WO2006024762A1 - Procede de refroidissement sous pression reduite et installation pour sa mise en oeuvre - Google Patents

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    • 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 invention relates to a method of cooling plants and an installation for the implementation of this method.
  • the invention relates to an improvement in processes and installations for the treatment of hydrated biological materials, in particular plants, by evacuation of said plants after a preliminary heating to extract substances of interest contained therein, in particular for the production of juice and purees enriched in said substances of interest.
  • FR-A-2656547 a continuous apparatus has been described for deaerating, heating, maintaining temperature and vacuum cooling solid organic materials.
  • This installation mainly comprises a heating chamber in which is injected steam at high temperature to heat the material to be treated. This material is then cooled in an expansion chamber under a pressure of less than 0.1 bar and where vaporization of the water contained inside said material to be treated and cooling thereof occurs.
  • the biological materials to be treated, in particular fruits are in a first step heated to a temperature of about 80 ° C. to 95 ° C. in a heating chamber, then transferred and evacuated under pressure. between 10 3 and 10 4 Pa substantially immediately in a flash chamber.
  • This evacuation causes the vaporization of a portion of the water contained in said materials and a sudden cooling thereof by condensation of the vapors produced by means of a condenser connected by conduits to the enclosure and to a source of vacuum and which absorbs the heat energy of matter.
  • the method differs from the method described in FR-A-2656547 in that the heating of the biological materials is preferably carried out by injection into the treated material of endogenous vapor obtained by vaporization, by means of adapted boilers, vapor condensates and liquid exudates. hot products in the heating chamber or juice of said materials. If the vacuum expansion process is satisfactory in terms of the extraction of the substances of interest contained in the fruits and the enrichment of the juices produced, especially in grape pre-treatment applications for the production of wine, it is Nevertheless, there are disadvantages.
  • a disadvantage of this method lies in the fact that it does not allow in practice, particularly for the harvesting treatment under operating conditions and industrial facilities, to sufficiently cool the material, and contrary to what is described in the document EP-0728189-B1 does not make it possible to reach a temperature of the order of 20 to 25 ° C. Such a harvest temperature is necessary to allow a start in rapid fermentation and in good conditions after relaxation. On known industrial vacuum expansion plants, the outlet temperature is traditionally of the order of 32 to 35 ° C, which is too important for allow a direct fermentation. (Cf JL ESCUDIER and M. MOUTONET, "Pretreatment of grapes by flash-relaxation under vacuum - impact on the quality of wines" in "Revue des ⁇ nologues" n ° 99, 30.03.2001),
  • Another disadvantage is that this process does not allow, especially for the harvesting treatment under operating conditions and industrial installations, to adapt to existing grape heating installations, which allow to reach temperatures of heating of the order of 70 ° C to 80 ° C.
  • the existing vacuum expansion facilities require the use of utilities for evacuation of the heat energy absorbed on the condenser. These utilities intended to evacuate the condensation energy continuously supply cold water to the condenser connected to the expansion chamber to allow the condensation of the vapors emitted by the plants under the effect of the vacuum in the expansion chamber.
  • the energy removal utilities used are wet cooling towers, which feed the condenser with cold water at a temperature of order of 20 ° to 25 ° C.
  • wet towers are preferred vectors of development and dispersion of Legioml / a bacteria, which poses significant health problems of use and maintenance of these towers.
  • the object of the present invention is to provide a method of cooling under reduced pressure and an installation for the implementation of this improved method which solve, at least in part, the disadvantages of the prior art. More particularly, the object of the invention is to provide a cooling method that is both more efficient, faster and economical than the known methods.
  • the invention achieves its goal by a process for cooling plants, in particular fruits and vegetables, with a temperature T1 between 60 ° and 100 ° C., preferably between 80 and 90 ° C., at a temperature T3 lower than Tl, in which said plants at said temperature T1 are subjected to a reduced pressure so as to vaporize a part of the water contained in said plants and to cool them to said temperature T3, characterized in that fractional cooling is carried out said plants comprising: a first step of cooling the temperature T1 at an intermediate temperature T2 between T1 and T3, by introducing and evacuating said plants at the temperature T1 in a first cooling chamber inside which there is a reduced absolute pressure P1 greater than 0.1 bar, preferably between 0.1 bar and 1 bar; and a second step of cooling the temperature T2 to the temperature T3, by introduction and evacuation of said plants to the temperature T2 in a second cooling chamber inside which there is a reduced absolute pressure P2 between 0.01 bar and 0.1 bar, and said first and second cooling stages being carried out successively by
  • the process according to the invention is particularly intended for fruit and vegetable cooling applications for the production of juices, in particular in the wine and agri-food sectors.
  • the fractionation of the cooling in two successive vacuuming stages and at different absolute pressures advantageously makes it possible to increase the temperature difference between the starting temperature T1 of the pre-expansion harvest and the temperature T3. from the vintage after relaxation to traditional mono relaxation processes.
  • This increase in the temperature differential with respect to the traditional processes is crucial because it makes it possible to accelerate the instantaneous rate of cooling of the treated plants in each of the steps, as well as to improve the extraction of substances of interest such as aromas and aromatic precursors.
  • the method of the invention advantageously makes it possible to dissociate the effects related to the temperature differential and those related to the expansion in each of the enclosures, which makes it possible, while improving the cooling of the plants, to control the phenomena of extraction. associated with vacuuming according to the treated plants and their destination and to modulate the intensity of treatment by choosing the temperature ranges and pressures applied in each of the cooling steps.
  • the double-expansion method of the invention also makes it possible, while increasing the temperature differential, to keep the dimensions of installations, in particular of expansion chambers, substantially equivalent to those of the enclosures used for the implementation of the control methods.
  • traditional vacuum relaxation Indeed, by performing a stage cooling in two stages in two separate enclosures, we split the heat absorption process of the harvest, this heat absorption resulting from the condensation of the vapors produced during the evacuation of the plants to each of the cooling steps.
  • the density of the water increases with the level of vacuum, the amount of vapor to be condensed by the harvest cycle, equal to the product of the density of the water at the pressure prevailing in the enclosure, by the temperature differential the harvest between the inlet and the outlet of said enclosure, is greater in the second chamber relative to the first chamber while the temperature differential of the harvest to be obtained therein is lower than that of the first enclosure.
  • the process according to the invention makes it possible to reach temperatures T3 for cooling the treated plants that are lower than those obtained by known vacuum-relaxation methods while implementing a condensation energy evacuation system having the following characteristics: same characteristics, which advantageously allows to condition or treat said plants right out of the second cooling chamber.
  • the process makes it possible to obtain a cooled harvesting temperature of between 25 ° C. and 28 ° C. corresponding to the needs of the oxidizers for a direct fermentation and / or fermentation start (s) after expansion.
  • the method of the invention also makes it possible, for temperatures T1 and T3 of the plants before cooling and after cooling, to reduce the volume of the enclosure, and thus the section of the enclosures and the bulk of the installations, necessary to absorb the heat energy corresponding to the decrease in plant temperature from Tl to T3 compared to vacuum cooling processes in a single chamber, with volume gains (section) of between 30% and 50% for identical treatment temperatures .
  • said plants are heated to a said temperature T1 and then substantially compressed under a pressure greater than the atmospheric pressure of the order of the bar before said first cooling step.
  • the heating of plants at the temperature T1 can be carried out by any method known to those skilled in the art. In particular, this heating can be done by ⁇ I ⁇
  • the heating then advantageously between 15 and 60 seconds .
  • the vapors produced respectively during said first and second cooling steps are condensed independently by means of separate condensation devices respectively integrated in said first and second cooling chambers.
  • the mass of water evaporated in each of said chambers may be different, as well as the cooling temperatures T2 and T3 of the plants after said first and second cooling stages.
  • said first cooling step may be preceded by a step of macerating said plants at said temperature T1 for a duration of less than or equal to one hour, preferably less than or equal to 45 minutes.
  • Such maceration is particularly interesting in the case of vintage cooling for the production of wines in short winemaking routes to obtain wines more aromatic and more flexible for the needs of certain markets or for the production of juice. grapes.
  • a separation of the liquid and solid phases coming from said plants after the first cooling step is carried out between the two said cooling stages and the liquid phase is subjected to only said second stage of cooling. cooling.
  • the extraction and transfer rates of the plants between said first and second cooling chambers and at the outlet of the second enclosure are regulated as a function of the mass of plants introduced into said speakers.
  • the present invention also relates to an installation for implementing a cooling method as described above, said installation comprising: a first cooling chamber for cooling said plants of a temperature T1 at a temperature T2 lower than T1 by vaporization of a part of the water contained in these so-called plants; and a second cooling chamber for cooling said plants of said temperature T2 to a temperature T3 less than T2 by vaporization of a portion of the water contained in said plant material, said second enclosure being connected to said first enclosure by means extracting and transferring said plants from an outlet of said first enclosure to an inlet of said second enclosure; and a first and a second condenser respectively integrated in said first and second enclosures and connected to at least one vacuum source for instantly cooling said plants by condensation of the vapors produced by them as soon as they are introduced into said chambers and evacuate the heat energy lost by said plants and absorbed by said condensers via at least one energy evacuation device to which they are connected.
  • vacuum source here means any physical organ that makes it possible to lower the pressure inside said first and second cooling chambers respectively to a value P1 greater than 0.1 bar, preferably between 0.1 and 1 bar, and at a value P2 of between 0.01 and 0.1 bar.
  • Such physical organs may be for example vacuum pumps such as vane pumps, roots pumps, diaphragm pumps or others.
  • heat energy evacuation device is understood to mean installations adapted to supply the condensers with so-called “cold” water at a constant flow rate and temperature and to cool and recycle the so-called “hot” heated water coming from said condensers after circulation therein for condensing the water vapor and absorbing the heat energy of the plants evacuated in said cooling chambers.
  • the installation according to the invention is particularly advantageous in that it makes it possible to use enclosures whose cumulative volumes are substantially equal to the volume of the chamber necessary to achieve the cooling of the same quantity of plants of a same temperature T1 at the same temperature T3 with an installation comprising only one enclosure and a single condenser as known from the prior art.
  • the cumulative surface of the condensers used to absorb the heat energy of the plants in two enclosures according to the method of the invention is also much smaller than the surface of the condenser necessary to achieve the same cooling in a single chamber.
