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Title:
DECONTAMINATION AND STERILIZATION DEVICE AND PROCESS, IN PARTICULAR FOR FOOD OR AGRICULTURAL PRODUCTS, FLUIDS OR INDUSTRIAL MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/107914
Kind Code:
A1
Abstract:
The objective of the invention is to provide a device and a process for obtaining substrates that are virtually sterile in sanitary terms. To this effect, the device according to the invention comprises: - a first generator of enzymatic catalysis arranged according to the format of a flat microfiltration module comprising an inlet (1) and an outlet (5) and consisting of a successive and alternating stack of support plates (2) capable of supporting membranes, and of membranes (3), these plates (2) and these membranes (3) being squeezed between the two end plates of a filter press, the faces of the support plates (2) comprising grooves which facilitate the turbulence of the fluids and the collection of the filtrate; - a second generator of electromagnetic fields, comprising at least one magnet, either in the form of plates or cartridges producing constant magnetic fields, or a solenoid electromagnet producing pulsed magnetic fields, said first and second generators being configured so as to produce in combination, in particular simultaneously or sequentially, liquid or gas flows of ionized transition molecules and/or of free chemical radicals.

Inventors:
BONNEAU MARC (FR)
CALONE-BONNEAU MARGUERITE (FR)
Application Number:
PCT/IB2012/050646
Publication Date:
August 16, 2012
Filing Date:
February 13, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BONNEAU MARC (FR)
CALONE-BONNEAU MARGUERITE (FR)
International Classes:
A23L3/00; A23C3/00; A23L3/32; A23L3/3571; A23L3/3589; C02F9/00; C12H1/00; C12H1/12
Domestic Patent References:
WO1996038548A11996-12-05
WO1997015661A11997-05-01
WO1985002094A11985-05-23
Foreign References:
EP1867938A12007-12-19
US20080241315A12008-10-02
GB2433267A2007-06-20
US5389369A1995-02-14
Attorney, Agent or Firm:
JEANNET, Olivier (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Dispositif de décontamination et de stérilisation pour des produits alimentaires ou agricoles, des fluides ou des matériels industriels, caractérisé en ce q u ' i l comprend : - un premier générateur de catalyse enzymatique agencé selon le format d'un module plan de microfiltration comportant une entrée (1 ) et une sortie (5) et est constitué d'un empilement successif et alterné de plaques de support (2) aptes à su pporter des membranes, et de membranes (3), ces plaques (2) et ces membranes (3) étant serrées entre les deux plateaux terminaux d'un filtre presse, les faces des plaques de support (2) comportant des rainures facilitant la turbulence des fluides et la collecte du filtrat.

- un deuxième générateur de champs électromagnétiques, comprenant au moins un aimant soit sous forme de plaques ou de cartouches productrices de champs magnétiques constants, soit un électro aimant solénoïde producteur de champs magnétiques puisés, lesdits premier et deuxième générateurs étant configurés pour produire de manière combinée, notamment de façon simultanée ou séquentielle, des flux liquides ou gazeux de molécules ionisées de transition et/ou de radicaux chimiques libres.

2. Dispositif de décontamination et de stérilisation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit premier générateur catalytique contient des membranes synthétiques (3) porteuses d'enzymes immobilisées du groupe des oxydoréductases, notamment de type glucose-oxyd a se ( EC . n o l . 1 .3.4 ) , d e type cata l a s e (EC . no l .1 1 . 1 .6) , de type beta-galactosidase EC.no3.2.1 .23), de type nitrate oxydoréductase-NAD P H . ( EC . no1 .6.6.2.), de type xanthine-oxydase (E.C. no1 .1 .3.22) et de type lactoperoxydase (E.C.nol .1 1 .1 .7.).

3. Dispositif de décontamination et de stérilisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les membranes (3) sont des membranes synthétiques porteuses d'un mélange d'enzymes constitué de peroxydases, de nitrate-réductases et d'oxyde nitrique synthétases, ledit module plan comportant une série proximale de plaques de support de membranes porteuses de nitrate réductases greffées, une série médiane de plaques de support de membranes porteuses d'oxyde nitrique synthétases greffées, et une série terminale de plaques de support de membranes porteuses de peroxydases greffées.

4. Dispositif de décontamination et de stérilisation selon les revendications 2 ou 3 caractérisé en ce en ce qu'il comporte des moyens d'introduction dans le générateur de catalyse enzymatique, en phase liquide ou gazeuse, d'un ou plusieurs composés fournisseurs d'oxygène associés tels que par exemple et de façon non limitative :

- le glucose, le lactose, la xanthine, le peroxyde d'hydrogène, le peroxyde de magnésium, le permanganate de potassium, l'acide per acétique, l'ozone.

