FR2525864A1 - HIGH TEMPERATURE TREATMENT PROCESS FOR LIQUIDS SUCH AS MILK, AND APPARATUS FOR CARRYING OUT SAID METHOD - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE LE TRAITEMENT A HAUTE TEMPERATURE DE LIQUIDES, COMME LE LAIT, AVEC UN MINIMUM DE DOMMAGE THERMIQUE. ELLE PORTE SUR UN PROCEDE ET UN APPAREIL POUR LE TRAITEMENT A "ULTRA-HAUTE TEMPERATURE" DE LIQUIDES DE TRAITEMENT AYANT UN COMPOSANT SENSIBLE A LA CHALEUR. LES AUGMENTATIONS DU DOMMAGE THERMIQUE ASSOCIEES A UNE BAISSE DU DEBIT DE L'INSTALLATION DE STERILISATION SONT REDUITES. L'ECHANGEUR DE CHALEUR A TEMPERATURE ELEVEE EST DIVISE EN DEUX OU PLUSIEURS PARTIES 15, 16 ET 17, 18, ET UNE CANALISATION 30, DANS LE CIRCUIT DE SERVICE, PEUT ETRE UTILISEE POUR CONTOURNER LE PREMIER ECHANGEUR DE CHALEUR A TEMPERATURE ELEVEE. CECI REDUIT LA TEMPERATURE DE L'ECHANGEUR DE CHALEUR ET MAINTIENT LE TEMPS DE SEJOUR EFFICACE DU LIQUIDE TRAITE A L'INTERIEUR DE LA SECTION A TEMPERATURE ELEVEE LORSQUE LE DEBIT DE L'INSTALLATION EST REDUIT. EN VARIANTE, LA CANALISATION DE DERIVATION PEUT SE TROUVER DANS LE CIRCUIT DU LIQUIDE TRAITE.THE PRESENT INVENTION RELATES TO THE HIGH TEMPERATURE TREATMENT OF LIQUIDS, SUCH AS MILK, WITH MINIMUM THERMAL DAMAGE. IT RELATES TO A PROCESS AND AN APPARATUS FOR THE "ULTRA-HIGH TEMPERATURE" TREATMENT OF TREATMENT LIQUIDS HAVING A HEAT SENSITIVE COMPONENT. THE INCREASES IN THERMAL DAMAGE ASSOCIATED WITH A REDUCED STERILIZATION PLANT FLOW RATE ARE REDUCED. THE HIGH TEMPERATURE HEAT EXCHANGER IS DIVIDED INTO TWO OR MORE PARTS 15, 16 AND 17, 18, AND A PIPING 30, IN THE SERVICE CIRCUIT, CAN BE USED TO BYPASS THE FIRST HIGH TEMPERATURE HEAT EXCHANGER. THIS REDUCES THE TEMPERATURE OF THE HEAT EXCHANGER AND MAINTAINS THE EFFICIENT STAY TIME OF THE TREATED LIQUID INSIDE THE HIGH TEMPERATURE SECTION WHEN THE FLOW OF THE INSTALLATION IS REDUCED. ALTERNATIVELY, THE BYPASS CANALIZATION CAN BE LOCATED IN THE TREATED LIQUID CIRCUIT.

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT A TEMPERATURE ELEVEE DE LIQUIDES COMMEHIGH TEMPERATURE TREATMENT PROCESS FOR LIQUIDS AS

LE LAIT, ET APPAREILS POUR SA MISE EN OEUVRE.  MILK, AND APPARATUS FOR ITS IMPLEMENTATION.

La présente invention concerne le traitement à température élevée de liquides, tels que le lait, avec un minimum de dommage thermique.  The present invention relates to the high temperature treatment of liquids, such as milk, with a minimum of thermal damage.

La dégradation microbiologique de denrées alimen-  Microbiological degradation of foodstuffs

taires peut être empêchée, retardée ou réduite par deux procédés: réfrigération et congélation ou stérilisation thermique Une réfrigération poussée et une congélation sont généralementpeu économiques et peuvent être inefficaces avec certains micro-organismes psychrophiles, par exemple les  Silencing can be prevented, delayed or reduced by two methods: refrigeration and freezing or thermal sterilization Thorough refrigeration and freezing are generally uneconomical and may be ineffective with certain psychrophilic microorganisms, for example

Pseudomonas fragi formant des colonies dans le lait La stéri-  Pseudomonas fragi forming colonies in milk Steri-

lisation thermique, donnant un produit aseptique, est donc souhaitable Malheureusement,la stérilisation thermique peut endommager -des constituants sensibles à la chaleur et les  Thermal lization, giving an aseptic product, is therefore desirable Unfortunately, thermal sterilization can damage heat-sensitive components and

contraintes qu'elle impose pour la conception de l'installa-  constraints it imposes for the design of the installation

tion limitent les débits de production.  tion limit production rates.

