Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
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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This article concerns the continuous thermal treatment of pumpable products used in the food industry. The principles of heat transfer and thermal bacteriology are presented to understand the methods of calculating sterilisation, pasteurisation and cooking values, and the parameters and critical points to be considered in these calculations. A complete overview of the materials and technologies used for continuous thermal treatment is then given, detailing the advantages and disadvantages of each technology, based on the products to which it is adapted. Finally, the article also presents the essential stage of “clean in place” in the continuous process plants, and the various possible types of packaging.
Auteur(s)
-
Magali WAGNER : Chef de projet technologie, CTCPA, Avignon, France
-
Anne Gaëlle MELLOUET : Chef de projet direction scientifique, CTCPA Avignon, France
-
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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MOTS-CLÉS
traitement thermique produits pompables thermo bactériologie équipements de traitements thermiques continus
KEYWORDS
heat treatment | pumpable products | thermobacterology | continuous thermal treatment equipment
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Matériels et technologies utilisés pour les traitements thermiques continus de produits pompables
En anglais
2. Thermo-bactériologie et paramètres de décontamination en installation continue
La définition d’un barème de traitement thermique (choix du couple temps/température) à appliquer à un produit dans une -installation continue repose globalement sur les mêmes bases de calcul et de dimensionnement que lors du traitement d’un produit dans son emballage final, par exemple en autoclave.
Se référer à l’article [F 2 031] sur les « Bases scientifiques pour la maîtrise des produits appertisés ».
Cet exercice doit combiner à la fois :
-
la définition de l’objectif d’intensité thermique par rapport à l’efficacité décontaminante à atteindre au minimum en tout point du produit circulant, exprimée comme une Vs (valeur stérilisatrice) ou Vp (valeur pasteurisatrice) ;
-
la définition du point critique (ou point froid) du produit qui est la zone du produit ou la fraction de produit circulant qui reçoit la plus faible intensité thermique ;
-
la prise en compte de la vitesse de pénétration de la chaleur dans le produit, influencée elle-même par :
-
la rhéologie du produit (viscosité, comportements d’écoulement),
-
le régime d’agitation lors de l’écoulement (fluide en régime turbulent ou laminaire, présence de dispositifs statiques ou dynamiques d’agitation),
-
la présence de particules en quantités et tailles diverses,
-
la géométrie de l’échangeur et le mode de transfert de la chaleur dans le produit, inhérent à la technologie sélectionnée ;
-
-
le choix de la température de traitement ;
-
la température initiale du produit ;
-
les caractéristiques de l’installation mise en œuvre (débit d’utilisation, volumes des différentes parties de l’installation définissant la gamme de durée possible du traitement thermique).
2.1 Transfert de chaleur et définition...
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Thermo-bactériologie et paramètres de décontamination en installation continue
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).
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(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).
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(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).
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(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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