Brevet FR2195408A1 — publié le 19740308

La présente invention se rapporte à des procédés et dispositifs destinés au traitement thermique en profondeur de produits et aux produits traités ainsi obtenus. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de traitement thermique de produits végétaux, animaux et biologiques utilisant des rayons lumineux, notamment des rayons laser ou maser, et permettant d'obtenir entre autres, par l'utilisation d'un spectre lumineux ou optique dans les couleurs appropriées, la destruction bactérienne, 1' inhibition diastatique et bactérienne, la stérilisation, la deshydratation, la pasteurisation, la tyndallisation, l'activation biologique, la cuisson, le pelage, la désinsectisation et, en outre, la conservation et/ou la transformation de produits végétaux et animaux contenus dans des récipients hermétiques, ou encore le pelage, l'activation biologique ou fermentation, l'inhibition bactériologique et diastatique, la deshydratation et le séchage de produits situés à l'air libre et soumis à l'application directe de l'effet laser. Plus spécifiquement encore, l'invention concerne un tel procédé et son dispositif de mise en oeuvre conçu pour réaliser un tel traitement thermique dans des temps variant de manière réglable entre un millionième de seconde et quelques minutes et à des profondeurs allant du dixième de millimètre jusqu'à environ au moins cent quatre-vingts millimètres. Jusqu'à ce jour, pour les traitements thermiques appliqués à des produits végétaux et animaux, en vue de leur conservation et/ou de leur activation, on a utilisé,pour obtenir des températures de traitement convenables, des sources d'énergie classiques et bien connues dans ces techniques. Malheureusement, 1' application de ces traitements est lente et les résultats obtenus sont limités et la sélectivité des actions de la chaleur en fonction des produits est impossible. En vue d'améliorer grandement les techniques des traitements thermiques appliqués notamment à des produits végétaux et animaux, le demandeur a donc mené des recherches qui ont abouti à l'utilisation de rayons lumineux qui permettent d'obtenir une gamme de résultats beaucoup plus grande,en en raison d'une sélecti- vité plus stricte des actions de la chaleur en fonction de la nature des produits à traiter, selon leur conformation ou leur texture biologique. En effet, on peut agir isolément sur les diastases par classe ou par groupe, aussi bien que sur les bactéries par famille, sur les oligoéléments comme catalyseurs physiologiquels, sur les levures ou moisissures, sur les arômes par série, groupe ou famille. On peut en outre agir isolément ou spécifiquement sur un ou plusieurs éléments à la fois en cernant le résultat à obtenir.En effet, il est bien connu que tout corps solide, liquide ou gazeux réagit à partir d'une longueur d'onde. L'assemblage de plusieurs corps en unité, aussi bien par leur couleur que par leur nature, peut perturber l'action d'un rayon lumineux d'une longueur d'onde précise ou fréquence applicable à l'un de ces corps seulement. Pour obtenir une source parfaite de rayons lumineux, le choix du demandeur s'est donc porté plus spécifiquement sur l'effet laser ou maser optique qui permet de disposer ou de confection- ner plus de cinq mille longueurs d'ondes avec près de trois cent cinquante matériaux actifs. En effet, on sait que dans les lasers c'est l'extrême degré de concentration de l'énergie qui est remarquable. L'action d'un laser est caractérisée par la chaleur de son faisceau et non pas en exerçant une force mécanique. On sait qu'un rayon laser ayant une intensité d'un million de kilowatts par centimètre carré correspond à un champ électrique d'environ un million de volts par centimètre.Si le faisceau est focalisé par une lentille pour obtenir un pinceau large d'un centième de millimètre, son intensité deviendra d'un million de million de kilowatts par centimètre carré, ce qui correspond à un champ électrique d'un milliard de volts par centimètre avec des températures correspondantes et bien connues. A partir de cela, les recherches faites par le demandeur ont permis de constater que si on élargit le champ focalisé par des réglages d'éloignement ou de rapprochement par rapport au foyer, ou si on agit dans une ambiance de gaz ionisé comme l'air par exemple, ou si l'on agit dans le vide ou dans un milieu aqueux et si l'on fait varier les conditions en-diminuant l'intensité lumineuse afin de ne pas fournir d'énergie en excès, on forme une suspension où la chlorophylle se trouve répartie d'une manière parfaite. Par ailleurs, si on allonge ou si on raccourcit le temps d'exposition, on pourra obtenir des températures de l'ordre de 2 000"C jusqu'à environ 20 0000C par exemple. D'autre part, on sait depuis longtemps que les radiations lumineuses capables de produire une transformation, soit de nature chimique, soit de nature physique, dans un corps donné, sont seulement celles qui sont absorbées par ce corps, les radiations qui