BE1001709A6 - Dispositif pour la sterilisation en continu de denrees alimentaires placees. - Google Patents

Abstract

Le dispositif pour la stérilisation en continu de denrées alimentaires, muni de chambres de chauffage, de stérilisation et de refroidissement est caractérisé par le fait que les chambres sont séparées par des portes (4) qui peuvent être fermées par des moteurs électriques (5) et des engrenages réducteurs (6), la première chambre (1) étant prévue pour la préparation, la deuxième (2) pour le chauffage et la stérilisation et la troisième (3) pour le refroidissement des chambres (8, 12) étant prévues pour assurer le maintien permanent d'une pression de service.

Description

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    Dispositif pour la stérilisation en continu de denrées alimentaires placées.   



   L'invention concerne un dispositif pour la stérilisation en continu de denrées alimentaires placées dans des rdcipients,   A   mode de construction horizontal, comportant des chambres pour le chauffage, la   Sterilisation   et le refroidissement, lesdites chambres étant separees les unes des autres par des portes de Separation montantes et descendantes. 



   Un tel dispositif est connu par le brevet CH-PS 406 810, celui-ci tant toutefois de type horizontal et ne permettant pas le transport de conserves à travers le dispositif ni équilibrage de pression, car dans ce dispositif on applique un transport de projections d'eau et qu'il est   necessaire   de travailler toujours avec la   rnême   eau et la structure appelée dans ce brevet "équilibrage de pression" ne pouvant pas remplir sa fonction. Si l'on travaillait dans ce cas sous vide, le fluide stérilisant serait aspiré vers l'extérieur dans le cas d'une application concrete. Donc, si l'on appliquait concrètement le dispositif connu, celui-ci ne serait approprie   qu'à   la stérilisation de récipients en films minces d'aluminium ou de matière plastique. 



   Dans un dispositif connu à structure verticale (demande de breet allemand 16 17 987) la pression de vapeur d'eau necessaire est obtenue en colonnes   separees   au moyen d'une pression hydraulique dont l'application est   répétée   plusieurs fois. Mais l'eau et la vapeur d'eau n'ont pas le même coefficient de conductibilite thermique. 

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 Ceci rend ce dispositif peu sûr et très compliqué sur le plan technique. Lors du passage de denrées alimentaires   a   travers des colonnes verticales, il se produit par ailleurs une variation constante de la pression en fonction de la hauteur de la colonne d'eau. 



   L'invention a par consequent pour obejt de développer un dispositif du type mentionné dans l'introduction, de manière & obtenir un produit plus stable et une stérilisation directe la vapeur tout en évitant les oscillations de pression. 



   L'invention obtient ce resultat de manière surprenante, en assurant une pression de service constante d'une manière permanente par des chambres hydrostatiques disposées en   surélévation   et en réalisant le chauffage sterilisant exclusivement dans de l'eau chaude placee sous pression. 



   Dans le dispositif horizontal selon l'invention, les denrées alimentaires, dans leurs récipients, se trouvent cosntamment dans l'eau et sont toujours places sous la même pression, celle-ci étant   réglée   de maniere constante    &    l'aide des recipients hydrostatiques. Ainsi, le fluide de transmission calorique est uniquement de l'eau, ce qui a pour effet une transmission de chaleur   reguliere   pendant tout le deroulement du processus de stérilisation. 



   Pour assurer, par la Sterilisation, la destruction des micro-organismes par exemple des Clostridium Botulinum, à savoir des toxines alimentaires, ces dernières sont soumises lors du chauffage à une temperature d'eau allant jusqu'à   120oC,   ce qui correspond à une pression d'environ 2 bars. 



   Si d'autre part la conserve n'est pas suffisamment refroidie après la stérilisation, elle peut se deformer, s'ouvrir ou se rompre si des oscillations de pression surviennent.   Frequemment,   cela se produit dans des dispositifs de stérilisation pendant la phase de 

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 transition entre le chauffage et le refroidissement, pendant laquelle il est tres difficile d'assurer une pression constante   reguliere.   



