Brevet FR2604973A1 — publié le 19880415

La présente invention concerne une installation et un procédé pour la pasteurisation et le conditionnement en récipients, tels que bouteille, bocal ou autre, d'un produit alimentaire pasteurisé, et notamment d'un jus de fruit. Elle trouvera son application chaque fois qu'il sera nécessaire d'effectuer un traitement thermique, tel que pasteurisation de produits alimentaires liquides et un conditionnement hermétique de ces produits. II est connu depuis fort longtemps d'utiliser la pasteurisation en vue de stabiliser les produits alimentaires qui ont une tendance naturelle à fermenter. Cette pasteurisation consiste à élever progressivement la température des produits alimentaires, par exemple liquides, pour atteindre une température dite "de pasteurisation". On maintientensuite ces produits à cette température pendant un laps de temps déterminé, puis on les refroidit progressivement. Le procédé, ou l'installation, choisis pour effectuer cette opération de pasteurisation dépend très souvent de l'opération de conditionnement. En effet, le conditionnement en récipients hermétiques tels que bouteilles, bocaux ou boites de conserve, peut avoir lieu avant ou pendant l'opération de pasteurisation. Lors de la pasteurisation de produits alimentaires dans ces récipients fermés, il est connu de faire déplacer ces récipients dans un tunnel où ils subissent une montée en température pour atteindre la température de pasteurisation. Cette température est maintenue pendant une durée variant selon le produit alimentaire traité, puis ces récipients sont refroidis graduellement pour atteindre une température correspondant à l'air ambiant. On procède généralement à une montée en température des conditionnements appelée phase de préchauffage et à un chauffage du produit liquide appelé phase de pasteurisation. Ces variations de température en vue de préchauffer, de pasteuriser et de refroidir les produits alimentaires sont obtenues, par exemple, en pulvérisant successivement des liquides plus ou moins chauds sur les récipients. Cette manière d'opérer nécessite un apport de chaleur considérable pour préchauffer le récipient et pour maintenir le liquide de pasteurisation à une température élevée, afin d'atteindre la température de pasteurisation des produits alimentaires dans les récipients, d'autant plus que le chauffage par pulvérisation sur les parois extérieures des récipients nécessite des quantités de liquide de pasteurisation importantes. II est également connu d'effectuer le conditionnement des produits alimentaires en récipients hermétiques après le maintien de ces produits à la température de pasteurisation et avant la phase de refroidissement. Un tel choix de procédé nécessite un préchauffage des récipients avant leur remplissage. En effet, un refroidissement trop rapide des produits alimentaires serait préjudiciable à leur qualité et à leur bonne conservation. Tout comme précédemment, le préchauffage des récipients et le refroidissement graduel des produits alimentaires sont obtenus par pulvérisation de liquide sur les parois extérieures desdits récipients. De ce fait, les apports nécessaires en chaleur et en eau restent très importants. Les procédés précités présentent un autre inconvénient. La quantité d'eau pulvérisée sur les récipients lors des différentes phases de préchauffage, pasteurisation et refroidissement est souvent un paramètre dépendant du nombre optimum de récipients pouvant être traités simultanément par l'installation. De ce fait, la quantité d'eau pulvérisée n'étant pas une fonction du nombre réel de récipients traités simultanément, toute interruption ou diminution dans l'approvisionnement des différentes phases en récipients entraîne une baisse du rendement énergétique de l'installation. De tels procédés ne sont pas adaptés à des contextes économiques où il serait intéressant de diminuer à la fois les consommations d'énergie et les consommations d'eau. Le but de la présente invention est de proposer une installation et un procédé permettant de diminuer considérablement les quantités d'eau consommée, et de ce fait, I'apport en énergie nécessaire. Un autre but de la présente invention est de proposer une installation et un procédé permettant d'effectuer des récupérations de chaleur à différents niveaux de l'installation. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon la présente invention, I'installation pour la pasteurisation et le conditionnement en récipients, tels que bouteille, bocal ou autre, d'un produit alimentaire pasteurisé et notamment d'un jus de fruit, comportant des moyens de pasteurisation, des moyens de chauffage et de remplissage de récipients, est caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre - des moyens pour préchauffer les récipients vides par injection d'un liquide chaud à l'intérieur, - des moyens pour évacuer le liquide chauffant, - des moyens de remplissage immédiat des récipients préchauffés par du jus de fruit pasteurisé chaud. Selon la présente invention, le procédé mettant en oeuvre l'installation pour la pasteurisation et le conditionnement en récipients, tels que bouteille, bocal ou autre, d'un produit alimentaire pasteurisé et notamment d'un jus de fruit, est caractérisé par le fait que - I'on préchauffe les récipients vides par injection d'un liquide chaud à l'inté- rieur, - I'on évacue le liquide chauffant, - I'on remplit immédiatement les récipients préchauffés par du jus de fruit pasteurisé chaud. Par l'application des dispositions caractérisant l'invention, il devient possible de diminuer considérablement les quantités d'eau consommée, ainsi que l'apport nécessaire en chaleur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif, et accompagnée du dessin en annexe dans lequel - la figure 1 est une représentation schématique de l'installation. La présente invention vise une installation et un procédé pour la pasteurisation et le conditionnement en récipients d'un produit alimentaire pasteurisé et notamment d'un jus de fruit. II est à remarquer que, bien que l'invention soit plus particulièrement décrite pour la pasteurisation et la mise en bouteille de jus de fruit, on pourra envisager son utilisation pour la pasteurisation et la mise sous récipients hermétiques d'autres produits alimentaires. De même, les bouteilles pourront être remplacées par d'autres récipients, tels que bocaux, boites, emballages souples ou autres. On se réfère à la figure 1. L'installation pour la pasteurisation et le conditionnement en bouteille d'un produit alimentaire pasteurisé et notamment d'un jus de fruit, comporte des moyens de pasteurisation, des moyens de chauffage et de remplissage des bouteilles. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens de pasteurisation consistent en une enceinte de pasteurisation 4 immergée partiellement dans un bain-marie 5. L'enceinte de pasteurisation 4 a pour but d'élever progressivement la température du jus de fruit, de façon à le porter à la température de pasteurisation. Avantageusement, cette enceinte de pasteurisation 4 pourra être un échangeur tubulaire. Le bain-marie 5 aura pour effet drévi- ter les surchauffes locales, et d'uniformiser les transferts de chaleur au niveau de l'échangeur tubulaire. Selon un mode d'exécution préférentiel, le bain-marie 5 est constitué d'un récipient présentant un fond bombé 6 vers l'intérieur dudit récipient. De plus, ce fond bombé 6 du bain-marie 5 est au contact des moyens de chauffage 7. Les moyens de chauffage 7 peuvent être de la vapeur d'eau, une résistance électrique, une flamme provenant de la combustion de gaz, de bois ou de charbon. La possibilité d'utilisation directe d'une énergie de type primaire sous la forme de chaleur est un avantage lorsque le coût de cette énergie primaire est inférieur à une énergie de type secondaire, ou lorsque l'approvisionnement en énergie secondaire est rendu difficile par les conditions locales. La particularité du fond bombé 6 du bain-marie 5 est d'accumuler de la chaleur sous le bain-marie 5 de manière à favoriser les transferts thermiques. Cette limitation des pertes thermiques conduit naturellement à une économie d'énergie. Comme indiqué ci-dessus, la pasteurisation d'un produit alimentaire ou d'un jus de fruit se décompose en trois étapes : chauffage, maintien en température, refroidissement. Selon une caractéristique de l'invention, le maintien en température de pasteurisation se fait dans un récipient de volume modulable 8, relié aux moyens de remplissage des bouteilles 3. En effet, la durée de maintien en température de pasteurisation étant fonction du type de jus de fruit ainsi traité, en jouant sur le paramètre temps de passage dépendant du volume de récipients, il est possible de moduler cette durée de maintien en température de pasteurisation. En plaçant le récipient de volume modulable 8 à proximité du bain-marie 5, on pourra profiter avantageusement du dégagement latéral d'air chaud produit par les moyens de chauffage 7 pour l'apport de calories nécessaire. En parallèle de cette pasteurisation, on préchauffe les bouteilles vides par injection d'un liquide chaud à l'intérieur pour éviter un refroidissement trop rapide du jus de fruit pasteurisé chaud lors du conditionnement en bouteille. Pour ce