Décontamination de liquides

Présentation d’ Agro-Hall
C.R.I.T.T. Agro-Alimentaire de
Haute-Normandie
Présentation d’ Agro-Hall
Plan de la présentation
1. Agro-Hall
2. Les technologies innovantes étudiées
3. Technologie de Lumière pulsée
4. Technologie UVc (décontamination de liquides turbides)
AGRO-HALL, centre technique
Recherche amont (laboratoires,
centres de recherche…)
ENTRE
de
ESSOURCES
Transfert de
technologie
ECHNOLOGIQUES
Application terrain en
entreprise
Historique d’ Agro-Hall
Création de l’association à l’initiative des entreprises IAA, de la région
Haute-Normandie, du Conseil Général et des consulaires de l'Eure, de la
mairie d‘ Évreux et de l'IUT d’Évreux.
Obtention du statut de CRITT (Centre Régional d'Innovation et de
Transfert de Technologie en industries Agro-alimentaires).
Agro-Hall obtient la labellisation CRT (Centre de Ressource
Technologique), label qualité pour les structures d’appui technologique
aux entreprises délivré par le ministère de l’enseignement supérieur et
de la recherche.
Audit de reconduction de la labellisation CRT mené par l’AFNOR.
Missions d’ Agro-Hall
-Dynamiser le tissu agro-alimentaire régional (visites, actions
collectives).
- Contribuer à l'innovation et à la maîtrise de la qualité dans le
secteur agro-alimentaire et cosmétique autour de deux axes:
développement de procédés de décontamination et
développement de produits
- Transfert de technologie du milieu de la recherche vers le
terrain industriel
Agro-Hall en chiffres
• 250 visites d’entreprises par an
• 20 start-up suivies sur le plan technique / an
• 85% d’activité sous forme de projet R&D sur mesure
• 70-80 projets / an
85%
Projets/Etudes
Analyse
Formation
Les moyens d’ Agro-Hall
- 1 laboratoire de formulation / caractérisation
- 1 laboratoire de microbiologie
- Matériels pilotes de la halle de technologie agro-industrielle
- Base bibliographique importante (abonnement revues spécialisées…)
-Participation à de nombreux réseaux
(ACTIA, SEINARI,N2S, RMT Nutriprevius, VALORIAL, COSMETIC VALLEY, AHNORIA…)
Quelques Références
Barry Callebaut, Nestlé Waters, YABON, Davigel, Brossard,
Décathlon, Air Product, Andros, LDC, Roquette, Délifruits,
Europ Cosmetics, Alban Müller, Cafés LEGAL, Terrena, Isigny
Sainte Mère, Nutriset, SAIPOL, URGO, Vergers Boiron, SPX
(ex APV), Soldive, Kerry ingredients, 2PS, Addevista, SGS
multilab, GSK, Fromagerie PERAULT…
Une plateforme technologique
Groupement d’intérêt Public Innovation et Transfert de Technologies
Spécialisée dans la
Mutualise les compétences de ces membres (publics et privés) :
Laboratoire de
Microbiologie du
Froid (Evreux)
IUT d’Evreux
CRITT AGROHALL
Evreux
CRITT ADIPpharm
Evreux
CRITT AS
Val de Reuil
BIOGALENYS
Evreux
Lycée Agricole
d’Yvetot
Lycée SENGHOR
Evreux
GIE COMITE NORD
PLANT
Bretteville en Caux
Prochainement
membre :
ESITPA (Rouen)
Moyens Humains :
Plus de 40 ingénieurs et docteurs des secteurs publics & privés
aux compétences variées et complémentaires
Les technologies innovantes étudiées
Plan de la présentation
1. Agro-Hall
2. Les technologies innovantes étudiées
3. Technologie de Lumière pulsée
4. Technologie UVc
Les technologies innovantes étudiées
 Décontamination de surfaces, solides divisés:
Technologie de lumière pulsée, traitements thermiques
améliorés
 Décontamination de liquides:
Lumière pulsée, UVc, couplages, Plasma froid
 Décontamination d’air:
Photo catalyse, UV
La technologie de lumière pulsée
Plan de la présentation
1. Agro-Hall
2. Les technologies innovantes étudiées
3. Technologie de Lumière pulsée
4. Technologie UVc
Le principe
 Le schéma de principe
Source
d’énergie
Condensateur
Commutateur
Réflecteur
Lampe au xénon
Emission de lumière
Décontamination de surface 13
Plus d’information : [email protected]
Le principe
 Le Principe
- Soumettre le produit à un ou plusieurs flashes lumineux
200 nm
380 nm
- Lumière blanche (200-1100 nm) :
- 8% UV lointains
- 13% UV proches
- 49% Visible
- 30% IR proches
-Intense (>20.000 fois l’intensité du soleil au niveau de la mer)
et courte (qqes 100aines µs)
780 nm
1100 nm
Le principe
 Effet photochimique :
Il s'agit ici d'un effet démontré du spectre UV du flash qui agit à certaines
longueurs d’onde sur les bases azotées des microorganismes traités, entraînant des
altérations irrémédiables de leur matériel génétique (CPD, photoproduits (6-4)).
