Brevet FR2542169A1 — publié le 19840914

L'invention est relative au traitement thermique sous vvde de produits alimentaires. Ralle s'applique en particulier a ce genre de traitement pour la réalisation de conserves ou de semi-conserves Quant au" produits alimentaires traités, il peut s'agir de produits végétaux (fruits et légumes) ou animaux (viande, escargots, poissons, etc.). On sait les avantages présentés par le traitement sous vide ; ces avantages résultent principalement du fait que l'effet du traitement thermique est atteint avec une température inférieure à celle qu'elle devrait être si le traitement thermique se faisait à la pression atmosphérique ou à une pression supérieure, mais aussi au fait que les produits à traiter n'ont pas de milieu ambiant gazeux autre que celui qui provient des produ-its eux-mêmes. Actuellement, ce genre de traitement thermique est réalisé dans une enceinte hermétiquement close dans laquelle on fait le vide et qdi reçoit une fournée de produits. Ces produits restent immobiles pendant le traitement et, une fois celui-ci terminé, l'enceinte est ouverte vidée, puis rechargée pour un nouveau cycle de traitement. Cette méthode discontinue présente divers inconv6- nients : elle est mise en oeuvre manuellement car son automatisation demanderait des moyens complexes et coûteux ; elle est onéreuse également, non seulement au plan énergétique car ltouverture de l'enceinte entraSne une perte de chaleur importante, mais encore du fait que son rendement est faible en raison de l'interruption de la phase thermique proprement dite nécessitée par la remise à l'at oosphère, l'ouverture, le déchargement, le chargement, la fermeture, la remise sous vide et la remise en température de l'enceinte ; enfin, dans certaines applications au moins, l'immobilité des produits pendant le traitement thermique peut provoquer de mauvaises caractéristiques mécaniques des produits (homogénéité, liant, etc.). L'invention a principalement pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé et un appareil d'une conception nouvelle. A cet ef f et, le procédé selon l'invention, pour le traitement thermique sous vide de produits alimentaires dans une enceinte, est caractérisé par le fait qu'il con siste à S introduire les produits à traiter, en continu et de manière hermétique1 à une extrémité d'entrée de lBen- ceinte ; à déplacer lesdits produits dans l'enceinte pen- dant le traitement thermique ; et à les extraire de ce le ci, en continu et de manière hermétique, à travers une ex trématé de sortie. L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comportant, de façon connue, une enceinte, des moyens pour F faire le vide et des moyens de chauffage, est caractérisépar le fait qu'il comporte, en outre un transporteur intérieur à 11 enceinte ; des moyens d'entraînement du transporteur ; des moyens d'alimentation pour délivrer les produits à traiter à l'enceinte, depuis l'extérieur et de manière hermétique, à travers une extrémité d'entrée de ladite enceinte, dans une zone d'alimentation du transporteur ; et des moyens d'extraction pour dchar- ger les produits traités de l'enceinte, vers l'extérieur et de manière hermétique, à travers une extrémité de sortie de ladite enceinte, à partir d'une zone de déchargement du transporteur. Avec un tel agencement et un tel procédé, les produits sont traités thermiquement en continu, ce qui présente divers avantages : l'automatisation est réalisée très implement puisque les opérations sont ininterrompues dans le temps ; l'économie énergétique est importante puisque les seules pertes sont celles qui sont inhérentes à tout milieu chauffé et qui résultent de la chaleur emmagasinée par les produits extraits, ces deux consommations étant, de toutes façons, inévitables ; il n'y a pas de temps morts dus aux interruptions mentionnées de l'art antérieur ; les moyens d'entraînement du transporteur peuvent être facilement commandés ou programmés pour adapter la vitesse ou la nature du mouvement du transporteur, et donc des produits, aux besoins spécifiques à l'application considérée. Suivant une caractéristique avantageuse, les moyens