Brevet FR2182101A1 — publié le 19731207

L'invention est relative à un procédé pour préparer des mélanges de liquides de composition prédéterminée, notamment des boissons, dans lequel les éléments composants sont dosés au moyen d'un dispositif gravimétrique. De tels procédés servent à prépa-5 rer, d'une manière absolument hygiénique, des mélanges de liquides dont la composition est constante d'une charge à l'autre. Pour cela, il faut observer une grande précision de la composition du fait que, par exemple, la qualité de ce genre de boissons dépend, dans une large mesure, de la précision de leur composition, 10 c'est-à-dire du strict respect de la formule. Dans les procédés connus pour la préparation de boissons, par exemple de boissons rafraîchissantes, c'est-à-dire de mélanges de liquides à teneur en eau fortement prépondérante par rapport à celle des éléments composants, on prépare tout d'abord 15 ce que l'on appelle le sirop, composé essentiellement d'une solution de sucre, de jus de fruits, d'essences et de corps simples, auquel on ajoute ensuite de l'eau dégazée. Ce mélange peut éventuellement être chargé de gaz carbonique. L'expérience a montré qu'il est avantageux de se servir 20 d'un dispositif doseur gravimétrique (Monat-schrift fur Brauerei 24, p. 186 à 189, 1971), aussi bien pour le mélange des divers composants entrant dans la préparation du sirop que pour le mélange de celui-ci avec les autres éléments composants, y compris la quantité d'eau nécessaire. Avec ce mode opératoire, on peut, 25 d'une manière plus simple qu'avec les dispositifs volumétriques, obtenir une précision élevée ; d'autre part, les diverses substances ne viennent pas au contact des dispositifs de mesure, comme c'est le cas nécessairement dans les procédés volumétriques. L'inconvénient dans le procédé connu est qu'il est néces-30 saire d'utiliser des dispositifs agitateurs dans les récipients mélangeurs et des pompes pour amener les éléments composants qu' on veut utiliser. Pour ces deux genres d'accessoires se posent des problèmes de choix de la matière et de nettoyage. L'invention a donc pour but d'obvier à ces inconvénients et 35 pour cela, conformément à l'invention, le récipient mélangeur est tout d'abord mis sous une dépression de valeur inférieure à 0,5 atmosphère absolue, puis les divers éléments composants du mélange de liquides sont aspirés successivement dans le récipient mélangeur, à partir de réservoirs, à une pression supérieure à 40 celle du récipient mélangeur, par l'intermédiaire de soupapes 73 15033 2 2182101 commandées par le dispositif doseur. Du fait que la circulation des divers liquides jusqu'au récipient mélangeur est provoquée par la différence de pression qui règne entre les réservoirs et le récipient mélangeur, on 5 n'a pas besoin, dans les dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, de moyens tels que des pompes ou des appareils analogues. Leur fonction est assumée par la pompe à vide existant de toute manière pour le dégazage de l'eau utilisée . On obtient ainsi l'avantage que non seulement on éco-10 nomise des moyens de mise en circulation du liquide mais qu'en exploitation courante le nettoyage de l'installation se trouve grandement simplifié et facilité. Lorsqu'on traite des éléments composants dont la tension de vapeur est élevée, par exemple lors de la préparation de boissons, 15 supérieure à la tension de vapeur de l'eau, les éléments compo -sants ou le mélange sont, d'une manière avantageuse, refroidis de telle manière que la tension de vapeur de chacun des éléments composants soit inférieure à la pression qui règne à l'intérieur du récipient mélangeur. De cette manière, on peut éviter que 20 des fractions appréciables d'éléments composants facilement volatils se vaporisent dans le récipient mélangeur. Pour la préparation d'un certain nombre de mélanges de liquides, par exemple de produits pharmaceutiques, l'installation de fabrication non seulement doit être nettoyée après chaque 25 charge mais doit encore être stérilisée par circulation de vapeur d'eau à travers toute l'installation. Selon un perfectionnement du procédé conforme à l'invention, l'utilisation de vapeur d'eau pour la stérilisation de l'installation est mise à profit pour la production de la dépression à l'intérieur du 30 récipient mélangeur. On peut le faire d' une manière simple en procédant de la façon suivante : après avoir remplacé totalement ou partiellement l'air par de la vapeur d'eau à l'intérieur du récipient mélangeur, on ferme ou isole celui-ci, on le refroidit et on met à profit la dépression qui se produit ainsi à l'inté-35 rieur du récipient mélangeur pour aspirer les éléments composants du mélange . Le refroidissement du récipient mélangeur peut ici être effectué de n'importe quelle manière. Par exemple, on peut tout d'abord obtenir un faible refroidissement par cession de chaleur 40 au milieu extérieur par convection et rayonnement, puis on ob 73 15033 2182101 tient un refroidissement complémentaire et une condensation de la vapeur d'eau a l'intérieur du récipient mélangeur par aspiration d'une partie de l'eau nécessaire à la préparation du mélange. Un refroidissement rapide, et par conséquent aussi une pro-5 duction rapide de la dépression à