Brevet FR2495897A1 — publié le 19820618

Le pelage est la première phase importante du traitement des fruits et légumes dans le processus de la mise en conserve. Cette opération vient directement après les opérations mécaniques ayant pour but de séparer les matières étrangères (terre, cailloux) des produits à traiter. La présente invention a pour objet une composition et un procédé pour le pelage par voie chimique des fruits et légumes, dans des conditions satisfaisantes aux points de vue économique, écologique, de la sécurité à l'emploi et de l'hygiène alimentaire. On a essentiellement eu recours jusqu'alors au procédé à la soude caustique mais, s'il est économique, il satisfait mal aux autres conditions requises. Avant la crise de l'éner- gie, on a aussi largement utilisé le procédé à la vapeur, mais il est très coûteux. On s'est alors tourné vers les procédés par voie chimique, tels que celui decrit dans le brevet français 110 2.123.716, employant les alcanolamines et plus particulièrement la monoethanolamine, qui est utilisée le plus souvent conjointement avec un hydroxyde de métal alcalin (soude ou potasse), et celui décrit dans le brevet français 2.196.128, employant des sels ammoniacaux et plus particulièrement le di-ammonium hydrogène ortho-phosphate.Ce dernier procédé est particulièrement intéressant, parce que, d'une part, il est sans danger à l'emploi et pour la santé humaine et que, d'autre part, il permet de disposer de la freinte (ctest-à-dire des résidus de pelage) de la même façon que le procéde à la vapeur toutefois, il a une capacité de pelage insuffisante dans certains cas difficiles et il charge les effluents en phosphore, ce qui peut être genant pour l'épuration biologique et constituer une pollution des eaux par les rejets (eutrophisation). On élimine ces inconvenients en employant, suivant lin- vention, pour le pelage par voie chimique des fruits et légumes, une solution aqueuse d'urée dans des conditions de température, de pH et de concentration telles que prenne naissance "in situe par hydrolyse de lourée suivant la réaction CO(NH2)2 + 2H20 2N143 + CO2, une quantité régulière et ménagée d'ammoniac, qui se forme la ou il doit agir, c' est-à- dire directement entre la pulpe et la peau du fruit ou du légume. Il est apparu au cours des essais que l'on pouvait par ce moyen creer un milieu ayant une très haute capacité de décollement de la peau des fruits et légumes avec un taux d'hydrolyse de l'urée excessivement faible. Ce taux d'hydrolyse est fonction de la température qui doit être supérieure à 70 C et est comprise, de préférence, entre 80 et 95 C. Dans ce qui suit, tous les pourcentages indiqués sont en poids. L'urée est, en général, à la concentration de 0,3 à 10 5, de préférence de 1 a 5 %, dans l'eau. Le pH du milieu doit etre compris, en général, entre 8,5 et 13, de préférence entre 9 et 11. Pour fournir ce pH, con vienent les agents alcalins, qui sont susceptibles de fournir en solution aqueuse à 1 s en poids un pH au moins égal à 8,5 à 200C. On peut mentionner, en particulier, les sels d'acides inorganiques [ tels que carbonates, orthophosphates, pyrophos phates, polyphosphates (ceux suffisamment alcalins)] et les hydroxydes des métaux alcalins (notamment sodium ou potassium) ainsi que les mélanges de ces substances.Ces agents alcalins sont employés, en général, à la concentration de 0,1 à 10 % et, de préférence, à la concentration de 0,1 à 2 Ó, dans le bain. L'élévation du pH a surtout pour effet d'augmenter le pouvoir de l'ammoniac de décoller les peaux ; le taux d'hydrolyse de l'urée n'est pratiquement pas modifié. On avait remarqué, au cours d'essais préliminaires, que c'était la présence d'une alcalinité ammoniacale à l'interface pulpe-peau qui provoquait le décollement de la peau et on en avait déduit que l'utilisation de l'urée, en fournissant de l'ammoniac par hydrolyse, pouvait effectivement constituer un procédé de pelage des fruits et légumes du plus haut inté rebat. On a alors examiné tout d'abord le comportement d'une solution contenant seulement de l'urée. A cet effet, on a chauffé à 900C - 950C une solution aqueuse à 5 % d'urée et on a constaté qu'il fallait environ 30 minutes, avant que la solution donne une réaction positive (d'ailleurs très faible) au réactif de Nessler ; à ce moment, la solution a un pH de 7,7 (la solution de départ ayant un pH de 7,5) et elle ne contient donc qu'une quantité très faible