FR3043528A1 - Procede pour la production et la finition aseptique d'aliments - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne de manière générale un procédé et un dispositif améliorés pour la transformation et l'emballage aseptiques d'aliments liquides ou, selon le cas, pouvant être pompés. Il existe toujours un besoin de développement de procédés améliorés pour la transformation aseptique d'aliments, en particulier pour la transformation d'aliments présentant de gros constituants particulaires et une teneur basse en acide. Le but de la présente invention est réalisé par un procédé consistant à a) transformer des ingrédients consommables en une masse pouvant être pompée ; b) chauffer indirectement la masse pouvant être pompée ; c) traiter la masse chaude pouvant être pompée par une injection directe de vapeur ; d) maintenir l'aliment dans une zone isolée ; e) refroidir l'aliment ; et f) remplir de manière aseptique un récipient à aliments par l'aliment refroidi. L'invention concerne également les produits ainsi obtenus et un dispositif qui permet de réaliser le procédé.
Description
PROCÉDÉ POUR LA PRODUCTION ET LA FINITION ASEPTIQUE
D'ALIMENTS
Domaine de l'invention
La présente invention concerne de manière générale un procédé et un dispositif améliorés pour la transformation et l'emballage aseptiques d'aliments liquides ou, selon le cas, pouvant être pompés, en particulier des aliments présentant une consistance hétérogène et une teneur en acide relativement basse.
Description de l'état de la technique
Lors de la préparation industrielle d'aliments, il est usuel depuis déjà des décennies d'emballer d'abord le produit préparé, généralement dans une boîte de conserve, puis de le stériliser, c'est-à-dire de l'exposer à des températures augmentées pendant une période suffisamment longue pour échauffer le contenu complet de manière à atteindre la stabilité microbienne exigée. Ces procédés de stérilisation sont cependant liés à un certain nombre d'inconvénients importants. Ainsi, les coûts sont considérables, par exemple par une consommation d'énergie relativement élevée. Un inconvénient peut-être encore plus important se situe dans le fait que réchauffement du contenu de l'emballage n'est jamais régulier et que certaines parties du produit sont échauffées de manière trop importante afin d'être sûr que la partie la plus centrale (appelée points froids - ‘cold spots') soit échauffée suffisamment. Ceci nuit inévitablement aux propriétés organoleptiques du produit.
Au fil des années, d'autres techniques ont été développées pour cette raison, qui permettent d'atteindre la stabilité microbienne d'aliments préparés industriellement.
Une telle variante est ce qu'on appelle la transformation et l'emballage aseptiques. Dans les grandes lignes, cette transformation comprend la préparation d'un produit alimentaire, réchauffement du produit préparé ou partiellement préparé et sa finition et son emballage ultérieurs dans des conditions stériles (aseptiques). La préparation et la transformation aseptique sont de préférence réalisées dans le mode continu, la niasse de produit étant d'abord échauffée, ensuite maintenue pendant une certaine période à la température atteinte ('holding' - maintien) et ensuite de nouveau refroidie rapidement. Une caractéristique importante des procédés aseptiques est que réchauffement est relativement court, ce qui est bénéfique pour la qualité organoleptique. Cet avantage est renforcé par le refroidissement du produit après l'étape d'échauffement.
La transformation aseptique est ainsi actuellement mise en œuvre fréquemment lors de la préparation industrielle d'aliments. Le principe de la transformation aseptique a déjà été décrit au cours des années quarante et est appliqué commercialement depuis les années cinquante, dans la production d'aliments présentant une teneur/consistance homogènes, tels que le pudding et les jus de fruits. Ce n'est qu'à la fin des années 70 que la transformation aseptique a été appliquée pour la première fois avec succès (commercialement) sur un aliment présentant une consistance non homogène, à savoir à la production de dés de tomates dans du jus de tomate. Ensuite, il a fallu attendre 1996 avant qu'un procédé pour la transformation aseptique d'aliments non homogènes présentant une teneur basse en acide ne soit décrit. Des exemples importants dans cette catégorie sont les soupes, les plats mijotés et les sauces.
Il est connu de manière générale que des aliments présentant une teneur en acide relativement basse sont en principe beaucoup plus sensibles à la croissance microbienne et à la pourriture que des aliments présentant une teneur élevée en acide. On exige d'ailleurs souvent un niveau d'échauffement plus important pour les aliments présentant une teneur en acide relativement basse.
La préparation à grande échelle d'aliments non homogènes, en particulier ceux présentant une teneur basse en acide, au moyen d'une transformation aseptique représente pour cette raison, jusqu'au jour d'aujourd'hui, un défi technologique sérieux.
Les difficultés se situent entre autres dans le fait que la transmission de la chaleur nécessite du temps et que cette transmission au sein de la phase liquide et au sein des (différents) constituants solides n'est en outre pas identique. De même, la transmission de chaleur de la phase liquide vers les constituants solides complique le réchauffage régulier de toute la masse. Ces effets contribuent à la formation de ce qu'on appelle des points froids ('cold-spots') et des points chauds ('hot-spots') dans la masse. Un réchauffage relativement lent de ces points froids signifie que toute la masse doit être exposée à plus de chaleur, ce qui conduit facilement à une surchauffe des points chauds qui se réchauffent relativement rapidement. La surchauffe entraîne des effets désavantageux sur les propriétés organoleptiques du produit.