l'intérieur du récipient mélangeur, sont obtenus par le fait que cette eau y est répartie sous forme finement divisée, l'aspiration étant effectuée par exemple par l'intermédiaire de têtes pulvérisatrices. Une fois un mélange de liquides préparé, celui-ci peut 10 être refroidi. Pendant la durée du soutirage, le dispositif doseur peut être utilisé pour la préparation d'un mélange de liquides dans un autre récipient mélangeur. XI est dans ce cas indifférent que, dans les deux récipients mélangeurs fonctionnant alternativement, les mélanges de liquides préparés soient 15 de même nature ou de natures différentes. XI suffit pour cela d'adopter une programmation appropriée des dispositifs électroniques de commande du dosage. Ceux-ci peuvent alors, sans difficulté, être utilisés pour passer automatiquement d'un récipient mélangeur à l'autre ainsi que pour effectuer les comman-20 des appropriées aux états correspondants des récipients mélangeurs (vide, plein, etc.). Pour de nombreux mélanges de liquides des boissons par exemple, les fractions en poids des divers éléments composants sont relativement faibles en comparaison du poids du mélange composé 25 en majeure partie d'eau. Lors de la préparation de tels mélanges de liquides, on a avantage à mettre en oeuvre deux fois le procédé conforme à l'invention, en mélangeant dans un premier récipient mélangeur les éléments composants dont la part en poids est faible et en effectuant le mélange définitif de liquides 30 dans un second récipient mélangeur, le premier récipient mélangeur se substituant à un réservoir d'élément composant. Selon un perfectionnement de l'invention, les éléments composants , qui constituent une faible fraction en poids du mélange et qui peuvent par exemple être mélangés préalablement dans un 35 premier récipient mélangeur, sont introduits en premier dans le second récipient mélangeur, dans lequel le mélange définitif de liquides est réalisé, puis on introduit en dernier l'élé-.r.ant composant le plus important constitué le plus souvent par de l'eau. 40 D'une manière avantageuse, un certain nombre d'ouvertures 73 15033 4 2182101 d'admission pour ces éléments composants sont prévues sur le récipient mélangeur et sont disposées et dimensionnées de telle manière que l'introduction de ces éléments composants produise un brassage tourhillonnaire intense du mélange et que l'on ob-5 tienne par suite un mélange de liquides homogène. Si l'élément composant le plus important en poids, comme c'est le cas le plus souvent en pratique, est de l'eau, il est avantageux qu'une partie de cette eau ne soit pas introduite directement dans le récipient mélangeur, mais soit au contraire introduite dans le 10 système de canalisation amenant les autres composants, de manière à assurer un rinçage de ces canalisations entraînant dans le récipient mélangeur les éléments composants dont la part en poids est faible qui peuvent encore se trouver dans ces canalisations. 15 L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un mode de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, en.se référant à la figure unique du dessin annexé. 20 Dans le premier récipient mélangeur 1 sont mélangés les éléments composants dont la part en poids dans le mélange est faible et dans le second récipient mélangeur 2 ou 2' est préparé le mélange de liquides définitif, c'est-à-dire le produit fini. 25 Avant que l'opération de mélange proprement dite puisse commencer, il faut qu'au moins le récipient mélangeur qui doit être mis en service le premier soit mis en dépression. Il est avantageux de mettre en dépression, en une seule phase opératoire , le premier récipient mélangeur 1 et le second 2 ou 2'. 30 Pour aspirer les divers éléments composants du mélange de liquides à préparer, il suffit en général d'une pression de 0,5 atmosphère absolue dans le récipient mélangeur. Lorsque des éléments composants facilement volatils doivent être traités, il peut être avantageux, pour obtenir des vitesses de circula-35 tion élevées des liquides, de mettre sous pression les réservoirs des divers éléments composants, plutôt que d'adopter une dépression correspondante à l'intérieur du récipient mélangeur. Cette disposition n'entraîne le plus souvent aucun surcroît de complication du fait que les éléments composants à mettre en 40 oeuvre sont logés dans leurs réservoirs respectifs sous une at 73 15033 5 2182101 mosphère de gaz carbonique afin par exemple de les protéger contre l'oxydation. A la mise en route du dispositif décrit ci-dessus, la pompe à vide, non représentée ici, démarre et les ouvertures de 5 sortie 10 et 10' s'ouvrent. Cette pompe à vide peut, par exemple , être raccordée aux récipients mélangeurs 1, 2 et 2' par la canalisation 19, prévue également pour l'arrivée de l'eau, et par les soupapes 16, 16',17 et les ouvertures de sortie 15, 15'. Une fois atteinte la dépression prédéterminée prévue 10 pour le récipient mélangeur 1, ou au bout d'une durée de pompage fixée par exemple par un relais temporisé, les ouvertures de sortie 10 et 10* de ce récipient se ferment. A réception du signal indiquant que les récipients mélangeurs 2 et 2' sont vides, les ouvertures de sortie 15 et 15' de 15 ces récipients mélangeurs se ferment ainsi que la soupape 