Brevet FR2378577A1 — publié le 19780825

La présente invention concerne le lavage d'articles solides divers et, en particulier, des procéda et des appareils pour le lavage de fruits et de légumes. I1 est bien connu que ltéquipement de lavage spécialisé a fait des progrès sensibles et l'objet d'une vaste diffusion. Toutefois, on ne peut pas en dire autant en ce qui concerne le -lavage de fruits et de légumes. Il suffit pour sten rendre compte de voir le nombre de machines & laver le linge ou à laver la vaisselle existant dans les ménages oomparé å celui plus exigu des machines à laver les légumes, bien qu'il soit manifeste que l'exigence de laver les légumes n'est pas moins ressentie ni moins contraignante que dtautres, plus satisfaites. Cette situation s'explique par le fonctionnement peu satisfaisant du matériel proposé. La cause de ce manque de succès technique n'est toutefois pas imputable à un manque d'efforts de la part des chercheurs et des industriels - le nombre de brevets demandés et delivrés ainsi que la diversité des dispositifs imaginés en témoigne - mais plutôt aux difficultés effectives posées par ce problèma et liées aux nécessités pratiques des usagers. Les difficultés majeures, purement techniques, proviennent de la nature différente des produits 9 laver: depuis les fraises, très délicates, jusqu'd la salade, plus compliquée, en passant par les pommes de terre et les carottes lesquel7es, si eAles arrivent directement du jardin, sont chargées de terre, très difficile & enlever.Ceci est encore compliqué par les exigences des usagers potentiels, c'est-à-dire toutes les ménagères, habituées à faire laver les fruits dans des coupes pleines d'eau servies à table et à laver la salade sous l'eau du robinet, et par conséquent peu disposées à payer pour un lave-légumes un prix comparable à celui d'un lave-vaisselle. Bn outre, une autre limitation est constituée par l'impératif de ne pas utiliser de détergents et de ne pas chauffer liteau et tandis qu'une agitation violente des objets, comme dans une machine à laver le linge, serait souvent souhaitable, elle aurait pour conséquence de détériorer les produits les plus délicats.Par conséquent, toutes les machines ou matériel de lavage, bien que différents par la forme extérieure et intérieure et par les aménagements introduits, se basent tous sur l'immersion des articles à laver dans un récipient plein de liquide, notamment de l'eau, et sur la génération de jets et de courants dans oe même liquide qui atteignent les produits å laver. Il n'est pas possible de fouetter directement les légumes avec un jet, comme l'on fait généralement pour le lavage des voitures, car certaines espèces risqueraient d'etre abimees. Toutefois, on peut constater qu'un jet d'eau cui atteint une surface å laver immergée dans liteau est relativement peu efficace et que, de toute façon, il a un pouvoir détereent uniquement là où il atteint directement la surface & nettoyer, les turbulences et les courants secondaires n'apportant pratiquement aucune contribution au lavage. Par conséquent, les recherches et les perfectionnements ont presque exclusivement porté sur le problème de répartir les jets et la charge des objets à laver, de telle sorte que toute la surface à nettoyer puisse, si possible, être directement atteinte par ) es jets au moins pendant un certain temps, en ayant meme recours, pour ce faire, à une mise en mouvement des produits soumis au lavage.Malgré les efforts et les idées originales, il n'etait pas possible de poursuivre dans cette voie au delà de limites plutôt restreintes, étant donné que les parties internes, par exemple de la salade, ne pouvaient jamais etre atteintes directement par les jets. D'autre part, dans les rares cas où, grâce aux systèmes actuels, on parvient å des bons résultats, la consommation en eau et en énergie se révèle excessive. Cette analyse concise de la situation dans ce secteur d'activité et de ses causes porte à la conclusion que pour relancer l'utilisation de machines, å usage domestique et industriel, pour le lavage de fruits5 légumes et objets divers, il est necessaire de trouver et de développer des nouveaux principes de lavage. Le but général de l'ìnvention est par conséquent celui d'éliminer les empechements et les limitations qui s'opposent à une acceptation généralisée de machines dans ce secteur, en définissant un procéda de lavage nouveau, ou de toute façon qui n'est pas encore adopté dans le secteur, pouvant être appliqué en particulier au lavage des fruits et des légumes, et qui puisse se révéler plus efficace et plus avantageux que les précédents. Un autre but de l'invention est celui de surmonter les difficultés techniques pour réaliser une machine pour laver les fruits etc. mettant en oeuvre le nouveau procédé. Un autre but particulier de l'invention est de réaliser une machine du type déjà indiqué, qui puisse se révéler sensiblement plus efficaces plus avantageuse et consommant moins que les machines analogues de la technique précédente. Ces buts sont atteints par un procédé de lavage, notamment pour fruits et légumes, selon