Brevet FR2376373A1 — publié le 19780728

L'invention concerne un appareillage perfectionné pour l'humi- dification de milieux en général. Plus précisément l'invention concerne un appareillage d'humidification de milieux destiné à servir au conditionnement de l'atmosphère de milieux de conservation de denrées alimentaires ou de produits végétaux en général. I1 est bien connu des spécialistes que le problème de l'humidification de milieux de conservation de denrées alimentaires, spécialement quand ces milieux sont réfrigérés, n'a été qu'en partie résolu, surtout pour les cas où il faut que le milieu ait une humidité relative de l'ordre de 85 à 95 %. En fait, les appareillages mis à la disposition de l'industrie à cet effet sont pratiquement de deux types a) les humidificateurs constitués par de petits générateurs de vapeur d'eau par chauffage, b) les humidificateurs basés sur l'atomisation de l'eau à la température ambiante (type aérosol). Le premier type s'adapte mal à l'humidification des milieux réfrigérés étant donné qu'à cause de la dénivellation entre a température de la vapeur (plus de 1000C) et la température du milieu (environ Onc), il se produit une condensation quasi-instantanée de la vapeur dans le milieu réfrigéré. Cela donne lieu à une chute de gouttes d'eau sur les produits1 sans augmenter réellement, en fait, l'hu- midité relative du milieu. La formation d'une pellicule d'eau sur les produits crée les conditions d'altération de ceux-ci par moisissures, putréfaction etc. En outre, on observe l'aspect négatif de la variation de la température du milieu, due à la fourniture de calories résultant de l'introduction de la vapeur. L'usage du deuxième type d'appareillages ne donne pas la possibilité d'une distribution homogène de l'humidité relative, étant donné le volume assez notable des milieux de conservation. En fait, l'eau, même assez fortement atomisée, n'est jamais sous forme de vapeur véritabie et pendant la distribution dans le milieu, assurée par des ventilateurs, les petites gouttes se réunissent, tombant sur les produits au voisinage de l'humidificateur avant de pouvoir bien se distribuer dans le milieu. Les conséquences sont donc analogues à celles que donne l'utilisation de générateurs de vapeur, c'est-à-dire qu'elles sont négatives aux fins-de la conservation. En outre, dans les applications industrielles, l'eau utilisée, provenant d'un puits ou d'un aqueduc, a toujours une dureté assez élevée (de 15 à 35 degrés français) de sorte qu'il se produit des incrustations notables de calcaire aussi bien dans les générateurs de vapeur que dans les atomiseurs. Cela réduit graduellement les rendements, ou conduit même, par l'occlusion des buses, à l'arrêt complet des appareillages. On a fait connaitre ces dernières années des recherches sur la possibilité d'atomisation de l'eau au moyen de cristaux de quartz qui, excités par un courant électrique à haute fréquence (par exemple de 1,7 MHz) entrent en vibration et fractionnent la masse d'eau dans laquelle ils sont plongés, en gouttes microscopiques de masse infinitésimale, très proche de celle de la vapeur surchauffée. Ce procédé offre la possibilité d'obtenir pratiquement de la vapeur d'eau à la température ambiante, en éliminant quasi-totalement le phénomène de condensation dû à la dénivellation de température et permettant donc de distribuer la vapeur de façon homogène dans le milieu de conservation en augmentant réellement llhumidité relative du milieu. Les applications de ce principe, par ailleurs très valable, sont restées jusqu'ici limitées à des appareillages sanitaires et de laboratoire utilisant de l'ealdistillée. En effet, dans ce cas, 1' alimentation en eau de puits ou d'aqueduc contenant du calcaire n'est pas acceptable étant donné que k dépôt de calcaire sur les cristaux de quartz augmente rapidement leur masse, bloquant le procédé. Pour une application industrielle de ce principe, d'autre part, il n'est pas possible de penser à l'alimentation en eau distillée étant donné les quantités d'eau qu'il faut évaporer et qui sont en rapport avec les milliers de mètres cubes des milieux à conditionner. Le problème de l'adaptation à l'usage industriel lié à l'atomisation de grandes quantités d'eau, des appareillages à cristaux de quartz excités par un courant électrique à haute fréquence, est abordé et résolu par l'invention qui fournit le moyen d'utiliser, avec les appareillages susdits, des eaux de puits et d'aqueduc même très dures. L'invention est basee sur cette observation que le dépôt dans les eaux de sels constitués par le bicarbonate de calcium et de magnésium et par des chlorures et sulfates de ces métaux est toujours dû à 1' augmentation de la concentration des sels déterminée par l'évaporation de l'eau qui se trouve dans les évaporateurs ; évidemment, si l'on maintient par contre constante la concentration de ces sels dans la masse de l'eau dans laquelle sont plongés les cristaux de quartz, on évite la précipitation des sels. la1 invention prévoit précisément de maintenir constante la concentration des sels en alimentant l'appareillage d'atomisation par de l'eau courante en quantité proportionnelle à celle qui est atomisée. Plus précisément, l'invention propose un appareillage caractérisé par des moyens permettant, dans un récipient approprié, d'atomiser, avec des cristaux de quartz excités par un courant électrique à haute fréquence, de l'eau courante amenée au récipient en quantité proportionnelle à celle qu'il s'agit d'atomiser, des moyens étant prévus pour mélanger l'eau atomisée à de l'air et pour distribuer l'air humide ainsi formé dans le milieu à humidifier. On décrira maintenant l'invention plus en détail à propos du dessin annexé qui représente, purement