   Grace à l'invention, ces oscillations d'une part, et les variations de pression pendant le processus d'autre part sont évitées car les récipients hydrostatiques disposes en   surélévation   maintiennent constamment la même pression   A   l'interieur du dispositif horizontal fonctionnant en continu. 



   Par rapport au niveau connu de la technique, le dispositif selon l'invention necessite une quantité d'eau sensiblement inférieure, deux tubes relativements minces fournissent la pression constante (2 bars) à l'aide des recipients hydrostatiques disposes à une hauteur suffisante (20 m). Seuls des tapis porteurs horizontaux sont nécessaires et ceux-ci sont tres courts. Leur consommation énergétique est minime. Ils ne fonctionnent que pendant un temps bref lorsque les charges de denrées alimentaires sont transportees de l'une des chambres vers 
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 l'autre. Il. n'y a qu'un seul fluide de transfert de chaleur, à savoir l'eau, par conséquent le coefficient de conductibilite thermique est   toujours 1e même i 1e   processus technologique est compensé, le mode de   realisation   est simplifie. 



   Grace à l'invention, on évite légalement les temps d'attente parce que le processus en continu peut se derouler plus rapidement puisque les trois phases, à savoir la preparation, la   Sterilisation   et le refroidissement se deroulent simultanément dans trois chambres branchées en serie. 



   En outre, les récipients contenant les denrees alimentaires sont déjà hermétiquement fermes lorsqu'ils pénètrent dans le dispositif horizontal, de maniere à interdire tout risque additionnel de contamination. En outre, le transport lineaire est beaucoup plus simple par 

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 rapport à celui par plateau en spirale d'une capacité limitee qui tourne alternativement d'abord dans la direction de remplissage et ensuite dans la direction 
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 d'evacuation. 



   Un exemple de mode de réalisation de l'invention qui permet de comprendre nettement son principe, est explique ci-dessous en se   refermant   au dessin annexé. Celui-ci represente une coupe verticale suivant un mode de   realisation   du dispositif horizontal pour la Sterilisation en continu de denrees alimentaires. 



   Trois charges différentes de denrees alimentaires se trouvent simultanément placees dans le processus de stérilisation en continu se deroulant en permanence dans les chambres 1, 2 et 3, la   premiere   charge se trouvant dans la phase de preparation, la deuxième dans la phase de stérilisation et la troisieme dans la phase de refroidissement. Les trois phases sont décrites separement ci-dessous. 



   La chambre de chauffage 2 doit d'abord etre amenée à la température de service, ce qui est   réalisé   comme suit : d'abord on abaisse à l'aide des moteurs electriques equipes d'engrenages reducteurs 6 les deux portes de séparation 4 ; ensuite, en ouvrant la vanne 27 on remplit la chambre 2 avec de l'eau venant du récipient hydrostatique 8 et passant par une conduite 7. Suite   à la   pression hydrostatique, le récipient principal de chauffage 18 se remplit en même temps d'une faible   quantite   d'air restant conservee dans ce recipient pour compenser la pression, par exemple sous le ressort à membrane flexible. 



   Simultanément, la pression hydrostatique causee par l'effet de la surélévation du recipient 8, ferme hermétiquement les deux portes 4. A ce moment, la pompe de circulation 17 est enclenchée : de la vapeur venant de la chaudière est amenée à travers le gicleur 11 de telle 

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 sorte que de l'eau pénètre tangentiellement dans la chambre 2   a   travers le tube 20. La temperature souhaitee est obtenue au moyen de thermostats automatiques habituels qui règlent 1'apport de vapeur à travers le gicleur 11. Il ne peut pas y avoir évaporation de l'eau car, à la temperature de saturation, le recipient hydrostatique S maintient la pression de service à sa valeur limite.

   Pour detruire les micro-organismes, par exemples les Clostridium Botilunum pendant la stérilisation, les denrees alimentaires sont chauffées à des températures d'eau allant   jsuqu'à     120. C,   ce qui correspond à une pression de 2 bars. 



