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DISPOSITIF ET PROCEDE DE TRAITEMENT PAR DES ONDES ACOUSTIQUES
DE HAUTE FREQUENCE
L'invention concerne un dispositif et un procédé de traitement par
exemple de nettoyage et/ou de décontamination d'aliments tels que les
aliments végétaux, par des ondes acoustiques de haute fréquence.
Les fruits et les légumes sont une partie essentielle de l'alimentation des
populations du monde, contribuant à un apport en vitamines et en minéraux
essentiels ; ils peuvent être consommés crus en première et quatrième gamme
ou transformés selon les procédés de l'industrie agroalimentaire en deuxième,
troisième et cinquième gammes.
Les fruits et les légumes cultivés selon des méthodes agricoles
conventionnelles sont toutefois soumis à des risques de contaminations
microbiologiques et les maladies d'origine alimentaires liées à la
consommation de ces produits sont largement présentes dans le monde
entier et peuvent engendrer des problèmes de santé publique. Ces risques
sont encore augmentés lorsque les pratiques agricoles minimisent les intrants
comme c'est le cas en agriculture biologique. En effet, de nombreuses
bactéries, telles que Bacillus, Salmonella, Lis teria, Staphylococcus, Esche
richia,
sont capables d'adhérer et de former un biofilm sur des différentes surfaces,
par exemple à la surface de fruits et légumes (Elhariry, 2011, Attachment
strength and bio film forming ability of Bacillus cereus on green-leafy
yegetables: cabbage and lettuce , Food Microbiology 28, 1266-1274). Les
fruits et légumes frais sont exposés en particulier lors de la récolte, du
conditionnement et du stockage en chambre froide lors du transport, et enfin
lors de transformations telles que des opérations de pré-découpage, à ces
divers risques de contaminations pathogènes.
La maitrise de la qualité sanitaire est un des enjeux essentiels, aussi bien
pour la commercialisation des fruits et légumes frais que pour les matières
premières utilisées dans les industries de la transformation des fruits et
légumes,
et notamment les industries de quatrième gamme. En effet, quelle que soit la
technique d'élaboration, le procédé de conservation et la destination finale
des produits, une réduction de la charge microbienne initiale minimise les
risques de contamination tout au long de la chaine de conservation et de
transformation. Il est donc impératif pour les industries agroalimentaires
d'assurer la qualité sanitaire en amont des procédés et à chaque étape de
la transformation pour assurer la salubrité des produits.
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Selon la nature des fruits et légumes et leur origine, les opérations de
décontamination visent essentiellement à maitriser la qualité sanitaire, c'est
à
dire éliminer les micro-organismes pathogènes pour l'homme, mais
également elles participent, de fait, à l'élimination des substances chimiques
(pesticides, fongicides) issues des traitements phytosanitaires. Elles visent
également à maitriser la contamination phytopathogène ou opportuniste,
non pathogène pour l'homme, qui se développe après la récolte, altère les
produits en conservation et les rend impropres à la consommation et à la
commercialisation. Par ailleurs, les conditions de production qui visent à
limiter
l'usage des produits phytosanitaires (pesticides, fongicides) avant la récolte
sont plus favorables au développement des micro-organismes au cours de la
conservation, ce qui est actuellement la principale cause de pertes après
récolte. Cette problématique, essentielle pour tous les types de production
devient un des principaux facteurs limitant les productions en agriculture
biologique.
Dans le secteur agroalimentaire, le lavage des fruits et légumes à
destination de la commercialisation en frais, des industries quatrième gamme
et des industries de transformation, est donc une étape majeure. Le lavage a
pour objectif principal de réduire au maximum les contaminants
microbiologiques, biologiques et chimiques présents à la surface des
végétaux.
Dans ce domaine, il est connu de l'homme du métier que les fruits et
légumes sont typiquement lavés avec de l'eau dont le recyclage n'est
généralement pas assuré. Dans certains cas particuliers, comme la
transformation en quatrième gamme, un apport de chlore est nécessaire pour
assurer la qualité sanitaire (de l'ordre de 80 ppm de chlore).
Le chlore et les composés chlorés sont utilisés comme désinfectants
depuis des décennies, et sont encore à ce jour les seules substances
désinfectantes qui présentent un rapport coût/efficacité acceptable pour
l'industrie agroalimentaire. De nombreux travaux ont été effectués sur les
effets du chlore et la qualité sanitaire (2007, "Comparison of disinfection by
product formation from chlorine and alternative disinfectants", Water
Research 41,1667-1678; Al-Zenki et al., 2012, "Microbial safety and sanitation
of fruits and fruit products", In: Handbook of Fruit and Fruit Processing.
Wiley-
Blackwell, USA, pp. 339-340).
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La plupart des méthodes de lavage des matières premières fraiches
utilisent donc du chlore et de grandes quantités d'eau, le renouvellement de
l'eau chlorée étant à la base de l'efficacité du lavage.
Le chlore a cependant de nombreux inconvénients : en présence de
composés organiques dissous, il peut se former des sous-produits tels que les
trihalométhanes, les bromures de méthylène et autres molécules considérées
comme toxiques dans l'alimentation. Une étude réalisée par le CVUA
(Stuttgart) a montré que sur 600 échantillons végétaux analysés, 20 % d'entre
eux contenaient des résidus chlorate toxiques, à des concentrations allant de
0,01 à 0,92 mg/kg. La norme à ne pas dépasser étant actuellement fixée à 0,7
mg/kg, norme en vigueur actuellement ("Should chlorate residues be of
concem in fresh-cut salads?" Gil, Marin, Andujar, Allende Food Control 60
(2016) 416e421).
Au cours de l'utilisation de chlore, il peut également se former de la
vapeur toxique pour les opérateurs. De plus, l'utilisation à grande échelle du
chlore dans les bains de lavage et son rejet dans les eaux usées pose
également un problème environnemental. C'est notamment pour ces raisons
que l'utilisation du chlore à des fins de désinfection des matières premières
est
déjà interdite dans certains pays, notamment en Allemagne et en Suisse et
cette interdiction tend à se généraliser en Europe notamment.
Les industries de l'agroalimentaire s'intéressent donc de plus en plus aux
alternatives possibles. La recherche d'alternatives au chlore a fait l'objet
de
nombreuses études et différentes pistes qui utilisent et conjuguent des
solutions chimiques, biologiques ou physiques ont été explorées. Outre le
lavage avec du chlore ou dioxyde de chlore, d'autres pistes sont étudiées
telles que par exemple une combinaison de plusieurs méthodes de
décontamination choisies parmi des produits avec du chlorure de sodium
acidifié, des formulations d'acides organiques, des désinfectants à base
alcaline, du peroxyde d'hydrogène, de l'eau ozonée, de l'eau électrolysée,
de l'acide péroxyacétique, et des traitements thermiques modérés, ainsi que
d'autres procédés physiques, notamment par ultrasons, rayonnement
ultraviolet, champ électrique pulsé, champs magnétiques oscillants, et haute
pression, pour diminuer la charge microbienne des fruits et légumes frais (Gil
et al., 2011, "Treatments to assure safety of fresh-cut fruits and vegetables"
In:
Martin-Bellosa, O., Soliva-Fortuny, R. (Eds.), Advances in Fresh-cut Fruit and
Vegetables Processing. CRC Press, USA, pp. 211-223).
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Plus particulièrement, les ultrasons sont utilisés pour la décontamination
des produits transformés (tels que les jus, purée, etc.) qui ne nécessitent
pas
de maintenir l'intégrité des tissus vivants. En effet, de manière générale,
les
ultrasons avec des fréquences de 20-100 kHz ont la capacité de provoquer la
cavitation, utilisée dans l'industrie alimentaire pour inactiver les micro-
organismes (Piyasena et al., 2003, "Inactivation of microbes using ultrasound:
a review" International Journal of Food Microbiology 87 (3), 207-216). La
cavitation nécessaire à l'inactivation des micro-organismes altère les
cellules
végétales et ne permet pas le maintien des structures vivantes et leur
conservation en l'état. C'est par ailleurs une technologie non-thermique qui
contribue à l'augmentation de la sécurité antimicrobienne tout en préservant
des caractéristiques nutritionnelles, sensorielles et fonctionnelles et
sensibles à
la chaleur. Un avantage majeur des ultrasons sur les autres techniques dans
l'industrie alimentaire est que les ondes sont généralement considérées
comme sûres, non-toxiques et respectueuses de l'environnement (Kentish et
Ashok Kumar, 2011, "The physical and chemical effects of ultrasound" In: Feng,
H., Barbosa-Cànovas, G.V., Weiss, J. (Eds.), Ultrasound Technologies for Food
and Bioprocessing. Springer, London, pp. 1-12).
Des résultats récents, obtenus par José Sao, montrent que les ultrasons sont
efficaces en se limitant à des fréquences de 45kHz ("Caracterizaçao fisico-
quimica e micro biologica de tomate cerja minimamente processado
submetido a diferen tes tratementos de sanitizaçao" Thèse Viçosa Minas
Gerais Brasil 2013).
Les propositions d'alternatives aux procédés de décontamination
traditionnels sont certes nombreuses, mais restent néanmoins peu ou pas
utilisées par les entreprises, La principale raison à cela est qu'aucune de
ces
alternatives n'est aussi efficace en terme de désinfection ou décontamination
que le chlore, sans altérer les produits végétaux. Par ailleurs, les
alternatives
engendrent des coûts importants qui ne permettent pas une utilisation en
agroalimentaire et représentent donc un important frein à l'investissement En
outre, les autres décontaminants chimiques sont soit trop oxydants ou trop
dégradants pour les végétaux (cas du peroxyde d'hydrogène par exemple)
ou insuffisamment actifs contre les micro-organismes (cas des combinaisons
d'acides organiques par exemple). Enfin, il est souvent difficile d'adapter
une
ligne de production, et le faire après coup revient encore plus cher, que de
penser une conception hygiénique en amont.
