ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE

La présente invention concerne le domaine de l'extraction solide-liquide à partir de matière première végétale, telle que des fruits ou des légumes.

Les produits alimentaires issus du traitement de fruits et légumes sont nombreux et variés et la destruction mécanique des matrices végétales constitue une étape souvent essentielle au processus de fabrication visant à extraire un liquide ou des composés soiubles contenus dans les cellules végétales ; composés que l'on cherche par exemple à purifier.

Qu'il s'agisse classiquement de procédés de fabrication de jus de fruits ou de jus de légumes dont on cherche à améliorer le rendement d'extraction en jus, qu'il s'agisse de produit séché dont on cherche a contrario à éliminer l'eau, que ce soit la simple recherche d'extraction de solutés (e.g. le sucre de betterave) , les procédés alimentaires industriels cherchent de manière générale à améliorer les transferts de matière afin d'obtenir une substance donnée ou à ôter l'eau d'une matière première végétale, voire animale comme le lait ou les œufs.

Dans le cadre particulier de la vinification, on va rechercher à maximiser le rendement d'extraction solide-liquide de manière générale et plus particulièrement l'extraction de certains composés et constituants du raisin.

Les constituants du raisin qui jouent un rôle majeur dans l'expression qualitative des vins sont essentiellement contenus dans les cellules de la pellicule de la baie de raisin. Une forte proportion des composés d'arômes et des précurseurs aromatiques se trouve dans ces tissus pelliculaires .

Depuis plusieurs années, pour améliorer l'extraction des composés des cellules de la pellicule du raisin au cours des macérations en rouge, on utilise la thermovinification. Cette technique consiste à chauffer la vendange quelques minutes a 70° C, puis à laisser macérer à cette température pendant 30 à 40 minutes. Les raisins sont ensuite pressurés. Les jus obtenus vont être alors refroidis et fermentés en phase liquide. Si la thermovinification élimine la laccase, enzyme responsable des phénomènes d'oxydation, elle offre aussi l'avantage de favoriser l'extraction de composés de la pellicule tels que les tannins, les anthocyanes, les arômes primaires et les polysaccharides.

Cette technique permet en outre d'améliorer les rendements d'extraction de jus des baies de raisins en plus d'améliorer l'extraction de composés soiubles contenus dans les cellules végétales, qu'il s'agisse de sucres, pigments, ou tout autre composé contribuant au goût, à la couleur ou à l'arôme des vins obtenus.

Les résultats concernant l'extraction des composés tels qu' anthocyanes, proanthocyanidines, catéchines et flavonols consistent en de meilleurs rendements d'extraction et de plus fortes teneurs, à une amélioration des intensités colorantes mais cependant à une perte sensible de ces avantages en cours de conservation des vins. La limite du procédé concerne notamment la perte de couleur au cours des mois suivant la vinification .

Parallèlement au gain observé pour les polyphénois, une évolution des caractéristiques sensorielles des vins issus des thermotraitements de la vendange a été mise en évidence.

Cette technologie est présentée comme permettant de gommer des notes végétales et d'amertume sur certains cépages récoltés à faible maturité ou favoriser le gras ou l'équilibre et diminuer la sensation d'acidité sur d'autres.

Ces divers avantages ont aussi leurs inconvénients. En effet le chauffage entraîne une inactivation de certaines enzymes du raisin ainsi qu'une augmentation de l'extraction de certains polysaccharides (i.e. pectines) qui ne le sont pas lors d'une vinification classique. Cela entraîne des difficultés de clarification des vins issus de thermotraitement. Il sera alors nécessaire de faire un apport d'enzymes pour faciliter la clarification mais le résultat ne sera pas toujours idéal.

En outre le contrôle de la température est un paramètre important qu'il n'est pas possible de toujours maîtriser parfaitement et l'inertie thermique peut entraîner des surchauffes du mélange traité. Enfin, le traitement thermique va nécessairement impacter les levures et bactéries présentes sur le raisin et la fermentation subséquente sera raliongée ou nécessitera un apport en microorganismes qui ne sont pas typiques du terroir. De nombreuses techniques d'intensification d'extraction ont également été développées telles que les champs électrique puisés. Ces techniques d'intensification agissent sur les membranes et/ou parois cellulaires des cellules constituant la matrice végétale solide pour faciliter l'extraction solide/liquide et plus particulièrement de molécules d'intérêt contenues dans les cellules végétales.