Le but de la présente invention est de suggérer  The purpose of the present invention is to suggest

un perfectionnement à un traitement à "ultra-haute tempéra-  an improvement to an "ultra-high temperature" treatment

ture" (appelé ci-après traitement URT) pour la stérilisation  ture "(hereinafter called URT treatment) for sterilization

de liquides traités ayant un constituant sensible à la cha-  of treated liquids having a constituent sensitive to cha-

leur, de manière que les accroissements du dommage thermique  their, so that the increases in thermal damage

causé par un fonctionnement de l'installation à des capaci-  caused by operation of the installation at capacities

tés réduites soient réduits au min:inum Le procédé et l'appa-  reduced tees are reduced to min: inum The process and the

reil sont utilisables pour un éventail de liquides traités,  reil can be used for a range of treated liquids,

par exemple du lait, des jus de fruits, des extraits de le-  for example milk, fruit juices, extracts of the-

vures et de viande, des huiles végétales et des préparations chimiques.  vures and meat, vegetable oils and chemical preparations.

Deux types de traitement UHT ont été pratiqués.  Two types of UHT treatment have been practiced.

En premier lieu, il y a un traitement direct, dans lequel de la vapeur d'eau est injectée directement dans le liquide traité En deuxième lieu, il y a un traitement indirect dans lequel on utilise une certaine forme d'échangeur de chaleur indirect. Durant le traitement, deux effets peuvent être  First, there is a direct treatment, in which water vapor is injected directly into the treated liquid. Second, there is an indirect treatment in which some form of indirect heat exchanger is used. During treatment, two effects can be

considérés comme se produisant simultanément: un effet sté-  considered to occur simultaneously: a ster-

rilisant et un effet thermochimique qui entraîne des domma-  and a thermochemical effect which leads to damage

ges thermiques Les deux effets sont accrus par un accrois-  thermal effects The two effects are increased by an increase

sement de la durée de-traitement.duration of treatment.

Le problème de conception économique des usines  The problem of economic design of factories

de traitement UHT est de produire une installation qui main-  UHT treatment is to produce a facility that

tiendra un courant de débit variable de liquide traité à la température de stérilisation pendant un temps suffisant pour  will hold a variable flow current of treated liquid at sterilization temperature for a time sufficient to

que le liquide traité soit stérilisé, mais réduira au mini-  that the treated liquid is sterilized, but will minimize

mum le dommage thermique dû h 1 la température élevée, en ne maintenant pas le liquide traité à cette température plus  mum the thermal damage due to h 1 the high temperature, by not keeping the liquid treated at this temperature more

longtemps que nécessaire.as long as necessary.

Selon un premier aspect de l'invention, il est  According to a first aspect of the invention, it is

prévu un procédé de traitement indirect à ultra-haute-tempé-  provided for an ultra-high-temperature indirect treatment process

rature pour un liquide traité, dans lequel la durée effecti-  erasure for a treated liquid, in which the effective duration

ve de séjour du liquide traité dans un échangeur de chaleur est maintenue tandis que la vitesse d'écoulement du liquide traité varie, par une variation choisie de l'aire efficace de la surfacede transfert de chaleur de l'échangeur de  ve of the treated liquid in a heat exchanger is maintained while the flow speed of the treated liquid varies, by a selected variation of the effective area of the heat transfer surface of the heat exchanger

chaleur.heat.

Durant un traitement UHT indirect, l'effet stéri-  During indirect UHT treatment, the steri

lisant augmente avec la durée de séjour du liquide traité à  reading increases with the residence time of the treated liquid

l'intérieur de l'échangeur de chaleur, comme le dommage ther-  inside the heat exchanger, as the damage ther-

mique Il existe une durée optimale de séjour pour une tempé-  mique There is an optimal length of stay for a moderate

rature et un débit donnés Quand le débit du liquide traité à l'intérieur de l'échangeur de chaleur est, par exemple, réduit, la durée effective de séjour peut être maintenue par  erection and a given flow rate When the flow rate of the liquid treated inside the heat exchanger is, for example, reduced, the effective residence time can be maintained by

une réduction de l'aire des surfaces de l'échangeur de cha-  a reduction in the surface area of the heat exchanger

leur à travers lesquelles la chaleur est transférée.  them through which heat is transferred.

De préférence, la variation choisie de l'aire efficace de la surface de transfert de chaleur est obtenue en détournant la totalité ou une partie du fluide de service à  Preferably, the chosen variation of the effective area of the heat transfer surface is obtained by diverting all or part of the operating fluid to

travers des espaces d'écoulement choisis du circuit de servi-  through selected flow spaces of the service circuit

ce de l'échangeur de chaleur En variante, la variation choisie dans l'aire efficace de la surface de transfert de  this of the heat exchanger As a variant, the variation chosen in the effective area of the transfer surface of

2525864-2525864-

3, chaleur est obtenue en détournant une partie ou la totalité du liquide traité à travers des espaces d'écoulement choisis  3, heat is obtained by diverting part or all of the treated liquid through selected flow spaces

du circuit de traitement de l'échangeur de chaleur.  of the heat exchanger treatment circuit.

En détournant soit le fluide de service soit le liquide traité à travers seulement des espaces d'écoulement choisis de leurs circuits respectifs, on peut maintenir la durée de séjour efficace Quand le débit du liquide traité  By diverting either the operating fluid or the treated liquid through only selected flow spaces from their respective circuits, one can maintain the effective residence time When the flow of the treated liquid

est, par exemple, réduit, alors l'aire de la surface de trans-  is, for example, reduced, then the area of the trans-

fert de chaleur de l'échangeur de chaleur est réduite aussi.  heat exchanger heat is also reduced.

