LU85954A1 - ASEPTIC STORAGE SYSTEM FOR FERMENTED LIQUIDS IN FLEXIBLE TANKS - Google Patents
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Description
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La présente invention concerne un système de magasinage tampon aseptique de produits liquides contenant ou non des particules fermentescibles et les dispositifs annexes lui permettant de fonctionner, 5 les réservoirs pouvant être fixes ou mobiles.The present invention relates to an aseptic buffer storage system for liquid products which may or may not contain fermentable particles and the associated devices enabling it to operate, the tanks being able to be fixed or mobile.
Les réservoirs magasins sont constitués par des enveloppes souples flexibles, de forme générale quelconque mais surtout cylindrique' et terminée par des sections hémisphériques ou autres, immergés dans 10 un liquide qui peut être de l'eau dans laquelle on a, ou non, dissout ou dispersé des sels afin d'en ajuster la densité ou de lui conférer des propriétés désirables.The storage tanks consist of flexible flexible envelopes, of any general shape but above all cylindrical 'and terminated by hemispherical or other sections, immersed in a liquid which may be water in which one has, or has not, been dissolved or dispersed salts in order to adjust the density or to give it desirable properties.
L'ensemble du système est stérilisé avant la 15 mise en service et, sauf accident, ne doit plus l'être au cours de sa vie, à condition que les produits soient eux-mêmes parfaitement stérilisés par des procédés connus avant de pénétrer dans le système et que . les soutirages de produits stérilisés stockés soient 20 réalisés sans que la stérilité de l'intérieur de ces réservoirs cesse d'être totale.The entire system is sterilized before being put into service and, except in the event of an accident, should no longer be sterilized during its life, provided that the products are themselves perfectly sterilized by known methods before entering the system and that. withdrawals of sterilized products stored are carried out without the sterility of the interior of these tanks ceasing to be total.
L'utilisation de réservoirs magasins souples permet d'éviter tout mouvement de gaz au cours des manoeuvres de remplissage et de vidange successives.The use of flexible magazine tanks makes it possible to avoid any movement of gas during the successive filling and emptying maneuvers.
25 Tout homme de l’art sait combien il est difficile et peu sur de stériliser des débits importants de gaz. Ce problème est éliminé.25 Anyone skilled in the art knows how difficult and unsafe it is to sterilize large flows of gas. This problem is eliminated.
L'immersion des réservoirs souples dans un liquide conduit aux avantages suivants : 30 - Réduction des solicitations auxquelles l'enve loppe est soumise - Protection contre les déprédations volontaires, ou accidentelles, humaines ou animales.The immersion of the flexible tanks in a liquid leads to the following advantages: 30 - Reduction of the solicitations to which the envelope is subjected - Protection against voluntary depredations, or accidental, human or animal.
- Contrôle aisé de la température.- Easy temperature control.
35 - Conjointement avec une forme adéquate de la surface sur laquelle le réservoir magasin est disposé, assure une pression cuasi constante, facilitant la vidange des liquides emmagasinés.35 - Together with an adequate shape of the surface on which the store tank is placed, ensures a constant cuasi pressure, facilitating the emptying of stored liquids.
- : fient ion d'une ror.trs-r cession automatique sur ? . -a appareils st = ri-isc.'.t =t refroidissant le ·; - 2 - - Réduction ou suppression de l'oxydation des produits stockés.-: trust an automatic transfer ror.trs-r on? . -a devices st = ri-isc. '. t = t cooling the ·; - 2 - - Reduction or elimination of oxidation of stored products.
A propos de cette oxydation, la membrane formant la paroi des réservoirs soupls sera choisie en fonction 5 des exigences du produit emballé, de la durée du magasinage et aussi de la durée séparant les périodes durant lesquelles le réservoir contient des quantités appréciables de liquide car, dans un réservoir souple contenant très peu de liquide, le rapport surfait) ce/volume est fort élevé, l'oxydation étant alors particulièrement à redouter.With regard to this oxidation, the membrane forming the wall of the flexible tanks will be chosen according to the requirements of the packaged product, the duration of the storage and also the duration separating the periods during which the tank contains appreciable quantities of liquid because in a flexible tank containing very little liquid, the ratio overrated) this / volume is very high, oxidation then being particularly to be feared.
La perméation, de l'oxygène au travers de la membrane et du matelas de liquide extérieur est la seule source d'oxydation du produit emballé.Permeation, oxygen through the membrane and the outer liquid mattress is the only source of oxidation for the packaged product.