  • the new process makes it possible to use existing heating systems, particularly in the case of heat treatments of grape harvests.
  • said first and second cooling chambers are constituted by a single tank internally divided into two said enclosures by a sealed bulkhead on its periphery of the walls of said tank, means transfer device ensuring the transfer of said plants between said two enclosures through said partition.
  • the equivalent cumulative volume of said first and second cooling chambers is 40% lower than the volume of an enclosure used for vacuum expansion cooling processes according to the method known in the art. identical implementation conditions.
  • a condensation surface gain of between 20% and 50% is obtained according to the invention on the cumulative condensation surface of said first and second condensers.
  • the plant according to the invention comprises means for supplying said plants at the temperature T1 to an inlet of said first cooling chamber and means for extracting and transferring said cooled plants to said temperature T3 in a output of said second cooling chamber.
  • Said supply means may consist of associated pumps and pipes or conveyor belts for transporting whole plants, and said extraction and transfer means are constituted by a pump, for example of the mechanical or diaphragm type, and associated pipes, said pumps and pipes suitably suitable for working with food products.
  • said enclosures are mounted on electronic weighing means capable of measuring in real time the mass of plants inside said enclosures, said weighing means being connected to a device regulating device adapted to control said extraction and transfer means so as to vary the rates of introduction and extraction of plants in said enclosures as a function of the mass of plants in said enclosures at a predetermined time.
  • the installation according to the invention further comprises means for compressing said plants between said supply means and said inlet of said first enclosure.
  • This compression member is primarily intended to create an overpressure at the inlet of the first cooling chamber so as to cause an instantaneous vaporization of a portion of the volume of the product to be cooled.
  • said first and second condensers are connected to the same vacuum source.
  • first and second condensers are connected to a clean vacuum source.
  • said first and second condensers are tabular or plate condensers.
  • plate condensers may also be used satisfactorily in the plant according to the invention.
  • said condensers have a common hydraulic cooling circuit connecting them to a same heat energy evacuation device.
  • the hydraulic cooling circuits of the two condensers are then connected, preferably "in series", and connected to an energy evacuation device such as a cooling tower of the wet tower or hybrid tower type, or a refrigeration compressor coupled to a heat exchanger.
  • an energy evacuation device such as a cooling tower of the wet tower or hybrid tower type, or a refrigeration compressor coupled to a heat exchanger.
  • said first and second condensers have a clean cooling hydraulic circuit each connecting them to a heat energy evacuation device.
  • said heat energy evacuation device of said first and second condensers may be as previously a humid or hybrid air-cooling tower, or a device composed of a heat exchanger and a compressor.
  • the device heat energy evacuation chosen for the first condenser is an air-cooling tower type dry tower.
  • the use of a dry tower is possible with the first condenser because the temperature of the plants at the outlet of the first cooling stage (of the first enclosure) is sufficiently high compared to at the cold water temperature (about 30 ° C) produced by a dry tower.
  • the use of a dry tower on the first condenser makes it possible to avoid the development and propagation of Legione / Ia bacteria as is the case with wet or hybrid towers. This removes the health risks associated with the use of wet towers.
  • dry towers can eliminate water consumption related to condenser cooling with wet towers. Indeed, for treatments by expansion under vacuum of harvest, the consumption of water with a wet tower is of the order of 150 to 300 L of water per ton of treated harvest.
  • the installation of the invention also comprises means for cleaning the condensation-side condenser tubes, preferably arranged in contact with the condensation tubes of said condensers at the upper end thereof.
  • cleaning means are advantageously connected to a cleaning water supply and are able to run off said cleaning water on the outer surface of said condenser condensation tubes from said upper end of the condensers to their lower end.
  • FIG. 1 represents a first embodiment of the installation according to the invention
  • FIG. 2 represents a second embodiment of the installation according to the invention
  • FIG. 3 shows, in enlargement, the condenser washing means of the installation of the invention in a preferred embodiment.
  • the process according to the invention consists in carrying out fractional cooling of plants, in particular fruits and vegetables, having undergone pre-heating and which are subjected to two successive stages of cooling under reduced pressures (under vacuum).
  • the method is particularly applicable to the treatment of whole or partially squeezed fruits and vegetables, or in the case of berries, broken berries, whether or not drained and having undergone a first pressing or not.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an installation for implementing the method of the invention.
  • the harvest 1 is conveyed from a heating chamber 5 via a pump 2 and associated conduits 3 to the inlet E1 of a first cooling chamber 4.
  • said first cooling chamber consists of a tank made of a metallic or synthetic material of food grade such as stainless steel or synthetic resins, high density polyethylene (HDPE) or
  • the harvest 1 was subjected to a heating step up to a temperature T1 between 70 ° C. and 90 ° C.
  • This heating is preferably carried out in a heating chamber 5 by immersion and circulation of the harvest 1 in juice. of hot grapes maintained at a temperature equal to or slightly higher than the temperature T1 by a heat exchanger.
  • Such heating advantageously makes it possible to carry the harvest very quickly to the desired temperature Tl in a period of between 15 and 60 seconds for low harvesting rates (less than 5 tonnes / hour) to large (greater than or equal to 15 tonnes / hour). ).
  • the harvest is extracted from the heating chamber 5 and supplied via the pump 2 and the ducts 3 into the first cooling chamber 4 inside which there is a reduced pressure P1 between 0, 1 bar and 1 bar, preferably of the order of 0.1 to 0.3 bar.
  • the harvest 1 is introduced at the inlet E1 of the first enclosure 4 via a compression member 6, for example a flapper valve, which allows one hand to seal the junction between the enclosure 4 under vacuum and the ducts 3 which are at atmospheric pressure and thus to avoid losses by raising the vacuum of the chamber 4 in said ducts, and secondly to compress the harvest 1 under the effect of the pump 2 before introduction into the chamber 4.
  • a compression member 6 for example a flapper valve
  • This compression of the harvest before introduction into the first chamber 4 for cooling the pressure Pl aims to ensure an instantaneous vaporization and cooling of the harvest 1 from its introduction into the chamber 4.
  • the first cooling chamber 4 comprises a first condenser 7 integrated in the enclosure in the upper part thereof and which is itself connected to a vacuum source 8, such as a vacuum pump or a group of vacuum adapted to obtain a primary vacuum of the order of the pressure Pl inside said chamber 4 and in the condenser
  • a vacuum source 8 such as a vacuum pump or a group of vacuum adapted to obtain a primary vacuum of the order of the pressure Pl inside said chamber 4 and in the condenser
  • the harvest 1 and the cooled product juices fall by gravity to the bottom of the first cooling chamber 4, which preferably has at its base a frustoconical shape narrowing towards the outlet Sl of said first enclosure 4.
  • the harvest is then extracted from said 4 and transferred to the pressure P1 to a second cooling chamber 9. This extraction and transfer is done by means of a positive displacement pump 10 and ducts 11 adapted to perform a transfer of the harvest 1 between said first and second speakers 4, 9 cooling.
  • the harvest 1 is then introduced at the pressure P1 and the temperature T2 at the inlet E2 of the second cooling chamber 9 inside which there is a reduced pressure P2 of between 0.01 and 0.1 bar.
  • This second chamber 9 is advantageously constituted by a tank of the same type as that forming the first chamber 4 and also incorporates in its upper part a second condenser 12 itself connected to the vacuum source 8.
  • the vacuum source 8 produces a relatively high primary vacuum and the vacuum level in each of the cooling chamber 4, 9 is optionally adjusted by regulators 13, 14 placed between the vacuum source and the condensers 7, 12.
  • each condenser 7, 12 can be connected to an individual vacuum source.
  • the introduction of the harvest in the second chamber 9 at the pressure P2 causes a second vaporization of a portion of the water contained in the berries associated with a second brutal cooling of the harvest of the temperature T2 at a temperature T3 less than 30 ° C, and more generally of the order of 25 ° C to 28 ° C.
  • the vapors produced during this second evacuation and this second cooling of the harvest 1 are condensed on the second condenser 12 and the condensates obtained recovered and then operated identically to those obtained on the first condenser 7 during the first cooling in the first pregnant 4.
  • the harvest 1 at the temperature T3 is extracted from the second enclosure 9 by the outlet S2 located at the base thereof by appropriate extraction means 15 and then it is transferred to subsequent processing steps.
  • the two cooling chambers 4, 9 are installed on electronic load cells connected to an input of a regulating device, itself connected at the output to the extraction and transfer means. 10, 11, 15.
  • the load cells thus continuously measure the harvest mass in each of the enclosures 4, 9, which makes it possible to adjust the extraction speeds of the harvest in the two chambers by means of said regulating device so that to maintain a relatively constant harvest mass in the two enclosures and thus a cooling efficiency and optimum energy efficiency of the installation.
  • Such a cold source is conventionally constituted by a cold water circuit connecting the condenser to a heat energy evacuation device such as aero-refrigerant towers or refrigeration compressors which feed the condenser to an inlet thereof with water at a constant temperature and flow rate, which recirculates the hot water leaving at an outlet of the condenser and then cooling it.
  • a heat energy evacuation device such as aero-refrigerant towers or refrigeration compressors which feed the condenser to an inlet thereof with water at a constant temperature and flow rate, which recirculates the hot water leaving at an outlet of the condenser and then cooling it.
  • the condensers 7, 12 are connected in series, so that they have a common hydraulic circuit 16 connecting them to a single heat energy evacuation device 17, in particular a tower aero-refrigerant wet or hybrid type.
  • said energy evacuation device 17 is connected to the water inlet 12 t of the second condenser 12 and feeds it with water at a rate Ql.
  • the water leaves the second condenser 12 at the temperature T3 of the harvest after cooling in the second chamber 9 by the water outlet 12 2 _ which is connected to the water inlet J 1 of the first condenser 7 to feed the one with water at the temperature T3 and a flow rate Q2 less than or equal to the flow rate Q1.
  • a pipe or valve De ⁇ vation 18 can be placed between the water outlet 12 2 of the second condenser 12 and the water inlet I x of the first condenser 7 to limit the flow of water Q2 delivered thereto.
  • a three-way valve 19 makes it possible to connect via said water outlet I 2 of the first condenser 7 and the bypass valve 18 to the energy evacuation device 17 for cooling the water after circulation in the two condensers 7, 12.
