Brevet FR2008187A1 — publié le 19700116

î 2008187 La présente invention concerne un procédé pour stériliser un liquide contenant des particules solides distinctes, par exemple des denrées alimentaires, par stérilisation à température élevée en vin temps bref. 5 En technique de stérilisation des denrées alimentaires, on a établi que la stérilisation à température élevée en un temps bref de même que l'emballage en milieu aseptique conduisent souvent à une meilleure qualité que la stérilisation à l'autoclave ou dans l'emballage lui-même. Dans un procédé de stérilisation 10 à une température élevée en un temps bref pour les denrées alimentaires liquides, on utilise un appareil de chauffage à- injection de vapeur d'eau qui permet d'atteindre des températures de stérilisation de 165°C. Cependant, lors de l'application de ces procédés de stérilisation à une température élevée en un temps 15 bref,dans le cas des liquides contenant des particules distinctes et surtout lorsque ces particules distinctes sont fragiles, l'appareil de chauffage par injection de vapeur d'eau tend à détruire les particules solides distinctes en raison de la violence, par exemple de l'action des hélices de la pompe d'injection de 20 vapeur et de la vitesse de la vapeur qui agite le produit en cours de stérilisation. En outre, le pompage avec une grande vitesse d'écoulement du produit qui contient des particules distinctes tend en général à provoquer la désagrégation des particules solides fragiles. De plus, le chauffage par injection de vapeur d'eau 25 provoque en général des dégradations lorsque cette vapeur est injectée directement dans les liquides contenant des particules distinctes et tend à fragmenter ces particules. D'autres procédés de stérilisation à une température élevée en un temps bref suscitent également des inconvénients. Les 30 appareils de chauffage à surface raclée faisant intervenir le principe de l'agitation mécanique et les appareils de chauffage à "tube chemisé" dans lesquels le produit à traiter traverse un tube entouré par l'agent de chauffage, entraînent tous deux souvent la fragmentation des particules solides. Dans les procédés 35 de chauffage dans un tube chemisé, l'efficacité du transfert de chaleur, l'empêchement de la dégradation par surchauffe et l'efficacité générale du chauffage dépendent dans une gr?nde mesure de la vitesse de passage relativement élevée du liquide qui est chauffé,mais cette vitesse tend à provoquer la désagrégation des 4-0 particules distinctes dans le liquide. BÂOORICHNMr 69 06783 2 2008187 Aux fins de l'invention, par "particules distinctes", on entend des particules solides discernables à l'oeil nu et ayant une dimension linéaire maximum d'environ 3,8 cm. L'invention a pour objet un procédé de stérilisation 5 d'un liquide contenant des particules solides distinctes en suspension ayant une dimension linéaire maximum d'environ 3,8 cm, suivant lequel on chauffe une partie au moins importante du liquide exempt de particules distinctes à une température de 122 à 165°C pour stériliser ce liquide et amener sa température au-10 delà de celle nécessaire pour la stérilisation, on -introduit en quantités déterminées les particules dans le liquide stérilisé et on maintient le mélange du liquide stérilisé et des particules à une température de cet intervalle pendant une durée de 1 seconde à 5 minutes pour permettre la stérilisation des particu-15 les par le liquide stérilisé chauffé. Dans le cas des agencements préférés décrits ci-après, des liquides contenant des particules distinctes en suspension sont traités de façon que les particules distinctes soient soumises à un minimum de force de cisaillement ou de désagrégation et conservent donc leur intégrité, 20 pour une valeur minimum de la température et du temps de séjour. De manière générale, on stérilise,sui-vant l'invention,la majeure partie du liquide d'une denrée alimentaire à une température légèrement supérieure à celle qui serait normale pour la destruction de toutes les bactéries afin de permettre la stérilisation 25 ultérieure des particules distinctes par cette fraction du liquide. A cette fin, par exemple, on peut exécuter un chauffage préalable dans un tube chemisé à des températures de 