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2121.2 — Où doit—on mesurer la température ?
La température se mesure au "point critique" de la boîte
c'est—à—dire à l'endroit atteignant en dernier lieu la
-
température du fluide chauffant. C'est une zone située sur
l‘axe vertical de la boîte, soit approximativement au quart
inférieur de la hauteur dans le cas de transfert de chaleur
par convection, soit aux environs du centre géométrique
de la boîte dans le cas de transfert de chaleur par conduc—
tion (un peu plus haut dans les bocaux en verre). Le lieu
.
du point critique d'une boîte varie selon son emplacement
dans un autoclave statique, il est plus bas dans les boîtes
placées à même le fond.
Le principe de base est de placer l‘extrémité sensible du thermocouple à l'endroit le
moins chauffé de la boîte de conserve que l‘on désigne sous le nom de "point critique". En effet,
pendant la montée en température, il y a une différence de température entre celle observée près de
la paroi de la boîte (isotherme iso—]:0,l, (fig. 26) et celles notées successivement à mesure que l'on se
rapproche du centre (iso—]:0,Z E
0,3 — 0,4... et 1 au centre)335, d'où les différences de pénétration de
chaleur exprimées sur la fig. 26 75. La difficulté est de bien situer ce point critique : il faut considérer
non
seulement le mode de transfert de chaleur (convection, conduction ou les deux combinés), mais
aussi
le
matériau
de
conditionnement
(métal, verre, film plastique) et, s'il s'agit de stérilisation
discontinue statique, de l'emplacement de la boîte dans l'autoclave... Ainsi le "point critique" sera
souvent une "zone" plus ou moins bien définie et pas nécessairement situé au lieu géométrique de la
boîte comme une simple approximation pourrait le faire penser. En réalité le lieu du point critique
dépend souvent du rapport hauteur/diamètre et des variations dans la diffusivité thermique de la
température. Pendant
la
phase de refroidissement
le
point
critique est parfois décentralisélzs.
Dans le cas de produits fluides du type soupe de poisson ou bisques, le transfert de
chaleur s'effectue principalement par convection mais la chaleur ne s'égalise rapidement que si la boîte
est agitée et la montée en température relativement lente. Si les boîtes sont immobiles en position
verticale dans un autoclave, la zone critique se situe sur l'axe vertical de la boîte cylindrique 53 une
distance du fond approximativement égale au quart de la hauteur de la boîte (fig.
160. Il en est
de même lorsque des matières solides de petites dimensions nagent dans la phase liquide.
Dans le cas du transfert de chaleur par conduction, le point critique est à peu près au
centre géométrique ou dans une zone voisinew’
160
(fig. 26). D'après le rapport hauteur (h)/diamètre
@) des divers formats de boîtes, le point critique reste localisé au centre de la boîte pour des rapports :
h/d) <0,3, h/d) > 1,9 et h/d)N 0,95. Cependant pour les valeurs de l'ordre de 0,3 < h/d) < 0,95 la surface
critique est localisée symétriquement le long de l'axe vertical par rapport au plan central et, pour les
valeurs plus élevées88 de … 0,95 h/CÏ) < 1,9 la surface critique est circulairelze, elle forme un anneau
dans le plan médian et peut même être formée de deux zones symétriques par rapport ‘a ce plan sur
l'axe de révolution88. En gros, dans une boîte cylindrique, d'après LARKIN163, le point critique sera a
peu près au centre géométrique pour un format h/(î) : 0,8. Dans les bocaux en verre le problème est
l'obstacle à la diffusion thermique causé par les parois et le fond du bocal, dont les masses sont
significativement différentes du produit. A l'aide d'une méthode dite "par éléments finis" employée pour
analyser les problèmes de surface, NAVIÈH225b a établi les isothermes dans le bocal et localisé une
zone
critique assez importante (fig. 28). Dans le cas du verre des différences existent entre l'épaisseur
du verre du fond et
le
col
supérieur avec son espace libre et le mince couvercle métallique de
propriétés thermiques différentes. On voit que la zone critique est localisée le long de l'axe vertical de
2121.2 — Où doit—on mesurer la température ?
