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TABLE DES MATIÈRES
Découverte 2 Principe 2 Thermorésistance des bactéries et des microorganismes 3 Termes spécifiques 3
Durée de réduction décimale D 3
Barème de pasteurisation 4 Le pasteurisateur 4 Applications 7
RÉFÉRENCES 9
P A S T E U R I S A T I O N Découverte On doit à Louis Pasteur (1822-1895) le procédé universellement reconnu de
la pasteurisation. Pour ne résumer que très brièvement la vie de Pasteur,
il fut docteur en chimie et en physique à 25 ans, puis il devint doyen de
la Faculté des sciences à Lille à 32 ans. Il fit beaucoup de travaux sur la
cristallographie et sur les fermentations. Vers 1871, Pasteur étudia la
fabrication de la bière et c'est à ce moment qu'il décela les causes des
maladies de ce produit. C'est grâce à la pasteurisation que Pasteur parvint
à démontrer comment on pouvait les éviter. La figure ci-contre représente
Pasteur pendant qu'il faisait des travaux.
http://perso.wanadoo.fr/jose.braun/conserve/pasteurisation.htm Figure 1 Louis Pasteur Principe À l'origine, la pasteurisation consistait à porter la température d'un
produit aux environs de 72 à 75 °C pendant 15 secondes afin d'y détruire
les microorganismes pathogènes qui sont néfastes puisqu'ils provoquent des
maladies chez les humains. Ensuite, on devait refroidir rapidement le
produit. De nos jours, la température va souvent au-delà de 75 °C sans
toutefois dépasser 85 °C. Lorsque cette température est dépassée, on
attaque l'intégrité chimique de certains éléments du produit, le rendant
inapte à porter le qualificatif de « frais ». Les aliments seraient alors
stérilisés et non plus pasteurisés. La pasteurisation vise donc l'élimination (du moins la réduction, puisqu'il
peut y avoir certains risques de recontamination après le traitement) des
pathogènes mais non des spores. Elle consiste également en une préservation
de courte durée. De plus, la pasteurisation est très spécifique à chaque
produit puisque chacun d'eux possède un barème de pasteurisation. Comme il est mentionné précédemment, ce mode de conservation des aliments
ne détruit pas tous les microorganismes. Par exemple, les spores
bactériennes ne sont pas attaquées, car elles sont résistantes à la chaleur
(thermorésistantes). Cependant, la stérilisation, qui peut être perçue
comme une pasteurisation plus poussée, détruit ces spores bactériennes. Le traitement thermique modéré qu'est la pasteurisation nécessite par la
suite une conservation au froid (3-4 °C). Si le barème de pasteurisation
n'est pas respecté, il peut y avoir deux principales conséquences : . Sur-pasteurisation
o Température trop élevée ou temps de séjour trop long
o Entraîne un goût de « cuit »
o Réaction de brunissement non enzymatique . Sous-pasteurisation
o Température trop basse ou temps de séjour trop court
o Risque de ne pas détruire toute la flore pathogène Thermorésistance des bactéries et des microorganismes Tous les microorganismes ne réagissent pas de la même façon à la chaleur.
On peut alors dire que leur « thermorésistance » peut être plus ou moins
élevée. De plus, cette thermorésistance dépend du milieu dans lequel la
pasteurisation est pratiquée. Plus le milieu est acide, moins la résistance
à la chaleur est élevée. Les aliments sont classés selon trois catégories
de pH. Le pH est l'abréviation de puissance en Hydrogène. Plus la
concentration en hydrogène est élevée, plus la valeur du pH est faible (<
7,0) et plus la substance sera acide.