9. Les soupapes 16 et 16' se trouvent en position A. A ce moment s'effectue alors, dans le récipient mélangeur 1, le mélange des éléments composants dont la part en poids est faible et qui se trouvent dans les réservoirs 3, 4 et 5, de 20 telle manière qu'en premier lieu une des soupapes associées respectivement à ces réservoirs, par exemple la soupape 6, s'ouvre. Après que la quantité prédéterminée du liquide contenu dans le réservoir 3 est parvenue dans le récipient mélangeur 1, la soupape 6 se ferme, la soupape 7 s'ouvre et du liquide contenu dans 25 le réservoir 4 est ajouté. De la même manière, du liquide est amené par la soupape 8 du réservoir 5 au récipient mélangeur 1. Les soupapes 6, 7 et 8 sont commandées par le dispositif doseur. En même temps que s'effectue le mélange dans le récipient mélangeur 1, on peut déjà commencer une opération de mélange 30 dans les récipients mélangeurs 2 et/ou 2' en envoyant, par la canalisation 20, par l'intermédiaire de la soupape 11, un autre élément composant au récipient mélangeur 2, par exemple, la soupape 12 étant ouverte. Une fois le mélange préliminaire effectué dans le récipient mélangeur 1, les éléments composants, 35 dont la part en poids est faible, qui y sont contenus, peuvent être dirigés dans le récipient mélangeur 2 ou 2' en ouvrant les ouvertures de sortie 10 ou 10* correspondantes. En dernier lieu, l'élément composant dont la part en poids est la plus importante, c'est-à-dire l'eau, est ajouté au mélan-40 ge précédent. Elle est amenée, sous forme de courant non dosé, 73 15033 6 2182101 aux récipients mélangeurs 2 ou 2* dans lesquels elle entre par leurs ouvertures 15 et 15*, à partir,d'une part de la canalisation 21 par l'intermédiaire de la soupape 9 et de l'ouverture de sortie 10 ou 10', et d'autre part de la canalisation 19, 5 par l'intermédiaire de la soupape 17 et de la soupape 16 ou 16'. Ce courant d'eau non dosé a pour effet, d'une part, d'assurer un brassage intense qui favorise le mélange et, d'autre part, de rincer, en entraînant tous les résidus de liquide, les canalisations qui vont des soupâpes 6, 7 et 8 au récipient mé-10 langeur 1, ce récipient lui-même et les canalisations qui relient celui-ci au récipient mélangeur 2 ou 2'. Le dosage précis de la quantité d'eau à ajouter est assuré par les soupapes 13,14 ou 13', 14' des canalisations 22 et 22'. On soutire le produit fini obtenu,après l'avoir éventuellement 15 chargé en gaz carbonique, par l'ouverture de sortie 15 ou 15' du récipient mélangeur 2 ou 2', en disposant la soupape 16 ou 16* en position B et en ouvrant la soupape 18. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de 20 ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 73 15033 7 2182101 REVENDICATIONS 1. Procédé pour préparer des mélanges de liquides de composition prédéterminée, notamment des boissons, dans lequel les éléments composants sont dosés au moyen d'un dispositif gravimé- 5 trique, lequel procédé est caractérisé en ce que le récipient mélangeur est tout d'aJoord mis sous une dépression de valeur inférieure de 0,5 atmosphère absolue, puis que les divers éléments composants du mélange de liquides sont aspirés successivement dans le récipient mélangeur, à partir de réservoirs à une 10 pression supérieure à celle du récipient mélangeur, par l1intermédiaire de soupapes commandées par le dispositif doseur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contenu des réservoirs renfermant les divers éléments composants et celui du réservoir mélangeur sont refroidis de telle 15 manière que la tension de vapeur de chacun des éléments composants soit inférieure à la pression qui règne à l'intérieur du récipient mélangeur. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que 1 ' air est remplacé à 1 ' intérieur du récipient 20 mélangeur par de la vapeur d ' eau et que, après un temps d • action nécessaire pour la stérilisation ou destruction des germes, le récipient mélangeur est fermé,puis refroidi, la dépression qui en résulte étant mise à profit pour aspirer les éléments composants. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 25 3, caractérisé en ce que le mélange de liquides est effectué dans plusieurs récipients mélangeurs, pour obtenir éventuellement des mélanges différents, et est commandé par un seul dispositif de dosage automatique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 30 4, caractérisé en ce que, dans le cas de mélanges de liquides composés de plusieurs éléments composants et dans lequel certains de ces éléments composants interviennent sous un poids nettement plus grand que les autres, les éléments composants dont la part en poids est faible sont mélangés au préalable 35 dans un premier récipient mélangeur (1), et en ce que le mélange définitif est effectué dans un second récipient mélangeur (2), le premier récipient mélangeur remplaçant un réservoir contenant un élément composant. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 40 5, caractérisé en ce que le mélange préliminaire qui se trouve 73 15033 8 2182101 dans le premier récipient mélangeur est aspiré en premier dans le second récipient mélangeur, avant l'élément composant le plus important en poids, de manière qu'il se produise un brassage intense lors du mélange.