  • the cooling of a gross grape flow rate of 15 tons per hour of a temperature T1 equal to 88 ° C. to a temperature T3 equal to 28 ° C. was achieved.
  • the harvest of Tl was cooled to a temperature T2 equal to 48 ° C. in a first cooling chamber 4 approximately 1.5 m in diameter connected to a first condenser 7, at a pressure Pl included between 0.1 and 0.3 bar.
  • the harvest was then transferred directly from the first chamber to the pressure P1 in a second cooling chamber 9 approximately 1.5 m in diameter connected to a second condenser 12 and underwent a second cooling step from the temperature T 2 to the temperature T3 under a pressure P2 of the order of 0.06 bar.
  • the second condenser 12 was fed with water at 24 ° C. under a flow rate
  • the wine was cooled to a temperature
  • T3 of 28 ° C, which advantageously allows a vatting and a departure in direct fermentation of the harvest.
  • Such a cooling temperature T3 is not currently achievable with conventional vacuum expansion cooling methods and instutions which in practice make it impossible to achieve enclosure output that exceeds 30 ° C, which is too high for a departure in direct fermentation and requires further cooling the harvest using heat exchangers and refrigeration compressors.
  • the method according to the invention allows a gain of at least 20% 40%, and on average about 25% of the cumulative volume of the cooling chambers and the cumulative surface of the condensers compared to the volume of enclosure and the condenser surface necessary to achieve the cooling of a same amount of harvest under identical temperature conditions with a single enclosure and a single condenser.
  • the realization of a two-stage vacuum cooling in accordance with the method of the invention in an installation as described above makes it possible to reduce the flow of water Ql supplied by the air-cooling tower of at least 40%; and in some cases up to a decrease of 70%, for example to reach temperatures T3 cooling the harvest after treatment between 30 ° C to 35 ° C as in the current processes.
  • said first and second condensers 7, 12 each have a hydraulic circuit 20, 21 of clean cooling so as to use for each of them to a device heat evacuation 22, 23 suitable.
  • This embodiment is particularly advantageous in that it authorizes the use of an air-cooling tower of dry tower type as a heat energy evacuation device 22 of said first condenser 7.
  • a dry tower does not allow not cool cooling water condensers at a temperature below 30 ° C which does not allow to use such dry towers to cool treated plants at a temperature below 30 ° C.
  • the temperature difference between the cooling temperature T2 to be expected on the first cooling stage and the minimum water temperature that can be supplied by a dry tower on the first condenser 7 being large enough to achieve the desired cooling on said first cooling stage.
  • the use of a dry tower 22 on the first condenser 7 is particularly advantageous in that one can thus overcome the health risks of development and spread of Legionella bacteria encountered with wet or hybrid towers.
  • dry towers are much cheaper to use, and much more environmentally friendly (no water consumption) than wet towers.
  • the heat energy to be absorbed on the first condenser 7 to cool the harvest of T1 to T2 representing between 50 and 80% of the total heat energy to be absorbed to cool said harvest temperature T1 to the temperature T3
  • the possibility of using such a dry tower 19 on the first condenser thus makes it possible to gain security in the implementation of the method of the invention, but also to significantly lower the cost of the installation.
  • a device 23 composed of a refrigeration compressor 23 j coupled to a heat exchanger 23 2 whose cost is reasonable and easy to use.
  • the treated harvest was cooled in said first chamber 4 at the temperature
  • comparisons are made with methods and installations known in the prior art associated with identical heat-energy evacuation devices.
  • the cooling installation also comprises means for cleaning the condensers 7, 12 before stopping the installation, which are shown in FIG. 3.
  • These cleaning means are preferably arranged at the upper end of said condensers in contact with the tubes 25 thereof and are connected to a supply 26 of cleaning water so as to trickle water on the tubes of the condensers to remove the materials therefrom. projected organic during the evacuation and the vaporization of the vintage in the cooling chambers.
  • these cleaning means are formed by a perforated plate 24 having bores into which the tubes 25 are inserted, said bores having a diameter slightly greater than that of the tubes 25 of the condensers 7, 12 so as to allow the flow of a film of water 27 on the outer surface of the tubes, that is to say condensation side.
  • This perforated plate 24 is fixed by any appropriate means, for example by welding, on the walls of the speakers 4, 9 at the upper end thereof.
  • the washing water 27 is admitted to the plate from the feed 26 through holes 28 made in the walls of the enclosures between the upper end of the tubes 25 and the level of attachment of the perforated plate 24.
  • said cooling chambers 4, 9 may also be formed in a single tank section equivalent to the cumulative section of said speakers 4.9 taken individually , said single vessel being internally divided into two cooling chambers by a rigid and rigid partition, preferably of the same material as said single vessel and integral throughout its periphery walls of said vessel.
  • transfer means such as pumps for example for carrying out the transfer of the treated grape between the two enclosures formed in said single vessel , and a condenser being connected to each of said enclosures, a vacuum source and a heat energy evacuation device in a manner identical to those described above.
  • the plant and the process of the invention also make it possible to separate the liquid and solid phases of the harvest between the two cooling stages in order to make vinification in the liquid phase.
  • the berries and juices are extracted at the outlet of the first cooling chamber 4, and they are transferred to a juice extraction device, for example by pressing.
  • the juices are then reintroduced into the second chamber 9 to cool them to the final temperature T3 during the second cooling stage and thus allow a direct cuving of the wort at the outlet of the second chamber 9.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et une installation de refroidissement de végétaux (1) d'une température Tl à une température T3 inférieure à Tl, dans lequel lesdits végétaux à ladite température Tl sont soumis à une pression réduite de manière à vaporiser une partie de l'eau contenue dans lesdits végétaux et refroidir ceux- ci à ladite température T3, caractérisé en ce qu'on réalise un refroidissement fractionné desdits végétaux comportant une première étape de refroidissement de la température Tl à une température intermédiaire T2 par une première vaporisation dans une première enceinte (4) de refroidissement sous une pression absolue réduite Pl; et une deuxième étape de refroidissement de la température T2 à la température T3, par une deuxième vaporisation dans une deuxième enceinte (9) de refroidissement sous une pression absolue réduite P2, lesdits végétaux (1) étant à une dite température T3 inférieure à 30°C, de préférence inférieure à 28°C, après ladite deuxième étape de refroidissement.

Description

.
J. "~
PROCEDE DE REFROIDISSEMENT SOUS PRESSION REDUITE ET INSTALLATION POUR SA MISE EN OEUVRE
L'invention concerne un ptocédé de refroidissement de végétaux et une installation pour la mise en œuvre de ce procédé.
Plus particulièrement, l'invention concerne un perfectionnement aux procédés et installations de traitement de matières biologiques hydratées, notamment de végétaux, par mise sous vide desdits végétaux après un chauffage préalable pour extraire des substances d'intérêts contenues dans ceux-ci, notamment pour la production de jus et purées enrichis en dites substances d'intérêt.
De nombreux procédés du type précité sont connus de l'art antérieur. On peut citer en particulier les documents FR-A-2569537 et FR-A-2638333, qui décrivent des procédés et matériels pour l'extraction de jus et d'arômes à partir de substrats végétaux tels que des fruits, légumes ou autres. Ces deux documents décrivent des procédés selon lesquels les végétaux sont soumis à un chauffage avec de la vapeur d'eau suivi d'une mise sous vide rapide dans une même enceinte. S'ils permettent d'obtenir des jus avec des qualités organoleptiques intéressantes, ces procédés présentent les inconvénients principaux de ne permettre le traitement que de quantités limitées de végétaux, de façon discontinue, en « batch », mais également de nécessiter une source de vapeur exogène, dont découle la dilution des jus obtenus.
Dans le document FR-A-2656547, il a été décrit un appareillage continu pour désaérer, chauffer, maintenir en température et refroidir sous vide des matières organiques solides. Cette installation comporte principalement une chambre de chauffe dans laquelle est injectée de la vapeur à haute température pour chauffer la matière à traiter. Cette matière est ensuite refroidie dans une chambre de détente sous une pression inférieure à 0,1 bar et où se produit la vaporisation de l'eau contenue à l'intérieur de ladite matière à traiter et un refroidissement de celle-ci.
Cette installation présente également l'inconvénient de nécessiter l'injection de vapeur exogène pour chauffer la matière organique, ce qui entraîne une dilution des jus produits et matières traités qui doit être ensuite compensée par concentration. En outre, les dilutions par de l'eau exogène sont proscrites pour des applications vinicoles ou la production de jus de fruits dit « pur jus ».
Pour remédier à ces problèmes de dilution par vapeur exogène, il a été décrit un procédé dit de détente sous vide ainsi qu'une installation pour la mise en œuvre de ce procédé qui font respectivement l'objet des brevets européens EP-B-0728189 et EP-B- 0727948.
Selon ce procédé, les matières biologiques à traiter, notamment des fruits, sont dans une première étape chauffées à une température de l'ordre de 8O0C à 95°C dans une chambre de chauffe, puis transférées et mises sous vide à une pression comprise entre 103 et 104 Pa de façon sensiblement immédiate dans une chambre de détente. Cette mise sous vide provoque la vaporisation d'une partie de l'eau contenue dans lesdites matières et un refroidissement brutal de celles-ci par condensation des vapeurs produites à l'aide d'un condenseur relié par des conduites à l'enceinte et à une source de vide et qui absorbe l'énergie calorifique de la matière. Le procédé se distingue du procédé décrit dans FR-A-2656547 en ce que le chauffage des matières biologiques est réalisé préférentiellement par injection dans la matière traitée de vapeur endogène obtenue par vaporisation, au moyen de chaudières adaptées, des condensats de vapeur et exsudats liquides chauds produits dans la chambre de chauffe ou de jus desdites matières. Si le procédé de détente sous vide est satisfaisant sur le plan de l'extraction des substances d'intérêts contenues dans les fruits et l'enrichissement des jus produits, notamment dans des applications de pré-traitement de vendange pour la production de vin, il n'en présente pas moins des inconvénients.
