Brevet FR2702132A1 — publié le 19940909

La présente invention est relative à un procédé de traitement, notamment par la chaleur. Elle vise tout particulièrement les produits à pasteuriser et/ou stériliser et/ou devant subir un traitement thermique ou physico-chimique, couramment rencontrés dans les industries alimentaires, pharmaceutiques ou chimiques traitant des substances pompables, chargées ou non chargées, en vue de les maintenir à des conditions données (température), pendant un temps de séjour adéquat, assurant ainsi une destruction partielle ou totale de la flore microbienne, et/ou un changement d'état de tout ou partie du produit. Dans le cas de la pasteurisation, les produits sont portés à une température de chauffage inférieure à 100 "C, soumis à cette température pendant un temps variable, puis subissent un refroidissement rapide avant d'entre conditionnés ; ce traitement élimine la flore microbienne pathogene et diminue la charge microbienne totale. Néanmoins, cette opération ne rend pas stériles les produits, ils doivent donc être conservés au froid, ou pour une conservation plus longue, être stérilisés dans leur conditionnement individuel.Dans le cas d'une stérilisation continue, les produits sont portés, en fonction de leur pH à une température qui peut aller jusqu'à 150 "C ou plus, et soumis à cette température durant un temps plus ou moins long pour assurer une destruction totale de la flore microbienne, avant d'être refroidis à la température requise pour un conditionnement aseptique. Le procédé, objet de l'invention, permet d'assurer le maintien du produit qui subit la pasteurisation et/ou la stérilisation, et/ou aux traitements physico-chimiques au niveau des caractéristiques requises pendant le temps de séjour choisi, garantissant que la totalité du produit a effectivement été sujet aux traitements nécessaires. Les procédés d'échanges thermiques continus connus sont généralement calculés pour une certaine charge de matière (capacité, niveau de température) et pour un produit bien spécifique. En cas de modification d'un des paramètres, il faut ajuster les éléments constitutifs par adjonction ou suppression d'éléments pour satisfaire aux nouvelles conditions d'opérations. Ceci est particulièrement critique en ce qui concerne le chambrage. L inconvénient majeur de ces procédés est qu'ils entraînent tous un arrêt de l'installation. La présente invention se propose de pallier cet inconvénient en apportant un nouveau type de procédé qui évite l'arrêt de tout système continu de traitement thermique de pasteurisation et/ou stérilisation et/ou physico-chimiques, en adaptant instantanément aux nouvelles conditions d'utilisation et de fonctionnement, le dispositif de chambrage. En conséquence, le procédé de traitement, objet de cette invention, se caractérise en ce qu'il permet le passage du produit en cours de traitement physico-chimique tel que notamment de pasteurisation et/ou stérilisation, de manière ininterrompue, d'au moins une section de chauffage de l'échangeur thermique où sa température a été portée à la valeur requise ou d'au moins une capacité de préparation, dans au moins une chambre de volume variable, dans laquelle il est maintenu dans les conditions requises par le traitement pendant un temps adéquat, le volume de ladite chambre étant ajusté automatiquement et immédiatement pour que le temps de séjour du produit soit conforme aux conditions souhaitées. Dlautres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence au dessin annexé qui en illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. La figure unique est une vue, en coupe en élévation frontale, d'un mode de mise en oeuvre du procédé. Selon un exemple préféré de mise en oeuvre de ce procédé, le produit devant subir un traitement physico-chimique tel que notamment un traitement de pasteurisation ou de stérilisation, chemine dans le corps 1 de l'appareil 2 appelé chambreur. Cet appareil 2 est généralement constitué par au moins une enceinte cylindrique divisée en deux parties 1 et 3, la séparation entre les deux étant assurée par une bague 9 portant une garniture d'étanchéité appuyant sur le piston 8 mobile, l'espace 3 est parcouru par un fluide gazeux ou liquide tel que notamment de la vapeur qui se condense partiellement ou totalement, les calories résultant de ce changement d'état assurant le maintien en température et donc en état stérile de la partie mobile de l'appareil. L'arrivée du fluide gazeux ou liquide s'effectue par un orifice 4 placé à l'extrémité de l'enceinte, tandis que sa sortie a lieu en partie basse à son autre extrémité 5 afin de favoriser l'écoulement des condensats. Par ailleurs, cette enceinte est occultée dans sa partie avant par un couvercle 6 amovible garantissant ainsi une étanchéité absolue entre le chambreur proprement dit et le milieu extérieur. La partie arrière 7 est ouverte et laisse le passage libre au déplacement d'un piston 8 dont le rôle sera explicité ci-dessous. Ladite enceinte est élaborée à partir d'un matériau dont les caractéristiques sont fonction des exigences du traitement et du produit. Ainsi, généralement cette enceinte est élaborée en acier inoxydable à haute teneur en chrome ou dans un matériau composite tel que notamment revêtue d'une couche de PTFE. Elle présente en outre un excellent état de surface sur sa paroi interne afin de favoriser le déplacement dudit piston et son coulissement au travers d'une pluralité de garnitures 9, 10 judicieusement placées sur la course dudit piston, les garnitures d'étanchéité étant notamment choisies parmi celles qui résistent aux hautes températures, aux pressions régnant dans l'enceinte ou à l'agression des produits contenus dans cette dernière. Selon un mode préféré de réalisation de cette enceinte, elle est élaborée en une pluralité de portions cylindriques 11, 12, l'une d'elles servant d'enceinte de protection, l'autre n'étant pas soumise à des transferts de chaleur importants (mis à part le transfert par conduction dans la matière), mais permettant