Brevet FR2584574A1 — publié le 19870116

-- 1 -- La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux installations destinées au traitement thermique à haute température, en vue de leur assurer une longue conservation, de liquides alimentaires. L'invention est destinée à s'appliquer plus particulièrement, mais non exclusivement, aux installations servant au traitement du lait à "ultra haute température" (UHT) en vue de l'obtention d'un lait de longue conservation. La pasteurisation de liquides alimentaires, telle que prati- quée dans les appareils à tubes ou à plaques, à une température de 80- 85 C pendant 8 à 10 secondes, n'altère pas les qualités organoleptiques du liquide, en particulier du lait ainsi traité. Dans le cas de traitement à "ultra haute température" deux procédés sont utilisés: - l'un dit "indirect" consiste à chauffer le liquide tel que le lait, par circulation inversée dans des appareils tubulaires ou à plaques, jusqu'à des températures comprises entre 132 et 145 C, - l'autre dit "direct" consiste en un préchauffage du lait vers 85 C en appareil échangeur à plaques ou à tubes, puis en une injection directe de vapeur dans le lait ou de lait dans la vapeur pour gagner la tempé- rature de stérilisation comprise entre 132 et 145 C. Au cours de ce traitement, le lait subit une altération per- ceptible au goût assez prononcée dans le cas du procédé "indirect", plus atténué dans le cas du procédé "direct". Les recherches entreprises pour déterminer les causes de cette altération ont clairement mis en évidence que le "goût de cuit" provenant des traitements UHT provenait de la formation sur les surfaces des appa- reils chauffés à haute température d'un film de lait subissant un chauf- fage prolongé par adhérence aux parois. Le lait, continuellement injecté dans l'appareil de traite- ment, prend, par contact avec le film ainsi créé un mauvais goût. L'invention, qui s'applique aux appareils utilisés dans le procédé direct permet d'éviter au produit tel que le lait prenne ce "goût de cuit" grâce aux dispositions adoptées qui conduisent à empêcher le liquide, plus particulièrement le lait, de se trouver en contact avec des surfaces portées à haute température et d'y séjourner. -2- L'invention consiste essentiellement à prévoir, dans l'en- ceinte o est opérée la stérilisation du liquide, tel que le lait, à haute température, au moins un tube, fait en une matière évitant l'adhérence du liquide sur les parois du tube, tube dans lequel s'écoule naturellement le liquide et qui est chauffé par la vapeur pour amener le liquide à la température voulue. Grace aux dispositions adoptées suivant l'invention, il ne se produit plus de dépÈt,susceptible d'altérer son goût, du liquide sur les surfaces, tant de l'enceinte de stérilisation que du tube dans lequel il s'écoule. Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une de ses formes possible de réalisation, étant bien précisé qu'il s'agit uniquement d'un exemple non limitatif et que toutes autres dispositions pourraient être adoptées sans sortir du cadre de l'invention. Cette description est faite en référence au dessin annexé sur lequel: la Fig. 1 est une vue schématique d'ensemble d'une installation per- fectionnée suivant l'invention, la Fig. 2 est une coupe suivant II/II de la Fig. 1. Comme connu, le liquide tel que du lait, est introduit dans l'échangeur de préchauffage 1 au moyen d'une pompe 2 branchée sur la cana- lisation 3. Une vanne 4 est prévue à l'entrée de l'échangeur 1. De l'échangeur, o il est amené à une température comprise entre 80 et 85 C le lait est introduit par une canalisation 5 dans l'en- ceinte 6 de stérilisation à haute température. Conformément à l'invention, le lait est introduit dans une pluralité de tubes 7 disposés dans l'enceinte 6 (ces tubes sont au nombre de quatre dans l'exemple traité) au moyen d'un injecteur 8 comportant au- tant de buses coniques d'injection 9. Les tubes, l'injecteur et ses buses sont en une matière telle qu'il ne puisse y avoir formation d'un dépSt du lait sur les parois des tubes, cette matière pouvant avantageusement être constituée par du "TEFLON". La vapeur est injectée autour des tubes 7 par une canalisa- tion 10 munie d'une vanne 11. - 3 - La longueur des tubes 7, dans lesquels le lait s'écoule naturellement est choisie de façon à ce que ces tubes débouchent à proxi- mité de l'orée du tube collecteur 12, duquel part une canalisation 13, munie d'une vanne 14 amenant le lait et la vapeur dans l'enceinte de dé- tente 15. Conformément à l'invention, l'extrémité inférieure des tubes 7 est biseautée en 7a de façon à