5. Dispositif de décontamination et de stérilisation selon les revendications 2, 3, ou 4 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d"introduction dans l'enceinte d'un ou plusieurs substrats enzymatiques associés tels que par exemple et de façon non limitative; du thiocyanate de sodium (NaSCN) ou de potassium (KSCN), du bisulfite de sod ium (NaHS03), de l'hydro sulfite de sod ium (Na2S204) et du métabisulfite de sod ium (Na.2S205), des nitrites de sodium (NaN02) ou de potassium (KN02), de l'hypochlorite de sodium (NaOCI),

6. Dispositif de décontamination et de stérilisation selon les revendications 2, 3, 4, ou 5 caractérisé par le fait que sa mise en œuvre produit des radicaux libres seuls ou mélangés tels que par exemple et de façon non limitative :

- L'anion super oxyde 02 et trioxyde 03, - Le rad ica l h yd roxyl e O H , l e rad ica l h yd roperoxyl e H O2 , l e peroxyd e d'hydrogène H2O2,

- L'oxyd e n itriq ue N O , l e trioxyde d in itré N 203, l e d ioxyde n itré N 02 , l e peroxynitrite ONOO, l'hydroperoxynitrite ONHO2, - L'oxythiocyanate OSCN, le superoxythiocyanate O2SCN, le trioxythiocyanate O3SCN, - Le dioxyde de soufre SO2, le trioxyde de soufre SO3 et son acide HSO3,

- L'acide hypochloreux HOCI,

7. Dispositif de décontamination et de stérilisation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit deuxième générateur de champs magnétiques produit soit des champs magnétiques constants d'intensités choisies entre 0,2 à 2 Tesia soit des champs magnétiques puisés d'intensités variables de 0,2 à 50 Tesia, avec des fréquences de pulsation de 0,2 à 500 kHz.

8. Dispositif de décontamination et de stérilisation selon les revendications 1 , 2, 3, 4, 5, 6 et 7 caractérisé par le fait que la combinaison du générateur enzymatique avec le générateur de champs magnétiques permet de produire des flux liquides ou gazeux d'éléments chimiques de transition (molécules ionisées , radicaux libres oxygénés et substrats oxydés,) dotés de puissantes activités synergiques biocides contre les virus, les bactéries, les spores, les fungi et les protozoaires.

9. Procédé de décontamination et de stérilisation des produits alimentaires ou agricoles, des fluides ou des matériels industriels, comprenant les étapes suivantes consistant à :

a) - produire, par catalyse enzymatique spécifique, une pluralité de molécules ionisées et/ou de radicaux chimiques libres de transition en flux liquides ou gazeux continus,

b) - amplifier les réactivités chimiques et biologiques spécifiques des molécules en transit par des champs électromagnétiques fixes ou continus,

c) - appliquer lesdites molécules ionisées et/ou lesdits radicaux de transition aux réactivités chimiques amplifiées et synergiques pour :

- traiter des fluides industriels (eaux usées, effluents liquides, fumées, boues de décantation,...),

- aseptiser des produits alimentaires (eaux de boisson, vins, lait et produits laitiers, jus de fruits,) ou agricole (fruits, légumes, feuilles et tisanes, champignons, céréales et graines, carcasses et produits d'abattoirs,...),

- produire des solutions antiseptiques de lavage pour les décontaminations de surface (matériels, machines, outils, récipients, locaux industriels et hospitaliers,...).

Description:
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE DÉCONTAMINATION ET DE STÉRILISATION, NOTAMMENT POUR DES PRODUITS ALIMENTAIRES OU AGRICOLES, DES

FLUIDES OU DES MATÉRIELS INDUSTRIELS

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de décontamination et de stérilisation, notamment pour des produits alimentaires ou agricoles, des fluides ou des matériels industriels.

En agroalimentaire, la demande sans cesse plus pressante pour des aliments et boissons frais et naturels, dont l'innocuité est parfaitement garantie, est à l'origine du développement de nouveaux procédés physiques de stabilisation microbiologique.

II existe à ce jour différents dispositifs ou procédés permettant de décontaminer des produits alimentaires ou agricoles, des fluides ou des matériels industriels.

Cependant, ces dispositifs ou procédés connus ne permettent généralement pas d'éliminer la totalité des contaminants, microbiens et chimiques, éventuellement présents dans ces produits/fluides ou sur ces matériels, ou alors ne permettent d'éliminer efficacement qu'un ou plusieurs types de ces contaminants.

La présente invention a pour objectif de remédier à ces inconvénients.

A cet effet, le dispositif selon l'invention comprend :

- un premier générateur de catalyse enzymatique agencé selon le format d'un module plan de microfiltration comportant une entrée et une sortie et est constitué d'un empilement successif et alterné de plaques de support aptes à supporter des membranes, et de membranes, ces plaques et ces membranes étant serrées entre les deux plateaux terminaux d'un filtre presse, les faces des plaques de support comportant des rainures facilitant la turbulence des fluides et la collecte du filtrat.

- un deuxième générateur de champs électromagnétiques, comprenant au moins un aimant soit sous forme de plaques ou de cartouches productrices de champs magnétiques constants, soit un électro aimant solénoïde producteur de champs magnétiques puisés,

lesdits premier et deuxième générateurs étant configurés pour produire de manière combinée, notamment de façon simultanée ou séquentielle, des flux liquides ou gazeux de molécules ionisées de transition et/ou de radicaux chimiques libres.