Lors de la transformation d'un flux de produit dans un système aseptique dans le mode continu, il faut également tenir compte d'effets qui peuvent influencer le temps de séjour de certains composants ou de certaines fractions dans le système. Il est connu qu'un flux laminaire dans un système de tuyaux peut provoquer un temps de séjour différent en fonction de l'endroit dans le tuyau. Des coudes et des irrégularités dans le système, mais également la gravité, peuvent en outre provoquer un flux turbulent, suite à quoi notamment les constituants solides peuvent se déplacer hors du sens d'écoulement. Ces mouvements entraîneront un temps de séjour plus long et donc une plus grande chance de (sur)chauffe.
La configuration du système joue également un rôle (important) selon d'autres manières. Des coudes et en particulier des irrégularités, telles que des joints, des bords, des clapets, etc., dans le système contribuent à une dégradation mécanique des constituants solides. Les irrégularités provoquent également un encrassement ('fouling') du système. Un encrassement du système signifie que les constituants de l'aliment adhèrent au système et s'y accumulent. De la matière accumulée est exposée, de manière inhérente, à un excès de chaleur et 'brûlera', ce qui influence de manière très désavantageuse les propriétés organoleptiques de l'aliment.
Une manière pour gérer l'encrassement est le nettoyage de tout le système de production après une courte période de production, ce qui entraîne une perte de production et une consommation élevée d'eau.
La formulation de l'aliment présente, comme indiqué, une grande influence sur la mesure avec laquelle les effets discutés ci-dessus peuvent se produire. Ainsi, la nature, la taille et la forme des constituants solides, conjointement avec la viscosité de la phase liquide, déterminent la mesure avec laquelle les constituants solides se déplaceront dans le flux de liquide (c'est-à-dire hors du sens d'écoulement), par exemple sous l'influence de la turbulence ou de la gravité.
Un procédé aseptique est donc difficile à régler. De plus, ce réglage doit être recommencé à chaque fois lorsque des produits présentant des formulations différentes sont transformés en alternance dans une seule ligne de production. Dans les usines modernes, des dizaines de produits présentant des formulations différentes doivent parfois être transformés dans une seule ou dans seulement quelques lignes de production.
Au vu de tous ces problèmes, il n'est pas étonnant que la transformation aseptique d'aliments suscite un grand intérêt depuis déjà longtemps. Un grand nombre de procédés qui résolvent (partiellement) les difficultés discutées ci-dessus ont déjà été suggérés dans l'état de la technique. Il s'avère cependant que bon nombre de ces procédés ne se prêtent pas à une application à grand échelle (industrielle).
Pour illustrer les défis qui existent toujours dans le domaine de la transformation aseptique d'aliments hétérogènes, nous pouvons renvoyer au brevet européen EP2007208B1. Ce brevet décrit un procédé de stérilisation destiné à être appliqué dans la transformation aseptique d'aliments pouvant être pompés qui contiennent des morceaux relativement gros d'aliments liquides, à l'aide d'un courant électrique (chauffage ohmique - 'ohmic heating'). Le document EP2007208B1 suggère qu'un tel procédé entraîne un réchauffage plus rapide et plus régulier du produit, y compris des constituants sous forme solide, car la chaleur est générée depuis l'intérieur. Le chauffage ohmique est cependant également lié à d'inévitables inconvénients. En premier lieu, il s'avère qu'en pratique, la conductivité électrique à l'intérieur des produits n'est généralement pas la même partout, suite à quoi il faut bel et bien tenir compte de points chauds et de points froids. En plus, une mise à l'échelle industrielle est toujours complexe.
La transformation aseptique d'aliments hétérogènes présentant une teneur basse en acide est actuellement et en pratique presque toujours réalisée à l'aide d'un échauffement indirect (échange thermique), par exemple à l'aide de ce qu'on appelle des échangeurs à surface raclée ('scraped-surface exchangers'). Un tel l'appareillage est cependant très sensible aux incrustations (encrassement - 'fouling'), surtout lorsque l'aliment contient des graisses et/ou des protéines.
Il existe donc toujours un besoin de développement de procédés améliorés pour la transformation aseptique d'aliments, le but le plus important restant d'une part d'assurer suffisamment d'échauffement partout au sein du flux de produits et d'autre part de réduire au minimum une surchauffe de constituants liquides et/ou solides ainsi qu'une détérioration minimale de ces derniers, afin d'améliorer davantage les propriétés organoleptiques des produits obtenus. Il est également important qu'un tel procédé amélioré se prête à l'application à l'échelle industrielle, de manière économiquement responsable et que son contrôle et/ou sa régulation soient les plus simples possibles.