Lampe
Lampe
Mercure
xénonM.P
D’après document EFBSpectres
d’absorption des différentes bases azotées
D’après cgdc3.igmors.u-psud.frl
Le principe
Lichens
Virus
Protozoaires
Bactéries
moisissures
Bactéries
(spores)
Levures
Les équipements disponibles
RDT 8 lampes La Cahlène
Les équipements disponibles
UMD 1 lampe CLARANOR
Les équipements disponibles
UMD 4 lampes CLARANOR
Les équipements disponibles
Prototype Traitement de liquide
Xénon
www.afigfoessel.fr/ uv1.htm
Les équipements disponibles
Prototype Traitement de liquide en couches
minces
Cellule de
traitement
Rehauss
e
Tiroir de charge
Eprouvette
s
Tiroir de stockage
des éprouvettes
Tiroir de
décharge
La technologie de lumière pulsée
Prototype Traitement de solides divisés
La technologie de lumière pulsée
Contexte: Études de technologies de décontamination émergentes
-Identification en 2009 d’une technologie (UVc) revendiquant une efficacité
importante sur les liquides turbides
-Problématique de décontamination des liquides absorbants par lumière
pulsée a été abordée les années précédentes
Résultats potentiellement intéressants mais parfois limités
-Résultats de décontamination importants avec la technologie Uvc par
Connexionàdu
pilote
Uvc àsur
l’installation
existante
(pasteurisateur
comparaison
ceux
obtenus
la technologie
de Lumière
pulsée à
plaques) pour réaliser des traitements couplés
- Travail de rapprochement de l’industriel identifié (Sté SURE PURE) pour établir
un partenariat
Mise à disposition de la seule unité pilote
utilisée en France à des fins de R&D
Résultats en milieu liquide simple
 Destruction bactérienne
Ensemencement : 1075 bactéries/mL
Souche
Contrôle
11 flash
flash (1)
(1)
2 flashes (2)
UFC/mL
UFC/mL
UFC/mL
E. coli
1,8.
1,3. 1057
0
0,47
0
S. aureus
5,8 10
4,3.
1046
0
0,27
0
E. faecalis
2,3.
1,4. 1057
0
0,11
0
 Destruction de spores
Spores de
A. niger
B. subtilis
Contrôle
1 flash
2 flashes
4 flashes
UFC/mL
UFC/mL
UFC/mL
UFC/mL
4,1. 104
29
0
0
2,1. 105
2
0
0,03
Résultats en milieu liquide simple
- Débit: 700 L.h-1
- Volume 1L
Efficacité destructrice >
6 log
Résultats en décontamination de surface
Population de spores (UFC/cm2)
Traitement de lames minces contaminées à différentes
densités de spores de Bacillus subtilis
1,0E+06
1,0E+05
1,0E+04
Ensemencement : 104 spores/cm2
1,0E+03
1,0E+02
1E+ 0
6
1E+ 0
5
1,0E+01
1E+ 0
4
1E+ 0
3
1,0E+00
Témoin
2 Flashes
1E+ 0
2
s por
s por
es/c m
2
s por
es/c m
2
s por
es/c m
2
s por
es/c m
2
es/c m
2
Résultats en décontamination de surface
Efficacité optimale : Surface lisse sans aspérités: lame de verre
Ensemencement : 104 bactéries/cm2
Souche
Contrôle
1 flash
2 flashes
E. coli
8,7. 103
0
0
S. aureus
7,1. 104
0
0
E. faecalis
4,1. 103
0
0
Ensemencement : 104 spores/cm2
Souche
Contrôle
1 flash
2 flashes
A. niger
2,0. 104
0
0
Résultats en décontamination de surface
-Tomates :
J1
J15
J42
2,2.101
4,2.102
4,4.103
(contamination en UFC/g)
Témoin
2 flashes
<10
19
3,2.102
4 flashes
<10
<10
23
8 flashes
<10
<10
<10
Témoin
1.E+04
2 flashes
4 flashes
log UFC/g
1.E+03
8 flashes
1.E+02
1.E+01
1.E+00
0
10
20
30
durée (jours)
40
50
Env. 3 réductions
décimales
Résultats en décontamination de surface
- Graines: (contamination en UFC/g)
Témoin
1 flash
(1,9 J/cm²)
2 flashes
(3,8 J/cm²)
Flore aérobie
mésophile
6,0.106
1,8.105
1,7.104
Coliformes totaux
1,1.106
1,8.104
1,6.103
Levures
1,4.105
2,5.102
<10
1.E+07
FAM
1.E+06
CT
Levures
log UFC/g
1.E+05
Entre 2,5 et 4
réductions décimales
1.E+04
1.E+03
1.E+02
1.E+01
1.E+00
0
1.9
Fluence (J/cm²)
3.8
Résultats en décontamination de surface
- Plats cuisinés:
-Plat pasteurisé
-Produit opaque, faible pénétration de la lumière.