   Le remplissage de la chambre préliminaire 1 s'effectue lorsque la chambre de réception 2 se trouve déjà   A   la température de service (température de stérilisation). Un transporteur horizontal 23 sans fin, dispose dans la chambre préliminaire   1,   remplit celle-ci de la charge 21 de denrees alimentaires préparées, et la porte d'entrée 22 se ferme. L'air restant dans cette chambre de preparation est progressivement repousse vers le haut par l'eau et évacue à travers la soupape de ventilation 16. L'eau refluant dans la chambre préliminaire 1 doit etre chaude pour qu'ulterieurement, lors de l'ouverture de la porte de séparation, la difference de température entre les deux chambres soit aussi basse que possible. Cette eau chaude provient du recipient de chauffage d'appoint 10 qui est chauffe au moyen du gicleur de vapeur 11.

   Le chauffage du récipient 18 tout comme celui du recipient 10 s'effectue par de la vapeur dérivée de la même conduite. Pour la protection contre les coups de belier, on a prévu pour compenser la pression dans les chambres 1 et 2, le récipient 15 qui est également rempli d'eau ; le coussin d'air résiduel supprime le coup de bélier à la fin de l'opération de remplissage. Tout est pret maintenant pour transférer la 

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 charge 21 de denrées alimentaires à la phase suivante, à savoir la phase de   Sterilisation   se deroulant dans la chambre 2. 



   Le premier transfert de la charge de denrées alimentaires vers la phase de stérilisation est exécuté alors que la compensation de pression dans les chambres 1 et 2 s'est effectuee de manière similaire à celle ayant lieu dans un sous-marin. Lorsque s'ouvre la   premiere   porte de séparation 4 au moyen d'un moteur electrique 5 muni d'un engrenage réducteur 6, les denrées alimentaires 21 sont transportées de la chambre préliminaire 1 dans la chambre de chauffage 2 par les deux transporteurs 23. 



  Après ce transfert de la charge de denrées alimentaires 21, la première porte de séparation 4 se ferme, ensuite l'eau est évacuée de la chambre préliminaire   1 à   travers la vanne 28, prealablement toutefois la vanne d'admission 26 a ete fermée. Pendant l'evacuation, la soupape de ventilation 16 est en communication avec   11 air   ambiant et facilite la sortie de l'eau de la chambre 1. Après l'evacuation de la quantité totale de   l'eau,   la porte d'admission 22 peut être ouverte à nouveau pour recevoir une nouvelle charge de   denrees   alimentaires. 



   La stérilisation des denrées alimentaires s'effectue alors dans la chambre de chauffage 2 ; la température requise est obtenue par le gicleur de vapeur 11 et la pompe de circulation 17. Les coussins d'air qui se produisent annulent conjointement à l'effet du ressort flexible, par exemple une membrane, toutes les oscillations de pression qui se produisent suite au processus d'expansion thermodynamique, de la condensation, du mélange, lorsque la vapeur a une température plus   elevée   et la pression venant du gicleur 11, pénètrent directement dans l'eau dont la temperature et la pression sont plus basses. Entre temps, on maintient une pression constante du fait de la   surelevation   du récipient 

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 hydrostatique pendant tout le deroulement du processus.

   La différence de hauteur entre les deux recipients 
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 hydrostatiques 8 et 12 est d'environ 1 m, le recipient 8 tant le plus haut. 



  Le remplissage d'eau de la chambre 3 s'effectue apres le déroulement de la duree de Sterilisation requise dans la chambre de chauffage 2, la chambre de préparation 1 ayant déjà   été   remplie d'eau chaude et de denrées alimentaires antérieurement. Pour obtenir de l'eau chaude dans la chambre 2, on remplit d'abord la chambre 3 avec de l'eau chaude venant du recipient de chaufage d'appoint 10 et passant à travers le tube 25 et la vanne d'admission 26. Le remplissage d'eau chaude ou la compensation de pression dans les chambres 1 et 3 peuvent être executes pendant le deroulement du processus continu. 