Le but de la présente invention concerne de tels procédés améliorés ainsi que le dispositif associé et les produits améliorés qui sont obtenus à l'aide de ceux-ci. Résumé de l'invention
Le but de la présente invention est réalisé par un procédé pour la préparation, de préférence en mode continu, d'un aliment qui comprend une phase continue liquide et un ou plusieurs constituants particulaires, le procédé comprenant les étapes suivantes, consistant à : a) transformer des ingrédients consommables en une masse pouvant être pompée qui comprend une phase liquide ainsi qu'une certaine quantité de constituants particulaires ; b) chauffer indirectement la masse pouvant être pompée obtenue dans l'étape a) à une température dans la plage de 75-90°C ; c) traiter la masse chaude pouvant être pompée par une injection directe de vapeur, suite à quoi la masse pouvant être pompée est diluée en vue d'obtenir l'aliment visé et suite à quoi l'aliment obtenu est chauffé davantage à une température dans la plage de 120-150°C ; d) maintenir l'aliment dans une zone isolée de manière telle que la température de l'aliment est maintenue pendant 1-5 minutes dans la plage de 120-150°C ; e) refroidir l'aliment à une température dans la plage de 10-45°C ; et f) remplir de manière aseptique un récipient à aliments par l'aliment refroidi.
Un deuxième aspect de l'invention concerne un dispositif pour la préparation d'un aliment qui comprend une phase continue liquide et un ou plusieurs constituants particulaires selon un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant : i) un dispositif de transformation pour transformer des ingrédients consommables en une masse pouvant être pompée qui présente une phase liquide ainsi qu'une certaine quantité de constituants particulaires ; ii) un dispositif de chauffage pour le chauffage indirect de la masse pouvant être pompée obtenue dans le dispositif de transformation à une température dans la plage de 75-90°C ; iii) un dispositif de DSI ('direct steam injection' - injection directe de vapeur) pour le traitement de la masse chaude pouvant être pompée par une injection directe de vapeur, suite à quoi la masse pouvant être pompée est diluée en vue d'obtenir l'aliment visé et suite à quoi l'aliment obtenu est chauffé davantage à une température dans la plage de 120-150°C ; iv) une partie de maintien pour maintenir la température de l'aliment pendant 1-5 minutes entre 120-150°C ; v) un dispositif de refroidissement pour le refroidissement de l'aliment à une température dans la plage de 10-45°C ; vi) un dispositif de stockage aseptique qui est approprié pour le stockage temporaire de l'aliment refroidi ; vii) un dispositif de remplissage pour le remplissage aseptique d'un récipient à aliments par l'aliment refroidi.
Un autre aspect de l'invention concerne un aliment qui comprend une phase continue liquide et un ou plusieurs constituants particulaires et qui peut être obtenu selon le procédé selon l'invention.
Description détaillée de l'invention
Un premier aspect de l'invention concerne donc des procédés pour la préparation d'un aliment, tel que défini ci-dessus, plus particulièrement des aliments tels que des soupes, des sauces, des plats mijotés, etc. L'invention concerne également la préparation de ces aliments sous forme de concentrais (liquides) qui doivent être dilués à l'eau par le consommateur final avant la consommation.
Comme défini ci-dessus, l'étape a) comprend la transformation d'une combinaison d'ingrédients, tels qu'en particulier, mais pas exclusivement, les constituants à discuter ci-dessous, en une masse pouvant être pompée qui comprend une phase liquide ainsi qu'une certaine quantité de constituants particulaires. L'expression "pouvant être pompé(e)(s)" est utilisée ici dans le sens conventionnel dans la technologie alimentaire et signifie que la masse peut être déplacée, par exemple dans des tuyautages, à l'aide de systèmes de pompes conventionnels.
Les aliments selon l'invention ainsi que la masse pouvant être pompée à partir de laquelle ceux-ci sont produits sont également caractérisés par la présence d'une phase liquide continue et de constituants particulaires. L'expression "constituants particulaires" est utilisée pour faire référence à des ingrédients qui sont présents sous une forme solide, laquelle forme est caractérisée par une multitude d'éléments solides discrets présentant souvent, mais non obligatoirement, une grosseur et une forme plus ou moins identiques. Ces éléments discrets sont généralement obtenus par découpe, concassage et/ou broyage d'aliments naturels, tels que la viande, le poisson, la volaille, les crustacés et les coquillages, les légumes, les champignons, les noix, les fruits, etc., ou par la formation d'éléments à partir d'une masse façonnable, comme dans le cas des pâtes alimentaires, des pâtes, des boulettes de viande, etc. Certains constituants particulaires seront obtenus tels quels à partir de produits naturels, comme dans le cas des légumineuses, du riz, de la semoule, du couscous, des graines, des semences, etc. Par conséquent, les constituants particulaires peuvent présenter les formes et les dimensions les plus diverses, comme l'homme moyen du métier le comprendra, et les caractéristiques précises varieront donc en fonction de la nature et de la formulation précises de l'aliment.
Selon la présente invention, les constituants particulaires peuvent être répartis en différentes catégories sur base des dimensions, à savoir les gros morceaux, les petits morceaux et les fines particules. Les gros morceaux présentent par exemple un volume dans la plage d'environ 2 ml à environ 16 ml, de préférence d'environ 2,5 ml à environ 8 ml, plus préférablement d'environ 3 ml à environ 6 ml. Les petits morceaux présentent par exemple un volume dans la plage d'environ 0,2 ml à environ 2 ml, de préférence d'environ 0,3 ml à environ 1,5 ml, plus préférablement d'environ 0,4 ml à environ 1 ml. Les fines particules présentent par exemple un volume dans la plage d'environ 0,001 ml à environ 0,2 ml, de préférence d'environ 0,01 ml à environ 0,175 ml, plus préférablement d'environ 0,025 ml à environ 0,15 ml.