38 à 105°C, puis exécuter un chauffage par injection de vapeur d'eau à une température de 122 à 165°C. Lorsque la fraction du liquide chaud quit-30 te l'appareil de stérilisation, on y introduit les particules distinctes ou bien me suspension concentrée de ces particules distinctes dans une certaine quantité de ce liquide. On fait passer alors le mélange liquide contenant les particules distinctes dans un tube de séjour pour une durée de 1 seconde à 5 minutes suivant 35 la température du liquide et la nature et la dimension des particules distinctes, de façon que les particules distinctes soient stérilisées, après quoi on refroidit le mélange et on le conditionne en milieu aseptique. De cette façon, la fraction liquide prépondérante du mélange qui est chaude baigne les particules so-40 lides en exerçant des forces de cisaillement très modérées, de badoriqinal 69 06783 3 2008187 sorte que l'intégrité des particules subsiste. En outre, le milieu humide saturé assure un excellent transfert de chaleur et une destruction rapide des micro-organismes. Corme il ressortira de la description ci-après, une tur-5 bulence excessive est évitée au moment où le liquide contenant les solides en suspension s'écoule par le tube. De préférence, une contre-pression est entretenue dans l'appareil où les particules distinctes sont stérilisées par le liquide afin que la température de stérilisation se maintienne 10 dans l'intervalle de 122 à 165°C. Dans le cas de particules solides relativement fermes, on peut recourir à un clapet maintenant la contre-pression. Dans le cas de particules solides moins consistantes, il s'est révélé qu'une pompe volumétriaue lente peut être montée à l'extrémité de sortie du tube de séjour pour 15 la stérilisation. Cette pompe doit être du type de celles permettant le transport des particules solides sans désagrégation. Ces pompes peuvent être, par exemple, du type à "lobes" ou du type à "stator", les particules solides étant contenues dans des cavités ou espaces de la pompe dont la dimension est suffisante pour 20 empêcher la désagrégation. En réglant la vitesse de cette pompe de contre-pression en fonction de la pompe principale introduisant le liquide dans l'appareil de stérilisation, on peut entretenir une contre-pression convenable empêchant 1'évaporation instantanée du liquide à 122 - 157°C dans le tube de séjour. Cepen-25 dant, dans le cas de particules solides extrêmement fragiles, il s'est révélé nécessaire de recourir à un système de contre-pression exerçant un cisaillement encore moindre sur les particules. Dans de tels cas, l'appareil pour le tube de séjour destiné à la stérilisation des particules distinctes communique directement 30 avec un réfrigérant (d'habitude du type des tubes chemisés) et, après refroidissement jusqu'à la température ambiante ou une autre température recuise, le produit est amené dans une cuve sous pression. La pression est entretenue dans cette cuve au moyen d'air stérile ou d'un gas inerte stérile comme l'azote à une va-35 leur suffisante pour l'entretien d'une contre-pression empêchant la vaporisation instantanée dans 1'appareil de stérilisation. Lorsque la contre-pression est obtenue par l'intermédiaire de la cuve sous pression comme décrit plutôt qu'au moyen d'une pompe volumétriaue, la dispersion des particules distinctes 40 reste plus uniforme. Cette propriété est spécialement avanta- BAD ORIGINAL 69 06783 A 2008187 geuse dans le cas de particules relativement volumineuses qui tendent à sédimenter. Sous ce rapport, on a découvert qu'il est spécialemnnt efficace d'utiliser deux cuves sous pression, de sorte que lors-5 que l'une d'elles est remplie de produit stérilisé et refroidit, la courant peut être détourné vers la seconde, la première cuve étant alors utilisée pour amener du produit à une machine de conditionnement aseptique dans des boîtes de conserve ou autres récipients, qu'on utilise éventuellement. Le contenu des cuves 10 peut être agité en vue du maintien de la consistance. La suspension concentrée de particules distinctes est normalement introduite à l'extrémité de sortie de l'appareil de stérilisation du "liquide.au moyen d'une pompe volumétrique. Avant la stérilisation, les particules de denrées alimentaires sont 15 d'habitude plus fermes qu'après le chauffage. Cependant, dans le cas de particules solides extrêmement fragiles, la fragilité constitue une difficulté même parfois avant la cuisson. On a découvert que l'introduction des particules solides sous forme d'une masse concentrée ou d'une suspension à partir de cuves 20 sous pression conduit à de bons résultats. Il est important que le refroidissement du produit après la stérilisation soit exécuté avec une turbulence faible et à cette fin on peut recourir à des conduits d'un diamètre suffisamment grand par rapport au débit. 