   Le deuxième transfert des denrees alimentairesplacées dans les boites s'effectue après la compensation de pression dans les trois chambres. Les deux portes de séparation 4 s'ouvrent simultanément au moyen du moteur electrique 5 muni d'un engrenage reducteur 6. Des transporteurs sans fin horizontaux identiques à ceux de la chambre 1 sont   egalement   prevus dans les chambres 2 et 3. 



  Si les deux portes 4 sont ouvertes, les trois transporteurs 23 sont enclenches et la charge 21 de denrées alimentaires déjà   préparees   sort de la chambre de préchauffage 1 et pénètre dans la chambre de chauffage 2, la charge déjà sterilisee venant de la chambre 2 passe dans la chambre de refroidissement 3. Lorsque le transfert des denrees alimentaires est acheve, les deux portes de séparation 4 se ferment. Pendant cette opération, le deuxième récipient de compensation 15 à soupape de ventilation 16, exerce la même fonction que le récipient 15 lors du remplissage de la chambre préliminaire 1. 



   Le refroidissement de la charge de denrees alimentaires   placees   sous pression dans la chambre 3 

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 commence par l'ouverture de la vanne d'admission de   l'eau   froide 29 qui reflue à travers le clapet de non-retour 14 et la vanne 27, la vanne d'admission 26 étant alors fermée. L'eau de refroidissement continue de refluer à travers le tube 13 jusqu'au deuxieme récipient hydrostatique 12 qui est placé légèrement plus bas, d'1 m par exemple, que le recipient hydrostatique 8. 



   On obtient ainsi une différence de pression très faible entre les chambres 3 et 2, le joint place sur la deuxième porte de séparation 4 assurant sa fonction. On évite ainsi tout mélange de l'eau chaude de stérilisation avec l'eau de refroidissement, mélange qui pourrait se produire si la deuxième porte 4 n'était pas fermee hermétiquement. L'écoulement sous pression de l'eau froide continue alors, ceci étant assure par le recipient hydrostatique 12. Pour empêcher tout bombage des récipients contenant les denrées alimentaires encore chaudes, ces récipients sont places sous pression. Sur le récipient de pression 12, une soupape de trop plein est prévue. 



   Lorsque la   température à l'interieur   des récipients contenant les denrées alimentaires s'abaisse peu à peu, la pression intérieure s'abaisse également ; le refroidissement peut être poursuivi à l'aide de l'eau froide courante, sans impliquer l'autre récipient hydrostatique 12. A cette fin, on ouvre la vanne d'évacuation 30 après fermeture de la vanne 27. 



   La sortie des denrées alimentaires stérilisées a lieu après l'écoulement du temps de refroidissement nécessaire. La vanne 29 d'admission de 1'eau froide se ferme alors ; la vanne d'echappement 28 faisant partie de la chambre de refroidissement 3 s'ouvre. L'évacuation de l'eau de la chambre 3 correspond à celle de la chambre   1   ; la soupape de ventilation 16 de l'autre récipient d'équilibrage 15 communique alors avec l'air ambiant et 

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 facilite ainsi l'écoulement de l'eau. lorsque l'eau est totalement évacuée de la chambre 3, on peut ouvrir la porte de sortie 24 ;   a   l'aide du transporteur 23, la charge de denrées alimentaires refroidies est alors évacuée. 



   Ce processus de stérilisation continue se répète dans l'ordre venant d'être décrit. En cas d'interruption du service de tout le dispositif, toutes les vannes   zo   ferment   ;   le dispositif est alors vidange par l'ouverture de toutes les vannes d'evacuation 28. 



   Bien entendu, on peut utiliser le même dispositif pour la pasteurisation, dans ce cas les temperatures et les pressions de service applicables seront plus basses. 



   Nous voulons mentionner encore que l'eau pendant le déroulement du processus continu est constamment   renouvele   dans les trois chambres. De cette manière, le processus de stérilisation n'est pas mis en péri1 par l'utilisation d'une seule et   meine   eau qui, en cas de fuite, pourrait contaminer l'un des recipients contenant les denrées alimentaires d'une   maniere   ou d'une autre. 