le traversent ou sont réfléchies n'exerçant aucune action.La couleur de la substance absorbante est complémentaire de la teinte absorbée dont les paires complémentaires sont o bleu - violet 4000 - 4900 A jaune 4900 - 8000 vert 4900 - 5800 A pourpre 4000 - 4900 et 5800 - 8000 Â rouge 5800 - 8000 X bleu-vert 4000 - 5800 On notera que les limites des diverses couleurs occupent dans le spectre les positions suivantes rouge or3BgX jauAne veSt bleu indigo violet 7230 - 6470 / - 5850 / 5750 4920 4550M3970 De ce qui précède, on déduit facilement que la présente invention est en fait dirigée vers l'application de l'effet laser ou maser sur la conservation ou la transformation de produits végétaux et animaux, ces produits étant exposés à cet effet à l'air libre ou dans des récipients dont l'enveloppe est en métal, en verre, en plastique ou en carton et colorée suivant l'une de ces couleurs : noir, rouge, bleu, orange, vert, magenta, cyan, or, ou suivant une combinaison de plusieurs de ces couleurs, ou encore suivant toute autre couleur dans laquelle aura été adjointe l'une des couleurs précitées. Partant de cela et selon l'invention, le procédé de traitement thermique en profondeur de produits végétaux et animaux consiste 1. à environner les produits à traiter d'un milieu apte à capter de la chaleur rayonnante émise à partir d'une source capable de fournir celle-ci, ce milieu étant choisi de longueur d'onde réceptive appropriée et à faible pouvoir de réfraction et capa ble de complémentariser le degré d'absorption du spectre d'ab sorption de ces produits et de diffuser la chaleur projetée, puis, 2. à exposer ces produits dans ce milieu au rayonnement de ladite source pendant un temps déterminé en fonction de leur nature. De manière plus spécifique et selon l'invention, le milieu est constitué par une solution aqueuse colorée capable d'absorber et de diffuser la chaleur projetée. Ce milieu peut être également constitué par une solution aqueuse contenant des additifs à longueur d'onde réceptive et à faible pouvoir de réfraction, dont le but est de transférer aux produits l'énergie qu'ils absorbent, sous forme d'énergie lumineuse, et de transformer cette énergie lumineuse en énergie chimique. Dans un mode encore plus spécifique, ce procédé est appliqué à la conservation en boîte des produits et pour ce faire, selon l'invention, les produits sont mis dans des récipients à paroi translucide et/ou teintée, puis noyés dans une solution aqueuse, constituant ledit milieu, déversée dans les récipients jusqu'à remplissage approprié de ceux-ci qui sont alors scellés et ensuite soumis pendant un temps déterminé en fonction de la nature des produits aux rayons de la source de chaleur rayonnante, ledit milieu agissant alors comme sensibilisateur optique à l'intérieur des récipients. De préférence, la solution aqueuse, dans ce cas, contient par exemple de l'oxyde de magnésium, ou encore de l'éosine permettant de travailler en profondeur par l'utilisation de la chaleur de réaction communicative. En résumé, on doit comprendre que dans ce procédé appliqué à la conservation en boîte de produits végétaux et animaux, on doit toujours utiliser des récipients à paroi transparente, en verre traité ou plastique, ou encore à paroi métallique traitée de couleur, soit par des vernis, soit par métallisation ou alliages, ces récipients contentant, outre les produits à traiter, une solution colorée et incorporant au moins un additif diffuseur ou sensibilisateur en milieu aqueux. Par ailleurs, dans la mise en oeuvre de ce procédé, on utilise de préférence, comme source de chaleur rayonnante, une source lumineuse constituée de plusieurs lasers ou masers ou groupes de ceux-ci, agencés pour pouvoir créer des harmoniques adaptées aux longueurs d'ondes conformes aux spectres d'absorption des produits ou des solutions traités thermiquement. Ces lasers ou masers peuvent être associés de façon à obtenir un effet nouveau sous forme d'une production de sommes et de différences de fréquences, en assurant le mixage de leurs faisceaux engendrés à des fréquences différentes. En effet, selon l'invention, on peut agir avec plusieurs lasers de même modèle, par exemple, mais portés à des températures différentes.Ces lasers peuvent être par exemple du type à rubis et utilisés par paire, l'un ayant une longueur d'onde de 6929 , alors que l'autre a une longueur d'onde de 6943 , le mixage non linéaire de leurs deux faisceaux produisant un troisième faisceau dont la longueur d'onde peut être réglée et modulée. Ces lasers peuvent être également du type à gaz, par exemple à hélium-néon benzolacétone d'europium sur 6131 A et à néodyne sur 10 600 A. On comprend que si l'on fait converger ou diverger les rayons lumineux, engendrés par ces lasers, excités ou non sur une ou plusieurs lentilles, on obtient un ou plusieurs rayons focalisés sur de nouvelles longueurs d'ondes.On comprend en outre que ce mixage non linéaire des faisceaux des lasers utilisés a l'avantage, d'une part d'offrir un moyen de disposer d'un rayonnement cohérent dont les longueurs d'ondes sont impossibles à obtenir directement avec un seul laser et, d'autre part, d'assurer la continuité du spectre. L'invention sera encore mieux comprise en regard d'essais, relatés ci-après, de traitements thermiques en profondeur réalisés sur divers produits. Les dessins annexés montrent, en outre, certaines des dispositions adoptées pour les sources de chaleur rayonnante sous forme de lasers. 