Un inconvénient de ce procédé réside dans le fait qu'il ne permet pas en pratique, notamment pour le traitement de vendange dans des conditions d'exploitation et d'installations industrielles, de refroidir suffisamment la matière, et contrairement à ce qui est décrit dans le document EP-0728189-B1, ne permet pas d'atteindre une température de l'ordre de 20 à 25°C. Une telle température de vendange est nécessaire pour permettre un départ en fermentation rapide et dans de bonnes conditions après détente. Sur les installations de Détente sous vide industrielles connues, la température de sortie est traditionnellement de l'ordre de 32 à 35 °C, ce qui est trop important pour permettre une mise en fermentation directe. (Cf J-L ESCUDIER et M. MOUTONET, « Prétraitement des raisins par Flash-détente sous vide- incidences sur la qualité des vins » in « Revue des Œnologues » n°99, 30.03.2001),
Cette impossibilité de refroidir la vendange a une température inférieure 35°C est due au surdimensionnement de la chambre de détente et du condenseur y associé qui seraient nécessaires pour atteindre une température de 25°C. En effet, pour refroidir un kilogramme de vendange d'une température de départ égale à 90°C jusqu'à 25°C, il convient d'utiliser une enceinte dont le volume est le double de celui de l'enceinte nécessaire pour refroidir le même kilogramme de vendange de 90°C à 35°C. En outre, l'utilisation d'un moyen frigorifique apte à alimenter le condenseur avec une eau à très faible température pour augmenter le différentiel de température dudit condenseur et permettre une absorption suffisante de chaleur par celui-ci tout en conservant un volume d'enceinte constant aurait un coût exorbitant que représenterait.
Aussi convient-il en pratique, pour atteindre des températures de vendange de appropriées à un bon départ en fermentation, de refroidir encore la vendange avec un échangeur thermique relié à un groupe de froid après la phase de refroidissement par détente sous vide, ce qui augmente encore le coût de mise en œuvre du procédé.
Un autre inconvénient est que ce procédé ne permet pas, notamment pour le traitement de vendange dans des conditions d'exploitation et d'installations industrielles, de s'adapter aux installations de chauffage de vendange déjà existantes, qui permettent d'atteindre des températures de chauffage de l'ordre de 70°C à 80°C.
De plus, les installations de détente sous vide existantes nécessitent l'utilisation d'utilités d'évacuation de l'énergie calorifique absorbée sur le condenseur. Ces utilités destinées à évacuer l'énergie de condensation alimentent en eau froide en continu le condenseur relié à la chambre de détente pour permettre la condensation des vapeurs émises par les végétaux sous l'effet du vide dans la chambre de détente. Actuellement, pour atteindre des températures de refroidissement de vendange de l'ordre de 35°C, les utilités d'évacuation d'énergie utilisées sont des tours aéro-réfrigérantes humides, qui alimentent le condenseur avec une eau froide à une température de l'ordre de 20° à 25°C. Or, les tours humides sont des vecteurs privilégiés de développement et de dispersion de bactéries Legioml/a, ce qui pose d'importants problèmes sanitaires d'utilisation et d'entretien de ces tours.
Une autre possibilité pourrait consister à utiliser des compresseurs frigorifiques. Dans la pratique, on ne connaît pas à ce jour d'installations utilisant des groupes frigorifiques pour évacuer l'énergie de condensation car cela présente l'inconvénient d'augmenter encore le montant de l'investissement en raison du coût des compresseurs frigorifiques ainsi que de la consommation électrique augmente le coût d'exploitation.
Il a aussi été constaté que, lesdites utilités doivent produire un débit d'eau de refroidissement très important pour alimenter le condenseur en raison du faible différentiel de température entre l'eau de refroidissement du condenseur et la température finale de refroidissement de la matière que l'on vise à obtenir.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé de refroidissement sous pression réduite et une installation pour la mise en œuvre de ce procédé perfectionnés qui solutionnent, au moins en partie, les inconvénients de la technique antérieure. Plus particulièrement, le but de l'invention est de fournir un procédé de refroidissement qui soit à la fois plus efficace, rapide et économique que les procédés connus.
L'invention atteint son but par un procédé de refroidissement de végétaux, notamment de fruits et de légumes, d'une température Tl comprise entre 60° et 1000C, de préférence entre 80 et 90°C, à une température T3 inférieure à Tl, dans lequel lesdits végétaux à ladite température Tl sont soumis à une pression réduite de manière à vaporiser une partie de l'eau contenue dans lesdits végétaux et refroidir ceux-ci à ladite température T3, caractérisé en ce qu'on réalise un refroidissement fractionné desdits végétaux comportant: - une première étape de refroidissement de la température Tl à une température intermédiaire T2 comprise entre Tl et T3, par-introduction et mise sous vide desdits végétaux à la température Tl dans une première enceinte de refroidissement à l'intérieur de laquelle règne une pression absolue réduite Pl supérieure à 0,1 bar, de préférence comprise entre 0,1 bar et 1 bar ; et - une deuxième étape de refroidissement de la température T2 à la température T3, par introduction et mise sous vide desdits végétaux à la température T2 dans une deuxième enceinte de refroidissement à l'intérieur de laquelle règne une pression absolue réduite P2 comprise entre 0,01 bar et 0,1 bar, et lesdites première et seconde étapes de refroidissement étant réalisées successivement par extraction et transfert desdits végétaux à ladite température T2 depuis ladite première enceinte de refroidissement à la pression Pl dans ladite deuxième enceinte de refroidissement à la pression P2; lesdits végétaux étant à une dite température T3 inférieure à 30°C, de préférence inférieure à 28°C, après ladite deuxième étape de refroidissement
Le procédé selon l'invention est particulièrement destiné à des applications de refroidissement de fruits et de légumes pour la production de jus, notamment dans les secteurs vinicole et agroalimentaire.
Selon le procédé de l'invention, le fractionnement du refroidissement en deux étapes de mise sous vide successives et à des pressions absolues différentes permet avantageusement d'augmenter le différentiel de température entre la température de départ Tl de la vendange avant détente et la température T3 de la vendange après détente aux procédés mono détente traditionnels. Cette augmentation du différentiel de température par rapport aux procédés traditionnels est déterminante car cela permet d'accélérer dans chacune des étapes la vitesse instantanée de refroidissement des végétaux traités, ainsi que d'améliorer l'extraction de substances d'intérêt telles que les arômes et précurseurs aromatiques.
En outre, le procédé de l'invention permet avantageusement de dissocier les effets liés au différentiel de température et ceux liés à la détente dans chacune des enceintes, ce qui permet, tout en améliorant le refroidissement des végétaux, de maîtriser les phénomènes d'extraction associés à la mise sous vide en fonction des végétaux traités et de leur destination et de moduler l'intensité du traitement en choisissant les plages de températures et les pressions appliquées dans chacune des étapes de refroidissement.
Le procédé de double détente de l'invention permet également, tout en augmentant le différentiel de température, de conserver des dimensions d'installations, notamment d'enceintes de détente, sensiblement équivalente à celle des enceintes utilisées pour la mise en œuvre des procédés de détente sous vide traditionnels. En effet, en procédant à un refroidissement étage en deux étapes dans deux enceintes distinctes, on scinde le processus d'absorption de chaleur de la vendange, cette absorption de chaleur résultant de la condensation des vapeurs produites lors de la mise sous vide des végétaux à chacune des étapes de refroidissement. La masse volumique de l'eau augmentant avec le niveau de vide, la quantité de vapeur à condenser par ldlogramme de vendange, égale au produit de la masse volumique de l'eau à la pression régnant dans l'enceinte, par le différentiel de température de la vendange entre l'entrée et la sortie de ladite enceinte, est supérieure dans la seconde enceinte par rapport à la première enceinte alors que le différentiel de température de la vendange à y obtenir est inférieur à celui de la première enceinte.
De plus, le procédé selon l'invention permet d'atteindre des températures T3 de refroidissement des végétaux traités inférieures à celles obtenues par des procédés de Détente sous vide connus tout en mettant en œuvre un système d'évacuation d'énergie de condensation ayant les mêmes caractéristiques, ce qui permet avantageusement de conditionner ou traiter lesdits végétaux dès la sortie de la deuxième enceinte de refroidissement. Dans des applications vinicoles en particulier, le procédé permet d'obtenir une température de vendange refroidie comprise entre 250C et 28°C correspondant aux besoins des viαifïcateurs pour un encuvage et/ ou un départ en fermentation direct(s) après détente. Le procédé de l'invention permet également, pour des températures Tl et T3 des végétaux avant refroidissement et après refroidissement données, de diminuer le volume d'enceinte, et donc la section des enceintes et l'encombrement des installations, nécessaires pour absorber l'énergie calorifique correspondant à la baisse de température des végétaux de Tl à T3 par rapport aux procédés de refroidissement par mise sous vide dans une seule enceinte, avec des gains de volume (section) compris entre 30% et 50% pour des températures de traitements identiques.
Selon une caractéristique préférée du procédé de l'invention, lesdits végétaux sont chauffés à une dite température Tl puis sensiblement comprimés sous une pression supérieure à la pression atmosphérique de l'ordre del bar avant ladite première étape de refroidissement.
Le chauffage des végétaux à la température Tl peut être effectué par tous procédés connus de l'homme du métier. En particulier, ce chauffage pourra être effectué par ~ I ~
injection de vapeur biologique tel que décrit dans EP-B-0728189 et EP-B-0727948 ou encore préférentiellement par immersion et/ ou circulation desdits végétaux dans une quantité déterminée de jus desdits végétaux chauffé, le chauffage durant alors avantageusement entre 15 et 60 secondes. Selon une autre caractéristique préférée du procédé de l'invention, les vapeurs produites respectivement lors desdites première et seconde étapes de refroidissement sont condensées indépendamment à l'aide de dispositifs de condensation distincts intégrés respectivement aux dites première et deuxième enceintes de refroidissement.
Cela permet avantageusement de choisir et adapter les caractéristiques physiques et thermiques desdits dispositifs de condensation intégrés à chaque dite première et seconde enceinte en fonction des énergies calorifiques à absorber aux végétaux dans ces enceintes, et ainsi optimiser au mieux le coût du procédé de refroidissement grâce à la possibilité d'utiliser deux systèmes d'absorption d'énergies de technologies différentes.
