L'échangeur 9 peut par exemple être un échangeur thermique conventionnellement utilisé dans l'industrie agroalimentaire et relié à une chaudière pour chauffer le fluide à la température et.
Au niveau d'une sortie S du compartiment 3, le module de traitement 2 comprend des moyens de séparation et de transfert du moût 5 et de la vendange 4 dans deux organes de réception 71, 72, distincts l'un de l'autre.
Dans le mode de réalisation décrit à la figure 1, ces moyens de séparation et de transfert prennent la forme d'un tambour 6, de préférence cylindrique, et comportant une paroi 61 percée d'évidemment 62 pour laisser passer le moût caloporteur 4 en sortie S dudit compartiment 3, et retenir la vendange 5.
Le tambour 6 est mobile en rotation autour d'un axe XX' disposé transversalement à l'axe longitudinal du compartiment 3 et à une hauteur légèrement inférieure de celle de la sortie S dudit compartiment. Ledit tambour est mû en rotation par un moteur, par exemple couplé sur l'axe longitudinal XX' par engrènement ou par l'intermédiaire d'une courroie de transmission ou tout autre moyen.
Ledit tambour 6 est disposé de telle sorte que sa paroi 61 affleure ladite sortie S dudit compartiment 3 ce qui, par le mouvement de rotation du tambour permet d'entraîner la vendange 5 sur la surface externe de ladite paroi 61 en une seule couche.
La vendange est ainsi transférée sur la surface du tambour par la rotation de celui-ci, mais est également au cours de transfert égouttée par écoulement du fluide caloporteur 4 au travers des évidements 62 de la paroi 61 du tambour 6 pendant la rotation.
A la sortie S du compartiment 3, le moût caloporteur 4 s'écoule par les évidements 62 de la paroi 61 du tambour et traverse une première fois ladite paroi en une partie supérieure de celle-ci de l'extérieur vers l'intérieur du tambour 6 pour débarrasser le fluide caloporteur des particules en suspension de taille supérieure à celle des perforations 62. telles les bourbes de raisins. Après ce premier passage, le fluide caloporteur s'écoule par gravité à l'intérieur du tambour 6 et traverse une deuxième fois ladite paroi 61 de celui-ci au travers des évidements 62 en une partie inférieure de celle-ci pour être recueilli dans un dit premier organe de réception 71 situé sous le tambour 6 et dans lequel le moût caloporteur 4 est récupéré pour être ensuite recyclé et réintroduit à ladite entrée du compartiment 4.
Ce deuxième passage du moût caloporteur 4 au travers de la paroi 61 du 15 tambour 6 permet un nettoyage des évidements 62 de la paroi du tambour 6.
Dans le même temps que le fluide caloporteur traverse une première et une seconde fois la paroi 61 dudit tambour 6, la vendange 5 séparée dudit fluide 4 est portée en une seule couche sur la surface externe de ladite paroi 61 et séparée de cette dernière après égouttage par l'intermédiaire d'un racleur 14 incliné tangentiellement contre ladite paroi 61 du tambour 6.
La vendange 5 glisse ensuite sur le racleur 14 pour être récupérée dans un dit deuxième organe de réception 72 situé en aval du tambour 6 et du racleur 14.
La vendange 5 ainsi récupérée après mise en température, peut ensuite être soit conservée soit transférée vers une étape de traitement ultérieure comme 25 un pressurage, une macération ou une fermentation.
L'installation 1 décrite ci-avant permet la mise en température par thermovinification en continu de raisins par échange thermique entre le fluide caloporteur 4, en l'espèce du moût à la température et, et les raisins.
Cette mise en température s'effectue comme suit. Dans un premier temps, 30 on introduit la vendange 5 à une température T1, par exemple sensiblement égale à la température de l'air ambiant, en immersion dans le fluide caloporteur 4 à sa dite température de traitement 0t au niveau de ladite entrée E du compartiment 3.
Le débit de fluide caloporteur 4 est choisi de façon à ce que la vendange 5 introduite en continu dans le compartiment 3 soit entraînée par ledit fluide caloporteur 4 et circule ainsi à co-courant en immersion dans ce fluide à l'intérieur dudit compartiment 3. Au cours de cette circulation, les raisins et le fluide échangent de l'énergie, ce qui permet de porter la vendange 5 à une température T2 comprise de préférence entre 70 c et 90 C en sortie S du compartiment 4.