Quand on détourne le fluide de service, le trajet d'écoulement du liquide traité est inaltéré Cela peut etre une exigence essentielle dans certains cas, o un trajet d'écoulement parallèle dans le circuit hygiénique du liquide  When the service fluid is diverted, the flow path of the treated liquid is unaltered This can be an essential requirement in some cases, where a parallel flow path in the hygienic circuit of the liquid

traité est inacceptable.treaty is unacceptable.

Quand on détourne le fluide traité, il peut Otre possible, dans certains cas, à la fois de réduire la capacité de l'installation et de permettre qu'un nettoyage en place  When diverting the treated fluid, it may be possible, in some cases, both to reduce the capacity of the installation and to allow cleaning in place

ait lieu dans ceux de ces espaces d'écoulement à travers les-  takes place in those of these flow spaces through the

quels le fluide traité ne passe plus.  which the treated fluid no longer passes.

Commodément, l'échangeur de chaleur est un échan-  Conveniently, the heat exchanger is an

geur de chaleur à plaques.plate heat gor.

Par l'expression "échangeur de chaleur à plaques".  By the expression "plate heat exchanger".

on désigne un échangeur de chaleur comprenant un ensemble  we designate a heat exchanger comprising a set

séparable de plaques assemblées de manière étanche, normale-  separable from tightly assembled plates, normal-

ment ondulées, disposées dans une relation espacée face à face de façon à définir des espaces d'écoulement entre les plaques adjacentes Les plaques comportent des trous alignés formant des orifices ou des collecteurs pour l'introduction de milieux dans les espaces d'écoulement et leur évacuation de ces espaces, le système d'étanchéité comprend des joints qui règlent l'écoulement entre les collecteurs ou orifices et les espaces d'écoulement normalement de manière qu'un milieu s'écoule à travers un espace d'écoulement sur deux et  corrugated, arranged in a spaced relationship face to face so as to define flow spaces between the adjacent plates The plates have aligned holes forming orifices or collectors for the introduction of media into the flow spaces and their evacuation of these spaces, the sealing system includes seals which regulate the flow between the collectors or orifices and the flow spaces normally so that one medium flows through one out of two flow spaces and

un autre milieu à travers les espaces d'écoulement intermé-  another medium through the intermediate flow spaces

diaires.diaries.

Dans un mode de mise en oeuvre, le liquide traité est du lait et la portion des espaces d'écoulementà travers laque Ue lefluidede service est détourné est une portion continues  In one embodiment, the treated liquid is milk and the portion of the flow spaces through which the service fluid is diverted is a continuous portion.

terminale, distale, des espaces d'écoulement.  terminal, distal, flow spaces.

Par le détournement du fluide de service dans une série continue d'espaces d'écoulement, les valves nécessaires sont réduites au minimum Le détournement dans seulement les espaces d'écoulement distaux est préféré car le liquide  By diverting service fluid into a continuous series of flow spaces, the necessary valves are minimized Diversion into only distal flow spaces is preferred since the liquid

traité restera à la température, quelle qu'elle soit, à la-  treated will remain at whatever temperature at

quelle il quitte la portion efficace de l'échangeur de chaleur Si le détournement était, par exemple, entièrement proximal, la durée effective de séjour ne serait pas réduite,  which it leaves the effective portion of the heat exchanger If the diversion were, for example, entirely proximal, the effective length of stay would not be reduced,

à un débit constant, par détournement du fluide de service.  at a constant flow rate, by diverting the operating fluid.

Donc l'extrémité distale de l'échangeur de chaleur est la meilleure position pour une extrémité de la série continue d'espaces d'écoulement pour des raisons tant thermodynamiques  So the distal end of the heat exchanger is the best position for one end of the continuous series of flow spaces for thermodynamic reasons

que mécaniques.than mechanical.

La portion des espaces d'écoulement à travers laque Ile le  The portion of the flow spaces across Lac Ile le

fi:ddedserd Diceestdgtourné peut être un quart des espaces d'écou-  fi: ddedserd Diceestdgtourné can be a quarter of the listening spaces

lement.lement.

Le rapport des débits du fluide de service et du  The ratio of service fluid and

liquide traité peut être maintenu sensiblement égal à l'uni-  treated liquid can be kept substantially equal to the uniform

té. Selon un deuxième aspect de l'invention, il est  you. According to a second aspect of the invention, it is

prévu un appareil pour le traitement à ultra-haute-températu-  provided an apparatus for ultra-high-temperature treatment

re d'un liquide traité comprenant un échangeur de chaleur, des moyens pour faire circuler un fluide de service à travers une série d'espaces d'écoulement de l'échangeur de chaleur et  re of a treated liquid comprising a heat exchanger, means for circulating a service fluid through a series of flow spaces of the heat exchanger and

des moyens pour faire circuler un liquide traité sélective-  means for circulating a selective treated liquid-

ment à travers la totalité ou une partie de la seconde série  through all or part of the second series

d'espaces d'écoulement.flow spaces.

