FR3084262A1 - Procede d’elimination de microorganismes presents dans et/ou a la surface d’un materiau a decontaminer - Google Patents
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Description
PROCÉDÉ D'ÉLIMINATION DE MICROORGANISMES PRÉSENTS DANS ET/OU À LA SURFACE D'UN MATÉRIAU À DÉCONTAMINER
La présente invention concerne un procédé d'élimination, de réduction ou de contrôle de microorganismes présents dans et/ou à la surface d'un matériau à décontaminer, comprenant une étape d'irradiation, ainsi qu'un dispositif d'irradiation.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Au sens de la présente invention, on entend par « matériau à décontaminer », un matériau qui a été altéré et/ou infecté par un ou plusieurs microorganismes. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le matériau à décontaminer qui a été altéré et/ou infecté par un ou plusieurs microorganismes indésirables. Avantageusement, le matériau à décontaminer peut être sous une forme solide ou sous une forme liquide. Dans le cas où le matériau est sous une forme liquide, le matériau circule à l'intérieur d'un contenant, tels que par exemple un tuyau ou une conduite.
Le matériau à décontaminer peut notamment être choisi parmi les équipements industriels, le sol, les livres, les cartons, les denrées périssables, le vin, les semences, le bois, le cuir, les matériaux de constructions, les textiles, les plantes, la peau, les muqueuses, les ongles, les eaux contaminées, l'air ambiant, les instruments à usage médical ou vétérinaire.
Pour éviter tout risque de contamination microbiologique des matériaux, tout au moins pour le limiter au maximum, les industriels font surtout appel aux produits chimiques (par exemple peroxyde d’hydrogène ou acide péracétique), dont l’usage est bien entendu soumis à une réglementation stricte. Actuellement, le procédé le plus utilisé et le plus sûr en termes de sécurité sanitaire, pour assurer l’innocuité et la conservation des aliments, est le traitement thermique, c'est-à-dire la stérilisation ou la pasteurisation. Toutefois, ces méthodes présentent des inconvénients. En effet, la température peut altérer la qualité du produit ou du matériau (structure, couleur...) ou altérer les qualités organoleptiques (goût, odeur, texture...) et nutritionnelles des produits alimentaires.
Afin de lutter contre cette contamination tout en évitant l'altération des qualités organoleptiques et nutritionnelles des matériaux et notamment des produits alimentaires, différentes méthodes ont été mises au point. La demande internationale W02007/049962 décrit notamment une méthode de contrôle de la croissance de pathogène sur des plantes ou des champignons via l'application d'un rayonnement ultraviolet (UV) continu pendant 24 heures. La demande internationale W02005/049962 décrit une méthode de contrôle de la prolifération microbienne à la surface d'un aliment en appliquant une étape d'irradiation utilisant une lumière pulsée à base d'ultraviolets (UV).
Toutefois, ces méthodes ne sont pas capables de distinguer les microorganismes indésirables et la flore microbienne positive. De plus, ces méthodes induisent également des risques de mutations génétiques pour tous les organismes exposés aux ultraviolets, incluant les microorganismes eux-mêmes, les opérateurs, les plantes et/ou les animaux traités. Il existe donc un risque important lié à ces mutations pouvant accroître le pouvoir pathogène ou induire des résistances des microorganismes aux différents traitements connus à ce jour. Pour l'opérateur, ces mutations génétiques peuvent aboutir au développement de tumeurs cancéreuses.
Par conséquent, il apparait nécessaire de mettre au point un nouveau procédé permettant de décontaminer un matériau, sans altérer la flore microbienne positive et le matériau lui-même, tout en étant respectueux de l'environnement.
DESCRIPTION DE L’INVENTION
La présente invention a donc pour objet un procédé d'élimination de microorganismes présents dans et/ou à la surface d'un matériau à décontaminer comprenant une étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 dirigés sur ledit matériau, lesdits au moins deux faisceaux lumineux al et a2 ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 comprise entre 380 et 420 nm.
Le procédé selon l'invention permet de contrôler, de réduire, d'éliminer et détruire les microorganismes présents dans ou à la surface d'un matériau à décontaminer, quel que soit le type de matériau à décontaminer, sans utiliser de chaleur, de gaz ou de produits chimiques, tels que les pesticides. Ainsi, le procédé selon l'invention présente l'avantage d'être respectueux de l'environnement et d'avoir très peu d'impact écologique. Le procédé selon l'invention permet en particulier de contrôler, de réduire, d'éliminer et détruire les microorganismes en les exposants à un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux ol et o2 dirigés sur ledit matériau. Plus particulièrement, le procédé selon l'invention permet l'altération rapide dudit microorganisme, réduisant ou éliminant ainsi la division cellulaire et/ou les processus entraînant la prolifération du microorganisme aux surfaces des matériaux. Ce procédé a l’avantage de contrôler efficacement la contamination microbienne et d'éliminer spécifiquement les microorganismes présents dans ou à la surface des matériaux, sans altérer la flore microbienne positive.
