Brevet FR2032371A1 — publié le 19701127

La présente invention concerne la production de substances lyophilisées par congélation et déshydratation sous vide, substances telles que café, thé, jus de fruits et analogues. 5 La plupart des systèmes antérieurs de séchage par congélation sont du type discontinuo Dans ces systèmes, le liquide est d'abord congelé sur une plaque, ou sur un plateau, et reçoit ensuite un apport graduel de chaleur pour en éliminer lentement l'humidité, tandis que le produit reste congelé. Les systèmes de ce genre se sont avérés très lents et relativement peu pratiques et, en outre, ils donnent des produits de qualité généralement inférieure. On a également proposé certains procédés continus de déshydratation sous congélation, mais il semble qu'aucun 15 d'entre eux ne se soit avéré suffisamment satisfaisant pour permettre son utilisation à grande échelle, dans les conditions d'une production industrielle. Dans l'un des systèmes continus antérieurs, le liquide est pulvérisé, tout en étant projeté vers le haut, dans une chambre de congélation ou il se congèle en 20 petites particules qui sont guidées par un tunnel jusqu*à un convoyeur et sont ensuite entraînées sur un parcours de séchage. Malheureusement, l'appareillage est conçu de façon telle que la glace doit, de toute évidence, s'y accumuler très rapidement et que la géométrie et le mode de communication entre les zones de 25 congélation et de séchage doivent y induire, par convection, une turbulence importante,, La présente invention a pour objet un dispositif perfectionné, du type continu, pour la déshydratation par congélation sous vide, permettant de remédier aux inconvénients des dispositifs antérieurs du type continu, dispositif qui peut as- 30 surer continuellement.une cadence de production relativement rapide, et cela, sans interruption,, pendant de longues périodes0 Pour éviter l'accumulation de glace dans les zones de séchage des produits congelés, la vapeur d'eau évaporée est condensée dans au 35 moins une chambre spéciale de condensation, de préférence dans de telles chambres qui sont utilisées alternativement*. Dans ce dispositif, le liquide est pulvérisé dans une zone de congélation, et congelé en petites particules d'une façon telle que la ulupart d4entre elles, et autant que possible toutes, tombent 40 directement sur un convoyeur sans avoir rencontré une surface 70 06526 ' *>™71 quelconque à l'intérieur du dispositif„ Le convoyeur fait alors progresser les particules dans une zone de sublimation qui est chauffée pour chasser l'humidité» La température dans la zone de congélation est, autant que possible, maintenue assez basse pour 5 provoquer l'éclatement des très petites gouttelettes de liquide et la formation d'un genre de neige très peu compacte, de.sorte que les particules individuelles sont pénétrées de grandes cavités ou pores et possèdent des surfaces extérieures extrêmement importantes, ce qui facilite la sublimation rapide et complète de l'humidité contenue dans les particules» Pour assurer la for— 10 niation de telles particules en forme de flocon de neige, la zone de congélation est portée à basse température et le liquide est pulvérisé vers le bas (de préférence à la pulvérisation ascendante pratiquée dans la technique antérieure). La chambre de congélation est, de préférence, évasée vers le bas,selon une 15 forme qui correspond sensiblement à la forme évasée du jet de pulvérisation. Afin d'obtenir les meilleurs résultats, la buse de pulvérisation produit un jet dont la forme varie, si possible, de façon périodique. Pour éviter l'établissement d'une turbulence à l'intérieur de l'appareil, un écran unique est disposé entre les zones de congélation et de séchage , et la vapeur d'eau éva-20 porée est retirée au moins partiellement de la zone de séchage. On va maintenant décrire un exemple non limitatif de réalisation de la présente invention en se reportant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d*un dispo-25 sitif de déshydratation par combinaison du vide et de la congélation, dispositif comportant des caractéristiques de la présente invention ; la figure 2 est une vue en élévation d'une coupe longitudinale faite selon l'axe de la chambre principale de la 30 figure 1 j la figure 3 est une vue en élévation d'une coupe effectuée selon 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une vue en plan d'une coupe selon 4-4 dé la figure 2 ; 35 la figure 5 est une vue en élévation dont .une partie est une coupe verticale effectuée selon 5-5 de la figure 2; 70 06526 3 2032371 la figure 6 est une vue en élévation d'une coupe effectuée selon 6-6 de la figure 5 ; et la figure 7 est une vue en plan d'une coupe effectué^. selon 7-7 de la figure 6. 5 Le système 10 de séGhage par congélation sous vide, représenté sur les figures, comporte une enveloppe principale 11 étanche dans laquelle un liquide provenant d'un réservoir 12 est séché à l'état congelé, pour être finalement déposé, au travers d'un passage de sortie 14, dans un récipient, ou con-XO teneur 13» Le liquide peut être du café, du thé, du jus de fruit, ou tout autre aliment ou breuvage ayant la forme d'une solution ou d'une suspension aqueuse. Ce liquide, après avoir parcouru une conduite 15, est pulvérisé à la partie supérieure de 1*enveloppe 11 au moyen d'une pompe d'injection 16. 