Brevet FR2706252A1 — publié le 19941223

Procédé et dispositif de désinsectisation de fruits. DESCRIPTION La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de désinsectisation de fruits. Le secteur technique de 11 invention est la réalisation d'équipements pour la mise en oeuvre de procédé permettant la destruction des insectes nuisibles. Une des applications principales de l'invention est le traitement des fruits secs ou séchés tel qu'en particulier des dattes, qui sont largement infectés par un papillon du genre par exemple "Ectomyeloïs ceratoniae Zeller" ou "Myelois decolor" de la famille Pyralidae ou autres espèces, dont les oeufs et les larves se localisent respectivement sur et dans la datte et provoquent des dégâts importants pouvant rendre impropres à la consommation des productions entières. C' est au niveau de la palmeraie et au cours du stockage que se produisent les dégâts dus aux insectes, bien que ce soit dans la nature quta lieu la contamination : en effet, c'est pendant le séchage du fruit entre la récolte et l'entrée en magasin, soit une quinzaine de jours, que les papillons viennent pondre leurs oeufs, les chenilles poursuivent ensuite le développement dans le fruit pendant le stockage, au cours duquel plusieurs générations peuvent se succéder. Le présent descriptif et les exemples ci-après portent sur la contamination et la désinsectisation des dattes, qui est l'application principale de l'invention, mais celle-ci concerne aussi en fait tous les fruits secs ou séchés, à savoir les fruits naturellement dépourvus de pulpe, ou ceux desséchés pour être consommés en l'état, comme les raisins secs, les figues sèches, les abricots secs, les dattes, soit tous ceux dont la composition contient entre 10 à 35% d'eau, et plus particulièrement également ceux comprenant un fort pourcentage de sucre, soit au moins 40% de leur poids frais total, et même plutôt de l'ordre de 60 à 70% de ce poids en matière fraîche totale, incluant des sucres non réducteurs tel que le saccharose et réducteurs tel que le glucose et le fructose. On retient dans la présente demande essentiellement l'exemple de la datte du fait de son importance économique et nutritionnelle dans de nombreux pays, surtout dans ceux en voie de développement, et pour lesquels la sauvegarde de la production de ce fait est un facteur essentiel et nécessaire à leurs capacités propres d'autonomie à la fois alimentaire pour leur population et financière pour l'exportation; la datte est classée par exemple au troisième rang des exportations tunisiennes. En effet, on compte à ce jour plus d'un milliard de palmiers dattiers dans le monde produisant 2 millions de tonnes de fruits avec comme première zone de production, les pays méditerranéens : la datte est un fruit comestible à pulpe riche en sucre et très nutritif; c'est une baie contenant une seule graine appelée noyau de forme plus ou moins oblongue ou ellipsoïde. De couleur verte à l'état juvénile, elle devient jaune plus ou moins claire, jaune ombrée translucide, brune plus ou moins prononcé ou bien rouge ou noire à maturité. Ces couleurs sont fonction des espèces et sont assez caractéristiques pour que le consommateur soit sensible à leur aspect, dont une altération quelconque le détournera. Or cette production, en évolution chaque année, est réduite par la perte évaluée à au moins 9% des dattes destinées à l'exportation dues aux insectes tels qu'indiqués ci-dessus, et même après traitement actuel, souvent du reste non contrôlé. On estime encore à 20 à 30% la quantité de dattes infestées en provenance du Maghreb et mises sur le marché quand même. A cause de cette infestation, les industriels importateurs et exportateurs de dattes, soucieux de vendre des produits propres ont mis en place de méthodes de désinsectisation pour combattre ce fléau qui se présente comme un danger à l'essor de l'industrie : les industriels ont pensé à désinsectiser les dattes soit aux champs, soit à l'entrepôt, car il convient de détruire les oeufs dès que possible, bien sûr au mieux avant leur éclosion. Les méthodes utilisées sont ainsi soit physiques, chimiques ou biologiques, mais c'est toutefois la méthode chimique la plus utilisée par les planteurs