d'alimentation et les moyens d'extraction sont du type fonctionnant par gravité, les produits étant reçus par gravité à la zone d'alimentation du transporteur et quit- tant celui-ci par gravité, dans sa zone de déchargement. De préférence, on prévoIt, à l'extrémité de sortie de l'enceinte, et extérieurement à celle-ci, un transporteur de sortie. L'appareil est avantageusement compldté par des dispositifs annexes tels qu'une préenceinte thermique à l'at mosphère, des moyens de dosage, des moyens de recyclage des condensats provenant des moyens pour faire le vide dans l'enceinte, et un équipement de sortie pour le conditionnement des produits, par exemple un poste d'emboîtage. On comprendra bien l'invention à l'aide de la description qui va suivre et en référence au dessin annexé dont la figure unique est un schéma d'une installation complète comportant l'appareil selon un mode de réalisation préféré. L'installation représentée à la Fig. est destinée, dans l'exemple d'application adopté à titre illustratif, au traitement thermique par cuisson de fruits destinés à la fabrication de confiture, par exemple avec fruits en morceaux. L'installation comporte, comme élément principal, un appareil de traitement thermique 1 grâce auquel les fruits (non représentEs) sont cuits sous vide et en continu. L'appareil 1 comporte une enceinte de cuisson 2 hermétiquement close par rapport au milieu extérieur, Cette enceinte est par exemple de section constante, allongée et placée en position horizontale. Sa partie inférieure est en forme d'auge demi-cylindrique 3 entourée extérieurement sur 1800 par un élément chauffant 4, par exemple à résistancesélectriques, qui s'étend sur toute la longueur de l'enceinte. L'auge demi-cylindrique 3, constituant le fond de l'enceinte 2, reçoit un transporteur 5 qui, dans l'exemple, est cons- titué par une vis transporteuse sans fin, du type vis d'Archimède,dont le diamètre extérieur de l'hélice 6 correspond sensiblement à celui de l'auge et dont l'arbre 7 s'étend sur toute la longueur de l'enceinte.Une extrémité de l'ar bre 7 est reçue dans un palier d'une paroi latérale 8 de l'enceinte, lse montage étant hermétique, tandis que l'autre extrémité de l'arbre traverse hermétiquement l'autre paroi latérale 9 de l'enceinte pour être accouple à l'arbre do sortie d'un groupe moto-réducteur électrique lOo Le vide est réalisé dans l'enceinte 2 à l'aide d'une pompe à vide 11, entraînée par un moteur 12e qui débouche sur l'atmosphère par une tubulure de sortie 13 et qui aspire les produits gazeux (air, vapeurs, etcO) contenus dans l'enceinte par une conduite 13 débouchant hermétique- ment à la partie supérieure de l'enceinte 2 L'extrémité de sortie de la conduite 13 débouche dans un condenseur 14 traversé par un circuit refroidisseur 151 par exemple du type à eau froide. La sortie du condenseur 14 est constituée par une tubulure verticale 16 branchée à la partie basse du condenseur pour l'écoulement des condensats. La tubulure 16 débouche verticalement dans un collecteur de séparation 17 dont l'extrémité inférieure 18 constitue l'entrée haute d'un réservoir 19 et qui reçoit, en partie haute, une conduite 20 constituant la conduite d'aspiration de la pompe à vide. Une pompe a condensats 21 a sa conduite d'aspiration 22 branchée à la partie basse du réservoir 19 tandis que sa conduite de refoulement 23 débouche librement à l'air li- bre, aundessus d'un second réservoir à condensats 24 dans lequel les condensats 25 amenés de manière forcée par la pompe 21 tombent librement par gravité. Le cas échéant, le second réservoir à condensats 24 peut recevoir des liquides d'addition extérieurs, par exemple de l'eau, par des conduites telles que 26. La commande de la pompe 21 se fait en fonction du niveau de remplissage du réservoir 24, comme schématiquement représenté par le détecteur de niveau 27 et la ligne de commande 28. L'ensemble constitue par l'en- ceinte 2, la conduite 13, la condenseur 14, la- tubulure 16, le collecteur 17, la conduite de liaison 18, le premier té- servoir à condensats 19, la conduite d'aspiration 22 de la pompe 21, et la conduite d'aspiration 20 de la pompe à