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Temps de réduction décimale (valeur D)

1920
Installation de stérilisation thermique avec cultures microbiennes et contrôle de la température en microbiologie appliquée.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La valeur D est le temps nécessaire à une température spécifique pour tuer 90% (ou une réduction d'un log) d'une population de micro-organismes cible. Il s'agit d'un paramètre essentiel de la stérilisation thermique, qui quantifie la résistance d'un microbe à la chaleur. Par exemple, si une population de spores de [latex]10^6[/latex] a une valeur D de 2 minutes, il faut 2 minutes pour la réduire à [latex]10^5[/latex].

La valeur D, ou temps de réduction décimale, est une pierre angulaire de la science du traitement thermique, car elle fournit une mesure précise de la résistance à la chaleur d'un organisme. Elle est spécifique à un micro-organisme particulier dans un ensemble défini de conditions (température, pH, activité de l'eau, etc.). La valeur est dérivée d'une courbe de survie microbienne, qui est un tracé du logarithme du nombre d'organismes survivants en fonction du temps d'exposition à une température constante. Pour une réaction de premier ordre, ce tracé donne une ligne droite et la valeur D est la réciproque négative de la pente. Mathématiquement, elle représente le temps nécessaire à une réduction de 90% de la population microbienne. Par exemple, une valeur D de 1,5 minute à 121 °C ([latex]D_{121}[/latex]) pour les spores de Clostridium botulinum signifie que pour chaque 1,5 minute d'exposition à cette température, la population de ces spores diminuera d'un facteur dix. Pour obtenir une réduction de 12 logs (une norme pour les aliments en conserve à faible teneur en acide, connue sous le nom de "concept 12D"), le temps de traitement nécessaire serait de [latex]12 \ fois D[/latex], ou [latex]12 \ fois 1,5 = 18[/latex] minutes. Cela garantit une probabilité extrêmement élevée qu'aucune spore viable de C. botulinum ne subsiste. La valeur D est essentielle pour concevoir des processus de stérilisation suffisamment efficaces pour garantir la sécurité, mais pas trop agressifs pour ne pas dégrader la qualité du produit, qu'il s'agisse d'un aliment, d'un produit pharmaceutique ou d'un dispositif médical. Les micro-organismes ont des valeurs D très différentes ; les bactéries végétatives sont généralement beaucoup moins résistantes (valeur D plus faible) que les endospores bactériennes.

Le concept de quantification de la résistance thermique a émergé des travaux pionniers du début du XXe siècle, notamment dans l'industrie de la conserve. Des scientifiques comme W.D. Bigelow et C. Olin Ball ont cherché à dépasser les méthodes empiriques de conservation des aliments. Ils ont mené des études systématiques pour déterminer les combinaisons de temps et de température nécessaires à la destruction des micro-organismes d'altération et pathogènes, en particulier Clostridium botulinum. Ces recherches ont conduit à l'élaboration de la courbe du « temps de destruction thermique » (TDT) et à la formalisation de la valeur D et de la valeur Z associée (qui décrit la dépendance de la valeur D à la température). Cette approche quantitative a transformé la transformation des aliments, la faisant passer d'un art à une science, permettant la production sûre et à grande échelle de conserves et jetant les bases de la validation moderne de la stérilisation dans de nombreux secteurs. Elle a fourni un langage universel pour décrire la résistance microbienne et l'efficacité des procédés.

UNESCO Nomenclature: 2401
- Microbiologie

Taper

Mesure quantitative

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • équation d'Arrhenius décrivant la dépendance à la température des taux de réaction
  • cinétique de réaction du premier ordre
  • études de Bigelow et Esty sur la mort thermique des bactéries

Applications

  • conception et validation de cycles de pasteurisation et de stérilisation dans l'industrie alimentaire
  • calcul des temps de stérilisation des dispositifs médicaux
  • études de microbiologie environnementale
  • contrôle des processus de fabrication pharmaceutique

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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En rapport avec : valeur d, temps de réduction décimale, stérilisation thermique, microbiologie, réduction logarithmique, résistance à la chaleur, transformation des aliments, clostridium botulinum, cinétique, validation.

Contexte historique

Temps de réduction décimale (valeur D)

1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930
1940
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930
1940

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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