WO2005047450A1 - Procede de refroidissement - Google Patents

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WO2005047450A1
WO2005047450A1 PCT/FR2004/002557 FR2004002557W WO2005047450A1 WO 2005047450 A1 WO2005047450 A1 WO 2005047450A1 FR 2004002557 W FR2004002557 W FR 2004002557W WO 2005047450 A1 WO2005047450 A1 WO 2005047450A1
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WO
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compartment
objects
temperature
heat transfer
transfer fluid
Prior art date
Application number
PCT/FR2004/002557
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English (en)
Inventor
Franck Merican
Fabien Pujol
Original Assignee
Imeca
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2005047450A1 publication Critical patent/WO2005047450A1/fr

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12G—WINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G1/00—Preparation of wine or sparkling wine
    • C12G1/02—Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation
    • C12G1/0216—Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation with recirculation of the must for pomage extraction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12G—WINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G1/00—Preparation of wine or sparkling wine
    • C12G1/02—Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation
    • C12G1/0213—Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation with thermal treatment of the vintage

Definitions

  • the present invention relates to a method of cooling fragile objects such as fruits and vegetables, and in particular a method of cooling grapes.
  • the technical field of the invention is that of the heat treatment of fragile fruit and vegetable objects.
  • the object of the present invention is a method of cooling and cold treatment of grapes with a view to improving the extraction of substances of interest such as flavors, aromatic precursors and polyphenolic compounds such as tannins and anthocyanins contained in the skins of grape berries and on which the final quality of a wine depends.
  • substances of interest such as flavors, aromatic precursors and polyphenolic compounds such as tannins and anthocyanins contained in the skins of grape berries and on which the final quality of a wine depends.
  • the dandruff cells of grape berries have thick and resistant walls which make it difficult to extract the substances of interest contained in these cells.
  • thermovinification by heating the harvest have also been used for a long time. up to a temperature ranging from 60 ° C to 85 ° C depending on the grape varieties and the duration of treatment.
  • flash relaxation consists in firstly heating the harvest to a temperature of about 80 ° C, then placing it in a vacuum chamber. This vacuum causes the evaporation of part of the product and a sudden cooling of the harvest to around 30 ° C, which causes embrittlement of the skins of the grape berries and promotes the extraction of the substances of interest contained in them.
  • this method is costly and restrictive insofar as it requires costly installations to achieve complete vacuuming of the harvest.
  • thermovinification and flash relaxation processes are not applicable, the methods of heating the harvest being prohibited in the case of production of wines of designation of origin
  • Document FR 2731228 A1 also proposes a vinification process comprising a pre-fermentation maceration step aimed at causing the freezing of the grape skins by injecting pressurized gas into the harvest or adding frigories by exogenous liquid or solid sources (snow carbonic) and then keeping the temperature low, around 5 ° C, for at least 48 hours.
  • this method has the same drawbacks as traditional cold storage methods due to the duration of treatment, as well as the problems of dilution of fruit juices caused by the supply of exogenous liquids or solids (dry ice) to lower the temperature.
  • the object of the present invention is to provide a simple and inexpensive cooling process which allows a selective and optimal extraction of the substances of interest contained in the films of fragile objects such as fruits or vegetables, and in particular the extraction of the substances of interest contained in the skins of grapes for the production of all types of wines.
  • Another object of the invention is to propose a method which allows the treatment and the continuous cooling of said fragile objects.
  • Another object of the invention is also to propose a process which allows the processing of any type of object, and in particular which allows the processing of any type of grape with a view to the vinification of any type of wine.
  • a process for cooling fragile objects such as fruit or plants from a temperature T2 to a temperature T3 below T2 by immersion in a heat transfer fluid, preferably food, characterized in that that: said heat transfer fluid has a melting temperature T0 lower than T3, and said heat transfer fluid is introduced at its said temperature T0 comprising an initial proportion of fluid in the solid state in at least one cooling compartment at an inlet said compartment, and - said objects are immersed at said temperature T2, preferably previously washed and drained, in said heat transfer fluid at its temperature TO at said inlet of said cooling compartment, and circulating said objects and said heat transfer fluid co-current to the same outlet from said compartment, and the parts of said objects in contact with said heat transfer fluid are brought to said temperature T3 after circulation of said objects in said heat transfer fluid between said inlet and
  • Such a cooling method has many advantages over known cooling methods. Firstly, this process allows said fragile objects to be processed very quickly, of the order of a few tens of seconds up to a few minutes depending on the objects treated and the cooling temperatures T3 of these said objects to be reached.
  • this process requires only a few means for its implementation, since it simply requires a compartment such as a trough or a tank and a heat transfer fluid, preferably of the food type, which has a solid / liquid state change temperature T0 easily attainable by conventional cooling means.
  • the method according to the invention is particularly advantageous in that it requires thermal energy much lower than that of known methods for performing cooling.
  • the method according to the invention does not require, on the one hand, means for transporting the fruit or handling the objects treated during cooling or cooling of gaseous fluid, as for treatments in a cold room or in cold tunnels.
  • the invention proposes to use the thermal energy for cooling a heat-transfer fluid at its melting temperature T0 with a percentage of fluid in the ice state to cool said fragile objects to the isothermal temperature TO of change state of the heat transfer fluid, said objects exchanging with the fluid an energy substantially equal to the latent heat of fusion ⁇ f of this fluid to make simultaneously passing said proportion of fluid in the form of ice in the liquid state and the external envelope of said objects from said temperature T2 to temperature T3 between said inlet and a same outlet of said compartment.
  • the invention also proposes to use the movement of circulation of the fluid inside the compartment to convey said fragile objects co-current in this fluid between said inlet and said outlet of the cooling compartment, which therefore eliminates the need for means of transport or handling of the objects being treated and improves the cooling rate, said objects being at the same time transported and homogeneously cooled by immersion in the heat transfer fluid.
  • a continuous process is carried out in which said objects are separated and recovered on the one hand and said heat transfer fluid on the other hand after leaving a said cooling compartment , said heat transfer fluid being at a temperature between T0 and T3, and said heat transfer fluid is cooled to its said melting temperature T0 with a said initial proportion of fluid in the solid state before reintroducing it at said inlet to said compartment cooling.
  • the cooling process can be carried out continuously and not in batches on batches of objects to be treated.
  • said objects are introduced at a constant flow rate at said inlet of a said cooling compartment immersed in said heat transfer fluid at its said temperature T0, said fluid being recovered at the outlet of said compartment to be cooled to T0 with a proportion of glass determined as a function of the flow rate of fragile objects to be treated, then continuously reintroduced at said inlet to said cooling compartment, also at a constant flow rate determined so that on the one hand said objects are transported and cooled to said temperature T3 in the compartment and on the other hand so that all the fluid in the form of ice is melted at the outlet of said compartment so as not to lose thermal energy.
  • said objects and said heat transfer fluid are circulated in at least two cooling compartments arranged in series, said objects being immersed at a temperature T1 at the inlet of a first said cooling compartment upstream of a second compartment in said heat transfer fluid at a temperature between TO and T3, and said objects and said heat transfer fluid are separated at the outlet of said first compartment, said objects being at a temperature T2 between Tl and T3, and said objects are transferred from said outlet of said first compartment to the inlet of said second compartment where they are immersed in said heat transfer fluid at said temperature T0, and said objects are separated and recovered and said heat transfer fluid is exit from said second compartment, said objects being at said temperature T3.
  • Such an implementation of the method advantageously makes it possible to treat flows of fragile objects to be treated which are greater and / or faster than by a single circulation of objects immersed in the fluid inside a single compartment, and this without increasing, and rather by decreasing the total amount of heat transfer fluid necessary to bring said objects to temperature T3, or its flow rate.
  • said heat transfer fluid is recovered at the outlet of said first compartment, and it is cooled to its said melting temperature T0 with a said initial proportion of fluid in the solid state before introducing it at the inlet of said second compartment, and recovering said heat transfer fluid at the outlet of said second compartment at a temperature between TO and T3 to reintroduce it at the inlet of said first cooling compartment.
  • the said objects are precooled in the first compartment to bring them to a temperature T2 colder than Tl. They are then passed through said fluid at T0 in said second compartment to bring them to T3.
  • the fluid At the outlet of the second compartment, the fluid is at a temperature above T0 but below T3, and in practice still negative. This fluid can therefore also be used to cool said objects introduced into said first compartment to the temperature T1. It is then only at the outlet of said first compartment that said fluid is recovered then at a temperature between T3 and T2 to cool it to its temperature T0 with an initial proportion of ice and reintroduce it at the inlet of said second compartment.
  • the cooling process is implemented using a heat treatment installation comprising at least one said cooling compartment capable of containing said objects immersed in a said heat transfer fluid circulating in said compartment, and means for separating said objects and said fluid, and a first member for receiving said heat transfer fluid downstream of said compartment, and means for transferring said objects separated from said heat transfer fluid in a second member for receiving said objects, and a circulation loop of the heat transfer fluid separated from said objects outside said compartment from said first receiving member towards said compartment, said circulation loop comprising means for bringing said fluid to temperature heat transfer medium and means for circulating said heat transfer fluid in said loop and said compartment, said compartment and said circulation means generating a flow of heat transfer fluid allowing the co-current circulation of said objects and said heat transfer fluid in said compartment, said separation means and said means for transferring said objects being mobile and placed downstream of said outlet from the compartment.
  • the method according to the invention is thus implemented with an installation of very simple constitution, which is particularly advantageous inter alia by the absence of mechanical means of relative displacement of said objects with respect to said heat transfer fluid in a said compartment of a on the one hand, and on the other hand the absence of mechanical means for moving said objects relative to said means of separation and transfer at the outlet of the compartment by the fact that said draining means are mobile and drives said objects at the outlet of said compartment and by the fact that said fluid and said objects circulate cocurrently in said compartment.
  • said separation and transfer means are constituted by a draining means movable in rotation about an axis of rotation situated transversely to the direction of movement of said objects and of said fluid.
  • said movable drainage means comprising a drum, the wall of which, preferably cylindrical, comprising recesses allowing the drainage of said objects and the passage of said fluid, said wall being disposed downstream of said outlet from said compartment of such so that said objects abut at said outlet from the compartment against said wall and are arranged and drip substantially in a single layer on an upper external part of said wall by rotation of said drum and are transferred to said second receiving member.
