Brevet FR2462877A1 — publié le 19810220

La présente invention a pour objet un procédé et une installation d'obtention de jus naturel concentré de sirupage par traitement des sous-produits de fruits et elle trouve une application particulièrement importante dans l'obtention de jus de couverture utilisables dans la fabrication des conserves et semi-conserves. L'invention s'applique tout particulièrement aux fruits tropicaux et notamment aux ananas dont la préparation conduit à des éradications importantes par grattage des peaux, rejet des coeurs et des calottes et formation d'écarts de table. A l'heure actuelle, on complète généralement le remplis sage des boutes de tranches d'ananas à l'aide d'un sirop constitué de sucre et d'eau. Si ce procédé a l'avantage de simplicité, il comporte en contrepartie de nombreux inconvénients une fraction appréciable du jus est perdue. L'adjonction d'un simple sirop de sucre a une influence défavorable sur les qualités gustatives du produit et son caractère naturel. Ces inconvénients ont toutefois été acceptés car il semble à première vue difficile de récupérer une fraction notable du jus contenu dans les sousproduits et d'effectuer cette récupération sans altérer la qualité du jus, notamment du fait de l'oxydation. La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif d'obtention de jus naturel concentré utilisable pour constituer des jus de couverture qui, tout à la fois, n'exigent qu'une faible consommation d'énergie, produisent un jus concentré de bonne qualité et sont de mise en oeuvre facile. Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé suivant lequel on broie les sous-produits de préparation de fruits en vue de la fabrication de conserves, en particulier de fruits tropicaux et notamment d'ananas, on chauffe le broyat, on le chambre pour provoquer sa coagulation, on le centrifuge pour extraire le jus, puis on concentre ce dernier par évaporation thermique, les produits parcourant en continu le cycle complet des opérations. L'invention propose également une installation comprenant un désintégrateur de broyage des sous-produits, des moyens de pompage pour faire circuler le broyat, successivement et en continu, dans un ensemble de chauffage puis dans une tour de chambrage et dans un décanteur continu, des moyens de collection du jus provenant du décanteur et des moyens de pompage faisant circuler le jus dans un concentrateur a' plusieurs étages d'évapo ration successifs. Le décanteur est avantageusement du type centrifuge à axe horizontal et à vis d'avance du broyat à l'état de pulpe le long du tambour. Le concentrateur est avantageusement à plusieurs étages chauffés a' température décroissante dans le sens de circulation du jus, le premier étage étant muni de moyens permettant de préchauffer le jus avant de le soumettre à évaporation. On réalise une économie notable d'énergie en récupérant une partie de la chaleur utilisée pour concentrer le jus par évaporation. Pour cela, l'évaporateur est chauffé par circulation de vapeur et l'ensemble de chauffage du broyat comprend un réchauffeur de récupération de la chaleur latente de la vapeur de chauffage du concentrateur avant condensation de cette vapeur. L'apport de chaleur nécessaire pour porter le broyat à une température favorisant la coagulation lors du chambrage est avantageusement réalisé dans un échangeur spiral à chauffage par eau, muni d'un système de régulation de température. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'une installation constituant un mode particulier de réalisation et du procédé qu'elle met en oeuvre. La description se réfère. aux figures la et lb qui sont des- schémas de fractions de l'installation se raccordant suivant la ligne I-I. L'installation représentée sur les figures est destinée au traitement des sous-produits provenant du découpage des tranches d'ananas. Elle peut être regardée comme constituée d'un ensemble de traitement des sous-produits, d'un extracteur séparant le jus de la pulpe et d'un ensemble de traitement du jus. Ces différents composants seront successivement décrits. L'ensemble de traitement des sous-produits comporte des transporteurs non représentés qui amènent les sous-produits à un même désintégrateur 10 qui les réduit à une consistance de compote. Les transporteurs devront collecter les sous-produits à divers postes de travail pour amener les calottes débarrassées des parties végétatives, les produits de grattage, les coeurs et les écarts de table. Une pompe volumétrique ll prélève le broyat dans la trémie 12 qui le reçoit et le fait circuler à débit sensiblement constant à travers les appareils de l'ensemble de traitement. Cet ensemble comprend d'abord des moyens de chauffage permettant d'amener le broyat à une température d'au moins 800C, inférieure à 1000C. Les moyens illustrés comportant un réchauffeur 13 à récupération qui sera décrit plus loin et un échangeur spiral 14 à eau chaude, muni d'un système de régulation de température. L'ensemble de traitement du broyat comprend également un système de correction d'acidité comprenant une pompe doseuse 15 permettant d'ajouter au broyat, avant chauffage, un débit de lait de chaux prélevé