1er EXEMPLE Comme on le voit dans la figure 1 Une sauce tomate à pH 3, mise à l'intérieur d'une boite métallique E de couleur rouge, sertie à ses deux extrémités pour être hermétique et placée sur une table vibrante T à impulsions rapides pour agiter son contenant, a été exposée dans une chambre à vide aux faisceaux de quatre rayons rouges provenant des lasers A, B, C, D, pendant environ dix secondes. La boîte fut ensuite soumise à l'épreuve de l'étuve à 37"C et 550C. Après trois semaines de séjour aucun bombage de la boîte n'existait et, après ouverture de celle-ci, aucun développement bactériologique ne fut constaté. La saveur de tomate fraîche était restée franche et de goût intact. 2e EXEMPLE Des haricots verts coupés en lamelles, accompagnés d'un jutage vert coloré par une solution de chlorophylle, le pH étant à 5, furent mis dans une boîte de conserve de couleur verte qui fut sertie hermétiquement et déposée sur une table vibrante de la même manière que la boîte de sauce tomate de l'exemple précédent. Cette boîte de haricots verts fut agitée par la table vibrante et exposée aux faisceaux des quatre rayons rouges provenant des lasers A, B, C, D, pendant environ quinze secondes. Cette boite fut ensuite soumise à l'épreuve de l'étuve à 370C et 550C pendant trois semaines. Aucun bombage de cette boîte ne fut constaté et, après ouverture de celle-ci, les haricots avaient la saveur carac téristique de haricots verts frais prêts à être consommés. 3e EXEMPLE Comme on le voit dans la figure 2, un jus d'orange fut pasteurisé dans une boîte métallique El de couleur orange, exposée pendant cinq secondes environ aux faisceaux croisés de trois rayons dans le spectre rouge-violet provenant des lasers A1, A2, A3. 4e EXEMPLE De la même manière que cette boîte de jus d'orange, des pommes de terre, saupoudrées uniformément de noir de fumée et remuées pour être mises en mouvement, furent soumises pendant trois secondes environ aux faisceaux croisés de plusieurs rayons de couleur bleue provenant de lasers correspondants. Les peaux superficielles de ces pommes de terre furent brûlées et ces dernières furent pelées complètement après élimination des peaux à l'eau courante. A noter qu'un résultat identique fut obtenu dans un spectre de couleur rouge en deux secondes. 5e EXEMPLE Des terres de culture de serre furent soumises à l'effet de plusieurs rayons laser successivement vert, bleu et rouge, en vue de la destruction des microorganismes qu'elles contenaient, pendant une fraction de seconde, à travers une ouverture de coulage de 15 mm, la terre s'acheminant à la vitesse de un demi-mètre /seconde. Les résultats furent spectaculaires et concluants sur la destruction de l'ensemble des bactéries et des moisissures. Les terres furent remises en place pour une culture intensive avec de nouveaux fertilisants et donnèrent des productions analogues par rapport à leur état précédent. REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement thermique en profondeur de produits, notamment de produits végétaux, animaux et biologiques, caractérisé en ce qu'il consiste a) à environner les produits à traiter d'un milieu apte à capter de la chaleur rayonnante émise à partir d'une source capable de fournir celle-ci, ce milieu étant choisi de longueur d'onde réceptive appropriée et à faible pouvoir de réfraction, et capable de complémentariser le degré d'absorption du spectre d'absorption de ces produits et de diffuser la chaleur projetée, puis, b) à exposer ces produits dans ce milieu au rayonnement de ladite source pendant un temps déterminé en fonction de leur nature. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu est constitué par une solution aqueuse colorée, capable d'absorber et de diffuser la chaleur projetée. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le milieu est constitué par une solution aqueuse contenant des additifs à longueur d'onde réceptive et à faible pouvoir de réfraction, dont le but est de transférer aux produits l'énergie qu'ils absorbent, sous forme d'énergie lumineuse, et de transformer cette énergie lumineuse en énergie chimique. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il est appliqué à la conservation en bote des produits, ces produits étant mis dans des récipients à paroi translucide et/ou teintée, puis noyés dans une solution aqueuse, constituant ledit milieu, déversée dans les récipients jusqu'à remplissage approprié de ceux-ci qui sont alors scellés et ensuite soumis, pendant un temps déterminé en fonction de la nature des produits, aux rayons de la source de chaleur rayonnante, ledit milieu agissant alors comme sensibilisateur optique à l'intérieur des récipients. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la solution aqueuse contint, de préférence, de l'oxyde de magnésium ou de l'éosine permettant de travailler en profondeur par 1' utilisation de la chaleur de réaction communicative. 6.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les récipients, outre les produits à traiteur, contiennent une solution colorée et incorporant au moins un additif diffuseur et/ou sensibilisateur en milieu aqueux. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les récipients sont choisis d'une couleur complémentaire à celles des produits à traiter et de la solution colorée. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la source de chaleur rayonnante est choisie d'une couleur complémentaire de celle de la substance absorbante, constituée par les produits à traiter et la solution colorée, dont les paires complémentaires sont o bleu - violet 4000 - 4900 A o jaune 4900 - 8000 A vert 4900 - 5800 o pourpre 4000 - 4900 et 5800 - 8000 A o rouge 5800 - 8000 A bleu-vert 4000 - 5800 . 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les récipients utilisés comportent au moins une partie faite de matière transparente. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les récipients utilisés comportent au moins une partie en verre traité de couleur. 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les récipients utilisés comportent au moins une partie en matière plastique traitée de couleur. 12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les récipients utilisés comportent au moins une partie en métal traité de couleur, soit par des vernis, soit par métallisation ou par alliages. 13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les récipients utilisés comportent au moins une partie en carton traité de couleur. 14.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 13, caractérisé en ce que les récipients utilisés sont colorés suivant l'une des couleurs suivantes : noir, rouge, bleu, orange, vert, magenta, cyan, or. 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la couleur choisie pour les récipients est une combinaison de plusieurs des couleurs précitées. 16.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que la couleur choisie pour les récipients est une couleur dans laquelle a été adjointe au moins une des couleurs précitées. 17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le traitement thermique est réalisé sur des profondeurs allant du dixième de millimètre jusqu'à cent quatrevingts millimètres. 18.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le traitement thermique en profondeur est réalisé pendant une durée dans la gamme allant d'un millionième de seconde à quelques minutes et, en particulier, à trois minutes. 19.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que ladite source de chaleur rayonnante est une source lumineuse constituée de plusieurs lasers ou masers, ou groupes de ceux-ci, agencés pour pouvoir créer des harmoniques adaptées aux longueurs d'ondes conformes aux spectres d'absorption des produits et/ou des solutions traités thermiquement. 20.- Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que ces lasers ou masers sont associés de façon à produire des sommes et des différences de fréquences en assurant le mixage de leurs faisceaux engendrés à des fréquences différentes. 21.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 ou 20, caractérisé en ce que les lasers ou masers sont associés par paire, l'un ayant une longueur d'onde différente de l'autre, le mixage non linéaire de leurs deux faisceaux produisant un troisième faisceau dont la longueur d'onde peut être réglée et modulée 22.- Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que chaque paire de lasers est constituée par deux lasers du type à rubis, l'un ayant une longueur d'onde de 6929 A et l'autre de 6943 . 23.- Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que chaque paire de lasers est constituée par deux lasers du type à gaz, l'un à hélium-néon benzolacétone d'europium ayant une longueur d'onde de 6131 et l'autre à néodyne ayant une longueur d' o onde de 10 600 A. 24.- Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que les lasers sont agencés pour que leurs rayons lumineux convergent ou divergent sur au moins une lentille, afin d'obtenir au moins un rayon focalisé sur de nouvelles longueurs d'ondes. 25.- Produits traités thermiquement, caractérisés en ce qu' ils sont obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18. 26.- Produits selon la revendication 25, caractérisés en ce qu'ils sont constitués par des produits de conserve tels que des aliments. 27.- Produits selon la revendication 25, caractérisés en ce qu'ils sont constitués par des terres. 28.- Produits selon la revendication 25, caractérisés en ce qu'ils sont constitués par des substances biologiques.