15 L'enveloppe 11 contient une chambre de vide 17, fermée et divisée en zones 18 et 19 de congélation et de sublimation communiquant entre elles par le bord inférieur 20 d'un élément séparateur, ou écran 21. L'enveloppe 11 comporte un cylindre principal 22, dont l'axe 23 est horizontal, et une co-20 lonne verticale 24, faisant saillie vers le haut, dont l'axe vertical 25 rencontre l'axe 23. Les ensembles 22 et 24 sont réalisés en un matériau rigide, de préférence en acier inoxydable, capable d« supporter les différences de pression rencontrées en cours d'exploitation. Les extrémités du cylindre 22 sont fermées 25 par des portes circulaires, 26 et 27, montées sur le cylindre 22 au moyen de charnières 28 permettant de les amener en position d'ouverture par un mouvement horizontal. Chacune de ces portes peut être maintenue en position de fermeture par un verrou 29, et l'étanchéité à sa périphérie est assurée par un joint annu-30 laire 30. La totalité de l'enveloppe, c'est-à-dire ses parties 22 et 24 et les portes 26, est recouverte d'un matériau isolant thermique 31, ce qui permet d'isoler l'intérieur de cette enveloppe de l'atmosphère environnante. La paroi 32 de la partie 24 de l'enveloppe délimite une faible section transversale horizon-35 taie à sa partie supérieure 33 et est évasée vers le bas, c'est-à-dire, vers le contour 24 de son raccordement au cylindre 22. Sa forme est avantageusement celle d'un cône centré sur l'axe vertical 25 et fermé par une cloison supérieure 35. Une seconde paroi conique 36, de préférence en acier inoxydable, entoure la bad original 70 06526 4 2032371 partie 24 de 1*enveloppe, définissant ainsi entre les parois 32 et 36 un espace clos de forme conique dans lequel un liquide réfrigérant est mis en circulation» Une cloison 38 en forme de spirale détermine, dans l'espace 37, un circuit en spirale centré 5 sur l'axe 25, eireuit que parcourt le liquide réfrigérant lorsqu'il progresse d'un orifice d'entrée 39 (situé à la partie inférieure du cône) vers une conduite de sortie 40 (située à la partie supérieure du cône). N'importe quel fluide caloporteur non corrosif, 10 tel que le diéthylène glycol, peut convenir pour le liquide réfrigérant. Une pompe 41 assure la circulation forcée de ce réfrigérant dans un échangeur de chaleur 43 et dans la conduite calorifugée 44 débouchant dans l'espace de passage 37. le réfrigérant est refroidi dans 1'échangeur 43 par transfert de sa 15 chaleur à un fluide primaire lequel, à son tour, est refroidi par un système de réfrigération 45» Le réfrigérant peut, par exemple, circuler dans des serpentins 46 situés dans l'échangeur 43, alors que le fluide réfrigérant secondaire péut s'écouler, de la conduite 42 à la conduite 44» en traversant l'enveloppe de l'échangeur de chaleur«Afin de maintenir une température opti-20 ®ale dans la partie supérieure 24 de l'enveloppe 11, le système de réfrigération 45 est régulé thermostatiquement.Une sonde thermostatique 47 assure le contrôle de cette régulation. La suspension aqueuse qui doit être congelée et séchée est pulvérisée dans l'enveloppe 11 au moyen d'une buse 48 25 de pulvérisation qui l'atomise, en formant un brouillard finement divisé de gouttelettes très fines. Cette pulvérisation est dirigée vers le bas et est effectuée de façon à donner au jet de gouttelettes ainsi formé la forme d'un cône 49, évasé vers le bas, dont la périphérie (lorsque la pression de liquide est à son 30 maximum) est sensiblement parallèle à la paroi conique 32 de l'enveloppe, qu'elle ne rencontre donc pas, cela pour éviter le contact du liquide et de la paroi 32, afin d'empêcher l'accumulation de glace ou d'humidité sur cette dernière, la pompe d'injection 16 peut envoyer le liquide à la buse 48, sous une pres-35 sion constante réglable, mais il est préférable qu'elle permette de produire une pression puisâtoire, c'est-à-dire une pression qui augmente et diminue à intervalles de temps réguliers, ceci pour conférer un caractère pulsatoire à la forme globale du jet de pulvérisation dont la dimension horizontale varie alors bad original 70 06526 5 2032371 continuellement entre un maximum et un minimum (ou interruption complète)« C'est à cette dimension maximale que correspond la relation précédemment mentionnée de parallélisme de la périphérie de la forme globale du jet par rapport à la paroi 32 de l'en-5 veloppe. Cette variation répétée - et de préférence continue - de la forme globale du jet permet d'éliminer toute tendance que les gouttelettes pulvérisées pourraient avoir de suivre des parcours invariables dans la chambre, ce qui pourrait 10 provoquer l'établissement d'écarts de températures entre différentes parties du compartiment de réfrigération. Deux boutons 50 et 51 permettent de régler la pompe 16 et d'ajuster à volonté, ou d'établir une fois pour toutes, la fréquence des pulsations de pression et la quantité globale de liquide émise à chaque cycle de pulsation « les pompes se prêtant à ce type de 15 marche et de régulation sont bien connues dans la pratique technologique habituelleo A titre d'éxemple, la pompe peut être du type à plongeur, c'est-à-dire comporter un plongeur d'injection qui est actionné, par intermittences, au moyen d'un mécanisme à cames convenable , ou d'un dispositif analogue, la vitesse de 20 rotation de la came et la course de pompage du plongeur étant réglableso L'intérieur de l'enveloppe 11 (qui comprend ]es espaces 18 et 19) est maintenu à une pression très inférieure à la pression atmosphéiique, c'est-à-dire sous un vide très poussé. Il 25 est souhaitable que cette pression ne soit pas supérieure à environ 225 mierons et soit, pour obtenir les meilleurs résultats, d'environ 175 microns0 Lorsque le liquide fortement atomisé pénètre dans la chambre 18, l'effet de refroidissement produit par l'évaporation d'uçie partie du liquide tend à rapprocher la 30 température des gouttelettes de la température de congélation0 L'effet supplémentaire de réfrigération, résultant de la circulation du réfrigérant dans le passage 37 en spirale, s'ajoute à l'effet de refroidissement dû à l'évaporation et fige très rapidement les gouttelettes sous une forme solideo La température à 35 l'intérieur de ce compartiment est suffisamment inférieure à la température de congélation (.elle est, si possible, au plus égale à-34-°C et, pour obtenir les meilleurs résultats", est comprise entre-40°C et-46°C environ). Ces températures permettent d'obtenir un effet de congélation suffisamment rapide pour que les 70 06526 6 2032371 