Le refroidissement des végétaux se faisant en deux étapes successives de mise sous vide à des pressions différentes dans deux enceintes séparées, la masse d'eau évaporée dans chacune desdites enceintes peut être différente, ainsi que les températures T2 et T3 de refroidissement des végétaux après lesdites premières et deuxièmes étapes de refroidissement. Ceci permet le cas échéant d'utiliser des dispositifs de condensation différents sur chaque enceinte. En particulier, selon le procédé de l'invention, il est possible de condenser les vapeurs d'eau produites dans chaque enceinte de refroidissement à l'aide de condenseurs indépendants intégrés directement dans les enceintes et travaillant respectivement aux pressions Pl et P2 et dont les circuits hydrauliques de refroidissement sont reliés à des dispositifs d'évacuation d'énergie différents en fonction des énergies calorifiques à absorber sur chaque condenseur.
Cela permet également d'ajuster au mieux la qualité des jus de fruits ou de légumes produits, en ce qu'il est ainsi possible de récupérer des condensats séparés sur chaque condenseur, dont on peut ensuite effectuer le cas échéant des mélanges selon des proportions choisies pour ensuite les réintroduire en concentrations diverses dans les jus et purées produits pour produire des qualités différentes de ceux-ci, notamment quant aux concentrations aromatiques. De façon avantageuse, ladite première étape de refroidissement peut être précédée d'une étape de macération desdits végétaux à ladite température Tl pendant une durée inférieure ou égale à une heure, de préférence inférieure ou égale à 45 minutes.
Une telle macération est tout particulièrement intéressante dans le cas de refroidissement de vendange pour la production de vins dans des voies de vinification courtes permettant l'obtention de vins plus aromatiques et plus souples pour le besoin de certains marchés ou encore pour la production de jus de raisins.
Dans un mode de mise en œuvre particulier de l'invention, on réalise entre les deux dites étapes de refroidissement une séparation des phases liquide et solide issues desdits végétaux après la première étape de refroidissement et on soumet uniquement la phase liquide à ladite seconde étape de refroidissement.
En variante, on peut également chauffer à nouveau les végétaux et/ ou leurs jus entre les deux étapes de refroidissement pour optimiser l'extraction de composés d'intérêts qui seront ainsi mieux extraits lors de la seconde étape de refroidissement. Selon une autre caractéristique préférée du procédé de l'invention, on régule les vitesses d'extraction et de transfert des végétaux entre lesdites première et deuxième enceintes de refroidissement et à la sortie de la deuxième enceinte en fonction de la masse de végétaux introduite dans lesdites enceintes.
La présente invention est également relative à une installation pour la mise en œuvre d'un procédé de refroidissement tel que décrit précédemment, ladite installation comportant : une première enceinte de refroidissement pour refroidir desdits végétaux d'une température Tl à une température T2 inférieure à Tl par vaporisation d'une partie de l'eau contenue dans ces dits végétaux; et - une deuxième enceinte de refroidissement pour refroidir lesdits végétaux de ladite température T2 à une température T3 inférieure à T2 par vaporisation d'une partie de l'eau contenue dans ces dits végétaux, ladite deuxième enceinte étant reliée à ladite première enceinte par des moyens d'extraction et de transfert desdits végétaux depuis une sortie de ladite première enceinte vers une entrée de ladite deuxième enceinte ; et - un premier et un deuxième condenseurs intégrés respectivement aux dites première et deuxième enceintes et reliés à au moins une source de vide pour instantanément refroidit lesdits végétaux par condensation des vapeurs produites par ceux- ci dès leur introduction dans lesdites enceintes et évacuer l'énergie calorifique perdue par lesdits végétaux et absorbée par lesdits condenseurs par l'intermédiaire d'au moins un dispositif d'évacuation d'énergie auquel ils sont reliés. On entend ici par source de vide tout organe physique permettant d'abaisser respectivement la pression à l'intérieur desdites première et deuxième enceintes de refroidissement à une valeur Pl supérieure à 0,1 bar, de préférence comprise entre 0,1 et 1 bar, et à une valeur P2 comprise entre 0,01 et 0,1 bar. De tels organes physiques peuvent être par exemple des pompes à vide de type pompes à palettes, pompes roots, pompes à membranes ou autres.
De même on entend ici par dispositif d'évacuation d'énergie calorifique des installations adaptées pour alimenter les condenseurs avec de l'eau dite « froide » à débit et température constants et à refroidir et recycler l'eau réchauffée dite « chaude » provenant desdits condenseurs après circulation à l'intérieur de ceux-ci pour condenser les vapeurs d'eau et absorber l'énergie calorifique des végétaux mis sous vide dans lesdites enceintes de refroidissement.
L'installation selon l'invention est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de mettre en œuvre des enceintes dont les volumes cumulés sont sensiblement égaux au volume de l'enceinte nécessaire pour réaliser le refroidissement d'une même quantité de végétaux d'une même température Tl à une même température T3 avec une installation ne comportant qu'une seule enceinte et un seul condenseur telle que connue de l'art antérieur. La surface cumulée des condenseurs utilisés pour absorber l'énergie calorifique des végétaux dans deux enceintes selon le procédé de l'invention est également très inférieure à la surface du condenseur nécessaire pour réaliser le même refroidissement dans une seule enceinte.
De plus, le nouveau procédé permet d'utiliser des systèmes de chauffage déjà existants, notamment dans le cas de traitements thermiques de vendanges.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'installation selon l'invention, lesdites premières et deuxièmes enceintes de refroidissement sont constituées par une cuve unique intérieurement divisée en deux dites enceintes par une cloison étanche solidaire sur sa périphérie des parois de ladite cuve, des moyens de transfert assurant le transfert de dits végétaux entre les deux dites enceintes au travers de ladite cloison. Ainsi, dans les modes de réalisation décrit précédemment, le volume cumulé équivalent desdites première et seconde enceintes de refroidissement est inférieur de 40% par rapport au volume d'une enceinte utilisée pour des traitements de refroidissement par détente sous vide selon le procédé connu dans des conditions de mise en œuvre identiques. De même, un gain de surface de condensation compris entre 20% et 50 % est obtenu selon l'invention sur la surface de condensation cumulée desdits premier et deuxième condenseurs.
De façon avantageuse, l'installation selon l'invention comprend des moyens d'amenée desdits végétaux à la température Tl à une entrée de ladite première enceinte de refroidissement et des moyens d'extraction et de transfert desdits végétaux refroidis à ladite température T3 en une sortie de ladite seconde enceinte de refroidissement.
Lesdits moyens d'amenée peuvent être constitués de pompes et tuyauteries associées ou encore de tapis de convoyage pour transporter des végétaux entiers, et lesdits moyens d'extraction et de transfert sont eux constitués par une pompe, par exemple de type mécanique ou à diaphragme et des tuyauteries associées, lesdites pompes et tuyauteries convenant avantageusement au travail de produits alimentaires.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'installation de l'invention, lesdites enceintes sont montées sur des moyens de pesage électroniques aptes à mesurer en temps réel la masse de végétaux à l'intérieur desdites enceintes, lesdits moyens de pesage étant reliés à un dispositif de régulation apte à commander lesdits moyens d'extraction et de transfert de manière à faire varier les vitesses d'introduction et d'extraction de végétaux dans lesdites enceintes en fonction de la masse de végétaux dans lesdites enceintes à un instant déterminé.
De tels moyens de pesage reliés à un dispositif de régulation et de commande des moyens d'extraction et de transfert de végétaux permettent ainsi avantageusement de maintenir une masse de végétaux sensiblement constante dans les deux enceintes de refroidissement, ce qui permet d'améliorer le rendement énergétique total de l'installation, notamment en ce que l'on maîtrise ainsi la quantité de chaleur à absorber sur les condenseurs et à évacuer par le ou les dispositifs) d'évacuation d'énergie. Préférentiellement, l'installation selon l'invention comporte en outre un moyen de compression desdits végétaux entre lesdits moyens d'amenée et ladite entrée de ladite première enceinte. Cet organe de compression vise en premier lieu à créer une surpression à l'entrée de la première enceinte de refroidissement de manière à provoquer une vaporisation instantanée d'une partie du volume du produit à refroidir.
Dans un mode de réalisation préféré de l'installation selon l'invention, lesdits premier et deuxième condenseurs sont reliés à une même source de vide.
Ceci permet de façon avantageuse de n'utiliser par exemple qu'une seule pompe à vide pour entretenir le vide dans les deux enceintes de refroidissement, le niveau de vide souhaité dans chacune des dites enceintes étant obtenu par des systèmes de régulation de pression. Dans un autre mode de réalisation préféré, lesdits premier et deuxième condenseurs sont reliés à une source de vide propre.
De façon avantageuse, lesdits premier et deuxième condenseurs sont des condenseurs tabulaires ou à plaques.
En variante, des condenseurs à plaques peuvent également être utilisés de façon satisfaisante dans l'installation selon l'invention.
Dans un mode de réalisation particulier de l'installation selon l'invention, lesdits condenseurs possèdent un circuit hydraulique de refroidissement commun les reliant à un même dispositif d'évacuation d'énergie calorifique.
Dans cette configuration, les circuits hydrauliques de refroidissement des deux condenseurs sont alors reliés, de préférence « en série », et raccordés à un dispositif d'évacuation d'énergie telle qu'une tour aéro-réfrigérante de type tour humide ou tour hybride, ou encore un compresseur frigorifique couplé à un échangeur thermique.
Dans un autre mode de réalisation, lesdits premier et deuxième condenseurs possèdent un circuit hydraulique de refroidissement propre les reliant chacun à un dispositif d'évacuation d'énergie calorifique.
Dans ce mode de réalisation, ledit dispositif d'évacuation d'énergie calorifique desdits premier et deuxième condenseurs peut être comme précédemment une tour aéro- réfrigérante humide ou hybride, ou encore un dispositif composé d'un échangeur thermique et d'un compresseur. Toutefois, de façon préférée et avantageuse, le dispositif d'évacuation d'énergie calorifique choisi pour le premier condenseur est une tour aéro¬ réfrigérante de type tour sèche.
L'utilisation d'une telle tour sèche n'est pas possible lorsque les deux condenseurs sont raccordés en série car une tour sèche ne permet pas de refroidir suffisamment l'eau pour alimenter le deuxième étage de refroidissement de manière à abaisser suffisamment la température T3 des végétaux, notamment dans les régions vinicoles.