15 Quand il importe de réduire l'oxydation, le système faisant l'objet de la présente invention réduit la teneur en oxygène du liquide d'immersion en mettant en oeuvre un ou plusieurs des procédés ci-après: 20 - Elimination totale ou partielle, par procédés physiques, chimiques ou biologiques de la \ teneur en oxygène du liquide d'immersion.When it is important to reduce oxidation, the system which is the subject of the present invention reduces the oxygen content of the immersion liquid by implementing one or more of the following methods: 20 - Total or partial elimination, by physical, chemical or biological processes of the oxygen content of the immersion liquid.
- Protection ou recouvrement de la surface du liquide supprimant ou réduisant la vitesse de 25 dissolution des gaz dans le liquide d'immer sion.- Protection or covering of the surface of the liquid suppressing or reducing the rate of dissolution of the gases in the immersion liquid.
- Remplacement de l'air à la surface de ce liquide par un gaz appauvri en oxygène ou encore dépourvu d1 oxygène.- Replacement of the air on the surface of this liquid by an oxygen-depleted or oxygen-depleted gas.
30 La description de l'invention est complétée par des exemples, Ceux-ci ne décrivent que des exemples duplication et ne constituent pas des limitations à la portée générale de l'invention.The description of the invention is supplemented by examples. These only describe duplicating examples and do not constitute limitations to the general scope of the invention.
Exemple 1.Example 1.
35 Disposition^ Capacité de magasinage 3600 m3 - 12 réservoirs souples d'une capacité unitaire de 300 m3 - Diamètre 5m.- Longueur 2l m. -Hcutsur à 1'erat rempli (80%) 2,95 m. — Surface au •«y· or t Zs. yyyy Z. 2Γ w· v r. uc c- «u. » . * . ·. · - ___ · _ _ _ — Λ.35 Arrangement ^ Storage capacity 3600 m3 - 12 flexible tanks with a unit capacity of 300 m3 - Diameter 5m - Length 2l m. -Hcutsur in the filled state (80%) 2.95 m. - Surface at • “y · or t Zs. Yyyy Z. 2Γ w · v r. uc c- "u. " *. ·. · - ___ · _ _ _ - Λ.
_ *3 " dans un bassin carré de 47,5 m. de côté et de 3,5 m. de haut ( 7900 m3 )._ * 3 "in a square basin 47.5 m wide and 3.5 m high (7900 m3).
Une galerie centrale située sous le bassin permet l'accès aux orifices de raccordement des 5 réservoirs._A central gallery located under the basin provides access to the connection ports of the 5 tanks.
Dans une variante le réservoir souple est placé dans une "alvéole" dont l'axe est parallèle à l'axe des réservoirs, la pente à l'arête longitudinale de l'alvéole dirigée vers l'orifice de 10 raccordement est légèrement supérieure à la pente d'écoulement naturel du fluide emballé ( Celui-ci n'est qu'exceptionnellement nevtonien ). Le bassin est recouvert d'une toiture tapissée d'un isolant thermique afin de réduire les pertes thermi-15 ques si le magasinage est effectué à une température différente de la température de l’air ambiant ( Maximum 25°C pour les purées et concentrés de tomates, 15°C, 10°C et même 5°C pour des jus de fruits délicats ).In a variant, the flexible tank is placed in a "cell" whose axis is parallel to the axis of the tanks, the slope at the longitudinal edge of the cell directed towards the connection orifice is slightly greater than the natural flow slope of the packaged fluid (This is only exceptionally Newtonian). The basin is covered with a roof lined with thermal insulation to reduce thermal losses if the storage is done at a temperature different from the ambient air temperature (Maximum 25 ° C for purees and concentrates tomatoes, 15 ° C, 10 ° C and even 5 ° C for delicate fruit juices).
20 Le bassin est équipé d'un dispositif de ni veau constant si les variations individuelles de remplissage des différents réservoirs le nécessitent. Si besoin est, le bassin est équipé d'un système de refroidissement et d'un système d'agi-25 tation qui assurent la constance de température20 The tank is equipped with a constant calf device if the individual variations in filling of the different tanks require it. If necessary, the basin is equipped with a cooling system and an agitation system which ensure constant temperature
Exemple 2.Example 2.
Conditions identiques à celles de l'exemple 1, mais le bassin est formé au moyen de digues en remblais dont l'étanchéité est assurée, si néces-30 saire, par une membrane plastique.Conditions identical to those of Example 1, but the basin is formed by embankment dikes whose sealing is ensured, if necessary, by a plastic membrane.
Exemple 3.Example 3.
- Influence du liquide remplissant le bassin Réservoir de 300 m3.- Influence of the liquid filling the 300 m3 tank basin.
- Diamètre = 5 m» - Hauteur à l'état rempli 35 (80%) :3 m.- Diameter = 5 m ”- Height when filled 35 (80%): 3 m.
- Densité du liquide emballé: 1,2 Kg./litre.- Density of the packaged liquid: 1.2 Kg./liter.