Afin de prolonger la durée d'immersion des raisins 5 dans le moût caloporteur 4, on dispose dans un mode de réalisation préféré représenté à la figure 5, des cloisons internes 11 formant un parcours de circulation allongée desdits raisins en immersion dans le moût 4 à l'intérieur du compartiment 3.
Après circulation à l'intérieur du compartiment 3, le moût 4 est récupéré dan un bac de récupération 71 situé sous le tambour 6 et est pompé par l'intermédiaire d'une pompe 10 qui le fait circuler à l'intérieur d'une boucle de circulation 8 à l'extérieur dudit compartiment 3 et reliant ledit bac de réception 71 jusqu'à ladite entrée E dudit compartiment 3. A l'intérieur de cette boucle 8, le moût 4 est porté à sa température de traitement Ot par passage dans l'échangeur thermique 9, puis est réintroduit au niveau de ladite entrée E du compartiment.
Ainsi, le fluide est perpétuellement injecté et recyclé dans ladite boucle de circulation 8 entre la sortie S du compartiment 3 et l'entrée E de ce dernier, ce qui permet une mise en température en continu de la vendange.
Dans une variante de réalisation représentée à la figure 2, l'installation 1 peut être composée de deux modules de traitement 3, 3' disposés en série.
Les deux modules de traitement 2, 2' ont une constitution rigoureusement identique et le deuxième module 2' est placé tel que l'entrée E' de son compartiment 3' est disposée contre ledit tambour 6 de séparation et de transfert dudit premier module 2, de telle sorte que ledit tambour 6 transfère la vendange 5 depuis le compartiment 3 dudit premier module 2 dans le compartiment 3' dudit second module 2', par un mouvement de rotation. Ledit compartiment 3' dudit second module 2' constitue ainsi ledit second organe de réception 72 des objets traités dans le premier module 2.
Dans cette configuration, on porte les objets de ladite température T1 à l'entrée E du compartiment 3 du premier module 2 jusqu'à ladite température T2 en sortie du second module 2', par une double immersion de la vendange 5 dans le fluide caloporteur 4 à sa température de traitement et, une première fois à l'intérieur du compartiment 3 du premier module 2 pour porter la vendange de la température Ti à une température T'l comprise entre T1 et T2, puis une seconde fois dans le compartiment 3' du second module 2' pour porter ladite vendange de la température T'l à la température finale T2.
A la sortie S du compartiment 3 du premier module 2, on sépare le moût caloporteur 4 et la vendange 5 par l'intermédiaire du tambour 6, les raisins à la température T'l étant égouttés et transférés sur la paroi externe 61 dudit tambour vers l'entrée E' du compartiment 4' du second module pour être immergés une deuxième fois et véhiculés à co-courant dans le fluide calo-porteur 4 à l'intérieur du compartiment 3' du second module 2' puis être récupérés et égouttés par l'intermédiaire d'un deuxième tambour d'égouttage 6' à la sortie S' du compartiment 3' dudit deuxième module 2'.
A la sortie S du compartiment 3 du premier module 2, on récupère le moût caloporteur 4 que l'on recycle à l'entrée E dudit compartiment 3 dans ladite boucle de circulation 8 du premier module 2, et à la sortie S' du compartiment 3'du second module 2', on sépare la vendange à la température T2 et le moût caloporteur 4 par le tambour 6', ladite vendange 5 étant récupérée dans un organe de récupération 7'2 et le moût 4 dans un bac de récupération 7'1 pour être recyclé dans la boucle de circulation 8' dudit second module 2', et réintroduit à l'entrée E' du compartiment 4' de ce dit module 2'.
Une telle installation 1 de traitement thermique comprenant deux modules 2, 2' permet d'atteindre des températures T2 très éloignées de la température T1 à laquelle la vendange 5 est introduite dans le compartiment 3, sans pour autant limiter le débit de fluide caloporteur 4 ni celui d'introduction de la vendange 5 à l'entrée E du compartiment 3 du premier module 2 et sans augmenter la quantité de moût 4 ou la durée d'immersion du raisin 5 dans chacun des compartiments des deux dits modules 2 et 2'.