En revanche, lorsque les deux condenseurs possèdent un circuit hydraulique propre, l'utilisation d'un tour sèche est possible avec le premier condenseur car la température des végétaux en sortie du premier étage de refroidissement (de la première enceinte) est suffisamment élevée par rapport à la température d'eau froide (environ 30°C) produite par une tour sèche. L'utilisation d'une tour sèche sur le premier condenseur permet d'éviter le développement et la propagation de bactéries de type Legione/Ia comme cela est le cas avec les tours humides ou hybrides. On supprime ainsi les risques sanitaires liés à l'utilisation des tours humides. En outre, les tours sèches permettent de supprimer la consommation d'eau liée au refroidissement des condenseurs avec des tours humides. En effet, pour des traitements par détente sous vide de vendange, la consommation d'eau avec une tour humide est de l'ordre de 150 à 300 L d'eau par tonne de vendange traitée.
Dans un mode de réalisation particulier particulièrement avantageux, l'installation de l'invention comporte également des moyens de nettoyage des tubes des condenseurs côté condensation, de préférence disposés au contact des tubes de condensation desdits condenseurs à l'extrémité supérieure de ceux-ci. Ces moyens de nettoyage sont avantageusement reliés à une alimentation en eau de nettoyage et sont aptes à faire ruisseler ladite eau de nettoyage sur la surface extérieure desdits tubes de condensation des condenseurs depuis ladite extrémité supérieure des condenseurs jusqu'à leur extrémité inférieure.
Ainsi, il est possible de réaliser simplement et rapidement un nettoyage par ruissellement côté condensation des tubes ou plaques des condenseurs après avoir entrepris des opérations de refroidissement de végétaux conformément au procédé de l'invention, au cours desquelles la mise sous vide brutale des végétaux dans chacune des deux enceintes de refroidissement provoque une déstructuration des parois cellulaires des végétaux, à tout le moins au niveau de l'enveloppe de ceux-ci, dont résulte non seulement la vaporisation d'une partie de l'eau contenue dans lesdits végétaux permettant leur refroidissement mais égalerαent des projections de matières sur les parois des enceintes de refroidissement et des tubes de condensation des condenseurs, matières qui tendent à coller si elles ne sont pas nettoyées du fait des sucres et autres substances organiques qu'elles contiennent.
Les autres caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée de l'invention qui suit, faite ici à titre non limitatif, et en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1, représente un premier mode de réalisation de l'installation selon l'invention ;
- la figure 2, représente un second mode de réalisation de l'installation selon l'invention;
- la figure 3 représente, en agrandissement, des moyens de lavage des condenseurs de l'installation de l'invention dans un mode préféré de réalisation.
Le procédé selon l'invention consiste à réaliser un refroidissement fractionné de végétaux, notamment de fruits et de légumes, ayant subit un chauffage préalable et que l'on soumet à deux étapes successives de refroidissement sous pressions réduites (sous vide).
Le procédé s'applique tout particulièrement au traitement de fruits et de légumes entiers ou partiellement pressés, ou encore lorsqu'il s'agit de baies, des baies éraflées, égouttées ou non et ayant subi un premier pressurage ou non.
Par la suite le procédé sera ici décrit plus particulièrement relativement à un traitement de refroidissement de vendange, constituée essentiellement de baies de raisins pour la production de jus de raisin et de vins.
L'exemple illustré à la figure 1 représente un premier mode de réalisation d'une installation pour la mise en œuvre du procédé de l'invention. La vendange 1 est convoyée depuis une chambre de chauffe 5 par l'intermédiaire d'une pompe 2 et de conduits associées 3 jusqu'à l'entrée El d'une première enceinte de refroidissement 4.
De façon connue, ladite première enceinte de refroidissement est constituée d'une cuve réalisée en un matériau métallique ou synthétique de qualité alimentaire tel qu'en acier inoxydable ou encore en résines synthétiques, Polyéthylène Haute Densité (PEhd) ou
Polychlorure de Vinyle (PVC). En outre, dans le cadre de traitement de fruits entiers, la pompe 2 et les tuyauteries 3 peuvent être remplacées par des tapis de convoyage. La vendange 1 a été soumise à une étape de chauffage jusqu'à une température Tl comprise entre 70°C et 900C. Ce chauffage est de préférence effectué dans une chambre de chauffe 5 par immersion et circulation de la vendange 1 dans du jus de raisin chaud maintenu à une température égale ou légèrement supérieure à la température Tl par un échangeur thermique. Un tel chauffage permet avantageusement de porter très rapidement la vendange à la température Tl souhaitée en une durée comprise entre 15 et 60 secondes pour des débits de vendange faibles (inférieurs à 5 tonnes/heure) à importants (supérieurs ou égaux à 15 tonnes/heures).
Une fois chauffée, la vendange est extraite de la chambre de chauffe 5 et amenée par l'intermédiaire de la pompe 2 et des conduits 3 dans la première enceinte de refroidissement 4 à l'intérieur de laquelle règne une pression réduite Pl comprise entre 0,1 bar et 1 bar, de préférence de l'ordre de 0,1 à 0,3 bar. La vendange 1 est introduite au niveau de l'entrée El de la première enceinte 4 par l'intermédiaire d'un organe de compression 6, par exemple une vanne à clapet, qui permet d'une part d'étanchéifier la jonction entre l'enceinte 4 sous vide et les conduits 3 qui sont à la pression atmosphérique et ainsi d'éviter les pertes de charges par remontée du vide de l'enceinte 4 dans lesdits conduits, et d'autre part pour comprimer la vendange 1 sous l'effet de la pompe 2 avant introduction dans l'enceinte 4.
Cette compression de la vendange avant introduction dans la première enceinte 4 de refroidissement à la pression Pl vise à assurer une vaporisation et un refroidissement instantanés de la vendange 1 dès son introduction dans l'enceinte 4.
La première enceinte de refroidissement 4 comporte un premier condenseur 7 intégré à l'enceinte dans la partie haute de celle-ci et qui est lui-même relié à une source de vide 8, telle qu'une pompe à vide ou encore un groupe de vide adapté pour obtenir un vide primaire de l'ordre de la pression Pl à l'intérieur de ladite enceinte 4 et dans le condenseur
7.
L'introduction de la vendange 1 à la température Tl dans la première enceinte 4 à la pression Pl provoque une vaporisation instantanée d'une partie de l'eau contenue dans les baies des raisins et une condensation de ces vapeurs par le condenseur 7 qui s'en suit immédiatement, accompagnée d'un refroidissement brutal de la vendange de la température
Tl à la température T2 comprise entre 48°C et 70°C. Cette vaporisation provoque une explosion des baies avec déstructuration des parois cellulaires des pellicules des baies qui permet l'extraction en phase aqueuse de substances d'intérêts contenues dans les pellicules des raisins telles que les arômes, précurseurs aromatiques et les polyphénols. Les vapeurs produites par la mise sous vide et ce premier refroidissement de la vendange 1 sont donc condensées instantanément sur le premier condenseur 7 et les condensats sont récupérés sous forme liquide directement dans le fond de l'enceinte.
La vendange 1 et les jus produits refroidis tombent par gravité au fond de la première enceinte de refroidissement 4, laquelle présente de préférence à sa base une forme tronconique se rétrécissant vers la sortie Sl de ladite première enceinte 4. La vendange est ensuite extraite de ladite enceinte 4 et transférée à la pression Pl vers une deuxième enceinte de refroidissement 9. Cette extraction et ce transfert se font par l'intermédiaire d'une pompe volumétrique 10 et de conduits 11 adaptés pour réaliser un transfert de la vendange 1 entre lesdites première et deuxième enceintes 4, 9 de refroidissement. La vendange 1 est ensuite introduite à la pression Pl et la température T2 au niveau de l'entrée E2 de la deuxième enceinte 9 de refroidissement à l'intérieur de laquelle règne une pression réduite P2 comprise entre 0,01 et 0,1 bar. Cette deuxième enceinte 9 est avantageusement constituée par une cuve du même type que celle formant la première enceinte 4 et intègre également dans sa partie haute à un deuxième condenseur 12 lui-même reliée à la source de vide 8. En pratique, la source de vide 8 produit un vide primaire relativement poussé et le niveau de vide dans chacune des enceinte de refroidissement 4, 9 est éventuellement réglé par des organes de régulations 13, 14 placés entre la source de vide et les condenseurs 7, 12. Dans une variante non représentée, chaque condenseur 7, 12 peut être relié à une source de vide individuelle. L'introduction de la vendange dans la deuxième enceinte 9 à la pression P2 provoque une deuxième vaporisation d'une partie de l'eau contenue dans les baies de raisin associée à un second refroidissement brutal de la vendange de la température T2 à une température T3 inférieure à 30°C, et plus généralement de l'ordre de 25°C à 28°C. Les vapeurs produites lors de cette seconde mise sous vide et ce second refroidissement de la vendange 1 sont condensées sur le deuxième condenseur 12 et les condensats obtenus récupérés puis exploités de façon identique à ceux obtenus sur le premier condenseur 7 lors du premier refroidissement dans la première enceinte 4. Suite à cette seconde étape de refroidissement à la pression réduite P2, la vendange 1 à la température T3 est extraite de la deuxième enceinte 9 par la sortie S2 située à la base de celle-ci par des moyens d'extraction 15 appropriés puis elle est transférée vers des étapes de traitement ultérieures. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les deux enceintes de refroidissement 4, 9 sont installés sur des pesons électroniques reliés à une entrée d'un dispositif de régulation, lui-même relié en sortie aux moyens d'extraction et de transfert 10, 11, 15. Les pesons mesurent ainsi en permanence la masse de vendange dans chacune des enceintes 4, 9 ce qui permet d'ajuster les vitesses d'extraction de la vendange dans les deux enceintes par l'intermédiaire dudit dispositif de régulation afin de maintenir une masse de vendange relativement constante dans les deux enceintes et donc une efficacité de refroidissement et un rendement énergétique de l'installation optimum.
La condensation des vapeurs et le refroidissement successif de la vendange 1 y associé ne sont permis que si les deux condenseurs 7, 12 sont alimentés avec une source froide permettant l'absorption de l'énergie calorifique dégagée par l'évaporation de la vendange sous l'effet des pressions réduites respectives Pl et P2 dans les deux enceintes 4,
9 de refroidissement.