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Ainsi, actuellement aucune alternative à l'utilisation du chlore n'est
satisfaisante et utilisée par l'industrie agro-alimentaire et le chlore reste
le
décontaminant utilisé industriellement dans tous les cas où la législation le
permet.
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Toutefois, si le chlore assure une décontamination bactériologique et
fongique, il n'a pas d'effet particulier sur les résidus chimiques issus des
traitements phytosanitaires en cours de production. Or, aujourd'hui, la
présence de résidus chimiques sur des fruits et légumes à la récolte et en
particulier sur les salades a été montrée dans de nombreuses études sur ce
sujet. Aucune technologie actuellement ne propose de réduire la charge en
pesticides à la surface des légumes et des fruits, avant leur transformation.
Considérant ce qui précède, afin de résoudre les problèmes listés ci-
dessus et notamment développer une alternative au nettoyage et à la
décontamination par le chlore, le Demandeur a élaboré un nouvel
équipement et une nouvelle technologie, respectueux de l'environnement
pour un nettoyage et/ou une désinfection optimisés de produits,
préférentiellement des aliments, tout en limitant les effets indésirables
observés
dans l'art antérieur.
Une telle technologie mise en oeuvre est avantageusement dite
verte , c'est-à-dire sans ajout de contaminant chimique, sans rejet pour
l'environnement et sans production de sous-produits nocifs pour la santé.
Cette technologie permet avantageusement une décontamination aussi
efficace que celle obtenue par le chlore. Elle permet également d'éliminer
une partie des résidus chimiques. Elle peut donc répondre notamment aux
attentes des professionnels de toute la chaine de transformation
agroalimentaire et en particulier des industries de transformation quatrième
gamme.
L'invention a donc pour premier objet un dispositif de traitement par
des ondes acoustiques de haute fréquence, comprenant au moins une
enceinte, qui est préférentiellement une cuve à débordement comprenant
un liquide, et au moins un transducteur à ultrasons, caractérisé en ce que les
ondes produites par le transducteur à ultrasons dans l'enceinte ont une
fréquence supérieure à 100 kHz, préférentiellement supérieure à 200 kHz.
L'invention a pour second objet l'utilisation d'un dispositif selon
l'invention, pour le traitement d'un végétal ou pour le traitement, non
thérapeutique, d'un animal, inséré dans l'enceinte.
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L'invention a pour troisième objet l'utilisation d'un dispositif selon
l'invention, pour la modification ex vivo du métabolisme d'un organisme, d'un
organe ou d'un tissu inséré dans l'enceinte.
L'invention a pour dernier objet un procédé de nettoyage et/ou de
décontamination par des ondes acoustiques de haute fréquence,
caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes selon lesquelles :
- un produit à nettoyer et/ou à décontaminer par au moins une
particule polluante est introduit dans une enceinte qui est préférentiellement
une cuve à débordement ;
- des ondes acoustiques de haute fréquence, supérieure à 100 kHz,
préférentiellement supérieure à 200kHz sont générées dans ladite enceinte
par un transducteur à ultrasons ;
- les ondes acoustiques se propagent dans l'enceinte et atteignent le
produit à nettoyer et/ou à décontaminer ; et
- le produit nettoyé et/ou décontaminé est récupéré.
L'invention et les avantages qui en découlent seront mieux compris à
la lecture de la description et des modes de réalisation non limitatifs qui
suivent, rédigée au regard des figures annexées dans lesquelles :
- les Figures la, 1b et 1c représentent des schémas de principe de modes de
réalisation préférés d'un dispositif pour la décontamination d'aliments
végétaux par des ondes acoustiques de haute fréquence selon
l'invention ; et
- la Figure 2 représente l'effet de l'utilisation d'ultrasons de haute
fréquence
(mégasons) dans un dispositif selon l'invention sur la charge microbienne
de salades par comparaison avec un traitement au chlore ou à l'eau.
L'invention concerne un dispositif de traitement de produits ou
d'organismes, préférentiellement d'aliments, par des ondes acoustiques de
haute fréquence.
Selon l'invention, on entend par traitement la modification du produit
ou de l'organisme à traiter, par exemple le nettoyage, la stimulation, la
décontamination, la stérilisation, la solubilisation ou la minéralisation, à
l'exception du traitement thérapeutique d'un animal, incluant l'homme.
De façon surprenante, le Demandeur a pu mettre en évidence que
l'utilisation du dispositif objet de l'invention permet notamment le nettoyage
et la décontamination d'aliments, préférentiellement d'aliments végétaux,
par des ondes acoustiques de haute fréquence se propageant dans un
liquide, préférentiellement de l'eau, sans addition de composé chimique. Par
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ailleurs, une des caractéristiques du dispositif est de ne pas altérer les
structures
vivantes. Il sera donc principalement utilisé avec des organismes végétaux
vivants, mais peut également l'être avec des matrices diverses dont on
souhaite avantageusement préserver l'intégrité.
Comme cela est illustré aux figures 1a, 1b et 1c, le dispositif 1 objet de
l'invention comprend de manière essentielle au moins une enceinte 2 et un
transducteur à ultrasons 3.L'enceinte 2 selon l'invention est un espace clos
apte à contenir le ou les produits 4 à traiter, préférentiellement à nettoyer
et/ou décontaminer. De préférence, l'enceinte est un récipient destiné à
accueillir les produits à traiter, préférentiellement à nettoyer et/ou
décontaminer. Comme illustré à la figure 1, ledit récipient peut par exemple
être referma ble par un couvercle 5.
L'enceinte 2 peut être de toutes formes géométriques, par exemple de
de forme cylindrique, diamant, ovale, ovoïde, ovoïde renversé,
parallélépipédique, tronconique, tronconique inversée. Elle est
préférentiellement de forme cylindrique ou parallélépipédique.
Plus préférentiellement encore, l'enceinte 2 est une cuve comportant
une ou plusieurs ouvertures destinées au remplissage, à la vidange, à la mise
en place d'opérations de traitement, préférentiellement de nettoyage et/ou
de décontamination.
Les ouvertures peuvent être des vannes éventuellement munies d'un
pas de vis permettant par exemple de brancher des tuyaux de remplissage
ou de vidange. Le diamètre des vannes est par exemple d'environ 40 mm, 50
mm ou 70 mm.
Les ouvertures peuvent également être des robinets permettant de
prélever un échantillon du liquide contenu dans l'enceinte, par exemple pour
l'analyse ou la dégustation.
Le volume de l'enceinte est préférentiellement supérieur à 0,001 m3, par
exemple compris entre 0,001 m3 et 500 m3. Préférentiellement, le volume de
l'enceinte est supérieur à 0,5 m3, par exemple compris entre 0,5 m3 et 50 m3.
Plus préférentiellement encore, le volume de l'enceinte est supérieur à 2,5
m3,
par exemple compris entre 2,5 m3 et 25 m3.
Préférentiellement, le dispositif objet de l'invention peut se présenter
sous la forme d'un bac adapté à une utilisation en cuisine, dont la taille est
comparable aux essoreuses à salade actuellement sur le marché, d'une
capacité d'environ 1 à 5 litres et dont le diamètre est généralement compris
entre 20 cm et 45 cm. Par ailleurs, le dispositif objet de l'invention peut
intégrer
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un module d'essorage qui permet de coupler le nettoyage et/ou la
décontamination des aliments à leur essorage avant utilisation ou emballage.
En fonction du positionnement du transducteur à ultrasons 3, l'enceinte
2 qui est préférentiellement une cuve, est avantageusement en béton, en
fibre de verre, en acier inoxydable ou en métal revêtu.
De manière particulièrement avantageuse, tel que cela est illustré aux
figures lb et 1 c, l'enceinte 2 qui est éventuellement une cuve à
débordement, comprend un liquide 6.
Le liquide 6 permet la diffusion des ondes acoustiques au sein de
l'enceinte 2.
Préférentiellement, le liquide 6 contenu dans l'enceinte est un liquide
de traitement, préférentiellement de nettoyage comprenant par exemple :
- de l'eau,
- de l'eau électrolysée,
- de l'oxyde de calcium ou chaux vive, qui est généralement
utilisée mélangée à de l'eau dans la proportion de 10 %;
- des hypochlorites et notamment l'hypochlorite de sodium ou
eau de Javel, qui est généralement utilisée mélangée à l'eau ;
- du dioxyde de chlore ;
- du chlorite de sodium ;
- du chlorate de sodium ;
- du chlorate de potassium ;
- de l'alcool qui est généralement soit de l'éthanol ou de
l'isopropanol ;
- des acides organiques tels que le lactate de calcium,
- de l'acide peroxyacétique,
- du peroxyde d'hydrogène ou eau oxygénée ;
- de l'iode ;
- de l'ozone ;
- du phénol et les composés phénoliques ;
- du permanganate de potassium ;
- des sels d'ammonium quaternaire ;
- du toluène ; et/ou
- du vinaigre ou acide acétique ;
lesdits composants ci-dessus étant utilisés seuls ou en mélange en vue
de la préparation du liquide de traitement, préférentiellement de nettoyage.
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Préférentiellement, le liquide 6 contenu dans l'enceinte est utilisé en
solution, très dilué.
De préférence, le liquide de traitement ou de nettoyage 6 est de l'eau,
douce ou saline. Plus préférentiellement, le liquide de traitement ou de
nettoyage 6 est de l'eau douce. A titre d'exemple non limitatif d'eau douce
utilisable, on peut citer l'eau potable telle que l'eau minérale, l'eau de
source
ou l'eau osmosée.
De préférence, l'eau utilisée dans le dispositif 1 selon l'invention est une
eau potable.