et les conditionneurs à ce jour. Les méthodes dites physiques ou biologiques sont basées sur le principe qu'à une certaine température, les larves et les insectes mourraient : ainsi des méthodes simples ont été développées depuis plus de trente ans, tels que l'immersion des fruits dans de l'eau bouillante, mais ce procédé ne saurait convenir aux entreprises de conditionnement qui ont à traiter de grandes quantités de fruits; d'autre part il a été utilisé, l'exposition à l'air à haute et basse températures, car en effet la température basse peut détruire également les insectes, mais la mise en oeuvre du matériel nécessaire pour traiter rapidement un grand volume de fruits est coûteuse et exige beaucoup de place. De plus, le contrôle de la température à coeur des fruits est difficile à obtenir, or l'on sait qu'une température dépassant une certaine valeur pour des fruits chargés de sucre, risque de provoquer l'inversion de ces sucres, et donc de détruire le goût et la qualité des fruits : ceci étant le cas pour une datte, les méthodes et procédés physiques ont été toujours écartés pour son traitement, l'homme du métier étant même détourné de leur utilisation pour cette raison et pour les risques de changement de couleur de ce fruit. Une méthode chimique a donc été développée depuis quelques dizaines d'années, et est très utilisée à ce jour : il s'agit de la fumigation par le bromure de méthyle, qui peut être mis en oeuvre même directement dans les palmeraies avant les récoltes; cette méthode s'est avérée très efficace, car le bromure de méthyle détruit les insectes à n'importe quel stade. Cependant, ce produit est très toxique pour l'homme, car malgré le ressuyage après fumigation, il reste des résidus du produit dans le fruit, entraînant une réglementation d'utilisation par tous les pays producteurs et consommateurs; ainsi de plus en plus ce produit est interdit dans certains pays tels qu'en particulier aux Etats Unis, ou d'autres méthodes par pulvérisation nécessitant des moyens industriels dans les champs directement ont été développés mais ne sont pas transposables dans les pays méditerranéens en particulier qui ne sont pas outillés. Aussi, le bromure de méthyle est encore toléré à défaut de solutions dans la Communauté Européenne en particulier, pour pouvoir importer des dattes en provenance de ces pays, mais l'interdiction y sera bientôt effective également. Aussi, afin de pouvoir assurer une désinsectisation avec des méthodes qui soient adaptées à des pays producteurs n'ayant pas des moyens industriels trop importants pour traiter les fruits concernés et d'autre part, satisfaire la consommation en n'infectant pas les fruits par des produits chimiques nocifs, différentes autres méthodes ont été recherchées depuis quelques années, pour permettre une désinsectisation propre sans porter atteinte à la qualité des fruits. Nous passerons rapidement sur les possibilités de désinsectisation biologique, qui consistent à lutter contre l'infestation des insectes par des ennemis naturels, mais qui est une méthode, bien qu'effectivement non polluante et moins onéreuse, très aléatoire, et ne peut donc pas être satisfaisante pour obtenir un produit consommable sur la totalité de la production, et cela d'autant plus qu'à l'origine les oeufs ne se voient pas dans les fruits : les insectes ne peuvent apparaître que quand ils sont sur la table du consommateur. Le problème posé est donc de pouvoir désinsectiser des fruits d'une manière à près de 100% efficace, si ce n'est 100% de mortalité des larves, oeufs ou insectes pouvant avoir infecté les fruits sur l'arbre ou après la récolte, tout en gardant d'une part la qualité gustative de ceux-ci, et cela d'autant plus qu'ils contiennent du sucre, et d'autre part leur couleur pour rassurer le consommateur, et cela sans produits chimiques pouvant être nocifs pour l'homme, et avec des moyens permettant une cadence de traitement rapide, à des coûts raisonnables ne nécessitant pas de moyens industriels trop encombrants, et pouvant être mise en oeuvre dans tous pays. De plus, il faut signaler le problème de l'existence d'enzymes qui peuvent changer la consistance des sucres, s'ils sont actifs : il faut donc les rendre