Brevet FR3010869A1 — publié le 20150327

Introduction Le procédé classique de décontamination consistant à soumettre les thés de manière s très brève à de fortes températures sous l'action de vapeur sèche puis à refroidir rapidement le thé sous l'action d'un fluide de gaz froid, entraînent des pertes d'arômes relativement importantes. Bien que l'exposition thermique soit très brève, elle altère les propriétés des thés et notamment les arômes, en raison de l'échauffement. L'autre méthode la plus utilisée consiste à soumettre les thés à des rayonnements 10 ionisants qui cassent l'ADN ou les acides nucléiques des germes présents dans les thés et plantes séchées. Ces procédés altèrent moins les arômes des thés. Néanmoins, les radicaux libres générés par les rayonnements ionisants peuvent altérés les molécules d'arôme et de plus générer des entités indésirables. De plus, ces pratiques sont rarement compatibles avec is les appellations ou certifications Bio. Principe de fonctionnement A) Le procédé que nous proposons consiste à soumettre le thé ou les plantes sèches à 20 des micro-ondes par exemple à 2,45 GHz émises par au moins un magnétron fig1.2-3 d'une puissance comprise entre 1 milliwatt à 6 kilowatt , tout en les refroidissant simultanément par un jet de fluide froid gazeux ou supercritique Fig1.4-5, pour minimiser l'échauffement du substrat tel que les thés, tisanes, plantes séchées ... et minimiser la propagation thermique au substrat. L'exposition brève aux micro-ondes tout en 25 refroidissant le substrat évite ou minimise l'effet thermique directement sur le substrat qui est sec, ce qui permet de peu altérer les arômes contenus dans les substrats secs. En revanche, les structures polaires chargées électriquement ou riches en eau subissent fortement les effets des micro-ondes. Ainsi les acides nucléiques chargés, polaires et riches en eau, à cause des couches d'hydratation , seront fragmentés, les membranes 30 lipidiques polaires seront détruites les composés très hydratés seront altérés, les protéines chargées et/ou polaires seront altérées. L'exposition brève aux micro-ondes permet donc de désactiver et/ou détruire les cellules, les bactéries, virus, spores, champignons, insectes ... l'utilisation d'un gaz ou fluide supercritique froid permet de minimiser la perte des arômes sous l'action des micro-ondes. L'exposition brève aux 35 micro-ondes, préférentiellement comprises entre 1 seconde et une minute, est par exemple obtenue par la circulation du thé dans le réacteur de décontamination Fig1.1 à une vitesse tel que le passage du thé devant la source d'émission de micro-ondes dure le temps souhaité pour l'exposition. Le réacteur sera tubulaire avec une section de forme quelconque, mais dans un mode de réalisation préférentiel la forme et le diamètre du tube 40 sera telle qu'il ne permette pas la propagation des micro-ondes dans le réacteur. Ainsi le réacteur sera préférentiellement de section cylindrique avec un diamètre de 6 cm. Dans un mode de réalisation préférentiel une source de gaz froid ou de fluide supercritique froid sera disposé directement dans le guide d'onde du magnétrons(fig) de manière à souffler et ainsi refroidir le substrat lors de son passage sous l'ouverture du guide d'onde. 45 Dans d'autres modes de réalisation différentes sources de gaz froids ou de fluide supercritique seront disposées tout le long du réacteur Fig4.4 de manière à ce que le substrat soit refroidi durant son passage dans le réacteur. Les différents modes de réalisation pourront être combinés. Les gaz seront par exemple à une température so comprise entre 0 et 10°C préférentiellement 4°C. Le gaz utilisé pourra être de l'air mais préferentiellement sera un gaz neutre sans moment dipolaire. Il s'agira préférentiellement d'un gaz ou mélange de gaz insensible aux variations de champs magnétiques ou électriques. Il pourra s'agir par exemple d'azote ou de dioxyde de carbone. Dans le cas d'utilisation de gaz autre que l'air, l'injection des gaz dans le réacteur assurera 55 l'expulsion de l'oxygène du réacteur, l'oxygène pouvant altérer le substrat. Dans d'autres procédés des systèmes d'isolement pourront isoler l'atmosphère du réacteur, dans ces conditions ces systèmes permettront le chargement et éventuellement le déchargement des substrats. Ces systèmes seront disposés à chaque extrémité du réacteur. 