L'invention consiste ainsi à mettre en œuvre de manière combinée un processus biochimique et un processus électromagnétique. L'inventeur a ainsi pu constater, de manière surprenante, que la synergie qui résulte de la combinaison de ces mécanismes biochimique et électromagnétique permet d'obtenir des substrats pratiquement stériles sur le plan sanitaire.

Cette stérilisation est notamment due aux flux biocides hyperactifs produits par le dispositif selon l'invention.

De préférence, ledit premier générateur est un générateur de catalyse enzymatique, contenant sous forme fixée des enzymes appartenant au groupe des oxydoréductases, et produisant des molécules ionisées de transition et/ou des radicaux chimiques libres oxygénés en flux liquides ou gazeux.

Ledit deuxième générateur peut notamment comprendre au moins un aimant sous forme de plaque ou de cartouche apte à générer des champs magnétiques constants.

De manière alternative, ledit deuxième générateur peut comprendre au moins une bobine solénoïde d'électro aimant apte à générer des champs magnétiques variables.

a) Le générateur de catalyse enzymatique des molécules ionisées de transition et/ou des radicaux chimiques libres.

Parmi les nombreuses molécules anti microbiennes proposées sur le marché, la présente invention concerne en particulier l'utilisation des enzymes appartenant au groupe des oxydoréductases. Parmi ces enzymes les peroxydases - et notamment la lactoperoxydase (E.C. N° 1 .1 1 .1 .7), possèdent des propriétés biologiques particulièrement intéressantes. La lactoperoxydase (L.P.) constitue l'élément essentiel d'un puissant système antimicrobien naturel qui comporte deux composantes complémentaires : l'ion thiocyanate (SCN " ), substrat naturel oxydable et le peroxyde d'hydrogène (H2O2) fournisseur d'oxygène.

Dans ce système, en milieu liquide, la lactoperoxydase catalyse à partir du peroxyde d'hydrogène, la production de radicaux oxygénés et de substrats oxydés selon la réaction suivante :

SCN + H 2 O 2 (+ L.P.) OSCN + H 2 O

Thiocyanate + Peroxyde -> Oxythiocyanate

OSCN " + H 2 O 2 + (L.P.) SCN " + H 2 O 2 + O 2 "

Oxythiocyanate + Peroxyde -> Thiocyanate L'anion super oxyde O2 ~ est un agent oxydant puissant qui conduit à la génération de nouveaux radicaux libres tels que les radicaux hydroxyles (OH " ), hydroxyle-peroxyle (O2H), trioxyde (O3) qui sont eux mêmes convertis en H2O2. L'oxythiocyanate OSCN " produit est en équilibre avec sa forme acide HOSCN. En présence de quantités suffisantes de peroxyde d'hydrogène, la réaction d'oxydation de l'ion thiocyanate se poursuit vers des dérives oxyacides encore plus oxydées selon les réactions suivantes :

O2-SCN " + H2O2 O3-SCN " + H 2 O

Superoxythiocyanate + Peroxyde -> Trioxythiocyanate

Les radicaux libres produits ainsi que les substrats oxydés interagissent fortement avec les composants biochimiques des microorganismes. Le système lactoperoxydase présente des activités antimicrobiennes vis à vis de différents microorgan ismes tels q ue des bactéries (Staphylocoques, Listeria , Col ibacil les, Salmonelles, Pseudomonas, Mycoplasmes), des protozoaires (Cryptosporidies, Amibes), et des virus (Bactériophages).

Ce système antimicrobien naturel a été repris comme modèle de préservation et de conservation du lait et des produits fromagers. Ainsi diverses modalités de conservation des produits laitiers, objets de brevets, ont été décrites au cours des dernières décennies :

Une modalité consiste à ajouter, aux aliments à protéger, le système L.P. complet, préformé avec un substrat fournisseur de peroxyde, ou avec un système enzymatique complémentaire producteur. L'application de ces formulations biocides intervient de man ière extem poranée sous formes de ba in , d'aspersion , de vaporisation ou de saupoudrage des produits à traiter.

Ces modalités nécessitent l'utilisation de quantités d'enzymes proportionnelles aux surfaces ou aux volumes à traiter et se révèlent onéreuses et incompatibles avec les contraintes économ iques du marché. La variabil ité des d ivers paramètres environnementaux (pH, température, salinité, oxygénation) limite fortement la mise en œuvre pratique du système ainsi que son efficacité locale.

Pour pallier ces difficultés, des formulations différentes et des méthodes d'applications nouvelles ont été proposées au cours des dernières années.

• Le document N° US 5,389,369 décrit un système bactéricide basé sur le contact d'une halo peroxydase avec les micro-organismes en présence de peroxyde d'hydrogène, de chlore ou de brome et d'acides aminés. Les différentes composantes sont préparées et stockées séparément jusqu'à leur mélange final en solution au moment de l'emploi.

Le document N° WO 96/38548 décrit des compositions de peroxydases et des méthodes pour produire des solutions désinfectantes et stérilisantes stockées en containers anaérobies pressurisés et activables par l'oxygène de l'air au moment de l'emploi.

Le document N° WO 97/15661 décrit une substance micro poreuse qui emprisonne sélectivement les micro-organismes pathogènes du sang pour les soumettre à une activité biocide de proximité générée par un système oxydatif lié à la substance micro poreuse.

