Brevet FR2021841A1 — publié le 19700724

Il est notoire que la durée de conservation des fruits et des légumes peut être prolongée considérablement si on les emmagasine à basse température dans une atmosphère contrtlée dont les teneurs en oxygène, en gaz carbonique et en vapeur d'eau sont maintenues à des valeurs déterminées selon le type de fruit ou de légume à conserver. Les conditions à réaliser pour une conservation optimale sont généralement : une température comprise entre O et 50C, une humidité d'environ 90% et des teneurs en oxygène et en gaz carbonique comprises entre 3 et lOS en poids, le reste était principalement de l'azote. Afin d'obtenir une atmosphère contrtlée favorisant la conservation dans une chambre froide, on a proposé un procédé consistant à introduire dans cette chambre un mélange gazeux obtenu par combustion d'un hydrocarbure ce mélange étant refroidi à l'eau. La chambre froide est maintenue à la température désirée par un groupe frigorifique indépendant du système de génération de cette atmosphère. Un tel emploi de moyens externes pour engendrer l'at mosphère dans la chambre froide présente un grand intérêt car il permet d'établir rapidement l'atmosphère contrôlée désirée et de la maintenir. Par conséquent, l'étanchéité de la chambre ne joue pas un rôle prépondérant, ce qui permet l'ouverture plus ou moins fréquente des portes de la chambre sans pour autant affecter sensiblement l'atmosphère y régnant. Il est évident que cela est très avantageux, étant donné qu'il devient ainsi possible d'introduire ou de sortir plus ou moins librement des produits périssables lors du stockage sans affecter sensiblement la conservation.En outre, la variété des fruits et des légumes pouvant autre stockés dans une telle atmosphère créée artificiellement par des moyens externes est très grande, car cette atmosphère ne dépend que peu du métabolisme des produits stockés. L'inconvénient majeur de ce procédé connu est toutefois la consommation d'énergie élevée et le prix de l'appareillage qu'il nécessite pour la génération du mélange gazeux servant à la formation de l'atmosphère contrôlée, prix qui s'ajoute à celui de l'installation frigorifique. De plus, étant donné que la conservation en atmosphère contr8lée n'est généralement requise que pendant des périodes limitées, de l'ordre de quelques mois au cours de chaque année, l'amortissement de cet appareillage est relativement faible. De même, le refroidissement, à l'eau, des gaz de combustion augmente davantage les frais d'exploitation et ne se prote guère aux installations autonomes, telles les voitures de transport frigorifiques. La présente invention a pour objet une installation de conservation de produits périssables en atmosphère contrée *ans une chambre froide, comprenant un groupe frigorifique servant à refroidir cette chambre et un appareillage capable de former un mé- lange gazeux à composition déterminée servant à créer l'atmosphère désirée dans cette chambre. Cette installation est caractérisée par le fait que ledit groupe frigorifique est agencé de manière à fonctionner au moyen de l'énergie fournie par la combustion d'un combustible gazeux ou liquide, et que ledit appareillage est agencé de manière à former ledit mélange gazeux à partir des gaz provenant de cette combustion et à refroidir ce mélange à une température désirée à l'aide d'un évaporateur de ce groupe frigorifique. La figure unique du dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une installation de conservation selon l'invention. L'instal-lation comprend un groupe frigorifique à absorption associé à une chambre froide 1. Ce groupe sert à la fois à refroidir la chambre l et à y former une atmosphère contr8lée désirée favorisant la conservation de fruits ou de légumes par exemple. I1 s'agit, en ltoccurence, d'un groupe frigorifique à absorption du type bien connu, à circulation naturelle. I1 comprend un bouilleur 2 chauffé par un brtleur 3 à gaz, un absorbeur4 refroidi à l'air, situé au-dessus de ce bouilleur un condenseur 5 refroidi à l'air et deux évaporateurs 6 et 7 disposés respectivement à l'extérieur et à l'intérieur de la chambre froide 1. La solution enrichie en