- Densité du fluide à l'extérieur : 0 (un gaz.- Density of the fluid outside: 0 (a gas.
_ - r-.r iEns la membrane du réservoir? - 4 - - Si la densité du liquide à 1'extérieur est 1 Kg/litre, la tension dans la membrane est 0,2 x 3002 x 1 _ 4,5 Kg/cm2._ - r-.r iIn the tank membrane? - 4 - - If the density of the liquid outside is 1 Kg / liter, the tension in the membrane is 0.2 x 3002 x 1 _ 4.5 Kg / cm2.
4 1000 - si cette densité est 1.1, latsision tombe a 5 0,1 x 3002 x 1_ _ 2,25 Kg/cm2.4 1000 - if this density is 1.1, the vision drops to 5 0.1 x 3002 x 1_ _ 2.25 Kg / cm2.
4 1000 - Si la densité du liquide extérieur est proche de celle du produit stocké aseptiquement, la hauteur du réservoir augmente, aussi faut-il la limiter mécaniquement pour maintenir 1'im- 10 mersion complète.4 1000 - If the density of the external liquid is close to that of the aseptically stored product, the height of the tank increases, so it must be mechanically limited to maintain complete immersion.
Exemple 4.Example 4.
- Perméation d'oxygène vers le produit liquide_ emballé.- Oxygen permeation to the liquid product packaged.
- Le liquide extérieur a une influence sur la vitesse de perméation de l'oxygène. Il n'en a 15 pas sur la teneur en oxygène, à 1'équilibre,du produit emballé, à moins qu'on ne réduise artificiellement la teneur en oxygène du liquide extérieur, soit directement, soit indirectement en réduisant la teneur en oxygène de l'at- 20 mosphère au dessus du bassin, soit encore en combinant ces deux actions.- The external liquid has an influence on the oxygen permeation rate. There is none on the oxygen content, at equilibrium, of the packaged product, unless the oxygen content of the external liquid is artificially reduced, either directly or indirectly by reducing the oxygen content of the atmosphere above the basin, or again by combining these two actions.
Pour le réservoir souple dont question dans 1'exemple 1, avec une membrane en polyéthylène haute densité. Perméabilité à l'oxygène:For the flexible tank of which question in example 1, with a membrane in high density polyethylene. Oxygen permeability:
OO
25 3.2 cmJ/cm/jour/atmosphère/m2.25 3.2 cmJ / cm / day / atmosphere / m2.
Rappelons que la perméabilité à l'oxygène d'une couche d'eau immobile peut être estimée à 3 3 2 10 cm /cm/jour/atmosphére/m ( couche immobile,non saturée en oxygène au départ ).Recall that the oxygen permeability of a layer of immobile water can be estimated at 3 3 2 10 cm / cm / day / atmosphere / m (immobile layer, initially not saturated with oxygen).
30 - Perméabilité de lamembrane en polyéthylène haute densité ayant une épaisseur de 0,2 centimètre: 3 3.2 x 0,2 _ 3,2 cm /jour/m2.30 - Permeability of the membrane in high density polyethylene having a thickness of 0.2 cm: 3 3.2 x 0.2 _ 3.2 cm / day / m2.
0*2 - Perméabilité d'une couche d'eau de 50 ans: 3 3 10 x 0,2 _ 4 cm /jour/m2 50 35 — perméabilité de l'ensemble; t - 5 - - L'influence de la couche d'eau est théoriquement appréciable.0 * 2 - Permeability of a 50-year-old water layer: 3 3 10 x 0.2 _ 4 cm / day / m2 50 35 - permeability of the whole; t - 5 - - The influence of the water layer is theoretically appreciable.
- Elle est pratiquement nulle si l'eau est aérée et en mouvement.- It is practically zero if the water is aerated and moving.
5 - Par contre on arrive à supprimer tout transfert d'oxygène vers le produit stérile si le liquide extérieur, même agité, ne contient pas d'oxygène.5 - On the other hand, we manage to suppress any transfer of oxygen to the sterile product if the external liquid, even agitated, does not contain oxygen.
’ Avec une membrane de perméabilité réduite, du type 2 mm. de polyéthylène haute densité et 0,01 mm de 10 CLARENE L. ( Solvay ) la perméabilité du produit barrière, le Clarène étant: -4 3 6 x 10 cm /cm/jour/atmosphère/m2.’With a reduced permeability membrane, type 2 mm. of high density polyethylene and 0.01 mm of 10 CLARENE L. (Solvay) the permeability of the barrier product, the Clarene being: -4 3 6 x 10 cm / cm / day / atmosphere / m2.
Celle de la couche de Clarène est 6 x 10"^ x 103 x 0,2 = 0,12 cm3/jour/m^.That of the Clarene layer is 6 x 10 "^ x 103 x 0.2 = 0.12 cm3 / day / m ^.