   Grâce a l'invention par la surélévation des recipients hydrostatiques (surélévation allant jusqu'à 20 m), les variations de pression sont empêchées pendant le déroulement du processus, une seule et même pression étant maintenue en permanence dans le dispositif horizontal fonctionnant en continu. Par conséquent, on n'a besoin que de trois chambres équipées de transporteurs tournant sans fin, séparées par des portes de séparation, la première chambre assurant la preparation, la deuxième assurant la stérilisation dans l'eau chaude sous pression   - de 11eau chauffée   par de la vapeur d'eau - et la troisième le refroidissement dans l'eau froide sous pression, la pression de service étant maintenue en permanence à son niveau par la présence de chambres hydrostatiques surélevées. 

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   Pendant le procédé selon l'invention durant lequel la charge de denrées alimentaires en boites parcourt trois zones horizontales consecutives, la pression de service (de   l'eau)   est maintenue en correspondance avec la courbe de pression de vapeur par l'effet d'une pression hydrostatique constante s'exerçant en permanence sur les trois zones, ce qui pour une pression de 2 bars correspond à une temperature d'environ 120*C. Les trois phases,   a   savoir la préparation, le chauffage et le refroidissement se deroulent simultanement.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la stérilisation en continu de denrées alimentaires placdes dans des rdcipients, à mode de construction horizontal, comportant des chambres pour le chauffage, la stérilisation et le refroidissement, lesdites chambres étant separees les unes des autres par EMI11.1 des portes de separation montantes et descendantes, caracterise par la garantie d'une pression de se -rice constante maintenue en permanence par la disposition en surélévation des chambres hydrostatiques (8 ; 12) et l'execution du chauffage stérilisateur exclusivement dans de l'eau chaude sous pression.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérise par le fait que les portes de séparation peuvent etre fermées par des moteurs électriques (5) munis d'engrenages reducteurs (6) respectivement.
3. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre de chauffage (2) est reliée par une conduite (7) à la chambre (8) de pression hydrostatique plus élevee, cette dernière etant reliée par une conduite (9) au recipient de chauffage d'appoint (10) rechauffe au moyen d'un gicleur de vapeur.
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la chambre de refroidissement (3) est reliée A une deuxième chambre hydrostatique (12) par un tube muni d'un clapet de non retour (14).
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les chambres preliminaires et de refroidissement (1) et (3) sont munies respectivement d'un recipient de détente (15) muni de soupapes de ventilation (16).
6. 6. Dispositif selon l'une des revendication précédentes, caractérisé par le fait que la chambre de chauffage (2) est en liaison, par une pompe de circulation <Desc/Clms Page number 12> (17) avec un recipient (18) de chauffage principal qui est muni d'un ressort (19) à membrane et qui peut être chauffe par un gicleur à vapeur (11) de telle sorte que de l'eau chaude pénètre tangentiellement dans la chambre de Sterilisation (2) en passant par un raccord d'admission (20).
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications precedents, caractérisé par le fait que le trajet de la charge (21) de denrées alimentaires passe A travers une porte (22), sur un transporteur (23) pénétrant dans la chambre de chauffage (2) et la chambre de refroidissement (3), et quitte le dispositif en passant par une porte de sortie (24) placée du côte frontal.
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que le trajet de l'eau chaude venant du recipient de chauffage d'appoint (lO) mentionné à la revendication 3, passe par un tube (25) et des vannes d'admission (26) dans les chambres (1) et (3).
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications precedents, caractérise par le fait que toutes les chambres (1 ; 2 ; 3) sont munies de soupapes (27) et de vannes d'ecoulement (28).
10. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre de refroidissement est munie d'une vanne d'admission pour l'eau froide (29) ainsi que d'une vanne d'écoulement (30).
11. 11. Dispositif selon la revendication l, caractérisé par le fait que les chambres hydrostatiques (8 ; 12) sont disposees environ vingt mètres au-dessus des chambres (l ; 2 ; 3) disposées horizontalement les unes derriere les autres, et que le récipient (12) relié à la chambre de refroidissement est dispose un metre plus bas que le recipient (8) relié aux chambres (1) et (3).