CH626788A5 - - Google Patents

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de stérilisation et/ ou d'homogénéisation d'un produit fluide par injection de vapeur, comprenant un corps en forme de T composé d'un tube droit et d'un bras tubulaire d'amenée du produit fluide, et une buse d'injection de vapeur disposée axialement dans une première extrémité ou entrée du tube et débouchant sur une chambre de mélange à l'embranchement du bras et du tube.

On connaît divers types de dispositifs pour la stérilisation de produits alimentaires fluides par injection de vapeur. Les uns reposent sur le principe de l'injection de vapeur dans le produit, d'autres sur le principe de l'injection du produit dans la vapeur, et d'autres encore sur le principe de l'injection de la vapeur et du produit dans une chambre de mélange. Ce dernier type de dispositif s'est révélé utilisable pour la plupart des produits. Un modèle connu de ce genre comporte deux tuyères présentant chacune une section intérieure d'abord convergente puis divergente, tuyères placées à la suite l'une de l'autre dans le tube droit d'un corps en forme de T, la sortie de la première pénétrant dans l'entrée de la seconde à l'embranchement du tube et d'un bras tubulaire. La vapeur est injectée sous pression dans la première tuyère, le produit est introduit sous pression dans le bras tubulaire, et la vapeur et le produit se mélangent dans la seconde tuyère qui fait office de chambre de mélange. Des résultats satisfaisants peuvent être obtenus avec ce modèle pour la plupart des produits, et en particulier pour des produits très visqueux tels que des soupes de farine à faible teneur en eau ou des pâtes de fromage fondu. Cependant, ce genre de dispositif doit être nécessairement surdimensionné si l'on veut éviter que la masse de produit fluide à stériliser ne forme un bouchon en aval de la chambre de mélange. La violente turbulence qu règne dans cette dernière évite que le bouchon éventuel s'y produise, mais la turbulence va en diminuant au-delà. Pour éviter un bouchon au-delà de la chambre de mélange, il est nécessaire d'injecter de la vapeur en excès, de manière que les bulles de vapeur non condensées servent de véhicule à la masse fluide chauffée. Cela implique un gaspillage de vapeur et a aussi pour conséquence une distribution irrégulière de la masse fluide dans une conduite d'attente comprise entre le dispositif d'injection de vapeur et un dispositif de refroidissement par décharge sous pression réduite, ce qui équivaut à une distribution inhomogène de la température dans la masse. Les variations de pression provoquées par un débit irrégulier dans la conduite d'attente qui peuvent se répercuter en amont de la buse d'injection et se traduire par des variations de la température de la vapeur injectée en sont une autre conséquence.

La présente invention est le fruit de la recherche d'un dispositif exempt de ces défauts.

Le dispositif selon la présente invention est caractérisé par le fait que la paroi intérieure de la buse converge vers l'aval sur un canal court de section constante débouchant sur la chambre de mélange, et par le fait qu'un écran de brassage est disposé dans le tube à distance de la sortie du canal de la buse.

Par l'expression canal court, on entend dans cet exposé un canal dont la longueur est du même ordre de grandeur que la racine carrée de sa section.

Avec le dispositif selon la présente invention, il est possible de n'injecter que la quantité de vapeur nécessaire pour porter le produit fluide à la température voulue par condensation sur le produit de la totalité de la vapeur injectée. La masse fluide chauffée peut présenter une grande homogénéité à la sortie du dispositif sans que d'éventuelles variations de pression au cours de son trajet en conduite d'attente en aval ne se traduisent par des variations de température de la vapeur injectée. Cela permet de garantir une utilisation optimale de la vapeur et des conditions de stérilisation et/ou d'homogénéisation de la masse fluide remarquablement stables.

Pour la stérilisation de produits peu visqueux tels que le lait ou le petit-lait, l'écran de brassage peut être réalisé sous forme d'un diaphragme disposé dans la seconde extrémité ou sortie du tube.