  • This characteristic is particularly advantageous when cooling fruits or vegetables, and in particular grapes, since such mobile draining means allow objects to be drained. cooled in a single layer, therefore without crushing said objects or draining the heat transfer fluid through these said treated objects, which accelerates drainage and thus the duration of treatment.
  • said fluid passes through said wall of said drum for a first time in its said upper part to be separated from said objects, then a second time in a lower part of said wall of said drum, thus allowing a cleaning of said recesses of said wall of the drum before being recovered in a said first receiving member constituted by a receiving tank located under said drum.
  • the heat transfer fluid used to carry out the process of the invention is brought to its temperature T0 by means for bringing to temperature constituted by a heat exchanger connected to a refrigeration means, for example a refrigeration compressor.
  • a refrigeration means for example a refrigeration compressor.
  • temperature setting means can also be replaced if necessary by an operation of inserting ice or dry ice, for example in the heat transfer fluid at the inlet of a said cooling compartment.
  • the circulation path of said objects is lengthened in said compartment to prolong and homogenize the contact between said objects and said fluid, preferably by placing internal partitions inside said compartment.
  • an installation which comprises at least two said cooling compartments arranged in series, first means of separation and transfer being interposed between the exit of a first compartment and said entry of a second compartment to allow the transfer of said objects from the exit of said first compartment to said entry of said second compartment, and second separation and transfer means being arranged at the outlet of said second compartment for separating said heat transfer fluid and said objects at temperature T3 at the outlet of said second compartment and transferring the latter into a said second receiving member.
  • said first and second separation and transfer means are produced by the same rotating drum comprising on its external cylindrical wall separation means delimiting at least two distinct drum sections .
  • the cooling method according to the invention is particularly advantageous for the treatment of fragile objects such as fruits and vegetables.
  • the method according to the invention can constitute substances of interest contained in the external envelope of fragile objects such as fruits and vegetables by embrittlement of the cells of said external envelope and the pulp and the juices of said enriched objects are recovered. of said substances.
  • the cooling of fragile objects consisting of grapes is carried out in a heat transfer fluid consisting of grape juice or wine incorporating between 0 and 30% by mass of juice in the ice state. , preferably from 2 to 20%, more preferably from 5 to 15%, said grapes being heated so as to bring the outer skin of the grape berries to a temperature T3 between 0 ° C and the temperature T0 of said fluid coolant.
  • Such a treatment of grapes in a heat transfer fluid such as grape juice or wine can in particular be advantageous for the production of grape juice and wines.
  • the heat transfer fluid will be chosen as a function of the temperature T3 to which the grapes are to be cooled.
  • the method of cooling said grapes will be advantageously characterized in that: the grape at a said temperature T2 is drained before cooling by immersion in a said cooling compartment, and - the grape juice thus drained is recovered and kept at said temperature T2, and said grapes are recovered after cooling at the outlet of said compartment at said temperature T3, and are immersed in said drained grape juice so as to heat said grapes before a possible subsequent treatment step.
  • the grape at a said temperature T2 is drained before cooling by immersion in a said cooling compartment, and - the grape juice thus drained is recovered and kept at said temperature T2, and said grapes are recovered after cooling at the outlet of said compartment at said temperature T3, and are immersed in said drained grape juice so as to heat said grapes before a possible subsequent treatment step.
  • the cooling process according to the invention is very particularly advantageous for wine-making applications because it makes it possible to selectively extract substances of interest such as the aromas, aromatic precursors and polyphenolic compounds initially contained in the skin of the grape berries, especially substances such as anthocyanins and tannins.
  • FIG. 1 schematically represents a thermal treatment installation according to the invention comprising a single treatment module
  • FIG. 2 schematically represents a thermal treatment installation according to the invention comprising two treatment modules in series according to a first variant embodiment
  • FIG. 3 schematically represents a thermal treatment installation according to the invention comprising two treatment modules in series in accordance with a second variant of the invention
  • FIG. 4 schematically represents a thermal treatment installation according to the invention comprising two treatment modules in series for the implementation of a variant of the treatment method according to the invention
  • FIG. 5 represents a thermal treatment installation according to the invention comprising two treatment modules in series in top view.
  • the grapes 5 are cooled from an ambient temperature T2 to a temperature T3 of the order of 0 ° C to - 1 ° C or - 2 ° C, by immersion and circulation in a heat transfer fluid 4 inside a single cooling compartment 3.
  • the heat transfer fluid 4 chosen is preferably grape juice or wine at its melting temperature TO. This temperature is of the order of - 2 ° C to - 3 ° C depending on the atmospheric pressure if the fluid is grape juice, and it is substantially equal to half the alcoholic degree of the wine if the heat transfer fluid is wine.
  • a volume V of heat-transfer fluid 4 is brought to temperature T0 with a proportion of frozen fluid of between 0% and 30%, and preferably from 2 to 20%, and more preferably from 5% to
  • the volume V of heat transfer fluid 4 and the percentage of ice are determined as a function of the flow rate Q2 of the harvest 5 which it is desired to cool.
  • the flow rate Ql of heat transfer fluid 4 should be chosen so that the ratio between the flow rate Q2 of grapes treated and the flow rate Ql of heat transfer fluid inside the compartment 3 is at least substantially equal to 1 / 2, and preferably between 1/3 and 1/6, and up to 1/10 depending on the energy to be transferred and the grape.
  • the fluid 5 is introduced at the level of the inlet E of compartment 3 to using a pump 10 for circulating the heat transfer fluid.
  • the pump 10 can be of any type ordinarily used in the food industry, in particular a pump making it possible to pump a food fluid comprising a proportion of solid material, and which the person skilled in the art can choose at his convenience according to the products to be cool.
  • said heat exchanger 9 can be optional and the heat transfer fluid 4 brought to temperature by spraying and mixing ice or dry ice in said fluid during its said introduction into said cooling compartment 3 at said inlet E thereof. this.
  • the heat transfer fluid is thus in continuous circulation inside a circulation loop 8 connecting the inlet E of compartment 3 and the outlet S of said compartment.
  • the harvest 5 is immersed at temperature T2 in the heat transfer fluid 4 at temperature T0 with a said proportion of ice at said inlet E of the cooling compartment 3.
  • the harvest 5 is then entrained by said coolant 4 co-current in said compartment 3 for a period of approximately 20 to 30 seconds until the outlet S of said compartment.
  • the heat transfer fluid 4 being at the temperature TO with a said proportion of solid fluid in the form of ice, the grapes 5 are cooled by the fluid at an isothermal temperature TO throughout the journey between the inlet E and the outlet S of said compartment 3 , the grapes 5 bringing calorific energy to the fluid so as to pass to the temperature T3 by melting the fluid in the form of ice, without however that the average temperature of the fluid TO increases between the inlet E and the outlet S of said compartment 3 as long as ice remains.
  • a cooling treatment of the harvest is thus carried out continuously since the harvest 5 is introduced continuously at the flow rate Q2 into the compartment 3 in immersion in the heat transfer fluid 4 circulating at its melting temperature T0, and which is moreover a homogeneous process and rapid, the grapes 5 being fully immersed in the fluid for a very short period of 20 to 30 seconds.
  • the cooling method according to the invention thus advantageously makes it possible to cool only the skin of the grape berries 5 to a temperature T3 of the order of 0 ° C to - 1 ° C or - 2 ° C, the duration of immersion is not sufficient for the fruit pulp to be brought to temperature T3 between the inlet E and the outlet S of said cooling compartment 3.
  • the cell walls of the skin of the grape berries are weakened, which facilitates the permeability of these cells and the extraction of the substances of interest contained in these cells in the pulp, such as the aromas, aromatic precursors and compounds.
  • polyphenolics such as anthocyanins and tannins.
  • said heat transfer fluid 4 is cooled to its melting temperature TO with a said proportion of fluid in the form of ice of between 0 and 30%, and preferably a proportion of 2% to
  • the harvest 5 is cooled by circulation of the latter and of the heat transfer fluid 5 in at least two cooling compartments 3, 3 ′ arranged in series, c 'that is to say the inlet E' of the second compartment 3 'being located downstream of the outlet S of the first compartment 3.
  • the harvest is then immersed for the first time at the inlet E of the first compartment 3 in the heat transfer fluid 4 at its temperature T0 in order to cool the said harvest to a first temperature up to a temperature T2 between Tl and T3 at the outlet S of the compartment 3.
  • the harvest 5 is cooled by circulation of the latter and of the heat-transfer fluid 5 in at least two cooling compartments 3, 3 ′ arranged in series, but by cooling said heat transfer fluid only once to said temperature TO between the inlet E of the first compartment 3, and the outlet S 'of the second compartment 3'.
  • the harvest 5 is introduced continuously at the inlet E of the first cooling compartment 3 at a temperature T1 of the order of 25 ° C, and more generally at room temperature T1, immersed in the heat transfer fluid 4 at a temperature between TO and T3, for example in the case of a heat transfer fluid 4 such as grape juice, equals a temperature of - 2.5 ° C.
  • the harvest 5 cooled to the temperature T2 is separated from the heat transfer fluid 4 and it is transferred to the inlet E 'of the second cooling compartment 3' immersed in the heat transfer fluid 4 at its melting temperature T0, with a so-called proportion of solid fluid between 2 and 20%, which fluid then drives the co-current harvest by cooling it from temperature T2 to temperature T3 at the outlet S 'of the second compartment 3' where the harvest 5 is then separated at said temperature close to T3 from the heat transfer fluid 4, and the harvest and the heat transfer fluid separated from one another are recovered, said heat transfer fluid then comprising at the outlet S 'no more than ice and being at a temperature between T0 and T3.
  • the heat transfer fluid 4 circulating in the first compartment 3 is recovered at the outlet S thereof to be cooled to temperature T0 with a said proportion of solid fluid in the form of ice, before reintroducing this fluid at the temperature T0, at the inlet E 'of the second compartment 3' to cool the harvest 5 from temperature T2 to temperature T3.
  • the heat transfer fluid 4 is again recovered at a temperature between T0 and T3, for example of the order of -2.5 ° C, and then no longer comprising any solid fluid in the form of ice, and this fluid is reintroduced at -2.5 ° C directly at the inlet E of said first compartment 3 to cool the grapes from ambient temperature T1 to the intermediate temperature T2.
  • the heat transfer fluid 4 is thus brought to a temperature only once during its passage through the two compartments 3 and 3 '.
  • Such a “stage” cooling process by passing through two compartments 3, 3 ′ enables the quantity of heat-transfer fluid 4 to be reduced by approximately two to the temperature TO in order to bring the grapes from temperature Tl to temperature T3.