15 et la perméabilité de l'ensemble: ? ° 372 + i + 0712 8·89 ' D'où P = 0,112 cm3/jour/m2 L'influence des couches d'eau et de polyéthylène est négligeable.15 and the permeability of the whole:? ° 372 + i + 0712 8 · 89 'Hence P = 0.112 cm3 / day / m2 The influence of the water and polyethylene layers is negligible.
3 20 - Rappelons qu'un cm d'oxygène pèse I§4ÔÔ = 7*14 10"Vanmes - Le rapport surface/volume du réservoir considéré est d'environ 1.1 lorsque celui-ci est rempli.3 20 - Recall that one cm of oxygen weighs I§4ÔÔ = 7 * 14 10 "Valves - The surface / volume ratio of the tank considered is approximately 1.1 when it is full.
Lorsque le réservoir est vide la couche d'eau à une 25 épaisseur d'au moins 3 m. soit au moins six fois t . plus importante.When the tank is empty the layer of water to a thickness of at least 3 m. or at least six times t. more important.
Avec une membrane en polyéthylène pur on a: - + — = 1.81 d'où une perméabilité totale P 4 3 P = 0,552 cm /jour/m.-.With a pure polyethylene membrane we have: - + - = 1.81 where total permeability P 4 3 P = 0.552 cm / day / m.
30 - Avec une membrane polyéthylène et clarène on a: F =3^2 * ! + tïî = d'°ü 3 v ,2 P = 0,0986 cm d’oxygéné/jour/m .30 - With a polyethylene and clarene membrane we have: F = 3 ^ 2 *! + tïî = from ° to 3 v, 2 P = 0.0986 cm of oxygenated / day / m.
- Le rapport surface/volume augmentant beaucoup plus que l'amélioration résultant de l'accroisse- 35 ment d'épaisseur de la couche d'eau, le contenu du réservoir s'oxydera plus rapidement.As the surface / volume ratio increases much more than the improvement resulting from the increase in thickness of the water layer, the contents of the tank will oxidize more quickly.
- En pratiqua; il vaut généralement mieux négliger l'effet l:rr;.sft l'eau et utiliser un réservoir- In practice; it is generally better to neglect the effect l: rr; .sft water and use a tank
«... - - - .....- ‘ '.'ra mpmhr?"·« ~ - * u ä ~ ' ä I"... - - - .....-‘ '.'ra mpmhr? "·" ~ - * u ä ~' ä I
- 6 - seule une imperméabilité suffisante à l'oxygène et aux arômes alors qu'il convient, dans des cas particuliers, de multiplier les précautions en réduisant la teneur en oxygène du liquide d'immersion.- 6 - only a sufficient impermeability to oxygen and to the flavors whereas it is advisable, in particular cases, to multiply the precautions by reducing the oxygen content of the immersion liquid.
5 Exemple 5.5 Example 5.
Les réservoirs souples sont principalement «· destinés au stockage intermédiaire de dérivés de fruits coûteux, fort sensiblæ à l’oxygène et à la chaleur, justifiant un investissement plus élevé 10 que les dérivés de la tomate.Flexible tanks are mainly "· intended for intermediate storage of expensive fruit derivatives, highly sensitive to oxygen and heat, justifying a higher investment 10 than tomato derivatives.
On construit plusieurs bassins indépendants, les isole entièrement, réfrigère les produits stérilisés avant stockage et place une barrière contre l'oxygène flottant au dessus de l'eau, réfrigérée, des bassins.We build several independent tanks, completely isolate them, refrigerate the sterilized products before storage and place a barrier against oxygen floating above the water, refrigerated, tanks.
15 Bien que cette eau soit dégazée on remplace l'air, au dessus des bassins, par un gaz très pauvre en oxygène, l'espace concerné étant étanche aux gaz. Ainsi la quantité d'oxygène pénétrant par jour dans les réservoirs souples est-elle voisine de zéro.Although this water is degassed, the air above the basins is replaced by a gas very poor in oxygen, the space concerned being gas tight. Thus the amount of oxygen entering the flexible tanks per day is close to zero.
20 La stabilité des produits stockés est parfaite, même dans les réservoirs ne contenant plus qu'une quantité négligeable de produit stérile et ayant parfois à attendre plus d'une année avant d'être chargés à nouveau.The stability of the stored products is perfect, even in tanks containing only a negligible quantity of sterile product and sometimes having to wait more than a year before being loaded again.
25 En effet, les conditions nécessaires et suffisantes assurant une stabilité industriellement parfaite sont réunies: la stérilité, la basse température et 1’absence d'oxygène.25 Indeed, the necessary and sufficient conditions ensuring industrial perfect stability are met: sterility, low temperature and the absence of oxygen.
Claims (23)
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