d'ammoniac. Après une heure de chauffage, le pH est de 8,3. Si l'on continue le chauffage, le pH ne varie pas ainsi que le dosage acidimétrique, qui indique une concentration de 0,10 g de NH3 par litre. La concentration en NH3 ainsi obtenue à l'équilibre est appelée ci-après la "concentration dynamique" de la solution. Après 4 heures de chauffage à volume constant, la concentration dynamique de la solution n'a pas varié, son pH non plus. D'après les contrôles effectués, le taux d'hydrolyse de l'urée a été excessivement faible, inférieur à 0,5 t. Cette solution, qui ne contient que 0,10 g de NH3 par litre et dont le pH est 8,3,a déjà à 900C une capacité de pelage du salsifis positive, qui serait toutefois insuffisante sur le plan industriel. On remarque cependant qu'il y a déjà un décollement de la peau du légume après 10 minutes de chauffage, résultat que l'on n'obtient pas, dans les memes conditions, avec, par exemple, une solution à 5 t de phosphate trisodique, dont le pH à 200C est voisin de 12, ou avec une solution de soude caustique à 1 %, ce qui met bien en évidence la propriété de l'ammoniac de décoller la peau de la pulpe. On a ensuite constaté qu'en élevant le pH de la solution d'urée au moyen d'un agent alcalin, comme indiqué plus haut, jusqu'à une valeur comprise entre 8,5 et 13, on obtenait une solution qui avait les propriétés de la solution ammoniacale quant à la capacité de décollement des peaux, mais qui agissait beaucoup plus rapidement et plus complètement, par une sorte d'activation de l'effet de l'ammoniac, sans que le taux d'hydrolyse de l'urée soit sensiblement accrû.Une telle solution, ayant la composition donnée ci-après dans les exemples, après 5 heures de chauffage à 95JC e 20C, accuse un taux d'hydrolyse de l'urée inférieur à 1 9. La quantité d'ammoniac qui s'est formée est donc extrêmement faible ; elle varie peu par rapport à l'emploi de la solution d'urée sans agent alcalin elle est cependant suffisante pour conferer au bain une capacité de pelage très élevée, en consequence de l'élévation de pH due à la présence de l'agent alcalin. A titre expérimental, on a étudié également le comportement d'une solution aqueuse ammoniacale à 2 grammes de NH3 par litre, pH = 10,4. A température ordinaire, il se dégage une forte odeur d'ammoniac et l'indicateur de pH donne une réaction fortement alcaline de l'atmosphère au-dessus de la surface du liquide ; le réactif de Nessler donne également une forte réaction positive. Au chauffage, l'ammoniac se sépare rapidement du milieu. Après 15 minutes de chauffage, la température passant de 60 à 800C, plus de 10 t de l'ammoniac est parti et, après 7 heure à 800C, plus de 50 t. Un essai de pelage de salsifis de 5 minutes à 850C donne un résultat positif, mais le produit est coloré. il est à remarquer que, pour obtenir le même résultat avec la soude caustique, il faudrait une concentration au moins 20 fois plus élevée. Cependant, la solution aqueuse d'ammoniac est très instable et elle dégage des vapeurs asphyxiantes, surtout à chaud ; elle est donc inutilisable sur le plan industriel et ne ferait qu'amplifier les inconvénients que l'on a avec la soude caustique. Par contre, avec le présent procédé, il y a une production continue et ménagée d'ammoniac, seulement dans la faible proportion nécessaire ; les inconvénients de la solution d'ammoniac sont supprimés. La présente invention a donc pour premier objet une composition pour le pelage par voie chimique des fruits et légumes, caractérisée en ce qu'elle est une solution aqueuse contenant de l'urée et un agent alcalin, qui est susceptible de fournir en solution aqueuse à 1 % en poids un pH au moins égal à 8,5 à 200C. Elle a également pour objet un procédé pour le pelage par voie chimique des fruits et légumes, par traitement de ceuxci avec une composition qui décolle la peau de la pulpe, par séparation de la peau, puis récuperation des fruits ou des légumes pelés, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on effectue ledit traitement par application aux fruits et aux légumes pendant environ 1 à 30 minutes d'une composition telle que definie ci-dessus, maintenue à une température d'au moins 700C et à un pH d'au moins 8,5, cette composition fournissant de l'ammoniac naissant. Un temps d'application de 2 à 8 minutes est le plus souvent suffisant. Le procédé peut etre mis en oeuvre dans les équipements classiques employés avec la soude caustique, la peleuse