  • the first immersion of the harvest 5 in the heat transfer fluid 4 between T0 and T3 in said first compartment 3 makes it possible to carry out a first cooling and therefore to reduce the heat energy to be supplied by the fluid 4 to the grapes 5 in the second compartment 3 ′ to bring them from the intermediate temperature T2 to the final temperature T3, and therefore to reduce the amount of fluid in the form of ice required, and therefore the total amount of heat transfer fluid 4.
  • FIGS. 1 to 5 To implement the cooling method according to the invention in a simple and efficient manner, use is made of a heat treatment installation 1 as shown in FIGS. 1 to 5.
  • a single compartment 3 For cooling the harvest 5 by passing through a single compartment 3, preferably use an installation 1 comprising a single cooling compartment 3, preferably longer than it is wide, to orient the movement of the heat-transfer fluid 4 and of the harvest 5 circulating cocurrently in said heat transfer fluid between an inlet E of compartment 3, into which the harvest 5 is introduced at temperature T2 and the heat transfer fluid 4 at temperature TO at the start of the process, up to an outlet S of said compartment 3, where the grapes 5 and the heat transfer fluid are separated and recovered, the grapes then being at temperature T3.
  • the installation 1 also comprises, against said outlet S of compartment 3, a drum cylindrical 6 rotating around an axis XX ', said drum 6 being rotated for example by means of a motor (not shown) coupled on the axis XX'.
  • the drum has a cylindrical wall 6 ⁇ comprising recesses 6 2 to let the heat transfer fluid 4 and retain the harvest 5 cooled to the temperature T3 at the outlet S of the compartment 3.
  • the wall 6 of the drum 6 is flush with said outlet S so that by the rotation movement of the drum 6 in the same direction as the movement of movement of the harvest 5 and of the heat transfer fluid 4 at the outlet S of compartment 3, the harvest treated abuts against said wall 6 ⁇ and the heat transfer fluid passes through said wall, and that said harvest 5 is driven on the wall 6 ⁇ of the drum substantially distributed in a single layer of grapes on said wall.
  • This driving of the harvest 5 advantageously makes it possible to drain the grapes cooled by passage of the heat transfer fluid 4 through the recesses 6 2 of said wall 6 ⁇ , this draining being advantageously done without draining the fluid through a bed of grapes, as in known harvest heat treatment devices, and therefore more quickly and without diffusion of the “hard” tannins from the stalks in the fruit juices and the pulp.
  • the installation 1 comprises two receiving members 7 ⁇ , 7 2 .
  • a first member 7 ⁇ for example a stainless steel tank, is placed under the drum 6 to recover the heat transfer fluid 4 passing through the wall 6 ⁇ thereof at the outlet S of compartment 3.
  • the second member 7 2 for example a trough or a hopper for recovering the treated harvest 5, is arranged downstream of said drum 6, so that, after having been driven and drained on the drum, the harvest 5 falls following the rotational movement of the latter in the receiving hopper 7 2 .
  • the installation 1 also includes a circulation loop 8 of the heat transfer fluid 4 for recycling, cooling and reintroducing it from said first receiving member 7 ⁇ to said inlet E of compartment 3.
  • the heat transfer fluid 4 recovered in the tank 7 ⁇ is pumped by means of a pump 10, of a type known for pumping food fluid, which then circulates it inside a heat exchanger 9 for the cool to its melting temperature T0 with a said proportion of ice, then reintroduce it at the entry E of said compartment.
  • the heat exchanger 9 is a heat exchanger of the type known in the food industry connected to a cold group also of known type, for example a refrigeration compressor.
  • the heat transfer fluid 4 is introduced and circulates in the cooling compartment 3 then is collected in the recovery tank 7 ⁇ and pumped by the pump 10, then cooled by the heat exchanger 9 and finally reintroduced at the entry E of compartment 3, continuously, at constant flow rate Q1, which allows cooling of the harvest 5 continuously, quickly and homogeneously.
  • the method is implemented using a thermal installation 1 comprising two cooling compartments 3, 3 'arranged in series, two separation and drainage drums 6, 6' respectively disposed at outputs S and S 'of each compartment 3, 3' and heat transfer fluid recovery tanks 7 ⁇ , 7' ⁇ under said drums 6, 6 '.
  • said receiving hopper 7 2 of the harvest 5 treated at the outlet S of said first compartment 3 is formed directly by the second compartment 3 'to avoid any manipulation of the harvest 5 between the first and the second immersion thereof in the heat transfer fluid 4 and any heating of the harvest between said first and second immersion.
  • each compartment 3, 3 'can include a clean circulation loop 8, 8', with a heat exchanger 9, 9 'and a pump 10, 10' to circulate the heat transfer fluid in each said compartment 3 , 3 'as shown in Figure 2.
  • the installation 1 comprises a circulation loop 8 common to the two said compartments with a single heat exchanger 9 and two pumps 10, 10 '; a pump 10 for removing the heat transfer fluid 4 recovered in the recovery tank 7 ⁇ under the drum 6 at the outlet S of the first compartment 3 and cooling it in the exchanger 9 before reintroducing it at T0 with a certain proportion of ice to the inlet E 'of the second compartment 3', and a second pump 10 'for withdrawing the heat transfer fluid 4 recovered in the receiving tank 7' ⁇ at the outlet S' of said second compartment 3 'and circulating it and reintroducing it without cooling to the entry E of the first compartment 3.
  • the harvest 5 is washed beforehand and drained before being cooled.
  • a drip drum 13 movable in rotation about an axis X 2 , X ' 2 , said drum 13 comprising a cylindrical wall 13 ⁇ , having recesses 13 2 for draining the washed 5 harvest before immersion but also for introducing said washed and drained harvest at a constant flow rate Q 2 into a said first cooling compartment 3, 3 ' . This improves the continuity of the process.
  • This juice is at the temperature T1 for introducing the harvest into a said first cooling compartment and it is kept at this temperature during the whole process of cooling the harvest 5 to the temperature T3.
  • the cooling method proposed by the present invention thus has multiple advantages over known cooling methods, among which there will be mentioned: continuous cooling without mechanical contact of displacement of the fruits during the treatment liable to injure the objects treated; rapid and homogeneous cooling of objects on all parts thereof; no handling during cooling; selective and rapid cooling of the parts of the objects in contact with the fluid, which makes it possible to limit the losses of energy by thermal conduction in the pulp; - a process usable for any fruit processing throughput, with low throughputs of the order of 0.5 to 5 tonnes per hour or large for throughputs ranging from 5 to 50 tonnes per hour or more.
  • the process is particularly advantageous for the extraction of substances of interest contained in the skin of grape berries, such as aromas, aromatic precursors and polyphenolic compounds such as anthocyanins and tannins .
  • the method according to the invention makes it possible to bring the skin of the grapes to a negative temperature T3, without however bringing the pulp of these grapes to this so-called temperature T3.
  • This cooling of the film causes embrittlement of the walls of the cells of the film containing the substances of interest, which improves the permeability of these cells and the extraction of said substances in the pulp, which substances will then be more easily extracted in the juice. , during a subsequent pressing, maceration or fermentation stage, for example.
  • the process improves the extraction of polyphenolic compounds such as tannins, the DO 280 indices at the end of the treatment also having a gain of around 18% on average compared to the DO 280 measurements on control samples.
  • the wine obtained has a fruity and well-marked character with supple and pleasant tannins, the witness appearing much more rustic.

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Abstract

La présente invention est relative à un procédé de refroidissement d'objets fragiles (5) tels que des fruits ou des végétaux d'une température T2 à une température T3 inférieure à T2 par immersion dans un fluide caloporteur (4), de préférence alimentaire, caractérisé en ce que l'on fait circuler lesdits objets (5) et ledit fluide caloporteur (4) à co-courant dans au moins un compartiment de refroidissement (3, 3'), lesdits objets étant immergés à la température T2 dans ledit fluide caloporteur (4) à sa température de fusion TO dans ledit compartiment, ledit fluide comportant une proportion initiale de fluide à l'état solide, et les parties desdits objets (5) en contact avec ledit fluide caloporteur (4) étant portées à ladite température T3 après circulation desdits objets dans ledit fluide caloporteur à l'intérieur dudit compartiment.

Description

Procédé de refroidissement
La présente invention concerne un procédé de refroidissement d'objets fragiles tels que des fruits et des végétaux, et en particulier un procédé de refroidissement de raisins. Le domaine technique de l'invention est celui du traitement thermique d'objets fragiles de fruits et de végétaux.
Plus particulièrement, l'objet de la présente invention est un procédé de refroidissement et traitement à froid des raisins en vue d'améliorer l'extraction de substances d'intérêt telles que des arômes, précurseurs aromatiques et composés polyphenoliques comme les tanins et anthocyanes contenus dans les pellicules des baies de raisins et dont dépend la qualité finale d'un vin.
Diverses méthodes de traitement ont été développées et employées afin d'améliorer l'extraction des substances d'intérêt précitées contenues dans les baies de raisins lors de la vinification. On peut citer, en particulier, les méthodes de macération dynamique, pigeage mécanique, cuvaison prolongée, etc.
Les cellules des pellicules des baies de raisins possèdent des parois épaisses et résistantes qui rendent difficilement extractibles les substances d'intérêt contenues dans ces cellules.
Afin d'extraire en particulier les tanins et les substances colorantes telles que les anthocyanes contenus dans les pellicules des baies de raisins, en particulier pour la vinification des vins rouges, on utilise également déjà depuis longtemps des procédés dits de thermovinification par chauffage de la vendange jusqu'à une température allant de 60°C à 85°C en fonction des cépages et de la durée de traitement.
Ces procédés permettent d'améliorer substantiellement l'extraction des substances colorantes. Par ailleurs, plusieurs techniques de traitement enzymatiques peuvent être utilisées en complément des traitements de thermovinification pour en améliorer l'extraction.
Cependant, ces différents procédés ne sont pas entièrement satisfaisants. En particulier, les procédés de cuvaison prolongée et de pigeage mécanique par exemple, par ailleurs souvent associés à un chauffage de la vendange, ne permettent pas une extraction sélective des substances d'intérêt contenues dans les pellicules des baies mais facilitent également l'extraction des tanins « durs » contenus dans les rafles et les pépins des raisins qui ont un impact négatif sur les qualités gustatives des vins produits.