De façon alternative, pour augmenter davantage le pouvoir traitant,
nettoyant et/ou décontaminant du dispositif selon l'invention, l'eau du
liquide
de traitement, préférentiellement de nettoyage peut contenir un ou plusieurs
autre(s) agent(s) de nettoyage et/ou de décontamination choisis parmi les
détergents et/ou les désinfectants.
Les détergents sont des agents dont le mode d'action est physique ou
physico-chimique.
A titre non limitatif de détergent utilisable, on peut citer :
- les alcalins tels que notamment soude, potasse, carbonate et
phosphate trisodique ;
- les acides tels que notamment les acides phosphoriques, nitriques
et acétiques ; et
- les agents chélatants tels que le pyrophosphate de sodium et l'EDTA
(acide éthylène diamine tétraacétique).
A titre d'exemple non limitatif de désinfectants utilisables, on peut citer :
- les halogènes en particulier le chlore et ses dérivés particulièrement
faciles d'emploi et peu coûteux, notamment l'eau de Javel
(hypochlorite de sodium) et le chlorocyanurates de sodium, ou
encore les dérivés iodés ;
- les oxydes et peroxydes tels que l'eau oxygénée, l'ozone et l'acide
péracétique ;
- les aldéhydes tels que formol et glutaraldéhyde ;
- les agents tensio-actifs et en particulier les ammoniums
quaternaires ;
- les acides souvent utilisés pour les détartrages ;
- les bases plus souvent associées au chlore sous forme d'alcalins
chlorés ;
- les alcools ; et
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- les agents physiques tels que rayonnements ionisants et rayons UV.
Le dispositif 1 selon l'invention comprend en outre au moins un
transducteur à ultrasons 3, c'est-à-dire un dispositif convertissant une
énergie
électrique en énergie acoustique dans la gamme des ultrasons.
5
Avantageusement, le transducteur 3 selon l'invention est composé
d'une céramique unique réalisée à partir d'un matériau homogène ou piézo-
composite. Les transducteurs 3 sont des éléments résonants, comme les
diapasons.
Selon l'invention, le transducteur à ultrasons 3 du dispositif 1 produit
10 dans l'enceinte 2, des ondes d'une fréquence supérieure à 100kHz,
préférentiellement supérieure à 200 kHz. De préférence encore, la fréquence
des ondes est supérieure à 500 kHz. De manière particulièrement
avantageuse, la fréquence des ondes produites dans l'enceinte est comprise
entre 1 MHz et 5 MHz. De tels ultrasons à haute fréquence supérieure à 1 MHz
sont également appelés mégasons.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention la fréquence des
ondes est comprise entre 1,6 MHz et 2,3 MHz.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, la fréquence des
ondes est de 1 MHz, 1,5 MHz, 1,6 MHz, 1,7 MHz, 1,8 MHz, 1,9 MHz, 2,0 MHz, 2,1
MHz, 2,2 MHz, 2,3 MHz, 2,5 MHz ou 3 MHz.
La fréquence des ultrasons ou ondes ultrasonores générées par le
transducteur à ultrasons 3 est fondamentale. En effet, le principe du
traitement, nettoyage et/ou de la décontamination par utilisation du
dispositif
1 selon l'invention est basé sur les effets mécaniques de l'onde acoustique.
Le
premier effet de la présence d'ondes acoustiques par exemple au voisinage
de l'épiderme d'un végétal est de favoriser la dissolution des produits
solubles
déposés sur le végétal. En effet, la vitesse particulaire de l'onde acoustique
renouvelle le liquide en contact avec la partie souillée.
Les parties solides accrochées au végétal, en général de petites tailles,
sont excitées par les ondes qui se propagent dans le liquide de traitement ou
de nettoyage. On compare la dimension des particules aux dimensions qui
caractérisent l'onde acoustique dans la cuve 2. Les grandeurs
caractéristiques sont la longueur d'onde (distance entre deux maximas de
pression) et la couche limite acoustique aussi appelée couche limite
visqueuse (distance entre la surface du végétal et la zone où la vitesse
particulaire n'est plus soumise aux conditions d'adhérences). Ces deux
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grandeurs sont liées à la fréquence de l'onde. Plus la fréquence est élevée
plus ces grandeurs sont faibles.
Pour des ondes mégasoniques, c'est-à-dire dont la fréquence est
supérieure à 1 MHz, la longueur d'onde est de l'ordre de 0,5 mm à 2 mm dans
l'eau, et la couche limite acoustique est d'environ 1 micron dans l'eau si la
fréquence est de 1MHz.
Il a été montré que, si la particule posée sur le produit 4 à traiter,
nettoyer et/ou décontaminer, qui est par exemple un végétal, est plus grande
que la couche limite, la particule a une partie de sa surface (la partie la
plus
éloignée du support) soumise au champ de vitesse acoustique, mais elle est
aussi soumise au champ de pression acoustique (alternance
pression/dépression). Les forces, résultantes de cet environnement, font
vibrer
la particule et en facilitent le décrochage.
En général les particules déposées sur le produit 4 à traiter, nettoyer
et/ou décontaminer sont associées à des microbulles d'air piégées. L'onde
acoustique fait vibrer cette bulle et la fait changer de volume ce qui
contribue
à déstabiliser la particule et la décrocher.
Dans le cas du nettoyage et/ou de la décontamination d'un végétal
4, les mégasons grâce à leur longueur d'onde très courte, peuvent pénétrer
dans les anfractuosités de l'épiderme des végétaux pour y déloger tout type
de salissure. L'efficacité du nettoyage est d'autant meilleure que la
puissance
acoustique est forte. En revanche, si la puissance acoustique est trop forte
et
dépasse un certain seuil, le phénomène de cavitation peut apparaitre.
Par seuil de cavitation on entend la puissance acoustique nécessaire
pour obtenir la cavitation, c'est-à-dire la création et l'implosion d'une
bulle
de gaz.
Pour la "cavitation forte" la bulle contient la phase gazeuse du liquide
support de l'onde acoustique. La bulle soumise aux variations de pression
acoustique oscille puis implose. Au moment de l'implosion, des pressions très
intenses sont générées, de même que de fortes élévations de température.
On peut alors constater des émissions lumineuses.
Cette "cavitation forte" est à comparer à la "cavitation faible" pour
laquelle la bulle est constituée de gaz dissous présents dans le liquide de
nettoyage 6, les pressions et températures dues à ce phénomène sont sans
danger pour les végétaux. Dans ce cas il n'y a pas de rayonnement lumineux.
L'utilisation d'ultrasons de très haute fréquence, de préférence des mégasons,
permet d'avoir une plage très large de puissance acoustique sans atteindre
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la cavitation forte. Le dispositif objet de l'invention permet de contrôler la
présence de cavitation forte, grâce à la signature acoustique caractéristique
de la cavitation forte.
De façon avantageuse, le Demandeur a ainsi pu démontrer que le
traitement, le nettoyage et/ou la décontamination par ondes mégasoniques
sont ainsi particulièrement bien adaptés aux substrats fragiles tels que les
aliments végétaux, et plus particulièrement les fruits et légumes. Le
dispositif 1
envisagé met en oeuvre des ultrasons de très haute fréquence, de préférence
des mégasons, sans jamais atteindre la cavitation forte.
Le transducteur à ultrasons 3 selon l'invention est de préférence
constitué d'au moins une céramique piézoélectrique. De préférence encore,
le transducteur à ultrasons 3 est composé d'un ensemble de céramiques
piézoélectriques.
La famille des céramiques piézoélectriques comporte de nombreux
éléments, tels que notamment les titanates de baryum (BaTiO3) ou encore les
Zircono Titanates de Plomb (PZT ou LZT pour Lead Zirconate Titanate), qui sont
les plus répandus et qui comptent à eux seuls cinq à six compositions
différentes. De préférence, les céramiques utilisées sont des céramiques PZT
(Titano-Zirconate de Plomb) telles que les céramiques PZT-4, PZT-5 ou PZT-8.
Plus préférentiellement, les céramiques utilisées sont des céramiques
destinées
à l'émission acoustique présentant un facteur de qualité supérieur à 500
telles
que les PZT-5.
Le transducteur à ultrasons 3, qui est préférentiellement un ensemble de
céramiques piézoélectriques, peut être disposé sur les parois extérieures
et/ou
intérieures de l'enceinte 2.
Les céramiques piézoélectriques peuvent être présentes sur tout type
de parois, aussi bien les parois horizontales que les parois verticales.
Avantageusement, les ondes sont bien réparties dans l'enceinte 2
grâce au fait que les céramiques 3 sont placées de manière homogène sur
les parois de la cuve. Toutes les parois de l'enceinte 2, qui est
préférentiellement une cuve, peuvent être équipées. De préférence, les
céramiques piézoélectriques 3 sont présentes sur une, deux, trois, quatre ou
cinq parois de l'enceinte 2.
Pour obtenir un champ acoustique homogène, des céramiques de
petites tailles, c'est-à-dire inférieures à 10 cm et préférentiellement
comprises
entre 2 cm et 4 cm sont utilisées. Cela permet un pavage optimal. Leur forme
est généralement circulaire ou polygonale.
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Chaque céramique est alimentée par un générateur indépendant
calé sur la fréquence de résonnance de la céramique.
De préférence, chaque céramique possède sa propre fréquence de
résonnance. Deux céramiques d'un même lot de fabrication n'ont pas la
même fréquence de résonnance.
Le fait que les fréquences propres des céramiques soient différentes
évite que des ondes stationnaires s'établissent dans la cuve. Ceci a pour
avantage d'améliorer l'homogénéité acoustique dans la cuve.
Le transducteur à ultrasons 3, qui est préférentiellement un ensemble de
céramiques, comprend préférentiellement un module de réglage 7.