Pour la stérilisation de produits plus visqueux, il est préférable que le diaphragme soit rapproché de la buse, à savoir qu'il soit disposé devant l'orifice de sortie du canal de la buse, à l'embranchement du bras et du tube. Dans une autre forme d'exécution du dispositif, pour les produits visqueux, l'écran est réalisé sous la forme d'une tuyère de décharge disposée axialement dans le tube, dont la paroi intérieure diverge vers l'aval à partir d'un canal de section constante, canal dont l'orifice d'entrée fait face à l'orifice de sortie du canal de la buse. De préférence, le canal d'entrée de la tuyère de décharge a une section d'au moins 1,3 fois la section du canal de sortie de la buse d'injection.

Une autre forme d'exécution encore, dérivée de la forme ci-dessus, est destinée non seulement à la stérilisation, mais encore à l'homogénéisation de produits fluides peu homogènes. Dans cette forme d'exécution, l'extrémité aval de la buse d'injection présente une surface conique qui s'évase vers l'aval à partir de l'orifice de sortie de son canal, l'extrémité amont de la tuyère de décharge présente une surface conique qui converge vers l'amont sur l'orifice

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d'entrée de son canal, et l'extrémité amont de la tuyère pénètre dans l'extrémité aval de la buse, les deux extrémités délimitant entre elles un passage conique convergeant vers l'amont sur la chambre de mélange comprise entre l'orifice de sortie du canal de la buse et l'orifice d'entrée du canal de la tuyère.

Selon la forme d'exécution du dispositif, les différents éléments qui le constituent seront de préférence réalisés soit en acier inoxydable, soit, si les contraintes auxquelles l'élément est soumis le permettent, en polytétrafluoréthylène. C'est ainsi que le corps en forme de T, de même que les diaphragmes ou la tuyère d'homogénéisation, seront généralement réalisés en acier inoxydable, alors que la buse d'injection de vapeur peut être réalisée en polytétrafluoréthylène. Cette dernière forme d'exécution présente d'énormes avantages, tant en ce qui concerne la construction que l'utilisation du dispositif. En effet, ce matériau synthétique résistant à la chaleur est facile à travailler, ce qui permet de constituer à peu de frais un jeu de buses de différents diamètres, et il a un très faible coefficient de frottement, ce qui empêche la formation de dépôts et de croûtes brûlées dans la buse ou sur ses bords. Quant à la tuyère de décharge d'une des formes d'exécution mentionnées ci-dessus, elle sera selon les cas réalisée plutôt en acier inoxydable ou plutôt en polytétrafluoréthylène, cette dernière variante ayant la préférence si les conditions s'y prêtent.

De préférence, le corps en forme de T présente à chaque extrémité du tube droit et à l'extrémité du bras tubulaire des moyens de fixation à des conduites de diamètres respectifs correspondants, ces moyens pouvant être un filetage ou des éléments de fermeture du genre baïonnette. La fixation des divers éléments dans le corps en forme de T est prévue de différentes manières, selon leur forme ou lé nature respective. La buse d'injection de vapeur peut être retenue par un épaulement prévu sur le pourtour de son extrémité amont et reposant sur une gorge aménagée dans la paroi intérieure de l'entrée du tube. Un système analogue peut être prévu pour tenir en place l'écran de brassage à l'autre extrémité du tube. La position exacte de l'écran, à savoir sa distance le séparant axialement de la buse, peut être réglée à l'aide d'un jeu de joints de différentes épaisseurs à placer entre la gorge pratiquée dans la paroi intérieure de la sortie du tube et l'épaulement prévu sur le pourtour de l'extrémité aval de l'écran. Le tout peut être maintenu en place par l'extrémité de la conduite d'attente venant se fixer sur le tube. Un autre mode de fixation peut être prévu, notamment pour la tuyère d'homogénéisation, à savoir un filetage creusé sur l'extrémité aval de la tuyère et correspondant à un filetage creusé dans la paroi intérieure de la sortie du tube. La distance entre tuyère et buse peut être réglée plus facilement et finement avec ce dernier mode de fixation, mais il est alors nécessaire d'assurer l'étanchéité du dispositif par une bague élastique placée entre la tuyère et le tube, en amont des filetages.