Selon un troisième aspect de l'invention, il est  According to a third aspect of the invention, it is

prévu un appareil pour le traitement à ultra-haute-températu-  provided an apparatus for ultra-high-temperature treatment

re d'un liquide traité comprenant un échangeur de chaleur, des moyens pour faire circuler un fluide traité à travers une série d'espaces d'écoulement de l'échangeur de chaleur  re of a treated liquid comprising a heat exchanger, means for circulating a treated fluid through a series of flow spaces of the heat exchanger

et des moyens pour faire circuler un fluide de service sélec-  and means for circulating a selected service fluid

tivement à travers la totalité ou une partie de la seconde  through all or part of the second

série d'espaces d'écoulement.series of flow spaces.

Pour mieux faire comprendre l'objet de la présen- te invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemples  To better understand the object of the present invention, we will describe below, by way of examples

purement illustratifs et non limitatifs, deux modes de réali-  purely illustrative and not limiting, two modes of realization

sation représentés sur le dessin annexé.  sation shown in the accompanying drawing.

Sur ce dessin: la figure 1 est une représentation schématique d'une installation de stérilisation de lait par traitement UHT incorporant un mode de réalisation de l'invention; et la figure 2 est une représentation schématique d'une partie d'une installation de stérilisation de lait par traitement UHT incorporant un autre mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, le diagramme illustre un appareil pour le traitement UHT indirect de lait avec un détournement  In this drawing: FIG. 1 is a schematic representation of an installation for sterilizing milk by UHT treatment incorporating an embodiment of the invention; and Figure 2 is a schematic representation of part of a milk sterilization installation by UHT treatment incorporating another embodiment of the invention. In Figure 1, the diagram illustrates an apparatus for the indirect UHT treatment of milk with a diversion

du fluide de service.service fluid.

Le lait entre le long de la canalisation 1, à une température de 50 C, en provenance d'une zone de réception de lait ou de stockage en vrac de lait et entre dans une série  Milk enters along line 1, at a temperature of 50 C, from a milk receiving area or bulk milk storage and enters a series

2 d'espaces d'écoulement d'un premier échangeur de chaleur.  2 flow spaces of a first heat exchanger.

La température du lait cru est portée à 740 C par échange de chaleur avec le lait traité présent dans l'autre série d'espaces d'écoulement 3 Cette régénération directe sert à  The temperature of raw milk is brought to 740 C by heat exchange with the treated milk present in the other series of flow spaces 3 This direct regeneration is used to

conserver l'énergie.conserve energy.

Le lait cru préchauffé quitte l'échangeur de  The preheated raw milk leaves the heat exchanger

chaleur 2, 3 par la canalisation de sortie 4 vers un homogé-  heat 2, 3 through the outlet pipe 4 to a homogeneous

néiseur 5 L'homogénéiseur fournit la pression nécessaire  neisor 5 The homogenizer provides the necessary pressure

pour entralner le lait à travers l'installation jusqu'à l'ins-  to draw the milk through the installation to the

tallation de remplissage aseptique qui suit, et peut servir  aseptic filling plant which follows and can be used

aussi de régulateur de débit.also flow regulator.

De l'homogénéiseur 5, le lait passe, par la cana-  From homogenizer 5, the milk passes through the cana-

lisation 6, à une série d'espaces d'écoulement 7 d'un échan-  reading 6, to a series of flow spaces 7 of a sample

geur de chaleur récupérateur 7, E L'échangeur de chaleur récupérateur 7, 8 porte la température du lait à 1220 C La chaleur nécessaire pour cette élévation de température est fournie par le fluide récupérateur circulant à travers l'autre série d'espaces d'écoulement 8. Le circuit récupérateur comprend les espaces  recuperator heat exchanger 7, E The recuperator heat exchanger 7, 8 brings the temperature of the milk to 1220 C. The heat necessary for this rise in temperature is supplied by the recuperating fluid circulating through the other series of spaces flow 8. The recovery circuit includes the spaces

d'écoulement 8, une canalisation de retour 9, un refroidis-  8, return line 9, cooling

seur 10, une canalisation 11, des espaces d'écoulement 12 et une canalisation 13 Le r 6 le du circuit récupérateur est  sor 10, a pipe 11, flow spaces 12 and a pipe 13 The r 6 of the recuperator circuit is

un transfert indirect de la chaleur enlevée au lait stérili-  indirect transfer of the heat removed to sterilized milk

sé tandis qu'il se refroidit au lait cru préchauffé Le fluide récupérateur à 780 C quitte le refroidisseur 10 le long de la canalisation Il et entre dans les espaces d'écoulement  dried while it cools in preheated raw milk The recovery fluid at 780 C leaves the cooler 10 along the pipe II and enters the flow spaces

12 de l'échangeur de chaleur récupérateur 12, 25 o il enlè-  12 of the recovery heat exchanger 12, 25 where it removes

ve une quantité de chaleur suffisante pour porter sa tempé-  ve a sufficient amount of heat to bring its temperature

rature à 1280 C Le fluide récupérateur passe ensuite par la canalisation 13 aux espaces d'écoulement 8 o la majeure partie de cette quantité de chaleur est transférée au lait  rature at 1280 C The recovery fluid then passes through line 13 to the flow spaces 8 where most of this amount of heat is transferred to the milk

cru préchauffé dans les espaces d'écoulement 7 La tempéra-  raw preheated in the flow spaces 7 The temperature

ture du fluide régénérateur tombe à 820 C et il est ramené le long de la canalisation de retour 9 au refroidisseur 10, qui empêche un échauffement excessif L'incorporation d'un tel circuit récupérateur permet une grande économie de  ture of the regenerating fluid drops to 820 C and it is brought along the return line 9 to the cooler 10, which prevents excessive heating The incorporation of such a recovery circuit allows a great saving of

chaleur dans le traitement UHT.heat in UHT treatment.