Ces techniques utilisent des impulsions électriques pour concentrer, dans des temps très courts, de l'énergie électrique stockée préalablement dans un condensateur. Cette énergie électrique est ensuite injectée dans une chambre de traitement comprenant la matrice végétale solide. Cette injection très brutale d'énergie électrique dans la chambre permet de déséquilibrer des propriétés physiques, biologiques et/ou chimiques de la biomembrane des cellules de la matrice végétale solide qui peuvent présenter des caractéristiques très intéressantes pour l'extraction des molécules biologiques .

Le champ électrique puisé peut également agir sur le contenu intracellulaire de la cellule (par exemple détacher la membrane cellulaire de la paroi ainsi que désorganiser son contenu intracellulaire) .

La technique d' électroporation, qui consiste à appliquer un champ électrique sur des cellules, permet de perméabiliser leur membrane et dans certaines conditions d'extraire tout ou partie du contenu cellulaire, notamment des molécules d'intérêt pour les fruits et légumes. Ce champ électrique induit des changements de la différence de potentiel de la membrane piasmique et conduit à sa déstabilisation transitoire (Teissié et al, 2005) . Ce phénomène permet l'entrée et la sortie de la cellule de molécules non perméantes, c'est-à-dire qui ne peuvent pas diffuser à travers la membrane ou la paroi cellulaire de manière spontanée.

Le document FR3025216 décrit un procédé d'extraction de lipides à partir de cellules de microalgues en suspension dans un milieu liquide tamponné. Cependant, les technologies par champs électriques puisés induisent un surcoût de traitement, une complexité de mise en œuvre, des qualités nutritives, technologiques (clarification) et gustatives des jus qui peuvent être affectées. Outre l'optimisation des caractéristiques des champs électriques puisés appliqués (tension, durée, fréquence...), différents techniques complémentaires ont été utilisées pour compléter ou assister la technologie de champs électriques puisés afin de maximiser encore l'extraction de solutés des cellules. L'utilisation de solvants organiques, d'enzymes telles que des pectinases, ou d'étapes de broyage préalable permettent d'améliorer encore le rendement d'extraction. Cependant ces co-traitements ont leurs limites tant en terme de coût que d'impact environnemental ou sur le produit iui- même. Alternativement des techniques ou approches ont consisté à travailler sur la configuration des électrodes afin de générer des champs électriques dans des directions variées. Une telle approche est cependant complexe et coûteuse.

Il ressort, donc un besoin de fournir un procédé de traitement de fluide contenant des cellules végétales et/ou des cellules microbiennes, en particulier de produits végétaux tels que fruits et légumes aux fins d'extraction de jus et plus particulièrement les raisins de vendange, les pommes à jus et à cidre, par exemple, et ce afin d'améliorer non seulement les rendements d'extraction en jus mais aussi en solutés contenus dans les cellules végétales (sucres simples complexes, enzymes, pigments et autres molécules aromatiques, etc.) et/ou décontaminer ledit fluide tout en ne présentant pas les inconvénients des techniques de traitement thermique, par solvants ou par des champs électriques puisés telles que connues .

C'est ainsi un premier objet de la présente invention que de fournir un procédé de traitement continu d'un fluide

comprenant une phase liquide aqueuse et des organismes,

ledit procédé comprenant l'étape consistant à soumettre ledit fluide à un traitement par champ électrique puisé par écoulement à travers au moins un module de traitement comprenant une conduite aboutée à une chambre à champs électriques puisés, ladite chambre comprenant deux électrodes planes et parallèles dont 1' écartement est compris entre

0,3 et 20 cm et connectée à un générateur

d'impulsions électriques,

caractérisé en ce que toute ou partie de la conduite de chaque module présente une conformation telle qu'elle engendre un écoulement turbulent du fluide, et en ce que la durée de chaque impulsion comprise entre 10 ]is et 100 ms, est asservie à au moins un paramètre choisi parmi :

la température du fluide en sortie de module, - l'intensité maximale du courant reçue ou émise par le générateur.