également inactifs, de façon à ne pas risquer un changement de la consistance de ces sucres. Une solution au problème posé est un procédé de désinsectisation de fruits dans lequel - on soumet lesdits fruits à un champ de micro-ondes de puissance telle que la température desdits fruits soit comprise entre 52"C et 70"C; - on maintient lesdits fruits à cette température dans ledit champ de micro-ondes pendant une durée de 1 à 3 minutes. Dans un mode préférentiel de réalisation, on détermine le chauffage du champ de micro-ondes et la durée de maintien desdits fruits dans ce champ, de telle façon que- la température desdits fruits soit comprise entre 60 et 65"C, et cela d'autant plus que lesdits fruits contiennent au moins 40% de leur poids en sucre, et même, entre 60 et 70%. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, et de préférence - on dispose lesdits fruits sur un dispositif plan de transport continu, suivant une répartition la plus uniforme et d'une seule épaisseur de fruits; - on couvre une partie de la surface plane dudit dispositif de transport par une enceinte, dans laquelle est diffusé ledit champ de micro-ondes; - on règle la vitesse dudit dispositif et la puissance dudit champ de micro-ondes pour que lesdits fruits restent recouverts par ladite enceinte et soient chauffés alors pendant la durée voulue à une température comprise dans les limites fixées. L'application principale de l'invention telle qu'indiquée en introduction est le traitement de fruits secs ou séchés, qui peuvent être considérés comme tous ceux contenant entre 10 et 35 d'eau de leur poids total, et plus particulièrement parmi ceux-ci ceux qui contiennent 40% au moins de leur poids en sucre et même 60 à 70% tels que les dattes. Le résultat est de nouveaux procédés et dispositifs de désinsectisation des fruits, essentiellement donc de fruits secs ou séchés, tels que les dattes, qui répondent au problème posé et aux objectifs cités ci-dessus; en particulier, grâce au choix des ondes électromagnétiques que sont les micro-ondes, des fourchettes de température, et de la durée d'exposition, on obtient effectivement une conservation du goût, de la couleur, et une efficacité de 100% de mortalité des oeufs, des larves et des insectes pouvant infecter les fruits. En effet, des recherches et des essais ont confirmé qu'endessous de la température de 52"C, les insectes ne sont pas totalement détruits, et qu'entre 52" et 60"C, même si les insectes sont quasiment tous détruits, les enzymes ne sont pas stabilisés et peuvent donc changer la consistance des sucres, tel qu'indiqué ci-dessus; de plus, au-dessus d'une température de 650 à 70"C, les fruits peuvent changer de couleur, car des réactions chimiques au niveau des constituants de la datte (sucres, protéines...) et au niveau de la peau des fruits se traduisent par un brunissement du fruit. Au delà de ces problèmes de températures, la durée d'exposition joue un rôle important qui se cumule à celui du choix de ces fourchettes de température, pour obtenir l'effet désiré, et si on s'écarte des durées retenues dans l'invention, l'efficacité est réduite et les risques de complication tels qu'indiqués ci-dessus, peuvent se produire. Parmi toutes les ondes électromagnétiques, qui englobent aussi l'ultraviolet, l'infrarouge etc..., et qui sont du reste utilisées dans d'autres applications aux produits agro-alimentaires, mais n ayant pas toutes la même capacité de pénétration dans les produits, les micro-ondes et les hautes fréquences, compte tenu de leur longueur d'ondes, peuvent pénétrer jusqu'à 30 cm dans le produit; cependant seules les micro-ondes proprement dites conviennent pour des produits de faible épaisseur, comme les fruits secs ou séchés, en particulier la datte. Les micro-ondes ou hyper fréquences appartiennent en effet à la famille des ondes électromagnétiques, dont elles occupent une bande de fréquence entre 300 Mégahertz et 30 Gigahertz, comprises entre les fréquences radio VHF et l'infrarouge : elles sont actuellement utilisées pour obtenir l'élévation la plus rapide de la température à coeur des produits, et elles sont déjà appliquées dans l'industrie en général, et dans diverses applications telles que la