FR3029123A1

FR3029123A1 - USE OF THE COUPLING HYPOCHLORITES / CO2 FOR THE WASHING OF FOOD PRODUCTS AND IN PARTICULAR PLANTS

Info

Publication number: FR3029123A1
Application number: FR1461807A
Authority: FR
Inventors: Philippe Campo; Bruno Alban; Dominique Bras; Guillaume Beaudouin
Original assignee: Air Liquide France Industrie SA
Current assignee: Air Liquide France Industrie SA
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-06-03

Abstract

Un procédé de traitement de produits alimentaires, notamment de végétaux, comportant une mise en contact du produit avec une solution de lavage (1) qui comporte un agent de désinfection chloré ou bromé, se caractérisant en ce que : - la solution est dépourvue d'acide ; et - on a procédé à l'injection, dans la solution, de CO2 gazeux (4, 6, 7).A process for the treatment of foodstuffs, especially plants, comprising bringing the product into contact with a washing solution (1) which comprises a chlorinated or brominated disinfecting agent, characterized in that: the solution is devoid of acid; and the gaseous CO2 (4, 6, 7) was injected into the solution.

Description

La présente invention concerne le domaine des procédés et installations de lavage de produits alimentaires, et notamment de végétaux tels les salades, mais aussi le persil, les pommes, etc, lavages visant notamment à obtenir une désinfection des produits ainsi traités.The present invention relates to the field of processes and facilities for washing food products, including plants such as salads, but also parsley, apples, etc., washing aimed in particular to obtain a disinfection of the products thus treated.

On sait que la littérature concernant de tels traitements de produits alimentaires est extrêmement abondante, et qu'aujourd'hui, le chlore sous ses différentes formes (forme gazeuse, hypochlorites de sodium ou de calcium (eaux de javel)), est le principal agent de désinfection autorisé en Europe.We know that the literature concerning such food processing is extremely abundant, and that today, chlorine in its various forms (gaseous form, sodium hypochlorite or calcium (bleach)), is the main agent authorized disinfection in Europe.

Dans ces procédés connus de lavage à l'eau chlorée (ou bromée), les produits passent dans un ou plusieurs bains de lavage successifs, bains où, pour améliorer l'efficacité du lavage, on utilise couramment une agitation de l'eau du bain, typiquement réalisée par l'injection d'air comprimé dans la solution. Cette agitation a notamment pour rôle de décrocher les impuretés et autres charges organiques des produits à traiter, mais également de renouveler les molécules de désinfectant à la surface de ces produits pour augmenter ainsi le transfert désinfectant/produit et améliorer l'efficacité du lavage. Les produits, par exemple les salades, progressent à l'intérieur du ou des bains généralement par l'utilisation de roues d'entrainement.In these known methods of washing with chlorinated water (or brominated), the products pass into one or more successive washing baths, baths where, to improve the efficiency of the washing, it is commonly used a stirring of the bath water typically performed by injecting compressed air into the solution. This agitation has the role of picking up the impurities and other organic loads of the products to be treated, but also to renew the disinfectant molecules on the surface of these products to thereby increase the disinfectant / product transfer and improve the efficiency of washing. The products, for example salads, progress inside the bath or baths generally by the use of training wheels.