gouttelettes se transforment en flocons neigeux de très faible densité, pourvus de pores ou de vides étendus et de saillies dépassant en tous sens, ce qui leur confère une très grande surface extérieure. Chaque gouttelette prend, en tombant, la forme 5 d'une telle particule congelée, et cela avant d'être en situation de rencontrer une surface solide quelconque à l'intérieur de l'enveloppe 11 «, la totalité du produit pulvérisé est sous forme de particules solides avant d'atteindre, en tombant, la surface supérieure d'une bande convoyeuse 52 qui traverse la 10 partie inférieure de la chambre de congélation. Ces particules, étant donné leur état de congélation, n'ont pas tendance à adhérer ou à se coller par givrage sur la surface supérieure du convoyeur. Elles sont détachées les unes des autres et transportées, libres, sur ce convoyeur qui les emmène vers la droite, dans le 15 compartiment de sublimation (19 sur la figure 2). le convoyeur 52 peut avoir la forme d'une courroie sans fin dont la largeur est suffisante pour occuper la totalité de la largeur de la partie inférieure du compartiment de congélation 18, et cela tout près de ladite partie inférieure 20 que l'on a précédemment définie par le bord inférieur 20 de l'écran 210 Cet écran peut consister en un cylindre vertical centré sur l'axe 25 "et raccordé, à son extrémité supérieure, à la paroi conique 32. la matière constituant cet écran peut être un isolant thermique transparent, par exemple du métacrylate de méthyle, 25 ce qui permet d'empêeher que des transferts.de chaleur importants ait lieu entre les compartiments 18 et 19* le nuage de liquide pulvérisé a, de préférence une configuration telle que sa divergence cesse d'exister au.niveau de l'arête supérieure de l'écran 21, de façon que les particules congelées passant à ce niveau 30 effectuent une chute purement verticale. Il en résulte qu'aucune des particules ne rencontrera l'écran, bien que ce dernier soit verticale la bande transporteuse 52 est montée sur deux rouleaux 54 et 55, dont l'un est entraîné pour assurer l'avance, lente et continue, du brin supérieur 53 de la bande vers la droite 35 (figure 2) et, ainsi, transporter progressivement les particules congelées du compartiment 18 de congélation à la chambre 19 de sublimation, laquelle se trouve de l'autre côté de l'arête inférieure 20 de l'élément séparateur 21. l'arête 20 a une forme circulaire centrée sur l'axe 25, et se trouve à une très faible 40 distance au-dessus du brin 53 dë la courroie, cette, distance étant 70 06526 7 2032371 juste suffisante pour laisser passer, sans contact, les particules congelées qui se trouvent sur la bande transporteusee Une structure ayant la forme d'une grille, 57» est disposée le long de la face inférieure du brin supérieur 53 de 5 la bande transporteuse.) Des vibrations verticales, de très faible amplitude, peuvent être appliquées à cette structure à l'aide d'un vibreur 58 qui peut être actionné électriquement, ou par de l'air comprimé, ou de toute autre façon eela afin de transmettre les vibrations au brin 53 et aux particuleso la grille 57 10 peut, par exemple, consister en une série de tiges 59 parallèles, en acier inoxydable (figure 5), ces tiges étant disposées longi-tudinalement sous la face inférieure du brin supérieur 53 et étant reliées les unes aux autres et au vibrateur 58. Deux de ees éléments longitudinaux 59, se trouvant le long des bords op-15 posés 60 du brin supérieur de la courroie, peuvent comporter des éléments méplats 61, repliés vers le haut, formant rebords, ce qui permet d'éviter les pertes de matière par chuté au-delà des bords de la bande transporteuse0 les particules congelées 56, au fur et à mesure de 20 leur progression vers la droite (figure 2), reçoivent de la chaleur radiante qui leur est fournie progressivement, à un taux et à une température permettant à leur humidité de se sublimer (c'est-à-dire de passer directement de l'état solide à l'état de vapeur sans passer par la phase liquide, cela alors que les par-25 ticules elles-mêmes demeurent continuellement figées à l'état solide). Cette chaleur est avantageusement fournie par une série de rangées 62 de lampes 63 à infra-rouge, du type à tube de quartz» Chacune des rangées 62 peut comporter, par exemple,trois lampes de ce genre et les lampes peuvent être disposées parai— 30 lèlement et être orientées transversalement par rapport à la direction du mouvement de la bande transporteuse.l'alimentation électrique des lampes de quartz est effectuée à des voltages qui peuvent être réglés de façon à pouvoir ajuster le débit de chaleur radiante. Il est avantageux que les températures des diffé-35 rentes lampes, ou des différentes rangées de lampes, puissent être réglées séparément au moyen de commandes séparées 162, de façon que le débit de chaleur radiante tombant sur les particules congelées puisse être réglé en des endroits différents du trajet des particules, ceci pour pouvoir obtenir tous les effets de su-40 blimation désirables» les tubes de quartz peuvent être placés bad original 70 06526 8 2032371 dans des réflecteurs semi-cylindriques 64 ayant pour effet de rabattre les radiations surtout vers le "bas ; ces réflecteurs peuvent être maintenus en position fixe, à l'intérieur de ^enveloppe 11, par des supports 65 (figure 5)» les températures des 5 différentes lampes à infra-rouge sont réglées de façon telle que l'humidité des particules soit complètement sublimée avant que ces particules atteignent l'extrémité 66 de déchargement de la bande transporteuse» Ce réglage de température est, de préférence, effectué de façon telle que les particules complètement sè-10 ches arrivent à cette extrémité de déchargement en ayant une température approximativement égale à la température ambiante (soit à peu près 21°C). Une pompe à vide 67 (figure 1), fonctionnant continuellement, maintient dans les compartiments 18 et 19 une 15 pression extrêmement