Optionnellement, le fluide traité peut être soumis à une étape de macération pour permettre la diffusion de molécules et solutés dans la phase liquide.

Selon un mode de réalisation, le fluide à traiter est réceptionné ou est fourni ou amené et ce, par exemple dans un conquêt ou tout autre réceptacle adapté et connu d'un homme du métier.

Le fluide peut être mis en circulation dans le ou les modules de traitement via une pompe ou une vis sans fin par exemple ou à l'aide de tout dispositif comparable permettant de faire circuler ledit fluide en écoulement homogène au sein du ou des modules de traitement.

Selon un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il met en œuvre au moins deux modules de traitement et qu' au moins une des chambres à champs électriques puisés peut être désactivée afin de limiter le courant instantané lors des impulsions, ou activée afin d'accroître le nombre d'impulsions. L'activation ou la désactivation pouvant être réalisées à l'aide, par exemple, d'un logiciel de contrôle.

L'activation de la cellule permet d'accroître le nombre d'impulsions et potentiellement sans modification de l'énergie transmise en réduisant la durée des impulsions. L'activation ou la désactivation pourra être réalisée en fonction de la taille des molécules présentes dans les organismes et dont on souhaite améliorer l'extraction. Aussi plus les molécules ont une masse moléculaire importante, plus il conviendra d'accroître le nombre d'impulsions (et inversement), potentiellement sans modifier l'énergie transmise en réduisant proportionnellement la durée des impulsions. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'asservissement de la durée de chaque impulsion à la température du fluide en sortie de module ou à l'intensité maximale du courant reçue ou émise par le générateur est réalisé par un régulateur proportionnel-intégral-dérivé. Un tel asservissement est tel que la durée de chaque impulsion est réduit dès que la température du fluide augmente au-delà d'une température de consigne. Alternativement, un tel asservissement vise à réduire la durée de chaque impulsion ce qui permet d'éviter que l'intensité maximale du courant reçue ou émise par le générateur atteigne ou dépasse une valeur déclenchant une coupure par un matériel de sécurité.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'asservissement de la durée de chaque impulsion à la température du fluide en sortie de module ou à l'intensité maximale du courant reçue ou émise par le générateur est réalisé par un régulateur de type proportionnel-intégral-dérivé .

La régulation mesure en permanence, par le biais de capteurs de température et/ou d'intensité. Les informations sont envoyées à un régulateur qui compare ces mesures à la, ou aux, valeur (s) de consigne puis, suivant un algorithme, va transmettre ses ordres, dans le cas présent, à un pont en H afin de faire varier la durée des impulsions et donc de corriger les perturbations et éviter au fluide de surchauffer ou au système de disjoncter.

Le fait de pouvoir réguler la température via la durée des impulsions électriques - dont toute l'énergie est convertie en chaleur par effet Joule - permet de préserver les propriétés organoleptiques des aliments voire éviter tout début de fermentation dans le cas de fabrication de jus.

L'incrément thermique d'un volume liquide homogène soumis à des champs électriques puisés est régit par l'équation suivante :

avec :

Dans le contexte de la présente invention, le terme « organisme » ou « organismes » est compris comme faisant référence à un système biologique constitué d'une ou plusieurs cellules, on parle ainsi d'organisme unicellulaire ou multicellulaire. Par organisme multicellulaire, on entend ici un ensemble de cellules différentiées ou non, en contact, représentant tout ou partie d'un organisme. Ainsi par organisme multicellulaire, la présente description fait référence à des amas de cellules végétales, des fractions ou morceaux de fruit ou de légumes, des tissus végétaux, de la pulpe de fruit ou de légumes, des fruits ou légumes entiers constitués d'une pluralité de cellules végétales.

Par organisme unicellulaire, on fait référence dans la présente demande à des cellules de bactéries ou de levures voire d'algues unicellulaires .

Ainsi dans un mode de réalisation du présent procédé, les organismes sont choisis dans le groupe comprenant les organismes unicellulaires et les organismes pluricellulaires .

Dans un autre mode de réalisation les organismes unicellulaires sont choisis dans le groupe consistant en bactéries, levures et algues.