Les hypochlorites sont d'utilisation simple mais exigent en revanche une régulation des doses très délicate. On sait en effet que cette régulation s'effectue en particulier en fonction de la qualité et du pH de l'eau, leur utilisation augmentant le pH de l'eau dans laquelle ils sont ajoutés, alors que de façon bien connue, l'efficacité des hypochlorites pour la désinfection est beaucoup plus importante à pH neutre ou très légèrement acide. Ceci rend en pratique nécessaire, dans ce domaine technique, de réguler le pH de l'eau typiquement entre 6,5 et 7. On rappellera que ce phénomène s'explique très simplement par le 30 calcul des espèces présentes en fonction du pH: pour exemple dans une eau donnée à une température de 10°C, température usuellement utilisée dans le lavage de végétaux, le pourcentage de la forme HCLO est de 98% à pH 6.0, de 83% à pH 7 et uniquement de 33% à pH 8.0. Ces valeurs justifient pleinement le pH cible de lavage situé entre 6,5 et 7 permettant d'avoir entre 80 et 95% d'espèces actives. Néanmoins on constate en pratique que, le plus souvent, les industriels de ce secteur : - soit ne contrôlent que ponctuellement le pH et la teneur en chlore de leurs eaux, ce qui conduit à observer sur une même ligne de lavage des teneurs en chlore pouvant varier dans une large gamme autour de la teneur souhaitée, ce qui peut entraîner des non-conformités en terme de qualité microbiologique des produits finaux ; - soit ajoutent dans leurs eaux de lavage un acide, couramment de l'acide acétique, pour contrôler ce pH. Cet ajout d'acide présente néanmoins les inconvénients suivants : - l'augmentation de la charge carbonée (pollution) de l'eau de lavage pour son traitement avant rejet dans le milieu naturel. - le risque de relargage de chlore gazeux, avec les conséquences en résultant en termes de sécurité pour le personnel.Hypochlorites are simple to use but require very delicate dose regulation. It is known that this regulation is carried out in particular according to the quality and the pH of the water, their use increasing the pH of the water in which they are added, whereas in a well known manner, the effectiveness Hypochlorites for disinfection are much more important at neutral pH or very slightly acidic. In practice, this makes it necessary in this technical field to regulate the pH of water, typically between 6.5 and 7. It will be recalled that this phenomenon can be explained very simply by the calculation of the species present as a function of the pH: example in a given water at a temperature of 10 ° C, the temperature usually used in the washing of plants, the percentage of the HCLO form is 98% at pH 6.0, 83% at pH 7 and only 33% at pH 8.0 . These values fully justify the wash target pH between 6.5 and 7 allowing between 80 and 95% of active species. Nevertheless, in practice, it is found that, most often, the industrialists of this sector: - either only occasionally control the pH and chlorine content of their water, which leads to the observation on the same washing line of chlorine contents that can vary in a wide range around the desired content, which may lead to nonconformities in terms of microbiological quality of the final products; - Or add in their washing waters an acid, usually acetic acid, to control this pH. This addition of acid nevertheless has the following drawbacks: - the increase of the carbon load (pollution) of the washing water for its treatment before discharge into the natural environment. - the risk of release of chlorine gas, with resulting consequences in terms of safety for staff.