Au sens de la présente invention, on entend par « procédé d'élimination », tout procédé permettant d'inactiver, d'éliminer, de désinfecter, de décontaminer, de détruire, d'éradiquer ou de supprimer certains types de microorganismes présents dans ou à la surface des matériaux à décontaminer. Avantageusement, le procédé d'élimination selon l'invention permet d'éliminer, dans la zone irradiée lorsque le matériau est solide ou au sein du matériau lorsqu'il s'agit d'un fluide, plus de 20% des microorganismes.
Au sens de la présente invention, on entend par « microorganisme », tout organisme unicellulaire eucaryote. Avantageusement, les microorganismes sont des microorganismes indésirables, également appelés flore d'altération ou pathogènes, c'est-à-dire des organismes unicellulaires eucaryotes capables de proliférer dans ou à la surface d'un matériau, en provoquant une altération et/ou une infection dudit matériau, pouvant aller de l'apparition de simples ponctuations superficielles à la pourriture partielle ou totale dudit matériau. À titre d'exemples de microorganismes indésirables, on peut notamment citer : les microorganismes appartenant au règne des Fungi, et en particulier les champignons, les levures ou les moisissures. Avantageusement, les microorganismes selon l'invention sont des microorganismes appartiennent au règne des Fungi. À titre d'exemples de microorganismes appartenant au règne des Fungi, on peut notamment citer les microorganismes appartenant aux divisions des ascomycota, des basidiomycota ou des entorrhizomycota. À titre d'exemples d'ascomycota, on peut notamment citer les espèces Pénicillium digitatum, Botrytis cinerea et Brettanomyces bruxellensis.
Par opposition aux microorganismes indésirables, on entend par « flore microbienne positive» au sens de la présente invention, tout microorganisme susceptibles de proliférer dans ou à la surface d'un matériau, sans provoquer d'altération et/ou d'infection dudit matériau. À titre d'exemple de flore microbienne positive, on peut notamment citer les microorganismes jouant un rôle dans la conservation du matériau ou dans l'acquisition de sa typicité sensorielle, comme Saccharomyces cerevisiae.
Au sens de la présente invention, on entend par « étape d'irradiation », une étape consistant à exposer volontairement ledit matériau à décontaminer à un rayonnement.
Au sens de la présente invention, on entend par « rayonnement », l'émission ou le transport d'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques ou de particules. Avantageusement, le rayonnement selon l'invention est un rayonnement sous forme d'ondes électromagnétiques, appelé également rayonnement électromagnétique. Avantageusement, le rayonnement électromagnétique selon l'invention est visible par l'œil humain. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le rayonnement peut être émis par une seule et unique source de lumière ou par deux sources de lumière différentes. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le rayonnement peut être émis par une seule et unique source de lumière capable d'émettre de manière alternée, séquencée ou simultanée lesdits au moins deux faisceaux lumineux ol et o2 constituant le rayonnement. Dans un autre mode de réalisation particulièrement avantageux, le rayonnement peut être émis par deux sources de lumière différentes, chacune émettant de manière alternée, séquencée ou simultanée un des faisceaux lumineux ol ou o2, constituant le rayonnement.
Au sens de la présente invention, on entend par «un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 », un rayonnement constitué au minimum des deux faisceaux lumineux al et a2. Dans un mode de réalisation particulier, le rayonnement peut comprendre d'autres faisceaux lumineux en sus des faisceaux lumineux al et a2. Avantageusement, le rayonnement peut comprendre un faisceaux lumineux en sus des faisceaux lumineux al et a2, avantageusement deux faisceaux lumineux en sus des faisceaux lumineux al et a2, avantageusement trois faisceaux lumineux en sus des faisceaux lumineux al et a2, avantageusement quatre faisceaux lumineux en sus des faisceaux lumineux al et a2, avantageusement cinq faisceaux lumineux en sus des faisceaux lumineux al et a2 voire plus.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le rayonnement est constitué uniquement des deux faisceaux lumineux al et a2.
Au sens de la présente invention, on entend par « alternée » ou « séquencée», l'émission successive du faisceau lumineux al puis du faisceau lumineux a2, à des intervalles de temps plus ou moins réguliers.
Au sens de la présente invention, on entend par « simultanée », l'émission au même instant des faisceaux lumineux al et a2.
Le procédé d'élimination de microorganismes selon l'invention comprenant une étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 dirigés sur ledit matériau, lesdits au moins deux faisceaux lumineux al et a2 ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 comprise entre 380 et 420 nm. Avantageusement, les inventeurs ont découvert qu'en irradiant un matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 dirigés sur ledit matériau, lesdits au moins deux faisceaux lumineux al et a2 ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 comprise entre 380 et 420 nm, il est possible d'éliminer sélectivement les microorganismes indésirables. Plus particulièrement, les inventeurs ont découvert que les microorganismes indésirables sont particulièrement sensibles aux longueurs d'ondes comprises entre 380 et 420 nm, et notamment aux longueurs d'ondes capables d'exciter spécifiquement les porphyrines et/ou l'ergostérol.