décongélation, la cuisson, le séchage et la stérilisation, la pasteurisation etc...., dont certains ont fait l'objet de dépôt de demandes de brevets : on peut citer par exemple la demande de brevet FR. 2.671.266 publiée le 10 Juillet 1992 et déposée par la Société AGRO INVESTISSEMENT DEVELOPPEMENT sur un "procédé de stérilisation de farine de céréale par traitement thermique", ou la demande EP 14.121 publiée le 06 Août 1980 de la société PREMOFRANCE sur un "appareil de chauffage microondes appliqué à une enceinte sous vide, ou encore la demande EP 155.760 publiée le 25 Septembre 1985 des Laboratoires "THE GRIFFITH LABORATORIES LIMITED" au CANADA et intitulée "composition de couches superficielles pour des aliments", dont la constitution est obtenue par l'application de l'énergie micro-ondes. Dans l'industrie française, seule la fréquence de 2.450 Mégahertz est employée, mais d'autres fréquences pourraient être utilisées dans la présente invention. I1 est connu en effet que l'utilisation des micro-ondes pour le chauffage de matériaux concerne particulièrement ceux diélectriques, car alors l'échauffement de ce produit est provoqué par la transformation en chaleur d'une partie de l'énergie contenue dans l'onde électromagnétique : les produits diélectriques contiennent des dipôles électriques qui s'orientent dans le sens du champ électrique appliqué, créé par un courant alternatif : si le changement de polarité du champ électrique est rapide, tel que pour la fréquence cidessus plus de 2 milliards de fois par seconde, il se crée au sein même de la matière des mouvements, des vibrations et des frottement des dipôles, qui provoquent la friction des molécules sur une profondeur de 5 à 30 cm, et causent un échauffement interne qui peut être très intense sous l'effet d'une onde de forte puissance : les variations de température peuvent atteindre 10 C par seconde. Ainsi d'autres applications de micro-ondes à la désinsectisation ont déjà été réalisées, mais dans des grands silos de stockage avec des équipements spécifiques complexes et uniquement sur des céréales tel que le blé, le pois, les lentilles, les farines etc.... On a remarqué comme indiqué précédemment, que les insectes nuisibles comme tout organe vivant, sont fortement hydratés, et leur facteur de perte diélectrique est supérieur à celui du milieu environnant : compte tenu de l'action des micro-ondes indiqués ci-dessus, ces organismes vont donc s'éleveur en température beaucoup plus forte que le produit dans lequel ils sont situés, et leur destruction due à cette élévation de température sera inéluctable, et cela dans le cas de céréales bien avant que leurs qualités organoleptiques et technologiques du produit soient atteintes par le choc thermique. En effet, pour les céréales en dehors d'une température minimum pour permettre la destruction des insectes, aucune autre contrainte, du fait de la certaine stabilité de ces denrées n'était critique : les micro-ondes peuvent donc être utilisées sans préjugés ni contraintes de procédés et de méthodologie particulière, car sans effet secondaire. On peut citer à ce sujet l'ouvrage entre autre de Monsieur THUERY J. de 1989 aux Editions TECHNIQUE ET DOCUMENTATION de LAVOISIER, et intitulé "les micro-ondes et leur effet sur la matière; l'application industrielle agro-alimentaire et médicale" pages 313 et suivantes, essentiellement. Dans l'application aux fruits tel qu'en particulier les fruits secs ayant des teneurs en sucre élevés et surtout ceux comprenant des enzymes qui peuvent changer la consistance de ces sucres, l'application des micro-ondes posait certains problèmes et n'étaient pas envisagés jusqu'à présent, et comme indiqué précédemment, étaient même contre-indiqués, incitant les professionnels à s'en détourner, car on obtenait des changements de couleurs et des changements de goût qui rendaient les produits impropres à la consommation. Ainsi le procédé et le dispositif de l'invention tels que décrits ci-après et indiqués précédemment, ont permis après de nombreuses recherches de choisir des gammes de températures, des durées d'expositions et des phases de procédés particulières pour obtenir l'ensemble des conditions indiquées dans les objectifs et le