Brevet FR2002272A1 — publié le 19691017

-1- 2002272 les denrées alimentaires périssables comme les jus de fruits, la bière, les "boissons sucrées etc» sont normalement stérilisées par traitement thermique après conditionnement. La stérilisation à chaud consiste à chauffer la matière condi-5 tionnée à une tanpérature de 60-82° C environ pour détruire tous organismes éventuellement présents dans Ta matière» la stérilisation à chaud nécessite un investissement notable en équipement car elle nécessite une zone de chauffage relativement grande, un équipement de chauffage et un mécanisme de transport pour trans-10 porter automatiquement les bouteilles ou boites à travers la zone de chauffage» L'activité s'est accrue récemment dans l'utilisation d*agents stérilisants liquides en remplacement de la stérilisation traditionnelle à chaud des matières périssables» Cer-15 tains corps comme le pyrocarbonate de diéthyle ou les hydrides mixtes ne sont pas seulement des agents stérilisants efficaces mais sont capables de se décomposer en produits qui sont compatibles avec la matière périssable et qui, par conséquent, n'influ-«ncent pas nuisiblement le goût ni l'odeur de la matière» 20 S'il est vrai que le pyrocarbonate de diéthy le et des anhydrides mixtes sont efficaces comme agents stérilisation, ils sont peu solubles dans l'eau et il est donc difficile de dissoudre convenablement les agents stérilisants dans la boisson ou la matière périssable, aux débits utilisés pour la 25 fabrication commerciale» L'invention vise à fournir un procédé continu permettant de mélanger de petites quantités d'un agent stérilisant peu soluble à un courant d'une matière périssable liquide, avant le conditionnement de la.matière» On maintient l'agent 30 stérilisant à une pression légèrement supérieure à celle de la boisson ou de la matière périssable et on l'Introduit dans le courant de cette dernière au moyen d'un ensemble d'injecteur. ïh-suite, on fait passer le mélange pour dissoudre complètement l'agent stérilisant dans la matière» 35 L'addition de l'agent stérilisant à la matiè re périssable est réglée par une soupape placée dans le tuyau d'écoulement de l'agent stérilisant et la êoupape est commandée 6 -2- 2002272 par un ensemble de commande qui compare le débit proportionnel réel ou la concentration d'agent stérilisant relativement à la matière périssable à un débit proportionnel préréglé ou concentration préréglée et engendre un signal d'erreur ou de réaction 5 proportionnel à la différence entre les valeurs réelle et préréglée» Ce signal d'erreur est alors renvoyé au mécanisme de soupape et agit de manière à ajuster le débit de l'agent stérilisant pour assurer la concentration finale désirée de celui-ci dans la matière périssable» 10 Par mesure de sécurité» on utilise un systè me d'alarme pour donner un signal quand la concentration de l'agent stérilisant dans la matière sort de limites minimales préétablies, et d'autres mesures sont prévues pour arrêter immédiatement 1'écoulement de la matière périssable et de l'agent stéri-L5 lisant si la concentration de l'agent stérilisant sort de limites maximales préétablies. I/'invention fournit un procédé peu coûteux ét pourtant efficace permettant d'ajouter de petites quantités d'une matière relativement insoluble an courant d'une matière 20 périssable, l'addition étant réglée exactement et automatiquement entre des limites précises de concentration» L'usage de l'agent stérilisant liquide élimine l'équipement coûteux de stérilisation normalement utilisé pour stériliser deB matières périssables telles que les boissons 25 maltées, les boissons sucrées, le vin, les jus de fruits, etc.. Etant donné qu'on ajoute simplement l'agent stérilisant au courant de la matière qui s'écoule de la machine à remplir, il ne faut aucun temps supplémentaire pour la stérilisation, contrairement au procédé usuel de stérilisation à chaud qui nécessite 30 un temps normal, dans le processus global d'embouteillage, pour la stérilisation. D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description suivante» Les dessins illustrent le meilleur mode 35 d'exécution actuellement envisagé : - la figure 1 est un schéma de principe du procédé de l'invention; 69 04279 3 2002272 - la figure 2 est une coupe verticale de l'ensemble d'injection d'additif y - la figure 3 est une vue suivant la ligne 3-3 de la figure 2. 