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RÉSUMÉ
Cet article est consacré aux traitements thermiques en continu de produits pompables utilisés dans les industries agroalimentaires. Les principes de transfert de chaleur et de thermo-bactériologie sont présentés afin de comprendre les méthodes de calcul des valeurs stérilisatrices, pasteurisatrices et cuisatrices, ainsi que les paramètres et points critiques à prendre en compte pour ces calculs. Puis, un panorama complet des matériels et technologies utilisés pour les traitements thermiques en continu détaille les avantages et inconvénients de chaque technologie en fonction des produits auxquels elle est adaptée. Enfin, l’article présente l’étape essentielle du nettoyage en place dans les installations continues ainsi que les différents types de conditionnement possibles.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Magali WAGNER : Chef de projet technologie, CTCPA, Avignon, France
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Anne Gaëlle MELLOUET : Chef de projet direction scientifique, CTCPA Avignon, France
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François ZUBER : Directeur scientifique, CTCPA Avignon, France
INTRODUCTION
Initialement implantées dans l’industrie laitière, les technologies de traitement continu se sont progressivement développées dans d’autres secteurs comme les jus, les soupes, les plats cuisinés.
Pour ces industriels, les technologies de traitement thermique en continu présentent un intérêt non négligeable, car elles permettent d’obtenir un gain important en termes de productivité, d’énergie consommée, mais également de qualité des produits traités (qualité organoleptique et qualité nutritionnelle).
Le traitement thermique en continu, et en particulier par chauffage direct, permet, en effet, de limiter la valeur cuisatrice tout en assurant la sécurité sanitaire du produit grâce à une valeur stérilisatrice adaptée.
Ces technologies, en revanche, ne sont utilisables que sur les produits pompables, c'est-à-dire soit des produits liquides homogènes, soit des produits avec morceaux distribués régulièrement dans une phase suffisamment porteuse.
Ces installations sont surtout intéressantes pour des séries importantes d’un même produit (en raison des volumes morts des équipements et des temps de nettoyage), même s’il existe des dispositifs de petite taille, ceux-ci sont plutôt réservés à une utilisation pilote. Si, économiquement, elles représentent un investissement plus élevé que les technologies discontinues, elles sont rentabilisées pour les productions importantes en raison de leur productivité.
Comme toute technologie de traitement thermique, cette technologie nécessite une bonne maîtrise de la part des industriels, en particulier sur la phase de conditionnement pour éviter toute re-contamination post-traitement thermique.
L’objectif de cet article est de présenter un état de l’art global sur les technologies de traitement thermique continu. Il présente le panel des technologies existantes, la méthode de validation de barème appliquée au traitement continu et les points critiques environnant l’utilisation de ces technologies.
Un glossaire et un tableau de symboles sont présentés en fin d’article.
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Thermo-bactériologie et paramètres de décontamination en installation continue
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1. Intérêt et utilisation du traitement thermique de produits pompables
Le traitement thermique des produits alimentaires est l’une des méthodes physiques majeures de conservation des aliments. Elle permet, selon l’intensité sélectionnée, de conserver les denrées -alimentaires :
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au froid positif sur une durée limitée (durée de vie des aliments périssables définie par une Date limite de consommation (DLC) ;
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à température ambiante pour une période longue (produits stables possédant une Date de durabilité minimale (DDM).
Ainsi, la vocation principale du traitement par la chaleur est la destruction des micro-organismes, des toxines et des enzymes, ce qui permet d’obtenir et de conserver un produit sain et salubre, et de bonne qualité.
Il existe deux grands groupes de technologies de traitement thermique.
Les technologies dites discontinues ou batch (autoclave, four vapeur…) s’utilisent pour des produits alimentaires qui ont été préalablement conditionnés dans leur emballage final.
Les technologies dites continues (échangeur à plaques, tubulaires…) s’utilisent pour des produits alimentaires pompables convoyés en général dans des tubes, dans une installation complète et qui sont donc conditionnés après le traitement thermique. Cette installation comprend habituellement une pompe, un système de chauffage, des tubes de chambrage, éventuellement un système de refroidissement et un système de conditionnement. Leurs intérêts et inconvénients sont présentés dans le tableau 1.
Les produits alimentaires pompables, traités classiquement grâce à des technologies thermiques continues s’étendent des produits très fluides et sans particules (le lait et les produits laitiers, les jus de fruits), aux produits lisses de viscosités moyennes, mais fragiles thermiquement (ovoproduits, crèmes desserts, purées de fruits et de légumes, potages, sauces), jusqu’aux produits les plus -complexes, de viscosité élevée et/ou contenant des particules, tels que des mélanges de légumes (ratatouilles, produits à base de tomates, plats cuisinés, aliments pour bébés…).
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Intérêt et utilisation du traitement thermique de produits pompables
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BIMBENET (J.J.), LONCIN (M.) - Bases du génie des procédés alimentaires. - Masson, Paris, ISBN 2-225-84863-7 (1995).
-
(2) - PAIN (J.P.), FAIRHURST (P.G.) - Mesure de vitesse et de distribution de temps de -passage de particules dans des milieux -pompables. - Extrait du Bulletin du CTCPA, CT-Infos, n° 30, p. 2-9 (1999).
-
(3) - BRIOT (E.), RINGENBACH (M.), AUPY (F.) - Optimisation de barèmes de traitements thermiques de produits à base de tomates ; mesures des distributions de temps de -séjour. - Information Technique du CTCPA, n° 193 (2003).
-
(4) - ZITOUN (K.B.) - Continuous flow of solid-liquid food mixture during ohming heating : Fluid interstitial velocities, solid area fraction, orientation and rotation. - Ph. D. dissertation, Ohio State University, Columbus (1996).
-
(5) - GRABOWSKI (S.), RAMASWAMY (H.S.) - Bend effects on the residence time distribution of solid particles in a holding tube. - Canadian Agricultural Engineering, 40(2), p. 121-126 (1998).
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