Ledit premier générateur de catalyse enzymatique entrant dans l'agencement du dispositif comporte de préférence des membranes synthétiques porteuses d'enzymes immobilisées, par exemple de type glucose-oxydase (EC.no 1 .1 .3.4), ou de type catalase (EC.no 1 .1 1 .1 .6), ou de type beta-galactosidase (EC.no 3.2.1 .23), ou de type nitrate oxydoréductase-NADPH (EC.no 1 .6.6.2.), ou de type xanthine-oxydase (E.C. no 1 .1 .3.22) ou de type lactoperoxydase (E.C. no 1 .1 1 .1 .7.).

En outre ledit premier générateur entrant dans l'agencement du dispositif comporte et fournit, de manière unitaire ou sous formes associées, un ou plusieurs composés fournisseurs d'oxygène associés tels que par exemple et de façon non limitative:

- le glucose, le lactose, la xanthine,

- le peroxyde d'hydrogène, le peroxyde de magnésium , le percarbonate de sodium,

- l'acide per acétique, l'ozone.

Ledit deuxième générateur de champs magnétiques produit soit des champs magnétiques constants d'intensités choisies entre 0,2 à 2 Tesla soit des champs magnétiques puisés d'intensités variables de 0,2 à 50 Tesla, avec des fréquences de pulsation de 0,2 à 500 kHz.

La mise en œuvre dudit générateur de catalyse enzymatique comporte aussi l'introduction dans l'enceinte d'un ou plusieurs substrats associés tels que, par exemple et de façon non l im itative, du th iocyanate de sod ium (NaSCN ) ou de potassium (KSCN), ou des solutions diversement associées d'antiseptiques chimiques (hypochlorites, permanganate, sulfites, nitrites, ... .) et d'antimicrobiens biologiques (lysozyme, nisine, ...) Le générateur de catalyse enzymatique selon l'invention se caractérise par le fait que sa mise en œuvre produit des radicaux libres, seuls ou mélangés, tels que par exemple et de façon non limitative :

- L'anion super oxyde 02 et trioxyde 03,

- Le ra d i ca l hydroxyle OH, le radical hydroperoxyle HO2, le peroxyde d'hydrogène H2O2,

- L'oxyde n itrique NO, le trioxyde d in itré N203, le d ioxyde n itré N02, le peroxynitrite ONOO, l'hydroperoxynitrite ONHO2, - L'oxythiocyanate OSCN, le superoxythiocyanate O2SCN, le trioxythiocyanate O3SCN,

- Le dioxyde de soufre SO2, le trioxyde de soufre SO3 et son acide HSO3,

- L'acide hypochloreux HOCI,

Ce générateur de catalyse enzymatique selon l'invention permet de produire, à un coût acceptable par l'industrie, un flux continu de radicaux libres et de substrats chimiques oxygénés aux compositions adaptées à des applications spécifiques.

b) Le générateur de champs électromagnétiques

Deux technologies physiques sont largement expérimentées dans diverses filières agro-alimentaires en vue d'obtenir une stérilisation microbienne des aliments : les Champs Electriques Puisés (CE. P.), et les Champs Magnétiques Constants (C.M.C) ou Puisés (C.M.P.).

- Technologie des Champs Electriques Puisés (C.E.P.)

Ce procédé technologique repose sur l'application d'impulsions électriques courtes (de l'ordre de la microseconde), avec une amplitude élevée de champ électrique (supérieure à 10 kV cm-1 ), à des échantillons alimentaires placés entre deux électrodes. Les C.E.P permettent d'obtenir des inactivations très variables de micro-organismes traités. Généralement il est possible de détruire partiellement les micro-organismes à la surface des aliments avec des diminutions de l'ordre de 3 à 5 log . dans des populations bactériennes. La sensibilité des micro-organismes aux CE. P. varient avec leur genre. Les bactéries à Gram positif sont moins sensibles que les bactéries à Gram négatif.

Les spores bactériennes semblent plus résistantes que les formes végétatives.

Plusieurs paramètres tels que intensité du champ électrique, durée du traitement, nature et fréquence des impulsions et température sont susceptibles de faire varier l 'efficacité d 'u n tra itement par l es C . E . P . Le taux d' inactivation aug mente généralement si l'intensité du champ électrique augmente. Le traitement par les champs électriques puisés entraîne une élévation de température qui augmente les mécanismes d'inactivation bactérienne, mais qui peut aussi, au-delà de certaines limites, altérer certaines des caractéristiques des produits.

Pure Puise Technologies (filiale de Maxwell Lab., San Diego, Californie) a déposé plusieurs demandes de brevet concernant le traitement de différentes denrées alimentaires liquides (lait, œufs liquides, jus de fruit) par champs électriques puisés.

- Technologie des Champs Magnétiques Constants (CMC) et des Champs Magnétiques Puisés (CM. P.) : cette technologie diffère par nature et mode d'action des champs électriques puisés.

Parmi les différentes formes de champs magnétiques, les champs magnétiques pu i sés (C M . P . ) à h aute densité de flux, laissent prévoir des perspectives d'applications intéressantes, notamment dans la décontamination des aliments.