basse» l'aspiration de cette pompe s'effectue à la partie supérieure du cylindre 22, selon deux trajets différents (qui sont utilisés alternativement) passant par les extrémités opposées d'un tube cylindrique horizontal 68 qui est relié transversalement et tangentiellement à la paroi supérieure 20 du cylindre 22. Une découpe pratiquée à la partie inférieure du tube 68 assure la communication avec le cylindre 22. Ces deux éléments sont soudés l'un à l'autre, de façon étanche, dans cette position tangentielle. le tube 68 est relié de préférence au cylindre 22 en un endroit voisin de l'écran 21 et situé à la 25 droite de eelui-ei. les vapeurs provenant du compartiment 19 et se dirigeant vers l'extrémité gauche du tuyau 68 (figure 5) franchissent d'abord un corps de vanne tubulaire 69 comportant une vanne papillon 70 qui peut être ouverte ou fermée par une servo-com-30 mande» lorsque cette vanne est ouverte, les vapeurs s'écoulent dans une chambre 72 à l'intérieur de laquelle l'humidité est éliminée par congélation, et hors de laquelle les gaz secs sont extraits par la pompe à vide 67» ces gaz passant par une conduite 73 et par une vanne 74 (laquelle peut être actionnée par 35 un moteur électrique 75) pour atteindre un organe collecteur 76 relié à la pompe à vide„Un autre trajet d'évacuation des gaz, identique au précédent, commence à l'extrémité opposée du tube 68 et comporte une seconde Yanne papillon 77 (manoeuvrable par un moteur 78), une deuxième chambre de déshumidification et une 40 vanne 80 (commandée par un moteur 81) conduisant à l'organe 70 06526 9 2032371 collecteur 76 déjà mentionné. Chacune des chambres 72 et 79 de déshumidilication contient une structure congélatrice creuse 82 dans laquelle circule le réfrigérant provenant de la conduite 44» ceci afin que 5 cette structure 82 soit suffisamment refroidie pour retenir par congélation l'humidité provenant des gaz extraits.» La structure 82 occupe une position sensiblement verticale, et sa section va en s'amincissant vers le bas (forme "en dépouille") de sorte que la paroi horizontale 83, qui en constitue le fond, a une dimension réduite. Il résulte de cette forme en dépouille qu'un bloc de glace formée sur la structure 82 peut en tomber et être retiré par le bas de chacune des chambres 72 ou 79» en passant par une porte 84 (au fond de chacune de ces chambres), lorsqu'on a fait circuler dans la structure 82 un fluide chaud au lieu 15 d'un fluide froide La structure 82 peut comporter deux parois verticales opposées 85 et 86 convergeant vers le bas, et deux autres parois verticales opposées 87 convergeant également vers le base La structure 82 peut être renforcée intérieurement par deux séries de plaques verticales 88 et 89, parallèles et disposées en chicanes, qui sont soudées perpendiculairement à l'une 2o l'autre des parois latérales 85 et 86, les arêtes 90 de chacune de ces plaques de chicane étant espacées des parois auxquelles elles ne sont pas soudées, ceci pour réaliser un trajet sinueux (figure 7) que devra parcourir le réfrigérant provenant du tube d'entrée 91 et se dirigeant vers le tube de sortie 92. 25 Le tube d'entrée peut pénétrer verticalement vers le bas, jusqu'à un point 93 situé près du fond de la structure 82, tandis que le tube 92 peut évacuer le réfrigérant par le sommet de la structure 82, en 94« Les chambres 72 et 79 peuvent avoir une forme sen-30 siblement rectangulaire et peuvent encbr.e un certain espace qui les sépare des structures 82 qu'elles contiennent.. Elles comportent des ouvertures inférieures rectangulaires 95 fermées par des portes 84 dont l'étanchéité périphérique est assurée par des joints rectangulaires en caoutchouc 96. Les portes peuvent être 35 ouvertes vers le bas, ainsi qu'on l'a représenté en 84* sur la figure 5, et cela avantageusement au moyen de deux moteurs électriques 97 et 98. Des plateaux 99, situés sous les chambres 72 et 79 reçoivent les blocs de glace tombant des structures 82 à l'occasion d'un début de fusion. Ces plateaux sont situés sous 40 - , 70 06526 10 2032371 les portes, à une distance verticale de celles-ci (lorsqu'elles sont ouvertes), qui est au moins égale à la hauteur des chambres 72 et 79, ce qui permet au plateau de recevoir les blocs de glace sans gêner la fermeture immédiate des portes 84» 5 le réfrigérant provenant de la conduite 44 est pompé sélectivement dans les deux structures de condensation 82 au moyen d'une pompe 100 entraînée par moteur, laquelle pompe propulse le fluide au-delà d'une vanne à trois voies 101 qui est 10 actionnée électriquement. Cette vanne envoie le fluide réfrigérant soit dans une conduite 102 allant au tube d'entrée 91 de la chambre 79, soit dans une conduite 103 allant au tube d'entrée 91 de la seconde chambre 72. De façon analogue, les tubes 92 d'évacuation du réfrigérant des deux chambres 72 et 79 conduisent, 15 par les conduites 104 et 105 de la figure 1, à une vanne de commande à trois voies 106, et de là à une conduite 107 allant à la conduite 40 de retour de réfrigérant conduisant à la pompe 41o Pour le chauffage sélectif des deux structures 82, il est prévu un organe de chauffage 108 (figure 1) chauffant un 20 réfrigérant secondaire du même type que celui s'écoulant dans le passage 37 de la partie 24 de l'enveloppe 11. Ce liquide chauffé est propulsé par une pompe électrique 109 dans une conduite 110 et franchit une vanne électrique à solénoïde 111 pour atteindre une vanne 112 à trois voies qui est actionnée électriquement. La 25 vanne 112 envoie sélectivement le fluide chauffé aux conduites 104 et 105 reliées aux tubes 92 des deux chambres 72 et 79„ Le fluide chauffé quitte les deux structures 82 en passant par les conduites 102 et 103 pour atteindre une vanne sélectrice 113 à trois voies (actionnée électriquement) et atteindre de nouveau 30 l'organe de chauffage 108, en passant par une conduite de retour 114. Le remplissage permanent de l'ensemble des circuits de fluides est assuré grâce à un réservoir 115 de remplissage par gravité, ce réservoir étant situé au-dessus de toutes les parties du système de réfrigération et, bien entendu, au-dessus de la 35 partie la plus haute du passage 37 (figure 2), ce qui lui permet de fournir au système par gravité, les compléments de liquide nécessaires, cela par une conduite 215 conduisant au sommet du système de chauffage et par une conduite 216 conduisant au sommet du passage 37. 