On a par ailleurs proposé un procédé dit « flash détente » qui consiste à chauffer dans un premier temps la vendange jusqu'à une température de 80°C environ, puis à la placer dans une enceinte sous vide. Cette mise sous vide provoque l'évaporation d'une partie du produit et un refroidissement soudain de la vendange jusqu'à environ 30°C, ce qui provoque une fragilisation des pellicules des baies de raisins et favorise l'extraction des substances d'intérêt contenues dans celles-ci. Cependant, cette méthode est coûteuse et contraignante dans la mesure où elle nécessite des installations coûteuses pour réaliser une mise sous vide totale de la vendange.
De plus, dans les cas de production de vins d'appellation d'origine contrôlée (A.O.C.), les procédés de thermovinification et de « flash détente » ne sont pas applicables, les méthodes de chauffage de la vendange étant interdites dans le cas de la production de vins d'appellation d'origine
Toutes ces méthodes ne permettent pas d'extraire sélectivement et de façon optimale les substances contenues dans les pellicules des grains de raisins, en ce qu'elles engendrent de plus des meurtrissures et écrasement de la vendange avant pendant et après traitement en raison de moyens de transport de type vis sans fin, ou palettes d'entraînement qui ont tendance à entasser et compresser la vendange ce qui provoque la formation de jus bourbeux qu'il faut ensuite filtrer pour en supprimer les éléments solides de rafles et de pépins qui pourraient se retrouver dans le vin.
De plus, la plupart de ces méthodes ne permettent pas un traitement en continu de la vendange, mais en batch, ce qui nécessite des manipulations entre les différentes étapes de vinification.
Ces différentes méthodes présentent également l'inconvénient de ne pas être applicables à la vinification et à l'élaboration de produits haut de gamme de par les volumes importants à mettre en oeuvre et les blessures importantes causées par les actions mécaniques sur de la matière première. Enfin, on a découvert que le refroidissement poussé des raisins et en particulier de leur pellicule jusqu'à une température proche de 0°C et même légèrement négative, permettait de fragiliser les cellules des pellicules de ces baies et d'améliorer ainsi l'extraction desdites substances d'intérêt.
Cependant, on ne connaît jusqu'alors que les procédés usuels de conservation à froid tel que le traitement en chambre froide ou en tunnel à froid, ou encore l'immersion sous de la neige carbonique qui ne permettent ni un traitement homogène rapide, ni un traitement continu des fruits, mais toujours en batch avec de plus un nombre important d'opérations de manutentions, et qui de plus ne sont pas satisfaisants dans la mesure où, par leur durée minimale de plusieurs heures on refroidit également la pulpe du fruit par conduction thermique du froid dans le fruit, ce qui n'est pas souhaitable dans le cas du traitement de raisins.
Le document FR 2731228 Al propose également un procédé de vinification comportant une étape de macération pré-fermentaire visant à provoquer la surgélation des pellicules de raisin par injection de gaz sous pression dans la vendange ou apport de frigories par des sources exogènes liquides ou solides (neige carbonique) puis maintien en température basse, d'environ 5°C, pendant 48 heures au moins. Toutefois ce procédé présente les mêmes inconvénients que les procédés traditionnels de conservation à froid en raison de la durée de traitement, ainsi que les problèmes de dilution des jus de fruits causés par l'apport de liquides ou solides exogènes (neige carbonique) pour abaisser la température.
Aussi le but de la présente invention est de fournir un procédé de refroidissement simple et peu coûteux qui permette une extraction sélective et optimale des substances d'intérêt contenues dans les pellicules d'objets fragiles tels que des fruits ou des légumes, et en particulier l'extraction des substances d'intérêt contenues dans les pellicules de grains de raisins pour la production de tous types de vins.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé qui permette le traitement et le refroidissement en continu desdits objets fragiles.
Un autre but de l'invention est également de proposer un procédé qui permette le traitement de tout type d'objet, et en particulier qui permette le traitement de tout type de raisins en vue de la vinification de tout type de vins. Ces différents buts sont atteints selon l'invention par un procédé de refroidissement d'objets fragiles tels que des fruits ou végétaux d'une température T2 à une température T3 inférieure à T2 par immersion dans un fluide caloporteur, de préférence alimentaire, caractérisé en ce que : ledit fluide caloporteur a une température de fusion T0 inférieure à T3, et on introduit ledit fluide caloporteur à sa dite température T0 comportant une proportion initiale de fluide à l'état solide dans au moins un compartiment de refroidissement au niveau d'une entrée dudit compartiment, et - on immerge lesdits objets à la dite température T2, de préférence préalablement lavés et égouttés, dans ledit fluide caloporteur à sa température TO au niveau de ladite entrée dudit compartiment de refroidissement, et on fait circuler lesdits objets et ledit fluide caloporteur à co- courant jusqu'à une même sortie dudit compartiment, et les parties desdits objets en contact avec ledit fluide caloporteur sont portées à ladite température T3 après circulation desdits objets dans ledit fluide caloporteur entre ladite entrée et ladite sortie dudit compartiment.
Un tel procédé de refroidissement présente de nombreux avantages par rapport aux procédés de refroidissement connus. En premier lieu, ce procédé permet un traitement desdits objets fragiles très rapide, de l'ordre de quelques dizaines de secondes jusqu'à quelques minutes en fonction des objets traités et des températures de refroidissement T3 de ces dits objets à atteindre.
Ensuite ce procédé ne nécessite que peu de moyens pour sa mise en œuvre, dans la mesure où il est simplement besoin d'un compartiment tel qu'une auge ou un bac et d'un fluide caloporteur, de préférence de type alimentaire, et qui possède une température de changement d'état solide/liquide T0 facilement atteignable par des moyens de refroidissement conventionnels.
De plus, le procédé selon l'invention est particulièrement avantageux en ce qu'il nécessite une énergie thermique très inférieure à celle des procédés connus pour réaliser le refroidissement. En effet, le procédé selon l'invention ne nécessite d'une part ni moyens de transport des fruits ou de manutention des objets traités en cours de refroidissement ni refroidissement de fluide gazeux comme pour les traitements en chambre froide ou en tunnels de froid.
L'invention se propose d'utiliser l'énergie thermique de refroidissement d'un fluide caloporteur à sa température de fusion T0 avec un pourcentage de fluide à l'état de glace pour réaliser un refroidissement desdits objets fragiles à la température isotherme TO de changement d'état du fluide caloporteur, lesdits objets échangeant avec le fluide une énergie sensiblement égale à la chaleur latente de fusion λf de ce fluide pour faire passer simultanément ladite proportion de fluide sous forme de glace à l'état liquide et l'enveloppe externe desdits objets de ladite température T2 à la température T3 entre ladite entrée et une même dite sortie dudit compartiment. De plus, l'invention propose également d'utiliser le mouvement de circulation du fluide à l'intérieur du compartiment pour véhiculer lesdits objets fragiles à co-courant dans ce fluide entre ladite entrée et ladite sortie du compartiment de refroidissement, ce qui supprime donc le besoin de moyens de transport ou de manipulations des objets en cours de traitement et améliore la vitesse de refroidissement, lesdits objets étant en même temps transportés et refroidis de façon homogène par immersion dans le fluide caloporteur.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'on réalise un procédé en continu dans lequel on sépare et on récupère lesdits objets d'une part et ledit fluide caloporteur d'autre part après la sortie d'un dit compartiment de refroidissement, ledit fluide caloporteur étant à une température comprise entre T0 et T3, et on refroidit ledit fluide caloporteur à sa dite température de fusion T0 avec une dite proportion initiale de fluide à l'état solide avant de le réintroduire au niveau de ladite entrée dudit compartiment de refroidissement.
Le procédé de refroidissement peut être réaliser en continu et non en batch sur des lots d'objets à traiter. En effet, on introduit lesdits objets à un débit constant à ladite entrée d'un dit compartiment de refroidissement en immersion dans ledit fluide caloporteur à sa dite température T0, ledit fluide étant récupéré en sortie dudit compartiment pour être refroidit à T0 avec une proportion de glace déterminée en fonction du débit d'objets fragiles à traiter, puis réintroduit en continu à ladite entrée dudit compartiment de refroidissement, lui aussi à un débit constant déterminé pour que d'une part lesdits objets soient véhiculés et refroidis à ladite température T3 dans le compartiment et d'autre part pour que tout le fluide sous forme de glace soit fondu en sortie dudit compartiment afin de ne pas perdre d'énergie thermique. Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse du procédé selon l'invention, on fait circuler lesdits objets et ledit fluide caloporteur dans au moins deux compartiments de refroidissement disposés en série, lesdits objets étant immergés à une température Tl à l'entrée d'un premier dit compartiment de refroidissement en amont d'un second compartiment dans ledit fluide caloporteur à une température comprise entre TO et T3, et on sépare lesdits objets et ledit fluide caloporteur à la sortie dudit premier compartiment, lesdits objets étant à une température T2 comprise entre Tl et T3, et on transfère lesdits objets depuis ladite sortie dudit premier compartiment jusqu'à l'entrée dudit second compartiment où on les immerge dans ledit fluide caloporteur à ladite température T0, et on sépare et on récupère lesdits objets et le dit fluide caloporteur en sortie dudit second compartiment, lesdits objets étant à ladite température T3. Une telle mise en œuvre du procédé permet avantageusement de traiter des débits d'objets fragiles à traiter plus importants et/ou plus rapidement que par une seule circulation des objets en immersion dans le fluide à l'intérieur d'un seul compartiment, et ce sans augmenter, et plutôt en diminuant la quantité totale de fluide caloporteur nécessaire pour porter lesdits objets à la température T3, ni son débit.
Dans un mode de réalisation préféré du procédé de refroidissement en continu décrit ci-avant, celui-ci est avantageusement caractérisé en ce que : on récupère ledit fluide caloporteur à la sortie dudit premier compartiment, et on le refroidit à sa dite température de fusion T0 avec une dite proportion initiale de fluide à l'état solide avant de l'introduire à l'entrée du dit second compartiment, et on récupère ledit fluide caloporteur à la sortie dudit second compartiment à une température comprise entre TO et T3 pour le réintroduire à l'entrée du dit premier compartiment de refroidissement.
L'intérêt d'un tel procédé en deux passes dans deux compartiments successifs est que l'on diminue la quantité totale de fluide nécessaire pour porter lesdits objets à ladite température T3, ainsi que l'énergie pour porter le fluide à la dite température TO.