vide 11 est maintenu hermétique par rapport à l'atmosphère. On comprend que, graciez aux moyens d'aspiration et de récupération des condensats, d'une part on peut maintenir dans l'enceinte le vide voulu et, d'autre part, on peut transformer les vapeurs résultant de la cuisson en condensats qui peuvent être recyclés, comme on le verra plus loin. Le transporteur 5 comporte une zone d'alimentation en produits à traiter constituée ici par son extrémite 29 adjacente à la paroi latérale 8, et une zone de déchargement des produits traités constituée ici par son extrémité opposée 30, adjacente à l'autre paroi latérale 9 et surplombant des ouvertures 31 pratiquées dans l'auge 3 et dans l'élément chauffant 4 et débouchant dans-un collecteur 32 d'entrée d'un transporteur de sortie 33 qui sera décrit plus loin. préalablement mélangés en continu, Les produits à traiter,/sont fournis à l'extrémité d'entrée de l'enceinte 2, à travers la cloison latérale 8 et de manière hermétique, par des moyens d'alimentation comportant, par exemple, au moins un réservoir 34 associé à un transporteur-élévateur 35 à vis délivrant les produits à traiter à une conduite 36 quistraverse hermétique- ment la cloison 8 pour que son extrémité de décharge soit à l'aplomb de la zone d'alimentation du transporteur 5. De préférence, les produits à traiter dans l'enceinte 2 subissent un traitement thermique préalable, sous pression atmosphérique. Pour cela, l'extrémité de décharge du transporteur-élévateur 35 est située à l'aplomb d'une en- avec couvercle ceinte de précuisson 37/renfermant un transporteur à vis horizontale 38 et chauffée par un élément chauffant 40. L'extrémité de sortie de enceinte 37 est à l'aplomb d'un transporteur de sortie 41 dans lequel les produits prétraités tombent par gravité et duquel ils sont extraits axialement par une pompe 42 alimentant la conduite d'entrée 36 aboutissant à l'enceinte 2. Des produits d'addition (acide, pectine, etc.) sont délivrés par gravité à l'extrémité d'alimentation du précuiseur 37 ou de enceinte 2 à partir de réservoirs 43, 44, de pompes de dosage 45, 46 alimentant des conduites 47, 48 à partir desquelles ils sont sélectivement dirigés vers l'une ou l'autre des enceintes 37, 2 par des vannes 49, 50 activant des conduites d'alimentation 51; 52, 53, 54 les conduites 51, 53 débouchant à l'atmosphère au dessus de l'extrémité d'entrée de l'enceinte 37 tandis que les conduites 52, 54 traversent hermétiquement la paroi supérieure de l'enceinte 2 pour déboucher à l'aplomb de la zone d'alimentation 29 du transporteur 5. Les condensats 25 sont recyclés, avec éventuellement apport d'autres produits d'addition amenés au réservoir 24 par des conduites telles que 26, par une pompe de dosage 55 qui aspire du liquide contenu B s ce réservoir à travers une conduite 56 montée à la partie basse de celui-ci pour le refouler dans une conduite 57 dont l'extrémité de sortie est à l'aplomb de l'extrémité d'entrée de l'enceinte 37 en variante, non représentée, on pourrait prévoir sur la conduite 57 une vanne trois-voies pour alimenter soit l'en- ceinte 37, soit l'enceinte 2 de façon hermétique, de manière analogue à ce qui a été décrit à propos des vannes 49, 50 et des conduites 52, 54. Le transporteur de sortie 33 peut être également du type à vis sans fin. I1 est hermétiquement relié à l'extré- mité de sortie de l'enceinte 2. Les produits traités qu'il décharge sont repris par une pompe 58 dont la conduite de refoulement 59 aboutit par exemple à un poste de sortie 60 dans lequel on effectue, manuellement ou automatiquement, le conditionnement (emballage, ensachage, mise en boîte, mise en bouteille, etc.). Dans l'enceinte 2, qui constitue l'élément essentiel de l'appareil selon l'invention, les produits à traiter circulent de façon continue tout en étant brassés, ce qui favorise leur traitement thermique et la qualité mécanique des produits sortants, notamment quant à leur homogénéité. Le mouvement du transporteur 5 peut être commandé, par exemple par programmation du moteur 10, pour que les produits, dans l'enceinte 2, se déplacent à vitesse linéaire axiale constante ou variable, ce