5 Comme le montre la figure 1, un liquide périssable tel que du jus de fruit, de la bière, une boisson sucrée, du vin, etc..., est transporté par un tuyau 1 et un débitmètre magnétique 2 est placé dans le tuyau 1 et mesure le débit du liquide qui passe par le tuyau et engendre un signal de sortie 10 en proportion du débit. Les boissons telles que la bière et le vin sont des liquides relativement limpides tandis que les jus de fruits et certaines boissons sucrées peuvent contenir des matières en particules» Un agent stérilisant liquide tel que le pyrocarbonate 15 de diéthyle ou tin anhydre mixte comme ceux qui sont décrits dans la demande de brevet français B"°PV 129 508 déposée le 24»11«1969 par la Demanderesse pour "Composition Stérilisante"f est introduit dans la matière périssable par un tuyau 3 qui est relié au tuyau 1 par 1'intèrmediaire d'un ensemble d'injection 4» En aval 20 de l'ensemble d'injection 4 est situé un mélangeur ou homogénéis-seur 5 qui est entraîné par un moteur 6. L'agent stérilisant est ajouté à la boisson dans l'ensemble d'injection 4 et ensuite le mélangeur, par action mécanique, dissout entièrement l'agent stérilisant dans la matière périssable. 25 L'agent stérilisant est contenu dans un réservoir 7 et le tuyau 3 est relié à l'extrémité inférieure du réservoir . L'écoulement de l'agent stérilisant à travers le tuyau 4 est commandé par une soupape pneumatique 8 de manière à ajuster automatiquement au niveau voulu le débit d'agent stérilisant 30 dans le tuyau 3» L'agent stérilisant contenu dans le réservoir 7 est maintenu à une pression supérieure d'au moins 0,35 kg/cm et 2 dé préférence de 1,8-2,5 kg/cm à la pression de la boisson dans le tuyau 1. La pression.est appliquée à l'agent stéri-35 lisant par un gaz inerte tel que l'azote qui est introduit dans la partie supérieure du réservoir 7 par un tuyau 9. La pression de l'azote ou autre gaz est réglée par une soupape ordinaire de réglage de pression 10 qui est branchée dans le tuyau 9» La sou 69 04279 -4- 2002272 pape 10 sert à détecter la pression dans le volume supérieur et à régïer l'écoulement dans le tuyau 9 de façon que la pression du gaz sur l'agent stérilisant reste relativement constante à tous moments. La portion du tuyau 3 qui est située immédiatemen t 5 en dessous du réservoir 7 est élargie pour définir une réserve 11 et une cellule photoélectrique ordinaire 12 est montée dans là paroi de la réserve et détecte la présence de liquide dans le réservoir* La cellule 12 est liée par un circuit électrique à un avertisseur tel qu'une lampe ou une sirène et en outre» la 10 cellule 12 est tranchée dans un. deuxième circuit électrique avec la machine à remplir. Quand le niveau de liquide dans le réservoir 11 tombe en dessous du niveau, de la cellule photoélectrique 12, le premier circuit se ferme, déclenchant l'avertisseur et le deuxième circuit s'ouvre, arrêtant le fonctionnement de la ma-15 chine à remplir. Grâce à cela, il ne se produit aucun afflux de ■ matière insuffisamment stérilisée à la machine à remplir* Dans le tuyau 3 est situé un ensemble de mesure de débit 13 qui mesure le débit d'agent stérilisant passant par le tuyau 3'et engendre un signal de sortie en proportion du 20 débit. L'agent stérilisant est ajouté à la matière périssable- en. très petites quantités, généralement de 0,0001-2g/i de sorte que dans les conditions de fabrication le débit de l'agent stérilisant passant par le tuyau 4 est géiéralement de 1-40 ml/an. Etant donné que le débit d'agent stérilisant est extrêmement faible, il 25 faut utiliser un ensemble de mesure qui soit capable de mesurer avec précision ces faibles débits. Comme le montre la figure 1, on utilise un ensemble du type à différence de pression dans lequel l'agent stérilisant du tuyau 3 passe par un diaphragme ou un orifice resserré et la pression est mesurée de part et d'au-30 tre du diaphragme, dans le tuyau 3. La différence de pression sert à indiquer le débit d'agent stérilisant dans le tuyau 3« Suivant une variante, on peut utiliser à la place du type à différence de pression représenté par la figure 1, un indicateur de débit du type à conductivité thermique dans 35 lequel l'écoulement de l'agent stérilisant est dirigé à la fois vers un passage en cul-de-sac et un passage ouvert, un élément chauffant et une thermistance étant situés à l'intérieur de cha 69 04279 -5- 2002272 que passage. Etant donné que le liquide contenu dans le passage en cul-de-sac est dans état statique, la différence de température dans les deux passages sert à indiquer le débit du liquide à l'intérieur du passage ouvert. 5 Dans le tuyau 3 est placée, entre la soupape 8 et l'ensemble d'injection 4, une soupape de retenue 14 qui permet à l'agent stérilisant de s'écouler vers l1ensemble d'injection mais l'empêche de s'écouler en sens opposé» L'ensemble d'injection 4 comprend une esivelop-10 pe 15 de forme générale en T et un conduit 16 de forme générale en L est relié au tuyau. 