Dans un mode de réalisation les organismes multicellulaires sont choisis dans le groupe constitué par les fragments végétaux, des tissus végétaux, des amas de cellules végétales, de la pulpe de fruit ou de légumes, des fruits ou légumes entiers constitués d'une pluralité de cellules végétales.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'écoulement est turbulent . En effet il a été constaté que dans le cas d'un écoulement laminaire du fluide, les organismes au centre du flux - plus rapides que ceux aux bords - reçoivent moins d'impulsions électriques. Ceci d'autant plus lorsque plusieurs modules sont disposés en série. Dans un tel cas, ce sont les mêmes cellules d' organismes qui sont le moins exposées au champ électrique dans les chambres successives. Corollairement, ce sont les mêmes cellules aux bords qui sont d' avantage exposées et qui subissent un plus grand nombre d'impulsions électriques. En réalisant une circulation en écoulement turbulent, les cellules d'organismes sont soumises à des turbulences permettant une meilleure distribution des vitesses des cellules d'organismes au sein du flux de matière, et engendrant des mouvements exposant toutes les faces des cellules des organismes. Cela permet ainsi de traiter la matière des organismes de manière plus homogène, à la fois pour la perméabilisation par les champs électriques puisés mais également pour une répartition d'augmentation de température par effet Joule plus homogène, minimisant ainsi la détérioration des composés thermosensibles.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que le nombre de modules de traitement est compris entre 2 et 10, de préférence entre 3 et 6.

La succession de modules de traitement permet de multiplier l'application de champs électriques à la matière des organismes en mouvement dans le fluide.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les modules sont disposés en série ou en parallèle ou une combinaison série/parallèle, de préférence en série.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que le débit du fluide dans au moins un module est compris entre 1 et 200 tonnes/heure, particulièrement entre 5 et 60 tonnes/heure. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les organismes multicellulaires sont choisis dans le groupe constitué par des fruits ou légumes entiers, des fruits ou légumes écrasés, des fruits ou légumes foulés, des fruits ou légumes coupés en morceaux, des fruits ou légumes râpés, des fruits, des légumes ou des algues broyés, ou un mélange.

Les fruits ou légumes entiers que l'on peut traiter selon le procédé selon l'invention peuvent être des raisins, des pommes de terre ou des tomates par exemple. Les raisins issus de l'éraflage peuvent être entiers ou légèrement écrasés. Le traitement de ces organismes permet une altération des parois et membranes cellulaires qui deviennent poreuses avec des propriétés mécaniques altérées. Cela va permettre une meilleure extraction du jus et des solutés dans le cas du raisin ou de la tomate. Cela va permettre une facilitation du pelage des tomates si on cherche à les garder intègres. Les pommes de terre vont, quant à elles subir un ramollissement, ce qui va faciliter leur découpe ou tranchage lors de la fabrication de produits élaborés tels que chips ou frites par exemple .

Le procédé selon l'invention est aussi applicable aux fruits et légumes dont on cherche à extraire le jus et à maximiser le rendement d'extraction tel que les pommes ou les carottes qui seront découpées, râpées ou broyées avant d'être soumises au procédé selon l'invention.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la phase liquide aqueuse est choisie dans le groupe constitué par un jus issu des organismes, une eau de végétation des organismes, un milieu intracellulaire des organismes, un milieu de culture des organismes, un solvant aqueux, un solvant hydro-alcoolique, ou un mélange de ceux-ci .

La phase liquide aqueuse peut ainsi correspondre au jus de plantes ou de morceaux de plante, le jus végétal qui est issu des liquides intracellulaire et extracellulaire des organismes. Il peut s'agir d'un solvant aqueux ou un solvant hydro-alcoolique qui est ajouté aux organismes, ou un mélange de jus et de solvant cités ci-dessus. Dans le cas d'organismes unicellulaires la phase aqueuse pourra être issue du liquide intracellulaire et/ou du milieu de culture ou de fermentation des organismes unicellulaires. La phase liquide pourra en effet provenir d'eau externe jouant le rôle de vecteur des organismes. Il pourra aussi s'agir de l'eau de végétation libérée suite aux actions mécaniques appliquées (écrasage, éraflage, tranchage, broyage, râpage, etc.) sur les organismes tels que les fruits, légumes, cellules, fractions et morceaux de légumes ou fruits, ou algues. Il pourra aussi s'agir d'une combinaison des deux.