Les dimensions des constituants particulaires peuvent également être caractérisées à l'aide du diamètre moyen et/ou de la plus grande ligne diamétrale. Les gros morceaux présentent par exemple une ligne diamétrale moyenne (pondérée en volume) la plus grande dans la plage d'environ 10-30 mm, de préférence d'environ 12-25 mm, plus préférablement d'environ 15-20 mm. Les petits morceaux présentent par exemple une ligne diamétrale moyenne (pondérée en volume) la plus grande dans la plage d'environ 2-10 mm, de préférence d'environ 3-7 mm, plus préférablement d'environ 4-5 mm. Les fines particules présentent par exemple une ligne diamétrale moyenne (pondérée en volume) la plus grande dans la plage d'environ 0,5-2 mm, de préférence d'environ 0,75-1,75 mm, plus préférablement d'environ 1-1,5 mm.
Dans un mode de réalisation préféré, l'aliment selon l'invention comprend au moins un constituant sous forme de gros morceaux tels que définis ci-dessus.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, les constituants particulaires présentent une forme choisie dans le groupe des formes sphériques, rondes, cylindriques, ellipsoïdes, cubiques, parallélépipédiques, multifacettes, en forme de tranches, en forme de plaques, en forme de flocons et en forme de brins.
Dans un mode de réalisation préféré, la masse pouvant être pompée comprend une quantité de constituants particulaires selon l'invention dans la plage de 5 à 80% (P/P), sur base du poids total de la masse pouvant être pompée, de préférence de 10 à 60% (P/P), plus préférablement de 15 à 50% (P/P).
La phase liquide de l'aliment et de la masse pouvant être pompée, à partir de laquelle l'aliment est produit, selon la présente invention, comprend généralement de l'eau présentant des constituants dissous et/ou dispersés. La composition précise de la phase liquide peut varier en fonction de la nature et de la formulation précises de l'aliment, comme l'homme moyen du métier le comprendra. Dans de nombreux cas, la phase aqueuse comprendra des composants des produits naturels qui forment (traditionnellement) la base des aliments concernés, tels que de la viande, du poisson, de la volaille, des crustacés et des coquillages, des légumes, des champignons, des noix, des fruits, etc. En outre, la phase aqueuse comprendra des composants qui sont ajoutés en raison d'une fonctionnalité spécifique, tels que des épaississants, des liants, des émulsifiants, des herbes aromatiques, des épices, du sel, des substances aromatisantes, des colorants, etc.
Dans des modes de réalisation déterminés de l'invention, la phase liquide de la masse pouvant être pompée (et/ou de l'aliment) comprend une émulsion d'huile et/ou de graisse dans de l'eau.
Dans des modes de réalisation déterminés de l'invention, la phase liquide de la masse pouvant être pompée (et/ou de l'aliment) comprend un ou plusieurs polysaccharides et/ou une ou plusieurs protéines, qui fonctionnent principalement comme épaississant. Dans un mode de réalisation, la phase liquide de la masse pouvant être pompée (et/ou de l'aliment) comprend un ou plusieurs composants choisis dans le groupe constitué par les amidons, les gommes, la gélatine, la pectine, l'alginate, etc., en une quantité d'au minimum 0,5% (P/P) sur base du poids total de la masse pouvant être pompée, de préférence d'au minimum 1,0% (P/P), plus préférablement d'au moins 2,0% (P/P).
Dans des modes de réalisation déterminés de l'invention, la phase liquide de la masse pouvant être pompée (et/ou de l'aliment) comprend une ou plusieurs herbes aromatiques et/ou épices.
Dans des modes de réalisation déterminés de l'invention, la phase liquide de la masse pouvant être pompée (et/ou de l'aliment) comprend du sel (NaCl) en des concentrations usuelles pour ce type de produit.
Dans un mode de réalisation, la phase liquide de la masse pouvant être pompée est caractérisée par une valeur de pH donnée, en particulier par une valeur de pH dans la plage de 4,5 à 8, de préférence de 5 à 7,5, en particulier de 5,25 à 7,25.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape a) comprend la découpe et/ou le broyage d'ingrédients, tels qu'en particulier, mais non exclusivement, les constituants discutés ci-dessus, en une masse pouvant être pompée et l'addition consécutive d'un ou de plusieurs constituants particulaires, tels qu'en particulier, mais non exclusivement, les constituants particulaires discutés ci-dessus.
Dans des modes de réalisation de l'invention, une certaine quantité d'eau peut être ajoutée aux autres ingrédients pendant l'étape a). Comme discuté en détail ci-dessous, on tiendra compte dans l'étape a) de la dilution supplémentaire du produit dans les étapes ultérieures du procédé. Plus particulièrement, la teneur en eau dans la masse pouvant être pompée produite dans l'étape a) sera inférieure à la teneur visée dans l'aliment à produire en finalité.