à titre d'exemple, un schéma actuellement préféré de l'appareillage d'humidification perfectionné. Cet appareillage comprend avant tout un grand récipient 1 dont le fond est rempli d'eau 2 et dont le sommet se termine par une embouchure de distribution 3. Sur la base du récipient 1 sont montés deux cristaux de quartz 4 et 5 reliés par des lignes électriques 6 et 7 au générateur de courant à haute fréquence 8. Au centre du récipient 1 est monté, sur la base de celui-ci, un détecteur électrique de niveau 9 conçu pour arrêter le fonctionnement de l'appareil si le niveau de l'eau 2 descendait en dessous d'une hauteur minimale prescrite, en mettant en action un avertisseur acoustique ou lumineux 10 relié au détecteur par la ligne 11. A une hauteur appropriée au dessus du fond du récipient débouche à l'intérieur de celui-ci, par une paroi latérale, un conduit 12 d'alimentation réglée en eau, muni d'un robinet de réglage 13 tandis qu'au fond du récipient est prévu un trop-plein 14 qui en traverse la base et détermine le niveau constant de l'eau 2 dans le récipient 1 et dont la distance fixe de la surface libre aux cristaux de quartz 4 et 5. A la paroi du récipient, construit en forme de diffuseur, est appliqué un ventilateur centrifuge 15 qui introduit de l'air en direction tangentielle à la paroi initialement cylindrique du récipient de manière à créer un courant à tourbillon ascensionnel qui entraîne l'eau atomisée par la vibration dans l'eau 2 des cristaux de quartz 4 et 5 et l'introduit dans le milieu à humidifier, par exemple une chambre froide de conservation de produits agricoles ou alimentaires, à travers l'embouchure de distribution 3 du récipient. Le fonctionnement de l'appareillage estlrès simple : le robinet 13 étant ouvert, l'introduction-de l'eau du conduit 12 est réglée de manière à en maintenir le niveau constant dans le fond du récipient 1, le courant est fourni au générateur à haute fréquence 8 qui excite les cristaux de quartz 4 et 5 ; immédiatement sont engendrées, sur les cristaux, des microgouttes d'eau atomisée qui se mélangent à 1' air introduit par le ventilateur 15 mis en action en même temps que le générateur à haute fréquence 8. Le mélange d'air et de vapeur d' eau ainsi obtenu (étant donné que l'ensemble des microgouttes atomisées dispersées dans l'air peut être assimilé à de la vapeur) est poussé à travers l'embouchure 3 dans le milieu à humidifier. On notera que dans le cas d'installations industrielles pour la conservation de produits agricoles ou similaires, le générateur de courant à haute fréquence 8 et les appareillages électriques de sécurité et d'alarme 10 sont placés hors du milieu de conservation tandis que le bloc formé par le récipient contenant les cristaux de quartz et par le ventilateur 15 est placé directement dans le milieu de conservation et est relié électriquement au générateur et aux appareillages de sécurité et d-'alarme. I1 est entendu que l'on pourra concevoir d'autres modes d'exécution pratiques de l'invention qui est applicable non seulement dans le cas - particulièrement mentionné - de l'humidification d'installations pour la conservation de produits agricoles ou de produits alimentaires en général, mais dans tous les cas oû il faut humidifier des milieux industriels, en particulier des milieux réfrigérés. Les variantes possibles et aussi les modifications de l'appareillage décrit ci-dessus rentrent naturellement dans le cadre de l'invention. REYENDICXTIONS 1. Appareillage pour l'humidification de milieux, spécialement de milieux industriels, caractérisé par des moyens permettant, dans un récipient approprié, d'atomiser, avec des cristaux de quartz excités par un courant électrique à haute fréquence, de l'eau courante amenée au récipient en quantité proportionnelle à celle qu'il s'agit d'atomiser, des moyens étant prévus pour melanger l'eau atomisée à de l'air et pour distribuer l'air humide ainsi formé dans le milieu à humidifier. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend : un grand récipient à base cylindrique construit en forme de diffuseur et se terminant dans le haut par une embouchure de distribution ; des cristaux de quartz appliqués à la base du récipient ; un générateur de courant à haute fréquence placé hors du récipient et relié par des lignes électriques aux cristaux de quartz pour en effectuer l'excitation ; un détecteur électrique de niveau au centre du fond du récipient ; des moyens d'alarme et d'arrêt de l'appareillage, placés à l'extérieur du récipient et reliés au détecteur de niveau par des lignes électriques ; un conduit d'alimentation en eau qui distribue l'eau dans le récipient par une paroi latérale de celui-ci et qui est muni, à l'extérieur de celui-ci, d'un robinet de réglage ; un trop-plein au fond du récipient ; et un ventilateur centrifuge extérieur au récipient et conçu pour introduire de l'air dans celui-ci par une paroi de manière à créer un mouvement tourbillonnant ascensionnel au dessus du niveau de l'eau. 3. Installation de conservation de produits agricoles et/ou alimentaires en général, caractérisée par le fait qu'elle comprend un appareillage d'humidification selon la revendication 1 ou 2, dont le récipient et le ventilateur sont placés à l'intérieur du milieu à humidifier tandis que les appareillages d'alarme et de sécurité et le générateur de courant électrique à haute fréquence sont placés hors du milieu. 4. Procédé pour l'humidification de milieux industriels et en particulier de milieux d'installations de conservation de produits agricoles et/ou alimentaires, caractérisé par le fait que l'on atomise, au moyen de cristaux de quartz excités par un courant électrique à haute fréquence, de l'eau courante amenée en proportion de l'eau atomisée.