Selon la nature et la quantité des organismes compris dans le fluide traité, celui-ci s'apparentera à un jus, une pulpe ou une pâte plus ou moins fluide. Dans tous les cas cependant il s'agit d'un fluide pompable plus ou moins pâteux dans lequel les organismes constituent une phase dispersée dans une phase liquide (eau et/ou jus) .

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que le champ électrique au sein de la chambre à champs électriques puisés est compris entre 50 et 8000 V/cm, particulièrement entre 100 et 1000 V/cm, plus particulièrement entre 300 et 500 V/cm.

Un tel champ électrique peut être obtenu grâce à deux électrodes planes et parallèles, à bords arrondis d'un rayon compris entre 0,1 et 10 mm, en particulier entre 0,2 et 5 mm, plus particulièrement entre 0,5 et 2 mm, plus particulièrement enfin de l'ordre de 1 mm, et pouvant être électro-polies pour limiter les variations de densité de charge surfacique ; et dont l'écartement est compris entre 0,3 et 20 cm.

L'avantage de tels champs électriques modérés est de favoriser la multiplication de défauts membranaires (électroporation réversible) , plutôt que la destruction membranaire par des champs électriques plus intenses (électroporation irréversible), ce qui favorise notamment la filtration.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la durée de chaque impulsion électrique émise par le générateur est comprise entre 10 ]is et 100 ms, de préférence entre 100 μβ et 10 ms . Comme indiqué plus avant, la durée de chaque impulsion sera asservie à la température de consigne à ne pas dépasser ou à l'intensité à ne pas dépasser. En effet lors de l'application de champ électrique, se produit un effet Joule tendant à échauffer le milieu et à accroître la température du fluide.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la fréquence des impulsions électriques émises par le générateur est comprise entre 1 et 10 000 Hz, de préférence entre 40 et 1 000 Hz.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que le nombre d'impulsions électriques reçues par cellule d'organisme est compris entre 1 et 1000, particulièrement entre 5 et 500 et plus particulièrement entre 6 et 60.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les impulsions électriques émises par le générateur sont alternativement positives et négatives.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'inversion de polarité est effectuée entre chaque impulsion électrique ou entre chaque groupe d'impulsions électriques au sein d'une même période .

Selon un mode de réalisation particulier, caractérisé en ce que la durée entre deux impulsions électriques de polarité opposée au sein d'une même période est inférieure à 1000 μβ, plus particulièrement inférieure à 500 με, plus particulièrement encore inférieure à 100 με, et ce de manière à réduire 1' électrolyse à la surface de chaque électrode. Particulièrement cette durée peut être comprise entre 1 ]is et 1 000 μβ, particulièrement entre 5 με et 80 μβ.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'inversion de polarité est réalisée par un pont en H avec transistors de commutation de puissance.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les impulsions électriques positives et négatives d'une même période sont de même durée.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les formes d'ondes des impulsions électriques sont carrées, trapézoïdales, triangulaires, sinusoïdales, sinusoïdales redressées.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les impulsions sont unipolaires, bipolaires symétriques ou asymétriques.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les impulsions électriques du générateur sont sinusoïdales redressées bipolaires et symétriques, en particulier via par un pont redresseur double alternance triphasé suivi d'un pont en H.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'étape optionnelle de macération du fluide traité est effectuée pendant une durée comprise entre 10 minutes et 30 jours, plus particulièrement entre 30 minutes et 48 heures, en particulier à une température correspondant à la température utilisée pour l'asservissement de la durée des impulsions électriques.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'étape optionnelle de macération est effectuée à une température correspondant à la température utilisée pour l'asservissement de la durée des impulsions électriques.

Cette étape optionnelle de macération permet une diffusion des solutés présents dans les cellules, en particulier les cellules de la pellicule des organismes végétaux, en particulier les raisins. Ces solutés appartenant à la famille des polyphénols tels que par exemple les anthocyanes, proanthocyanidines, catéchines, flavonols et autres solutés tels que polysaccharides sont libérés dans la phase liquide de manière accrue tout en évitant un échauffement accentué délétère pour la qualité des vins qui en seront issus.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de séparation solide/liquide lorsque le fluide traité est chargé en organismes et que l'on souhaite récupérer une phase solide débarrassée desdits organismes. Une telle séparation solide/liquide peut être réalisée par une technique choisie parmi le pressurage, la décantation, la filtration, la centrifugation, utilisées seules ou combinées. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que le passage du fluide en écoulement homogène à travers au moins un module de traitement est réalisé par une pompe, une vis sans fin ou un convoyeur à bande .