Comme défini ci-dessus, l'étape b) comprend le chauffage indirect de la masse pouvant être pompée produite dans l'étape a). Dans le contexte de la présente invention, l'expression "chauffage indirect" se réfère à n'importe quel procédé de chauffage pendant lequel de la chaleur provenant d'une source externe est transmise à la masse pouvant être pompée sans que ceci n'aille de pair avec une transmission et/ou un échange de matière. Ces types de procédés sont généralement connus dans le domaine spécialisé. Des systèmes appropriés pour réaliser l'étape b) comprennent par exemple ce qu'on appelle des échangeurs thermiques tube dans tube ('tube in tube'), qui comprennent généralement un tube interne à travers lequel la masse alimentaire est pompée, entouré par un tube externe à travers lequel de l'eau chaude, par exemple de l'eau qui est chauffée sous pression à environ 120°C, est pompée. Dans un tel système, le niveau de chauffage peut être réglé par l'adaptation des vitesses d'écoulement.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape b) comprend le chauffage indirect de la masse pouvant être pompée produite dans l'étape a) jusqu'à une température dans la plage de 75-90°C, de préférence jusqu'à une température dans la plage de 80-90°C.
Comme défini ci-dessus, l'étape c) comprend le traitement de la masse pouvant être pompée par une injection directe de vapeur. Cette étape est généralement directement consécutive à l'étape b), c'est-à-dire sans refroidissement intermédiaire de la masse pouvant être pompée. L'expression "injection directe de vapeur", également indiquée en abrégé par 'DSI', renvoie à une technique qui est généralement connue dans le domaine spécialisé, une masse liquide ou pouvant être pompée étant mise en contact direct avec de la vapeur. Dans le présent procédé, ceci entraîne une augmentation de la température de la masse pouvant être pompée ainsi qu'une augmentation de la teneur en eau dans la masse pouvant être pompée.
La DSI est une technique qui est connue en soi dans le domaine spécialisé. Des cartouches de DSI appropriées qui pourraient être appliquées dans des procédés selon la présente invention sont commercialement disponibles.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape c) comprend le traitement de la masse pouvant être pompée par DSI jusqu'à une température dans la plage de 120-150°C, de préférence jusqu'à une température dans la plage de 125-145°C, en particulier jusqu'à une température dans la plage de 130-150°C.
Pour atteindre celle-ci, on injecte de la vapeur sous haute pression. Une pression trop élevée n'est pas souhaitable dans le cadre de la présente invention car elle provoque la détérioration des constituants particulaires. Pour obtenir des résultats optimaux, on injecte de préférence de la vapeur sous une pression dans la plage de 7 à 15 bars, de préférence de 8-12,5 bars, plus préférablement de 8,5-10 bars.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape c) est réalisée de manière telle que la température visée est atteinte en un laps de temps de 3-20 secondes, de préférence en un laps de temps de 3,5-15 secondes, en particulier en un laps de temps de 4-10 secondes.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape c) est réalisée de manière telle que la masse pouvant être pompée est diluée avec de l'eau d'un facteur dans la plage de 2-12%, sur base du poids total de la masse pouvant être pompée, de préférence d'un facteur dans la plage de 3-10%, en particulier d'un facteur dans la plage de 4-8%, par exemple d'un facteur d'environ 6%.
Lors de la production de la masse pouvant être pompée dans l'étape a), on tient compte de la dilution suite au traitement par DSI, en ce sens que la quantité d'eau qui est ajoutée par DSI dans l'étape c) est déduite de la quantité d'eau qu'on devrait ajouter dans l'étape a) pour arriver à la teneur totale en eau visée de l'aliment final.
Dans le procédé selon l'invention, il existe une relation directe entre la dilution de la masse pouvant être pompée pendant l'étape de DSI et le niveau d'échauffement. Dans le présent procédé, la règle générale qui est d'application est que chaque étape d'augmentation de la température de 5°C va de pair avec une dilution d'environ 1%, sur base du poids total de la masse pouvant être pompée, ou avec une dilution d'environ 6% pour le traitement par DSI visé au cours duquel la température d'environ 108°C est augmentée à environ 140°C. Cette règle générale part de l'hypothèse que la masse pouvant être pompée peut être assimilée à de l'eau (c'est-à-dire un liquide newtonien). La mesure dans laquelle cette hypothèse est justifiée dépend fortement de la formulation spécifique. L'homme moyen du métier comprendra que la régulation du procédé sur base de cette règle générale peut donc conduire à une imprécision dans la teneur finale en eau. Le résultat de cette imprécision est que la qualité du produit pourrait fluctuer fortement.
La présente invention fournit également une solution pour ce problème par l'application d'un couplage en retour sur base de données relatives à la vitesse d'écoulement de la masse pouvant être pompée dans le système (la partie aseptique de celui-ci). L'expression "partie aseptique" est utilisée dans la description pour désigner une partie du système où la masse pouvant être pompée ou l'aliment visé est exempt(e) d'une contamination bactérienne, ou encore après le dispositif de DSI du système.
Dans un mode de réalisation de l'invention, on mesure par conséquent la vitesse d'écoulement de la masse pouvant être pompée tant en amont du dispositif de DSI qu'en aval du dispositif de DSI et/ou de la partie de maintien du système. L'expression "partie de maintien" est utilisée dans la description pour désigner la partie du système où l'étape d) est réalisée. Ensuite, sur base de la différence de la vitesse d'écoulement, on détermine l'écart de la dilution réelle par rapport à la dilution calculée.