étant de préférence fermée, du type à roue à aubes ou mieux du type Draper existant aux U.S.A.. Un schema de ces appareils fermés est donné dans l'article de J.G. Woodrop et al '1Peeling with lye", revue U.S. Food Industries, volume 20, juin 1948, pages 862-869. Exemples de pelage On utilise un bain de la composition suivante : urée 3,5 %, carbonate de potassium anhydre 0,7 l, eau 95,8 t. L'urée et le carbonate sont de qualité alimentaire. Au départ, on chauffe le bain pendant quelques minutes, avant d'y introduire les produits à traiteur, pour faire démarrer la réaction d'hydrolyse, ce que l'on décèle au réactif de Nessler ; 10 à 15 minutes suffisent en général. La solution est ensuite utilisée pour le pelage. On la maintient à 900C + 20C. Le pH, qui est initialement de 10,8,baisse au cours de l'utilisation du bain et on le maintient à 10 + 0,5 par des additions d'un peu de substance alcaline telle que la soude ou la potasse. On constate que l'odeur d'ammoniac n'est pas décelable aux abords de l'appareil et est à peine perceptible juste au-dessus du bain et que les réactifs de détection de l'ammoniac ne reagissent que s'ils sont placés directement au-dessus de la surface du bain, la réaction étant d'ailleurs faible. Un extracteur est toutefois généralement installé au-dessus de la peleuse, si elle n'est pas fermée Dans chaque cas particulier de pelages on peut bien entendu contrôler la '1cncentration dynamique" efficace en ajustant les divers paramètres du bai :température, pH, concentra- tion en urée et en agent alcalin. A - Pelage de carottes Temps d'immersion : s minutes Rendement en produit pelé :85. A 1 minute, on voit la peau se décoller et a 3 minutes le pelage est parfait. B - Pelage de navets Temps d?im-:ersion : 2 minutes. Rendement en produit pelé :90t. Après quelques secondes, on voit la peau se décoller et après 2 minutes le pelage est parfait. C - Pelage de salsifis Temps d'immersion : 6 minutes. Rendement en produit pelé :75t D - Pelage de pommes de terre Temps d'immersion 6 minutes. rendement en produit pelé :80t. Après passage dans la peleusep la peau est éliminée par les moyens classiques : tambour de lavage, système à brosses, etc.. et le traitement subséquent est effectué selon les metho- des habituelles. Les produits obtenus sont parfaitement propres, la composition ayant un bon pouvoir détergent, surtout si on ajoute au bain, de façon connue, une petite quantité (de l'ordre de 0,02 à 0,2 t en poids) d'un agent tensio-actif - dodécylbenzène sulfonate d'ammonium, par exemple~ On remarque également que la couleur reste naturelle ; les produits blancs (navets, salsifis) ne prennent pas une teinte foncée comme c'est le cas avec la soude caustique. Le procédé est particulièrement efficace pour le pelage des légumes racines tels que salsifis, carottes, navets, betteraves, des tubercules tels que pommes de terre, patates, et des fruits tels que pêches, tomates. Il peut également être employé pour l'élimination de peaux "internes", c'est-à-dire de la peau enrobant le fruit après elimination d'une peau extérieure (fruits citriques) ou d'une coquille (noix, noisettes). Egalement, il peut être employé pour le conditionnement de la peau du raisin "Soultanina" et similaires, pour favoriser le séchage (préparation de raisins secs). Par rapport aux résultats obtenus avec le phosphate d'ammonium, les avantages sont les suivants - Rendements plus élevés. - Temps d'immersion plus courts en général d'au moins 25 z (le bain est plus actif) ; ceci se traduit par une plus haute productivité de l'appareillage. - Efficacité dans les cas difficiles (salsifis par exemple) au moins égale à celle de la soude caustique, avec des concentra tions en réactif bien moindres. - Absence de phosphore dans les rejets (ou présence seulement en proportion faible convenant pour la biodégradation), ce qui est important du point de vue de la pollution (eutrophi sation). Maintenant, si l'on se réfère aux différents points de vue notés plus haut, on constate ce qui suit - Du point de vue économique, le procédé permet une réduction des couts (rendement et productivité améliorés ; la pulpe n'est pas attaquée). - Du point de vue écologique, on peut récupérer la majeure partie des peaux et résidus par tamisage, Car ils ne sont pas en bouillie comme avec la soude et ils sont utilisables pour l'alimentation animale et comme engrais ; de ce fait, la charge polluante est bien plus faible. - Du