Le fluide peut circuler, poussé par une pompe ou une vis sans vin, au sein d'une conduite aboutée à la chambre contenant les électrodes ; dans une autre alternative de réalisation, le fluide peut aussi être en circulation sur un tapis convoyeur avec une électrode affleurant au niveau dudit tapis .

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les organismes sont choisis dans le groupe constitué par les fruits et légumes. Les fruits et légumes sont choisis dans le groupe constitué par les raisins, les pommes, les tomates, les pommes de terre, les betteraves, les carottes et les olives.

L'invention vise aussi un dispositif pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'un des modes de réalisation précédent caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'amener de fluide, au moins un module de traitement dans lequel circule le fluide, ledit module est constitué d'une conduite aboutée à une chambre à champs électriques puisés comprenant deux électrodes planes et parallèles dont l'écartement est compris entre 0,3 et 20 cm, plus particulièrement entre 0,3 et 10 cm ; en particulier les électrodes présentent des bords arrondis d'un rayon compris entre 0,1 et 10 mm et peuvent être électropolies pour limiter les variations de densité de charge surfacique, ladite chambre est connectée à un générateur d'impulsions électriques, caractérisé en ce que le générateur comprend :

Optionnellement, un filtre RFI limitant les perturbations haute-fréquence de et vers le fournisseur d'électricité,

un transformateur triphasé de rapport de transformation compris entre 2 et 10 pour élever la tension en sortie du générateur,

un pont redresseur double alternance triphasé,

- un pont en H auquel est relié un ou plusieurs modules de chambre à champs électriques puisés permettant de réaliser des impulsions bipolaires dont la durée peut être asservie à au moins un paramètre choisi parmi : i) la température du fluide en sortie de module afin de ne pas dépasser une température maximale prédéterminée et ii) l'intensité maximale du courant reçue ou émise par le générateur,

un capteur de température en sortie de module et/ou un capteur d' intensité situé en amont du transformateur ou entre le transformateur et les modules de traitement,

un système de régulation proportionnel- intégrateur-dérivateur (PID) permettant de commander les commutateurs de puissance du pont en H afin de faire varier la durée des impulsions. Le système de régulation PID peut être réalisé via un microcontrôleur ou microprocesseur avec un algorithme adapté,

- et en ce que toute ou partie de la conduite de chaque module présente une conformation telle qu'elle engendre un écoulement turbulent.

Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'au moins une des chambres à champs électriques puisés peut être désactivée afin de limiter le courant instantané lors des impulsions, ou - en fonction de la taille des molécules à extraire - activées dynamiquement afin d'accroître le nombre d'impulsions, et ce potentiellement sans modifier l'énergie transmise en réduisant proportionnellement la durée des impulsions.

Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que l'espacement entre les chambres à champs électriques puisés est compris entre 4 et 10 fois, particulièrement 7 fois, l'écartement des électrodes de la chambre à champs électriques puisés et est compris entre 20 cm et 1 m.

Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que toute ou partie de la conduite de chaque module présente une conformation telle qu'elle engendre un écoulement turbulent.

Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que toute ou partie de la conduite présente une section carrée, rectangulaire ou arrondie en hélice ou en anneau sur sa face interne, avec les angles arrondis pour limiter les dépôts de matières solides lors de la circulation du fluide.

Ainsi, toute ou partie de la conduite présente une section configurée pour rompre la couche de film à proximité de la paroi du tube et de casser l'écoulement laminaire et d'introduire une turbulence et réduire le gradient de vitesse lors du passage dans la chambre d'impulsion.

En outre, le choix d'une telle configuration permet de perméabiliser d'avantage différentes parties des cellules en n'exposant pas toujours le même côté vers la cathode.

Une telle configuration de la conduite permet de s'affranchir de conformation des électrodes et permet aux particules d'exposer leurs différentes faces à des champs électriques successifs et ceci sans modifier.