agent réfrigérant dans l'absorbeur 4 tombe par un conduit vertical 8 dans une cuve 9 du bouilleur 2, où elle est chauffée par les gaz de combustion provenant du brûleur 3. Ce chauffage produit des bulles de vapeur qui montent dans un conduit vertical 10 en entrainant la solution dégazée dans un séparateur il où la vapeur et le liquide sont séparés. La solution dégazée est ensuite ramenée dans l'absorbeur 4 par un deuxième conduit ascendant 12 complètant ainsi le circuit de solution fonctionnant par effet de thermosiphon. La vapeur de l'agent réfrigérant provenant du séparateur il passe par un conduit 13 dans le condenseur 5 où elle est condensée et l'agent réfrigérant liquide est ensuite amené aux évaporateurs 6 et 7 par le condnit 14 et les conduits i5 et 16 munis chacun d'une vanne d'étranglement 17 et 18 servant à règler la pression et, par conséquent, la température d'évaporation dans les évaporateurs 6 et 7 respectivement. L'agent réfrigérant évaporé provenant de ces évaporateurs est ramené dans l'absorbeur 4 par les conduits de retour 19, 20 et 21 complétant ainsi le cycle d'agent réfrigérant. Le brûleur 3 du bouilleur 2 est alimenté en propane sous pression à partir d'un réservoir 22, par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée 23 muni d'une vanne d'arrêt 24 et d'un injecteur 25 d'air primaire tandis qu'un conduit 26 muni d'une vanne 27 sert à amener l'air secondaire à ce brûleur. Les gaz de combustion provenant de ce dernier traversent une masse catalytique 28 servant à parfaire la combustion en transformant en majeurepartie le oe présent dans ces gaz en C02, avant leur passage à la partie supérieure du bouilleur.Comme on le voit sur la figure, une cloison verticale 29 divise la partie supérieure du bouilleur 2 en deux chambres juxtaposées 30 et 31 et un clapet 32 monté à l'extrémité inférieure de cette cloison 29 permet de faire passer sélectivement une partie plus ou moins grande des gaz de combustion à travers la chambre 31 contenant la cuve 9 du bouilleur et la chambre 30 formant passage de dérivation. Les gaz de combustion provenant du bouilleur 2 servent, comme déjà mentionné à former l'atmosphère contr8lée, désirée dans la chambre froide 1. Ainsi, la teneur de ces gaz en oxygène est d'abord réglée à une valeur désirée (3 à 1Cqh en poids par exemple) par l'intermédiaire de la vanne 27 d'air secondaire. Ces gaz sont aspirés du bouilleur par une soufflante 33 montée dans un conduit 34 une partie des gaz étant refoulée vers l'extérieur, si nécessaire, par un conduit de décharge 35 muni d'une vanne 36 > tan- dis que la partie restante passe, par un conduit 37 muni d'une vanne 38, dans l'évaporateur 6 où les gaz de combustion sont refroidis par un élément 39 d'échange de chaleur immergé dans le réfrigérant liquide. Les gaz de combustion sont ainsi refroidis à une température désirée, d'environ 2 à 50C par exemple, dans l'évaporateur 6 et passent ensuite par un conduit 40 dans un dispositif 41 d'absorption de gaz carbonique permettant de réduire leur teneur en CG2 à une valeur désirée (3 à 10% en poids par exemple). En l'occurence, ce dispositif 41 est du type comportant une masse absorbante de carbonate de potasse. Un conduit de dérivation 42 relie l'entrée du dispositif 41 à sa sortie,afin de permettre, par l'intermédiaire d'une vanne 43 à trois voies, de conduire une partie plus ou moins grande des gaz de combustion à travers ce dispositif. Les gaz de combustion refroidis contenant un pourcentage déterminé de C02 et d'oxygène passent ensuite par un conduit 44 dans un humidificateur 45 servant à règler leur humidité relative à une valeur désirée, de l'ordre de 90%. Le mélange de gaz de combustion dont la composition et la température ont été règlées, ainsi que décrit ci-dessus, est ensuite introduit par un conduit 46 dans la chambre froide lj pour y former l'atmosphère contr8lée désirée. En outre, l'évaporateur 7 sert à maintenir cette chambre à la température de conservation désirée. La chambre froide est munie en outre, d'un orifice de sortie 47 communiquant avec un conduit 48 muni d'une soupape tarée 49 permettant l'évacuation des gaz vers l'extérieur à une faible surpression