HOFMANN en 1985 a constaté que des CM. P. de haute intensité (de 5 à 50 T, et une fréquence de pulsation comprise entre 5 et 500 kHz, permettent d'obtenir des réductions d'au moins 2 log. des populations microbiennes étudiées dans différents aliments (lait, yaourt, pain).

Les effets des champs magnétiques sur les micro-organismes sont aussi divers que les contextes expérimentaux à partir desquels ils ont été décrits. L'énergie libérée par les CM. P. entraîne des ruptures de liaisons des molécules constitutives de hauts poids mol écu l a i res (AD N ) , a bouti ssa nt à l ' i n h i b it ion et à l a mort cel l u l a i re (HOFMANN - 1 985). L'appl ication des C M . P . su r u ne popu l ation de spores d e Pénicillium, entraîne des modifications de l'aspect des colonies, mais des populations de Listeria, Escherichia et de Bacillus ne présentent aucune modification après le même traitement (CAUBET - 1999).

Le document N° WO 85/02094 (G. HOFMANN) décrit l'utilisation de champs magnétiques puisés de 5 à 50 Tesla, d'une fréquence de pulsation de 5 à 500 kHz, qui réduisent de manière significative (1 ,4 à 3,6 log.) le nombre de micro-organismes inoculés dans des aliments. La durée d'exposition totale est comprise entre 25 s et 1 0 ms. Chaque impulsion est constituée de 1 0 oscillations. Au delà, l'intensité du champ est réd u ite de man ière trop importante (-10 % après chaque oscillation). L'augmentation de température constatée est de 5°C, et les qualités organoleptiques des aliments sont inchangées.

- Le nouveau dispositif de décontamination et de stérilisation selon l'invention se caractérise par le fa it q ue la com b ina ison du générateur enzymatique avec le générateur de champs magnétiques permet de produire des flux liquides ou gazeux d'éléments chimiques de transition (molécules ionisées , radicaux libres oxygénés et substrats oxydés,) dotés de puissantes activités synergiques biocides contre les virus, les bactéries, les spores, les fungi et les protozoaires.

La mise en œuvre du dispositif biomagnétique selon l'invention permet de développer un nouveau procédé de décontamination et de stérilisation des produits alimentaires ou agricoles, des fluides ou des matériels industriels, comprenant les étapes suivantes consistant à :

a) - produire, par catalyse enzymatique spécifique, une pluralité de molécules ionisées et/ou de radicaux chimiques libres de transition en flux liquides ou gazeux continus,

b) - amplifier, par des champs électromagnétiques fixes ou continus, les réactivités chimiques et biologiques spécifiques des éléments chimiques de transition, c) - appliquer lesdits éléments de transition, aux réactivités chimiques amplifiées et synergiques, pour :

- traiter des fluides industriels (eaux usées, effluents liquides, fumées, boues de décantation,...),

- aseptiser des produits alimentaires (eaux de boisson, vins, lait et produits laitiers, jus de fruits,) ou agricole (fruits, légumes, feuilles et tisanes, champignons, céréales et graines, carcasses et produits d'abattoirs,...),

- produire des solutions antiseptiques de lavage pour les décontaminations de surface (matériels, machines, outils, récipients, locaux industriels et hospitaliers,...).

Description des formes de réalisation préférées de l'invention

Selon une forme de réalisation préférée mais non limitative de l'invention, le dispositif comprend une enceinte close pourvue d'au moins un générateur de catalyse enzymatique et d'au moins un générateur de champ magnétique permanent, et au travers de laquelle peuvent transiter divers produits minéraux et/ou organiques en solutions liquides.

En référence à la figure 1 , le générateur enzymatique est agencé selon le format d'un module plan de microfiltration comportant une entrée 1 et une sortie 5 et est constitué d'un empilement successif et alterné de plaques de support 2 aptes à supporter des membranes, et de membranes 3, ces plaques 2 et ces membranes 3 étant serrées entre les deux plateaux terminaux d'un filtre presse. Les faces des plaques de support 2 comportent des rainures facilitant la turbulence des fluides et la collecte du filtrat. Les membranes 3 fixées sur les plaques de support 2 du dispositif selon l'invention peuvent être, de façon préférée mais non exclusive, des membranes de microfiltration, en nylon hydrophile préalablement activées par un greffage covalent d'enzymes. Par ailleurs, les plaques de support 2 sont préférentiellement réalisées en matériau synthétique.

En référence à la figure 2, le générateur de champ magnétique comprend des aimants permanents de deux Tesia sous forme de plaques 6 disposées de manière axiale dans une cartouche synthétique 7 comportant une sortie 8, et une entrée 9 reliée à la sortie 5 du générateur catalytique.