De manière non limitative, la conduite peut prendre plusieurs formes pour permettre un tel résultat.

Par exemple, comme évoqué la conduite pourra avoir une section carrée ou rectangulaire et torsadée de telle manière que chaque coin est décalé de quelques degrés par centimètre. Par exemple la conduite pourra présenter une torsion d'un quart de tour ou demi-tour entre l'entrée et l'aboutissement dans une cellule .

La conduite peut aussi avantageusement être constituée d'un assemblage de plusieurs conduites de sections différentes pour présenter des rétrécissements et des élargissements créant des turbulences .

La conduite peut également présenter une corrugation ou une torsade.

Également, la conduite peut présenter des éléments faisant saillie depuis la paroi interne, ou encore des protubérances, ces éléments en saillie ou protubérances étant en contact avec le fluide. Les éléments en saillie peuvent prendre plusieurs formes : ailettes, cale triangulaire, cale rectangulaire par exemple. En outre les éléments en saillie peuvent être disposés de manière régulière ou aléatoire avec une densité que l'homme du métier choisira en fonction de la turbulence souhaitée . Également, la conduite peut comprendre un ou plusieurs éléments intérieurs constituant un obstacle à l'écoulement du fluide et transformant l'écoulement laminaire en écoulement turbulent .

En particulier, un tube corrugué ou torsadé présente l'avantage de rompre la couche de film à proximité de la paroi du tube et de casser l'écoulement laminaire et d'introduire une turbulence. Le mouvement des particules telles que des cellules ou amas de cellules ou plus généralement des organismes présents dans le fluide traité, exposant différentes faces ce ceux-ci aux champs électriques, permet de perméabiliser d'avantage différentes parties des cellules en n'exposant pas toujours le même côté vers la cathode.

Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le transformateur est de type triangle-triangle.

Selon un mode particulier le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que l'espacement des chambres à champs électriques puisés est compris entre 4 et 10 fois l'écartement des électrodes de la chambre à champs électriques puisés et est compris entre 20 cm et 1 m, et que la conduite de chaque module présente une section avec angles arrondis pour limiter les dépôts d'organismes lors de la circulation du fluide. La section peut être de profil carré, rectangulaire en hélice ou anneau.

Dans un mode de réalisation particulier, le procédé est caractérisé en ce que le fluide comprend des organismes choisis parmi les bactéries et/ou levures, ledit procédé permettant la désactivation desdits organismes par leur électroporation irréversible en limitant l'élévation de température du fluide d'environ 40 ^e C, particulièrement environ 30"C, par rapport à sa température d'entrée dans le dispositif, c'est à dire avant le traitement par champs électriques puisés, c'est-à-dire avant l'application des champs électriques dans la chambre.

Le procédé est ainsi adapté à la décontamination du fluide traité. Pour une telle désactivation microbienne, une augmentation de température, par exemple de 30 ^e C est suivie d'un refroidissement rapide pour ne pas dégrader les jus, bien loin de la pasteurisation qui passe de 0 - 5 'C à plus de 70 °C, aussi avec un refroidissement rapide pour limiter la dégradation. L'avantage du procédé est qu'il n'a pas besoin de paramètres spécifiques par type de jus. La température de sortie maximum est spécifiée et les impulsions sont asservies en durée et non pas en fréquence d'impulsion. Ce faisant les organismes unicellulaires, i.e. les microorganismes, sont systématiquement atteints et détruits à partir du moment où l'on ne fait pas varier la fréquence pour un débit donné.

DESCRIPTION DES FIGURES

Figure 1 : installation d'extraction et pressage de jus de raisin ou de pomme assistée par champs électriques puisés.

Figure 2 : représentation d'un type d'impulsions réalisées à l'aide du générateur selon la présente invention.

Figure 3 : représentation d'une chambre d'impulsion (vue de dessus et vue de dessous) à laquelle est aboutée une conduite d'amenée et une conduite de sortie.

EXEMPLE

L'installation d'extraction de jus assisté par champs électriques puisés représentée à la figure 1 comprend, en début de chaîne, des moyens de récupération de la matière contenant des organismes, des grains de raisins entiers ou en morceaux, qui est ensuite acheminée - par exemple par une vis sans fin - dans les chambres d'impulsions avant d'être déversée dans une cuve tampon ou directement dans un pressoir ou tout autre système d'extraction des jus (décantation, filtration ou centrifugation) .