Les porphyrines ont une place importante dans le métabolisme des microorganismes et jouent notamment un rôle important dans le mécanisme de respiration cellulaire et en particulier dans le transport du dioxygène. Ainsi, l'application d'un faisceau ayant une longueur d'onde excitant spécifiquement les porphyrines entraînera la formation de dérivés réactifs de l'oxygène, tels que des radicaux libres, de l'oxygène singulet, des ions oxygénés et des peroxydes, ce qui aura pour conséquence de générer un stress oxydatif et d'endommager les structures cellulaire.
L'ergostérol est un constituant essentiel de la membrane cellulaire des microorganismes indésirables. Ainsi, l'application d'un faisceau ayant une longueur d'onde excitant spécifiquement l'ergostérol provoquera la lyse de la membrane cellulaire du microorganisme indésirable, entraînant sa mort.
En irradiant un matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 dirigés sur ledit matériau, lesdits au moins deux faisceaux lumineux al et a2 ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 comprise entre 380 et 420 nm, et avantageusement excitant spécifiquement la porphyrine et/ou l'ergostérol, il est possible d'éliminer de manière spécifique les microorganismes indésirables présents dans ou à la surface du matériau à décontaminer, sans altérer la flore microbienne positive.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la longueur d'onde À1 du faisceau al est comprise entre 380 et 390 nm et dans laquelle la longueur d'onde À2 du faisceau a2 est comprise entre 400 et 420 nm. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la longueur d'onde À1 du faisceau al est de 385 nm et dans laquelle la longueur d'onde À2 du faisceau a2 est de 405 nm.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le procédé d'élimination de microorganismes selon l'invention comprenant une étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 dirigés sur ledit matériau, dans lequel ledit faisceaux lumineux al a une longueur d'onde À1 comprise entre 380 et 390 nm et ledit faisceaux lumineux a2 a une longueur d'onde À2 comprise entre 400 et 420 nm.
Dans un mode de réalisation encore plus avantageux, le procédé d'élimination de microorganismes selon l'invention comprenant une étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux ol et o2 dirigés sur ledit matériau, dans lequel ledit faisceaux lumineux ol a une longueur d'onde À1 de 385 nm et ledit faisceaux lumineux o2 a une longueur d'onde À2 de 405 nm.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le ratio de longueurs d'ondes À1:À2 va de 1 :99 à 99 :1. Avantageusement, les longueurs d'ondes À1:À2 sont appliquées à un ratio de 1 :99, avantageusement à un ratio de 2:98, avantageusement à un ratio de 3:97, avantageusement à un ratio de 4:96, avantageusement à un ratio de 5:95, avantageusement à un ratio de 6:94, avantageusement à un ratio de 7:93, avantageusement à un ratio de 8:92, avantageusement à un ratio de 9:91, avantageusement à un ratio de 10:90, avantageusement à un ratio de 11:89, avantageusement à un ratio de 12:88, avantageusement à un ratio de 13 :87, avantageusement à un ratio de 14:86, avantageusement à un ratio de 15 :85, avantageusement à un ratio de 16:84, avantageusement à un ratio de 17 :83, avantageusement à un ratio de 18:82, avantageusement à un ratio de 19 :81, avantageusement à un ratio de 20 80, avantageusement à un ratio de 21:79, avantageusement à un ratio de 22:78, avantageusement à un ratio de 23:87, avantageusement à un ratio de 24:76, avantageusement à un ratio de 25:75, avantageusement à un ratio de 26:74, avantageusement à un ratio de 27:73, avantageusement à un ratio de 28:72, avantageusement à un ratio de 29:71, avantageusement à un ratio de 30:70, avantageusement à un ratio de 31:69, avantageusement à un ratio de 32:68, avantageusement à un ratio de 33:87, avantageusement à un ratio de 34:66, avantageusement à un ratio de 35:85, avantageusement à un ratio de 36:64, avantageusement à un ratio de 37:83, avantageusement à un ratio de 38:62, avantageusement à un ratio de 39:81, avantageusement à un ratio de 40:60, avantageusement à un ratio de 41:59, avantageusement à un ratio de 42:58, avantageusement à un ratio de 43:57, avantageusement à un ratio de 44:56, avantageusement à un ratio de 45:55, avantageusement à un ratio de 46:54, avantageusement à un ratio de 47:53, avantageusement à un ratio de 48:52, avantageusement à un ratio de 49:51, avantageusement à un ratio de 50:50, avantageusement à un ratio de 51:49, avantageusement à un ratio de 