par rapport à la pression atmosphérique. De plus, afin de contrler l'atmosphère dans la chambre froide 1, cette dernière est munie des éléments de mesure suivants : un thex- mètre T, un hygromètre H, un manomètre P et un dispositif d'analyse A servant à déterminer la teneur de l'atmosphère en oxygène et en gaz carbonique. Comme indiqué par les lignes en trait mixte sur la figure, le thermomètre T sert à commander d'une part, la vanne 24 d'amenée de combustible afin de permettre la mise ne marche et lir- rtt du groupe frigorifique. D'autre part, le thermomètre sert à commander le clapet 32 afin de règler la capacité frigorifique de ce groupe et cela en règlant la quantité des gaz de combustion traversant la chambre 31 contenant la cuve 9 du bouilleur 2. De plus, l'hygromètre H sert à commander l'humidificateur 45 de manière que la teneur en vapeur d'eau des gaz introduits dans la chambre froide 1 puisse etre maintenue à la valeur désirée favorable à la conservation.Quant au dispositif A d'analyse, ce dernier agit sur la vanne 24 d'amenée de combustible afin de permettre la mise en marche êt l'arrêt du groupe frigorifique. De plus ce dispositif A d'analyse sert à commander d'une part la vanne 27 d'amenée d'air secondaire afin de faire varier la teneur des gaz de combustion en oxygène et, d'autre part,la vanne 43, ceci afin de règler la teneur de ces gaz en gaz carbonique en faisant passer une partie plus ou moins grande de ces gaz à travers le dispositif d'absorption 41. L'installation décrite ci-dessus permet donc de produire aussi bien le froid nécessaire à la conservation à basse température que le mélange gazeux servant à former une atmosphère contrôlée et cela avec un minimum de dépense. En effet, grâce à la combinaison d'un groupe frigorifique à absorption dont le bouilleur est chauffé par un brûleur avec un appareillage permettant de règler la composition des gaz de combustion provenant de ce bouilleur, il devient possible de produire une atmosphère contrôlée dans la chambre froide d'une manière à la fois très simple et économique. Il va de soi que l'installation conforme à l'invention peut être modifiée par rapport à la forme d'exécution décrite ci-dessus, tout en obtenant les mêmes résultats. Ainsi, par exemple, le groupe frigorifique à absorption peut être d'un type quelconque autre que celui décrit ci-dessus. I1 peut, par exemple, être à un ou plusieurs étages et à circulation naturelle ou forcée. Son bouilleur peut être chauffé en utilisant tout combustible approprié se prêtant à la formation de l'atmosphère contrôlée.Bien que l'on puisse utiliser, selon le besoin, divers combustibles : gazeux ou liquides, le propane présente des avantages importants notamment du point de vue de l'économie, du haut pouvoir calorifique, du stockage à basse pression et de la pureté des produits de combustion. L'absorption du gaz carbonique peut être réalisée par diverses substances solides ou liquidez. Outre le carbonate de potasse, on peut utiliser par exemple, l'hydrate de chaux ou des éthanolamines. L'utilisation d'un groupe frigorifique à absorption permet d'engendrer le froid et de former l'atmosphère contr8lée d'une manière à la fois simple et économique. Toutefois, dans certains cas par exemple lorsqu'il s'agit de modifier une installation frigorifique à compression déjà existance en vue de produire une atmosphère contr8lée, il peut etre intéressant d'utiliser un groupe frigorifique à compression entraîné par un moteur utilisant comme source d'énergie un combustible se prêtant à la formation de l'atmosphère désirée. Le cas échéant, on peut utiliser un moteur à combustion interne à cet effet. Contrairement aux installations conventionnelles où l'atmosphère contrôlée est obtenue indépendamment du groupe frigorifique associé à la chambre froide, l'installation selon l'in vention permet de réaliser une réduction notable du cott de l'installation et des frais d'exploitation. En effet, l'énergie de la combustion des gaz destinés à former l'atmosphère contrôlée étant utilisée en même temps pour le refroidissement de ces gaz et de la chambre froide, cette énergie n'est pas perdue,comme c'est le cas dans lesdites