La présente invention vise à apporter une solution technique aux problèmes ci-dessus exposés, en permettant notamment : - d'éviter les inconvénients liés à la présence des acides de l'art antérieur ; - de maintenir d'excellentes performances de désinfection voire d'améliorer ces performances par rapport aux cas où cette industrie ne procède pas à l'ajout d'acides. Comme on le verra plus en détails dans ce qui suit, les travaux menés à bien par la Demanderesse ont permis de démontrer qu'il était possible d'atteindre de tels objectifs par la mise en oeuvre concomitante ou successive à l'ajout du désinfectant chloré (ou bromé), de CO2 gazeux, ceci en pouvant se passer de l'intervention d'un acide dans le procédé. Ces travaux ont en effet permis de démontrer que le CO2 améliore l'efficacité du désinfectant, dans un véritable couplage entre le CO2 et le désinfectant, ceci malgré l'absence de l'acide. On peut résumer les avantages de ce couplage de la façon suivante : - on accroit le pouvoir désinfectant de l'hypochlorite. - de ce fait, on optimise le coût global du traitement par le fait que l'on observe une diminution de la quantité de désinfectant requise, on élimine les coûts annexes de gestion des risques liés à la sécurité de la manipulation d'acides et ici également du risque de libération de chlore gazeux, pour finir des risques de corrosion. - on améliore la sécurisation de l'ensemble de l'installation : par l'absence d'addition d'acides forts tels que H2SO4 ou HCI par exemple, qui en cas d'ajouts trop importants, même accidentels, génèrent dés un pH < 5, la formation de chlore gazeux, gaz toxique qui sera émis dans l'atmosphère de travail. Le pH de 5 quelles que soient les conditions opératoires ne pourra pas être atteint par une injection de CO2 dans les conditions de l'invention. Par ailleurs, l'absence d'ajout d'acides forts et par conséquent les sels en résultant ainsi que la réduction de l'ajout de javel permettent la diminution des phénomènes de corrosion, l'amélioration des rejets (moins de sels d'acides forts) et de sous produits formés par des ajouts massif d'hypochlorite et des sels d'acides forts résultant des ajustements de pH réalisés par les acides couramment utilisés.... Comme on le détaillera ci-dessous, le CO2 et l'hypochlorite peuvent être additionnés de façon simultanée ou successive. L'invention concerne alors un procédé de traitement de produits alimentaires, notamment de végétaux, comportant une mise en contact du produit avec une solution de lavage qui comporte un agent de désinfection chloré ou bromé, se caractérisant en ce que : - la solution est dépourvue d'acide ; et - on a procédé à l'injection dans la solution de CO2 gazeux.The present invention aims to provide a technical solution to the problems described above, allowing in particular: - to avoid the disadvantages associated with the presence of acids of the prior art; - maintain excellent disinfection performance or even improve performance compared to cases where this industry does not add acid. As will be seen in more detail in the following, the work carried out by the Applicant has demonstrated that it was possible to achieve such objectives by the implementation concomitant or successive to the addition of chlorinated disinfectant. (or brominated), CO2 gas, this being able to do without the intervention of an acid in the process. This work has demonstrated that CO2 improves the effectiveness of the disinfectant, in a real coupling between CO2 and disinfectant, despite the absence of acid. The advantages of this coupling can be summarized as follows: - the disinfecting power of hypochlorite is increased. - As a result, the overall cost of the treatment is optimized by reducing the amount of disinfectant required, eliminating the associated risk management costs related to acid handling safety and here also the risk of release of chlorine gas, to end the risk of corrosion. - It improves the security of the entire installation: the absence of addition of strong acids such as H2SO4 or HCI for example, which in case of too large additions, even accidental, generate from a pH < 5, the formation of chlorine gas, toxic gas that will be emitted into the working atmosphere. The pH of any operating condition can not be achieved by CO2 injection under the conditions of the invention. Moreover, the absence of addition of strong acids and consequently the resulting salts as well as the reduction of the bleach addition allow the reduction of the corrosion phenomena, the improvement of the discharges (less acid salts). strong) and by-products formed by massive additions of hypochlorite and strong acid salts resulting from pH adjustments made by commonly used acids .... As will be detailed below, CO2 and hypochlorite can be added simultaneously or sequentially. The invention thus relates to a method for treating food products, in particular vegetables, comprising bringing the product into contact with a washing solution which comprises a chlorinated or brominated disinfecting agent, characterized in that: the solution is devoid of acid; and - the gaseous CO2 solution was injected into the solution.