Dans une seconde variante de réalisation de l'invention représentée à la figure 3, l'installation de traitement thermique 1 selon l'invention comporte deux modules de traitement 2 et 2' disposés en série, dont les moyens de séparation 6 et 6' sont formés par un seul et même tambour 6.
Dans une telle configuration, on fixe sur la paroi externe 61 du tambour 6 des éléments de séparation formant des cloisons 12 autour de la paroi 61, définissant de la sorte des tronçons de tambour 6, le traitement de thermovinification de la vendange 5 s'effectuant alors rigoureusement comme précédemment.
Dans une troisième variante de réalisation représentée à la figure 5, on peut disposer en amont de l'entrée E du compartiment 3 d'un premier module 2 (ou d'un unique module 2) un moyen d'introduction et d'égouttage 13 de la vendange 5 à l'intérieur dudit compartiment 3, ladite vendange 5 ayant été préalablement lavée avant introduction.
De préférence, un tel moyen d'introduction et d'égouttage consiste en un tambour 13 identique au tambour de séparation 6 placé en sortie S d'un compartiment 3 d'un dit module de traitement 2 ou 2'. On dispose alors de préférence un bac de récupération 15 du jus d'égouttage de la vendange 5 lavée sous le tambour 13, lequel jus peut être conservé en vue d'une utilisation ultérieure.
Dans une quatrième variante de l'installation selon l'invention, représentée à la figure 4, l'installation de traitement thermique 1 est composée de deux modules 2, 2' disposés en série tel que décrit précédemment, les deux dits modules ne disposant plus chacun d'une boucle de circulation propre, mais ces deux dits modules 2, 2' étant reliés par une même boucle de circulation du fluide 8, en particulier une boucle comportant un unique échangeur thermique 9.
Dans cette configuration, le fluide caloporteur 4 est récupéré à la sortie S 30 du compartiment 3 du premier module2, puis il est pompé par l'intermédiaire d'une première pompe 10 et on le porte à ladite température de traitement Ot avant d'être introduit à l'entrée E' du compartiment 3' du deuxième module 2'. On récupère ensuite le fluide caloporteur 4 à une température sensiblement inférieure à et à la sortie S' dudit compartiment 3' du second module 2' et on le transfère par l'intermédiaire d'une seconde pompe 10' sans remise en température dans l'échangeur 9 directement à l'entrée E du compartiment 3 du premier module 2.
On réalise ainsi une mise en température étagée de la vendange tout en limitant le débit ainsi que le volume de moût caloporteur 4 nécessaires pour porter les raisins 5 de T1 à T2.
L'installation de traitement thermique 1 ci-dessus décrite permet ainsi une mise en température de la vendange, et plus généralement d'objets fragiles tels que des fruits ou des végétaux, sans moyens mécaniques de transport dans le fluide caloporteur.
En particulier, l'installation et le procédé selon l'invention permettent de réaliser une thermovinification de raisins pour en extraire les substances colorantes et aromatiques telles que les anthocyanes et les tanins contenus dans les pellicules des baies, sans blesser les grappes par transport mécanique ni extraction trop poussée par drainage du jus au travers des raisins en appui statique sur des moyens d'égouttage. On évite ainsi toute blessure du fruit avant macération et fermentation, mais également toute diffusion trop importante des tanins durs contenus dans les rafles et les pépins, tanins qui sont néfastes à la qualité des vins.
On peut ainsi réaliser en particulier le chauffage de raisins entiers non foulés avant une étape ultérieure de pressage ou de macération préfermentaire à chaud, ou encore une étape ultérieure de traitement par pressurage et/ou détente sous vide du raisin pour en extraire un maximum de substances d'intérêt aromatiques et structurelles, telles que les anthocyanes et tanins.
La présente invention a été décrite et représentée en référence à des modes de réalisation et d'utilisation particuliers qui ne sont en l'espèce aucunement limitatifs de la portée de la présente invention, laquelle portée s'étend aux variations de l'installation et aux nouvelles utilisations possibles de cette installation à la portée de l'homme du métier.