La température se mesure au "point critique" de la boîte
c'est—à—dire à l'endroit atteignant en dernier lieu la
-
température du fluide chauffant. C'est une zone située sur
l‘axe vertical de la boîte, soit approximativement au quart
inférieur de la hauteur dans le cas de transfert de chaleur
par convection, soit aux environs du centre géométrique
de la boîte dans le cas de transfert de chaleur par conduc—
tion (un peu plus haut dans les bocaux en verre). Le lieu
.
du point critique d'une boîte varie selon son emplacement
dans un autoclave statique, il est plus bas dans les boîtes
placées à même le fond.
Le principe de base est de placer l‘extrémité sensible du thermocouple à l'endroit le
moins chauffé de la boîte de conserve que l‘on désigne sous le nom de "point critique". En effet,
pendant la montée en température, il y a une différence de température entre celle observée près de
la paroi de la boîte (isotherme iso—]:0,l, (fig. 26) et celles notées successivement à mesure que l'on se
rapproche du centre (iso—]:0,Z E
0,3 — 0,4... et 1 au centre)335, d'où les différences de pénétration de
chaleur exprimées sur la fig. 26 75. La difficulté est de bien situer ce point critique : il faut considérer
non
seulement le mode de transfert de chaleur (convection, conduction ou les deux combinés), mais
aussi
le
matériau
de
conditionnement
(métal, verre, film plastique) et, s'il s'agit de stérilisation
discontinue statique, de l'emplacement de la boîte dans l'autoclave... Ainsi le "point critique" sera
souvent une "zone" plus ou moins bien définie et pas nécessairement situé au lieu géométrique de la
boîte comme une simple approximation pourrait le faire penser. En réalité le lieu du point critique
dépend souvent du rapport hauteur/diamètre et des variations dans la diffusivité thermique de la
température. Pendant
la
phase de refroidissement
le
point
critique est parfois décentralisélzs.
Dans le cas de produits fluides du type soupe de poisson ou bisques, le transfert de
chaleur s'effectue principalement par convection mais la chaleur ne s'égalise rapidement que si la boîte
est agitée et la montée en température relativement lente. Si les boîtes sont immobiles en position
verticale dans un autoclave, la zone critique se situe sur l'axe vertical de la boîte cylindrique 53 une
distance du fond approximativement égale au quart de la hauteur de la boîte (fig.
160. Il en est
de même lorsque des matières solides de petites dimensions nagent dans la phase liquide.
Dans le cas du transfert de chaleur par conduction, le point critique est à peu près au
centre géométrique ou dans une zone voisinew’
160
(fig. 26). D'après le rapport hauteur (h)/diamètre
@) des divers formats de boîtes, le point critique reste localisé au centre de la boîte pour des rapports :
h/d) <0,3, h/d) > 1,9 et h/d)N 0,95. Cependant pour les valeurs de l'ordre de 0,3 < h/d) < 0,95 la surface
critique est localisée symétriquement le long de l'axe vertical par rapport au plan central et, pour les
valeurs plus élevées88 de … 0,95 h/CÏ) < 1,9 la surface critique est circulairelze, elle forme un anneau
dans le plan médian et peut même être formée de deux zones symétriques par rapport ‘a ce plan sur
l'axe de révolution88. En gros, dans une boîte cylindrique, d'après LARKIN163, le point critique sera a
peu près au centre géométrique pour un format h/(î) : 0,8. Dans les bocaux en verre le problème est
l'obstacle à la diffusion thermique causé par les parois et le fond du bocal, dont les masses sont
significativement différentes du produit. A l'aide d'une méthode dite "par éléments finis" employée pour
analyser les problèmes de surface, NAVIÈH225b a établi les isothermes dans le bocal et localisé une
zone
critique assez importante (fig. 28). Dans le cas du verre des différences existent entre l'épaisseur
du verre du fond et
le
col
supérieur avec son espace libre et le mince couvercle métallique de
propriétés thermiques différentes. On voit que la zone critique est localisée le long de l'axe vertical de