3 et pénètre dans l'enveloppe» La portion extérieure du conduit 16 est alignée axial emen t sur le tuyau 1 et une tête élastique 17, formée de caoutchouc ou matière similaire, est fixée à l'extrémité extérieure du conduit 16. La tête 17 15 est amnie d'un rebord intérieur 18 qui est logé à ï'intérieur d'une gorge annulaire du conduit 16 et la tête est serrée sur le conduit par un lien 19. L'agent stérilisant se décharge du con- » duit 16 dans la chambre définie par la tête' 17 et passe alors par la feiite 20 de la tête pour arriver au tuyau'1. 20 Etant donné que la matière stérilisante qui se trouve dans le tuyau 3 est soumise à une pression supérieure à la pression de la matière dans le tuyau 1, la différence de pression ouvre ou dilate la fente 20 et permet à 1.'agent stérilisant de pénétrer dans le courant de la matière périssable du tu- ■ 25 y au 1» Toutefois, la fente 20 assure une fermeture obligatoire en cas de mauvais fonctionnement et empêche la matière périssable venant du tuyau 1 d'entrer dans le conduit 16 et le tuyau 3. L'ensemble de mesure de débit 13 engendre un signal de sortie proportionné à l'écoulement d'agent stérilisant 50 dans le tuyau 3 et ce signal est amené à un ensemble totalisateur 21 qui sert à donner un total cumulatif continu du volume d'agent stérilisant qui s'écoule par le tuyau 3* Le signal de sortie de l'ensemble 13 est aussi transmis à tin enregistreur ordinaire à traceur 22 pour as-35 surer une lecture continue de l'écoulement d'agent stérilisant dans le tuyau 3 et en outre, le signal de sortie venant de l'ensemble 13 est transmis à un ensemble multiplicateur-diviseur 23» 69 04279 -6- 2002272 Le débitmètre 2 qui mesure le débit de matière périssable dans le tuyau 1 engendre aussi un signal de sortie qui est amené à un ensemble convertisseur de signal 24 muni d'une échelle de lecture qui donne une indication visuelle de l'écoulement de matière périssable dans le tuyau 1. Le signal de sortie du débitmètre 2 est aussi amené à un ensemble totalisateur 25 qui donne un total cumulatif du volume de matière périssable qui s'écoule dans le tuyau 1» Le signal de sortie de l'ensemble convertisseur de signal 24 est amenée à l'ensemble enregistreur 22 et à l'ensemble multiplicateur-diviseur 23. L'ensemble 23 sert à diviser le débit d'agent stérilisant par le débit de matière périssable de manière à calculer, en parties par million, la proportion réelle ou concentration d'agent stérilisant introduite dans la matière périssable qui passe dans le tuyau 1« Le signal de sortie de l'ensemble multiplicateur-diviseur 23 est amené à l'ensemble de commande 26 qui com-piare l'écoulement proportionnel réel à l'écoulement proportionnel préréglé et agit de manière à engendrer un signal d* * erreur" ou. de réaction proportionnel à la différence entre les valeurs réelle et préréglée» Le signal d'erreur de l'ensemble de commande 26 est renvoyé à la soupape 9 de manière à régler celle-ci en ' conséquence pour assurer l'afflux désiré d'agent stérilisant à l'ensemble injecteur 4 par le tuyau 3» En outre, le signal venant de l'ensemble de commande 26 est aussi amené à l'enregistreur 22 pour donner une indication visuelle de l'écoulement proportionnel ou de la concentration en parties par million de l'agent stérilisant dans le liquide périssable. Le signal venant de l'ensemble de commande 26 est aussi amené à un instrument de mesure d'alarme 27 et celui-* ci porte à la fois des limites minimales de concentration et dea limites maximales de concentration qui encadrent le ré&Lage de concentration. Si la concentration réelle de l'agent stérilisant ou additif en parties par million sort des limites minimales, ce qui veut dire que la concentration est supérieure ou inférieure aux limites minimales, une alerte est déclenchée et indique à l'opérateur que la concentration de l'additif sort des limites 69 04279 -7- 2002272 Minimales» Par une autre mesure de sécurité, si la concentration de l'additif sort des limites maximales, un interrupteur branché dans le circuit électrique de la machine à remplir s'ouvre pour arrêter le fonctionnement de la machine et un signal est aussi transmis à la soupape 9 pour la fermer et empêcher l'écoulement de l'additif ou agent stérilisant dans le tuyau 3» Grâce à cela, il ne se produit pas d'écoulement soit de la matière périssable soit de l'additif si la concentration de l'additif sort des limites maximales fixées» L'invention fournit un procédé efficace pour dissoudre en continu de petites quantités