installations conventionnelles. De plus, cela élimine les moyens fort coûteux utilisés jusqu'ici pour réaliser le refroidissement indépendant, notamment à l'eau, des gaz de combustion. L'installation combinée selon l'invention offre,en outre, la possibilité d'un fonctionnement autonome nécessitant une seule source d'énergie, ce qui présente des avantages considérables, notamment pour la conservation dans les chambres froides mobiles. En effet, un gaz combustible stocké sous pression, servant à faire fonctionner le groupe frigorifique et à former l'atmosphère contrôlée, peut être utilisé en méme temps comme agent propulseur servant à accélérer la circulation des divers gaz ou liquides dans l'installation, tels les gaz de combustion et/ou l'air de refroidissement de l'absorbeur et du condenseur.Ainsi par exemple,la soufflante 33 de l'installation représentée sur la figure, ainsi que tout autre moyen de circulation éventuellement utilisé dans l'installation peut être associée à un moteur transformant en énergie mécanique la détente du gaz combustible. De mime, le gaz combustible sous pression peut être utilisé comme fluide moteur pour actionner les organes de règlage de l'installation. Afin de rendre cette dernière entièrement autonome, c'està-dire indépendante de toute source d'énergie autre que le gaz combustible, on peut, en outre, régénérer la substance solide ou liquide utilisée pour absorber le gaz carbonique et cela en effectuant un chauffage au moyen des gaz de combustion. I1 est évident que l'amortissement d'une telle installation combinée est bien meilleur que celui des installations conventionnelles mentionnées ci-dessus. En effet, le coût de l'appareillage auxiliaire, servant à règler la composition des gaz de combustion est relativement faible. Ainsi, la chambre froide peut même faire office de chambre frigorifique classique lorsque la conservation en atmosphère contrtlée n'est pas nécessaire, l'augmentation des frais d'amortissement dus à cet appareillage auxiliaire mis hors service n'étant alors que très faible. Grace aux avantages énumérés ci-dessus, l'instal lation conforme à l'invention se prête à une grande gamme d'applications allant de l'entrepôt de très grandes dimensions à l'armoire de 1 000 litres, utilisable dans les épiceries par exemple, en passant par les conteneurs pour le transport des fruits et des légumes. REVENDICATION s 1.- Installation de conservation de produits périssables en atmosphère contrtlée dans une chambre froide, comprenant un groupe frigorifique servant à refroidir cette chambre et un appareillage capable de former un mélange gazeux à composition déterminée servant à créer l'atmosphère désirée danscettechambreca- ractérisée par le fait que ledit groupe frigorifique est agencé de manière à fonctionner au moyen de l'énergie fournie par combustion d'un combustible gazeux ou liquide, et que ledit appareillage est agencé de manière à former ledit mélange gazeux à partir des gaz provenant de cette combustion et à refroidir ce mélange à une température désirée à l'aide d'un évaporateur de ce groupe frigorifique. 2.- Installation selon la revendication i, caractérisée par le fait que ledit groupe frigorifique est un groupe frigorifique à absorption comportant un absorbeur, un bouilleur chauffé par un brûleur dont les gaz de combustion servent à former ledit mélange gazeux, un condenseur et au moins un évaporateur servant à refroidir ce mélange. 3.- Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit appareillage comprend des moyens de règlage de la concentration d'au moins l'un des trois constituants suivants dudit mélange gazeux : l'oxygène, le gaz carbonique et la vapeur d'eau. 4.- Installation selon les revendications 1 et 3 caractérisée par le fait que ledit appareillage comprend un dispositif d'absorption de gaz carbonique capable de règler, à une valeur désirée, la concentration du gaz carbonique contenu dans ledit mélange gazeux. 5.- Installation selon les revendications 1 et 3, caractérisée par le fait que ledit appareillage comprend des moyens d'injection d'air permettant de règler, à une valeur désirée, la concentration de l'oxygène contenu dans ledit mélange gazeux. 