Claims (15)
1. Installation de traitement thermique (1) en continu d'objets fragiles tels que des fruits ou des légumes (5), comprenant au moins un module de traitement (2) comportant: un compartiment (3) apte à contenir desdits objets (5) introduits à une entrée (E) dudit compartiment en immersion dans un fluide caloporteur (4) circulant dans ledit compartiment, et des moyens de séparation (6) desdits objets (5) et dudit fluide (4) comprenant un moyen d'égouttage (61) comprenant des évidements (62) 10 aptes à laisser passer ledit fluide et retenir lesdits objets, et un premier organe de réception (71) apte à récupérer ledit fluide (4) en aval dudit compartiment (3), et des moyens de transfert (6) desdits objets séparés dudit fluide dans un deuxième organe de réception (72), et - une boucle de circulation (8) du fluide séparé desdits objets à l'extérieur dudit compartiment (3) depuis ledit premier organe de réception (71) vers ledit compartiment, et des moyens de mise en température (9) dudit fluide (4) dans ladite boucle de circulation (8) dudit fluide à l'extérieur dudit compartiment (3), 20 et des moyens de circulation (10) dudit fluide caloporteur et desdits objets dans ledit compartiment, caractérisé en ce que: ladite boucle de circulation (8) relie ledit premier organe de réception (71) 25 et ledit compartiment (3) au niveau de ladite entrée (E) dudit compartiment, lesdits moyens de circulation (10) sont aptes à générer un flux de fluide caloporteur (4) pour faire circuler lesdits objets (5) et ledit fluide (4) dans ledit compartiment par entraînement à co-courant desdits objets dans ledit fluide entre ladite entrée (E) et une même sortie (S) dudit compartiment, lesdits moyens de séparation et dits moyens de transferts (6) desdits objets (5) séparés dudit fluide (4) sont constitués par un dit moyen d'égouttage (61) en aval de ladite sortie (S) du compartiment (3), ledit moyen d'égouttage étant un moyen d'égouttage mobile permettant par son mouvement l'égouttage et le transfert simultané desdits objets (5) séparés dudit fluide (4) vers ledit deuxième organe de réception (72) .
2. Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'égouttage est mobile en rotation dans la direction (F) de déplacement desdits objets (5) et dudit fluide (4) en sortie (S) dudit compartiment (3), et comprend un tambour (6) rotatif autour d'un axe de rotation (XX') situé transversalement à ladite direction de déplacement dont une paroi (61), de préférence cylindrique, comportent desdits évidements (62), ledit tambour étant disposé en aval dudit compartiment (3) de telle sorte qu'il est apte à entraîner lesdits objets (5) sensiblement en une seule couche d'objets sur une partie supérieure externe de sa dite paroi et à transférer par rotation lesdits objets vers ledit deuxième organe de réception (72), et en ce que ledit premier organe de réception est constitué par un bac de réception (71) situé sous ledit tambour( 6), de sorte que ledit fluide (4) traverse une première fois ladite paroi (61) dudit tambour (6) en rotation en sa dite partie supérieure puis une seconde fois en une partie inférieure avant d'être recueilli dans ledit bac de réception.
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de mise en température sont constitués par un échangeur thermique(9) 25 ou un système de transfert d'énergie.
4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit compartiment (4) est constitué par un caisson (ou une goulotte) ouvert(e) ou fermé(e) et à pression atmosphérique comportant de préférence des cloisons internes (11) formant un parcours de circulation allongé desdits objets (5) en immersion dans ledit fluide caloporteur (4) dans ledit compartiment (3).
5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux dits modules de traitement (2, 2') disposés en série de telle sorte que lesdits moyens de séparation et de transfert (6) d'un premier module (2) sont intercalés entre la sortie (S) du compartiment (3) dudit premier module (2) et ladite entrée (E') du compartiment (3') d'un second module (2') et sont aptes à transférer lesdits objets (5) depuis la sortie (S) du compartiment (3) dudit premier module vers ladite entrée (E') du compartiment (3') dudit second module.
6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux dits modules de traitement en série et en ce que lesdits moyens de séparation et de transfert des dits premier et second modules sont réalisés par un même tambour (6) en rotation comportant sur sa paroi cylindrique (61) externe des moyens de séparations (12) délimitant au moins deux tronçons de tambour distincts.
7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend également des moyens d'introduction (13) desdits objets (5) dans le compartiment (3) d'un unique ou d'un premier dit module (2), lesdits moyens d'introductions comportant des moyens d'égouttage (131, 132) desdits objets en amont de l'entrée (E) dudit compartiment, de préférence des moyens d'introduction mobiles.
8. Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'un dit module de traitement (2, 2') comprend un racleur (14) fixe incliné, de préférence sensiblement tangentiellement, contre ladite partie supérieure de ladite paroi (61, 6'1) du tambour (6, 6') en rotation en aval de celui-ci et en pente descendante en direction d'un dit deuxième organe de réception (72, 7'2).
9. Procédé de traitement thermique d'objets fragiles (5) tels que des fruits ou des végétaux dans lequel on réalise les étapes successives: 1 on réalise une mise en température desdits objets (5) depuis une température Ti jusqu'à une température T2 par immersion desdits objets dans un fluide caloporteur (4) à l'intérieur d'un compartiment (3), et circulation desdits objets et dudit fluide caloporteur dans ledit compartiment, 2 on sépare lesdits objets et ledit fluide après mise en température desdits objets à l'aide d'un moyen d'égouttage (61, 62) retenant les dits objets et laissant passer ledit fluide, 3 on récupère ledit fluide (4) séparé desdits objets à l'étape 2 dans un premier organe de réception (71) 4 on transfère lesdits objets (5) mis en température dans un deuxième organe de réception (72), 5 on réintroduit ledit fluide depuis ledit premier organe de réception jusqu'au dit compartiment, ledit fluide étant porté à une température et dont la valeur absolue est supérieure à T2 préalablement à sa réintroduction dans ledit compartiment, caractérisé en ce que: 6 à l'étape 1, on fait circuler à co-courant lesdits objets (5) et ledit fluide (4) dans ledit compartiment (3) entre une entrée (E) dudit compartiment jusqu'à une même sortie (S) dudit compartiment, et 7 à l'étape 5, on réintroduit ledit fluide (4) à ladite entrée dudit compartiment (3) depuis ledit premier organe de réception (71) , et 8 aux étapes 2 et 3, on réalise la séparation et le transfert desdits objets (5) et dudit fluide (4) en aval de ladite sortie (S) dudit compartiment à l'aide d'un dit moyen d'égouttage (61) mobile dont le mouvement permet l'égouttage et le transfert d'une seule couche desdits objets (5) dans ledit deuxième organe de réception (72)
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on utilise une installation (1) selon l'une des revendications 1 à 8. 25
11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel on utilise une installation (1) selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que lesdits objets (5) abutent en sortie (S) d'un dit compartiment (3) contre ladite paroi (61) d'un dit tambour (6) en rotation et sont entraînés et égouttés sensiblement en une seule couche recouvrant une dite partie supérieure de ladite paroi, et ledit fluide caloporteur (4) traverse ledit tambour une première fois en ladite partie supérieure de la paroi, et une deuxième fois en une partie inférieure de ladite paroi avant d'être récupéré dans ledit premier organe de réception (71) sous ledit tambour.
12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'on utilise une installation de traitement thermique selon l'une des revendications 5 à 8, lesdits objets (5) étant portés à une température intermédiaire T'1 comprise entre Ti et T2 par un dit premier module (2) et ledit fluide caloporteur (4) récupéré en sortie d'un dit second module (2') est à une température supérieure à celle du fluide caloporteur (4) récupéré en sortie dudit premier module (2).
13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que l'on utilise une installation de mise en température selon l'une des revendications 5 à 8 comportant au moins deux dits modules de traitement (2, 2') en série et en ce que le fluide caloporteur (4) recueilli dans un dit premier organe de réception (71) d'un dit premier module de traitement (2) est mis en température par un dit moyen de mise en température (9) puis envoyé par l'intermédiaire de dits moyens de circulation (10) vers l'entrée (E') du compartiment (4') du second module de traitement(2'), et le fluide récupéré dans un dit premier organe de réception (7'1) d'un dit second module (2') est envoyé par l'intermédiaire des dits moyens de circulation (10') à l'entrée (E) du compartiment (3) du dit premier module (2) sans mise en température.
14. Procédé selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que l'on réalise le chauffage de raisins (5) par immersion et circulation desdits raisins dans un fluide caloporteur qui est du jus de raisin ou du moût (4) à une température et comprise entre 70 c et 90 C.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on réalise le chauffage desdits raisins (5) depuis une température Ti jusqu'à une température T2 comprise entre 0 C et 90 C.
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