La canalisation 14 conduit le lait chauffé à une série d'espaces d'écoulement 15 du premier échangeur de chaleur dans la partie à température élevée 15, 16 Les échangeurs de chaleur à température élevée 15, 16 et 17, 18  Line 14 leads the heated milk to a series of flow spaces 15 from the first heat exchanger in the high temperature part 15, 16 The high temperature heat exchangers 15, 16 and 17, 18

chauffent le lait à 13 Mo C A cette température, la stérilisa-  heat the milk to 13 MB C At this temperature, sterilization

tion se produit rapidement, habituellement en deux secondes.  tion occurs quickly, usually within two seconds.

La canalisation 19 relie les deux échangeurs de chaleur à  Line 19 connects the two heat exchangers to

température élevée et fait passer le lait de la série d'espa-  high temperature and passes the milk from the series of espa-

ces d'écoulement 15 à la série d'espaces d'écoulement 170  these flow 15 to the series of flow spaces 170

Dans cet exemple, l'échangeur de chaleur 15, 16 a une lon-  In this example, the heat exchanger 15, 16 has a long

gueur triple de celle de l'échangeur de chaleur 17, 180 Dans une installation classique de traitement UHT, il y aurait seulement un échangeur de chaleur à température élevée La présente invention prévoit deux échangeurs de chaleur ou plus à ce stade Ils peuvent se trouver dans la même structure.  three times that of the heat exchanger 17, 180 In a conventional UHT treatment installation, there would only be one heat exchanger at high temperature. The present invention provides two or more heat exchangers at this stage. They can be found in the same structure.

Le circuit dufluide de service comprend les espa-  The service fluid circuit includes the spaces

ces d'écoulement 16, la canalisation 20, le réchauffeur 21,  these flow 16, the pipe 20, the heater 21,

la canalisation 22, les espaces d'écoulement 18 et la cana-  the line 22, the flow spaces 18 and the line

lisation 23 Le fluide de service à 140 'C quitte le réchauf-  Lization 23 The service fluid at 140 ° C leaves the heater

feur 21 le long de la canalisation 22 et passe à travers les  21 along line 22 and passes through the

espaces d'écoulement 18, par la canalisation 23 et les espa-  flow spaces 18, via line 23 and the spaces

ces d'écoulement 16 pour sortir et passer dans la canalisa-  these flow 16 to exit and pass in the pipe-

tion 20 à 1240 C Il est ramené au réchauffeur 21 par la canalisation 20 La valve 28 est normalement ouverte et la valve 29 est normalement fermée La canalisation 30 contourne les espaces d'écoulement 16 quand la valve 29 est ouverte  tion 20 to 1240 C It is brought back to the heater 21 by the line 20 The valve 28 is normally open and the valve 29 is normally closed The line 30 bypasses the flow spaces 16 when the valve 29 is open

et la valve 28 fermée.and the valve 28 closed.

Le rapport entre le débit du fluide de service à travers les espaces d'écoulement 16 et 18 et celui du liquide traité dans les espaces d'écoulement 15 et 17 est maintenu sensiblement à l'unité par un régulateur de débit qui peut, par exemple, être incorporé dans le réchauffeur 21 Avec un  The ratio between the flow rate of the operating fluid through the flow spaces 16 and 18 and that of the liquid treated in the flow spaces 15 and 17 is maintained substantially by unit by a flow regulator which can, for example , be incorporated into the heater 21 With a

rapport des débits égal à l'unité, la différence de tempéra-  flow ratio equal to unity, the difference in temperature

ture à travers les surfaces de transfert de chaleur sera constante dans toute la partie à température élevée, et le profil des températures sera linéaire Un profil non linéaire des températures entrafne un dommage thermique accru De plus, la vitesse de dép 6 t de matières encrassantes est fonction de la différence de température; il est connu qu'un profil non  ture across the heat transfer surfaces will be constant throughout the high temperature portion, and the temperature profile will be linear A nonlinear temperature profile will cause increased thermal damage In addition, the deposition rate of 6 t of fouling material is function of the temperature difference; it is known that a profile not

linéaire favorise le dépàt.linear favors the deposit.

Le lait chauffé est conduit par un tube de retenue 24 à un groupe d'espaces d'écoulement 25 de l'échangeur de  The heated milk is led through a retaining tube 24 to a group of flow spaces 25 of the heat exchanger.

chaleur récupérateur 12, 25 Le double processus de stérilisa-  heat recovery 12, 25 The double sterilization process

tion et de dommage thermique continue dans le tube de retenue  tion and continuous thermal damage in the retaining tube

24 à 138 C.24 to 138 C.