52:48, avantageusement à un ratio de 53:47, avantageusement à un ratio de 54:46, avantageusement à un ratio de 55:45, avantageusement à un ratio de 56:44, avantageusement à un ratio de 57:43, avantageusement à un ratio de 58:42, avantageusement à un ratio de 59:41, avantageusement à un ratio de 60:40, avantageusement à un ratio de 61:39, avantageusement à un ratio de 62:38, avantageusement à un ratio de 63:37, avantageusement à un ratio de 64:36, avantageusement à un ratio de 65:35, avantageusement à un ratio de 66:34, avantageusement à un ratio de 67:33, avantageusement à un ratio de 68:32, avantageusement à un ratio de 69:31, avantageusement à un ratio de 70:30, avantageusement à un ratio de 71:29, avantageusement à un ratio de 72:28, avantageusement à un ratio de 73:27, avantageusement à un ratio de 74:26, avantageusement à un ratio de 75:25, avantageusement à un ratio de 76:24, avantageusement à un ratio de 77:23, avantageusement à un ratio de 78:22, avantageusement à un ratio de 79:21, avantageusement à un ratio de 80:20, avantageusement à un ratio de 81:19, avantageusement à un ratio de 82:18, avantageusement à un ratio de 83:17, avantageusement à un ratio de 84:16, avantageusement à un ratio de 85:15, avantageusement à un ratio de 86:14, avantageusement à un ratio de 87:13, avantageusement à un ratio de 88:12, avantageusement à un ratio de 89:11, avantageusement à un ratio de 90:10, avantageusement à un ratio de 91:9, avantageusement à un ratio de92:8, avantageusement à un ratio de 93:7, avantageusement à un ratio de94:6, avantageusement à un ratio de 95:5, avantageusement à un ratio de96:4, avantageusement à un ratio de 97:3, avantageusement à un ratio de98:2, avantageusement à un ratio de 99 :1. Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le ratio de longueurs d'ondes À1:À2 est de 50 :50.
Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le matériau à décontaminer est irradié pendant une durée d'au moins 10 millisecondes.
Avantageusement, le matériau à décontaminer est irradié pendant une durée d'au moins 20 millisecondes, avantageusement d'au moins 50 millisecondes, avantageusement d'au moins 100 millisecondes, avantageusement d'au moins 1 seconde, avantageusement d'au moins 5 secondes, avantageusement d'au moins 10 secondes, avantageusement d'au moins 15 secondes, avantageusement d'au moins 20 secondes, avantageusement d'au moins 25 secondes, avantageusement d'au moins 30 secondes, avantageusement d'au moins 35 secondes, avantageusement d'au moins 40 secondes, avantageusement d'au moins 45 secondes, avantageusement d'au moins 50 secondes, avantageusement d'au moins 55 secondes, avantageusement d'au moins une minute, avantageusement d'au moins 5 minutes, avantageusement d'au moins 10 minutes, avantageusement d'au moins 15 minutes, avantageusement d'au moins 20 minutes, avantageusement d'au moins 25 minutes, avantageusement d'au moins 30 minutes, avantageusement d'au moins 35 minutes, avantageusement d'au moins 40 minutes, avantageusement d'au moins 45 minutes, avantageusement d'au moins 50 minutes, avantageusement d'au moins 55 minutes, avantageusement d'au moins 1 heure, avantageusement d'au moins 2 heures, avantageusement d'au moins 3 heures, avantageusement d'au moins 4 heures, avantageusement d'au moins5 heures, avantageusement d'au moins 6 heures, avantageusement d'au moins7 heures, avantageusement d'au moins 8 heures, avantageusement d'au moins9 heures, avantageusement d'au moins 10 heures, avantageusement d'au moins 11 heures, avantageusement d'au moins 12 heures, avantageusement d'au moins 13 heures, avantageusement d'au moins 14 heures, avantageusement d'au moins 15 heures, avantageusement d'au moins 16 heures, avantageusement d'au moins 17 heures, avantageusement d'au moins 18 heures, avantageusement d'au moins 19 heures, avantageusement d'au moins 20 heures, avantageusement d'au moins 21 heures, avantageusement d'au moins 22 heures, avantageusement d'au moins 23 heures, avantageusement d'au moins 24 heures, avantageusement d'au moins 48 heures, avantageusement d'au moins 72 heures, avantageusement d'au moins un jour, avantageusement d'au moins 2 jours, avantageusement d'au moins 3 jours, avantageusement d'au moins 4 jours, avantageusement d'au moins 5 jours, avantageusement d'au moins 6 jours, avantageusement d'au moins 7 jours.
Dans un mode de réalisation encore plus avantageux de la présente invention, le matériau à décontaminer est irradié pendant une durée comprise entre 10 millisecondes et une minute, avantageusement entre une seconde et une minute.
Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 est appliqué à une dose comprise entre 10 et 106 kJ/m2. Avantageusement, le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 est appliqué à une dose comprise entre 50 et 1000 kJ/m2. Avantageusement, le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 est appliqué à une dose comprise entre 100 et 300 kJ/m2.
Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 est appliqué à une densité de puissance comprise entre 100 W/m2 et 1 GW/m2. Avantageusement, le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 est appliqué à une densité de puissance comprise 1 kW/m2 et 100 kW/m2.
Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 est continu ou séquencé.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, l'étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer est réalisée en irradiant ledit matériau à décontaminer pendant une durée d'au moins 10 millisecondes, à une dose comprise entre 100 et 106 kJ/m2
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le procédé d'élimination de microorganismes selon l'invention comprenant une étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 dirigés sur ledit matériau, dans lequel ledit faisceaux lumineux al a une longueur d'onde À1 comprise entre 380 et 390 nm et ledit faisceaux lumineux a2 a une longueur d'onde À2 comprise entre 400 et 420 nm et dans lequel l'étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer est réalisée en irradiant ledit matériau à décontaminer pendant une durée d'au moins 10 millisecondes, à une dose comprise entre 100 et 106 kJ/m2.
Dans un mode de réalisation encore plus avantageux, le procédé d'élimination de microorganismes selon l'invention comprenant une étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux ol et o2 dirigés sur ledit matériau, dans lequel lesdits faisceaux lumineux ol a une longueur d'onde À1 de 385 nm et ledit faisceaux lumineux o2 a une longueur d'onde À2 de 405 nm et dans lequel l'étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer est réalisée en irradiant ledit matériau à décontaminer pendant une durée d'au moins 10 millisecondes, à une dose comprise entre 100 et 106 kJ/m2
Dans un mode de réalisation encore plus avantageux, le procédé d'élimination de microorganismes selon l'invention comprenant une étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux ol et o2 dirigés sur ledit matériau, dans lequel ledit faisceaux lumineux ol a une longueur d'onde À1 de 385 nm et ledit faisceaux lumineux o2 a une longueur d'onde À2 de 405 nm, dans lequel le ratio de longueurs d'ondes À1 : À2 est de 50 :50 et dans lequel l'étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer est réalisée en irradiant ledit matériau à décontaminer pendant une durée d'au moins 10 millisecondes, à une dose comprise entre 100 et 106 kJ/m2
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le rayonnement est appliqué avec un angle d'incidence compris entre 0° et 180° par rapport au plan de référence (PR). Avantageusement, l'angle d'incidence est compris entre 30° et 120°.
Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le matériau à décontaminer peut être sous une forme solide ou sous une forme liquide. Dans le cas où le matériau est sous une forme liquide, le matériau est placé dans un contenant, comme par exemple un tuyau ou une conduite
Avantageusement, le matériau à décontaminer est choisi parmi les équipements industriels, le sol, les livres, les cartons, les denrées périssables, le vin, les semences, le bois, le cuir, les matériaux de constructions, les textiles, les plantes, la peau, les muqueuses, les ongles, les eaux contaminées, l'air ambiant, les instruments à usage médical ou vétérinaire.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, le matériau à décontaminer est choisi parmi les équipements industriels, les emballages, les livres, les cartons, le bois, le vin, les denrées périssables, les eaux contaminées et les semences.
Au sens de la présente invention, on entend par « équipements industriels », toute machine ou tout outil nécessaire au processus de préparation, conservation ou transport. À titre d'exemple, on peut notamment citer : les cuves de cuisson, les convoyeurs, les tapis roulants, les tambours de pressage, les unités de filtration et d'extraction, les réservoirs de stockage, les réservoirs de mixage, les équipements de découpe, tels que les couteaux, les hachoirs, les broyeurs, les unités de lavage, les unités de calibrage, les unités pasteurisation et de stérilisation, les unités de décorticage, la liste n'étant pas limitative. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'équipement industriel peut être en acier inoxydable, en aluminium, en plastique, tel que le polychlorure de vinyle (PVC), le polyéthylène (PE), en résine époxy, en résine de polyuréthane, en bois, la liste n'étant pas limitative.
Au sens de la présente invention, on entend par « denrées périssables », tout produit ou marchandise destiné à la consommation alimentaire. On peut citer à titre d'exemples les fruits, les légumes frais, quel que soit leurs état à savoir entiers, découpés ou en morceaux, transformés, comme par exemple sous forme de jus, sous forme hachées, sous forme broyée, en mélange avec d'autres fruits ou légumes, non transformés, réfrigérés, surgelés, congelés, la liste n'étant pas limitative.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le matériau à décontaminer est un équipement industriel.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le matériau à décontaminer est un emballage.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le matériau à décontaminer est un livre.