Diverses mesures peuvent être mises en œuvre dans le procédé pour corriger un écart de la teneur en eau. La présente invention concerne un mode de réalisation dans lequel le procédé est réalisé en mode continu, des données relatives à la vitesse d'écoulement mesurées avant et après le dispositif de DSI et/ou la partie de maintien étant utilisées via une boucle de rétroaction pour adapter la quantité d'eau qui est ajoutée dans l'étape a).
La présente invention concerne un mode de réalisation dans lequel le procédé est réalisé de manière telle que des données relatives à la vitesse d'écoulement mesurées avant et après le dispositif de DSI et/ou la partie de maintien sont utilisées pour adapter la quantité d'eau qui est ajoutée dans l'étape a).
Dans un mode de réalisation de l'invention, des données relatives à la vitesse d'écoulement, mesurées avant et après le dispositif de DSI et/ou la partie de maintien, sont utilisées pour déterminer si le lot concerné de l'aliment obtenu satisfait aux spécifications et est donc validé ou refusé. Ces mesures sont efficaces pour optimiser la qualité du produit ainsi que pour réduire la variabilité dans la qualité du produit.
Comme défini ci-dessus, l'étape d) comprend le maintien de l'aliment dans une partie de maintien conçue à cet effet du système, de telle sorte que la température élevée après l'étape de DSI reste maintenue pendant une certaine période. Une telle procédure est connue en soi de manière générale dans le domaine spécialisé et est souvent désignée par 'maintien' ('holding'). La procédure est par exemple réalisée par le pompage de la masse alimentaire à travers une partie de maintien du système, qui est pourvue d'une isolation, suite à quoi la température de la masse pendant le déplacement à travers cette partie du système ne diminue pas ou quasiment pas. L'homme moyen du métier comprendra que l'étape d) est réalisée dans un système fermé dans des conditions aseptiques.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape d) est réalisée de manière telle que l'aliment est maintenu à une température dans la plage de 120-150°C, de préférence dans la plage de 125-145°C, en particulier dans la plage de 130-150°C. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape d) est réalisée de manière telle que l'aliment est maintenu à la température visée pendant un laps de temps de 1-5 minutes, de préférence pendant un laps de temps de 1,5-4,5 minutes, en particulier pendant un laps de temps de 2-4 minutes.
Comme défini ci-dessus, l'étape e) comprend le refroidissement de l'aliment. Des systèmes appropriés pour réaliser l'étape e) comprennent par exemple un système indirect, tel qu'un échangeur de chaleur tube dans tube. L'homme moyen du métier comprendra que l'étape e) est réalisée dans un système fermé dans des conditions aseptiques.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape e) comprend le refroidissement de l'aliment jusqu'à une température dans la plage de 10-45°C, de préférence jusqu'à une température dans la plage de 15-40°C, en particulier jusqu'à une température dans la plage de 20-3 5°C.
Dans un mode de réalisation, l'aliment refroidi est ensuite déplacé vers une citerne de stockage aseptique, où l'aliment peut rester pendant un certain temps avant qu'il ne soit réparti sur les récipients à aliment. L'homme moyen du métier comprendra qu'une telle citerne de stockage fait partie du système aseptique fermé, tel que décrit ci-dessus.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, il existe dans ce système des différences de pression, en particulier entre la partie de DSI et la citerne de stockage et ces différences de pression sont utilisées pour réguler la vitesse d'écoulement de l'aliment à travers le système. Ces modes de réalisation sont particulièrement avantageux pour être appliqués dans la présente invention, par rapport aux systèmes de DSI connus, dans lesquels des mélangeurs statiques ou des systèmes comparables sont utilisés, en vue de prévenir la détérioration des constituants particulaires.
Dans un mode de réalisation, la citerne de stockage est sous pression de telle sorte qu'une contre-pression est créée, qui assure que l'étape de DSI se déroule bien. Ceci est en particulier important lors du traitement d'aliments dans lesquels un ou plusieurs constituants particulaires, notamment en gros morceaux, sont présents. Un mode de réalisation concerne par conséquent un procédé dans lequel la pression dans la citerne de stockage est maintenue à une valeur supérieure à 1 bar, par exemple dans la plage de 1,25-15 bars, de préférence dans la plage de 1,5-10 bars, en particulier dans la plage de 2-8 bars, en vue de créer une chute de pression entre le système de DSI et la citerne de stockage aseptique, de préférence une chute de pression d'environ 1-10 bars, de préférence une chute de pression d'environ 2-7,5 bars, en particulier d'environ 2,5-5 bars. Dans un mode de réalisation, aucune force mécanique directe n'est exercée sur l'aliment.
Comme défini ci-dessus, l'étape f) comprend le remplissage aseptique de récipients à aliments par l'aliment refroidi et conservé dans la citerne de stockage aseptique. Un système approprié pour réaliser l'étape f) est par exemple un système de SIG combibloc. L'homme moyen du métier comprendra que l'étape f) est réalisée dans un système fermé dans des conditions aseptiques.
Après le remplissage et la fermeture du récipient à aliments dans l'étape f), le produit fini est prêt à l'emballage et au stockage et/ou à la distribution.
