FR3121579A3 - Utilisation d’un rayonnement pour éliminer les organismes indésirables sous gaz neutre pour protéger des produits alimentaires sensibles - Google Patents
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Abstract
Un procédé de décontamination d’un produit alimentaire, comprenant la mise en contact de ce produit avec un rayonnement UV, se caractérisant en ce que avant d’être mis en contact avec le rayonnement UV, le produit a subi une étape de désoxygénation, au cours de laquelle il a été mis en contact avec un gaz neutre tel l’azote, l’argon ou leurs mélanges.
Description
La présente invention concerne le domaine de l’industrie alimentaire, et s’intéresse tout particulièrement aux procédés mettant en œuvre des rayonnements pour réduire la présence de microorganismes au sein de produits alimentaires sensibles tels que jus de fruits, lait, vin etc…. .
On sait que l’utilisation d’ UV pour réduire les microorganismes dans de tels milieux fait l’objet d’une littérature abondante, et on sait notamment qu’un rayonnement bien choisi permet d’éliminer une grande partie des microorganismes vivants indésirables dans un tel produit alimentaire sensible. Mais cette technique, actuellement très utilisée dans le traitement de l’eau, n’est que peu utilisée en pratique dans les applications agroalimentaires.
On sait que les UV ont été utilisés à exploratoire pour décontaminer des jus de fruit, du lait, associant une lampe UV émettant à 254 nm avec un système dit de « turbulation », i.e le moyen de fortement agiter le liquide à traiter. En effet, les UV ne pénètrent pas forcément facilement dans des liquides, en particulier plus ou moins opaques comme le lait. Il faut donc assurer la radiation de l’ensemble du produit, donc renouveler au maximum le contact avec les UV.
On connait, dans ce domaine de la maitrise de la qualité bactériologique des produits alimentaires :
- La pasteurisation (ou débactérisation thermocontrôlée) avec une rapide chauffe (très souvent entre 62°C et 93°C) suivie d’un rapide refroidissement. Les microorganismes sont significativement réduits mais pas totalement éliminés. La température maximale applicable est limitée pour limiter les effets néfastes sur le produit lui-même.
- La stérilisation : dans laquelle la température appliquée est plus élevée (>100°C) où l’ensemble des microorganismes sont éliminés. Spécifiquement pour les conserves on parle d’ « appertisation » (121°C).
Les principaux défauts proviennent de la dépense d’énergie en chauffage et en refroidissement pour réaliser l’élimination des microorganismes, ainsi que de la modification possible du produit du fait du chauffage.
D’autres méthodes dites non thermiques existent, telles que les champs électriques ou magnétiques ou encore la lumière pulsée, les hautes pressions hydrauliques, les ultrasons et les plasmas froids, méthodes très rarement pratiquées.
Revenons-en donc aux méthodes mettant en œuvre des rayonnements UV, méthodes déjà couramment utilisées dans les piscines en combinaison avec du chlore.
Un phénomène crucial vient se greffer sur l’action de désinfection des UV, lié au fait que les UV peuvent contribuer fortement à promouvoir les réactions d’oxydation de composés organiques.
Et en conséquence les expérimentations menées par la Demanderesse démontrent sans ambiguité l’importance, pour empêcher une dégradation, même partielle, du produit, d’éliminer l’oxygène dissous contenu par ce dernier, avant le traitement d’irradiation, ceci afin d’éviter les effets néfastes induits tels que l’oxydation des composés d’intérêt du produit (les vitamines par exemple).
Conformément à l’invention, on procède à une désoxygénation du produit, par exemple du liquide, avant d’envoyer ce produit vers l’étape d’élimination des microorganismes par UV.
Selon un mode de mise en œuvre préféré de l’invention, on injecte dans le produit un gaz dépourvu d’oxygène et on procède à un mélange intime du produit, de façon à désorber le maximum d’oxygène dissous.
Le gaz dépourvu d’oxygène peut être qualifié de neutre et on le préfèrera peu soluble dans le liquide. L’azote ou l’argon sont d’excellents gaz utilisables dans une grande partie des liquides alimentaires.
On peut procéder à une désoxygénation selon les méthodes déjà connues telles que :
- En mode « lot » ou en continu.
- En ligne par des injecteurs spécifiques.
- En colonne à contre ou à co-courant.
- Sous forme de films.
- Dans des réacteurs agités…etc….
Le procédé pourra mettre en oeuvre un contacteur gaz-liquide tels qu’un injecteur, un mélangeur statique… dans lequel le mélange sera implémenté, pour travailler de préférence en régime hydraulique turbulent, puis d’un séparateur gaz-liquide (y compris une simple cuve tampon sachant que dans ce cas, le liquide et le gaz sont séparés dans le ciel gazeux surplombant la cuve) pour évacuer du liquide le gaz, qui aura donc capturé une grande partie de l’oxygène qui était présent dans le liquide.
Le choix des équipements, leur dimensionnement et le choix des paramètres opératoires (débit, pression…) permettent d’assurer la qualité de la désorption et donc la désoxygénation du liquide aux niveaux requis par les produits.
Ensuite, le liquide désoxygéné pourra être envoyé dans l’étape d’irradiation aux UV. Là aussi, le procédé sera adapté et optimisé de façon à favoriser l’irradiation et donc à assurer une élimination maximale des microorganismes indésirables.
A titre illustratif, considérons le cas de l’embouteillage de jus d’orange.
Classiquement, les procédés d’embouteillage comportent un dégazage sous vide pour désorber une partie de l’oxygène dissous (chauffe, dégazage à proprement parler avec un dispositif pour condenser les molécules organiques volatiles intéressantes -comme les arômes afin de les réintroduire après et donc éviter de les perdre-) puis un refroidissement avant d’arriver dans un pasteuriseur.
Même si une partie de l’oxygène est éliminé avant d’arriver dans le pasteuriseur, une partie des molécules intéressantes est perdue et les coûts opératoires sont élevés (chauffe, vide, refroidissement).
Selon la présente invention, la partie pasteurisation et récupération des arômes/composés organiques volatils est remplacée par une désoxygénation en ligne utilisant de l’azote pur par exemple.
La température est alors conservée (assez froide, en général, <10°C), l’azote est injecté dans un ratio de 0,5 à 1 Nm3pour chaque m3de jus à traiter, le tout à la pression de refoulement de la pompe qui alimente tout le procédé.
On recherche en général une teneur résiduelle en oxygène dissous assez faible (typiquement < 1 mg/l par exemple). Une cuve tampon de réception du liquide désoxygéné est utilisé comme séparateur (appelée souvent aussi « cuve de lancement »).
Claims (1)
- Procédé de décontamination d’un produit alimentaire, comprenant la mise en contact de ce produit avec un rayonnement UV, se caractérisant en ce que avant d’être mis en contact avec le rayonnement UV, le produit a subi une étape de désoxygénation, au cours de laquelle il a été mis en contact avec un gaz neutre tel l’azote, l’argon ou leurs mélanges.
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