Ainsi, pour optimiser encore l'homogénéité, lorsque chaque céramique
est alimentée par sa propre électronique, un déphasage aléatoire est créé
grâce audit module de réglage 7. Avantageusement, les céramiques sont
préalablement désynchronisées, évitant ainsi l'apparition d'ondes
.. stationnaires et permettant d'avoir un champ diffus.
Alternativement, pour homogénéiser le champ sonore et éviter les
phénomènes d'ondes stationnaires, il est possible de faire varier, grâce au
module de réglage 7, la fréquence d'excitation au voisinage de la fréquence
propre de chaque céramique, la plage d'excursion dépendant de la qualité
de la céramique.
De préférence, le module de réglage 7 du transducteur 3, qui est
préférentiellement fait de céramiques piézoélectriques, est une carte
électronique de puissance. Ainsi, chaque céramique piézoélectrique est
préférentiellement alimentée par une carte électronique de puissance lui
fournissant une tension alternative correspondant à son propre mode de
vibration.
Par ailleurs, afin d'éviter les zones où la puissance acoustique serait trop
forte, il est possible de placer avantageusement des obstacles permettant de
faire diffracter les ondes acoustiques. La forme et la matière du diffracteur
sont adaptées à la directivité acoustique souhaitée.
Pour optimiser le fonctionnement du dispositif la puissance acoustique
doit être maximale, mais il est impératif que dans la cuve de traitement il
n'y
ait pas de cavitation. Ainsi, comme cela est illustré à la figure la, un
hydrophone immergé 21 dans la cuve permet avantageusement de surveiller
en permanence la présence de cavitation. En effet l'implosion des bulles
cavitantes génère un spectre fréquentiel caractéristique. Ainsi, dès détection
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de présence de cavitation, la puissance acoustique est réduite jusqu'à ce
que le phénomène de cavitation ne soit plus détecté par l'hydrophone 21.
Le dispositif objet de l'invention comprend avantageusement un
hydrophone immergé 21.
Comme il ressort de la figure la, les cercles 31 du transducteur à
ultrasons 3 représentent un dispositif de diffraction acoustique.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, il est possible
d'augmenter les sites dans lesquels la cavitation faible apparait, par
l'introduction, dans le liquide contenu dans l'enceinte, de gaz dissous ou de
microparticules.
Ainsi, le dispositif selon l'invention comprend préférentiellement un
système de gazéification du liquide de traitement ou de nettoyage, non
représenté sur les figures, comprenant avantageusement une membrane
semi-perméable.
Le gaz est préférentiellement introduit au travers d'une membrane
semi-perméable séparant le gaz à dissoudre et le liquide de traitement ou de
nettoyage. La nature du gaz est adaptée au produit à traiter, nettoyer et/ou
à décontaminer. Par exemple un mélange azote, oxygène, dioxyde de
carbone, pris seuls ou en mélange, dans lequel les concentrations choisies
permettent de limiter la respiration.
Le gaz dissous dans le liquide de traitement ou nettoyage pourra par
exemple être traité dans un réacteur sonochimique et selon sa nature peut
contribuer à la destruction de microorganismes.
Le Demandeur a pu mettre en évidence qu'une combinaison d'ondes
acoustiques hautes fréquences, préférentiellement supérieures à 100 kHz voire
200 kHz, couplées à un apport de gaz dissous, permet d'obtenir plusieurs
avantages distincts et complémentaires :
- les ondes acoustiques hautes fréquences, préférentiellement
supérieures à 100kHz, permettent notamment d'éliminer, en limitant les
dommages pour les produits à traiter, nettoyer et/ou décontaminer,
même les plus fragiles, les micro-organismes (bactéries, virus,
champignons), les molécules organiques (dépôts divers, pesticides)
présents à la surface et dans les microfissures des produits. Par exemple
dans le cas de végétaux à nettoyer et/ou décontaminer, dans les
épidermes y compris les pores naturels (stomates et lenticelles par
exemple). Cet effet s'applique à toutes les situations pour lesquelles
une décontamination microbiologique ou chimique est nécessaire ou
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peut s'avérer utile. Il peut aussi être utilisé pour éliminer des produits
indésirables issus des végétaux (par exemple des produits d'oxydation)
lors de divers traitements de transformation agroalimentaire par
exemple.
5 - les
ondes acoustiques, en créant des mouvements de convection,
favorisent la circulation du liquide de traitement ou nettoyage,
préférentiellement de l'eau. Elles ont donc un effet d'homogénéisation
des milieux aqueux au contact des produits à traiter, nettoyer et/ou
décontaminer. Ainsi, le dispositif peut également être utilisé pour éviter
10 la
création de gradient de concentrations (dans les substrats de
cultures végétales en hydroponie par exemple, dans les eaux de
lavage, au cours des procédés agroalimentaires). Il peut également
servir dans tous les cas où une amélioration de la mouilla bilité améliore
le processus (par exemple la germination des graines, l'absorption de
15 l'eau ou de toute autre substance).
- le nombre de sites de surface, dans lesquels la cavitation faible
apparait, est augmenté grâce à l'introduction de gaz dissous dans le
liquide de traitement ou nettoyage, Le gaz est introduit au travers
d'une membrane semi perméable séparant le gaz à dissoudre et le
liquide de traitement ou nettoyage. La nature du gaz est adaptée à la
matrice à traiter. Le gaz dissous dans le liquide de traitement ou
nettoyage est généralement neutre et a un effet sur le nombre de sites
de cavitation. Il peut également, selon sa nature, contribuer à
l'efficacité du traitement.
A titre d'exemple non limitatif de particule(s) polluante(s) à détruire
présentes sur les produits à traiter, nettoyer et/ou décontaminer, on peut
citer
par exemple les micro-organismes, les bactéries, les champignons, les virus,
les
pesticides, les fongicides, ou les particules solides.
Le Demandeur a notamment pu mettre en évidence que, sous forme
sporulée, les champignons sont très résistants à de nombreux procédés de
décontamination (décontaminants chimiques, rayonnement UV). De façon
surprenante, le dispositif objet de l'invention permet d'éliminer de la
surface
aussi bien les formes sporulées des champignons que les formes non sporulées.
Le dispositif 1 selon l'invention permet donc également de décrocher
les particules polluantes, qui vont se trouver en suspension ou bien en
solution
dans le liquide de traitement ou nettoyage 6 si la particule est soluble.
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Généralement, le liquide de nettoyage 6 souillé circule dans la cuve,
de bas en haut, et déborde de la cuve.
Avantageusement, le dispositif objet de l'invention comprend un circuit
d'écoulement du liquide de traitement ou nettoyage.
Ledit circuit comprend au moins un module supplémentaire additionnel
choisi parmi un réacteur sonochimique 8, un déversoir 9, un filtre 10 et/ou
une
pompe de circulation 11.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif selon
l'invention et/ou le circuit d'écoulement du liquide de traitement ou
.. nettoyage dudit dispositif comprend un réacteur sonochimique 8.
Le réacteur sonochimique 8 permet notamment la minéralisation de
toutes les substances organiques présentes dans le milieu aqueux. Il permet
donc avantageusement de détruire aussi bien les molécules organiques (tels
que les pesticides, fongicides, ...) que les microorganismes (virus,
champignons sous forme sporulée ou non, bactéries). Il est préférentiellement
utilisé en complément des ondes acoustiques dans tous les cas où les
substances issues du traitement acoustique, doivent être éliminées. Il est
ainsi
particulièrement utile par exemple pour le recyclage des eaux de traitement.
Le Demandeur a pu mettre en évidence que lorsque le dispositif selon
l'invention comprend en outre un réacteur sonochimique, il permet d'avoir
de multiples applications dans des secteurs variés de l'agronomie et de
l'agroalimentaire.
Par exemple, le dispositif est particulièrement adapté au traitement des
fruits et légumes à destination du marché frais et de la transformation
agroalimentaire, mais il est également adapté aux cultures hors-sols. Dans le
cas des végétaux par exemple, le dispositif permet l'élimination des
microorganismes et des substances chimiques de surface et contribue à la
qualité sanitaire des produits à destination de la conservation en frais et de
la
transformation agroalimentaire. Dans le cas des plantes en culture hors-sol,
le
dispositif permet l'homogénéisation des solutions nutritives (acoustique
mégasons) et la réduction de la formation de biofilms sur les supports de
cultures. La minéralisation (sonochimie) de la matière organique et des micro-
organismes des solutions nutritives est assurée par le réacteur sonochimique,
ce qui a un effet sur la qualité sanitaire des cultures et permet le recyclage
des eaux. Le dispositif a également des effets sur la physiologie des végétaux
:
en éliminant les microgradients de concentrations au très proche voisinage
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des racines, il facilite l'absorption de l'eau et/ou de solutions nutritives
et ainsi
améliore la croissance des plantes.
Le réacteur sonochimique 8 selon l'invention a essentiellement pour but
de produire les principes actifs nécessaire à la destruction des micro-
organismes et/ou des pesticides. Ce réacteur 8 est préférentiellement situé
dans le circuit d'écoulement ou dans une boucle de circulation du dispositif
de nettoyage. Le réacteur sonochimique 8 est une enceinte comprenant une
entrée de liquide et une sortie. Dans ce réacteur des ondes ultrasonores font
caviter l'eau salie (cavitation forte). En effet, il a été montré que la
cavitation acoustique se traduit par la création de microbulles de gaz
dissous,
l'oscillation de ces bulles conduit à leur implosion. Cette implosion se
traduit
au voisinage de la bulle par des surpressions (de l'ordre de 500 atm), des
températures solaires (2000 C à 5000 C) et un rayonnement lumineux UV.