6.- Installation selon les revendications 1 et 3, caractérisée par le fait que ledit appareillage comprend un dispositif d'humidification permettant d'augmenter, à une valeur désirée, la concentration de la vapeur d'eau contenue dans ledit mélange gazeux. 7.- Installation selon les revendications 1 et 4, caractérisée par le fait que ledit dispositif d'absorption comprend une substance régénérable capable d'absorber le gaz carbonique. 8.- Installation selon les revendications 1, 4 et 7 caractérisée par le fait que ledit appareillage comprend des moyens permettant de régénérer ladite susbtance servant à l'absorption du gaz carbonique, et cela à l'aide de la chaleur contenue dans les gaz provenant de ladite combustion. 9.- Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif de combustion auxiliaire comprenant une masse catalytique capable de réduire substantiellement la concentration du monoxide de carbone contenu dans les gaz provenant de ladite combustion. 10.- Installation selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit appareillage comprend des moyens permettant de règler le débites gaz de combustion servant à former ledit mélange gazeux. 11.- Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit groupe frigorifique comprend, outre ledit évaporateur servant à refroidir ledit mélange gazeux, au moins un évaporateur disposé dans ladite chambre froide. 12.- Installation selon les revendications 1 et 3 caractérisée par le fait que lesdits moyens de règlage comprennent un dispositif d'analyse de la composition de l'atmosphère dans ladite chambre froide. 13.- Installation selon les revendications 1, 2, 5 et 12 caractérisée par le fait que ledit dispositif d'analyse est associé à un organe de règlage de l'air de combustion fourni audit brûleur de manière à règler, à une valeur désirée, la concentration de l'oxygène contenu dans les gaz provenant de la combustion dans ledit brûleur. 14.- Installation selon les revendications i, 2, 4 et 12 caractérisée par le fait que ledit dispositif d'analyse est agencé de manière qu' il commande ledit dispositif d'absorption de gaz carbonique afin de règler à une valeur désirée la concentration du gaz carbonique contenu dans ledit mélange gazeux. 15.- Installation selon les revendications 1, 3 et 6 caractérisée par le fait que lesdits moyens de règlage comprennent un hygromètre servant à mesurer la teneur en eau de l'atmosphère dans ladite chambre et commandant ledit dispositif d'humidification. 16.- Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend un thermomètre servant à mesurer la température dans ladite chambre froide et à commander le fonctionnement dudit groupe frigorifique. 17.- Installation selon les revendications 1 et 16 caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe permettant de règler la capacité frigorifique dudit groupe, cet organe étant commandé par ledit thermomètre. 18.- Installation selon les revendications 1, 16 et 17 caractérisée par le fait que ledit organe est agencé de manière à faire varier la quantité des gaz de combustion servant à chauffer ledit bouilleur. 19.- Installation selon la revendication 1 caractérisée par le fait que l'énergie servant au fonctionnenent du groupe frigorifique est fournie par la combustion d'un combustible gazeux stocké sous pression. 20.- Installation selon les revendications 1 et 9 caractérisée par le fait que ledit combustible est le propane. 21.- Installation selon les revendications 1 et 3 caractérisée par le fait que lesdits moyens de règlage sont actionnés par l'intermédiaire d'un fluide moteur. 22.- Installation selon les revendications 1, 19 et 21 caractérisée par le fait que ledit moteur est le combustible gazeux stocké sous pression dont la combustion fournit l'énergie servant au fonctionnement du groupe frigorifique. 23.- Installation selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comprend une soufflante servant à faire circuler les gaz provenant de la combustion. 24.- Installation selon les revendications 1, 19 et 23 caractérisée par le fait que ladite soufflante est agencée de manière qu'elle soit entrainée mécaniquement par la détente dudit combustible gazeux.