60 B) Différents systèmes de transport de substrats à l'intérieur du réacteur pourra être utilisé de manière à faire avancer le substrat dans le réacteur pour le soumettre à l'action conjuguée des micro-ondes. Dans certains modes de réalisation un système de vis sans fin Fig2.6 pourra faire avancer le substrat dans le réacteur et permettre leur passage devant le guide d'ondes et les sources de gaz froid. La vis sans fin sera munie préférentiellement de ballets fig2.7 ou d'une membrane souple permettant de ne pas abîmer mécaniquement le substrat. Dans d'autres modes de réalisation un tapis roulant ou convoyeur permettra Fig3.8 de transporter le substrat et d'assurer son passage devant la source à micro-ondes et les sources de gaz froid. Dans un mode de réalisation particulier le convoyeur 8 aura un forme incurvée permettant le maintien du substrat sur le tapis. Des guides spéciaux 9 permettront la io mise en forme du tapis de convoyage. D'une manière générale les éléments du convoyeur ou de la vis sans fin seront dans des matériaux insensible aux micro-ondes tel que le téflon vuitton... 15 Dans d'autres modes de réalisation l'inclinaison du réacteur assurera F1g4 le passage des substrats devant la source à micro-ondes, notamment le degré d'inclinaison permettra de contrôler la vitesse à laquelle le substrat passe devant la source de micro-ondes. Dans cette configuration les gaz de refroidissement peuvent être également moteurs, leur direction et leur vitesse de soufflage permettant de contrôler la vitesse de 20 circulation des substrats dans le réacteur Fig4.4. C) Différents modes de chargement et de déchargement du substrat peuvent être adaptés au réacteur, notamment des systèmes de chargement à chambre translatée, à chambre tournante à plateau vibrant ... 25 Dans certains modes de réalisation un système de doseuse Fig5.10 pourra être adapté à l'entrée du dispositif de chargement cylindre tournant Fig5. Ce système de chargement comprendra deux cylindres emboîtés tournant en sens inverse, le cylindre le plus intérieur 11 sera plein, et muni d'une cavité 12 percée en son fond par une série de pores 13 à l'opposé de l'ouverture de la cavité. Le cylindre extérieur incluant le cylindre intérieur sera 30 muni d'une ouverture 14 de même taille que l'ouverture de la cavité du cylindre intérieur. Les deux cylindres seront inclus dans une chambre cylindrique 14, munie de deux ouvertures 16 au-dessus et en-dessous de même dimension que les ouvertures des deux cylindres précédents, et de deux séries de pores opposées et disposées latéralement en position équatoriale 17. Chaque série de pores de la chambre cylindrique 35 sera disposée sur un bosselage extérieur 17 permettant d'éviter l'occlusion des pores lors du croisement avec les pores disposés sur le cylindre intérieur durant la rotation des différents cylindres. En position : Fig5-a) les ouvertures des cylindres sont alignées vers le haut avec l'ouverture de la 40 chambre cylindrique, et permet le remplissage de la cavité. La doseuse délivre alors une quantité de substrats suffisante pour remplir la cavité mais inférieure au volume de chargement de la cavité pour éviter le broyage ou l'écrasement d'une partie de substrats quand les cylindres tourneront. Fig5-b) en tournant en sens inverse par exemple 1/4 de tour la cavité de cylindre intérieur 45 est occultée par le cylindre extérieur alors que les pores du fond de la cavité sont positionnés en face de l'ouverture du cylindre extérieur en vis-à-vis du premier bosselage de la chambre cylindrique. Le premier bosselage est relié à une pompe à vide vidant l'atmosphère de la cavité (atmosphère extérieure). Fig5-c) en continuant les rotations en sens inverse par exemple 1/4 de tour supplémentaire 50 pour atteindre Y2 tour, les deux ouvertures des cylindres intérieur et extérieur s'alignent sur l'ouverture basse de la chambre cylindrique, permettant au contenu de la cavité d'être déversé à l'intérieur du réacteur sans contamination de l'air extérieur, les pores du fond de la cavité étant occultés par le cylindre extérieur. Dans certains modes de réalisation un jet de gaz permettra de vider la cavité du cylindre. 