Le réacteur sonochimique 8 permet en outre la création de radicaux
libres OH- selon la réaction :
- H20 + ultrasons ¨>OH- + H+
- pyrolyse dans les bulles de cavitation
- oxydation par les radicaux OH-
- minéralisation totale des
pesticides résidus CO2
Ainsi, toutes ces étapes permettent au réacteur sonochimique 8 une
destruction des pesticides. En effet, ces radicaux libres OH- ont de
nombreuses
propriétés chimiques. Ils permettent notamment la destruction de micro-
organismes. Le nombre de sites de cavitation fixe la quantité de radicaux
libres crées, donc la capacité du réacteur à détruire un taux de polluant
donné.
Ainsi, toutes ces étapes permettent au réacteur sonochimique 8 une
destruction des microorganismes et des pesticides suite à une minéralisation
complète. Contrairement à de nombreux procédés qui éliminent les
pesticides en les transformant en d'autres molécules dont on ne connaît ni la
nature, ni la dangerosité, le dispositif présent ici les détruit sans qu'il y
ait
apparition de molécules néoformées. Le nombre de sites de cavitation fixe la
quantité de radicaux libres crées, donc la capacité du réacteur à détruire un
taux de polluant donné.
La cavitation forte est obtenue pour des niveaux d'intensité acoustique
élevés, elle est obtenue pour toutes les fréquences, mais, de préférences, les
fréquences sont comprises entre 40kHz et 400KHz.
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A titre d'exemple non limitatif de réacteurs sonochimiques 8 utilisables
selon l'invention, on peut citer les transducteurs de type Langevin tel que le
modèle STC 8HS 3528 fabriqué par la société Sunnytech piezoelectric
technology. Ce modèle est composé de deux disques piézoélectriques de 5
mm d'épaisseur, 35 mm de diamètre extérieur et 5 mm de diamètre intérieur
connectés mécaniquement en série et électriquement en parallèle. Ces
disques sont comprimés entre deux masses métalliques. D'un côté, ils sont en
contact avec un cône métallique en aluminium de 35 mm de diamètre du
côté de la céramique, de 55 mm de diamètre de l'autre côté et 40 mm de
longueur. De l'autre côté, ils sont bornés par un cylindre en acier inoxydable
de 35 mm de diamètre et 18 mm de long. Toute la structure est maintenue
par une vis M10 qui traverse le composant.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le circuit
d'écoulement du liquide de traitement ou de nettoyage dudit dispositif
comprend en outre un ou plusieurs filtres 10, 12, qui sont avantageusement :
- un filtre poreux 10 pour la filtration des grosses particules et/ou
- un filtre poreux à microparticu les 12.
Le filtre poreux à microparticules 12 du dispositif selon l'invention
comprenant un réacteur sonochimique 8 permet avantageusement
d'obtenir une eau de recirculation qui est potable et apte au traitement, au
nettoyage et/ou à la décontamination des aliments après passage dans ledit
réacteur 8. En effet, les particules solides sont arrêtées par le ou les
filtres 10,
12, tandis que les substances organiques sont préférentiellement détruites par
le réacteur sonochimique 8.
De préférence, le ou les filtres 10, 12 utilisées selon l'invention sont
choisies parmi les filtres à charbon.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le filtre 10, 12 n'est
pas un filtre à charbon actif traité au plasma à froid tel que le module
O2PROTM développé par la société CartisTM.
Le circuit d'écoulement du liquide de traitement ou de nettoyage du
dispositif peut contenir un également un système d'évacuation qui est
avantageusement un déversoir 9 et/ou une pompe de circulation 11.
Ainsi, selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le dispositif
selon l'invention et/ou le circuit d'écoulement du liquide de traitement ou de
nettoyage dudit dispositif comprend en outre un déversoir 9. Le déversoir 9
est
une structure permettant de dériver ou évacuer le liquide de traitement ou
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de nettoyage 6 derrière un vannage ou barrage fixe, dont la hauteur
excéderait une certaine limite.
Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, le dispositif selon
l'invention et/ou le circuit d'écoulement du liquide de traitement ou de
nettoyage dudit dispositif comprend en outre une pompe de circulation 11.
Ladite pompe de circulation 11 est principalement destinée à forcer la
circulation du liquide de traitement ou de nettoyage.
Selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, le circuit
d'écoulement du liquide de traitement ou de nettoyage du dispositif objet de
l'invention comprend deux modules choisis parmi un réacteur sonochimique
8, un filtre10, 12, un déversoir 9, et une pompe de circulation 11.
Préférentiellement, selon ce cinquième mode de réalisation, l'invention
concerne un dispositif couplé d'ondes acoustiques de hautes fréquences, de
sonochimie et d'apports de gaz dissous qui s'applique avantageusement aux
traitements après récolte des fruits, des légumes (feuilles, racines,
tubercules,
bulbes) et des graines (céréales, légumineuses et autres) ; aux cultures
végétales hors-sol, en pépinières ou en culture in vitro. Le dispositif peut
être
utilisé à tous les stades de développement des végétaux (germination des
graines, développement des expiants, croissance végétative et formation et
développement des fruits). Dans l'industrie agroalimentaire, le dispositif
peut
également s'appliquer aux produits carnés, aux poissons et peut avoir des
applications dans l'industrie laitière.
Selon un sixième mode de réalisation de l'invention, le circuit
d'écoulement du liquide de traitement ou de nettoyage du dispositif objet de
l'invention comprend trois modules choisis parmi un réacteur sonochimique 8,
un filtre 10, 12, un déversoir 9, et une pompe de circulation 10.
Selon un septième mode de réalisation de l'invention, le circuit
d'écoulement du liquide de traitement ou de nettoyage du dispositif objet de
l'invention comprend les quatre modules suivants :
- un déversoir 9,
- un filtre poreux 10,
- une pompe de recirculation 11,
- un réacteur sonochimique 8, et éventuellement
- un filtre micro particule 12.
Selon un huitième mode de réalisation de l'invention, le dispositif selon
l'invention et/ou le circuit d'écoulement du liquide de traitement ou de
nettoyage dudit dispositif comprennent l'ensemble des éléments suivants :
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- un système de gazéification du liquide de traitement ou de
nettoyage 6,
- un déversoir 9,
- un filtre poreux 10,
5 - une pompe de recirculation 11,
- un réacteur sonochimique 8, et éventuellement
- un filtre micro particule 12.
Le dispositif objet de l'invention présente en outre l'avantage de
réduire la consommation de liquide de traitement ou de nettoyage, ou d'eau
10 utile au
traitement, au nettoyage et/ou à la décontamination des produits.
L'intérêt est particulièrement présent pour le lavage de certains légumes tels
que les salades avec un dispositif comprenant un circuit fermé d'écoulement.
Selon un mode particulier de réalisation, plusieurs cuves 2 peuvent être
utilisées avec des volumes plus ou moins importants.
15 Comme
cela est indiqué ci-dessus, le dispositif objet de l'invention
permet le traitement de produits ou d'organismes, préférentiellement
d'aliments, par des ondes acoustiques de haute fréquence.
L'invention a ainsi également pour objet l'utilisation d'un dispositif selon
l'invention, pour le traitement d'un végétal ou pour le traitement, non
20 thérapeutique, d'un animal, inséré dans l'enceinte.
Selon l'invention, on entend par traitement la modification du produit,
de l'aliment ou de l'organisme à traiter, par exemple le nettoyage, la
stimulation, la décontamination, la stérilisation, la solubilisation ou la
minéralisation, à l'exception du traitement thérapeutique d'un animal. Le
dispositif objet de l'invention trouve des applications également dans
l'alimentation infantile ( baby-food en anglais) pour laquelle la
réglementation interdit l'utilisation de pesticides (métaux lourds, nitrates,
...)
ou de produits de décontamination (ammonium quaternaire, chlorate...). Le
dispositif objet de l'invention est associé à des modules supplémentaires, non
représentés sur les figures, permettant par exemple le contrôle des matières
premières, le lavage, le pelage, l'élimination de morceaux indésirables par
une raffineuse, la préparation de la recette, le conditionnement,
l'encapsulation par exemple par jet de vapeur, la stérilisation ou la
pasteurisation, le contrôle, et/ou le codage pour la traça bilité.
Le dispositif objet de l'invention trouve des applications également dans la
chaine de valeur de commercialisation de la viande telle que la volaille. Le
dispositif objet de l'invention est alors éventuellement associé à des modules
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supplémentaires, non représentés sur les figures, permettant par exemple
l'accrochage, l'anesthésie ou la saigne des animaux, l'ouverture des pores
pour faciliter la plumaison (bac à échaudage), le plumage, l'éviscération
et/ou la coupe de certains membres, le lavage interne et externe, et/ou le
conditionnement.
Le dispositif objet de l'invention trouve des applications également
dans les cultures hors sol notamment pour lutter activement contre
l'apparition de biofilms.
Ainsi, l'invention a également pour objet l'utilisation du dispositif pour le
traitement d'aliments insérés dans l'enceinte, préférentiellement d'aliments
végétaux.
Plus particulièrement, le dispositif selon l'invention est utilisé pour le
nettoyage et/ou la décontamination d'aliments insérés dans l'enceinte (2),
préférentiellement d'aliments végétaux.
Plus particulièrement encore, les végétaux à décontaminer sont
préférentiellement choisis parmi les fruits, légumes, graines, tubercules ou
toute partie d'une plante comestible.