40 ies différents organes électriques, vannes de com mande, moteurs, etc.o sont actionnés, en fonction du temps , 70 06526 ii 2032371 selon une séquence prédéterminée, au moyen d'un mécanisme temporisé adéquat. A titre d'exemple, ce mécanisme peut comporter un moteur d'horlogerie électrique 116 ayant une série d'interrupteurs 117 actionnés par cames, pour commander les différents 5 organes électriques« le produit final, séché par congélation sous vide, peut être envoyé de l'extrémité droite de la bande transporteuse 52 à un récipient 13 où il s'accumule, le passage du produit de l'extrémité du convoyeur au récipient 13 se fait par une trémie 10 118, convergeant vers le bas, qui guide par gravité les particules sèches dans un élément tubulaire 14, où elles franchissent une vanne 120 (normalement ouverte) d'admission dans le récipient 13* la vanne 120 peut avoir la forme d'un élément conique s'appliquant, vers le haut, contre un siège annulaire 125» 15 l'élément 120 peut être en fer ou en tout autre métal magnétique et peut être guidé, à l'aide d'une tige de guidage 126 qui ne lui permet d'effectuer que des déplacements verticaux, cette tige étant située dans l'axe central du passage de l'élément 125 et étant montée sur un croisillon 127. Un électro-aimant ann'u-20 laire 127* , disposé autour de l'élément 14, attire, lorsqu'il est excité, l'élément 120 vers le haut, c'est-à-dire vers sa position fermée, pour permettre d'enlever le conteneur 13 sans casser le vide dans l'enoeinte 17. le conteneur peut être enlevé en desserrant une vis de fixation 128, vissée sur un étrier 129 25 dont les extrémités sont articulées sur une collerette inférieure 114 fixée à l'élément tubulaire 14 (ce montage permettant d'escamoter 1'étrier et sa vis de serrage d'en-dessous du conteneur 13)• Un anneau d'étanchéité convenable est disposé entre la collerette 114 et le récipient, ou conteneur 13, afin d'obtenir 30 l'étanchéité entre ces élémentso Pour décrire un cycle de fonctionnement de ce dispositif, on va supposer que les éléments de réfrigération et de chauffage sont tous aux températures convenables et qu'un vide poussé a été établi dans la zone de congélation 18 et dans la 35 zone de sublimation 19. On supposera d'abord que la vanne papillon 70 (figure 5) est ouverte et que la vanne 74, à la sortie de la chambre 72, est également ouverte, tandis que les vannes correspondantes 78 et 80, de la seconde chambre de déshumidification 79 sont fermées, la porte 84 de la chambre 72 étant également 40 fArmée» la pompe à vide 67 extrait alors de l'air humide de la 70 06526 12 2032371 chambre 17» par 1*intermédiaire de la chambre 72 , ce qui provoque la congélation de l*humidité sur le côté extérieur de la structure 82 qui se trouve dans la chambre 72. Pour assurer cette congélation, les vannes à trois voies 101 et 106 sont po-5 sitionnées pour que le réfrigérant traverse la pompe 100 et traverse la structure 82 qui se trouve dgns la chambre 72» le positionnement de ces vannes 101 et 106 est tel qu'elles interdisent le passage d'un quelconque réfrigérant froid dans la structure 82 qui se trouve à l'intérieur du compartiment 79. On 10 peut également supposer, pour la condition initiale, que toute la glace accumulée dans le deuxième compartiment 79, lors du précédent cycle d'opérations, à déjà été enlevée par la porte 84-, et que cette porte est fermée, la pompe 109 étant arrêtée et la vanne 111 étant fermée, ainsi que la vanne de vide 78, alors 15 que la vanne 80 est ouverte. la pompe 16 injecte un courant pulsatoire de liquide atomisé dans la chambre 18, le jet pulvérisé ayant la forme évasée précédemment décrite, et les gouttelettes pulvérisées se transforment rapidement en particules congelées, du gen-20 re flocon de neige, qui tombent ou dérivent vers le bas de la chambre 18 et arrivent sur l'extrémité située à gauche du brin supérieur 53- de la bande transporteuse 52. Cette dernière transporte les particules, par un mouvement continu vers la droite, sous les lampes à infrarouge 63 qui fournissent suffisamment 25 de chaleur pour provoquer la sublimation progressive de toute l'humidité des particules (cette humidité se transformant en vapeur sans passer par l'état liquide). les particules sont ainsi séchées progressivement tandis qu'elles sont à l'état solide, elles sont complètement séchées lorsqu'elles arrivent à l'extré-30 mité droite du convoyeur où elles sont alors déchargées dans le récipient 13. la vapeur d'eau qui se forme dans l'atmosphère, à l'intérieur de la chambre de sublimation 19 , est extraite par la pompe à vide 67, par l'intermédiaire de la chambre 72 dans 35 laquelle l'humidité est congelée sur les surfaces extérieures de la structure 82, de sorte que les gaz secs provenant de la chambre de sublimation peuvent alors passer par la conduite 73 pour être déchargés à l'atmosphère, à la sortie de la pompe 67. lorsqu'il s'est écoulé un intervalle de temps suffisant pour per-40 me^^-r0 l'accumulation d'une quantité déterminée de glace sur la 70 06526 13 2032371 structure 82 du compartiment 72, le moteur d'horlogerie 116, qui tourne continuellement, commande, par l'un de ses interrupteurs 117, le changement de position des vannes à trois voies 101 et 106 de contrôle du circuit de réfrigérante les conditions de 5 circulation du réfrigérant sont alors inversées et le réfrigérant froid est envoyé de la pompe 100 à la chambre 79, et prélevé à la sortie de celle-ci, au lieu