En effet, on réalise dans le premier compartiment un prérefroidissement desdits objets pour amener ceux-ci à une température T2 plus froide que Tl . On les passe ensuite dans ledit fluide à T0 dans ledit deuxième compartiment pour les porter à T3.
En sortie du deuxième compartiment, le fluide est à une température supérieure à T0 mais inférieure à T3, et en pratique encore négative. On peut donc encore utiliser ce fluide pour refroidir lesdits objets introduits dans ledit premier compartiment à la température Tl . Ce n'est ensuite qu'en sortie dudit premier compartiment que l'on récupère ledit fluide alors à une température comprise entre T3 et T2 pour le refroidir à sa température T0 avec une proportion de glace initiale et le réintroduire à l'entrée dudit deuxième compartiment. Selon une caractéristique préférée de la présente invention, le procédé de refroidissement est mis en œuvre à l'aide d'une installation de traitement thermique comprenant au moins un dit compartiment de refroidissement apte à contenir desdits objets en immersion dans un dit fluide caloporteur circulant dans ledit compartiment, et des moyens de séparation desdits objets et dudit fluide, et un premier organe de réception dudit fluide caloporteur en aval dudit compartiment, et des moyens de transfert desdits objets séparés dudit fluide caloporteur dans un deuxième organe de réception desdits objets, et une boucle de circulation du fluide caloporteur séparé desdits objets à l'extérieur dudit compartiment depuis ledit premier organe de réception vers ledit compartiment, ladite boucle de circulation comportant des moyens de mise en température dudit fluide caloporteur et des moyens de circulation dudit fluide caloporteur dans ladite boucle et ledit compartiment, ledit compartiment et lesdits moyens de circulation générant un flux de fluide caloporteur permettant la circulation à co-courant desdits objets et dudit fluide caloporteur dans ledit compartiment, lesdits moyens de séparation et dits moyens de transferts desdits objets étant mobiles et placés en aval de ladite sortie du compartiment.
Le procédé selon l'invention est ainsi mis en œuvre avec une installation de constitution très simple, qui est particulièrement avantageuse entre autres par l'absence de moyens mécaniques de déplacement relatif desdits objets par rapport au dit fluide caloporteur dans un dit compartiment d'une part, et d'autre part l'absence de moyens mécaniques de déplacement desdits objets par rapport aux dits moyens de séparation et de transfert en sortie de compartiment par le fait que lesdits moyens d'égouttage sont mobiles et entraîne lesdits objets en sortie dudit compartiment et par le fait que ledit fluide et lesdits objets circulent à co- courant dans ledit compartiment.
De façon avantageuse et selon une caractéristique préférée de l'invention, lesdits moyens de séparation et de transferts sont constitués par un moyen d'égouttage mobile en rotation autour d'un axe de rotation situé transversalement à la direction de déplacement desdits objets et dudit fluide en aval dudit compartiment, ledit moyen d'égouttage mobile comprenant un tambour dont la paroi, de préférence cylindrique, comportant des évidements permettant l'égouttage desdits objets et le passage dudit fluide, ladite paroi étant disposée en aval de ladite sortie dudit compartiment de telle sorte que lesdits objets abutent en ladite sortie du compartiment contre ladite paroi et se disposent et s'égouttent sensiblement en une seule couche sur une partie supérieure externe de ladite paroi par rotation dudit tambour et sont transférés vers ledit deuxième organe de réception. Cette caractéristique est tout particulièrement intéressante lorsque l'on refroidit des fruits ou des légumes, et en particulier des raisins, car de tels moyens d'égouttage mobiles permettent un égouttage des objets refroidis en une seule couche, donc sans écrasement desdits objets ni drainage du fluide caloporteur au travers de ces dits objets traités, ce qui accélère l'égouttage et ainsi la durée de traitement.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, en sortie dudit compartiment ledit fluide traverse une première fois ladite paroi dudit tambour en rotation en sa dite partie supérieure pour être séparé desdits objets puis une seconde fois en une partie inférieure de ladite paroi dudit tambour, permettant ainsi un nettoyage desdits évidements de ladite paroi du tambour avant d'être récupéré dans un dit premier organe de réception constitué par un bac de réception situé sous ledit tambour.
De préférence, le fluide caloporteur utilisé pour réaliser le procédé de l'invention est porté à sa température T0 par des moyens de mise en température constitués par un échangeur thermique relié à un moyen frigorifique, par exemple un compresseur frigorifique. Toutefois de tels moyens de mise en température peuvent également être remplacés le cas échéant par une opération d'insertion de glace ou de neige carbonique par exemple dans le fluide caloporteur à l'entrée d'un dit compartiment de refroidissement.
Selon une autre caractéristique préférée du procédé selon l'invention, qu'on allonge le parcours de circulation desdits objets dans ledit compartiment pour prolonger et homogénéiser le contact entre lesdits objets et ledit fluide, de préférence en plaçant des cloisons internes à l'intérieur dudit compartiment.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel on fait circuler successivement lesdits objets fragiles dans deux compartiments de refroidissement, on utilise alors une installation qui comprend au moins deux dits compartiments de refroidissement disposés en série, des premiers moyens de séparation et de transfert étant intercalés entre la sortie d'un premier compartiment et ladite entrée d'un second compartiment pour permettre le transfert desdits objets depuis la sortie dudit premier compartiment vers ladite entrée dudit second compartiment, et des seconds moyens de séparation et de transfert étant disposés à la sortie dudit second compartiment pour séparer ledit fluide caloporteur et lesdits objets à la température T3 en sortie dudit second compartiment et transférer ces derniers dans un dit second organe de réception. Dans une variante de réalisation de l'installation décrite ci-avant, lesdits premiers et seconds moyens de séparation et de transfert sont réalisés par un même tambour en rotation comportant sur sa paroi cylindrique externe des moyens de séparations délimitant au moins deux tronçons de tambour distincts. On bénéficie alors d'une installation très compacte pour mettre en œuvre le procédé de refroidissement selon l'invention, ladite installation pouvant le cas échéant dans une application au refroidissement de vendange par exemple, être utilisée de façon itinérante directement chez un producteur récoltant lors de sa campagne de vendange. Afin de réaliser un refroidissement rapide et sélectif des parties des objets traités en contact avec le fluide, sans générer ou introduire d'éléments pouvant perturber les échanges thermiques entre le fluide caloporteur et les objets ou encore diluer le fluide, on égoutte lesdits objets lors de leur introduction dans un dit compartiment de refroidissement à l'aide d'un moyen d'introduction et d'égouttage en amont de l'entrée d'un dit compartiment de refroidissement et de préférence un moyen d'introduction et d'égouttage mobile.
Le procédé de refroidissement selon l'invention est particulièrement avantageux pour le traitement d'objets fragiles tels que des fruits et végétaux.
En particulier, le procédé selon l'invention peut constituer de substances d'intérêt contenues dans l'enveloppe externe d'objets fragiles tels que fruits et végétaux par fragilisation des cellules de ladite enveloppe externe et on récupère la pulpe et les jus desdits objets enrichis desdites substances. Dans une application préférée de l'invention, on réalise le refroidissement d'objets fragiles constitués par des raisins dans un fluide caloporteur constitué par du jus de raisin ou du vin incorporant entre 0 et 30% en masse de jus à l'état de glace, de préférence de 2 à 20%, de préférence encore de 5 à 15%, lesdits raisins étant mis en température de manière à porter la pellicule externe des baies de raisins à une température T3 comprise entre 0°C et la température T0 dudit fluide caloporteur.
Un tel traitement de raisins dans un fluide caloporteur tel que du jus de raisin ou du vin peut en particulier être intéressante pour la production de jus de raisin et de vins. On choisira le fluide caloporteur en fonction de la température T3 à laquelle on souhaite refroidir les raisins.
En effet, pour un refroidissement jusqu'à une température T3 de l'ordre de 0°C jusqu'à — 1 °C ou-2°C, on pourra utiliser du jus de raisin, dont la température de fusion T0 est de l'ordre de — 2°C à — 4°C en fonction de la pression et de la teneur en sucres du jus. En revanche, si l'on souhaite refroidir le raisin à des températures inférieures à — 2°C, on utilisera préférentiellement du vin, ou un fluide alcoolisé, la température de fusion T0 d'un tel fluide étant sensiblement égale à la moitié de son pourcentage d'alcool par volume de fluide. Aussi dans de tels cas, le procédé de refroidissement desdits raisins sera avantageusement caractérisé en ce que : le raisin à une dite température T2 est égoutté avant refroidissement par immersion dans un dit compartiment de refroidissement, et - le jus de raisin ainsi égoutté est récupéré et conservé à ladite température T2, et lesdits raisins sont récupérés après refroidissement en sortie dudit compartiment à ladite température T3, et sont plongés dans ledit jus de raisin égoutté de manière à réchauffer lesdits raisins avant une étape ultérieure de traitement éventuelle. Ceci sera alors particulièrement avantageux en vue d'une macération ultérieure ou d'une fermentation alcoolique.
Le procédé de refroidissement selon l'invention est tout particulièrement avantageux pour des applications vinicoles car il permet de réaliser sélectivement l'extraction de substances d'intérêt telles que les arômes, précurseurs aromatiques et composés polyphenoliques initialement contenues dans la pellicule des baies de raisins, en particulier les substances tels que les anthocyanes et les tanins.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation de l'invention dans une application de thermovinification de vendange et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement une installation de traitement thermique selon l'invention comportant un unique module de traitement ;
La figure 2 représente schématiquement une installation de traitement thermique selon l'invention comportant deux modules de traitement en série selon une première variante de réalisation ;
La figure 3 représente schématiquement une installation de traitement thermique selon l'invention comportant deux modules de traitement en série conformément à une deuxième variante de l'invention ;
La figure 4 représente schématiquement une installation de traitement thermique selon l'invention comportant deux modules de traitement en série pour la mise en œuvre d'une variante du procédé de traitement selon l'invention ;
La figure 5 représente une installation de traitement thermique selon l'invention comportant deux modules de traitement en série en vue de dessus. Par référence à la figure 1 tout d'abord, on réalise le refroidissement de raisins 5 d'une température T2 ambiante à une température T3 de l'ordre de 0°C à — 1 °C ou — 2°C, par immersion et circulation dans un fluide caloporteur 4 à l'intérieur d'un seul compartiment de refroidissement 3. Le fluide caloporteur 4 choisi est de préférence du jus de raisin ou du vin à sa température de fusion TO. Cette température est de l'ordre de — 2°C à — 3°C en fonction de la pression atmosphérique si le fluide est du jus du raisin, et elle égale sensiblement à la moitié du degré alcoolique du vin si le fluide caloporteur est du vin.