permettre au flux du lait s'écou- lant dans les tubes de se réunir au centre du collecteur 12 sans en tou- cher la paroi et à la vapeur qui circule de haut en bas sur les parois de l'enceinte 15 de remonter par thermosiphon à l'intérieur des tubes afin de réchauffer le lait qui coule sans adhérer aux parois des tubes. La régulation du débit du lait à l'entrée de l'installa- tion est très importante. Elle est déterminée par l'évolution du niveau entre deux sondes 16, 17, prévues dans l'enceinte de détente 15. Le débit de la pompe 2 est variable en fonction des niveaux déterminés par les sondes 16, 17, ou bien peut être fixe, mais régulé alors par la vanne 4. Par ailleurs, il n'est pas sans importance de régler le niveau dans le tube collecteur 12, afin: - de maintenir un niveau de liquide assurant le chambrage, c'est-à-dire le maintien à la température convenable pour la stérilisation, - d'empêcher le niveau s'élevant dans le collecteur 12 d'obstruer les tubes 7 à leur base, ce qui empêcherait la circulation de la vapeur. Cette régulation est obtenue, soit en utilisant soit un détecteur à rayonnement extérieur, soit au moyen de deux sondes 18, 19, commandant l'ouverture de la vanne modulante 14 prévue sur la canalisation 3 reliant l'enceinte 6 à l'enceinte 15 de détente. Une sonde de température 20 est prévue à la base du collecteur 12 pour disjoncter l'installation toute entière en cas de chute de température de stérilisation. L'enceinte de détente 15 sous vide est maintenue à une température équilibrée avec injection du lait dans l'enceinte entre 85 et C. Le lait peut ainsi sans dommages entrer en contact avec la paroi de cette enceinte. La partie inférieure du collecteur 12 est avantageusement munie d'une gaine en une matière non adhérente telle que Téflon et venti- lée extérieurement. 4 - L'installation est complétée de façon classique par un homogénéiseur 21 et un échangeur 22 amenant le lait à la température vou- lue pour son conditionnement. Afin d'obtenir un lait de qualité optimale il est opportun d'éviter tout recyclage de lait. Or, les appareils de conditionnement aseptique nécessitent un excédent d'alimentation. On peut satisfaire cette condition soit par l'utilisation d'un récipient-tampon stérile, soit par modulation du retour contr8lée par automate. REVENDICATIONS 1. Installation destinée au traitement thermique à haute température, en vue d'assurer leur longue conservation,de liquides ali- mentaires, notamment de lait, dans laquelle le liquide est soumis à un préchauffage avant d'être introduit dans l'enceinte o il est traité à haute température par injection de vapeur, caractérisée en ce que l'enceinte de traitement (6) comporte au moins un tube (7) dans lequel le liquide s'écoule naturellement et qui est chauffé par la vapeur, ce tube étant en une matière telle qu'il ne puisse y avoir formation sur les pa- rois du tube, d'un dépôt, même de faible épaisseur, du liquide traité. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'enceinte de traitement (6) comporte une pluralité de tubes (7) auxquels le liquide à traiter est amené par un injecteur (8) muni de buses d'injection (9) coniques, injecteur et buses étant en une matière analogue à celle dont sont constitués les tubes (7). 3. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les tubes (7) sont d'une longueur telle qu'ils débouchent à proximité du collecteur (12) prévu à la partie infé- rieure de l'enceinte (6) par une extrémité biseautée (7a) collectant l'é- coulement du liquide vers le centre du collecteur (12). 4. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le débit d'entrée dans l'installation du liquide à traiter est réglé au moyen de sondes (16, 17) prévues dans l'enceinte de détente (15) dans laquelle est amené le liquide après son traitement thermique par la vapeur, sondes reliées à la pompe d'alimenta- tion (2) en liquide de l'installation. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le débit d'entrée du liquide est réglé en agissant sur une vanne (4) disposée sur la canalisation (5) d'amenée du liquide à l'enceinte (6). 6. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le niveau atteint par le liquide dans le collecteur (12) est réglé au moyen de sondes (18, 19) reliées à une vanne modulante (14) prévue sur la canalisation (13) reliant l'enceinte de traitement thermique (6) à l'enceinte de détente (15). - 6 - 7. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une sonde de température (20) est prévue à la base du collecteur (12) pour disjoncter l'installation toute entière en cas de chute de la température de stérilisation.