Une telle source froide est classiquement constituée par un circuit d'eau froide reliant le condenseur à un dispositif d'évacuation d'énergie calorifique telle que des tours aéro-réfrigérantes ou des compresseurs frigorifiques qui alimentent le condenseur à une entrée de celui-ci avec de l'eau à une température et un débit constant et qui recyclent l'eau chaude sortant en une sortie du condenseur pour ensuite la refroidir.
Dans le mode de réalisation décrit à la figure 1, les condenseurs 7, 12 sont raccordés en série, de sorte qu'ils possèdent un circuit hydraulique commun 16 les reliant à un unique dispositif d'évacuation d'énergie calorifique 17, notamment une tour aéro- refrigérante de type humide ou hybride.
Dans cette configuration, ledit dispositif d'évacuation d'énergie 17 est raccordé à l'entrée d'eau 12t du deuxième condenseur 12 et alimente celui-ci en eau à un débit Ql. L'eau ressort dudit deuxième condenseur 12 à la température T3 de la vendange après refroidissement dans la deuxième enceinte 9 par la sortie d'eau 122_ laquelle est raccordée à l'entrée d'eau J1 du premier condenseur 7 pour alimenter celui avec de l'eau à la température T3 et un débit Q2 inférieur ou égal au débit Ql. Une conduite ou vanne de déάvation 18 peut être placée entte la sortie d'eau 122 du deuxième condenseur 12 et l'entrée d'eau Ix du premier condenseur 7 pour limiter le débit d'eau Q2 délivré à celui-ci. Après circulation dans ledit premier condenseur 7, l'eau ressort par la sortie d'eau I2 de celui-ci à la température T2 de la vendange 1 après refroidissement dans la première enceinte 4. Une vanne 19 à trois voies permet de raccorder par des conduites ladite sortie d'eau I2 du premier condenseur 7 et la vanne de dérivation 18 au dispositif d'évacuation d'énergie 17 pour refroidir l'eau après circulation dans les deux condenseurs 7, 12.
On a ainsi réalisé, conformément au procédé de l'invention, le refroidissement d'un débit de vendange brute de 15 tonnes par heure d'une température Tl égales à 88°C jusqu'à une température T3 égales à 28°C. Dans une première étape de refroidissement, on a refroidit la vendange de Tl à une température T2 égale à 48°C dans une première enceinte 4 de refroidissement de 1,5 m de diamètre environ reliée à un premier condenseur 7, sous une pression Pl comprise entre 0,1 et 0,3 bar. La vendange a ensuite été transférée directement depuis la première enceinte à la pression Pl dans une deuxième enceinte 9 de refroidissement de 1,5 m de diamètre environ reliée à un deuxième condenseur 12 et subie une seconde étape de refroidissement de la température T2 à la température T3 sous une pression P2 de l'ordre de 0,06.bar. On a ainsi absorbé 2/3 de l'énergie calorifique de la vendange sur le premier étage de refroidissement et 1 /3 sur le second étage.
Pour l'alimentation en eau des condenseurs 7, 12 au cours de ces deux étapes de refroidissement successives, on a utilisé une tour aéro-réfrigérante de type tour humide 17, dont la température de bulbe humide, pris au niveau de la façade méditerranéenne, est de 21 °C, ladite tour 17 pouvant évacuer une énergie calorifique de l'ordre de 540000 kcal/h
On a ainsi alimenté le deuxième condenseur 12 avec une eau à 24°C sous un débit
Ql de l'ordre de 40 m3 /h. En sortie 122 dudit deuxième condenseur un débit Q2 de l'ordre de 2O.m3/h d'eau à la température T3 de 28°C a été fournit au premier condenseur 7, cette eau ressortant ensuite dudit premier condenseur à la température T2 et étant ensuite recyclée vers la tour humide 17 pour être refroidie à 24°C.
Selon le procédé de l'invention, on a ainsi refroidit la vendange à une température
T3 de 28°C, ce qui permet avantageusement un encuvage et un départ en fermentation direct de la vendange. Une telle température de refroidissement T3 n'est actuellement pas atteignable avec les procédés et instaËations classiques de refroidissement par détente sous vide, qui ne permettent en pratique d'atteindre des températures de refroidissement en sortie d'enceinte que supérieures à 30°C, ce qui est trop élevé pour un départ en fermentation direct et exige de refroidir encore la vendange à l'aide d'échangeurs thermiques et de compresseurs frigorifiques.
En outre, pour refroidir la vendange avec un différentiel de température entre la température Tl de la vendange chauffée et la température T3 de la vendange refroidie de 60°C, le procédé selon l'invention permet de réaliser un gain d'au moins 20% à 40%, et en moyenne de l'ordre de 25% sur le volume cumulé des enceintes de refroidissement et sur la surface cumulée des condenseurs par comparaison au volume d'enceinte et à la surface de condenseur nécessaires pour réaliser le refroidissement d'une même quantité de vendange dans des conditions de températures identiques avec une seule enceinte et un seul condenseur. De plus, la réalisation d'un refroidissement en deux étapes de mise sous vide conformément au procédé de l'invention dans une installation telle que décrite précédemment permet de diminuer le débit d'eau Ql fournit par la tour aéro-réfrigérante d'au moins 40%; et dans certains cas pouvant aller jusqu'à une diminution de 70%, par exemple pour atteindre des températures T3 de refroidissement de la vendange après traitement comprise entre 30°C à 35 °C comme dans les procédés actuels.
Dans une variante de réalisation de l'installation selon l'invention représentée à la figure 2, lesdits premier et deuxième condenseurs 7, 12 possèdent chacun un circuit hydraulique 20, 21 de refroidissement propre de manière à employer pour chacun d'eux à un dispositif d'évacuation d'énergie calorifique 22, 23 approprié.
Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux en ce qu'il autorise l'utilisation d'une tour aéro-réfrigérante de type tour sèche comme dispositif d'évacuation d'énergie calorifique 22 dudit premier condenseur 7. En effet, une tour sèche ne permet pas de refroidir l'eau de refroidissement des condenseurs à une température inférieure à 30°C ce qui ne permet pas d'utiliser de telles tours sèches pour refroidir des végétaux traités à une température inférieure à 30°C.
De plus, lorsqu'on qu'on réalise un refroidissement en une étape comme dans l'art antérieur, l'utilisation d'une tour sèche n'est pas possible car le débit d'eau à fournir sur le condenseur avec une eau et/ ou la surface dudit condenseur nécessaires pour porter les végétaux traités à une température de refroidissement de l'ordre de 30°C seraient trop importants. En revanche, avec un refroidissement en deux étapes, l'utilisation d'une tour sèche 22 sur le premier condenseur 7 est désormais possible, la température T2 de la vendange dans la première enceinte 4 de refroidissement étant supérieure ou égale à 48°C sous une pression supérieure ou égale à 0,1 bar, le différentiel de température entre la température T2 de refroidissement à attendre sur le premier étage de refroidissement et la température de l'eau minimale susceptible d'être fournie par une tour sèche sur le premier condenseur 7 étant suffisamment important pour réaliser le refroidissement souhaité sur ledit premier étage de refroidissement.
L'utilisation d'une tour sèche 22 sur le premier condenseur 7 est particulièrement avantageuse en ce que l'on peut ainsi s'affranchir des risques sanitaires de développement et de propagation de bactéries Legionella rencontrés avec les tours humides ou hybrides. En outre, les tours sèches sont beaucoup moins chères à l'utilisation, et beaucoup plus écologiques (pas de consommations d'eau) que les tours humides. L'énergie calorifique à absorber sur le premier condenseur 7 pour refroidir la vendange de Tl à T2 représentant entre 50 et 80% de l'énergie calorifique totale à absorber pour refroidir ladite vendange de la température Tl à la température T3, la possibilité d'utiliser une telle tour sèche 19 sur le premier condenseur permet ainsi de gagner en sécurité de mise en œuvre du procédé de l'invention, mais également d'abaisser de façon notable le coût de l'installation. Pour absorber les 20 à 50% d'énergie calorifique restante pour refroidir la vendange de la température T2 à la température T3 dans la deuxième enceinte de refroidissement, il est ensuite possible d'utiliser par exemple un dispositif 23 composé d'un compresseur frigorifique 23j couplé à un échangeur thermique 232 dont le coût est raisonnable et l'utilisation aisée.
Dans une telle configuration d'installation, on a réalisé le refroidissement d'un débit de vendange de 15 tonnes/heure de la température T1=88°C à T3=28°C en utilisant sur le premier étage de refroidissement une enceinte 4 de 1, 5 m de diamètre environ, avec un condenseur 7 relié à une tour sèche 22 alimentant ledit premier condenseur 7 avec une eau à 30°C au débit Q3 de 24 m3 /h, ladite tour sèche 22 pouvant évacuer une énergie calorifique de 378000 kcal/h environ. La vendange traitée a été refroidie dans ladite première enceinte 4 à la température
T2=48°C et a été directement refroidie ensuite jusqu'à la température T3=28°C sur un deuxième étage de refroidissement composé d'une deuxième enceinte 9 de 1, 85 m de diamètre environ et d'un deuxième condenseur 12 relié à un dispositif d'évacuation d'énergie calorifique 23 composé d'un compresseur frigorifique 23j et d'un échangeur thermique 232, ledit dispositif 23 alimentant ledit deuxième condenseur 12 avec une eau à 20°C au débit Q4 de 20 m3/h. Dans ce mode de réalisation de l'installation et du procédé de refroidissement objets de l'invention, on réalise, par comparaison avec les procédés et installations connus de l'art antérieur associés à des dispositifs d'évacuation d'énergie calorifique identiques, des gains d'au moins 20% sur le volume cumulé d'enceintes et la surface cumulée des condenseurs, des gains d'au moins 50% sur les débits d'eau Q3 et Q4 moyens à fournir par les dispositifs d'évacuation d'énergie 22, 23, ainsi qu'un gain d'au moins 40% sur l'énergie frigorifique totale à produire pour porter la vendange de la température Tl=88°C jusqu'à la température T3=28°C.