dans une cuve 16. Cette adjonction, qui peut être inutile si les fruits sont suffisamment mûrs, favorise la floculation ultérieure et évite des précipitations colloidaies en agissant sur les composés organiques. Le broyat sortant de l'échangeur spiral 14 est amené par une conduite 17 à la partie supérieure d'une tour de chambrage 18. Le broyat descend lentement dans la tour, dont les dimensions seront généralement choisies pour que le temps de séjour soit au maximum de 30 minutes, en se coagulant sans qu'il y ait une décantation appréciable. Le broyat est ensuite repris par une seconde pompe volumétrique 19, qui peut etre du meme type que la pompe 11, et envoyé à l'extracteur 20. L'extracteur doit etre à fonctionnement continu et fournir un jus dont la teneur en matières solides est suffisamment faible pour qu'il: puisse ultérieurement etre clarifié dans un séparateur centrifuge. Dans la pratique, on utilisera un décanteur centrifuge muni d'une vis d'avance du broyat à partir de l'admission vers des ouvertures de récupération du marc. Le jus qui s'échappe par les ouvertures du tambour de l'extracteur centrifuge se rassemble dans un collecteur, tandis que le marc, recueilli dans des réci pients 21, est rejeté. L'ensemble de traitement du jus doit successivement clarifier celui-ci, puis le concentrer. Pour cela, il comporte un séparateur de clarification 22 et un concentrateur multiple 23. Le jus provenant de l'extracteur 20 est repris par une pompe 24 qui le relève dans un bac tampon 25 où il est prélevé pour alimenter le séparateur 22. Ce séparateur sera avantageusement constitué par un clarificateur centrifuge qui permet d'extraire les matières solides résiduelles. Dans cer tains cas d'ailleurs, lorsque les fruits traités ne sont pas dans un état de maturité avancée, le jus sortant de l'extracteur 20 peut être directement envoyé au concentrateur. Le séparateur 22 est muni d'une conduite 27 de refoulement vers une ou des cuves de stockage intermédiaires 28 et d'une évacuation 29 des matières solides. Le concentrateur comporte un ou plusieurs bacs de reprise 29, alimentés par gravité à partir des cuves 28 munies de vannes de fond 30.. Une pompe 31 envoie un débit approprié au premier étage du concentrateur 23. Ce premier étage est constitué par un évaporateur à film mince 32 dans- lequel le jus, dont la teneur en eau est typiquement de l'ordre de 80%, circule dans un tube porté à température élevée. Avant d'être admis à la partie haute de l'évaporateur 32, le jus peut être préchauffé, par exemple à une température de l'ordre de 600C, par circulation dans un serpentin entourant le tube de l'évaporateur 32. Le jus, recueilli dans un collecteur à la partie basse de l'évaporateur 32,est repris par une pompe 34 qui l'envoie au second étage, également constitué par un évaporateur à film mince 35, porté à une température plus faible que l'évaporateur 32. Enfin, une nouvelle pompe 36 reprend le jus collecté en bas dé l'évaporateur 35, dont la teneur en eau a encore été réduite (typiquement à 60% environ) et l'injecte à la partie haute d'un troisième évaporateur 37 chauffé à une température inférieure à celle de l'évaporateur 35. Une dernière pompe 38 renvoie le jus concentré à un bac 39 de stockage final. Les évaporateurs 32, 35 et 37 sont chauffés à la vapeur dans le mode de réalisation décrit. Pour assurer l'échelonnement des températures, on réalise une circulation de vapeur en cascade dans les trois évaporateurs. Dans l'installation illustrée, un thermocompresseur 40 fournit de la vapeur surchauffée, par exemple à 1100C, au manchon de chauffage de l'évaporateur 32. La vapeur sortant de ce manchon est envoyée par une canalisation 41 au manchon de chauffage de l'évaporateur 35 d'où elle passe, par une canalisation 42, au manchon de l'évaporateur 37D Enfin, la vapeur détendue est refroidie et pour partie envoyée par une canalisation 43 à un condenseur 44 tandis que le reste retourne, par une conduite 45, au thermocompresseur 40. Une caractéristique importante de l'installation suivant l'invention réside dans les moyens qui sont prévus5pour récupérer une partie de la chaleur latente contenue dans la vapeur détendue avant que celle-ci ne soit admise au condenseur 44,et l'utiliser pour chauffer le broyat. Ces moyens sont constitués par le préchauffeur tubulaire 13 installé sur le dernier évaporateur 37 et qui permet d'économiser une fraction, de l'ordre du tiers, de l'énergie nécessaire au chauffage à la température de 900C qu'il est souhaitable d'atteindre à l'entrée de la tour de chambrage. Le préchauffeur 13 peut être constitué par un manchon de constitution très simple, sur lequel il n'est pas nécessaire de prévoir une régulation, étant donné la présence, en aval du préchauffeur, de l'échangeur spiral régulé. En plus des éléments mentionnés plus haut, l'installation comporte évidemment un certain nombre d'accessoires autorisant en particulier la commutation d'une cuve à une autre et la prise d'échantillons, ainsi que des conduites supplémentaires permettant de réaliser des recyclages, notamment au cours de la mise en route. Le procédé mis en oeuvre dans l'installation ressort de la description qui vient