problème posés précédemment : il est donc permis à présent d'envisager l'application de la présente invention sur un plan industriel, en choisissant la puissance voulue en fonction des cadences souhaitées de quantités de fruits à traiter, tel qu'un homme du métier connaissant les contraintes thermiques de vitesses et d'exposition indiquées dans la présente invention peut déterminer en faisant appel à ses seules connaissances générales, et après quelques réglages; pour cela, on peut utiliser des équipements connus à ce jour, mais adaptés à la désinsectisation en particulier, et cela sur les lieux propres de la production. Ainsi des pays, même en développement peuvent en effet disposer de tels équipements qui n'utilisent pas de grandes surfaces et de grands volumes, ni de technicité particulière, et cela à un coût raisonnable; la consommation d'énergie nécessaire est très faible et l'utilisation en est non polluante, à la fois pour les consommateurs et pour le personnel mettant en oeuvre les dispositifs ou procédés. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en démontrer la nouveauté et l'intérêt. La description et la figure ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier en changeant la disposition du champ de micro-ondes et le dispositif d'entraînement des fruits dans 1' enceinte contenant ce champ. La figure unique ci-jointe, est une vue simplifiée de profil en coupe d'un dispositif suivant l'invention, et permettant d'illustrer et d'appliquer le procédé suivant cette invention. Le dispositif de désinsectisation de fruits 1 comprend une enceinte 8, dans laquelle une source à micro-ondes 1 émet un champ à micro-ondes 2 vers une surface 9 recevant lesdits fruits 1 et pouvant maintenir ceux-ci à une température au moins de 50 et au plus de 70"C. De préférence, la température retenue et choisie sera comprise entre 60 et 65"C, afin de permettre une application particulière pour les fruits secs ou séchés, pouvant contenir entre 10 et 35% d'eau de leur produit total, et contenant au moins 40% de leur poids frais total en sucre, si ce n'est même de 60 à 70% de leur matière fraîche totale en sucre telles que les dattes. Suivant la figure, ladite surface 9 est celle d'un tapis 5 de transport continu desdits fruits 1, dont la vitesse est telle qu'en fonction de la longueur de ladite enceinte 8, le temps de passage desdits fruits et à la température voulue dans celle-ci, peut être établie d'une façon certaine, soit suivant la présente invention de i à 3 mn. Cette vitesse peut être réglée d'une manière connue par le contrôle du moyen d'entraînement 10 dudit tapis 5. Les fruits tels que les fruits secs 1 sont amenés par tout moyen de chargement 4 sur ladite surface 9 du tapis 5 entraîné en continu et à vitesse constante, pour passer dans ladite enceinte 8 : celle-ci est reliée d'un côté à une source telle qu'un guide d'ondes 1 assurant le lien entre l'applicateur et le générateur, tel qu'un magnétron pouvant être disposé par ailleurs; la trajectoire et le sens des ondes est ensuite dirigé dans l'enceinte 8 pour créer un champ 2 qui est alors dans cet exemple parallèle à la surface 9 du tapis 5 et à l'autre extrémité de l'enceinte 8, une charge à eau 7 peut être disposée pour récupérer l'énergie non absorbée par les fruits 1. Après passage dans l'enceinte, les fruits sont alors évacués vers tout dispositif 6 de stockage et de remplissage pour être conditionnés ou envoyés aux distributeurs ou consommateurs. Il pourrait être également adapté dans l'enceinte 8 un système de répartition des ondes électromagnétiques micro-ondes en douche, dans lequel les ondes seraient perpendiculaires au déplacement des fruits, afin de permettre d'accroître l'efficacité du traitement et de diminuer une certaine hétérogénéité de celui-ci : il a été en effet constaté en cours d'essais qu'avec un système tel que celui sur la figure 1 avec des ondes parallèles à la surface de traitement, des températures plus hautes sur les bords, créant une certaine hétérogénéité de traitement des fruits. Différents essais et tests ont permis de vérifier le procédé et le dispositif suivant l'invention, avec en particulier à titre d'exemple de validation de ceux-ci une puissance