. Peu acide : pH > 5,3
. Modérément acide : pH entre 4,5 et 5,3
. Acide : pH < 4,5
Plus l'aliment est acide, plus le traitement à la chaleur sera léger. Et si
l'aliment est neutre, c'est-à-dire qu'il a un pH égal à 7, le traitement
thermique à appliquer devra être plus important. Lorsque le milieu n'est pas favorable à l'activité des levures et des
bactéries (dans un milieu où on ajoute beaucoup de sucre, par exemple), la
thermorésistance des microorganismes augmente. Cette augmentation de la
thermorésistance se produit lorsque le milieu dans lequel vivent les
microorganismes devient défavorable par rapport au milieu aqueux initial. À l'opposé, la présence d'antiseptiques (comme l'éthanol contenu dans le
vin) permet de réduire la thermorésistance des microorganismes. Termes spécifiques La pasteurisation ainsi que la stérilisation sont des procédés impliquant
des traitements thermiques. Ces traitements sont exprimés en termes
scientifiques bien précis. Voici quelques-uns d'entre eux. Durée de réduction décimale D C'est la durée, constante à une température donnée, nécessaire pour réduire
d'un facteur 10, à une température donnée, la population du microorganisme
pathogène le plus important dans le produit. Le D s'exprime pour une
température donnée et pour une espèce de microorganismes précise. Par
exemple, à 121,1 °C, le D de Clostridium botulinum est de 0,21 minute,
tandis que pour C. sporogènes, il est de 1 minute. Pour une même durée D, la température T et la durée t du traitement sont
liés par l'équation suivante :
[pic]
Cette équation s'exprime par une droite. Il existe donc une multitude de
combinaisons de T et t qui permettent d'arriver au même résultat de
réduction. Cette caractéristique permet de varier la température lors des
traitements afin de respecter la qualité des produits d'origine. Barème de pasteurisation Il s'agit du couple temps-température de chaque produit. Pour comparer les
barèmes, on utilise la valeur pasteurisatrice (VP). La VP est le temps, à
70 °C, correspondant à la même efficacité que le barème utilisé.
[pic] où t est le temps en minutes et T est la température du barème utilisé. Par exemple, une VP de 100 peut théoriquement correspondre à :
- un traitement de 100 minutes à 70 °C
- un traitement de 10 minutes à 80 °C
- un traitement de 1 minute à 90 °C, dans un cas précis.
Le pasteurisateur Le pasteurisateur est un échangeur de chaleur qui comporte plusieurs
sections ainsi qu'un chambreur. L'échangeur de chaleur est un appareil qui
peut réchauffer ou refroidir en continu un produit pompable. Le principe de
l'échangeur de chaleur est simple. Le produit circule parallèlement à un
fluide thermique. Ce dernier est généralement à contre-courant du produit
(il peut aussi circuler à co-courant). La figure 2 montre les deux
circulations. [pic]
http://perso.wanadoo.fr/jose.braun/conserve/pasteurisation.htm
Figure 2 Types de circulations dans un échangeur de chaleur
Entre les deux fluides se trouve une surface de chauffe qui peut être un
tube ou une plaque. L'écart de température entre les deux fluides provoque
un courant thermique à travers la surface de chauffe. Le fluide froid se
réchauffe donc et le fluide chaud se refroidit. . Le chambreur
o C'est un tube dont le volume permet, selon le débit, de
maintenir la température de pasteurisation durant le temps
nécessaire. . Section de récupération de chaleur
o Préchauffage ou pré-refroidissement
o Dans cette section, le produit entrant est préchauffé et le
produit sortant est pré-refroidi. Aucune énergie extérieure
n'est nécessaire, ce qui permet d'économiser beaucoup d'énergie. . Section de chauffage
o Cette section doit amener le produit préchauffé dans la section
de récupération à la température de pasteurisation. Cette mesure
de la température de pasteurisation doit être précise et
constante. . Section de refroidissement
o Une fois pré-refroidi dans la section de récupération de
chaleur, le produit est refroidi dans cette section. Le produit
final devra être constamment refroidi puisque la pasteurisation
ne rend pas stérile.
o Si la suite du traitement nécessite des températures élevées
(par exemples, pour l'écrémage, l'homogénéisation, la
fermentation lactique, etc.), cette section est omise. Il existe différents pasteurisateurs. En voici les détails.
. Échangeur tubulaire [pic]
http://perso.wanadoo.fr/jose.braun/conserve/pasteurisation.htm Figure 3 Échangeur tubulaire
La figure 3 nous donne un exemple d'un échangeur de chaleur tubulaire.
Ensuite, la figure 4 nous montre, de façon plus précise, l'intérieur de ce
type d'échangeur de chaleur. Il y a quelques années, l'échangeur tubulaire
était le plus utilisé. Les fluides circulent dans des tuyaux concentriques.
Le produit est au centre et le fluide à l'extérieur. Ce type d'échangeur a
comme avantage de produire une grande vitesse. L'écoulement du produit est
turbulent et permet de traiter des produits plus visqueux. Ils sont
cependant assez encombrants.
[pic]
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Figure 4 Intérieur d'un échangeur tubulaire
. Échangeur à plaques
L'échangeur de chaleur à plaques est le plus utilisé. Il est constitué d'un
assemblage de plaques cannelées montées et serrées sur un bâti. L'image
suivante (figure 5) nous montre clairement cet assemblage. Chaque paire de
plaques forme un canal qui alterne pour le fluide et pour le produit. La
distance entre deux plaques obtenue par des joints est variable.