25 L'invention est décrite ci-après plus en détail dans les exemples spécifiques donnés avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : Fig. 1 représente schématiquenent un appareil pour la stérilisation d'un liquide et de particules distinctes conformé-30 ment à l'invention, et Fig. 2 représente schématiquement un appareil conçu spécialement pour la stérilisation de particules fragiles. EXEMPLE 1.- Dans le cas de la stérilisation de crème aigre conte-35 nant des particules distinctes, par exemple de la ciboulette, on introduit la crème dans la cuve d'alimentation 1 et on l'amène au moyen d'une pompe volumétrique 2 dais un appareil de chauffage 3, par exemple du type à tube chemisé où la température de la crème s'élève pondant son passage de 38 à 105°C et de préférence 4-0 dans une forme de réalisation de l'invention, jusqu'à environ BAD ORIGINAL 69 06783 5 2008187 82°C. Le produit est chauffé alors jusqu'à une température de 122 à 165°C et à nouveau dans une forme de réalisation préférée jusqu'à environ 149°C pendant son passage dans l'appareil de chauffage à injection de vapeur 4 comme décrit ci-dessus, après 5 quoi le produit parvient dans la chambre d'attente 5. Simultanément, un mélange de 50^ de crème et de 5 Op. de morceaux de ciboulette à moitié plats et rectangulaires d'environ 0,64- cm x 0,32 cm pour une épaisseur de 0,16 cm ést formé dans la cuve à suspension 6 et amené dans-la chambre d'attente par la pompe vo-10 lumétrique 7. Le débit est ajusté de façon que le courant de crème principal soit d'environ 90p et le courant de suspension d'environ 10fo du courant global.- Comme la température de la crème dans l'appareil de chauffage par injection de vapeur est, dans ■une forme de réalisation de 14-9°C et comme la température de la 15 suspension de ciboulette est de 27°C, la température du mélange est d'environ 137°C et varie avec la chaleur spécifique du liquide et des particules. A cette température et dans le cas de ces particules distinctes, une durée de stérilisation de 30 secondes est nécessaire pour la destruction de toutes les bactéries et la 20 chambre d'attente a une longueur et un diamètre suffisants par rapport au débit pour assurer ce temps de séjour de 30 secondes. La contre-prèssion est entretenue à l'extrémité de la chambre par la pompe volumétrique 8 fonctionnant à une vitesse réglée de manière à entretenir une contre-pression équivalente ou supérieure à celle 25 nécessaire pour maintenir la température requise dans la chambre, en l'occurrence 3,5 à 4»2 kg/cm^ au manomètre. Au sortir de la pompe de contre-pression 8, le produit est refroidi-dans le réfrigérant à tube chemisé 9. Une solution stérile d'acide comestible peut être injectée dans le produit en cet endroit immédia-30 tement au-delà du réfrigérant , en 10,pour conférer l'acidité requise, après quoi la crème acidifiée stérilisée contenant la ciboulette est de préférence emballée aseptiquement. EXEMPLE 2.- Lait contenant des dés de carottes - On applique le mê-35 me procédé que dans l'exemple 1, mais en introduisant à partir de la cuve 11 mise sous pression au moyen d'un gaz stérile en lia, comme le montre la Fig. 2, une suspension à 505 de dés de carottes, par exemple dans du lait, dans la chambre de stérilisation. En raison du caractère délicat des carottes cuites, la contre-4-0 pression dans la chambre de stérilisation est entretenue par adBAD ORIGINAL 69 06783 6 2008187 mission du lait stérilise et refroidi contenant les carottes, alternativement dms une cuve sous pression 12 et dans une autre cuve sous pression 13 sous la commande de vannes 14, le contenu des cuves étant amené