Du tube de retenue 24, le lait passe à un groupe  From the retaining tube 24, the milk passes to a group

d'espaces d'écoulement 25 de l'échangeur de chaleur récupé-  flow spaces 25 of the recovered heat exchanger

rateur 12, 25 o la température est abaissée à 880 C, une certaine quantité de chaleur étant enlevée par le fluide récupérateur circulant à travers les espaces d'écoulement 12.  rator 12, 25 o the temperature is lowered to 880 C, a certain amount of heat being removed by the recovery fluid flowing through the flow spaces 12.

La canalisation 26 conduit le lait traité de l'é-  Line 26 carries the treated milk from the

changeur de chaleur récupérateur 12, 25 à un groupe d'espaces d'écoulement 3 de l'échangeur de chaleur 2, 3 La température du lait traité tombe à 190 C durant son passage à travers les espaces d'écoulement 3, car de la chaleur est échangée avec  recuperator heat changer 12, 25 to a group of flow spaces 3 of the heat exchanger 2, 3 The temperature of the treated milk drops to 190 C during its passage through the flow spaces 3, because of the heat is exchanged with

le lait brut dans l'autre groupe d'espaces d'écoulement 2.  raw milk in the other group of flow spaces 2.

La canalisation 27 conduit le lait traité à une  Line 27 leads the treated milk to a

installation d'emballage aseptique.aseptic packaging installation.

Un dommage thermique peut se produire à des tempé-  Thermal damage can occur at temperatures

ratures de plus de 80 'C, avec déphosphorylation partielle des  erasures over 80 ° C, with partial dephosphorylation of

caséines et dénaturation des protéines du sérum La déphos-  caseins and denaturation of serum proteins Dephos-

phorylation des caséines conduit à la destruction des micel-  casein phorylation leads to the destruction of micel-

les La dénaturation des protéines du sérum, telles que la lactoglobuline, peut libérer des composés volatils du soufre  The denaturation of serum proteins, such as lactoglobulin, can release volatile sulfur compounds

tels que l'hydrogène sulfuré et certains mercaptans, qui altè-  such as hydrogen sulfide and certain mercaptans, which alter

reront le goût du lait.will taste like milk.

Toutefois, pour un traitement UHT efficace, les  However, for effective UHT treatment,

températures du lait doivent rester dans l'intervalle 135-  milk temperatures should remain in the range 135-

150 'C pendant au moins deux secondes, pour une destruction efficace des spores bactériennes résistant à la chaleur, des  150 ° C for at least two seconds, for effective destruction of heat-resistant bacterial spores,

bactéries thermorésistantes, des moisissures thermorésistan-  heat-resistant bacteria, heat-resistant mold

tes et d'autres organismes * Otes and other organizations * O

résistants, comme les leptospires.resistant, like leptospires.

Si le profil température-temps pour le procédé de traitement UHT est connu, alors on peut calculer l'effet * e * * * e stérilisant et le dommage thermique Il y a lieu de noter que les zones de récupération contribuent à ce facteur Le choix d'une combinaison température-temps est un compromis pour  If the temperature-time profile for the UHT treatment process is known, then we can calculate the sterilizing effect * e * * * e and the thermal damage It should be noted that the recovery zones contribute to this factor The choice of a temperature-time combination is a compromise for

une installation donnée fonctionnant à sa capacité nominale.  a given installation operating at its nominal capacity.

Actuellement, une caractéristique d'une installa-  Currently, a feature of an installation

tion de traitement UHT est son incapacité de traiter des quantités de lait inférieures à sa capacité nominale Les avantages de petites dimensions, de convenance pour nettoya-  UHT treatment is its inability to process quantities of milk lower than its nominal capacity. The advantages of small dimensions, convenience for cleaning

ge en place d'économies de chaleur, de haute qualité du pro-  ge in place of heat savings, high quality of pro-

duit et d'automatisation ne peuvent pas être obtenus tant que  duit and automation cannot be obtained as long as

le problème de débit variable n'est pas résolu.  the variable flow problem has not been resolved.

Antérieurement, il était courant de résoudre les  Previously, it was common to resolve

problèmes de débit variable en faisant fonctionner l'instal-  variable flow problems when operating the installation

lation de traitement UHT à pleine capacité et en utilisant un réservoir tampon stérile entre l'installation UHT et l'installation de remplissage aseptique Toutefois, c'est  UHT treatment lation at full capacity and using a sterile buffer tank between the UHT installation and the aseptic filling installation.

une solution coûteuse augmentant la complexité de l'installa-  an expensive solution increasing the complexity of the installation

tion.tion.

Un rapport typique de variation de débit peut Otre de 4 pour 1 Cela réduira considérablement la qualité du produit, car le faible débit signifiera une durée effective  A typical flow variation ratio can be 4 to 1 This will significantly reduce product quality, as the low flow will mean effective duration

de séjour plus longue et le dommage thermique associé.  longer stay and associated thermal damage.