-Manipulations après cuissons responsables de contaminations de surface
Détermination de la durée de vie du produit en fonction du traitement de lumière pulsée
75% de DLC
supplémentaire avec 4
flashes
Lumière pulsée et emballages
 Décontamination d’aliments au travers de leur emballage
Emballage suffisamment perméable:
Emballage
Aliment
- Une proportion suffisante du spectre
émis traverse l’emballage et atteint la
surface de l’aliment (cas d’un produit
solide).
 Décontamination de la surface de
l’aliment. Idéal dans le cas de produits
souillés par des manipulations.
Lumière pulsée et emballages
 Décontamination d’aliments au travers de leur emballage
1
2
Emballage incompatible:
Cas n°1:
-Absorption trop importante des
longueurs d’onde d’intérêt du spectre.
Emballage
Aliment
-Eventuelle perte d’intégrité de
l’emballage pouvant aller jusqu’à sa
destruction.
Cas n°2:
-Réflexion des rayons lumineux
 Décontamination insuffisante voire
nulle
Lumière pulsée, aspects réglementaires
Réglementation
1. Agroalimentaire : Traitement autorisé par la FDA aux USA,
2. NOVEL FOOD sur les produits alimentaires.
3. Technologie compatible ECOCERT et labels BIO,
4. Pas d’autorisation nécessaire pour les emballages, les
eaux de process ou l’air,
5. Traitement non radiatif pas de marquage.
Lumière pulsée, applications industrielles
- Traitement de surface: Préformes et bouchon
- Traitement de surface: coquilles d’œufs avant cassage
- Traitement surface: pains et produits de boulangerie (Avis favorable de
l’ANSES)
- Traitement de liquide: eau (60m3/h)
- Traitement de liquide : Assainissement d’eau de mer destiné aux
pulvérisations nasales
- Traitement de liquide : Sirops de sucre
Traitement de liquide
4
3
4
3
3
2
1
3
4
Eau ingrédient
Solutions pour usage pharmaceutique
Eaux florales
Sérum, présure,
Sirop de sucre,…
5
3
4
Réacteur de traitement
1. lampe, 2. chambre de traitement,
3. raccordements circuit eau de mer,
4. circuit de refroidissement,
5. raccordements alimentation lampe
5
Traitement des bouchons
TRAITEMENT DE BOUCHONS ET OPERCULES EN CONTINU
La solution industrielle
révolutionnaire pour l’industrie
de l’embouteillage face aux
difficultés de décontamination
des bouchons (plat, 5 Gallons, sport,…) et des
opercules sur les lignes de conditionnement.
ŒUFS - TRAITEMENT SUR CONVOYEUR
UNITE INDUSTRIELLE
 Tunnel installé sur convoyeur
 13 lampes, traitement de 12
oeufs en parallèle
 Rotation des oeufs : Traitement de
toute la surface par 3 à 5 flashs
 En cours de qualification
NIVEAU DE DECONTAMINATION : 3 log
Une barrière efficace contre tous les
microorganismes
GARANTIE DE TRACABILITE
Traitement de chaque œuf
Application médicale :
production de vaccins
PAINS : Traitement
sur tapis convoyeur avec tunnel
Machine automatique
utilisée en
agroalimentaire pour
sécuriser au plan
microbiologique les
produits de
panification (pains,
pains de mie, cakes,
brioches, tressés)
et adaptable à tous
les produits de forme
carrée ou convexe.
La technologie de lumière pulsée
Plan de la présentation
1. Agro-Hall
2. Les technologies innovantes étudiées
3. Technologie de Lumière pulsée
4. Technologie UVc (décontamination de liquides turbides)
L’installation pilote UVc
-Identification d’une technologie (UVc) revendiquant une efficacité importante
sur les liquides turbides (complexes, absorbants et souvent opaques)
-Problématique de décontamination des liquides absorbants par lumière
pulsée a été abordée les années précédentes
Résultats potentiellement intéressants mais parfois limités
-Résultats de décontamination importants avec la technologie UVc turbulent
par comparaison avec les UV classiques
- Travail de rapprochement de l’industriel identifié pour établir un partenariat
Mise à disposition de la seule unité pilote utilisée en France à
des fins de R&D
L’installation pilote UVc
Pilote UVc, connecté à la cuve de lancement
Résultats en décontamination de liquides
E0 > 3,5 log
E0 ≈ 2 log
Évolution de l’efficacité destructrice du procédé UVc à 500 L.h-1 pour différents liquides
complexes alimentaires