Les différents aliments (laits, jus de fruits, vins), riches en eau, en composés chimiques naturels fournisseurs d'oxygène (glucose, lactose, xanthine, etc.) et en substrats oxydables endogènes (thiocyanate SCN " ), et m is en contact avec l a membrane active induisent une activation catalytique de radicaux libres oxygénés tels que l'anion super oxyde O2 et trioxyde O3, le radical hydroxyle OH et hydroperoxyle HO2, oxythiocyanate OSCN, le super-oxythiocyanate O2SCN, le trioxythiocyanate O3SCN, qui participent à une aseptisation « froide » et continue au sein des liquides alimentaires au contact. L'introduction de diverses compositions chimiques riches en molécules oxygénées et en substrats enzymatiques spécifiques, conduit à la production continue de radicaux chimiques libres oxygénés et de substrats oxydés dont la réactivité et le potentiel oxydatif vis-à-vis d'autres substrats minéraux et/ou organiques sont ensuite amplifiés et démultipliés par passage dans le générateur de champs magnétiques.

Le dispositif objet de l'invention permet d'obtenir notamment un flux sortant concentré et continu de radicaux ch imiques libres à fort pouvoir oxydatif dotés d'activités biocides élevées vis-à-vis des microorganismes (protozoaires, bactéries, virus, fungi et moisissures) et utilisables pour la décontamination stérilisante de divers outils et de surfaces industrielles.

1 ) Application au lait et produits laitiers

Selon une forme de réalisation de l'invention, les parois intérieures du générateur de catalyse enzymatique (Figure 1 ) sont recouvertes d'au moins une membrane 3 en nylon porteuse d'enzymes immobilisées en mélange, de type beta-galactosidase, glucose-oxydase et lactoperoxydase. Le mélange enzymatique retenu génère, à partir du lactose, du peroxyde d'hydrogène (H2O2) selon la réaction suivante :

Lactose + Galactosidase -> Glucose + Galactose

Glucose + Gucose oxydase -> D.gluconolactone + H2O2 Chaque membrane en nylon porteuse de galactosidase, de glucose-oxydase et de peroxydases greffées, est intercalée entre deux plaques (2) (cf. Figurel ). Les membranes sont définitivement fixées sur les plaques par rapprochement et pression des plaques terminales du filtre presse. L'introduction d'un volume donné de lait de vache, préchauffé à 10 degrés C, active le système enzymatique « Galactosidase + Glucose oxydase» par le lactose endogène du lait et entraîne l'oxydation catalytique du thiocyanate de sodium (NaSCN) et de potassium (KSCN) présents naturellement dans le lait. La production d'oxythiocyanate (OSCN " ) antimicrobien suractivé pendant son transit (20 - 60 secondes) dans le générateur associé à Champ Magnétique Constant (CMC à 2 Tesla) permet de pratiquer une pasteurisation complète et définitive, à température ambiante, du lait reçu dans la cuve de stockage.

Ce mode de réalisation de l'invention et son application permettent d'obtenir une conservation prolongée du lait de 12 jours en moyenne à 10°C. Le dispositif ainsi constitué peut être utilisé à répétition, sur plusieurs lots successifs de lait, pendant plusieurs semaines. Il est aisément régénérable par renouvellement des membranes actives ce qui en fait un dispositif efficace et peu coûteux pour traiter et aseptiser des aliments liquides tels que laits et produits laitiers, jus de fruits et eaux de boissons.

Une variante possible du mode de traitement décrit ci-dessus consiste à utiliser d es rad i ca u x l i b res d e th iocya n ate g én érés pa r cata l yse e nzym ati q u e (lactoperoxydase, glucose oxydase, xanthine oxydase,..) à partir de composés fourn isseurs de peroxyde d'oxygène (glucose, percarbonate de sod ium, ...) et additionnés de nisine puis suractivés ensuite par les champs magnétiques générés par le dispositif selon l'invention.

2) Application aux vins

Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une enceinte close dans laquelle sont agencés au moins un générateur de sulfites et de radicaux libres, associé à au moins générateur de champ électrique puisé (CE. P.), le champ électrique généré par ledit au moins un générateur de champ électrique puisé étant de très forte intensité (de l'ordre de 35 kV/cm), sous forme d'impulsions de très courtes durées (de l'ordre de la microseconde).

Les champs électriques puisés utilisés seuls dans le traitement des vins contaminés par des levures de type Brettanomyces conduisent à des réductions significatives des populations de levures et à une stabilisation microbiologique temporaire des vins sur quelques mois. Par contre les résultats obtenus avec le dispositif combiné selon l'invention (CE. P. associés aux sulfites) démontrent une destruction complète de la microflore du vin, avec une conservation définitive du vin traité et une réduction associée des doses de sulfites nécessaires, sans incidences qualitatives défavorables.

Le dispositif et le procédé selon l'invention, basés sur l'utilisation de radicaux l ibres et d' ions associés à un champ électrique puisé permettent d'obten ir u ne pasteurisation à froid de divers liquides alimentaires. Une série d'impulsions de très courte durée (m icrosecondes) d'u n champ électrique intense ainsi qu'un léger traitement thermique (+50 °C) complémentaire détru isent par lyse irréversible la totalité des microflores présentes dans les liquides alimentaires.

Aucune modification chimique notoire au niveau des molécules neutres ou ioniques n'est constatée, l'activité enzymatique subsiste et la composition vitaminique du produit est conservée. Toutefois, et contrairement au CEP seul, la technique du CEP associée au radicaux libres permet de détruire les spores.