Les chambres d'impulsions sont reliées à un ou plusieurs générateurs de champs électriques puisés. De préférence, un seul . Le générateur de champs électriques puisés utilisé pour le procédé économique de la présente invention est constitué notamment :

^• d'un filtre RFI limitant les perturbations haute-fréquence de et vers le fournisseur d'électricité, d'un transformateur triphasé, de préférence triangle- triangle, de rapport de transformation compris entre 2 et 10, de préférence entre 3 et 5.

^• d'un pont redresseur double alternance triphasé, dont la tension de sortie oscille entre 1,5 et \'3 fois la tension maximale par phase redressée en sortie du transformateur, avec un banc de condensateurs pour absorber les pics de tension liés à la force contre-éiectromotrice du transformateur.

^• d'un pont en H au sein duquel, sont reliées les chambres d'impulsions, ainsi que son système de commande permettant le pilotage du générateur.

Le pont en H est constitué de 4 transistors de commutation de puissance - disposés schématiquement sous forme de H - afin de permettre de réaliser des impuisions bipolaires dont la durée peut être asservie par les contraintes de puissance de l'installation (asservissement en courant) ou par les besoins du procédé (asservissement basé sur la température en sortie des chambres d'impulsions).

L'asservissement est représenté sur la figure 2 par la variation de la durée des variables Tp et Tn (durée des impulsions positives et négatives) dont la somme est comprise entre 0 et 95 % de la variable P. Cette dernière correspond à la période unitaire du signal électrique dont le motif est répété durant tout le traitement du fluide. Un circuit intégré, de type microcontrôleur ou FPGA, récupère les informations :

• du capteur de température en sortie de la dernière chambre d'impulsions et/ou,

• d'un capteur d'intensité de courant situé sur une phase en amont du transformateur ou en aval entre le transformateur et les chambres d'impulsions, et effectue l'asservissement en boucle fermée du procédé au moyen d'un régulateur proportionnei-intégrateur-dérivateur (PID) , en commandant les commutateurs de puissance du pont en H pour faire varier les durées des impulsions positives et négatives de chaque période.

Une chambre d'impulsion telle que représentée en figure 3 peut être combinée en série avec une autre chambre identique. Les chambres en série peuvent être reliées à un ou plusieurs générateurs . Le tube reliant la vis sans fin aux chambres d'impulsions, le tube reliant les chambres d'impulsions entre elles ainsi que le tube les reliant à la cuve tampon ou au pressoir peuvent être cylindriques, de préférence corrugués, ou de toute autre forme de section permettant d'avoir un flux, de préférence turbulent, de matière végétale. La section représentée est rectangulaire avec une rotation de la section d'un demi-tour entre deux chambres d'impulsions.

La turbulence est utile pour limiter la différence de vitesse de la matière entre le centre et les bords de la chambre d'impulsions. Cela permet de traiter la matière végétale de manière plus homogène, à la fois pour la perméabiiisation par les champs électriques puisés mais également pour une répartition d'augmentation de température par effet Joule plus homogène, minimisant ainsi la détérioration des composés thermosensibles comme les arômes .

Les chambres d' impulsions ont ici un écartement entre électrodes de 4 à 10 cm, avec une longueur d'électrode de préférence au moins égaie à 1' écartement afin d'avoir des lignes de champs électriques théoriques d'une intensité la plus proche de la différence de tension entre les électrodes divisé par leur écartement.

La distance entre deux chambres d' impulsions est de préférence au moins égale à 4 fois .l' écartement des électrodes d'une même chambre d'impulsion, pour limiter les lignes de champ croisées entre chambres qui perméabiiisent peu les cellules, mais également pour augmenter la durée entre les passages dans chaque chambre, afin d'accroître la perméabiiisation des cellules des organismes végétaux. Pour les procédés de traitement de la vendange, l'élévation de température par effet Joule est déterminant pour améliorer l'extraction de polyphénols, polysaccharides et précurseurs d'arômes pendant les phases de macération et de pressurage, et est plus efficace et moins coûteux que le chauffage des parois d'un échangeur ou d'un fluide caloporteur extérieur.