Dans des conditions de débit réduit, le besoin de chaleur en provenance du fluide de service circulant dans les  Under reduced flow conditions, the need for heat from the service fluid circulating in the

espaces d'écoulement 16 et 18 est réduit d'une manière corres-  flow spaces 16 and 18 is correspondingly reduced

pondante et l'aire nécessaire de transfert de chaleur est réduite par fermeture de la valve 28 et ouverture de la valve  laying and the necessary heat transfer area is reduced by closing the valve 28 and opening the valve

29 Cela fait passer le fluide de service le long de la cana-  29 This causes the service fluid to pass along the pipe.

lisation 30 qui contourne les espaces d'écoulement 16 Le lait  reading 30 which bypasses the flow spaces 16 Milk

chauffé à 1220 C entrant dans les espaces d'écoulement 15 en pro-  heated to 1220 C entering the flow spaces 15 in pro-

venancede lacanalisation 4 n'estpaschauffé,mais est maintenuàla température de récupération de 1220 C L'espace d'écoulement 15  the air coming from the pipe 4 is not heated, but is maintained at the recovery temperature of 1220 C. The flow space 15

sert de tube de retenue intermédiaire dans ces conditions.  serves as an intermediate retaining tube under these conditions.

Dans ce mode de mise en oeuvre, il est nécessaire de maintenir le parcours de traitement 14, 15, 19, 17, 24 inaltéré et de modifier seulement le côté service, car il  In this mode of implementation, it is necessary to maintain the treatment path 14, 15, 19, 17, 24 unchanged and to modify only the service side, because it

serait inacceptable d'avoir un trajet d'écoulement en paral-  it would be unacceptable to have a parallel flow path

lèle tel que 16, 30 du côté traitement, hygiénique.  lele such as 16, 30 on the treatment side, hygienic.

Les échangeurs de chaleur récupérateurs peuvent  Recuperative heat exchangers can

aussi être modifiés de la même manière, bien que les avanta-  also be changed in the same way, although the advantages

ges ne soient pas aussi prononcés car le liquide traité se trouve à une température plus basse Il peut y avoir plus que la seule division de la partie à température élevée en deux échangeurs de chaleur à température élevée tels que 15, 16 et 17, 1; cela élargira l'éventail de débits que le  ges are not as pronounced because the treated liquid is at a lower temperature There may be more than just dividing the high temperature part into two high temperature heat exchangers such as 15, 16 and 17, 1; this will broaden the range of speeds that the

système pourra traiter.system will be able to process.

Sur la figure 2, le diagramme illustre un appareil pour le traitement UHT indirect de lait avec un détournement du liquide traité, La canalisation 31 conduit le lait à partir d'un échangeur de chaleur récupérateur sensiblement comme sur la figure 1 à un groupe d'espaces d'écoulement 32 d'un échangeur à température élevée 32, 33 La canalisation 34 conduit le lait à un deuxième groupe d'espaces d'écoulement 35 d'un échangeur de chaleur à température élevée 35, 36 Le lait  In FIG. 2, the diagram illustrates an apparatus for the indirect UHT treatment of milk with a diversion of the treated liquid. The pipe 31 conducts the milk from a recovering heat exchanger substantially as in FIG. 1 to a group of flow spaces 32 of a high temperature exchanger 32, 33 The pipe 34 leads the milk to a second group of flow spaces 35 of a high temperature heat exchanger 35, 36 The milk

passe ensuite dans un tube de retenue 37.  then passes through a retaining tube 37.

Le circuit de service comprend un réchauffeur 38,  The service circuit includes a heater 38,

une canalisation 39, des espaces d'écoulement 36, une cana-  a pipe 39, flow spaces 36, a pipe

lisation 40, des espaces d'écoulement 33 et une canalisation  connection 40, flow spaces 33 and a pipe

de retour 41.back 41.

Dans ce mode de réalisation, la canalisation 31 comprend une valve 45 et une canalisation 42 communique avec la canalisation 31 et contient des valves 46 et 48 tandis  In this embodiment, the pipe 31 comprises a valve 45 and a pipe 42 communicates with the pipe 31 and contains valves 46 and 48 while

que la canalisation 34 comprend des valves 47 et 49.  that the line 34 comprises valves 47 and 49.

A la capacité nominale, les valves 45, 47 et 49 sont ouvertes, les valves 46 et 4 é sont fermées Quand on opère  At nominal capacity, valves 45, 47 and 49 are open, valves 46 and 4 é are closed When operating

à un débit réduit, l'un des échangeurs de chaleur à tempé-  at a reduced flow rate, one of the temperate heat exchangers

rature élevée 32, 33 ou 35, 36 est enlevé du circuit de traitement Pour isoler l'échangeur de chaleur à température élevée 32, 33, les valves 45 et 47 sont fermées et la valve 46 est ouverte Les espacesd'écoulement 32 peuvent alors &tre nettoyés en place Une installation 50 de nettoyage en place  high temperature 32, 33 or 35, 36 is removed from the treatment circuit To isolate the high temperature heat exchanger 32, 33, the valves 45 and 47 are closed and the valve 46 is open The flow spaces 32 can then be cleaned in place A 50 cleaning system in place

peut être prévue.can be expected.

Une fermeture des valves 46, 49 et 51 avec les  A closure of valves 46, 49 and 51 with the

valves 45, 47 et 48 ouvertes isolera les espaces d'écoule-  valves 45, 47 and 48 open will isolate the flow spaces

ment 35 L'installation de nettoyage en place peut 9 tre  ment 35 The cleaning installation in place can be 9

celle 50 utilisée pour les espaces d'écoulement 32.  that 50 used for the flow spaces 32.

