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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/281861370 Appertisation des denrées alimentaires Conference Paper · January 2000 CITATIONS 0 READS 11,367 2 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Valorization of industrial byproducts View project Anaerobic digestion intensification View project Jean-Louis Lanoisellé Université Bretagne Sud 133 PUBLICATIONS 2,086 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Jean-Louis Lanoisellé on 18 September 2015. The user has requested enhancement of the downloaded file. Congrès français de Thermique, SFT 2000, Lyon, 15-17 mai 2000 Appertisation des denrées alimentaires Georges PIAR* et Jean-Louis LANOISELLÉ** *Laboratoire d’Energétique et de Thermique Industrielle de l’Est Francilien – UPRES EA 2355 IUT Créteil, Université Paris XII, 61, avenue de Général de Gaulle, 94010 Créteil Cedex Tél : 01.45.17.18.40 – Fax : 01.45.17.18.42 – Email : piar@univ-paris12.fr **Laboratoire de Génie des Procédés Industriels – UPRES A 6067 Université de Technologie de Compiègne, Département Génie Chimique Centre de Recherches de Royallieu, B.P. 20.529, F-60205 Compiègne Cedex Tél : 03.44.23.44.49 – Fax : 03.44.23.19.80 – Email : jean-louis.lanoiselle@utc.fr Résumé – Le procédé d’appertisation a pour objectif de produire des aliments destinés à être consommés après une conservation de longue durée à température ambiante. Nous décrivons rapidement les développements du procédé depuis sa création, il y a deux siècles, puis nous donnons en quelques chiffres un aperçu économique du secteur de la conserve appertisée. Après avoir rappelé les bases de la thermobactériologie et introduit la notion de risque vis-à-vis de la qualité hygiénique du produit, nous montrons tous les efforts qui ont été faits pour déterminer la zone thermiquement défavorisée du produit et prédire son évolution de température au cours d’un cycle de stérilisation en autoclave. Nomenclature a Diffusivité du produit, m2.min-1 C100 Valeur cuisatrice, min D Diamètre de la boîte, m D0 Temps de réduction décimale à la température T0, min DT Temps de réduction décimale à la température T, min F121,1 Valeur stérilisatrice (VS), min fch Facteur de pente logarithmique au chauffage, min fref Facteur de pente logarithmique au chauffage, min H Hauteur de la boîte, m Jch Facteur de retard au chauffage Jref Facteur de retard au refroidissement kA Constante d’activation, min-1 kD Constante de destruction, min-1 M Population de spore dormante à l’instant t M0 Population de spore dormante à l’instant initial N ou N Population de micro-organismes dénombrables à l’instant t N0 ou 0 N Population de micro-organismes dénombrables à l’instant initial n Nombre de réduction décimale r Distance au centre de la sphère, m R Rayon de la boîte, m de la sphère, m t Temps, min tch Temps de chauffage, min T Température, °C T0 Température initiale, °C TC Température à cœur du produit, °C Tch Température du palier de chauffage, °C Tg Température du produit à la fin du chauffage, °C  T Température de l’autoclave, °C z Paramètre de thermorésistance, °C zC Paramètre de cuisson, °C Symbole grec  Taux de dormance 0. Préambule Le décret n°55-241 du 10 février 1955 donne la définition des conserves alimentaires et des semi-conserves : « Sont considérées comme conserves les denrées alimentaires d’origine végétale ou animale, périssables, dont la conservation est assurée par l’emploi combiné des deux techniques suivantes : 1. Conditionnement dans un récipient étanche aux liquides, aux gaz et aux micro- organismes à toute température inférieure à 55°C, 2. Traitement par la chaleur ou par tout autre mode autorisé par arrêté (). Ce traitement doit avoir pour but de détruire ou d’inhiber totalement, d’une part les enzymes, d’autre part les micro-organismes et leurs toxines, dont la présence ou la prolifération pourrait altérer la denrée considérée ou la rendre impropre à la consommation humaine ». 1. Historique Le procédé d’appertisation tient son nom du français Nicolas Appert (1750-1841), confiseur-traiteur de métier, qui, après 14 ans d’expérimentations commencées en 1795, a décrit la méthode de préservation des aliments qui consiste à les enfermer dans un récipient hermétique et à les traiter par la chaleur dans l’eau bouillante. Son livre « L'art de conserver, pendant plusieurs années, toutes les substances animales et végétales », constitue la première référence bibliographique du domaine [1] (figure 1). Il faut attendre les travaux de Louis Pasteur (1822- 1895) sur la stérilisation par chauffage des milieux nutritifs puis sur la bière et le vin pour que soit montrée l’existence de la destruction par la chaleur des micro-organismes (1860). Pasteur