Dans un mode de réalisation particulièrement matériau à décontaminer est un carton.
avantageux de l'invention, le
Dans un mode de réalisation particulièrement matériau à décontaminer est le bois.
avantageux de l'invention, le
Dans un mode de réalisation particulièrement matériau à décontaminer est le vin.
avantageux de l'invention, le
Dans un mode de réalisation particulièrement matériau à décontaminer est une denrée périssable. Dans un avantageux de l'invention, le matériau mode de réalisation particulièrement avantageux à décontaminer est une eau contaminée, en particulier une eau de l'invention, le impropre à la consommation humaine ou animale.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le matériau à décontaminer est une semence.
Un autre aspect de l'invention concerne un dispositif d'irradiation comprenant au moins une source de lumière (1) émettant un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux ol et o2, les deux faisceaux lumineux ol et o2 ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 comprise entre 380 et 420 nm. Avantageusement, le faisceau lumineux ol a une longueur d'onde À1 de 385 nm et le faisceau lumineux o2 a une longueur d'onde À2 de 405 nm. Avantageusement, le rayonnement constitué de deux faisceaux lumineux ol et o2.
Le matériau à décontaminer (2), lorsque celui-ci est sous une forme solide, est placé sur un plan de référence, appelé également plan de travail ou zone dans laquelle le dispositif est mis en œuvre. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le rayonnement présente un angle d'incidence compris entre 0° et 180° par rapport au plan de référence (PR). Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le plan référence est un plan géométrique horizontal. Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le plan référence est un plan géométrique incliné. Par plan géométrique incliné, on entend un plan présentant un angle d'inclinaison compris entre 1° et 90° par rapport à un plan géométrique horizontal.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau à décontaminer (2), lorsqu'il est sous une forme liquide, circule à l'intérieur d'une conduite ou d'un tuyau. Ledit tuyau ou ladite conduite possède une paroi qui est au moins en partie transparente, afin de permettre le passage du rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2. Au sens de la présente invention, on entend par « une paroi qui est au moins en partie transparente », une paroi qui peut être soit opaque, soit qui ne permet pas le passage du rayonnement, comprenant une zone transparente ou une zone laissant passer le rayonnement. Avantageusement, les dimensions de la zone transparente seront déterminées par l'homme du métier, de manière à ce que la totalité du matériau à décontaminer soit irradié. L'homme du métier sera à même de choisir le diamètre de la conduite ou du tuyau de manière à ce que le matériau à décontaminer lorsqu'il est sous forme liquide, soit entièrement irradié.
Selon un autre mode de réalisation, la paroi du tuyau ou de la conduite est transparente. Le tuyau ou la conduite s'étend dans une direction parallèle au plan de référence (PR).
FIGURES
Figure IA représente un dispositif d'irradiation selon l'invention, al et a2 représentent les faisceau lumineux ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 et PR représente le plan de référence. Dans le mode de réalisation de la Figure IA, PR est un plan géométrique horizontal. Pour les besoins de la représentation, les faisceaux lumineux al et a2 sont représentés séparément de manière parallèle. Cette représentation est destinée à faciliter la lecture. En pratique, les faisceaux lumineux al et a2 sont émis par une seule source de lumière (1). xl et x2 représente chacun l'angle d'incidence du rayonnement par rapport au plan de référence. Le matériau à décontaminer (2) peut être soit sous une forme solide, soit sous une forme liquide. Dans ce dernier cas, le matériau sous forme liquide circule dans un tuyau ou une conduite.
Figure IB représente un dispositif d'irradiation comprenant deux sources de lumière (10) et (20) émettant chacune respectivement un rayonnement constitué d'un faisceau lumineux, al et a2 représentent les faisceaux lumineux ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 et PR. représente le plan de référence, xl et x2 représente chacun l'angle d'incidence de chacun des rayonnements par rapport au plan de référence. Dans le mode de réalisation de la Figure IB, PR est un plan géométrique horizontal. Le matériau à décontaminer (2) peut être soit sous une forme solide, soit sous une forme liquide. Dans ce dernier cas, le matériau sous forme liquide circule dans un tuyau ou une conduite.
Figure IC représente un dispositif d'irradiation selon l'invention, ol et o2 représentent les faisceau lumineux ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 et PR représente le plan de référence. Dans le mode de réalisation de la Figure IA, PR est un plan géométrique incliné, présentant un angle d'inclinaison ω par rapport à un plan géométrique horizontal (PH). Pour les besoins de la représentation, les faisceaux lumineux ol et o2 sont représentés séparément de manière parallèle. Cette représentation est destinée à faciliter la lecture. En pratique, les faisceaux lumineux ol et o2 sont émis par une seule source de lumière (1). xl et x2 représente chacun l'angle d'incidence du rayonnement par rapport au plan de référence. Le matériau à décontaminer (2) peut être soit sous une forme solide, soit sous une forme liquide. Dans ce dernier cas, le matériau sous forme liquide circule dans un tuyau ou une conduite.