faire, I'installation présente des moyens pour préchauffer les bouteilles vides 1 par injection d'un liquide chaud à l'intérieur. Ces moyens sont alimentés par un fluide caloriporteur récupérant la chaleur à proximité de l'enceinte de pasteurisation 4. L'enceinte de pasteurisation 4 étant immergée partiellement dans un bain-marie 5, la récupération de chaleur par un fluide caloriporteur pourra se faire avantageusement grâce à un serpentin entourant le bain-marie 5, et dans lequel circule ledit fluide caloriporteur. Grâce à ce serpentin entourant le bain-marie 5; le fluide caloriporteur peut être chauffé par l'air chaud produit par les moyens de chauffage 7 et s'écou lant vers le haut le long des parois du récipient constituant le bain-marie 5 et/ou par un transfert de chaleur au niveau des parois du bain-marie 5. Le fluide caloriporteur pourra être de l'eau, préalablement traitée, répondant à des critères de pureté de façon à ne pas altérer certaines qualités ou la bonne conservation du jus de fruit introduit dans le récipient préchauffé par cette eau. Selon un mode d'exécution préférentiel de la présente invention, les moyens pour préchauffer les bouteilles vides 1 par injection d'un liquide chaud à l'intérieur sont constitués par un tuyau d'amenée 9 de liquide chaud abouté au serpentin entourant le bain-marie 5 et pourvu à son extrémité par un ou plusieurs tubes 10 s'engageant dans le goulot d'une bouteille. Grâce à des moyens pour évacuer le liquide chauffant 2, ces bouteilles sont maintenues, le goulot vers le bas,pour favoriser l'évacuation du liquide par gravité. Suivant l'espace annulaire entre un tube 10 et le goulot d'une bouteille, il sera possible de faire varier la vitesse d'évacuation du liquide chauffant et donc la durée du maintien de ce liquide chauffant à l'intérieur de la bouteille. Le nombre de bouteilles chauffées simultanément dépend du nombre de tubes 10 rattachés au tuyau d'amenée 9. Cette opération de préchauffage des bouteilles par l'intérieur permettra de faire des économies d'eau et d'énergie. Après avoir préchauffé ces bouteilles et évacué le liquide chauffant, il y a lieu de retourner les bouteilles pour les présenter,goulot en haut, de façon à procéder au remplissage immédiat de ces bouteilles préchauffées par du jus de fruit pasteurisé chaud. Selon une caractéristique de la présente invention, I'installation pour la pasteurisation et le conditionnement en bouteille d'un produit alimentaire pasteurisé et notamment d'un jus de fruit, comporte des moyens de remplissage 3 immédiat des bouteilles préchauffées par du jus de fruit pasteurisé chaud. Selon un mode d'exécution préférentiel, ces moyens de remplissage 3 sont constitués d'un tuyau d'amenée de jus de fruit pasteurisé chaud 11, dont une extrémité plonge dans le récipient de volume modulable 8 et dont l'autre extrémité est ramifiée par un ou plusieurs tubes 12 maintenus au-dessus des bouteilles à remplir. Le nombre de bouteilles remplies simultanément peut être variable et dépend du nombre de tubes 12. Ces bouteilles ainsi remplies subissent une opération de capsulage, puis il y a lieu de les refroidir graduellement. Selon une autre caractéristique de la présente invention, ce refroidissement des bouteilles remplies se fait en deux étapes. Durant la première étape, on maintient les bouteilles remplies à une température sensiblement inférieure à la température de pasteurisation et durant quelques minutes. Différents moyens pour maintenir les bouteilles en température et ce, durant quelques minutes sont envisageables. Selon un mode d'exécution préférentiel de la présente invention, ces moyens de maintien en température sont constitués par un container 13 contenant un liquide caloriporteur, dans lequel sont placés des récipients 14 aptes à recevoir les bouteilles. Une temporisation 15 agissant sur une résistance électrique 16 plongée dans le liquide caloriporteur du container 13 permet de varier la durée du maintien en température. Au cours d'une deuxième étape, on refroidit les bouteilles remplies en les aspergeant d'un liquide. Les bouteilles provenant de la première étape de refroidissement sont amenées vers une bande transporteuse 17. Au cours de leur déplacement sur cette bande transporteuse 17, les bouteilles sont aspergées par un liquide de refroidissement, ce liquide de refroidissement est ensuite récupéré dans un récipient 18 situé sous la bande transporteuse 17. Selon une autre caractéristique du procédé mettant en oeuvre l'installation pour la pasteurisation et le conditionnement d'un produit alimentaire pasteurisé et notamment d'un jus de fruit, on récupère le liquide servant au