d'être dirigé vers la chambre 72 et prélevé à la sortie de cette dernière, de sorte que la structure 82 de la chambre 79, est refroidie progressivement, tandis 10 que la glace formée sur la structure 82, à l'intérieur de la chambre 72, reste, bien entendu, assez froide pour continuer à condenser l'humidité provenant des gaz humides, même après que la circulation de réfrigérant ait été interrompue. Après que les vannes à trois voies 101 et 106 15 aient été inversées, et après que le courant de liquide réfrigérant froid, traversant la structure 82 dans la chambre 79,ait circulé pendant une durée assez longue pour assurer la diminution de température de ladite structure 82 jusqu'à une température de fonctionnement choisie (assez basse pour congeler effi-20 cacement la quasi-totalité de l'humidité de la chambre qui traverse la chambre 79), le moteur d'horlogerie 116 ouvre la vanne papillon 77 de la figure 5, de sorte que les gaz humides provenant de la chambre de sublimation principale peuvent commencer à être extraits via la vanne papillon et via la chambre 79«Après 25 cette ouverture de la vanne papillon 77, les deux vannes de commande du courant gazeux, 70 et 74, du côté opposé de l'enveloppe 11, sont fermées simultanément par un ordre provenant du moteur d'horlogerie 116, de sorte que les gaz humides, provenant de l'enveloppe 11 ne peuvent plus être évacués que par la cham-30 bre 79, dans laquelle la glace commence à s'accumuler*» L'horlogerie de commande ouvre ensuite la vanne magnétique 111 et fait démarrer la pompe 109, pour que le fluide chaud provenant de l'élément de chauffage 108 commence à s'écouler par la vanne à trois voies 112 et par la ligne 104 à 35 l'intérieur de la structure 82 de la chambre 72, ce qui a pour effet de fondre partiellement la glace qui s(est accumulée sur cette structure 82, le fluide chauffé sortant de cette structure par la conduite 103 et par la vanne 113 à trois voies,retournant à l'élément de chauffage par la conduite 114. Les vannes 112 et 40 113 peuvent être déjà convenablement positionnées pour diriger 06526 m 2032371 le fluide chauffé vers la chambre 72, et non pas vers la chambre 79. Lorsque le -fluide chauffé a traversé la structure 82 de la chambre 72 pendant une courte durée, la glace déposée sur la structure 82 (qui présente une certaine dépouille) aura fondu au voisinage des parois de la structure 82 et tombera de cette dernière. A peu près au moment où cette glace tombe, le moteur d'horlogerie 116 ouvre momentanément une vanne électrique 116' de communication avec l'atmosphère (figure 1) pour faire disparaître le vide de la chambre 72, et actionne ensuite le moteur 97 (figure 5) pour ouvrir la porte 84 située à la base de la chambre 72, de sorte que le bloc de glace peut tomber, en franchissant cette porte, sur le plateau 99 où il occupe une position autorisant le débattement de la porte et, par conséquent, la fermeture de celle-ci. Comme les extrémités supérieures des parois 85, 86 et 87 de la structure 82 sont raccordées directement à la paroi horizontale supérieure de la chambre 72, le bloc de glace peut tomber très librement de la structure 82, même si la fusion n'est que très partielle. Dès qu'un intervalle de temps prédéterminé s'est écoulé (intervalle de temps assez long pour assurer une fusion suffisante de la glace, pour que celle-ci tombe hors de la chambre 72), le.système temporisé 116 commande la fermeture de la porte 84 de la chambre 72, l'arrêt de la pompe 109, et la fermeture de la vanne 111 à solénoïde, et commande ensuite l'ouverture de la vanne de vide 74 pour que commence la diminution de pression dans la chambre 72. Les vannes à trois voies 112 à 113 de fluide chaud peuvent également être inversées à cet instant, par le système temporisé, pour être dans une position permettant le passage du fluide chauffé dans la chambre 79, bien que le fluide ne soit pas réellement amené, à cet instant, aux vannes à trois voies<> Lorsque l'appareil a été dans cet état assez lon-temps pour qu'une quantité de glace prédéterminée soit accumulée dans la chambre 79 (et en supposant que la pression dans la chambre 79 ait déjà été ramenée à une valeur correspondant aux conditions de vide régnant dans la chambre de sublimation elle-même), les vannes à trois voies 101 et 106 de commande du circuit de réfrigérant sont ramenées à leur position initiale par le système de commande temporisé, pour que le réfrigérant froid soit admis ^e nouveau dans la chambre 72 plutôt que dans la 70 06526 i5 2032371 ohambre 79» lorsque la température de la structure 82 de la chambre 72 a atteint une valeur choisie, correspondant à la température normale de congélation de l'humidité, la vanne papillon 70 est ouverte par le système temporisé pour que l'écoule-5 ment des gaz humides commence à s'effectuer dans le dispositif 72 de séchage des gaz, et les deux vannes 77, 80 de commande du circuit de gaz - qui sont situées sur le côté opposé de l'enveloppe 11 - sont alors fermées pour arrêter l'écoulement de gaz humides dans la chambre 79o Après quoi, le système temporisé 116 Xo ouvre la vanne 111 à solénolde et provoque la mise en route de la pompe 109 qui envoie du fluide chauffé dans la structure 82 de la chambre 79® le système temporisé 116 commande ensuite l'ouverture d'une vanne 119* de.communication avec l'atmosphère (sur la chambre 79), ainsi que l'ouverture de la porte au fond de cette chambre, lorsque s'est écoulé l'intervalle de temps convenable 15 pour que la glace soit suffisamment fondue pour tomber sur le plateau 99. lorsque la porte est restée ouverte assez longtemps pour assurer la chute de la glace sur le plateau, le système temporisé commande la fermeture de cette porte, puis la vanne 80 est ouverte afin de créer le vide dans la chambre 79. l'ensemble 2o du système se trouve alors de nouveau dans la condition initiale déjà décrite, prêt pour un nouveau cycle. la séparation 21 empêche la