Pour utiliser le dispositif selon la présente invention, on peut brancher l'entrée du tube sur une conduite d'amenée de vapeur sous pression, brancher la sortie sur une conduite d'attente et brancher le bras tubulaire sur une conduite d'amenée du produit fluide à stériliser et/ou homogénéiser. La conduite d'attente pourra elle-même être reliée par une vanne de contre-pression à une chambre de refroidissement ou détente. On utilisera de préférence une pression de la vapeur suffisamment élevée avant la buse pour bénéficier entièrement des avantages du présent dispositif. En effet, il s'agit de profiter de la loi de l'écoulement critique qui veut que, pour une buse du présent type, la vitesse de la vapeur à la sortie de la buse atteigne et ne dépasse plus une vitesse limite, qui est celle de la vitesse du son dans la vapeur, dès le moment où la pression à l'entrée de la buse dépasse environ le double de la pression à la sortie de la buse. La pression régnant dans la conduite d'attente sera maintenue de préférence à une valeur légèrement supérieure à la pression de vapeur saturée de l'eau à la température de stérilisation et/ou d'homogénéisation choisie. La pression de la vapeur à l'entrée de la buse devra donc être nettement supérieure au double de la pression régnant dans la conduite d'attente, de manière que la différence entre la pression à

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la sortie de la buse et la pression dans la conduite d'attente ne puisse pratiquement pas être comblée par des fluctuations accidentelles de la pression dans la conduite d'attente. De cette façon, ces fluctuations ne peuvent pas se répercuter en amont de la buse et le débit et la température de la vapeur injectée restent constants. Quant à la pression à laquelle on injectera le produit fluide dans le bras d'amenée, elle pourra être choisie dans la fourchette définie par la pression dans la conduite d'attente et la pression à la sortie de la buse.

Etant donné que l'on travaille en régime critique, le débit de vapeur par mm2 de section du canal de sortie de la buse est connu dès que l'on a fixé la valeur de la pression de la vapeur à l'entrée de la buse. Sachant à quelle température et à quel débit on introduit le produit fluide dans le dispositif et à quelle température on désire le stériliser, on peut calculer exactement la quantité de vapeur nécessaire et donc le diamètre de la buse qu'il faut utiliser. Le présent dispositif permet donc de travailler sans gaspillage dans des conditions constantes et bien définies.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution du dispositif selon la présente invention.

Les fig. 1 à 3 sont des coupes à l'échelle 1:1 de trois formes d'exécution du dispositif destinées à la stérilisation et/ou l'homogénéisation de produits fluides de différentes viscosités.

La fig. 4 est un schéma d'une installation pouvant incorporer un dispositif selon la présente invention ou d'autres dispositifs et destinée à des essais comparatifs.

Le dispositif représenté à la fig. 1 comprend un corps en forme de T composé d'un tube droit 1 et d'un bras tubulaire 2. Une buse 5 d'injection de vapeur est disposée axialement dans l'entrée 3 du tube. Un écran de brassage 6 est disposé axialement dans la sortie 4 du tube. L'écran est constitué d'un diaphragme 7 monté à l'extrémité d'un cylindre 13 de positionnement. Avec le long cylindre représenté à la fig. 1, le diaphragme se trouve disposé devant l'orifice de sortie 8 du canal 9 de la buse. Cette disposition est favorable pour le traitement de fluides très visqueux tels que des soupes de farine à haute teneur en matière sèche, par exemple. La disposition du diaphragme indiquée en 10 en traitillés convient par contre à la stérilisation de liquides peu visqueux tels que le lait ou le petit-lait. La paroi intérieure 11 de la buse 5 est conique et converge en aval sur le canal 9 qui débouche par son orifice de sortie 8 sur la chambre de mélange 12, à l'embranchement du bras 2 et du tube 1. La buse 5 est en polytétrafluoréthylène. Le T est en acier inoxydable, de même que l'écran 6. Le tube 1 présente à son extrémité aval un filetage extérieur 14 pour la jonction avec une conduite d'attente, et une gorge intérieure 15 sur laquelle vient buter l'épaulement 16 prévu sur le pourtour de l'extrémité aval de l'écran de brassage 6. Le tube 1 présente à son extrémité amont des éléments extérieurs 17 de fermeture du genre baïonnette pour la jonction avec une conduite d'amenée de vapeur, et une gorge intérieure 18 sur laquelle vient buter l'épaulement 19 prévu sur le pourtour de l'extrémité amont de la buse 5. Le bras tubulaire 2 présente à son extrémité extérieure un filetage 20 pour la jonction avec une conduie d'amenée de produit fluide à stériliser.