On porte dans un premier temps un volume V de fluide caloporteur 4 à la température T0 avec une proportion de fluide congelé comprise entre 0% et 30%, et de préférence de 2 à 20 %, et de préférence encore de 5% à
15%.
Le volume V de fluide caloporteur 4 et le pourcentage de glace sont déterminés en fonction du débit Q2 de vendange 5 que l'on souhaite refroidir.
En pratique, il convient de choisir le débit Ql de fluide caloporteur 4 de telle sorte que le rapport entre le débit Q2 de raisins traité et le débit Ql de fluide caloporteur à l'intérieur du compartiment 3, soit au minimum sensiblement égal à 1 /2, et de préférence compris entre 1 /3 et 1 /6, et pouvant aller jusqu'à 1 /10 en fonction de l'énergie à transférer et le raisin.
Ainsi, pour un débit Q2 de vendange de 5 tonnes par heure par exemple et pour un refroidissement de la température T2 = 25°C à la température T3 = - 2°C, on choisira un débit Ql de fluide caloporteur 4 au minimum égal à 20 m3 par heure.
Ces valeurs de débit minimum Ql de fluide caloporteur 4 sont importantes afin d'obtenir d'une part le refroidissement souhaité de la vendange 5 jusqu'à la température T3 dans un temps d'immersion à l'intérieur du fluide qui est le plus court possible, et d'autre part une circulation et un transport des raisins traités à co-courant dans le fluide caloporteur 4, à l'intérieur du compartiment 3.
Une fois le débit de fluide caloporteur Ql et de vendange Q2 déterminés et ledit fluide porté à sa température de fusion TO avec une dite proportion de fluide sous forme de glace, on introduit le fluide 5 au niveau de l'entrée E du compartiment 3 à l'aide d'une pompe 10 permettant de faire circuler le fluide caloporteur. La pompe 10 peut être de tout type ordinairement utilisé dans l'industrie agroalimentaire, en particulier une pompe permettant de pomper un fluide alimentaire comportant une proportion de matière solide, et que l'homme du métier pourra choisir à sa convenance en fonction des produits à refroidir.
Sous l'action de la pompe 10, le fluide caloporteur 4 circule au débit
Ql à l'intérieur du compartiment 3 et est récupéré en sortie S de celui-ci dans un bac de récupération 7ι à l'intérieur duquel il est pompé par ladite pompe 10 pour être refroidi à sa dite température T0 par un echangeur thermique 9 avant d'être réintroduit à l'entrée E dudit compartiment 4.
Alternativement, ledit echangeur thermique 9 peut être facultatif et le fluide caloporteur 4 mis en température par aspersion et mélange de glace ou de neige carbonique dans ledit fluide lors de sa dite introduction dans ledit compartiment de refroidissement 3 au niveau de ladite entrée E de celui-ci.
Le fluide caloporteur est ainsi en circulation continue à l'intérieur d'une boucle de circulation 8 reliant l'entrée E du compartiment 3 et la sortie S de ce dit compartiment. On immerge la vendange 5 à la température T2 dans le fluide caloporteur 4 à la température T0 avec une dite proportion de glace au niveau de ladite entrée E du compartiment de refroidissement 3.
La vendange 5 est alors entraînée par ledit fluide caloporteur 4 à co- courant dans ledit compartiment 3 pendant une durée d'environ 20 à 30 secondes jusqu'à la sortie S dudit compartiment. Le fluide caloporteur 4 étant à la température TO avec une dite proportion de fluide solide sous forme de glace, les raisins 5 sont refroidis par le fluide à une température TO isotherme durant tout le parcours entre l'entrée E et la sortie S dudit compartiment 3, les raisins 5 apportant de l'énergie calorifique au fluide de manière à passer à la température T3 en faisant fondre le fluide sous forme de glace, sans pour autant que la température moyenne du fluide TO augmente entre l'entrée E et la sortie S dudit compartiment 3 tant qu'il reste de la glace.
On réalise ainsi un traitement de refroidissement de la vendange en continu puisque la vendange 5 est introduite en continu au débit Q2 dans le compartiment 3 en immersion dans le fluide caloporteur 4 circulant à sa température T0 de fusion, et qui de plus est un procédé homogène et rapide, les raisins 5 étant immergés intégralement dans le fluide pendant une durée très courte de 20 à 30 secondes. Le procédé de refroidissement selon l'invention permet ainsi avantageusement de refroidir uniquement la pellicule des baies de raisins 5 jusqu'à une température T3 de l'ordre de 0°C à — 1 °C ou — 2°C, la durée d'immersion n'étant pas suffisante pour que la pulpe du fruit soit portée à la température T3 entre l'entrée E et la sortie S dudit compartiment de refroidissement 3.
Ainsi, on fragilise les parois des cellules de la pellicule des baies de raisins, ce qui facilite la perméabilité de ces cellules et l'extraction des substances d'intérêt contenues dans ces cellules dans la pulpe, telles que les arômes, précurseurs aromatiques et composés polyphenoliques tels que les anthocyanes et les tanins.
Après circulation de la vendange 5 en immersion dans le compartiment de refroidissement 3, on sépare celle-ci du fluide caloporteur
4 à la sortie S dudit compartiment et on récupère individuellement les raisins 5 et ledit fluide 4, ledit fluide étant alors totalement liquide et à une température légèrement supérieure à sa température T0 de fusion, par exemple dans le cas d'un fluide caloporteur étant du jus de raisin, à une température comprise entre —2,5 et — 3°C.
Une fois récupéré, ledit fluide caloporteur 4 est refroidi à sa température de fusion TO avec une dite proportion de fluide sous forme de glace comprise entre 0 et 30 %, et de préférence une proportion de 2% à
20%, avant de le réintroduire à l'entrée E du compartiment de refroidissement 3.
Dans une première variante de mise en œuvre du procédé selon l'invention, on réalise le refroidissement de la vendange 5 par circulation de celle-ci et du fluide caloporteur 5 dans au moins deux compartiments de refroidissement 3, 3' disposés en série, c'est-à-dire l'entrée E' du second compartiment 3' étant située en aval de la sortie S du premier compartiment 3.
On immerge alors une première fois la vendange à l'entrée E du premier compartiment 3 dans le fluide caloporteur 4 à sa température T0 pour réaliser un premier refroidissement de ladite vendange jusqu'à une température T2 comprise entre Tl et T3 à la sortie S du compartiment 3.
Puis on transfère ladite vendange 5 de la sortie S jusqu'à l'entrée E' du second compartiment de refroidissement 3' où l'on plonge ladite vendange 5 une deuxième fois dans le fluide caloporteur 4 à la température T0, et on récupère ensuite ladite vendange 5 à la température T3 en sortie S' dudit second compartiment 3', le fluide caloporteur étant récupéré, refroidit à sa température T0 avec une dite proportion de glace et réintroduit entre lesdites sortie S, S' et lesdites entrées E, E' desdits compartiments de refroidissement 3, 3'.
Dans une second variante de mise en œuvre du procédé selon l'invention, on réalise le refroidissement de la vendange 5 par circulation de celle-ci et du fluide caloporteur 5 dans au moins deux compartiments de refroidissement 3, 3' disposés en série, mais en refroidissant une seule fois ledit fluide caloporteur à ladite température TO entre l'entrée E du premier compartiment 3, et la sortie S' du second compartiment 3'. Dans ce mode de réalisation, on introduit la vendange 5 en continu à l'entrée E du premier compartiment de refroidissement 3 à une température Tl de l'ordre de 25°C, et plus généralement à la température ambiante Tl , en immersion dans le fluide caloporteur 4 à une température comprise entre TO et T3, par exemple dans le cas d'un fluide caloporteur 4 comme du jus de raisin, égale une température de — 2,5°C.
On réalise ainsi un premier refroidissement de la vendange 5 de la température Tl à une température T2, comprise entre Tl et T3, par une première circulation à co-courant dans le fluide caloporteur 4 à l'intérieur d'un premier compartiment de refroidissement 3.
En sortie du premier compartiment 3, on sépare la vendange 5 refroidie à la température T2 du fluide caloporteur 4 et on la transfère à l'entrée E' du second compartiment de refroidissement 3' en immersion dans le fluide caloporteur 4 à sa température de fusion T0, avec une dite proportion de fluide solide comprise entre 2 et 20 %, lequel fluide entraîne alors la vendange à co-courant en la refroidissant de la température T2 jusqu'à la température T3 à la sortie S' du second compartiment 3' où l'on sépare alors la vendange 5 à ladite température proche de T3 du fluide caloporteur 4, et on récupère la vendange et le fluide caloporteur séparés l'un de l'autre, ledit fluide caloporteur ne comportant alors à la sortie S' plus de glace et étant à une température comprise entre T0 et T3.
Dans cette configuration, le fluide caloporteur 4 circulant dans le premier compartiment 3 est récupéré à la sortie S de celui-ci pour être refroidi à la température T0 avec une dite proportion de fluide solide sous forme de glace, avant de réintroduire ce fluide à la température T0, à l'entrée E' du second compartiment 3' pour refroidir la vendange 5 de la température T2 à la température T3.
Ensuite, en sortie du second compartiment 3', on récupère une nouvelle fois le fluide caloporteur 4 à une température comprise entre T0 et T3, par exemple de l'ordre de — 2,5°C, et ne comportant alors plus de fluide solide sous forme de glace, et on réintroduit ce fluide à — 2,5°C directement à l'entrée E dudit premier compartiment 3 pour refroidir les raisins de la température Tl ambiante à la température intermédiaire T2.
Le fluide caloporteur 4 est ainsi mis une seule fois en température lors de son passage dans les deux compartiments 3 et 3'. Un tel procédé de refroidissement « étage » par passage dans deux compartiments 3, 3' permet de diminuer environ par deux la quantité de fluide caloporteur 4 à la température TO pour faire passer les raisins de la température Tl à la température T3.
En effet, la première immersion de la vendange 5 dans le fluide caloporteur 4 entre T0 et T3 dans ledit premier compartiment 3 permet d'effectuer un premier refroidissement et donc de diminuer l'énergie calorifique à fournir par le fluide 4 aux raisins 5 dans le deuxième compartiment 3' pour les porter de la température T2 intermédiaire à la température finale T3, et donc de diminuer la quantité de fluide sous forme de glace nécessaire, et donc la quantité totale de fluide caloporteur 4.