Bien que cet exemple soit illustré par référence à une installation de traitement UHT pour le lait, l'invention peut aussi être appliquée dans d'autres cas o on désire  Although this example is illustrated with reference to a UHT treatment installation for milk, the invention can also be applied in other cases where it is desired

une stérilisation thermique de produits thermodégradables.  thermal sterilization of thermodegradable products.

Diverses variantes sont possibles dans le cadre général de la présente invention Par exemple, les espaces d'écoulement alternés peuvent 8 tre dans une disposition  Various variants are possible within the general framework of the present invention. For example, the alternating flow spaces can be in one arrangement.

"en parallèle" plut 6 t qu"'en série".  "in parallel" rather 6 t than "in series".

Claims (6)

REVENDICATIONS 1 Procédé de traitement à ultra-haute-température  1 Ultra-high temperature treatment process d'un liquide traité, selon lequel le liquide traité préchauf-  a treated liquid, whereby the treated liquid preheats fé est porté à une température de stérilisation par échange indirect de chaleur avec un fluide de service et maintenu  fé is brought to a sterilization temperature by indirect heat exchange with a service fluid and maintained brièvement à la température de stérilisation avant refroidis-  briefly at sterilization temperature before cooling sement, caractérisé par le fait que l'aire effective de transfert de chaleur de l'échangeur de chaleur est réduite, lors d'une réduction de débit, en faisant en sorte que le liquide traité ou le fluide de service contourne une certaine  This is characterized by the fact that the effective heat transfer area of the heat exchanger is reduced, when the flow is reduced, so that the treated liquid or the service fluid bypasses a certain proportion des espaces d'écoulement dans l'échangeur de cha-  proportion of flow spaces in the heat exchanger leur. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'échangeur de chaleur est un échangeur de  their. 2 Method according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is a heat exchanger chaleur à plaques.plate heat. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,  3 Method according to one of claims 1 and 2, caractérisé par le fait que le liquide traité est du lait.  characterized by the fact that the liquid treated is milk. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,  4 Method according to one of claims 1 to 3, caractérisé par le fait que, lors d'une réduction de débit, on fait passer le fluide de service seulement à travers une  characterized in that, during a flow reduction, the operating fluid is only passed through a partie terminale distale continue des espaces d'écoulement.  continuous distal end portion of flow spaces. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la portion des espaces d'écoulement à travers  Method according to claim 4, characterized in that the portion of the flow spaces through le fluide de service est détourné correspond au quart des es-  the service fluid is diverted corresponds to a quarter of the paces d'écoulement.flow points. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,  6 Method according to one of claims 1 to 5, caractérisé par le fait que le rapport des débits du fluide de service et du liquide traité est maintenu sensiblement  characterized in that the ratio of the flow rates of the operating fluid and the treated liquid is maintained substantially à l'unité.to unity. 7 Appareil pour le traitement indirect à ultra-  7 Device for indirect ultra-treatment haute-température d'un liquide traité,caractérisé par le fait qu'il comprend un pré-chauffeur, un échangeur de chaleur ayant deux groupes d'espaces d'écoulement ( 32, 33, 35, 36) pour porter le liquide traité à une température de stérilisation en échange indirect de chaleur avec un fluide de service, des moyens pour faire circuler le fluide de service à travers un groupe d'espaces d'écoulement ( 36, 33) de l'échangeur de chaleur et des moyens pour faire circuler le liquide traité sélectivement à travers la totalité ( 32 et 35) ou une partie seulement ( 3 2 ou 35) du second groupe d'espaces d'écoulement  high temperature of a treated liquid, characterized in that it comprises a preheater, a heat exchanger having two groups of flow spaces (32, 33, 35, 36) for bringing the treated liquid to a sterilization temperature in indirect heat exchange with a service fluid, means for circulating the service fluid through a group of flow spaces (36, 33) of the heat exchanger and means for making circulate the liquid treated selectively through all (32 and 35) or only part (3 2 or 35) of the second group of flow spaces ( 32, 35).(32, 35). 8 Appareil pour le traitement indirect à ultra-  8 Device for indirect ultra-treatment haute-température d'un liquide traité, caractérisé par le fait qu'il comprend un pré-chauffeur, un échangeur de chaleur ayant deux groupes d'espaces d'écoulement ( 15, 17, 182, 16)  high temperature of a treated liquid, characterized in that it comprises a preheater, a heat exchanger having two groups of flow spaces (15, 17, 182, 16) pour porter le liquide traité à une température de stérilisa-  to bring the treated liquid to a sterilization temperature tion par échange indirect de chaleur avec un fluide de servi-  tion by indirect heat exchange with a service fluid ce, des moyens pour faire circuler le liquide traité à tra-  this, means for circulating the treated liquid through vers un groupe d'espaces d'écoulement ( 15, 17) de l'échangeur de chaleur et des moyens pour faire circuler le fluide de service sélectivement à travers la totalité ( 18 et 16) ou une partie seulement ( 18) du second groupe d'espaces  to a group of flow spaces (15, 17) of the heat exchanger and means for circulating the operating fluid selectively through all (18 and 16) or only part (18) of the second group of spaces d'écoulement ( 18, 16).flow (18, 16).