point de vue de la sécurité 9 ltemploi, la solution même concentrée (pour le stockage et le transport) ne présente pas de risque important. - Du point de vue de l'hygiène alimentaire, aucun danger car il y a une qualité d'urée qui est normalement employée en alimen tation animale et même humaine et il existe aussi des agents alcalins, notamment des sels de métal alcalin, de qualité alimentaire. Il est à noter que le procédé peut être mis en oeuvre d'une façon différente, sans qugil y ait innovation. Par exemple, on peut imprégner les produits 9 traiter d'une solution d'urée, puis les passer dans une solution chaude de pH alcalin. On peut aussi impregner les produits à traiter de la solution urée + agent alcalin et soumettre les produits imprégnés à l'action de la chaleur (vapeur - four à infra-rouges etc..), auquel cas la température de traitement peut dépasser 1000C. On peut aussi, évidemment, utiliser avec l'urée la soude caustique comme agent alcalin ; dans ce cas, on pourra diminuer de façon notable la concentration de celle-ci par rapport a la soude utilisée seule (2 à 3 t peuvent suffire au lieu de 5 à 10 t) D'autres modifications de détail du domaine des équivalents techniques peuvent être apportees au procédé et à la composition décrits ci-dessus, sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention. REVEND ICAT IONS 1.- Composition pour le pelage par voie chimique des fruits et légumes, caractérisee en ce qu'elle est une solution aqueuse contenant de l'urée et un agent alcalin, qui est susceptible de fournir en solution aqueuse à 1 t en poids un pH au moins égal à 8,5 à 200C. 2.- Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'agent alcalin est choisi parmi les sels d'acides inorganiques et les hydroxydes des métaux alcalins et les mélanges de ces substances. 3.- Composition suivant la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits sels sont chaisis parmi les carbonates, orthophosphates, pyrophosphates et polyphosphates de sodium ou de potassium et les mélanges de ces substances. 4.- Composition suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la solution aqueuse contient 0,3 à 10 Do en poids d'urée et 0,1 à 10 Do en poids de l'agent alcalin. 5.- Composition suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la solution aqueuse contient 1 à 5 % en poids d'urée et 0,1 à 2 t en poids de l'agent alcalin. 6.- Composition suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la solution aqueuse contient 3,5 % en poids d'urée et 0,7 % en poids de carbonate de potassium anhydre. 7.- Procédé pour le pelage par voie chimique des fruits et légumes, par traitement de ceux-ci avec une composition qui décolle la peau de la pulpe, par séparation de la peau, puis récupération des fruits ou des légumes pelés, caractérisé en ce que l'on effectue ledit traitement par application aux fruits et aux légumes pendant environ 1 à 30 minutes d'une composition maintenue à une température d'au moins 70 C et à un pH d'au moins 8,5, ladite composition etant une solution aqueuse contenant de l'urée et un agent alcalin, qui est susceptible de fournir en solution aqueuse à 1 t en poids un pH au moins égal à 8,5 à 200C, cette solution fournissant de l'ammoniac naissant. 8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'agent alcalin est choisi parmi les sels d'acides inorganiques et les hydroxydes des métaux alcalins et les mélanges de ces substances. 9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits sels sont choisis parmi les carbonates, orthophosphates, pyrophosphates et polyphosphates de sodium ou de potassium et les mélanges de ces substances. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la solution aqueuse contient 0,3 à 10 t en poids d'urée et 0,1 à 10 t en poids de l'agent alcalin et est maintenue à un pH de 8,5 à 13. 11.- Procédé suivant la relrendication 10, caractérisé en cc que le temps d'application est de 2 à 8 minutes, et en ce que la composition contient 1 à S t en poids durée et 0,1 à 2 t en poids de l'agent alcalin et est maintenue à une temps rature de 80 à 950C et à un pH de 9 à 11. 12.- Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la composition contient 3,5 t en poids d'urée et 0,7 % en poids de carbonate de potassium anhydre et est maintenue à une température de 90 C + 2 C et à un pH de 10 + 0,5 , et en ce que le traitement est effectue par trempage des fruits et des légumes dans ladite composition.