aux produits de rester confinés dans cette portion, pendant un laps de temps voulu par le procédé. Ces chambres sont contiguës et leur volume respectif peut être balayé par la course du piston. Le procédé, objet de l'invention, vise justement l'adaptation de la position du piston en fonction des conditions du traitement. On prévoit préférentiellement de placer les orifices d'entrée 13 et de sortie 14 du produit sur la deuxième chambre 11, à chaque extrémité, en partie haute et basse, l'entrée se faisant à la partie basse à l'exact opposé de la sortie. La jonction entre les diverses chambres de l'enceinte est réalisée par tout moyen connu (bridage, soudage, remboîtage) résistant à des contraintes de pressions et de températures élevées, néanmoins l'assemblage est rigide et comporte dans chaque chambre, des moyens de guidage pour le piston comme les garnitures 9, 10 (précédemment citées) ou justement les portées 15 de raccordement. Afin d'assurer un remplissage constant de la chambre de séjour 2, la tuyauterie 16 connectée à l'orifice de sortie 13 du fluide est de longueur suffisante, générant une pression hydrostatique et donc une perte de charge qui contrecarre la pression de remplissage amont. Le mode opératoire du procédé est le suivant : en fonction du type de produit à traiter, notamment de son débit, la course axiale du piston est adaptée par simple déplacement le long des portions de l'enceinte, maintenant ainsi un volume de chambrage adéquat. Le déplacement du piston est assuré par un organe moteur 17, connecté à son extrémité libre 18, cet organe pouvant être mécanique, hydraulique, électrique. Dans le cas de procédé continu, un automate peut gérer toutes les informations provenant des capteurs (températures, débits) situés sur l'installation, il agit selon les lois de traitement à effectuer sur le produit entrant (respect du temps de séjour dans la zone de maturation) par une indexation correcte de la course du piston. Tout changement de consigne du produit amont génère automatiquement une mise en place de l'installation par une modification des paramètres du procédé, telle que notamment une augmentation ou une réduction du débit du fluide caloporteur, un mouvement du piston, et ce sans démontage de l'installation. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés cidessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Procédé de traitement caractérisé en ce qu'il permet le passage du produit en cours de traitement physico-chimique tel que notamment de pasteurisation et/ou stérilisation, de manière ininterrompue, d'au moins une section de chauffage de l'échangeur thermique où sa température a été portée à la valeur requise ou d'au moins une capacité de préparation, dans au moins une chambre (2) de volume variable, dans laquelle il est maintenu dans les conditions requises par le traitement pendant un temps adéquat, le volume (20) de ladite chambre (2) étant ajusté automatiquement et immédiatement pour que le temps de séjour du produit soit conforme aux conditions souhaitées. 2 - Intallation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arrivée du fluide stérilisant s'effectue par un orifice (4) placé à l'extrémité de l'enceinte (3), tandis que sa sortie (5) a lieu en partie basse à son autre extrémité afin de favoriser l'écoulement des condensats ou du liquide stérilisant. 3 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enceinte (1) est occultée dans sa partie avant par un couvercle (6) amovible garantissant une étanchéité absolue de la chambre (2) par rapport au milieu extérieur et sa partie arrière (7) est partiellement ouverte et laisse le passage libre au déplacement d'un piston (8). 4 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enceinte (1) est élaborée à partir d'un matériau comptabile avec les exigences du procédé et les caractéristiques du produit, tel que notamment en acier inoxydable ou dans un matériau composite, tel qu'éventuellement l'enceinte est revêtue d'une couche de PTFE, présentant en outre un excellent état de surface sur sa paroi interne. 5 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on dispose, pour favoriser le déplacement dudit piston (8) et son coulissement, une pluralité de garnitures (9, 10) judicieusement placées sur la course dudit piston, les garnitures d'étanchéité étant notamment choisies parmi celles qui résistent aux hautes températures, aux pressions régnant dans l'enceinte (1) ou aux agressions du produit contenu dans cette dernière. 6 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est élaborée en une pluralité de portions cylindriques (11, 12), l'une d'elles servant d'enceinte de protection, l'autre n'étant pas soumise à des transferts de chaleur mais permettant aux produits de rester confinés dans cette portion pendant un laps de temps voulu par le procédé. 7 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on prévoit préférentiellement de placer les orifices d'entrée (14) et de sortie (13) du produit sur la chambre (2), à chaque extrémité, en partie haute et basse. 8 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que pour assurer un remplissage constant de la chambre (2) de chambrage, la tuyauterie (16) connectée à l'orifice de sortie (13) du fluide est de longueur suffisante, générant une pression hydrostatique et donc une perte de charge adéquate contrecarrant la pression de remplissage amont. 9 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'adaptation du volume de la deuxième chambre est assurée par le déplacement du piston (8), mû par un organe moteur (17), connecté à son extrémité libre (18), cet organe pouvant être éventuellement mécanique, hydraulique, électrique. 10 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un automate gère toutes les informations provenant des capteurs (températures, débits) situés sur l'installation, agissant selon les lois de traitement à effectuer sur le produit entrant, respect du temps de séjour dans la zone de chambrage, par une indexation correcte de la course du piston.