Comme indiqué plus haut : - selon un des modes de mise en oeuvre de l'invention, la solution de lavage est obtenue par l'ajout concomitant de l'agent chloré ou bromé et du 5 CO2 gazeux. - selon un autre des modes de mise en oeuvre de l'invention, la solution de lavage est obtenue par l'ajout en premier lieu de l'agent chloré ou bromé suivi ensuite de l'ajout du CO2 gazeux. Dans ce cas, l'addition de l'agent chloré ou bromé va augmenter le pH de la solution, pH que l'on ajustera alors avec 10 l'injection du CO2. - selon un autre des modes de mise en oeuvre de l'invention, la solution de lavage est obtenue par l'ajout en premier lieu du CO2 gazeux suivi ensuite de l'ajout de l'agent chloré ou bromé. - selon un autre des modes de mise en oeuvre de l'invention, la solution 15 de lavage est obtenue par l'ajout en continu de l'agent chloré ou bromé et du CO2 gazeux et l'on procède à une régulation du pH de la solution par une mesure de ce pH et une rétroaction sur le débit d'arrivée du CO2 gazeux, et également, le cas échéant, sur le débit d'arrivée de l'agent chloré ou bromé. 20 L'invention concerne également une installation de traitement de produits alimentaires, notamment de végétaux, du type réalisant une mise en contact du produit avec une solution de lavage qui comporte un agent de désinfection chloré ou bromé, comportant : - un ou plusieurs bacs de lavage successifs destiné(s) à contenir la 25 solution ; - des moyens d'injection, dans le ou les bacs, d'un agent désinfectant chloré ou bromé ; se caractérisant en ce qu'elle comprend également des moyens d'injection, dans au moins l'un des dits bacs, de CO2 gazeux. 30 Comme il apparaitra clairement à l'homme du métier, pour des raisons de simplicité de langage on parle dans ce qui précède et ce qui suit de « moyens d'injection dans un bac », qu'il s'agisse d'une injection d'agent chloré ou bromé ou bien d'une injection de CO2, ce que l'on doit comprendre de la façon suivante : - l'agent chloré ou bromé : cet agent est liquide, il peut être injecté dans le bac lui-même (en n'importe quelle position et notamment au sein de la solution de lavage proprement dite) ou dans une boucle de recirculation de la solution de lavage du bac vers le bac considéré. - le CO2: ici encore le CO2, gazeux, peut être injecté en n'importe quelle position du bac et notamment au sein même de la solution en partie basse du bac mais on préférera, pour des questions de meilleur rendement, injecter ce CO2 dans la boucle de recirculation du bac. Et précisément de même, pour des raisons de simplicité de langage on parle dans ce qui précède et ce qui suit de « solution de lavage » pour désigner la phase liquide, présente dans le bac considéré, i.e avant injection de l'agent chloré (ou bromé) et/ou du CO2, après cette ou ces injections, ou encore la phase liquide en contact avec les produits aux différentes phases de séjour de ces produits dans le bac.As indicated above: according to one of the embodiments of the invention, the washing solution is obtained by the concomitant addition of the chlorinated or brominated agent and CO2 gas. - According to another of the embodiments of the invention, the washing solution is obtained by adding in the first place the chlorinated or brominated agent followed by the addition of CO2 gas. In this case, addition of the chlorinated or brominated agent will increase the pH of the solution, which pH will then be adjusted with CO2 injection. - According to another embodiment of the invention, the washing solution is obtained by adding firstly the gaseous CO2 followed by the addition of the chlorinated or brominated agent. according to another of the embodiments of the invention, the washing solution is obtained by the continuous addition of the chlorinated or brominated agent and the gaseous CO2, and a pH regulation of the solution by a measurement of this pH and a feedback on the arrival rate of the CO2 gas, and also, if necessary, on the arrival rate of the chlorinated or brominated agent. The invention also relates to a plant for processing food products, in particular plants, of the type bringing the product into contact with a washing solution comprising a chlorinated or brominated disinfecting agent, comprising: one or more containers of successive washings for containing the solution; means for injecting into the tray or bins a chlorinated or brominated disinfecting agent; characterized in that it also comprises means for injecting, in at least one of said tanks, gaseous CO2. As will be clear to those skilled in the art, for the sake of simplicity of language, what is said in the foregoing and the following about "injection means in a tank", whether it be an injection chlorinated or brominated agent or an injection of CO2, which must be understood in the following way: - the chlorinated or brominated agent: this agent is liquid, it can be injected into the tank itself (in any position and in particular within the wash solution itself) or in a recirculation loop of the washing solution of the tray to the tank in question. - CO2: here again the CO2, gaseous, can be injected in any position of the tank and in particular within the solution in the lower part of the tank but it is preferable, for questions of better performance, inject this CO2 in the recirculation loop of the tank. And precisely for the sake of simplicity of language we speak in what precedes and what follows of "washing solution" to designate the liquid phase, present in the tray considered, ie before injection of the chlorinated agent (or brominated) and / or CO2, after this or these injections, or the liquid phase in contact with the products at the different phases of residence of these products in the tray.