55 Fig5-d) en continuant la rotation par exemple 1/4 de tour pour atteindre 34, les pores du fond de la cavité s'alignent avec l'ouverture du cylindre extérieur en face du second bosselage lui-même relie à un second vide permettant de pomper l'atmosphère provenant du réacteur vers l'intérieur du réacteur. Puis un autre cycle recommence. Les vides sont réalisés par des pompes ou des Venturi pompant les atmosphères respectivement vers 60 l'extérieur et vers l'intérieur du réacteur. 5 D) N'importe quel mode de production de gaz froids ou de fluide supercritique peut être utilisé pour produire le gaz et fluide de refroidissement du réacteur. Il sera toutefois préféré des méthodes de tube à vortex pour produire le gaz froid et les fluides supercritiques. E) Dans certains modes de réalisation du CO2 supercritique est utilisé comme fluide de refroidissement à la place de du gaz froid, li pourra s'agir de CO2 supercritique entre une température de 0 et 10°C. Dans ces conditions un chargeur et un déchargeur isolant l'atmosphère du réacteur de l'atmosphère extérieur sera utilisé. 10 Le CO2 supercritique sera capable de piéger les molécules d'arôme s'échappant du substrat sous l'action des micro-ondes. En sortie de réacteur lorsque le CO2 s'évaporera sous forme de gaz les molécules aromatiques seront déposées à nouveau sur le substrat qui les absorberont. Le substrat pourra ainsi conserver une forte teneur en arôme. 15 D) Dans certains modes de réalisation l'exposition brève d'un substrat aux micro-ondes simultanément à un fluide supercritique froid tel que le CO2 supercritique froid permet d'extraire les arômes du substrat et de les recondenser par évaporation du CO2. Dans certains modes de réalisation cette méthode est employée sur des plantes fraîches. LEGENDES DE L'ENSEMBLE DES FIGURES 1) tuyau / tube réacteur 2) guide d'ondes 3) magnétron 4) arrivée gaz ou fluide critique froid io 5) gaz froid ou fluide supercritique 6) Vis sans fin 7) ballet ou membrane souple 8) tapis de convoyeur 9) guides spéciaux de la mise en forme du tapis de convoyeur 15 10) système de doseuse 11) cylindre tournant intérieur 12) entrée cavité cylindre intérieur 13) pores disposés au fond de la cavité du cylindre intérieur 14) ouverture du cylindre extérieur de même taille que l'ouverture de la cavité du cylindre 20 intérieur 15) chambre cylindrique 16) ouverture de la chambre cylindrique 17) bosselage muni de pores de la chambre cylindrique REVENDICATIONS1) Procédé de décontamination de substrats tel que thés et plantes sèches, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre entre une seconde et une minute lesdits substrats simultanément à des micro-ondes (2) et à un fluide froid (4,5), tel que gaz froid, gaz supercritique froid. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de la soumission du substrat aux micro-ondes soit déterminée par la vitesse de circulation du substrat dans le réacteur. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat soit soumis à un gaz froid durant tout son passage dans le réacteur. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de micro- ondes comprenne au moins un magnétron (3) . 5) Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le réacteur soit de section circulaire (1) avec préférentiellement un diamètre de 6 centimètres 6) Procédé selon les revendications 1 à 5 , caractérisé en ce que le réacteur comporte des moyens (6,7,8) pour faire circuler le substrat à une vitesse contrôlée. 7) Procédé selon les revendications 1 à 6 , caractérisé en ce que le réacteur dispose de moyens de chargement (10,11,15,14) et de déchargement du substrat permettant d'isoler l'atmosphère du réacteur de l'atmosphère extérieure 8) Procédé selon les revendications 1 à 7 , caractérisé en ce que le fluide de refroidissement soit du CO2 supercritique. 9) Procédé selon les revendications 1 à 8 , caractérisé en ce que le fluide de refroidissement supercritique permettent d'extraire les arômes d'un substrat, pour le recondenser sur le même substrat. 10) Procédé selon les revendications 1 à 8 , caractérisé en ce que le fluide de refroidissement supercritique permette d'extraire les arômes d'un substrat, pour le recondenser séparément du substrat.40