mouvement étant bien sur calculé pour que les produits restent dans l'enceinte le temps voulu et sans que les produits soient meurtris. Suivant une caractéristique- avantageuse, le mouvement du transporteur 5 est discontinu, cDest-à-dire qu'on le fait tourner en marche avant puis en marche arrière, de façon cyclique, à la manière d'un pas de pélerin. Cela permet notamment de réaliser un meilleur brassage des produits mais aussi de retenir de façon efficace les liquides qui, sinon, s'écouleraient facilement, en partie basse, entre l'auge 3 et le transporteur 5 lui-mMme, L'ensemble des fonctions de l'appareil est commandé de manière automatique et programmé pour réguler notamment les quantités de produits introduits, le degré d'extrait sec, les températures des traitements thermiques, le degré de vide, la vitesse et le débit des transporteurs et pompes. L'invention n' est pas limitée au mode de réalisation, non plus qu'au mode d'application qui ont été décrits. C'est ainsi que l'invention permet l'obtention de compotes, mar- melades, purées ou analogues. R E V E N D I C A T I O N s 1. Procédé pour le traitement thermique sous vide de produits alimentaires, notamment de fruits pour confiture, dans une enceinte (2), caractérisé par le fait qu'il consiste : à introduire les produits à traiter en continu et de manière hermétique, à une extrémité d entrée de l'en ceinte ; à déplacer lesdits produits dans l'enceinte pendant le traitement thermique ; et à les extraire de celle-ci1 en continu et de manière hermétique1 à travers une extrémité de sortie 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le traitement thermique sous vide est précédé d'un prétraitement thermique à l'atmosphère 3. Procédé selon lune des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on aspire les vapeurs provoquées par le traitement thermique, qu'on les condense et qu'on recycle les condensats. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, ca- racterisé par le fait que les produits, dans l'enceinte sous vide, sont déplacés suivant un mouvement continu. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, ca ractérisé par le fait que les produits1 dans l'enceinte sous vide, sont déplacés suivant un mouvement discontinu, notamment avec inversion cyclique du sens de marche 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'une partie au moins des ingrédients sont mélangés en continu avant leur délivrance à l'enceinte. 7. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comportant, de façon con- nue, une enceinte (2), des moyens (11-14, 16ss 17, 20) pour y faire le vide et des moyens de chauffage (4), caractérisé par le fait qu'il comporte, en outre : un transporteur (5) intérieur à l'enceinte ; des moyens (10) d'entraînement du transporteur ; des moyens d'alimentation (36, 42) pour délivrer en continu les produits à traiter à l'enceinte (2), depuis l'extérieur et de manière hermétique, à travers une extrémité d'entrée de ladite enceinte, dans une zone dEali- mentation (29) du transporteur ; et des moyens (33, 58) d'extraction pour décharger en continu les produits traités de l'enceinte (2), vers l'extérieur et de manière hermétique, a travers une extrémité de sortie de ladite enceinte, à partir d'une zone de déchargement (30) du transporteur (5). 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation et les moyens d'extraction sont du type fonctionnant par gravité, les produits étant reçus par gravité à la zone d'alimentation du transporteur et quittant celui-ci par gravité, dans sa zone de déchargement. 9. Appareil selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que les moyens pour faire le vide dans l'enceinte (2) comportent un condenseur (14), des moyens (17) de séparation des produits gazeux et des con- densats (25), des moyens (21-25, 27, 28, 55-57) étant prévus pour recycler des condensats. 10. Appareil selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte une enceinte (37) de prétraitement thermique à l'atmosphère. 11. Appareil selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des pompes (42, 58) pour alimenter en continu l'enceinte et la décharger en continu.