Un aspect de l'invention concerne l'aliment et le récipient à aliments rempli tels qu'obtenus par l'application du procédé décrit ci-dessus. Comme on le comprendra sur base de la description, les aliments concernés sont caractérisés par une stabilité microbienne ainsi que par une teneur relativement basse en composants qui se forment de manière caractéristique lors d'une surchauffe d'aliments.
Un autre aspect de l'invention concerne un dispositif pour réaliser le procédé comme décrit ci-dessus.
Un mode de réalisation de l'invention concerne un tel dispositif, ce dispositif, destiné à la préparation d'un aliment, qui comprend une phase continue liquide et un ou plusieurs constituants particulaires, selon un procédé tel que décrit ci-dessus, comprenant : i) un dispositif de transformation pour transformer des ingrédients consommables en une masse pouvant être pompée qui comprend une phase liquide ainsi qu'une certaine quantité de constituants particulaires ; ii) un dispositif de chauffage pour le chauffage indirect de la masse pouvant être pompée obtenue dans le dispositif de transformation, de préférence à une température dans la plage de 75-90°C ; iii) un dispositif DSI ('direct steam injection' - injection directe de vapeur) pour le traitement de la masse chaude pouvant être pompée par une injection directe de vapeur, suite à quoi la masse pouvant être pompée est diluée en vue d'obtenir l'aliment visé et suite à quoi l'aliment obtenu est chauffé davantage, de préférence à une température dans la plage de 120-150°C ; iv) une partie de maintien pour maintenir la température de l'aliment, de préférence pendant 1-5 minutes entre 120-150°C ; v) un dispositif de refroidissement pour le refroidissement de l'aliment, de préférence à une température dans la plage de 10-45°C ; vi) un dispositif de stockage aseptique qui est approprié pour le stockage temporaire de l'aliment refroidi ; vii) un dispositif de remplissage pour le remplissage aseptique d'un récipient à aliments par l'aliment refroidi.
Dans un mode de réalisation préféré du dispositif, le dispositif de stockage aseptique est maintenu à une pression dans la plage de 1-15 bars.
Dans un mode de réalisation préféré du dispositif, une bifurcation est disposée entre le dispositif de DSI et le dispositif de stockage aseptique, une première branche conduisant vers le dispositif de stockage aseptique et une deuxième branche vers une ligne de déchets. De préférence, cette bifurcation se trouve après le dispositif de refroidissement et avant le dispositif de stockage aseptique.
Le changement d'aliment à produire comprend un certain nombre d'étapes, premièrement, les résidus de l'aliment qui est encore présent dans le dispositif sont éliminés par rinçage, ensuite, le dispositif est nettoyé et enfin, le dispositif est rempli par l'aliment consécutif, la première partie de l'aliment consécutif étant encore évacuée via la ligne de déchets, étant donné que cette partie peut encore contenir, en partie, des restes de nettoyage. Cette ligne de déchets est à utiliser pour l'évacuation de flux de déchets qui sont formés lors du changement d'aliment à produire.
Dans un mode de réalisation préféré du dispositif, un clapet de contre-pression est disposé en amont de la bifurcation, qui est conçu d'une part pour être actif pendant le changement de l'aliment à produire et d'autre part pour ne pas être actif lorsque le produit est guidé vers la citerne de stockage aseptique. De préférence, ce clapet de contre-pression est placé après le dispositif de refroidissement et avant la bifurcation.
Dans ce dispositif, une chute de pression entre le dispositif de DSI et le dispositif de stockage aseptique est utilisée pour déplacer l'aliment à travers le dispositif. Les inventeurs ont trouvé que grâce au placement du clapet de contre-pression, la différence de pression entre le dispositif de DSI et les éléments consécutifs du dispositif, d'une part le dispositif de stockage aseptique et d'autre part la ligne de déchets, peut être maintenue constante, suite à quoi tout ce qui passe à travers le dispositif de DSI et la partie de maintien est présent pendant la même durée dans le dispositif de DSI et dans la partie de maintien et, par conséquent, peut être stérilisé suffisamment. De même, pendant le changement de l'aliment à produire, il est important que les restes d'aliments et d'eau de nettoyage à éliminer par rinçage soit suffisamment stérilisés avant qu'ils ne passent dans la ligne de déchets, sinon une contamination microbienne pourrait se former dans la partie aseptique du dispositif, ou encore après le dispositif de DSI. Les inventeurs ont trouvé qu'il est avantageux que ce clapet de contre-pression ne soit pas en fonctionnement pendant la production de l'aliment présentant des morceaux particulaires, étant donné que le clapet de contre-pression pourrait détruire les morceaux particulaires.
Dans un mode de réalisation, un dispositif de mesure de la vitesse d'écoulement est placé en amont et en aval du dispositif de DSL Ceci permet d'obtenir les avantages qui ont déjà été décrits ci-dessus pour le procédé. Dans un mode de réalisation, la vitesse d'écoulement en amont du dispositif de DSI est régulée par une pompe qui se trouve dans le dispositif. De préférence, cette pompe se trouve après le dispositif de transformation et avant le dispositif de DSI. Le dispositif de mesure de la vitesse d'écoulement en amont du dispositif de DSI se trouve de préférence entre cette pompe et le dispositif de DSI.
Le chauffage indirect dans le dispositif de chauffage est de préférence réalisé comme déjà décrit ci-dessus pour l'étape b) du procédé. L'injection directe de vapeur dans le dispositif de DSI est de préférence réalisée comme déjà décrit ci-dessus pour l'étape c) du procédé.