La très grande majorité des végétaux doivent être lavés avant la
commercialisation en frais ou le conditionnement pour la transformation agro-
alimentaire. Un cas particulier pour lequel les exigences de décontamination
sont plus importantes est celui des industries qui fabriquent des produits
quatrième gamme. Les produits quatrième gamme sont des fruits et légumes
frais prêts à l'emploi. Ils sont lavés, découpés et conservés en sachet
généralement sous atmosphère modifiée pendant environ sept jours. Les
opérations de découpe mettent en contact les substrats internes des
végétaux avec les micro-organismes, ce qui facilite leur développement. Les
exigences de décontamination de ces produits sont donc très importantes et
les végétaux subissent plusieurs lavages, un avant et un après les opérations
de découpe. Bien que les salades soient le produit végétal le plus transformé
en quatrième gamme, les industriels diversifient leur offre vers des mélanges
de légumes et souhaitent développer une offre de fruits quatrième gamme,
limitée pour le moment par une durée de conservation trop réduite.
Le dispositif objet de l'invention est également particulièrement adapté
aux végétaux sensibles à la dessiccation au transport, destinés à la quatrième
gamme, les terreux et les fruits à éplucher.
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Les végétaux nettoyés et/ou décontaminés avec le dispositif selon
l'invention présentent avantageusement une plus grande durée de vie et une
qualité améliorée.
Selon un mode de réalisation alternatif de l'invention, le dispositif peut
être utilisé pour le traitement d'aliments d'origine animale insérés dans
l'enceinte. Ainsi, le dispositif est notamment particulièrement adapté au
saumurage des aliments, préférentiellement le saumurage des aliments
d'origine animale, plus préférentiellement encore du jambon.
Il s'agit dans ce traitement de modifier la diffusion de produit au travers
de l'interface liquide/aliment. Lorsque le fluide au voisinage de l'interface
est
immobile, la diffusion est dite moléculaire, le flux de molécules traversant
l'interface dépend de la différence de concentration en produit de part et
d'autre de l'interface. Le flux (nombre de molécules traversant l'unité d'aire
par unité de temps) est proportionnel au gradient local de concentration. Au
cours du temps, lorsque le liquide est au repos la concentration en produit
actif diminue en s'approchant de l'interface ; il en est de même dans le
produit à traiter. Ce qui se traduit par une diminution de ce gradient à la
fois
dans le liquide et dans l'aliment. En excitant, l'interface par une onde
acoustique, le fluide est en permanence renouvelé, la migration de molécules
actives sera alors augmentée puisque dans ce cas on fixe la concentration
de produit actif à sa valeur initiale et elle est invariable dans le temps. Le
résultat global conduit à réduire le temps de traitement afin d'atteindre le
dosage souhaité.
De façon surprenante, le Demandeur a pu mettre en évidence que
l'utilisation de saumure dans la cuve ou l'enceinte 2, suivie d'un traitement
des aliments par le dispositif selon l'invention, permet notamment de réduire
le temps de saumurage.
Le Demandeur a également pu mettre en évidence que le dispositif
objet de l'invention permet la modification du métabolisme d'un organisme,
d'un organe ou d'un tissu, préférentiellement la modification ex vivo lorsque
l'organisme, l'organe ou le tissu est inséré dans l'enceinte 2.
Un organisme selon l'invention est un système complexe, organisé, qui
est le produit de variations successives au cours de l'évolution. Il est
constitué
d'une ou plusieurs cellules (d'organisme unicellulaire ou multicellulaire).
Selon l'invention, un organe est un ensemble de tissus spécifiques d'un
organisme capable de remplir une ou plusieurs fonctions déterminées.
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Selon l'invention, un tissu vivant est le niveau d'organisation
intermédiaire entre la cellule et l'organe. Un tissu forme un ensemble
fonctionnel, c'est-à-dire que ses cellules concourent à une même fonction.
De préférence, l'organisme, l'organe ou le tissu sont d'origine animale
ou végétale.
Plus particulièrement, le Demandeur a notamment pu montrer que le
dispositif permettait de créer sur les végétaux des forces d'arrachement dans
la couche limite de certaines plantes.
Ainsi, il a pu être montré que ces forces d'arrachement pouvaient
notamment permettre de:
- favoriser le contact entre la surface des tissus notamment des
vivants et le liquide 6 ou solvant et
- créer une stimulation mécanique en surface.
Ceci peut avoir des conséquences multiples. La diminution de la
couche limite permet par exemple d'augmenter les interactions entre :
- la surface des cellules d'un organisme, d'un organe ou d'un tissu 4
d'une part ; et
- les composés chimiques du liquide 6 contenu dans l'enceinte 2 avec
laquelle elles sont en contact.
De ce fait, l'absorption de molécules diverses ou leurs rejets sera
amplifiée.
L'adsorption de molécules ou macromolécules à la surface cellulaire
sera également modifiée par le dispositif selon l'invention.
Le dispositif selon l'invention peut donc être utilisé pour modifier les
échanges entre les organismes, les organes ou les tissus 4 et le liquide de
traitement 6.
Il apparait que la création d'une stimulation mécanique à la surface
des cellules est perçue par un organisme vivant, de préférence la plante,
comme un stress qui modifie la perméabilité (action directe sur les canaux
membranaires, sur les lipides, sur le potentiel électrique transmembranaire,
sur
la conformation des protéines, ...). Cette stimulation mécanique déclenche
une cascade de réactions cellulaires, jusqu'à une néosynthèse de
métabolites primaires et secondaires.
De façon avantageuse, le dispositif objet de l'invention, permet ainsi la
modification du métabolisme d'un organisme, d'un organe ou d'un tissu,
préférentiellement la modification ex vivo lorsque l'organisme, l'organe ou le
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tissu est inséré dans l'enceinte 2, ladite modification permettant par exemple
la néosynthèse de métabolites primaires et/ou secondaires.
Le dispositif selon l'invention peut ainsi avantageusement être utilisé
pour modifier le métabolisme d'organismes, d'organes ou de tissus soit en
stimulant soit en réprimant la synthèse des composés cellulaires.
Avantageusement, le dispositif objet de l'invention peut être utilisé pour
modifier le métabolisme d'un organisme, d'un organe ou d'un tissu par
stimulation de sa croissance. Préférentiellement, l'organisme est un organisme
végétal, l'organe est un organe végétal et le tissu est un tissu végétal.
Le dispositif objet de l'invention peut également être utilisé pour
augmenter les défenses d'un organisme végétal, d'un organe végétal ou
d'un tissu végétal, face à l'infection par un agent pathogène qui est
préférentiellement un champignon.
Deux exemples d'utilisation du dispositif selon l'invention pour modifier
le métabolisme des organismes, organes ou tissus sont notamment illustrés aux
exemples 3 et 5.
Comme il ressort de ces exemples, le Demandeur a pu mettre en
évidence que le traitement des racines par le dispositif selon l'invention
stimule
la croissance des plantes et augmente les défenses des feuilles face à
l'infection par un champignon pathogène. Ces deux exemples montrent que
les effets du traitement ne se limitent pas à l'organe traité, mais induisent
une
réponse systémique globale de la plante et une modification du
métabolisme.
L'invention a enfin pour objet un procédé de nettoyage et/ou de
décontamination par des ondes acoustiques de haute fréquence,
caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes selon lesquelles :
- un produit à nettoyer et/ou à décontaminer 4 par au moins une
particule polluante est introduit dans une enceinte 2 qui est
préférentiellement
une cuve à débordement ;
- des ondes acoustiques de haute fréquence, supérieure à 100 kHz,
préférentiellement supérieure à 200kHz sont générées dans ladite enceinte 2
par un transducteur à ultrasons 3;
- les ondes acoustiques se propagent dans l'enceinte 2 et atteignent le
produit à nettoyer et/ou à décontaminer 4 ; et
- le produit nettoyé et/ou décontaminé est récupéré.
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Ainsi, l'invention a pour dernier objet un procédé de nettoyage et/ou
de décontamination d'un produit par l'utilisation du dispositif selon
l'invention
décrit ci-dessus.
De façon avantageuse, le procédé se caractérise en ce que l'enceinte
5 2
comprend un liquide de nettoyage 6 et en ce que ledit procédé comprend
une étape additionnelle de traitement, par un circuit d'écoulement du liquide
de nettoyage sali et chargé en particule polluante, selon laquelle :
- le liquide de nettoyage sali et chargé en particule polluante est passé
dans un filtre 10;
10 - le
liquide ainsi filtré pénètre dans une pompe de recirculation 11 puis
dans un réacteur sonochimique 8, de fréquence comprise entre 40 kHz et 400
kHz, dans lequel la particule polluante est détruite ; et
- le liquide débarrassé de particule polluante est soit réintroduit dans
l'enceinte 2, soit introduit dans un circuit secondaire 13.
15 Les
étapes ci-dessus peuvent être librement interverties par l'homme du
métier. Par exemple, le liquide de nettoyage sali et chargé en particule
polluante pourra être introduit dans un circuit secondaire dès la première
étape ci-dessus, c'est-à-dire avant l'étape optionnelle de passage dans un
filtre 10.
20 Par
ailleurs, le procédé peut en outre comprendre une étape
additionnelle de filtration du liquide de nettoyage par un filtre à
microparticules 12. Ainsi, lorsque le liquide de nettoyage contenu
initialement
dans l'enceinte (cuve à débordement) est de l'eau potable, il est possible de
décontaminer totalement l'eau salie récupérée dans le circuit d'écoulement
25 pour la
recycler en eau potable, prête à être éventuellement réinjectée dans
l'enceinte 2 du dispositif.
Enfin, le procédé objet de l'invention comprend préférentiellement une
étape de désynchronisation des céramiques piézoélectriques du
transducteurs à ultrasons 3 qui permet d'éviter la formation d'ondes
stationnaires et d'obtenir un champ diffus.
La présente invention va maintenant être illustrée au moyen des
exemples suivants :
Exemple 1 : Effets d'un traitement par mégasons sur le nettoyage et la
décontamination de salades
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Pour cet exemple, les essais de décontamination des végétaux ont
été effectuées sur un légume feuille type, la salade en vue d'une
conservation en quatrième gamme.