La figure 1 (unique) annexée illustre un des modes de mise en oeuvre de l'invention, on reconnaît sur cette figure les éléments suivants : - un bac 1 de lavage, avec en sa partie basse la solution de lavage, utilisant ici un agent chloré (en grisé sur la figure). - une boucle de recirculation 2 de l'eau du bac permet de réaliser un brassage, une eau homogène en tout point et un effet mécanique pour le lavage (s'ajoutant à l'effet mécanique de l'injection d'air comprimé dans la solution, injection d'air traditionnellement mise en oeuvre dans cette industrie). - la boucle comprend une pompe 3 et un injecteur 4 dans lequel le CO2 est introduit. Cet injecteur peut être préférentiellement un mélangeur statique équipé d'un piquage latéral permettant l'introduction du CO2. Cet équipement présente certains avantages comme sa facilité de nettoyage, sa perte de charge limitée, sa robustesse. Mais d'autres injecteurs peuvent être utilisés comme des éléments de diffusion poreux, des venturis, etc... Suivant les paramètres de la boucle (vitesse / débit / pression) un simple piquage pour introduire le CO2 dans la boucle peut également être suffisant. - l'agent chloré est injecté dans le bain directement, soit à l'aide d'un débit fixe sans régulation de ce débit, soit à l'aide d'un débit régulé (injection non représentée sur la figure). Le chlore est consommé dans le temps par la matière organique, il y a donc un ajout régulier. - le CO2 gazeux est ici injecté (en provenance de la source 7) dans la boucle de recirculation, au niveau du mélangeur 4, l'injection du CO2 est ici 10 contrôlée par une régulation 6 de type TOR. Le choix d'une vanne proportionnelle, certes plus onéreuse, aurait pu également être fait. - de l'eau neuve est ajoutée en continu dans le bain pour renouveler ce bain en fonction des pertes de liquides inhérentes aux sorties régulières des produits du bain.FIG. 1 (only) appended illustrates one of the embodiments of the invention, the following elements are recognized in this figure: - a washing tank 1, with the washing solution at its bottom, using an agent here chlorinated (grayed out in the figure). a recirculation loop 2 of the water of the tank makes it possible to carry out a stirring, a homogeneous water at all points and a mechanical effect for the washing (adding to the mechanical effect of the injection of compressed air into the solution, air injection traditionally used in this industry). the loop comprises a pump 3 and an injector 4 into which the CO2 is introduced. This injector may be preferably a static mixer equipped with a lateral tapping allowing the introduction of CO2. This equipment has certain advantages such as its ease of cleaning, its limited pressure drop, its robustness. But other injectors can be used as porous diffusion elements, venturis, etc ... Depending on the parameters of the loop (speed / flow / pressure) a simple stitching to introduce the CO2 in the loop can also be sufficient. the chlorinated agent is injected into the bath directly, either by means of a fixed flow rate without regulation of this flow rate, or by means of a regulated flow rate (injection not shown in the figure). Chlorine is consumed over time by organic matter, so there is a regular addition. the gaseous CO2 is injected here (from the source 7) into the recirculation loop, at the mixer 4, the CO2 injection is here controlled by a regulation 6 of the TOR type. The choice of a proportional valve, certainly more expensive, could also be done. - New water is added continuously in the bath to renew the bath according to the liquid losses inherent in the regular outputs bath products.