3) Application aux fruits, légumes et carcasses

Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une enceinte close dans laquelle sont agencés au moins un générateur de catalyse enzymatique associé à au moins un générateur de champ magnétique puisé (CM. P.) à électroaimants, d'intensité variable de 5 à 50 Tesla, avec une fréquence de pulsation de 5 à 500 kHz, ladite enceinte étant configurée pour que divers fluides, solutions et produits chargés de rad icaux l ibres transitent au travers d'elle. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir la stérilisation complète d'une suspension expérimentale

o

titrant 10 Escherichia coli contre une réduction de 5 log. pour la même suspension bactérienne traitée par CMP seul .

Ainsi, d'une manière préférentielle, non exclusive, les flux de radicaux oxygénés activés par CMP obtenus selon ce mode de réalisation sont appliqués au lavage et à la désinfection des fruits et des légumes frais (dont la 4 eme gamme), des tisanes, des graines, des champignons ainsi qu'à la décontamination sanitaire des surfaces de carcasses et des produits carnés d'abattoirs.

A titre d'exemple non limitatif, le lavage et la décontamination de salades de 4 eme gamme effectués à raison de 1 douche des végétaux pendant 5 minutes à 10°C, avec 5 vol u mes d' u n e sol ution aq ueuse à 2 % de radicaux oxydés (percarbonate+ thiocyanate) activés par CMP pour 1 volume de végétaux, permettent d'obtenir des réductions respectives de 5 et 7 log. de la population des contaminants bactériens résidants (Pseudomonas 105 CFU/ml) ou expérimentaux (Listeria 10,7 CFU/ml) contre 3 log. en moyenne pour les salades traitées par CMP ou par lavages à l'eau chlorée. De même, une solution constituée de radicaux libres oxydatifs (H2O2+ thiocyanate) produits par catalyse enzymatique et suractivée par CM. P. est avantageusement utilisée en nébulisations pour assurer la fraîcheur des fruits et légumes après récolte, lutter contre le développement des bactéries et des moisissures de surface et augmenter ainsi la durée de conservation de ces aliments au cours de leur commercialisation.

A titre de deuxième exemple, la décontamination microbienne complète des surfaces de carcasses de poulets en abattoir est obtenue par pulvérisations avec une solution de radicaux libres oxydés (H2O2+nitrates) additionnée de lysozyme et suractivée par CMP. Par contre l'exposition des carcasses à un puissant traitement CEP à 1000 pulsations pendant 200 secondes, avec une lumière UV puisée à la dose totale de 5 J/cm 2 ne réduit que de 2 à 2,4 log. la viabilité de Salmonella et de Listeria déposées expérimentalement en surface.

A titre de troisième exemple d'application, des solutions de radicaux libres soufrés (thiocyanate, ion sulfite, oxyde de soufre, dioxyde de soufre, trioxyde de soufre et son acide HSO3,) obtenus par catalyse et suractivés par CM. P. peuvent être utilisées en pulvérisations sur les feuilles de vignes et de pommes de terre, sur les graines et semences de légumes et sur les fruits pour lutter contre les bactéries et les moisissures de surfaces et traiter les diverses maladies cryptogamiques saisonnières (oïdium, mildiou, etc.).

Les CM. P. sont capables d'inactiver partiellement certains micro-organismes dans les aliments. Les CM. P. combinées aux molécules ionisées et aux radicaux libres selon l'invention présentent plusieurs avantages technologiques : efficacité stérilisante, faible augmentation de température, peu d'altérations organoleptiques, possibilité de traitement au travers de l'emballage.

Le générateur électromagnétique entrant dans l'agencement du dispositif selon l'invention, peut produire soit un champ magnétique constant CMC (aimants en plaques ou en cartouches), soit un champ électrique puisé (CEP) variable (bobines solénoïdes d'électro-aimants, etc.).

A la différence des appareils actuels générateurs de CE. P. ou de C.M.C. dont les performances antimicrobiennes stérilisantes restent variables, partielles, et aléatoires, le dispositif biophysique selon l'invention permet d'obtenir un flux sortant concentré, hyperactif et continu de molécules ionisées et de radicaux chimiques libres à fort pouvoir oxydatif et doté d'activités stérilisantes complètes vis-à-vis d'un large spectre de nnicroorganisnnes (protozoaires, bactéries ,virus, fungi et moisissures) et utilisables notamment pour la décontamination des produits alimentaires (laits et produits laitiers, viandes, fruits et légumes, boissons, ..)

4) Application aux eaux usées et boues d'épuration

Une variante du dispositif selon l'invention et notamment du générateur enzymatique de radicaux libres est également indiquée de manière non limitative ci- après. Elle consiste à utiliser des membranes synthétiques porteuses d'un mélange d'enzymes constitué de peroxydase végétale de raifort (H.R.P. E.C. n° 1 .1 1 .1 .7,) de nitrate-réductase (E.C. n° 1 .9.6.1 ) et d'oxyde nitrique synthétase (E.C. n° 1 .14.13.39). Le module plan comporte une série proximale de plaques de support de membranes porteuses de nitrate réductases greffées, une série médiane de plaques de support de membranes porteuses d'oxyde nitrique synthétases greffées, et une série terminale de plaques de support de membranes porteuses de peroxydases greffées.