A la fig. 2, les mêmes chiffres représentent les mêmes éléments qu'à la fig. 1. Cependant, l'écran de brassage 6 est réalisé ici sous forme d'une tuyère de décharge en polytétrafluoréthylène. Ce dispositif convient tout particulièrement à la stérilisation de produits fluides très visqueux, tels que des fromages fondus par exemple. La paroi intérieure 21 de la tuyère est conique et diverge vers l'aval à partir d'un canal court 22 de section constante dont l'orifice d'entrée 23 fait face à l'orifice de sortie 8 du canal 9 de la buse 5. Le canal 22 a une section 1,3 fois plus grande que la section du canal 9.

A la fig. 3, les mêmes chiffres représentent les mêmes éléments qu'aux fig. 1 et 2. Cependant, l'écran de brassage 6 est réalisé ici sous la forme d'une tuyère de décharge en acier inoxydable, dont l'extrémité amont présente une surface conique 31 qui converge, vers l'amont, sur l'orifice d'entrée de son canal 22. L'extrémité aval de la buse d'injection présente une surface conique 32 qui s'évase vers

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l'aval à partir de l'orifice de sortie de son canal 9 et s'avance sur l'extrémité amont de la tuyère 6, de sorte que ces deux extrémités délimitent entre elles un passage conique 33 convergeant vers l'amont sur la chambre de mélange 12 comprise entre l'orifice de sortie du canal de la buse et l'orifice d'entrée du canal de la tuyère. Cette forme d'exécution du dispositif selon la présente invention permet donc d'injecter le produit fluide à stériliser dans le courant de vapeur contre le sens de ce courant, et non pas perpendiculairement au, voire dans le sens du courant. Cela provoque un effet de cisaillement du courant de produit fluide tel que ce dernier peut être ainsi homogénéisé. La tuyère 6 est fixée dans le tube 1 par un filetage extérieur 34 correspondant à un filetage intérieur 38 de l'extrémité 4 du tube, ce qui permet de régler très finement la distance la séparant de la buse. Mais, dans la forme d'exécution représentée ici, la tuyère présente également un filetage interne 35 dans lequel vient se fixer un anneau fileté 36 supportant un tube de rupture 37 destiné à renforcer l'effet d'homogénéisation. L'anneau 36 est percé de trous tout autour de la base du tube de rupture pour laisser passer le produit fluide stérilisé et homogénéisé. Ce tube de rupture 37 n'est cependant pas nécessaire pour obtenir une homogénéisation. Il ne joue qu'un rôle d'appoint mineur. Pour assurer l'étanchéité du dispositif, une bague élastique 39 est placée entre la tuyère et le tube, en amont des filetages 34 et 38. Elle est maintenue en place par une gorge pratiquée dans la paroi extérieure de la tuyère. Dans la forme d'exécution représentée ici, c'est la tuyère elle-même qui porte des moyens de fixation à la conduite d'attente.

La fig. 4 représente schématiquement une installation destinée à des essais comparatifs de différents dispositifs. Le produit fluide à stériliser est préparé dans la cuve 41 puis introduit, sous la pression voulue, dans la conduite d'amenée 43 par la pompe 42. La pression et la température dans la conduite d'amenée du produit fluide sont mesurées par les instruments P2 et Tj. La vapeur d'eau saturée est délivrée à la pression voulue par la vanne 44 dans la conduite d'amenée 45. La pression dans la conduite d'amenée est mesurée par l'instrument P,. La température à la sortie du dispositif d'injection de vapeur 47 est mesurée par l'instrument T2. Le produit est maintenu à la température de stérilisation dans la conduite d'attente 48 dont les dimensions déterminent la durée du traitement. La pression et la température à l'extrémité aval de la conduite d'attente sont mesurées par les instruments P3 et T3. Dans la même zone terminale de la conduite d'attente, 4 instruments TL, TR, TB et TH mesurent la température régnant respectivement à gauche, à droite, dans le bas et dans le haut de la conduite, de manière à déterminer l'homogénéité ou l'inhomogénéité du courant circulant dans la conduite. Le produit stérilisé s'échappe ensuite de la conduite d'attente par la vanne de contre-pression 49 et se refroidit instantanément par détente dans une chambre de détente non représentée. Dans cette chambre, le condensât de la vapeur qui a chauffé le produit fluide en s'y condensant retourne à l'état de vapeur et refroidit le produit en se vaporisant.