d'etre donnée de celle-ci. Il suffira donc de l'évoquer brièvement. Les sous-produits broyés sont envoyés, à une température qui sera généralement de l'ordre de 25 à 300C, au préchauffeur 13 d'où ils sortent à une température qui sera en général de 5Q à 550C. Le broyat est porté à une température de l'ordre de 900C dans l'échangeur spiral 14 puis parcourt en continu la tour de chambrage 18. Le broyat coagulé est ensuite injecté en continu dans le décanteur centrifuge 21 et le jus envoyé aux bacs tampons de stockage 25. Le jus, repris par la pompe 26, est clarifié par centrifugation dans le séparateur 22 qui aura généralement une vitesse de rotation plus élevée que le décanteur 21 (5000 tours/minutes au lieu de 3800 tours/minute par exemple) et aura une constitution différente, étant donné que, contrairement au décanteur 21, il n'a pas à évacuer une teneur élevée de matières consistantes. Le jus clarifié, dont la teneur en eau sera généralement de l'ordre de 80%, est ensuite concentré dans le concentrateur 23. Pour cela, il est d'abord préchauffé à 600C environ,si nécessaire, puis il parcourt les trois corps a d'évaporateurs 32, 35 et 37 pour finalement sortir avec une teneur en eau de l'ordre de 40 à 50%. On voit que le procédé peut être mis en oeuvre de façon continue grâce notamment à l'utilisation d'une tour 18 pour effectuer le chambrage, d'un décanteur centrifuge 21 pour extraire le jus et d'un système d'injection d'une solution basique en continu par pompe doseuse 15 pour corriger l'acidité. Le chauffage du broyat après traitement (chauffage relativement économique puisque une fraction de l'énergie correspondante est empruntée aux vapeurs de chauffe déjà utilisées dans le concentrateur) permet d'atteindre un taux d'extraction des jus élevé. Enfin, le jus obtenu est d'excellente qualité et non oxydé, du fait de l'absence de manipulations à l'atmosphère. L'exploitation de l'installation est par ailleurs très simple et, dans la pratique, un seul technicien est nécessaire à la surveillance pour une installation permettant de traiter de 2 à 10 tonnes/heure de matières de départ. REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention de jus naturel concentré de sirupage par traitement des sous-produits de préparation de conserves de fruits, notamment de fruits tropicaux et en particulier d'ananas, caractérisé en ce qu'on broie les sous-produits ; on chauffe le broyat ; on le chambre pour provoquer sa coagulation ,. on le centrifuge pour extraire le jus ; puis on concentre ce dernier par évaporation thermique, les produits parcourant en continu le cycle complet des opérations. 2. Installation d'obtention de jus naturel concentré de sirupage par traitement des sous-produits de préparation de conserves de fruits, caractérisée en ce qu'elle comprend un désintégrateur de broyage des sous-produits, des moyens de pompage pour faire circuler le broyat, successivement et en continu, dans un ensemble de chauffage puis dans une tour de chambrage et dans un décanteur continu, des moyens de collection du jus provenant du décanteur et des moyens de pompage faisant circuler le jus dans un concentrateur à plusieurs étages d'évaporation successifs. 3. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le décanteur est du type centrifuge, à vis de déplacement du broyat le long du décanteur. 4. Installation suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le concentrateur comprend plusieurs étages chauffés à température décroissante dans le sxens de circulation du jus et en ce que le premier étage est muni de moyens permettant de préchauffer le jus avant de le soumettre à évaporation. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'évaporateur est chauffé par circulation de vapeur et en ce que l'ensemble de chauffage du broyat comprend un réchauffeur de récupération de la chaleur latente de la vapeur de chauffage du concentrateur avant condensation de cette vapeur. 6. Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'ensemble de chauffage comprend un échangeur spiral à régulation de température, éventuellement placé en aval des moyens de récupération de chaleur. 7. Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un système d'injection en continu de lait de chaux dans le broyat en aval du désintégrateur, permettant de corriger l'acidité du broyat. 8. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le décanteur est d'un type centrifuge fournissant un jus dont la teneur en matière consistante ne dépasse pas 4% environ et en ce qu'un séparateur de clarification est intercalé entre le décanteur et le concentrateur. 9. Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, d'obtention de jus naturel à partir des sous-produits de préparation de conserves d'ananas, caractérisée en ce que l'ensemble de chauffage est prévu pour porter le broyat à une température de l'ordre de 900C par apport d'énergie provenant pour environ un tiers de la récupération de chaleur sur le concentrateur et, pour le reste, d'un échangeur régulé placé en aval, et en ce que le concentrateur est prévu pour réduire la teneur en eau du-jus d'une valeur initiale de 80% environ à une valeur finale de 40 à 50% généralement.