Le module plan est al imenté de façon continue par une pompe injectant, en entrée de l'appareil, sous une pression de 0,2 bar, une solution spécifique de substrats, de formulation suivante :

Nitrite de potassium (KNO2) 1 g

Permanganate de potassium (KMnO 4 ) 5 g

Acide peracétique (CH 4 CO3) 1 g

Eau q.s.p. 1000 ml

Le flux sortant du module , soumis à un CMP à électroaimants , d'intensité variable de 5 à 50 Tesia, avec une fréquence de pulsation de 5 à 500 kHz, est constitué d'eau, de peroxyde d'hydrogène H2O2 et de divers radicaux azotés oxydés tels que l'ion nitrite (NO2 " ), l'oxyde nitrique NO " , le trioxyde dinitré (N2O3), le dioxyde nitré (NO2), le peroxynitrite (ONOO), l'hydroperoxynitrite (ONHO2), l'oxypermanganate MnO 5 ) . Le m éla nge d e ces d ifférents rad icaux l i b res présente d es activités antimicrobiennes instantanées et élevées contre des populations de microorganismes divers tels que des virus (herpès, pox, grippes, rétrovirus, entérovirus, hépatite...), des bactéries (staphylocoques, streptocoques, listérias, colibacilles, pseudomonas, lésionnelle, bacilles, spores...), des fungi (champignons et moisissures), des protozoaires (amibes, cryptosporidies, etc.).

Le flux sortant induit aussi une réaction oxydative des micropolluants organiques et métalliques et un blanchiment des substrats organiques contenus dans les effluents liquides et dans les boues de décantation des eaux usées. Le flux sortant peut aussi être appliqué par aspersion sur des déchets organiques solides graisseux de stations d'épuration dont il provoque la dégradation par oxydation accélérée.

De même le dispositif ci-dessus est avantageusement utilisé pour oxyder les composés aromatiques volatils et les composés minéraux présents dans les fumées et les gaz industriels. Ce type d'application consiste à injecter et à faire diffuser et barboter les fumées et les gaz pollués dans une chambre au travers d'une solution aqueuse de radicaux oxygénés. L'oxydation accélérée conduit à la dégradation et à la diminution partielle ou totale des composés aromatiques et des minéraux présents.

De même, le dispositif selon l'invention utilisé pour le traitement d'eaux naturelles polluées par des pesticides agricoles tels que l'atrazine et la simazine, permet d'obtenir une oxydation radicalaire efficace de ces polluants ainsi que leur diminution notable dans l'eau. Les résultats obtenus indiquent qu'un seul traitement habituel des eaux à l'ozone (3 minutes à 4 mg/L) permet de réduire la teneur initiale d'atrazine de 50 %. L'utilisation du dispositif selon l'invention conduit à une réduction de 90 % de l'atrazine pour une dose d'ozone égale à 1 mg/L et pour un rapport H2O2/O3 = 0,4 g/g.

L'appareil ainsi obtenu est destiné aux traitements des eaux brutes ou à la régénération et à la décontamination des eaux usées. Pour ce faire, le dispositif selon l'invention est utilisé en circuit relié à des installations préexistantes d'une chaîne de traitement des eaux.

L'association complémentaire du dispositif selon l'invention à ces installations conduit à une production accélérée de radicaux libres oxygénés et à une oxydation catalytique des micropolluants organiques et métalliques. Le flux d'eau sortant de l'appareil peut être relié à un dispositif au charbon actif qui fixe et retient les composés organiques résiduels et les oxydes métalliques.

Conclusions

Le générateur d'éléments chimiques de transition( molécules ionisées et radicaux chimiques libres) , associé au générateur de champs électromagnétiques dans le dispositif selon l'invention permet de produire de manière pratique, à partir de différentes compositions chimiques déterminées, un flux continu et hyperactif de radicaux l ibres oxygénés et de substrats oxydés, en phase vapeur ou l iqu ide, utilisables pour l'aseptisation de différents liquides (laits, vins, jus de fruit, ovo produits, eaux, etc.), et pour le nettoyage et la décontamination de produits agricoles, de surfaces et de matériels industriels ainsi que pour la détoxification et l'assainissement des fluides pollués (eaux et airs) et pour le traitement destructif et le recyclage des boues d'épuration et des déchets organiques.

L'invention a été décrite ci-dessus en référence à des formes de réalisation données à titre de purs exemples. Il va de soi qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisations couvertes par les revendications ci-annexées. En particulier, tout type de générateur de molécules ionisées et/ou de radicaux chimiques libres et tout type de générateur de champs électromagnétiques peuvent être utilisés, dans la mesure où :

- ces générateurs sont utilisés de manière combinée, notamment de manière simultanée ou séquentielle, et

- l'intensité des champs magnétiques est choisie de manière à amplifier les réactivités chimiques et biologiques spécifiques des molécules et/ou radicaux générés par le générateur de molécules ionisées et/ou de radicaux chimiques libres.