15 On illustre dans ce qui suit les résultats obtenus grâce à l'invention, résultats obtenus dans les conditions opératoires suivantes : - les essais visaient à laver (nettoyer) du persil ; - le CO2 était injecté dans la boucle de recirculation d'eau 20 (conformément à ce qui est représenté dans la figure annexée) dont le débit d'eau était de l'ordre de 45 m3/h. En raison de la configuration de la ligne de recirculation et en particulier de son diamètre, cette injection est avantageuse car avec une vitesse moyenne de circulation supérieure à 1 m/s, cette vitesse, même un peu faible, permet 25 liée aux autres paramètres de configuration de maximiser le transfert du CO2 de la phase gaz à l'eau et ce faisant, d'assurer une présence forte du CO2 dans l'eau. - 1 à 3 kg/h de CO2 ont été injectés pour atteindre la valeur de solubilité du CO2 dans l'eau aux conditions opératoires (température, pression 30 atmosphérique) permettant le maintien d'un pH souhaité i.e entre 6,8 et 7. - l'injection de CO2 était ajustée par une mesure en ligne de pH. La quantité de chlore résiduel a été mesurée et ajustée en continue (valeur ajustée à 56 mg/1) grâce à un chloromètre monté en ligne. - grâce à l'ajout du CO2, il a été possible, pour une même dose de désinfectant chloré, d'accroitre très significativement la désinfection, à savoir de l'ordre d'un ordre de grandeur en échelle logarithmique. De plus, le rendement de transfert du CO2 est élevé car le maintien du pH aux alentours de 7 a permis à la fois de limiter la quantité de CO2 dissoute (au bénéfice de HCO3-) et à la fois de maximiser la forme acide hypochloreux lors de l'ajout de javel, forme bien connue pour son efficacité de désinfection.The results obtained by means of the invention are illustrated in the following, results obtained under the following operating conditions: the tests were intended to wash (clean) parsley; the CO2 was injected into the water recirculation loop 20 (as shown in the attached figure) whose water flow rate was of the order of 45 m 3 / h. Due to the configuration of the recirculation line and in particular of its diameter, this injection is advantageous because with an average speed of circulation greater than 1 m / s, this speed, even a little weak, allows 25 linked to the other parameters of configuration to maximize the transfer of CO2 from the gas phase to water and in so doing, to ensure a strong presence of CO2 in the water. - 1 to 3 kg / h of CO2 were injected to reach the solubility value of CO2 in water at operating conditions (temperature, atmospheric pressure) allowing the maintenance of a desired pH ie between 6.8 and 7. - The CO2 injection was adjusted by an in-line pH measurement. The amount of residual chlorine was measured and adjusted continuously (value adjusted to 56 mg / 1) by means of a chlorometer mounted in line. - Thanks to the addition of CO2, it was possible, for the same dose of chlorinated disinfectant, to very significantly increase the disinfection, ie of the order of an order of magnitude in logarithmic scale. In addition, the transfer efficiency of CO2 is high because the maintenance of the pH around 7 has allowed both to limit the amount of dissolved CO2 (in favor of HCO3-) and both to maximize the hypochlorous acid form at the same time. the addition of bleach, a form well known for its effectiveness of disinfection.

Claims

REVENDICATIONS1. Process for the treatment of food products, especially plants, comprising bringing the product into contact with a washing solution (1) which comprises a chlorinated or brominated disinfecting agent, characterized in that: the solution is devoid of acid ; and the solution of gaseous CO2 (4, 6, 7) was injected into the solution.

2. Method according to claim 1, characterized in that the washing solution is obtained by the concomitant addition of the chlorinated or brominated agent and CO2 gas: - at one time; or - continuously with a regulation of the pH of the solution by a measurement of this pH and a feedback on the arrival flow rate of the CO2 gas, and also, if necessary, on the arrival flow rate of the chlorinated agent or bromine.

3. Method according to claim 1, characterized in that the washing solution is obtained by the addition in the first place of the chlorinated or brominated agent followed by the addition of gaseous CO2: - at one time; or - continuously with a regulation of the pH of the solution by a measurement of this pH and a feedback on the arrival flow rate of the CO2 gas, and also, if necessary, on the arrival flow rate of the chlorinated agent or bromine. 25

4. Method according to claim 1, characterized in that the washing solution is obtained by the addition first of the gaseous CO2 followed by the addition of the chlorinated or brominated agent: - at one time; or 30 - continuously with a regulation of the pH of the solution by a measurement of this pH and a feedback on the rate (6) of arrival of the CO2 gas, and where appropriate also on the arrival flow of the agent chlorinated or brominated.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it proceeds to a recirculation of the solution, through a recirculation loop (2) of the solution, contained in at least one wash tank (1). ), and in that: - the recirculation loop comprises a mixer (4), for example a static mixer, and the CO2 gas is injected into the loop at the mixer; the injection of CO2 is controlled by a valve (6) of the TOR type or of the proportional valve type; the pH of the solution is regulated by a measurement of this pH and a feedback on the flow rate (6) of arrival of the CO2 gas, and where appropriate also on the flow rate of arrival of the chlorinated or brominated agent.

6. Processing plant for food products, especially plants, of the type bringing the product into contact with a washing solution which comprises a chlorinated or brominated disinfecting agent, comprising: - one or more tanks (1) of successive washing (s) intended to contain the solution; means for injecting into the tray or bins a chlorinated or brominated disinfecting agent; characterized in that it also comprises injection means (4, 6,

7) in at least one of said CO gas tanks.