Pour mettre en œuvre le procédé de refroidissement selon l'invention de façon simple et efficiente, on utilise une installation de traitement thermique 1 telle que représentée aux figures 1 à 5.
Pour un refroidissement de la vendange 5 par passage dans un seul compartiment 3, on utilisera de préférence une installation 1 comprenant un unique compartiment de refroidissement 3, de préférence plus long que large, pour orienter le déplacement du fluide caloporteur 4 et de la vendange 5 en circulation à co-courant dans ledit fluide caloporteur entre une entrée E du compartiment 3, où sont introduits la vendange 5 à la température T2 et le fluide caloporteur 4 à la température TO en début de procédé, jusqu'à une sortie S dudit compartiment 3, où les raisins 5 et le fluide caloporteur sont séparés et récupérés, les raisins étant alors à la température T3.
Pour permettre la séparation des raisins 5 et du fluide caloporteur 4 à ladite sortie S du compartiment de refroidissement 3, l'installation 1 comprend également contre ladite sortie S du compartiment 3 un tambour cylindrique 6 en rotation autour d'un axe XX', ledit tambour 6 étant mis en rotation par exemple par l'intermédiaire d'un moteur (non représenté) couplé sur l'axe XX'.
Le tambour présente une paroi cylindrique 6ι comprenant des évidements 62 pour laisser passer le fluide caloporteur 4 et retenir la vendange 5 refroidie à la température T3 à la sortie S du compartiment 3.
La paroi 6ι du tambour 6 affleure ladite sortie S de telle sorte que par le mouvement de rotation du tambour 6 dans le même sens que le mouvement de déplacement de la vendange 5 et du fluide caloporteur 4 à la sortie S du compartiment 3, la vendange traitée abute contre ladite paroi 6ι et le fluide caloporteur traverse cette dite paroi, et que ladite vendange 5 soit entraînée sur la paroi 6ι du tambour sensiblement répartie en une seule couche de raisins sur cette dite paroi.
Cet entraînement de la vendange 5 permet avantageusement d'égoutter les raisins refroidis par passage du fluide caloporteur 4 au travers des évidements 62 de ladite paroi 6ι, cet égouttage se faisant avantageusement sans drainage du fluide au travers d'un lit de raisins, comme dans les dispositifs de traitement thermique de vendange connus, et donc plus rapidement et sans diffusion des tanins « durs » des rafles dans les jus de fruits et la pulpe.
Afin de récupérer la vendange traitée 5 et le fluide caloporteur 4 après la sortie S du compartiment 3, l'installation 1 comprend deux organes de réception 7ι, 72.
Un premier organe 7ι, par exemple une cuve en acier inoxydable, est placé sous le tambour 6 pour récupérer le fluide caloporteur 4 traversant la paroi 6ι de celui-ci en sortie S du compartiment 3.
Le deuxième organe 72, par exemple une auge ou une trémie de récupération de la vendange traitée 5, est disposé en aval dudit tambour 6, de telle sorte que, après avoir été entraînée et égouttée sur le tambour, la vendange 5 tombe en suivant le mouvement de rotation de celui-ci dans la trémie de réception 72.
Pour permettre de réaliser le procédé de refroidissement selon l'invention en continu, l'installation 1 comprend également une boucle de circulation 8 du fluide caloporteur 4 pour recycler, refroidir et réintroduire celui-ci depuis ledit premier organe de réception 7ι jusqu'à ladite entrée E du compartiment 3.
Ainsi, le fluide caloporteur 4 récupéré dans le bac 7ι est pompé par l'intermédiaire d'une pompe 10, de type connu pour le pompage de fluide alimentaire, qui le fait circuler ensuite à l'intérieur d'un echangeur thermique 9 pour le refroidir à sa température de fusion T0 avec une dite proportion de glace, puis le réintroduire au niveau de l'entrée E dudit compartiment.
De préférence, l'échangeur thermique 9 est un echangeur thermique de type connu dans le domaine agroalimentaire relié à un groupe de froid également de type connu, par exemple un compresseur frigorifique.
Ainsi, le fluide caloporteur 4 est introduit et circule dans le compartiment de refroidissement 3 puis est recueilli dans le bac de récupération 7ι et pompé par la pompe 10, refroidi ensuite par l'échangeur thermique 9 et réintroduit enfin au niveau de l'entrée E du compartiment 3, de manière continue, à débit constant Ql, ce qui permet un refroidissement de la vendange 5 en continu, de manière rapide et homogène.
Pour permettre une immersion prolongée et un contact homogène de la vendange traitée 5 dans le fluide caloporteur 4 à l'intérieur du compartiment 3, on peut disposer des cloisons internes 11 à l'intérieur dudit compartiment 3 telles que représentées sur la figure 5, lesdites cloisons 11 dessinant alors par exemple des méandres et/ou des chicanes formant un parcours allongé de circulation du fluide 4 et de la vendange 5 dans le compartiment de refroidissement 3. Le procédé selon l'invention peut être, comme cela a précédemment été décrit, mis en œuvre par deux passages successifs de la vendange 5 en immersion dans le fluide caloporteur à l'intérieur de deux compartiments de refroidissement disposés en série. Dans une telle variante, le procédé est mis en œuvre à l'aide d'une installation thermique 1 comprenant deux compartiments de refroidissement 3, 3' disposés en série, deux tambours de séparation et d'égouttage 6, 6' disposés respectivement au niveau des sorties S et S' de chaque compartiment 3, 3' et des bacs de récupération du fluide caloporteur 7ι, 7'ι sous lesdits tambours 6, 6'.
En revanche, ladite trémie de réception 72 de la vendange 5 traitée en sortie S dudit premier compartiment 3 est formée directement par le deuxième compartiment 3' pour éviter toute manipulation de la vendange 5 entre la première et la deuxième immersion de celle-ci dans le fluide caloporteur 4 ainsi que tout réchauffement de la vendange entre ladite première et deuxième immersion.
Alternativement, dans cette variante, chaque compartiment 3, 3' peut comprendre une boucle de circulation 8, 8' propre, avec un echangeur thermique 9, 9' et une pompe 10, 10' pour faire circuler le fluide caloporteur dans chaque dit compartiment 3, 3' tel que représenté à la figure 2. De préférence toutefois, tel que représenté à la figure 4, l'installation 1 comprend une boucle de circulation 8 commune aux deux dits compartiments avec un seul echangeur thermique 9 et deux pompes 10, 10'; une pompe 10 pour prélever le fluide caloporteur 4 récupéré dans le bac de récupération 7ι sous le tambour 6 en sortie S du premier compartiment 3 et le refroidir dans l'échangeur 9 avant de le réintroduire à T0 avec une certaine proportion de glace à l'entrée E' du second compartiment 3', et une deuxième pompe 10' pour prélever le fluide caloporteur 4 récupéré dans le bac de réception 7'ι en sortie S' dudit deuxième compartiment 3' et le faire circuler et le réintroduire sans refroidissement à l'entrée E du premier compartiment 3. De façon avantageuse, la vendange 5 est préalablement lavée et égouttée avant d'être refroidie. C'est pourquoi on dispose alors, de préférence contre l'entrée E, E' d'un premier compartiment 3, 3' de refroidissement 3, un tambour d'égouttage 13 mobile en rotation autour d'un axe X2, X'2, ledit tambour 13 comportant une paroi cylindrique 13ι, comportant des évidements 132 pour égoutter la vendange 5 lavée avant immersion mais également pour introduire ladite vendange lavée et égouttée à un débit constant Q2 dans un dit premier compartiment de refroidissement 3, 3'. On améliore ainsi la continuité du procédé.
Dans une variante de réalisation présentée à la figure 3, les tambours
6, 6' de séparation et d'égouttage de chaque compartiment 3, 3', ainsi que le tambour d'égouttage 13 peuvent être réalisés sur un même tambour 6 comportant des cloisons 12 sur sa dite surface externe, lesdites cloisons formant des tronçons de tambour.
Avantageusement, on dispose un bac de récupération 15 des jus de gouttes de la vendange 5 égouttée sous le tambour 13 à l'entrée dudit premier compartiment.
Ce jus est à la température Tl d'introduction de la vendange dans un dit premier compartiment de refroidissement et il est conservé à cette température pendant tout le procédé de refroidissement de la vendange 5 jusqu'à la température T3.
Une fois refroidie, on peut ensuite replonger ladite vendange 5 traitée dans son jus de gouttes à la température Tl , ce qui permet par exemple de la remonter en température pour faciliter le départ en fermentation de la vendange traitée lors d'une étape de vinification ultérieure.
Le procédé de refroidissement proposé par la présente invention présente ainsi de multiples avantages par rapport aux procédés de refroidissement connus parmi lesquels on citera : un refroidissement en continu sans contact mécanique de déplacement des fruits au cours du traitement susceptible de blesser les objets traités ; un refroidissement rapide et homogène des objets sur toutes les parties de ceux-ci ; pas de manutention au cours du refroidissement ; un refroidissement sélectif et rapide des parties des objets en contact avec le fluide, qui permet de limiter les pertes d'énergie par conduction thermique dans la pulpe ; - un procédé utilisable pour tout débit de traitement de fruits, de débits faibles de l'ordre de 0,5 à 5 tonnes par heure ou important pour des débits allant de 5 jusqu'à 50 tonnes par heure ou plus.
Dans une application au refroidissement de raisins, le procédé s'avère particulièrement avantageux pour l'extraction des substances d'intérêt contenues dans la pellicule des baies de raisins, telles qu'arômes, précurseurs aromatiques et composés polyphenoliques tels que les anthocyanes et les tanins.
En effet, le procédé selon l'invention permet de porter la pellicule des grains de raisins à une température T3 négative, sans pour autant porter la pulpe de ces grains de raisins à cette dite température T3.
Ce refroidissement de la pellicule provoque une fragilisation des parois des cellules de la pellicule renfermant les substances d'intérêt, ce qui améliore la perméabilité de ces cellules et l'extraction desdites substances dans la pulpe, lesquelles substances seront ensuite plus facilement extraites dans le jus, lors d'une étape ultérieure de pressurage, de macération ou de fermentation par exemple.
Ainsi, sur raisins rouges, avec une installation de traitement thermique pour un débit Q2 de vendange égal à trois tonnes par heure, on a constaté des gains de couleur en sortie de refroidissement de l'ordre de 16 à 20 % supérieurs par rapport aux échantillons témoins de raisins non traité.