Les exemples qui suivent illustrent quelques modes d'utilisation du dispositif selon la présente invention et donnent également les résultats de quelques essais comparatifs. Les pourcentages sont donnés en poids, sauf indication contraire.

Exemple 1:

Avec un dispositif du type représenté à la fig. 1, comprenant un corps en forme de T dont le tube et le bras ont un diamètre intérieur de 60 mm, une buse en Téflon (marque déposée) présentant un canal de 0 14 mm, un diaphragme de 0 20 mm positionné comme indiqué en 10, on chauffe, à une température entre 40 et 72°C, 18000 kg/h de sérum de petit-lait à 12% de matière sèche avec une pression de vapeur, avant la buse, de 12 bars.

Exemple 2:

Avec un dispositif semblable à celui de l'exemple 1, mais avec un canal de buse de 0 18 mm, on chauffe à une température entre 40 et

85°C, avec une vapeur de 12 bars avant la buse, 20000 kg/h de sérum de petit-lait à 12% de matière sèche.

Exemple 3:

5 Avec un dispositif semblable à celui de l'exemple 1, mais avec un T dont le tube et le bras ont un 0 de 50 mm, on chauffe 10000 kg/h de sérum de petit-lait, dont le taux de matière sèche est de 20%, à une température entre 60 et 75°C, avec une pression de vapeur de 7 bars en amont de la buse, celle-ci ayant un canal de 0 9 mm.

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Exemple 4:

Avec un dispositif semblable à celui de l'exemple 1, mais avec un diaphragme de 0 8 mm positionné comme indiqué en 13 à la fig. 1 et une buse en Téflon présentant un canal de 0 7 mm, on chauffe à une

15 température entre 70 et 150°C, avec une pression de vapeur avant la buse de 12 bars, 1800 kg/h de lait concentré présentant un taux de matière sèche de 32%.

Exemple 5:

20 Dans le cadre de la préparation d'un lait entier reconstitué à partir de poudre de lait écrémé et d'huile de beurre, on prépare tout d'abord un lait écrémé reconstitué à 19,8% de matière sèche, on y mélange une quantité égale d'huile de beurre et l'on émulsionne ce prémélange pour obtenir une préémulsion concentrée. On mélange

25 ensuite intimement 16% de la préémulsion et 84% de lait écrémé reconstitué pour obtenir le produit fini de la composition voulue.

On émulsionne le prémélange à une température d'au moins 40° C avec divers appareils ou dispositifs comme suit:

3o A) A l'aide d'un moulin Fryma à cône de type LSR/80/61 tournant à 2900 tr/min pour une puissance de 9 kW : on alimente le moulin à raison de 30kg de prémélange par minute (Aj) ou 60 kg/ min (A2) en ouvrant le stator à 14 tour et respectivement 2 tours.

B) Avec un moulin Reactron à couronne dentée de type TDLK

35 3-55 : on effectue le prémélange à l'aide d'un diaphragme placé à

l'entrée du moulin. On alimente le moulin à raison de 101/min (BJ ou 201/min (B2).

C) Avec un moulin Supraton à couronne dentée du type 305

4Q tournant à 5400 tr/min: le prémélange préparé comme en B est introduit dans le moulin à raison de 10 kg/min (CJ ou 20 kg/ min (C2).

D) Avec un moulin Brogli à couronne dentée de type Stéril M-II tournant à 2900 tr/min: on prépare le prémélange comme en B. On

45 alimente le moulin à raison de 10 kg/min (Dj) ou 20 kg/min (D2).