transmission d'une quantité excessive de chaleur entre la chambre de sublimation 19 et la chambre de congélation 18 , cette séparation empêche éga-25 lement l'établissement d'une turbulence à l'intérieur de l'enveloppe 11, turbulence qui pourrait résulter de courants de convection de vapeur, ou d'air, que les températures différentes régnant dans l'enceinte 11, pourraient avoir tendance à provoquer» Par exemple, la séparation 21 s'oppose à l'établissement ^0 de tout courant important de convection. de vapeur ou gaz, chauffé dans la chambre 19, tendant à monter dans la chambre de congélation 18 ; cette séparation 21 empêche également l'établissement de courants d'air froid excessifs descendant dans la chambre de congélation 18 et tendant à se diriger vers la chambre de 35 sublimation 19 qui est située plus bas» Pour obtenir ce résultat il est souhaitable que 1'intervalle par lequel les chambres 18 et 19 communiquent entre elles, intervalle situé sous l'arête inférieure de la séparation 21 soit aussi étroit que possible tout en autorisant le passage, sans restriction, des particules 70 06526 16 2032371 56 allant d'une chambre à l'autre,sur le convoyeur 52, et tout en permettant cependant une certaine communication entre les atmosphères des deux chambres et, par conséquent, le maintien d'une condition de vide poussé dans celles-ci. Pour obtenir les 5 meilleurs résultats, l'intervalle compris entre le convoyeur et l'arête inférieure de la séparation 21 sera avantageusement très petit par rapport aux dimensions des deux chambres 18 et 19 que cet intervalle relie entre elles. Autrement dit, la dimension horizontale maximale de la chambre 18, la dimension horizontale 10 maximale de la chambre 19, et si possible aussi la dimension verticale maximale de la chambre 19, devraient être plusieurs fois, égales à la hauteur de l'intervalle compris entre l'arête 20 et le convoyeur 52, le faeteur de multiplication était si possible élevé, ceci pour obtenir les meilleurs résultats. Quant 3_5 aux dimensions réelles, il est souhaitable que, dans de nombreux cas, l'intervalle ne soit pas supérieur à environ 38 mm et même pour obtenir les meilleurs résultats, ne dépasse pas 19 mm environ. Pour éviter 1'échauffement excessif du convoyeur 20 53 par les lampes 63, le convoyeur peut être constitué d'un matériau transparent au rayonnement infrarouge (et par conséquent incapable d'absorber ce rayonnement). A cette fin, la bande transporteuse peut être constituée d'un Nylon ayant de telles caractéristiques, de sorte que les rayons infrarouge passant 25 entre les particules 56, sans en rencontrer aucune, puissent traverser la bande de ïïylon sans être absorbés par celle-ci et, par'conséquent, sans l'échauffer sensiblement. Pendant le fonctionnement du dispositif, la vanne 120 d'évacuation du produit est normalement dans sa position in-30 fér-ieure correspondant à l'ouverture, qui permet aux particules sèches de tomber au-delà de la vanne 120 dans le conteneur 13, dans lequel le vide est entretenu, lorsque le conteneur 13, est à peu près plein, un opérateur peut fermer la vanne 120 en excitant 1'électro-aimant 127, et admettre ensuite, dans le conte-35 neur 13, de l'azote provenant d'un réservoir d'alimentation sous pression 130, par l'intermédiaire de deux vannes à commande manuelle 131 et 132. Le conteneur 13 est ensuite enlevé puis remplacé par un conteneur semblable, après quoi le vide est établi dans ce nouveau conteneur au moyen de la pompe à vide précédem-4,0 mant mentionnée et par l'intermédiaire de la vanne 132 et d'une BAD ORIGINAL 70 06526 2032371 autre vanne 133 (après fermeture de la vanne 131)• lorsque le vide dans le nouveau conteneur est aussi poussé que celui régnant dans la chambre principale 17, la vanne 120 peut être ouverte pour remettre le dispositif en mesure de déverser des 5 particules séchées dans le conteneur, et de transférer dans ce conteneur toutes les particules qui auraient pu s'accumuler dans la trémie 118 pendant les opérations de changement de conteneur. Ainsi le dispositif peut fonctionner de façon continue, même pendant les périodes durant lesquelles le conteneur 13 est vidé 10 ou remplacée Le fait que les lampes, ou rangées de lampes à infrarouge 63, puissent être régulées en température, individuellement et différemment, permet au processus de séchage d'être contrôlé avec une grande précision de sorte que l'on peut at-15 teindre, en chaque point du trajet des particules, la vitesse maximale possible de séchage sans brulure, et minimiser ainsi le temps de séchage nécessaire» On notera également que la disposition, précédemment mentionnée, desdifférentes lampes oblongues 63 (et, par conséquent, la disposition de leurs filaments et des 20 réflecteurs 64), transversale par rapport à la direction du mouvement du convoyeur 52 et des particules en cours de séchage, disposition transversale jointe au fait que les lampes sont réparties sur une distance au moins égale - sinon supérieure - à la largeur du convoyeur, empêche la formation de "points chauds" 25 qui pourraient s'établir si les lampes étaient orientées longi-tudinalement par rapport au convoyeuro Chacune des lampes transversales apporte ainsi exactement une même quantité de chaleur à la totalité des particules qui se trouvent sur le convoyeur, et cela quelle que soit la position des particules sur ce convoyeur 30 (au centre, ou près des bords, ou en quelque point intermédiaire). D'un autre côté une oriehtation longitudinale des lampes tendrait à créer des lignes de maxima de température sur la longueur du convoyeur, ce qui tendrait à brûler les particules voyageant le long de ces lignes® 35 II est bien entendu que l'exemple ci-dessus n'est nullement limitatif et que l'on pourrait effectuer des modifications de détail, ou recourir à des moyens équivalents, sans sortir pour autant du domaine de la présente invention. 