De même, le procédé améliore l'extraction des composés polyphenoliques comme les tanins, les indices de DO 280 en sortie de traitement présentant également un gain de l'ordre de 18 % en moyenne par rapport aux mesures de DO 280 sur des échantillons témoins.
Les essais de vinification montrent que le procédé n'altère pas la fermentescibilité des mous et n'entraîne pas de réduction ou d'oxydation de ceux-ci. Enfin, l'examen microscopique des pellicules des raisins traités, en fin de fermentation alcoolique, indique que les cellules sont mieux vidées (que celles des témoins), cet effet se retrouvant au travers des mesures de DO 280 et de l'intensité colorante également plus élevée.
Le vin obtenu présente un caractère fruité et bien marqué avec des tanins souples et agréables, le témoin paraissant beaucoup plus rustique.
L'invention a été décrite ici en référence à des modes de réalisation et à des applications préférées pour le refroidissement de raisins par exemple.
Néanmoins, cette description n'a aucun caractère limitatif de la portée de la présente invention, qui s'étend en particulier au traitement de tout type de fruits ou de végétaux, ainsi qu'à des procédés et des installations de mise en œuvre de ce procédé présentant des modifications à la portée de l'homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de refroidissement d'objets fragiles (5) tels que des fruits ou végétaux d'une température T2 à une température T3 inférieure à T2 par immersion dans un fluide caloporteur (4), de préférence alimentaire, caractérisé en ce que : ledit fluide caloporteur (4) a une température de fusion TO inférieure à T3, et on introduit ledit fluide caloporteur (4) à sa dite température TO comportant une proportion initiale de fluide à l'état solide dans au moins un compartiment de refroidissement (3, 3') au niveau d'une entrée (E, E') dudit compartiment, et on immerge lesdits objets (5) à la dite température T2, de préférence préalablement lavés et égouttés, dans ledit fluide caloporteur (4) à sa température T0 au niveau de ladite entrée (E, E') dudit compartiment de refroidissement (3, 3'), et on fait circuler lesdits objets (5) et ledit fluide caloporteur (4) à co-courant jusqu'à une même sortie (S, S') dudit compartiment (3, 3'), et les parties desdits objets (5) en contact avec ledit fluide caloporteur (4) sont portées à ladite température T3 après circulation desdits objets dans ledit fluide caloporteur entre ladite entrée et ladite sortie dudit compartiment.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise un procédé en continu dans lequel on sépare et on récupère lesdits objets (5) d'une part et ledit fluide caloporteur (4) d'autre part après la sortie (S, S') d'un dit compartiment de refroidissement (3, 3'), ledit fluide caloporteur (4) étant à une température comprise entre TO et T3, et on refroidit ledit fluide caloporteur à sa dite température de fusion TO avec une dite proportion initiale de fluide à l'état solide avant de le réintroduire au niveau de ladite entrée (E, E') dudit compartiment de refroidissement (3, 3').
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on fait circuler lesdits objets (5) et ledit fluide caloporteur (4) dans au moins deux compartiments de refroidissement (3, 3') disposés en série, lesdits objets étant immergés à une température Tl à l'entrée d'un premier dit compartiment de refroidissement (3) en amont d'un second compartiment (3') dans ledit fluide caloporteur (4) à une température comprise entre TO et T3, et on sépare lesdits objets (5) et ledit fluide caloporteur (4) à la sortie (S) dudit premier compartiment (3), lesdits objets étant à une température T2 comprise entre Tl et T3, et on transfère lesdits objets depuis ladite sortie (S) dudit premier compartiment (3) jusqu'à l'entrée (E') dudit second compartiment (3') où on les immerge dans ledit fluide caloporteur (4) à ladite température T0, et on sépare et on récupère lesdits objets et le dit fluide caloporteur en sortie (S') dudit second compartiment (3'), lesdits objets étant à ladite température T3
4. Procédé en continu selon la revendication 3, caractérisé en ce que : on récupère ledit fluide caloporteur (4) à la sortie (S) dudit premier compartiment (3), et on le refroidit à sa dite température de fusion T0 avec une dite proportion initiale de fluide à l'état solide avant de l'introduire à l'entrée (E') du dit second compartiment (3'), et on récupère ledit fluide caloporteur (4) à la sortie (S') dudit second compartiment (3') à une température comprise entre T0 et T3 pour le réintroduire à l'entrée (E) du dit premier compartiment de refroidissement (3).
5. Procédé selon l'une revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre à l'aide d'une installation de traitement thermique (1) comprenant au moins un dit compartiment de refroidissement (3, 3') apte à contenir desdits objets (5) en immersion dans un dit fluide caloporteur (4) circulant dans ledit compartiment (3, 3'), et des moyens de séparation (6, 6') desdits objets et dudit fluide, et un premier organe de réception (7ι, 7'ι) dudit fluide caloporteur (4) en aval dudit compartiment (3, 3'), et des moyens de transfert (6, 6') desdits objets (5) séparés dudit fluide caloporteur (4) dans un deuxième organe de réception (72, 7'2) desdits objets, et une boucle de circulation (8, 8') du fluide caloporteur (4) séparé desdits objets depuis ledit premier organe de réception vers ledit compartiment (3, 3'), ladite boucle de circulation comportant des moyens de mise en température (9, 9') dudit fluide caloporteur et des moyens de circulation (10, 10') dudit fluide caloporteur dans ladite boucle et ledit compartiment, lesdits moyens de circulation (10, 10') générant un flux de fluide caloporteur permettant la circulation à co-courant desdits objets (5) et dudit fluide caloporteur (4) dans ledit compartiment, lesdits moyens de séparation et dits moyens de transferts (6, 6') desdits objets étant mobiles et placés en aval de ladite sortie (S, S') du compartiment (3, 3').
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de séparation et de transferts sont constitués par un moyen d'égouttage mobile en rotation autour d'un axe de rotation (XX', XiX'i) situé transversalement à la direction de déplacement desdits objets (5) et dudit fluide (4) en aval dudit compartiment (3, 3'), ledit moyen d'égouttage mobile comprenant un tambour (6, 6') dont la paroi (6ι, 6'ι), de préférence cylindrique, comportant des évidements (62, 6'2) permettant l'égouttage desdits objets et le passage dudit fluide, ladite paroi étant disposée en aval de ladite sortie dudit compartiment (3, 3') de telle sorte que lesdits objets (5) abutent en ladite sortie (S, S') du compartiment (3, 3') contre ladite paroi (61, 6'ι) et se disposent et s'égouttent sensiblement en une seule couche sur une partie supérieure externe de ladite paroi par rotation dudit tambour (6, 6') et sont transférés vers ledit deuxième organe de réception. 7. Procédé selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que en sortie (S, S') dudit compartiment (3, 3') ledit fluide (4) traverse une première fois ladite paroi (61, 6'ι) dudit tambour (6, 6') en rotation en sa dite partie supérieure pour être séparé desdits objets (5) puis une seconde fois en une partie inférieure de ladite paroi dudit tambour, permettant ainsi un nettoyage desdits évidements (62, 6'2) de ladite paroi du tambour avant d'être récupéré dans un dit premier organe de réception (7ι,
7'ι) constitué par un bac de réception situé sous ledit tambour (6, 6').
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de mise en température (9) dudit fluide caloporteur (4) sont constitués par un echangeur thermique relié à un moyen frigorifique.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on allonge le parcours de circulation desdits objets (5) dans ledit compartiment (3, 3') pour prolonger et homogénéiser le contact entre lesdits objets (5) et ledit fluide (4), de préférence en plaçant des cloisons internes (11) à l'intérieur dudit compartiment (3, 3').
10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que l'installation comprend au moins deux dits compartiments de refroidissement (3, 3') disposés en série, des premiers moyens de séparation et de transfert (6) étant intercalés entre la sortie (S) d'un premier compartiment (3) et ladite entrée (E') d'un second compartiment (3') pour permettre le transfert desdits objets (5) depuis la sortie (S) dudit premier compartiment (3) vers ladite entrée (E') dudit second compartiment (3'), et des seconds moyens de séparation et de transfert (6') étant disposés à la sortie (S') dudit second compartiment (3') pour séparer ledit fluide caloporteur (4) et lesdits objets (5) à la température T3 en sortie (S') dudit second compartiment (3') et transférer ces derniers dans un dit second organe de réception (7'2).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits premiers et seconds moyens de séparation et de transfert (6, 6') sont réalisés par un même tambour (6) en rotation comportant sur sa paroi (61) cylindrique externe des moyens de séparations (12) délimitant au moins deux tronçons de tambour distincts.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on égoutté lesdits objets (5) lors de leur introduction dans un dit compartiment de refroidissement (3, 3') à l'aide d'un moyen d'introduction et d'égouttage (6, 13) en amont de l'entrée (E, E') d'un dit compartiment de refroidissement (3, 3'), et de préférence un moyen d'introduction et d'égouttage mobile.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on réalise le refroidissement d'objets fragiles constitués par des raisins (5) dans un fluide caloporteur constitué par du jus de raisin ou du vin (4) incorporant entre 0 et 30% en masse de jus à l'état de glace, de préférence de 2 à 20%, de préférence encore de 5 à 15%, lesdits raisins (5) étant mis en température de manière à porter la pellicule externe des baies de raisins à une température T3 comprise entre 0°C et la température T0 dudit fluide caloporteur (4).
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que : le raisin (5) à une dite température T2 est égoutté avant refroidissement par immersion dans un dit compartiment de refroidissement (3, 3'), et le jus de raisin ainsi égoutté est récupéré et conservé à ladite température T2, et lesdits raisins (5) sont récupérés après refroidissement en sortie (S, S') dudit compartiment (3, 3') à ladite température T3, et sont plongés dans ledit jus de raisin égoutté de manière à réchauffer lesdits raisins avant une étape ultérieure de traitement éventuelle.
15. Procédé d'extraction de substances d'intérêt contenues dans l'enveloppe externe d'objets fragiles (5) tels que fruits et végétaux par fragilisation des cellules de ladite enveloppe externe, caractérisé en ce que l'on réalise un procédé de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 14, et on récupère la pulpe et les jus desdits objets enrichis desdites substances.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'on réalise sélectivement l'extraction de substances d'intérêts telles que les arômes, précurseurs aromatiques et composés polyphenoliques initialement contenues dans la pellicule des baies de raisins (5), en particulier les substances tels que les anthocyanes et les tanins.
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