Figure 1D représente un dispositif d'irradiation comprenant deux sources de lumière (10) et (20) émettant chacune respectivement un rayonnement constitué d'un faisceau lumineux, ol et o2 représentent les faisceaux lumineux ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 et PR représente le plan de géométrique incliné, présentant un angle d'inclinaison ω par rapport à un plan géométrique horizontal (PH), xl et x2 représente chacun l'angle d'incidence de chacun des rayonnements par rapport au plan de référence. Dans le mode de réalisation de la Figure IB, PR est un plan géométrique horizontal. Le matériau à décontaminer (2) peut être soit sous une forme solide, soit sous une forme liquide. Dans ce dernier cas, le matériau sous forme liquide circule dans un tuyau ou une conduite.
Figure 2 illustre l'efficacité de l'étape d'irradiation par un rayonnement constitué d'un faisceau lumineux ol ayant une longueur d'onde À1 de 385 nm sur la viabilité des levures Saccharomyces cerevisiae et Brettanomyces bruxellensis en fonction du temps d'irradiation variant de 30 minutes à 1 heure. L'intensité de puissance du rayonnement utilisé est de 3382 W/m2.
Figure 3 illustre l'efficacité de l'étape d'irradiation par un rayonnement constitué d'un faisceau lumineux a2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm sur la viabilité des levures Saccharomyces cerevisiae et Brettanomyces bruxellensis en fonction du temps d'irradiation variant de 30 minutes à 1 heure. L'intensité de puissance du rayonnement utilisé est de 3382 W/m2.
Figure 4 illustre l'efficacité de l'étape d'irradiation par un rayonnement constitué de deux faisceau lumineux al et a2 ayant respectivement une longueur d'onde À1 de 385 nm et une longueur d'onde À2 de 405 nm sur la viabilité des levures Saccharomyces cerevisiae et Brettanomyces bruxellensis en fonction du temps d'irradiation variant de 30 minutes à 1 heure. L'intensité de puissance du rayonnement utilisé est de 160 W/m2.
Figure 5 illustre l'efficacité de l'étape d'irradiation par un rayonnement constitué d'un faisceau lumineux al ayant une longueur d'onde À1 de 385 nm sur les champignons filamenteux Pénicillium digitatum et Botrytis cinerea par mesure de la surface occupée par le champignon sur la gélose après 24h de culture en fonction du temps d'irradiation variant de 30 minutes à 1 heure. Le rayonnement utilisé a un angle d'incidence de 30° par rapport au plan de référence et l'intensité de puissance est de 3382 W/m2.
Figure 6 illustre l'efficacité de l'étape d'irradiation par un rayonnement constitué d'un faisceau lumineux a2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm sur les champignons filamenteux Pénicillium digitatum et Botrytis cinerea par mesure de la surface occupée par le champignon sur la gélose après 24h de culture en fonction du temps d'irradiation variant de30 minutes à 1 heure. L'intensité de puissance du rayonnement utilisé est de 3382 W/m2.
Figure 7 illustre l'efficacité de l'étape d'irradiation par un rayonnement constitué de deux faisceau lumineux al et a2 ayant respectivement une longueur d'onde À1 de 385 nm et une longueur d'onde À2 de 405 nm sur les champignons filamenteux Pénicillium digitatum et Botrytis cinerea par mesure de la surface occupée par le champignon sur la gélose après 24h de culture en fonction du temps d'irradiation variant de 30 minutes à 1 heure. L'intensité de puissance du rayonnement utilisé est de 160 W/m2.
EXEMPLES
Exemple 1 : Mesure de l'efficacité du procédé selon l'invention
Culture :
Une pré-culture des quatre champignons :
- 2 levures : Saccharomyces cerevisiae et Brettanomyces bruxellensis, et
- 2 champignons filamenteux : Pénicillium digitatum et Botrytis cinerea a été réalisée en milieu YPD liquide, contenant un extrait de levure (10g/l), de la peptone (20 g/l) et du dextrose (20 g/l), à 25°C dans un erlenmeyer de 250 ml contenant 100 ml de milieu YPD agité à 250 tr/min jusqu'à atteindre la phase stationnaire. Un volume de la pré-culture a ensuite été transféré dans un erlenmeyer contenant 100 ml de milieu YPD frais pour atteindre une densité optique à 600 nm de 0,05. La culture a été effectuée à 25°C avec une rotation de 250 tr/min jusqu'à atteindre la phase stationnaire précoce. La densité optique à 600 nm est ensuite ajustée à 1 pour l'ensemble des cultures.
Traitement :
Des dilutions en cascade sont ensuite réalisées et des gouttes de 10 pi de chaque dilution sont placées sur milieu YPD gélosé. Pour chaque souches et chaque dilution des boîtes de pétri destinées au traitement ou servant de témoin sont préparées. Les boites servant de témoin sont directement incubées dans le noir à 25°C.