Conformément à une autre caractéristiques avantageuse de l'invention, l'installation de refroidissement comporte également des moyens de nettoyage des condenseurs 7, 12 avant arrêt de l'installation, qui sont représentés sur la figure 3. Ces moyens de nettoyage sont disposés de préférence à l'extrémité supérieure desdits condenseurs au contact des tubes 25 de ceux-ci et sont reliés à une alimentation 26 d'eau de nettoyage de manière à faire ruisseler de l'eau sur les tubes des condenseurs pour enlever de ceux-ci les matières organiques projetées lors de la mise sous vide et de la vaporisation de la vendange dans les enceintes de refroidissement. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, ces moyens de nettoyages sont formés par une plaque perforée 24 comportant des alésages dans lesquels les tubes 25 sont insérés, lesdits alésages présentant un diamètre légèrement supérieur à celui des tubes 25 des condenseurs 7, 12 de manière à permettre l'écoulement d'un film d'eau 27 sur la surface extérieure des tubes, c'est à dire côté condensation. Cette plaque perforée 24 est fixée par tout moyen approprié, par exemple par soudage, sur les parois des enceintes 4, 9 à l'extrémité supérieure de celle-ci. L'eau de lavage 27 est admise sur la plaque depuis l'alimentation 26 par des perçages 28 pratiqués dans les parois des enceintes entre l'extrémité supérieure des tubes 25 et le niveau de fixation de la plaque perforée 24. Le procédé et les installations selon l'invention permettent donc globalement d'améliorer les performances de traitements des végétaux à des coûts de mise en œuvre équivalents à ceux des procédés de refroidissement par mise sous vide de végétaux connus, ainsi que de réduire les risques sanitaires de mise en œuvre de ces procédés par l'utilisation de tours sèches de refroidissement.
Dans une variante non représentée de chacun des modes de réalisations préférés de l'invention décrits précédemment, lesdites enceintes 4, 9 de refroidissement peuvent également être formées dans une seule et même cuve de section équivalente à la section cumulée desdites enceintes 4,9 prises individuellement, ladite cuve unique étant divisée intérieurement en deux enceintes de refroidissement par une cloison étanche et rigide, de préférence d'une même matière que ladite cuve unique et solidaire sur toute sa périphérie des parois de ladite cuve. On réalise ainsi une installation de refroidissement plus compacte et présentant les mêmes avantages que les installations décrites ci-avant, des moyens de transferts tels que des pompes par exemple permettant de réaliser le transfert de la vendange traitées entre les deux enceintes formées dans ladite cuve unique, et un condenseur étant relié à chacune desdites enceintes, à une source de vide et un dispositif d'évacuation d'énergie calorifique d'une façon identique à celles décrites précédemment.
L'installation et le procédé de l'invention permettent également de séparer les phases liquides et solides de la vendange entre les deux étapes de refroidissement afin de faire de la vinification en phase liquide. Dans ce cas, on extrait les baies et les jus à la sortie de la première enceinte 4 de refroidissement, et on les transfert vers un dispositif d'extraction des jus, par exemple par pressurage. Les jus sont ensuite réintroduits dans la seconde enceinte 9 pour les refroidir jusqu'à la température finale T3 lors de la deuxième étape de refroidissement et ainsi permettre un en encuvage direct du moût à la sortie de la seconde enceinte 9. En variante, on peut également réchauffer les jus par l'intermédiaire d'un échangeur thermique avant introduction dans la seconde enceinte pour la seconde étape de refroidissement.

Claims

~Revendications
1. Procédé de refroidissement de végétaux (1), notamment de fruits et de légumes, d'une température Tl comprise entre 60° et 100°C, de préférence entre 80 et 90°C, à une température T3 inférieure à Tl, dans lequel lesdits végétaux à ladite température Tl sont soumis à une pression réduite de manière à vaporiser une partie de l'eau contenue dans lesdits végétaux et refroidir ceux-ci à ladite température T3, caractérisé en ce qu'on réalise un refroidissement fractionné desdits végétaux comportant: une première étape de refroidissement de la température Tl à une température intermédiaire T2 comprise entre Tl et T3, par-introduction et mise sous vide desdits végétaux à la température Tl dans une première enceinte (4) de refroidissement à l'intérieur de laquelle règne une pression absolue réduite Pl supérieure à 0,1 bar, de préférence comprise entre 0,1 bar et 1 bar ; et une deuxième étape de refroidissement de la température T2 à la température T3, par introduction et mise sous vide desdits végétaux à la température T2 dans une deuxième enceinte (9) de refroidissement à l'intérieur de laquelle règne une pression absolue réduite P2 comprise entre 0,01 bar et 0,1 bar, et lesdites première et seconde étapes de refroidissement étant réalisées successivement par extraction et transfert desdits végétaux à ladite température T2 depuis ladite première enceinte (4) de refroidissement à la pression Pl dans ladite deuxième enceinte (9) de refroidissement à la pression P2; lesdits végétaux (1) étant à une dite température T3 inférieure à 30°C, de préférence inférieure à 28°C, après ladite deuxième étape de refroidissement
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits végétaux sont chauffés à ladite température Tl puis sensiblement comprimés sous une pression supérieure à la pression atmosphérique avant ladite première étape de refroidissement.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les vapeurs produites respectivement lors desdites première et seconde étapes de refroidissement sont condensées indépendamment.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on régule les vitesses d'extraction et de transfert des végétaux entre lesdites première et deuxième enceintes de î-efiroidissetnent et à la sortie de la deuxième enceinte en fonction de la masse de végétaux introduite à l'entrée de ladite première enceinte.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on réalise entre les deux dites étapes de refroidissement une séparation des phases liquide et solide issues desdits végétaux (1) et on soumet uniquement la phase liquide à ladite seconde étape de refroidissement.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel on chauffe lesdits végétaux entre les deux dites étapes de refroidissement.
7. Installation pour la mise en œuvre d'un procédé de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'elle comporte :
une première enceinte (4) de refroidissement pour refroidir desdits végétaux (1) d'une température Tl à une température T2 inférieure à Tl par vaporisation et condensation sous vide dans ladite première enceinte d'une partie de l'eau contenue dans ces dits végétaux; et
- une deuxième enceinte (9) de refroidissement pour refroidir lesdits végétaux
(1) de ladite température T2 à une température T3 inférieure à T2 par vaporisation et condensation sous vide dans ladite deuxième enceinte d'une partie de l'eau contenue dans ces dits végétaux, ladite deuxième enceinte étant reliée à ladite première enceinte par des moyens d'extraction et de transfert (10, 11) desdits végétaux depuis une sortie (Sl) de ladite première enceinte vers une entrée (E2) de ladite deuxième enceinte, et
un premier et un deuxième condenseurs (7, 12) intégrés respectivement aux dites première et deuxième enceintes (4, 9) et reliés à au moins une source de vide (8) pour instantanément refroidir lesdits végétaux (1) par condensation des vapeurs produites par ceux-ci dès leur introduction dans lesdites enceintes et évacuer l'énergie calorifique perdue par lesdits végétaux et absorbée par lesdits condenseurs par l'intermédiaire d'au moins un dispositif d'évacuation d'énergie (17, 22, 23) auquel ils sont reliés.
8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites premières et deuxièmes enceintes de refroidissement sont constituées par une cuve unique intérieurement divisée en deux dites enceintes par une cloison étanche solidaire sur toute sa périphérie des parois de ladite cuve, des moyens de transfert assurant le transfert de dits végétaux entre les deux dites enceintes au travers de ladite cloison.
9. Installation selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'amenée (2, 3) desdits végétaux à la température Tl à une entrée (El) de ladite première enceinte de refroidissement et des moyens d'extraction et de transfert (15) desdits végétaux refroidis à ladite température T3 en sortie (S2) de ladite seconde enceinte de refroidissement.
10. Installation selon les revendications 7 à 9, caractérisée en ce que lesdites enceintes sont montées sur des moyens de pesage aptes à mesurer en temps réel la masse de végétaux à l'intérieur desdits enceintes, lesdits moyens de pesage étant reliés en entrée à un dispositif de régulation relié en sortie aux dits moyens d'extraction et de transfert (10, 11, 15) et apte à commander ceux-ci de manière à faire varier les vitesses d'extraction de végétaux dans lesdites enceintes en fonction de la masse de végétaux dans lesdites enceintes à un instant déterminé.
11. Installation selon les revendications 7 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un moyen de compression (6) desdits végétaux entre lesdits moyens d'amenée (3) et ladite entrée (El) de ladite première enceinte (4).
12. Installation selon l'une des revendications 7 à 11, dans laquelle lesdits premier et deuxième condenseurs (7, 12) sont reliés à une même source de vide (8) ou à une source de vide propre.
13. Installation selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisée en ce que lesdits premiers et deuxième condenseurs sont des condenseurs tabulaires ou à plaques.
14. Installation selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisée en ce que lesdits condenseurs (7, 12) possèdent un circuit hydraulique de refroidissement commun (16) les reliant à un même dit dispositif d'évacuation d'énergie calorifique (17).
15. Installation selon les revendications 7 à 13, caractérisée en ce que lesdits premier et deuxième condenseurs (J, 12) possèdent un circuit hydraulique de refroidissement propre (20, 21) les reliant chacun à un dit dispositif d'évacuation d'énergie calorifique (22, 23).
16. Installation selon les revendications 14 et 15, caractérisée en ce que ledit dispositif d'évacuation d'énergie calorifique (17, 22, 23) est une tour aéro-réfrigérante, de type tour humide ou tour hybride, ou encore ou un compresseur frigorifique couplé à un échangeur thermique.
17. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que ledit moyen d'évacuation d'énergie calorifique dudit premier condenseur est une tour aéro-réfrigérante de type tour sèche (22).
18. Installation selon l'une des revendications 7 à 17, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de nettoyage (24) des tubes (25) des condenseurs (7, 12)côté condensation, de préférence disposés au contact des tubes de condensation desdits condenseurs à l'extrémité supérieure de ceux-ci.
19. Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce que lesdits moyens de nettoyage sont reliés à une alimentation (26) en eau de nettoyage et sont aptes à faire ruisseler ladite eau de nettoyage à la surface desdits tubes de condensation (25) des condenseurs depuis ladite extrémité supérieure des condenseurs jusqu'à leur extrémité inférieure.
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