refroidissement des bouteilles et on le réchauffe-à proximité de l'enceinte de pasteurisation 4. Ainsi, grâce à un tuyau 19 plongeant dans le récipient 18 et une pompe de circulation 20, le liquide provenant du refroidissement des bouteilles est amené au serpentin entourant le bain-marie 5 pour y être réchauffé. En fait, le liquide de refroidissement correspond au fluide caloriporteur alimentant les moyens pour préchauffer les bouteilles vides 1 par injection d'un liquide chaud à l'intérieur. Le recyclage du liquide chauffant, la récupération de chaleur au niveau des moyens de pasteurisation, le préchauffage des bouteilles par injection d'un liquide chaud à l'intérieur et la récupération des calories lors du refroidissement des bouteilles préchauffées et remplies, vont dans le sens des objectifs visés par la présente invention, à savoir minimiser la consommation d'énergie et de liquide chauffant. Avantageusement, cette installation pourra être pourvue de moyens de régulation en température et débit de façon à permettre une pasteurisation et un conditionnement de différents types de produits alimentaires ou jus de fruit. Ainsi, la température de pasteurisation pourra se situer dans une plage allant de soixante dix à cent degrés Celsius et le récipient de volume modulable 8 permettra de fixer une durée de maintien en température de pasteurisation allant de une à quatre minutes. De même, une temporisation 15 et une résistance électrique 16 permettront de maintenir les bouteilles lors du refroidissement à une température sensiblement inférieure à la température de pasteurisation et se situant dans un intervalle allant de cinquante à quatre vingtsdegrés Celsius et ce, pendant une durée variable entre une à quatre minutes. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Installation pour la pasteurisation et le conditionnement en récipients, tels que bouteille, bocal ou autre, d'un produit alimentaire pasteurisé et notamment d'un jus de fruit, comportant des moyens de pasteurisation, des moyens de chauffage et de remplissage des récipients, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre - des moyens pour préchauffer les récipients vides (1) par injection d'un liquide chaud à l'intérieur, - des moyens pour évacuer le liquide chauffant (2), - des moyens de remplissage (3) immédiat des récipients préchauffés par du jus de fruit pasteurisé chaud. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens pour préchauffer les récipients vides (1) par injection d'un liquide chaud à l'intérieur sont alimentés par un fluide caloriporteur récupérant la chaleur à proximité de l'enceinte de pasteurisation (4). 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'enceinte de pasteurisation (4) est immergée partiellement dans un bain-marie (5) entouré d'un serpentin dans lequel circule ledit fluide caloriporteur. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le bain-marie (5) est constitué d'un récipient présentant un fond bombé (6) vers l'intérieur dudit récipient. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la surface bombée (6) du bain-marie (5) est au contact des moyens de chauffage (7). 6. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de pasteurisation du jus de fruit comportent une enceinte de pasteurisation (4) partiellement immergée dans un bain-marie (5) et un récipient de volume modulable (8) relié aux moyens de remplissage des récipients (3). 7. Procédé mettant en oeuvre l'installation pour la pasteurisation et le conditionnement en récipients, tels que bouteille, bocal ou autres, d'un produit alimentaire pasteurisé et notamment d'un jus de fruit, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que - I'on préchauffe les récipients vides par injection d'un liquide chaud à l'intérieur, - I'on évacue le liquide chauffant, - I'on remplit immédiatement les récipients préchauffés par du jus de fruit pasteurisé chaud. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que - I'on maintient les récipients préchauffés et remplis à une température sensiblement inférieure à la température de pasteurisation et durant quelques minutes, - I'on refroidit les récipients remplis en les aspergeant d'un liquide. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que - I'on récupère le liquide servant au refroidissement des récipients, - I'on réchauffe à proximité de l'enceinte de pasteurisation (4) le liquide ainsi récupéré. 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'on préchauffe les récipients vides par injection d'un liquide chaud à l'intérieur des récipients maintenus le goulot vers le bas, pour favoriser l'évacuation du liquide par gravité.