E) Avec un dispositif selon la présente invention du type illustré à la fig. 3, où le T comprend un tube et un bras de 0 35 mm chacun, le canal de la buse a un 0 de 5 mm et une longueur de 10 mm, débouchant sur une sortie conique de 60° d'ouverture, la tuyère en acier présente un canal d'entrée de 0 5 mm et de 7 mm de longueur, s'insérant dans l'extrémité évasée de la buse de sorte qu'un passage conique de 60° d'ouverture et d'environ 0,5 mm d'épaisseur reste libre pour l'écoulement du prémélange (celui-ci est donc projeté à haute vitesse contre le jet de vapeur sortant du canal de la buse, puis entraîné violemment dans le canal d'entrée de la tuyère): on travaille à un débit de 5 kg de prémélange par minute (EJ ou 10 kg/min (E2), avec une pression de vapeur avant la buse de 1,1 ou respectivement 3,2 bars, ce qui provoque une élévation de la température de 40 à 90° C.

60

On mélange ensuite intimement chaque préémulsion avec le pourcentage voulu de lait écrémé reconstitué à l'aide d'un brasseur traditionnel tournant quelques minutes à environ 300 tr/min. On observe au microscope la finesse des gouttelettes d'huile de beurre en

65 suspension puis on détermine la séparation de la crème au cours du temps. On obtient les résultats regroupés dans le tableau I. La séparation de la crème est indiquée en % en volume de crème séparée:

5

Tableau I

626 788

Cas

Séparation de la crème en % en volume après

Dimensions moyennes des globules d'huile, 0 en (i

Appareil

•À h lh

2h

3h

24 h

Al

0

0

<1

1

10

4-12

Fryma

A2

1

2

2,5

3

10

8-15

Fryma

B1

0

0

0

0

7

4-8

Reactron

B2

0

0

0

0

7

4-8

Reactron

Cl

0

0

0

0

2

3-5

Supraton

C2

0

0

0

0

2

3-5

Supraton

D1

1

1

3

4

14

10-20

Brogli

D2

0

0,4

1

2

12

10-20

Brogli

El

0

0

0

0

2

3-6

Invention

E2

0

0

0

0

0

5-8

Invention

Tableau II

Essai No

<d Ck h

Remarque

Pi

P2

P3

Ti

T2

T3

Th

Tb

Tl

Tr

1

Référence

Vitesse d'injection dans la chambre de mélange

0,2 m/s

8,'5-9

6,5

4-6.

31

130

135

149

121

149

"l49

2

8,3-8,5

6,3

3,8-5,5

27

117

132

147

119

138

141

3

6,5

4,8

2,4-3,2

26

112

123

134

120

127

133

4

8,5-9

6,8

4-6

26

114

134

149

118

141

143

5

0,3 m/s

8

6,5

3,5-5

24

120

138

139

108

129

127

6

6,5

5

2,5-3,2

24

116

129

131

108

123

123

7

8,5

7

4,5-5,5

22

120

142

143

108

136

130

8

Invention

Diamètre du canal de la buse

5 mm

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6-7

5-6,5

23

134

136

152

120

147

145

9

7

4-5

3-5

26

120

125

134

122

122

128

10

7

4-5

2,5

26

120

124

131

122

122

126

11

16

4-6

4-6

23

128

135

146

• 126

145

135

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6

4

3-4

24

130

128

137

126

137

130

13

16

3-4

2,5

25

132

127

135

126

135

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Ainsi, les résultats obtenus avec un dispositif selon la présente invention sont parmi les meilleurs, voire les meilleurs, alors que sa construction est la plus simple, son coût le plus modique et son 60 utilisation la plus facile.

Exemple 6:

On utilise une installation telle qu'illustrée à la fig. 4 pour comparer les performances du dispositif décrit à la fig. 2 et celles d'un es dispositif connu à deux tuyères convergentes-divergentes, tel que décrit dans l'introduction du présent exposé et utilisé de manière traditionnelle. Les instruments Tl5 T2, TH, TB, TL et TR sont des thermocouples reliés à un enregistreur à plusieurs pistes. L'instrument T3 est un thermomètre à mercure. Le produit à stériliser est une bouillie aqueuse à 60% de matière sèche, préparée à partir de 50% de farine de céréale, 25% de sucre et 25% de lait entier. Elle est débitée par la pompe 42 au rythme de 400 kg/h. La conduite d'attente a une longueur de 2 m et un diamètre intérieur de 35 mm. Le corps en forme de T a un tube et un bras de 0 35 mm, aussi bien pour le dispositif selon la présente invention que pour le dispositif de référence. Ce dernier comporte deux tuyères en acier inoxydable convergentes-divergentes de position relative réglable qui présentent à leur partie la plus étroite un diamètre de 20 mm chacune. Le