émise de 2 KW de source de micro-ondes dans une enceinte, couplée à une vitesse de tapis permettant la désinsectisation de 60 KG par heure de dattes infectées, positionnées en vrac mais en monocouche, et d'une manière la plus uniforme en densité de surface sur ce tapis, et portées alors grâce à la puissance émise de la source de micro-ondes, à une température de 60" à 65"C, avec une durée de traitement de 2 mn et avec une température finale moyenne minimum de 60 : ni la couleur ni les sucres ne changent après ce traitement, et les insectes, ou oeufs, ou larves qui étaient présents et vivants en début de traitement, sont détruits à 100%. La présente invention peut être également considérée comme celle de l'application de champs de micro-ondes, connus par ailleurs pour le chauffage de diverses denrées alimentaires, mais utilisés ainsi à la désinsectisation de fruits, en particulier de fruits secs ou séchés, en assurant le chauffage de ceux-ci dans une fourchette de température entre 52" et 70 C pendant une durée comprise entre 1 et 3 mn; en particulier, ladite application est utilisée pour la désinsectisation de fruits contenant de 60 à 70%de la matière totale en sucre, et entre 10 et 35% d'eau de leur poids total, tels que les dattes. REVENDICATIONS 1. Procédé de désinsectisation de fruits (1), caractérisé en ce que - on soumet lesdits fruits (1) à un champ de micro-ondes (2) de puissance telle que la température desdites fruits soit comprise entre 52"C et 70 C; - on maintient lesdits fruits (1) à cette température dans ledit champ (2) de micro-ondes pendant une durée de 1 à 3 minutes. 2. Procédé de désinsectisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détermine le chauffage du champ de microondes (2) et la durée de maintien desdits fruits (1) dans ce champ, de telle façon que la température desdits fruits soit comprise entre 60 et 65 C. 3. Procédé de désinsectisation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que - on dispose lesdits fruits (1) sur un dispositif plan (5) de transport continu, suivant une répartition la plus uniforme et d'une seule épaisseur de fruits; - on couvre une partie (9) de la surface plane dudit dispositif de transport (5) par une enceinte (8), dans laquelle est diffusé ledit champ de micro-ondes (2); - on règle la vitesse dudit dispositif (5) et la puissance dudit champ de micro-ondes (2) pour que lesdits fruits (1) restent recouverts par ladite enceinte (8) et soient chauffés alors pendant la durée voulue à une température comprise dans les limites fixées. 4. Procédé de désinsectisation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites fruits contiennent entre 10 et 35% d'eau de leur poids total. 5. Procédé de désinsectisation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits fruits (1) contiennent au moins 40% de leur poids en sucre. 6. Dispositif de désinsectisation de fruits (1), caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte (8) dans laquelle une source à micro-ondes (I) émet un champ à micro-ondes (8) vers une surface (9) recevant lesdits fruits (1) et pouvant maintenir ceux-ci à une température au moins de 52"C et au plus de 70"C. 7. Dispositif de désinsectisation suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite surface (9) est celle d'un tapis (5) de transport continu desdits fruits (1), dont la vitesse est telle que, en fonction de la longueur de ladite enceinte (8), le temps de passage desdits fruits dans celle-ci soit de 1 à 3 minutes. 8. Application des champs de micro-ondes permettant le chauffage des denrées alimentaires, caractérisée en ce qu'ils sont utilisés pour la désinsectisation de fruits en assurant le chauffage de ceux-ci dans une fourchette de température entre 52"C et 70 C pendant une durée comprise entre 1 à 3 minutes. 9. Application des champs de micro-ondes suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'ils sont utilisés pour la désinsectisation de fruits contenant entre 10 et 35% d'eau de leur poids frais total. 10. Application des champs de micro-ondes suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce qu'ils sont utilisés pour la désinsectisation de fruits contenant entre 60 à 70% de leur matière fraîche totale en sucre.