La méthodologie permettant la détermination de la contamination
microbiologique des salades est décrite ci-dessous :
Les feuilles de laitues sont prélevées et placées dans un sac
STOMACHERTm stérile, sous air stérile sous hotte à flux laminaire, dans une
solution de tryptone-sel (18g.L-1) qui contient 0,2% de tween 80 (2-[2-[3,4-
bis(2-hydroxyethoxy)oxolan-2-y1]-2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethyl octadec-
9-enoate). La solution tryptone-sel (mélange de tryptone et de chlorure de
sodium) est isotonique et assure la revivification des microorganismes ayant
subi des traitements sublétaux.
Le milieu Tryptone Sel (ou Peptone Sel) est un diluant isotonique faiblement
peptoné utilisé pour les dilutions dans les analyses de denrées alimentaires
ou cosmétiques.
Ingrédients en grammes pour un litre d'eau distillée ou déminéralisée :
= Tryptone (peptone de caséine) 1,00
= Chlorure de sodium (sel) 8,50
= pH final à 25 C : environ 7,0
Le rapport quantité de matière végétale sur solution de tryptone-sel a
été optimisé à 10 g de matière pour 90 ml de solution. L'échantillon est
ensuite broyé dans un broyeur de type STOMACHERTm à mouvements
alternés à pales, ce qui permet l'homogénéisation des échantillons
directement dans des sachets stériles. Un prélèvement de la solution de
broyage est ensuite ensemencé en boîte de pétri afin de comptabiliser les
microorganismes. Trois différents milieux nutritifs sont utilisés :
- milieu PDA (Potato Dextrose Agar) 30 g.L-, : ce milieu est
préférentiellement adapté à la culture de champignon et est composé
d'extrait de pomme de terre de glucose et d'agar agar bactériologique.
- milieu PCA (Plate Count Agar) 23.5 g.L-i: ce milieu est
préférentiellement adapté à la culture de bactéries et contient de l'extrait
de levure, une digestion enzymatique de la caséine, du glucose et de l'agar
agar bactériologique.
- milieu Gélose au glucose et chloramphénicol composé de 5g
d'extrait de levure, 20g de glucose, 0.1g de chloramphénicol, 15g d'agar
pour un litre de solution, ce milieu ne permet pas la croissance bactérienne.
Tous les milieux sont autoclavés à 121 c pendant 15 min.
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La solution de broyage est ensuite diluée de 10-1 à 10-4.
L'ensemencement est effectué dans des boites de pétri contenant les
milieux PDA et PCA à raison de 100p1 de la solution de broyage ou de la
solution diluée, par boite. Chaque ensemencement est répété trois fois. Les
boites sont isolées de l'extérieur par du PARAF1LMTm et sont mises à incuber à
25 C pendant 72h.
Le dénombrement est effectué à l'aide de la formule suivante :
N = E colonies /Vmlx (n1+0.1n2) x dl
avec
N : nombre d' UFC par gramme ou par ml de produit initial
E colonies : somme de colonies comptables
Vml: volume de solution déposée (0.1m1)
ni : nombre de boites considérées à la première dilution retenue
n2: nombre de boites considérées à la deuxième dilution retenue
dl : facteur de la première dilution avec laquelle les colonies développées
peuvent être comptées.
Les résultats sont présentés sous forme de moyenne accompagnée de
l'écart type et l'analyse de variance (ANOVA) est utilisée comme test
statistique.
Pour cet exemple 1, un dispositif de nettoyage et/ou de
décontamination tel qu'illustré à la figure lb est utilisé. Des ondes
acoustiques
de haute fréquence sont appliquées au cours du lavage et utilisées afin
notamment de décrocher les particules polluantes telles que des micro-
organismes situés principalement à la surface des aliments végétaux, qui sont
dans le cas d'espèce des salades, variété laitue beurre.
Les céramiques du dispositif utilisé ont une fréquence de résonnance
d'environ 1,6 MHz. Le diamètre des céramiques est de 20mm. La puissance
individuelle est d'environ 30W par céramique.
Entre cinq et vingt céramiques sont placées sur le fond de la cuve,
couvrant une surface globale comprise entre 15 et 40 cm2 et une puissance
moyenne comprise entre 150W et 400W.
Selon le procédé classique en quatrième gamme (témoin positif de cet
exemple), les salades, variété laitue beurre, sont parées, découpées, puis
trempées pendant 3 minutes dans une solution de chlore (80 ppm). Elles sont
ensuite rincées pendant 5 minutes, essorées et conservées dans des sachets
à 6 C pendant 7 jours. La perméabilité des sachets utilisés permet d'obtenir
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une atmosphère interne comparable à celle de l'air, ceci afin d'éviter qu'une
atmosphère enrichie en CO2 puisse freiner le développement des
microorganismes.
Afin de déterminer les effets des ultrasons de très haute fréquence, de
préférence des mégasons, différentes durées de traitements et de rinçage
ont été testées.
Les tests (non repris dans cet exemple) ont démontré que la durée
préférée de traitement est comprise entre 0,5 et 5 minutes.
Pour cet exemple, les résultats ont été obtenus avec une durée de
traitement par mégasons de 3, 6 ou 12 minutes, une durée de rinçage de 5
minutes, un débit de rinçage de 0,5 L/mn et une charge en laitue de 65 g/L.
Les analyses microbiologiques ont été réalisées avant la mise en sachet et
après 3 et 7 jours de conservation.
Il a également été montré que l'efficacité du rinçage dépend de la
configuration de l'écoulement de l'eau et peut très facilement être optimisée.
La figure 2 compare la contamination bactérienne des laitues après un
lavage à l'eau, au chlore et après un traitement par les mégasons dans de
l'eau pendant trois minutes. Les lettres a et b indiquent que les résultats
sont
significativement différents - test de Mann et Whitney seuil de
significativité
5%)
Comme il ressort des résultats de la figure 2, il apparait que la
décontamination par le traitement mégasons est aussi efficace que le
traitement par le chlore.
Après trois et sept jours de conservation, il apparait que la
contamination augmente pour tous les traitements (chlore, eau et mégasons).
Toutefois, il apparait que les salades traitées par les mégasons
conservent une charge bactérienne plus faible que celles lavées à l'eau. Les
salades traitées par les mégasons conservent une charge bactérienne
comparable à celle en présence de chlore.
Par ailleurs, la qualité des laitues quatrième gamme n'est pas modifiée
par le traitement avec les mégasons et ceci pendant toute la durée de
conservation.
Ainsi, les mégasons sont une alternative à l'utilisation du chlore pour les
procédés de transformation quatrième gamme. L'utilisation du dispositif selon
l'invention permet non seulement une décontamination efficace et
comparable au chlore, mais il s'affranchit des problèmes liés à une telle
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utilisation du chlore qui peut entrainer l'apparition de résidus chlorate
toxiques
ou de sous-produits tels que les trihalométhanes, les bromures de méthylène
et autres molécules considérées comme toxiques dans l'alimentation. Par
ailleurs, l'utilisation du dispositif selon l'invention permet de maintenir la
qualité
initiale des produits.
Exemple 2: effets d'un traitement par les mégasons sur la décontamination
de pommes et de fraises
Pour cet exemple, les essais de décontamination des végétaux ont été
.. effectuées sur deux types de fruits dont la forme de l'épiderme est très
différente, la pomme et la fraise.
Comme pour les feuilles de laitues de l'exemple 1, l'épiderme des
pommes ou les fraises entières sont prélevées et placées dans un sac
STOMACHERTm stérile. La méthodologie permettant la détermination de la
contamination microbiologique des fruits est identique à celle décrite à
l'exemple 1 ci-dessus.
Pour cet exemple 2, un dispositif de nettoyage et/ou de
décontamination tel qu'illustré à la figure 1 b est également utilisé. Des
ondes
acoustiques de haute fréquence sont appliquées au cours du lavage et
utilisées afin notamment de décrocher les particules polluantes telles que des
micro-organismes situés principalement à la surface des aliments qui sont dans
le cas d'espèce des pommes et des fraises.
Les céramiques du dispositif utilisé ont une fréquence de résonnance
variant entre 1,5 MHz et 2,5 MHz. Le diamètre des céramiques est de 20mm.
La puissance individuelle est d'environ 30W par céramique.
Entre sept et douze céramiques sont placées sur le fond de la cuve,
couvrant une surface globale comprise entre 20 et 35 cm2 et une puissance
moyenne comprise entre 200W et 350W.
Les pommes et les fraises ont été traitées sensiblement dans les mêmes
conditions que celles décrites à l'exemple 1.
Le témoin négatif de cet exemple est le fruit non lavé. Il est comparé à
un lavage à l'eau et au traitement avec le dispositif selon l'invention tel
qu'illustré à la figure 1.
Le chlore n'est pas utilisé dans cet exemple car il n'entre pas dans les
procédés de lavage des fruits destinés à la consommation ou à la
conservation en frais.
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Les résultats de l'étude sont repris dans le tableau 1 ci-dessous qui
compare la charge microbienne (log(cfu)/10g) des pommes et des fraises
avant lavage, après un lavage à l'eau de trois minutes et après un traitement
par le système avec mégasons pendant trois minutes. Les lettres a et b
5 indiquent que les résultats sont significativement différents - test de
Mann et
Whitney seuil de significativité 5%
Tableau 1 : Charge microbienne des pommes et des fraises avant lavage et
après un lavage à l'eau et après un traitement selon l'invention
Charge microbienne Témoin négatif Témoin positif
Traitement selon
(bactéries et champignons) (non lavé) (lavé à l'eau)
l'invention
log CFU /10g (après 3 min) (après
3 min)
Pomme 4,45 0,1 (a) 4,1 0,15 (b) 2,8
0,08 (c)
Fraise 4,45 0,05 (a) 4,1 0,04 (b) 3,1
0,06 (c)
Compte tenu des résultats détaillés dans le tableau 1 ci-dessus, il apparait
que
10 .. l'utilisation de mégasons permet une décontamination plus efficace que
le
lavage simple à l'eau des aliments.