Le maintien de la température dans la partie de maintien est de préférence réalisé comme déjà décrit ci-dessus pour l'étape d) du procédé.
Le refroidissement de l'aliment dans le dispositif de refroidissement est de préférence réalisé comme déjà décrit ci-dessus pour l'étape e) du procédé.
Il doit être clair que la description ci-dessus est destinée à illustrer le fonctionnement de modes de réalisation préférés de l'invention et non pas à limiter la portée de l'invention. Partant de l'explication ci-dessus, de nombreuses variations seront évidentes pour l'homme du métier qui se situent dans l'esprit et la portée de la présente invention.
Claims (12)
- Revendications1. Procédé pour la préparation d'un aliment qui comprend une phase continue liquide et un ou plusieurs constituants particulaires, le procédé comprenant les étapes suivantes, consistant à : a) transformer des ingrédients consommables en une masse pouvant être pompée qui comprend une phase liquide ainsi qu'une certaine quantité de constituants particulaires ; b) chauffer indirectement la masse pouvant être pompée obtenue dans l'étape a) à une température dans la plage de 75-90°C ; c) traiter la masse chaude pouvant être pompée par une injection directe de vapeur, suite à quoi la masse pouvant être pompée est diluée en vue d'obtenir l'aliment visé et suite à quoi l'aliment obtenu est chauffé davantage à une température dans la plage de 120-150°C ; d) maintenir l'aliment de manière telle que la température de l'aliment est maintenue pendant 1-5 minutes dans la plage de 120-150°C ; e) refroidir l'aliment à une température dans la plage de 10-40°C ; et f) remplir de manière aseptique un récipient à aliments par l'aliment refroidi.
- 2. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la masse pouvant être pompée comprenant au moins un composant particulaire sous forme de gros morceaux, qui sont caractérisés par un volume dans la plage d'environ 2 ml à environ 16 ml, de préférence d'environ 2,5 ml à environ 8 ml.
- 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la masse pouvant être pompée présentant une valeur de pH dans la plage de 4,5-8, de préférence dans la plage de 5-7,5.
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, de la vapeur étant injectée à une pression de 7 à 15 bars pendant l'étape c).
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'étape c) entraînant une dilution de la niasse pouvant être pompée de 4-8% (P/P).
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la vitesse d'écoulement de la masse pouvant être pompée étant mesurée en amont de la partie de DSI ('direct steam injection' - injection directe de vapeur) et en aval du dispositif de DSI et/ou de la partie de maintien du système et des données relatives à la vitesse d'écoulement mesurées avant et après le dispositif de DSI et/ou la partie de maintien étant utilisées via une boucle de rétroaction pour adapter la quantité d'eau qui est ajoutée dans l'étape a).
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'aliment étant un aliment choisi dans le groupe constitué par les soupes, les sauces ou les plats mijotés.
- 8. Dispositif pour la préparation d'un aliment qui comprend une phase continue liquide et un ou plusieurs constituants particulaires selon un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant : i) un dispositif de transformation pour transformer des ingrédients consommables en une masse pouvant être pompée qui comprend une phase liquide ainsi qu'une certaine quantité de constituants particulaires ; ii) un dispositif de chauffage pour le chauffage indirect de la masse pouvant être pompée obtenue dans le dispositif de transformation à une température dans la plage de 75-90°C ; iii) un dispositif de DSI pour le traitement de la masse chaude pouvant être pompée par une injection directe de vapeur, suite à quoi la masse pouvant être pompée est diluée en vue d'obtenir l'aliment visé et suite à quoi l'aliment obtenu est chauffé davantage à une température dans la plage de 120-150°C ; iv) une partie de maintien pour maintenir la température de l'aliment pendant 1-5 minutes entre 120-150°C ; v) un dispositif de refroidissement pour le refroidissement de l'aliment à une température dans la plage de 10-45°C ; vi) un dispositif de stockage aseptique qui est approprié pour le stockage temporaire de l'aliment refroidi ; vii) un dispositif de remplissage pour le remplissage aseptique d'un récipient à aliments par l'aliment refroidi.
- 9. Dispositif selon la revendication 8, le dispositif de stockage aseptique étant maintenu à une pression dans la plage de 1,25-15 bars.
- 10. Dispositif selon la revendication 9, une bifurcation étant disposée entre le dispositif de DSI et le dispositif de stockage aseptique, une première branche allant vers le dispositif de stockage aseptique et une deuxième branche allant vers une ligne de déchets pour l'évacuation des flux de déchets qui sont formés lors du changement de l'aliment à produire, un clapet de contre-pression étant disposé en amont de la bifurcation, qui est conçu d'une part pour être actif pendant le changement de l'aliment à produire, le dispositif étant maintenu à pression, et d'autre part pour ne pas être actif lorsque le produit est guidé vers la citerne de stockage aseptique.
- 11. Procédé selon la revendication 1, les étapes a)-f) étant réalisées à l'aide du dispositif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 8-10.
- 12. Aliment et/ou récipient à aliments qui peu(ven)t être obtenu(s) par l'application du procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1-7 et 11.
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| BE1023172B1 (nl) | 2016-12-09 |
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