alternativement par les vannes 1,5 à une ma-5 chine permettant le conditionnement aseptique dans des boîtes de fer blanc. Le contenu des cuve peut être agité modérément en vue d'assurer l'uniformité. Les cuves peuvent être protégées par un gaz inerte stérile amené par la conduite 16. Comme il ressort d'une comparaison des Fig. 1 et 2, le 10 refroidissement peut être exécuté avant ou après l'application de la contre-pression. Comme la vitesse de transfert de chaleur dans les particules distinctes varie avec leur dimension, leur texture, leur teneur en humidité, leur porosité, leur chaleur spécifique et 15 d'autres paramètres, le temps de séjour pour la stérilisation et la température de stérilisation du liquide doivent être adaptés en vue d'une stérilisation intérieure complète des particules distinctes de diverses natures. Il convient de noter que dans certains cas, on peut introduire dans le liquide véhiculaire 20 des particules distinctes de plus d'une espèce, par exemple des carottes et de la ciboulette. Dans ce cas, les particules requérant la température la plus élevée et/ou la durée la plus longue pour la stérilisation imposent les conditions opératoires. 69 06783 7 2008187 REVENDICATIONS 1.- Procédé perfectionné pour stériliser par chauffage un liquide contenant des particules solides distinctes en sus-en-sion ayant une dimension linéaire maximum d'environ 3, S cm, ca- 5 ractérisé en ce qu'on chauffe au moins une fraction sensible du liquide exempt de particules distinctes jusqu'à une température de 122 à 165°C de manière à stériliser le liquide et à amener sa température au-delà de celle nécessaire pour la stérilisation, on introduit les particules en quantité mesurée dans le liquide sté-10 rilisé et on maintient le mélange duliquide .stérilisé et des particules à une température de cet intervalle pendant une durée de 1 seconde à 5 minutes pour permettre la stérilisation des particules par le liquide stérilisé chaud. 2.- Procédé perfectionné suivant la revendication 1, 15 caractérisé en ce que les particuleSjlorsqu'elles sont introduites en quantité mesurée dans le liquide stérilisé^se présentent sous la forme d'un mélange avec une fraction restante éventuelle du liquide qui doit 'être stérilisé. 3.- Procédé perfectionné suivant la revendication 1 ou 20 2, caractérisé en ce qu'avant le premier chauffage mentionné, le. liquide est préchauffé jusqu'à une température de 38 à 105°C. 4-.- Procédé perfectionné suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le liquide est préchauffé jusqu'à une température de 82°C. 25 5«- Procédé perfectionné suivant la revendication 1, 2, 3 ou caractérisé en ce qu'une contre-pression est entretenue sur le mélange stérilisé de liquide et de particules distinctes, de manière à permettre un mouvement lent du mélange pendant la stérilisation des particules. 30 6.- Procédé perfectionné suivant la revendication 5,caracté risé en ce que la contre-pression est de 3,5 à 4,2kg/cm2 au manomètre. 7.- Procédé perfectionné suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange stérilisé de liquide et de particules distinctes est refroidi après 35 la stérilisation des particules. 8.- Procédé perfectionné suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'un acide comestible stérile est injecté dans le mélange refroidi de liquide stérile et de particules. 9.- Procédé perfectionné suivant l'une quelconque des 4.0 revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide est SAD ORIGINAL 69 06783 8 2008187 de la crème aigre et les particules distinctes sont des particules de ciboulette. 10.- Procédé perfectionné suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on stérilise sensiblement 90fi de la crème 5 avant d'y ajouter les morceaux de ciboulette en mélange avec le reste de la crème, la température à laquelle la fraction sensible de la crème est chauffée étant de 149°C et le mélange de crème et de ciboulette étant maintenu à une température constante de 122 à 165°C pendant environ 30 secondes. 10 11.- Procédé perfectionné suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ,mélange stérile est conditionné aseptiquement dans des emballages. 12.- Emballages obtenus par le procédé suivant la revendication 11. BAÛ'ôRîGiNAL