Le dispositif selon l'invention permet notamment d'améliorer d'un Log CFU la
décontamination des fruits et peut être appliqué à l'ensemble des fruits et
légumes.
Exemple 3 : Effet d'un traitement par les mégasons sur la croissance de plants
de laitue.
Le Demandeur a montré que le dispositif objet de l'invention pouvait
également être utilisé pour homogénéiser les milieux de culture
hydroponiques, limiter l'accumulation des exsudats au voisinage des racines
et ainsi favoriser l'absorption de l'eau et des sels minéraux.
L'homogénéisation
permet aussi de limiter l'apparition de biofilms. L'invention peut être
utilisée à
condition de ne pas avoir d'effets négatifs sur la croissance des plantes.
L'exemple 3 a donc été réalisé afin de déterminer les effets des
mégasons sur la croissance des plantes.
Un lot de 30 jeunes plantules de laitue au stade cotylédonaire a été traité
par les mégasons pendant cinq minutes. La hauteur des plantes et le nombre
de feuilles 10 et 20 jours après le traitement sont présentés dans le tableau
2
ci-dessous. Les lettres a et b indiquent que les résultats sont
significativement
différents - test de Mann et Whitney seuil de significativité 5%.
Tableau 2 : Hauteur et nombre de feuilles de plantules de laitues traitées
selon l'invention pendant cinq minutes au stade cotylédonaire
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Durée de 10 jours après le traitement 20 jours après le
traitement
culture
Témoin non Traitement Témoin non
Traitement
traité selon traité selon
l'invention l'invention
Hauteur des 7,5 0,5 (a) 9,2 0,4 (b) 16,3 0,3 (c)
19,5 0,8 (d)
plantes (cm)
Nombre de 3 0,05 (a) 4 0,05 (b) 6 0,08 (c) 7
0,05 (d)
feuilles
Comme il ressort du tableau 2 ci-dessus, il apparait que, de façon
surprenante, le traitement par le dispositif objet de l'invention stimule la
croissance des plantes et leur tolérance vis-à-vis de divers stress biotiques
et
abiotiques. Cet effet se maintient jusqu'à vingt jours après traitement.
Exemple 4 : procédé de décontamination d'aliments végétaux par des ondes
acoustiques de hautes fréquences selon l'invention
Pour cet exemple, le procédé de décontamination utilise le dispositif
objet de l'invention tel qu'illustré à la figure 1 b.
La phase nettoyage est assuré par des ondes mégasoniques
(fréquences supérieures ou égale à 1 MHz) couplée à un apport de gaz
dissous.
Enfin, la phase décontamination est réalisée par de l'acoustique
traditionnelle fréquence de l'ordre de 40kHz à 400KHz.
Le procédé comprend les étapes suivantes selon lesquelles :
a) les aliments végétaux 4 éventuellement contaminés par au moins une
particule polluante sont plongés dans une cuve à débordement comprenant
un liquide de nettoyage 6 et des sources d'ondes acoustiques mégasoniques
3 de fréquence supérieure ou égales à 1MHz ;
b) les mégasons se propagent dans le liquide contenu dans la cuve 2 et
atteignent les aliments végétaux 4 à décontaminer ;
c) le renouvellement permanent du liquide en contact avec le végétal
favorise la dissolution des produits solubles déposés sur les végétaux ;
d) la propagation des mégasons crée des alternances spatiales et
temporelles de compression et de dépression qui sont aptes à solliciter
mécaniquement les aliments végétaux à décontaminer et décrocher la (les)
particule(s) polluante(s) de l'aliment ;
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e) l'effet mécanique selon d) est amplifié par cavitation faible lorsque la
(les)
particule(s) polluante(s) est associée à une bulle d'air piégée au moment où
les aliments végétaux ont été plongés dans la cuve en ce que l'onde
acoustique fait vibrer et changer le volume de ladite bulle d'air et
déstabilise
la (les) particule(s) polluante(s) qui se décroche ; le gaz dissous favorise
l'apparition des sites de cavitation ;
f) le liquide de nettoyage 6 sali et chargé en particule(s) polluante(s) est
apte
à être traité ;
g) la dépollution du liquide est obtenu dans le réacteur sonochimique 8;
h) dans ce réacteur, les ondes acoustiques de fréquence comprise entre
40kHz et 400kHz et de très forte puissance permet d'atteindre la cavitation
forte ;
i) dans les sites où la cavitation s'opère, le rayonnement lumineux
ultraviolet,
les surpressions (environ 500bar) et les élévations de température (environ
4000 C) ont des actions directes ou indirecte pour les polluants ;
j) les actions directes : pression, températures, UV peuvent détruire les
micro-
organismes ;
k) les actions indirectes grâce à la création de radicaux libres OH, radicaux
très oxydant permettant de réagir avec de nombreux composants.
La mise en oeuvre du procédé détaillé ci-dessus est réalisée grâce aux trois
dispositifs complémentaires que sont :
- la cuve de nettoyage 2 à ondes acoustiques mégasoniques ;
- le système de gazéification du liquide de nettoyage ;
- un réacteur sonochimique 8 à cavitation ;
et grâce à deux dispositifs secondaires que sont :
- un filtre poreux 10, 12 ; et
- une pompe de recirculation 11.
La cuve 2 est une cuve de nettoyage à débordement contenant les
végétaux à nettoyer 4, les végétaux sont entièrement immergés dans le
liquide de nettoyage.
Le liquide de nettoyage arrive par le bas de la cuve 2. Ainsi un
écoulement s'établit du bas vers le haut de la cuve.
Le liquide remplit la cuve puis déborde sur les bords hauts de la cuve
dans un déversoir 9.
Ce débit ascendant permet au liquide d'emporter les particules
détachées. La circulation du liquide est assurée par une pompe 11.
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A la sortie de la cuve, le liquide de nettoyage est chargé des particules
arrachées à l'aliment à nettoyer et/ou décontaminer et contient des
éléments solubilisés.
Le liquide 6 souillé est ensuite filtré par le filtre poreux 10.
La circulation du liquide 6 est assurée par la pompe 11.
Le liquide 6 débarrassé des particules entre dans le réacteur
sonochimique 8 où la cavitation acoustique détruit les microorganismes et les
pesticides.
Le liquide 6 peut avantageusement rentrer dans un dispositif de
gazéification équipée d'une membrane semi-perméable, le dosage en gaz
est géré par la pression exercée sur le gaz.
Le liquide 6 retourne dans la cuve de nettoyage 2 débarrassé de tout
polluant et éventuellement gazéifié.
Le débit de recirculation est adapté aux performances acoustiques de
la cuve de nettoyage 2 et à la performance du réacteur 8.
Le liquide de nettoyage 6 préférentiellement choisi est l'eau, il est
éventuellement possible d'y ajouter des produits solubles ou d'y dissoudre des
gaz.
Les céramiques générant les ondes acoustiques dans la cuve 2
pourront être collées sur les parois intérieures ou extérieures de la cuve.
Alternativement, un dispositif amovible et immergeable est également
envisageable.
Chaque céramique piézoélectrique est alimentée par une carte
électronique de puissance 7, lui fournissant une tension alternative
correspondant à son propre mode de vibration.
Grâce à tous ces aménagements de la cuve de nettoyage 2, le champ
acoustique généré qui se propage dans le liquide de nettoyage 6 est
homogène, les végétaux immergés dans le liquide 6 sont insonnifiés
uniformément, si bien que le retournement des aliments végétaux à
décontaminer est moins prépondérant.
L'efficacité du nettoyage est telle que le traitement est fait dans des
conditions standards 20 C, pression atmosphérique. La durée du cycle de
nettoyage est court, ce qui permet d'envisager un traitement en ligne.
Exemple 5 : Effet d'un traitement par les méciasons sur la tolérance des
feuilles
de laitue à une infection par Botrytis cinerea.
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Des lots de 30 jeunes plantules de laitue au stade cotylédonaire, et au
stade cinq feuilles, ont été traités par le dispositif pendant cinq minutes.
Deux jours après le traitement, les feuilles épanouies sont prélevées et
placées en boite de pétri sur du papier humide. Un cube de gélose calibré
qui porte du mycélium du champignon pathogène, est placé sur le limbe, à
côté de la nervure principale. Les boites sont ensuite transférées dans une
chambre de culture à 25 C et le suivi de l'infection est mesuré en déterminant
la surface de la nécrose du limbe, par analyse d'image, après 2, 3 et 4 jours.
Tableau 3: Surface de la nécrose due à l'infection par Botrytis cinerea de
feuilles de laitues isolées après 2, 3 et 4 Jours d'infection.
Surface de nécrose (cm2)
Stade cotylédonaire
Jours après infection Témoin non traité Traitement selon l'invention
Jour 2 0,45 0,09 (a) 0,16 0,04 (b)
Jour 3 2,35 0,35 (c) 1,01 0,2 (d)
Jour 4 1,97 0,2 (e) 1,2 0,2 (f)
Stade cinq feuilles
Jour 2 1,03 0,13 (a) 0,37 0,08 (b)
Jour 3 2,4 0,2 (c) 1,17 0,23 (d)
Jour 4 7,9 0,7 (e) 4,2 0,6 (f)
Le traitement par le dispositif a été effectué au stade cotylédonaire et
au stade cinq feuilles, deux jours avant la mise en contact avec le
champignon.
Comme il ressort du tableau 3 ci-dessus, il apparait que le traitement
par le dispositif objet de l'invention limite la nécrose des plantes infectées
par
le champignon pathogène Botrytis cinerea.