d'une matière peu so-luble dans un courant de liquide» L'additif est automatiquement introduit dans le tuyau d'écoulement et l'addition est réglée entre des limites précises de concentration par un système de réaction» La description ci-dessus concerne l'addition d'un agent stérilisant à une matière périssable, par exemple à une boisson contenant des hydrates de carbone et des protéines et sujette à la fermentation par décomposition enzymatique, il est envisagé d'utiliser le procédé pour ajouter n'importe quel additif peut soluble à un courant liquide dans un processus continu» 69 04279 -s- 2002272 revbhdicàtiohs 1°) - Procédé visant à mélanger de petites quantités d'un agent stérilisant à un courant d'un liquide péris-5 sable et caractérisé par le fait que l'on fait passer en continu un courant du liquide périssable par un parcours fermé, que l'on soumet une masse statique d'un agent stérilisant à la pression d'un gaz inerte, cette pression étant supérieure d'an moins 0,35 kg/cm, à la pression du liquide périssable, que l'on retire 10 en continu de l'agent stérilisant de cette masse et qu'on l'amène dans le courant, que l'on divise finement l'agent stérilisant dans le courant de liquide périssable et que l'on agite mécaniquement le courant après introduction de l'agent stérilisant de manière à dissoudre l'agent stérilisant dans le liquide périssa-15 ble» 2°) - Procédé selon 1, caractérisé par le fait que le liquide périssable comprend une phase aqueuse et contient ime matière en particules, l'agent stérilisant étant solu-ble à moins de 1$ dans la phase aqueuse à 20° C. 20 3°) - Appareil servant à mélanger de petites » . \ quantités d'un agent stérilisant à une matière liquide périssable et caractérisé par le fait qu'il comprend un premier conduit, des moyens propres à faire passer la matière périssable par le premier conduit, un réservoir destiné à contenir tin agent sté-25 rilisant, des moyens propres à appliquer à l'agent stérilisant contenu dans le réservoir une pression supérieure à celle du .liquide dans le premier conduit, un deuxième conduit reliant le réservoir à un injecteur de manière à amener de l'agent stérilisant à celui-ci, l'injecteur comprenant une tête de décharge, l'agent 30 stérilisant se déchargeant de cette tête dans le courant de liquide périssable sous la forme d'un brouillard, la tête étant *u-. nie de moyens propres à empêcher un afflux de liquide à cette tête* 4°) - Appareil selon 3, caractérisé par le 35 fait que les moyens d'application de pression comprennent un gaz inerte et des moyens proprés à maintenir sur celui-ci une pression pratiquement uniforme pendant que l'agent stérilisant est retiré 69 04279 -9- 2002272 du réservoir. 5°) - Appareil servant à mélanger de petites quantités d'un additif à un courant de liquide et caractérisé par le fait qu'il comprend un premier conduit, des moyens propres à 5 faire passer continuellement un courant de liquide par le premier conduit, un injecteur servant à introduire dans le courant un additif qui est relativement insoluble dans le liquide, un deuxième conduit servant à amener continuellement l'additif à l'injecteur, une soupape prévue dans le deuxième conduit, un 10 premier dispositif générateur de signaux servant à mesurer le débit de liquide dans le premier conduit et à engendrer un premier signal de sortie proportionné au. débit, un deuxième dispositif générateur de signaux servant à mesurer le débit de l'additif dans le deuxième conduit et à engendrer un deuxième signal 15 dé sortie proportionné au débit de l'additif ,des moyens propres à comparer le premier et le deuxième signaux de sortie et à engendrer un troisième signal de sortie proportionnel au débit relatif réel de l'additif par rapport au liquide, et des moyens propres à comparer ce débit relatif réel à un débit relatif 20 préréglé et à engendrer un quatrième signal proportionné à la différence entre le débit relatif réel et le débit relatif préréglé, et deB moyens propres à amener le quatrième signal à la soupape de manière à régler le débit d'additif dans le deuxième conduit pour obtenir une concentration pratiquement uniforme 25 de l'additif dans le courant de liquide* 6°) - Appareil selon 5, .caractérisé par * le fait que le premier conduit présente des moyens d'agitation servant à agiter continuellement le courant de liquide pour y dissoudre l'additif. 30 7°) - Appareil selon'5, caractérisé par ie fait qu'il comporte des moyens propres à appliquer à l'additif situé dans le deuxième conduit une pression supérieure d'au moins 0,35 kg/cm. à la pression appliquée an~ liquide dans le premier conduit»