met au point un procédé de chauffage de quelques minutes entre 55 et 60°C en absence d’air que l’on appelle aujourd’hui pasteurisation. Cette dénomination est employée, en particulier, pour la stérilisation des conserves dont le pH est acide (< 4,5) et qui s’effectue à des températures inférieures à 100°C. Bigelow [2], en 1921, décrit une méthode qui permet de réaliser l’intégration dans le temps de l’effet des températures mesurées expérimentalement pour calculer l’effet létal du traitement thermique puis Ball [3], en 1923, propose la méthode qui porte son nom et qui, pour le centre géométrique d’une boîte, permet de résoudre simultanément la problématique de la conduction de la chaleur dans la boîte et de l’effet létal du traitement thermique. Parallèlement, la technologie évolue. Dès 1808, le chimiste anglais Sir Humphrey Davy dépasse la température de stérilisation de 115°C avec une solution de chlorure de sodium. En 1839, le français Fastier brevète un procédé de stérilisation des boîtes à une température supérieure à 100°C. Il préconise l’emploi de la chaudière à soupape et l’utilisation d’eau additionnée de sels, de sucre ou de chlorure de sodium [4]. figure 1 : Fac-similés de la 1ère de couverture et de la page 8 de l’ouvrage de Nicolas Appert (1810). En page 8, on trouve la première définition du procédé d’appertisation. En 1852, Raymond Chevallier- Appert dépose un brevet d’autoclave avec manomètre spécial qui permet sous pression mesurée d’augmenter la température de l’enceinte de stérilisation. En 1885, Meyenberg réduit les dégradations thermiques dans le lait en introduisant la pratique de l’agitation durant la stérilisation. Durant la dernière décennie de ce siècle, les autoclaves à feu nu, chauffés au bois, sont nombreux et le barème de stérilisation se compte en nombre de bûches d’une espèce de bois de dimensions données. Si la date de mise en service des premiers autoclaves à vapeur n’est pas connue, apparaît en 1948 le principe du stérilisateur en continu à progression à spirale et fonctionnant sous pression. A la même époque les premiers procédés de stérilisation en vrac suivis d’un conditionnement aseptique apparaissent et, en 1950, est inventé l’autoclave à agitation par retournement des boîtes. Vers 1955, Carvallo met au point le procédé hydrostatique [5] (figure 2) en France et cette même année apparaît le procédé d’autostérilisation pour les produits faiblement acides. En 1961, les travaux de Beauvais et al. [6] aboutissent au « Stériflamme » dans lequel les boîtes sont directement chauffées par des flammes. A la même époque, Max Beauvais conçoit l’« Hydrolock » dont le sas d’entrée- sortie des boîtes fonctionnent grâce à un barillet (principe repris dans le procédé Stérilmatic, figure 3). En 1973, est déposé le brevet du « Stérivac » et en 1986 le procédé « Vatech » qui ont pour point commun de préparer des conserves sous vide. figure 2 : Principe des autoclaves continus hydrostatiques. Les sas de pression sont assurés par deux colonnes d’eau. D’après Lopez (1981). figure 3 : Procédé continu à progression à spirale mis au point par Anderson et Barngrover et commercialisé par FMC Corporation. Du point de vue de l’évolution des récipients, alors qu’Appert (1810) a fait le choix de bouteilles et de bocaux en verre « comme étant la matière la plus imperméable à l’air », c’est l’ingénieur anglais Bryan Donkin, utilisant un brevet dépose par Peter Durand en 1810, qui remplaça en 1811 les bocaux de verre par des boîtes métalliques. De 1819 à 1826, les explorations arctiques de Peary les utilisent (figure 4). En 1847, Allen Taylor dépose un brevet sur l’emboutissage à la presse des fonds déformables et en 1849, Henry Evans invente une presse qui permet de faire un fond de boîte en une seule opération. La production horaire des ouvriers est alors multipliée par 10 pour atteindre 50 à 60 boîtes par heure. C’est en 1858 que l’ouvre-boîte est enfin inventé et vient suppléer burin, ciseau et tenailles employés jusque là. En 1861, la première boîte à joint plastique au lieu d’une soudure est conçue par M. V. Bouquet, le double sertissage est inventé en 1884 par W. R. Lake et la première sertisseuse date de 1896 (Max Ams). Entre 1880 et 1890, est conçue la première machine à fabriquer des boîtes de conserves entièrement automatisée. En 1900, apparaît aux Etats-Unis la « sanatary can », boîte métallique à corps soudé et ouverture totale à la partie supérieure, la fermeture se faisant par sertissage. Alors que le laminage à froid est mis au point en 1929, que la première boîte en aluminium est produite industriellement en 1923, la seconde guerre mondiale verra l’étamage électrolytique se substituer à l’étamage au trempé uploads/Industriel/ appertisation.pdf