06526 2032371 REVENDICATIONS lo Dispositif de déshydratation par congélation sous vide, comprenant une chambre maintenue sous vide, caractérisé en ce que cette chambre comporte deux zones dont les atmosphères communiquent, à savoir une zone de congélation et une zone chauffée de sublimation, et en ce qu'il comporte des moyens pour pulvériser un liquide, dans ladite zone de congélation de façon à convertir les gouttelettes du jet de pulvérisation en particules congelées, et en ce qu'il comporte un convoyeur disposé dans ladite chambre pour recevoir lesdites particules et les faire progresser dans ladite zone chauffée de sublimation à une vitesse permettant auxdites particules d'être déshydratées tout en restant congelées, et enfin, en ce que la plupart desdites particules, après avoir été pulvérisées dans la chambre, tombent directement, à l'état solide, sur ledit convoyeur sans rencontrer auparavant une quelconque surface de ladite chambre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de pulvérisation produisent un jet dont la forme varie périodiquement» 3. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe à vide pour extraire les vapeurs de ladite chambre et les transférer à une chambre de déshumidification dans laquelle les dites vapeurs sont condensées et hors de laquelle lesdites vapeurs condensées peuvent être extraites. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chambre comporte une partie dont la dimension principale est horizontale, cette partie contenant ladite zone de sublimation et le convoyeur, et en ce que ladite chambre comporte ufte partie dont la dimension principale est verticale, cette partie contenant ladite zone de congélation et comportant une paroi réfrigérée» 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un écran, fixé à la base de ladite partie verticale de ladite chambre, et en ce que cet écran pénètre verticalement dans ladite'partie horizontale, jusqu'à proximité dudit convoyeur» 6» Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de pulvérisation pulvérisent le 06526 w 2032371 liquide sous la forme d'un jet s'évasant vers le "bas, et en ce que ladite chambre comporte une paroi, entourant ladite zone de congélation, dont la dimension horizontale augmente progressivement en allant du haut vers le bas. 7o Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite forme du jet de liquide pulvérisé varie périodiquement. 8. Dispositif de déshydratation par congélation sous vide comprenant une chambre de vide et caractérisé en ce que cette chambre de vide comporte une zone de congélation et une zone chauffée de sublimation dont les atmosphères communiquent, ainsi que des moyens pour pulvériser un liquide dans ladite zone de congélation pour convertir le liquide en particules congelées, et un convoyeur pour faire progresser lesdites particules dans ladite zone de sublimation chauffée, pour que ces particules soient desséchées tout en conservant l'état solide, ce dispositif comportant en outre une conduite de vide, reliée à ladite zone de sublimation, pour extraire les gaz et vapeurs de ladite zone de sublimation sans que les gaz et vapeurs quittant cette zone de sublimation s'écoulent par ladite zone de congélation. 9. Dispositif de déshydratation par congélation comprenant une chambre dans laquelle un produit est desséché alors qu'il est congelé, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour extraire les gaz humides de ladite chambre et pour les transporter en un endroit où l'humidité de ces gaz est éliminée, et en ce qu'il comporte des moyens de fermeture de la communication entre ladite chambre et ledit endroit d'élimination de l'humidité. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte, audit endroit, une chambre de dés-humidification comportant des moyens de réfrigération pour congeler l'humidité et la séparer ainsi des gaz extraits0 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce-que lesdits moyens de réfrigération comportent une structure sur laquelle l'humidité est congelée, et en ce que cette structure a une forme en dépouille permettant d'enlever, sous forme de bloc la glace formée. 12. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comporte une porte 70 06526 20 2032371 par laquelle la glace peut être retirée de ladite chambre de déshumidification, cette porte étant.ouverte automatiquement lors de l'accumulation d'un bloc de glace. 13. Dispositif selon l'une quelconque des reven-5 dications 10 à 12 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de chauffage de ladite humidité congelée, pour détacher cette dernière de ladite chambre de déshumidification. 14. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte deux trajets différents pour l'extrac- 10 tion des gaz humides de ladite chambre, chacun de ces trajets comportant des moyens de déshumidification des gaz extraits ainsi que des moyens pour interrompre le courant de gaz et pour retirer l'humidité extraite des gaz pendant-que l'extraction des gaz se poursuit par l'autre trajet. 15 15. Dispositif de déshydratation par congélation sous vide comportant une chambre de vide, caractérisé en ce que cette chambre comporte un convoyeur déplaçant les particules congelées le long d'un trajet de séchage, et une pluralité d'éléments chauffant par radiation, disposés en différents endroits 20 dudit trajet et transversalement à celui-ci, certains de ces éléments étant à des températures différentes. 16. Dispositif comportant une chambre de vide, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déshydrater des particules congelées dans ladite chambre, un passage de sortie 25 pour lesdites particules, une vanne de fermeture étanche au vide, disposée sur ledit passage pour interrompre le courant de particules le traversant pour aller dans un récipient, des moyens pour extraire des gaz du côté aval de ladite vanne, et des moyens électromagnétiques comportant un enroulement positionné 30 près de ladite vanne pour l'actionner magnétiquement.