Les boîtes traitées sont irradiées durant 30 ou 60 min avec :
- un rayonnement constitué d'un faisceau lumineux al ayant une longueur d'onde À1 de 385 nm ;
- un rayonnement constitué d'un faisceau lumineux o2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm ;
- un rayonnement tel que décrit précédemment et constitué de deux faisceaux lumineux al et a2, le faisceau lumineux al ayant une longueur d'onde À1 de 385 nm et le faisceau lumineux o2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm.
Les boites traitées sont ensuite incubées dans le noir à 25°C.
Estimation de la survie ou du développement :
Pour Saccharomyces cerevisiae et Brettanomyces bruxellensis, le nombre d'unité formant une colonie (UFC) pour un volume connu est compté et le nombre est ramené au nombre d'UFC par ml. Le pourcentage de survie est estimé en faisant le rapport du nombre d'UFC/ml pour chaque traitement sur le nombre d'UFC/ml du témoin.
Pour Pénicillium digitatum et Botrytis cinerea, qui sont des champignons filamenteux, l'efficacité du traitement est évaluée par mesure de la surface occupée par le champignon sur la gélose après 24h de culture. Les résultats sont exprimés en pourcentage (%) de la surface occupé par les champignons sur les boîtes témoins.
L'ensemble des étapes est réalisé 3 fois pour chaque champignon.
Résultats obtenus :
Les résultats obtenus sont présentés aux figures 2 à 7.
On constate que l'application du rayonnement constitué de deux faisceaux lumineux al et a2, le faisceau lumineux al ayant une longueur d'onde À1 de 385 nm et le faisceau lumineux o2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm permet d'éliminer plus de 99,9% des Brettanomyces bruxellensis après 30 minutes d'irradiation (voir Figure 4) sans altérer la population de Saccharomyces cerevisiae (92% de viabilité).
On constate que la surface occupée par Pénicillium digitatum est réduit à 46% après 30 minutes d'irradiation par rayonnement constitué de deux faisceaux lumineux al et a2, le faisceau lumineux al ayant une longueur d'onde À1 de 385 nm et le faisceau lumineux o2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm (Figure 7), alors que dans le même temps ce rayonnement constitué de deux faisceaux lumineux al et a2, le faisceau lumineux al ayant une longueur d'onde À1 de 385 nm et le faisceau lumineux a2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm n'altère pas la population de Saccharomyces (92% de viabilité) (Figure 4).
On constate que la surface occupée par Botrytis cinerea est réduite à 21% après 30 minutes d'irradiation par rayonnement constitué de deux faisceaux lumineux al et a2, le faisceau lumineux al ayant une longueur d'onde À1 de 385 nm et le faisceau lumineux a2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm (Figure 7), alors que dans le même temps ce rayonnement constitué de deux 10 faisceaux lumineux al et a2, le faisceau lumineux al ayant une longueur d'onde
À1 de 385 nm et le faisceau lumineux a2 ayant une longueur d'onde À2 de 405 nm n'altère pas la population de Saccharomyces (92% de viabilité) (Figure 4).
Claims (11)
1. Procédé d'élimination de microorganismes présents dans et/ou à la surface d'un matériau à décontaminer comprenant une étape d'irradiation dudit matériau à décontaminer par un rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 dirigés sur ledit matériau, lesdits au moins deux faisceaux lumineux al et a2 ayant respectivement une longueur d'onde À1 et À2 comprise entre 380 et 420 nm.
2. Procédé d'élimination de microorganismes selon la revendication 1, dans lequel la longueur d'onde À1 du faisceau al est comprise entre 380 et 390 nm et dans laquelle la longueur d'onde À2 du faisceau a2 est comprise entre 400 et 420 nm.
3. Procédé d'élimination de microorganismes selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le ratio de longueurs d'ondes À1:À2 va de 1 :99 à 99 :1, de préférence 50 :50.
4. Procédé d'élimination de microorganismes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le matériau à décontaminer est irradié pendant une durée d'au moins 10 millisecondes.
5. Procédé d'élimination de microorganismes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le matériau à décontaminer est irradié pendant une durée comprise entre une seconde et une minute.
6. Procédé d'élimination de microorganismes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux al et a2 est appliqué à une dose comprise entre 100 et 106 kJ/m2.
7. Procédé d'élimination de microorganismes selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux ol et o2 est appliqué à une densité de puissance comprise entre 100 W/m2 et 1 GW/m2.
8. Procédé d'élimination de microorganismes selon l'une quelconque des
5 revendications 1 à 7, dans lequel le rayonnement constitué d'au moins deux faisceaux lumineux ol et o2 est continu ou séquencé.
9. Procédé d'élimination de microorganismes selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les microorganismes appartiennent au
10 règne des Fungi.
10. Procédé d'élimination de microorganismes selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le matériau à décontaminer est choisi parmi les équipements industriels, les emballages, les livres, les cartons,
15 le bois, les denrées périssables, le vin, les eaux contaminées et les semences.
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