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6

dispositif selon l'invention comporte une buse en tétrafluoréthylène ayant un canal de 0 4 ou 5 mm et une tuyère en tétrafluoréthylène ayant un canal d'entrée de 0 7 mm, la distance entre l'orifice de sortie du canal de la buse et l'orifice d'entrée du canal de la tuyère étant de 5 mm. Des essais sont effectués pour différentes pressions Pt de la vapeur en amont de la buse ou de la tuyère d'injection.

Les résultats de ces essais sont regroupés dans le tableau II. Les pressions sont indiquées en bars et les températures en degrés Celsius.

( Voir page précédente)

Sous la rubrique Remarque, on a indiqué pour le dispositif de référence que l'on a travaillé à deux vitesses d'injection du produit dans la chambre de mélange en déplaçant axialement l'une des tuyères. Par chambre de mélange, il faut entendre, dans ce cas, la partie convergente de l'entrée de la seconde tuyère dans laquelle débouche la sortie divergente de la première tuyère.

On constate que l'on a obtenu une bien meilleure homogénéité des températures Th, Tb, Tr et Tl lors des essais avec le dispositif s selon la présente invention. Lors des essais avec le dispositif de référence, il n'a pas été possible d'éviter une séparation du flux dans la conduite d'attente en un courant rampant de produit épais et un courant rapide et plus chaud de vapeur en excès qui s'écoule au-dessus du produit. Cette séparation a pu être évitée dans une large 10 mesure lors des essais avec le dispositif selon la présente invention, sans que l'on ait dû déplorer la formation de bouchons. Cela permet de traiter toute la matière dans les mêmes conditions, de maintenir ces conditions constantes dans le temps et d'éviter un gaspillage de la vapeur.

r

2 feuilles dessins

Claims (11)

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1. Dispositif de stérilisation et/ou d'homogénéisation d'un produit fluide par injection de vapeur, comprenant un corps en forme de T composé d'un tube droit et d'un bras tubulaire d'amenée du produit fluide, et une buse d'injection de vapeur disposée axialement dans une première extrémité ou entrée du tube et débouchant sur une chambre de mélange à l'embranchement du bras et du tube, caractérisé par le fait que la paroi intérieure de la buse converge vers l'aval sur un canal court de section constante débouchant sur la chambre de mélange, et par le fait qu'un écran de brassage est disposé dans le tube à distance de la sortie du canal de la buse.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'écran est un diaphragme.

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le diaphragme est disposé devant l'orifice de sortie du canal de la buse, à l'embranchement du bras et du tube.

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le diaphragme est disposé dans l'extrémité de sortie du tube, en aval de l'embranchement du bras et du tube.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'écran est une tuyère de décharge disposée axialement dans le tube, dont la paroi intérieure diverge vers l'aval à partir d'un canal court de section constante, canal dont l'orifice d'entrée fait face à l'orifice de sortie du canal de la buse.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le canal d'entrée de la tuyère de décharge a une section au moins 1,3 fois plus grande que la section du canal de sortie de la buse d'injection.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'extrémité aval de la buse d'injection présente une surface conique qui s'évase vers l'aval à partir de l'orifice de sortie de son canal, et par le fait que l'extrémité amont de la tuyère de décharge présente une surface conique qui converge vers l'amont sur l'orifice d'entrée de son canal, l'extrémité amont de la tuyère pénétrant dans l'extrémité aval de la buse et les deux extrémités délimitant entre elles un passage conique convergeant vers l'amont sur la chambre de mélange comprise entre l'orifice de sortie du canal de la buse et l'orifice d'entrée du canal de la tuyère.

8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la buse d'injection de vapeur est en polytétrafluoréthylène.

9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le diaphragme est en acier inoxydable.

10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la tuyère de décharge est en polytétrafluoréthylène.

11. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la tuyère de décharge est en acier inoxydable.