l'invention, caractérisé par le fait qu'il consiste à plonger les articles à nettoyer dans un liquide d'immersion et à atteindre ces mêmes articles avec un fluide de nettoyage d'un poids spécifique différent de celui du liquide d'immersion et non soluble dans celui-cis en produisant une agitation et un brassage des deux phases sur les surfaces à laver. Les caractéristiques et avantages de l'invention, ainsi que ses principes de base, seront mieux compris à l'aide de la description détaillée qui va suivre de quelques formes de réalisation données ici à titre indicatif, mais nullement limitatif, en regard du dessin annexé dans lequel, d'une manière très schématique: La fig. 1 montre un appareil expérimental pour observer l'effet détergent d'un jet de fluide sur une paroi immergée dans un liquide:: Les figures 2 et 3 montrent les résultats visualisés obtenus au cours de deux essais respectifs avec l'appareil de la figure 1 tourné de 90e3 La figure 4 montre une vue en coupe et en élévation d'une machine & laver les légumes selon l'invention; Les figures 5 et 6 montrent, dans la même représentation, deux variantes de la machine de la figure 4. L'appareil expérimental représenté sur la figure 1 comprend un récipient cylindrique à axe vertical rempli de liquide, notamment de l'eau, jusque la ligne de niveau 2, et une buse d'injeotion 3 appliquée suivant un axe vertical sur le bord inférieur du récipient 1 pour pouvoir lancer un jet vers le haut capable de lécher l'intérieur de la paroi.La buse 3 est alimentée avec un fluide de brassage ou de nettoyage a travers un tuyau 4 relié b une source de fluide symbolisée par la flèche 5. Âfin de pouvoir observer et évaluer le pouvoir détergent ou détachant de différentes combinaisons du liquide d'immersion êt du fluide de nettoyage, un large portion de la paroi a été recouverue avec une couche artificielle de saleté standard, constituée par une pellicule adhérente de farine de blé. après un court temps d'action d'un jet dans un milieu immergé, on peut voir et constater dans quelle mesure la pellicule de saleté artificielle a été intéressée par le jet. Sans rentrer dans les détails expérimentaux et dans les données relevées, on peut dégager les résultats qualitatifs atteints dans les conditions les plus intéressantes au point de vue industriel, en prenant comme référence un jet normal d'eau dans de l'eau. La figure 2 montre juatement l'aspect caractéristique d'une paroi traitée dans les conditions de référence: par 6 on indique la couche de saleté artificielle et par 7 une traînée, bande ou trace d'un jet d'eau venant lécher la paroi et sur laquelle la couche de saleté a été enlevée. Par contre, la figure 3 montre une trace d'enlèvement surprenante, indiquée par 7', obtenue en envoyant comme fluide de nettoyage, non pas de l'eau comme précédemment, mais un flux d'air comprimé que l'on fait gargouiller le long de la paroi immergée dans l'eau. Comme on peut le constater, la surface atteinte est beaucoup plus grandet même de trois ou quatre fois, et ceci m8me Si la consommation en énergie requise par l'introduction de l'air se révèle moindre. Bn effet, le jet d'eau a une action limitée qui augmente faiblement avec l'accroissement de la pression (qui a pour effet d'augmenter presgue uniquement la turbulence, oe qui, comme on l'a déjà dit, se révèle 4 inutile pour le lavage), tandis que l'efficacité de l'air ne diminue pas avec la hauteur car la force ascentionnelle de l'air est suffisante å maintenir l'effet de détachement. Avant de passer à l'application des phénomènes observés, pour mieux évaluer les avantages possibles et pour se rapprocher le plus possible des conditions optimales, on a cherché leur explication théorique, laquelle est résumée ei-après. L'adhBrence des particules de saleté met en jeu des forces superficielles, dites 4salement de Van der Waals, qu'il n'est pas facile de vaincre si ce n'est Qu'en interférant entre les corps en contact. Sn effet, la physico-chimie du lavage, avec des savons et des détergents se base sur le fait d'éliminer, sur une surface b nettoyer, les couches moléculaires d'air absorbé dont l'eau empêche en général le développement en tendant au contraire & les comprimer avec sa force de tension superficielle. Les tensio-actifs agissent dans le sens de réduire la tension superficielle, de sorte que les bulles microscopiques d'air se gonflent et repoussent les particules de saleté superficielles. En outre, od l'air est éliminé, l'eau peut pénétrer entre la couche de saleté et la paroi en réduisant les forces d'attraction et agissant comme un levier.Or, les bulles d'air dans l'eau agissent physiquement d'une manière aimilaire aux détergents, car elles interrompent la oouche pelliculaire limite d'eau qui comprime les bulles microscopiques d'air en favorisant la désaération et par conséquent le mouillage successif de la surface, ce qui permet de désincruster les particules qui adhèrent sur celle-ci. Les bulles d'air, en courant sur la surface, engendrent d'une manière macroscopique une succession d'ondes liquides qui atteignent directement avec une énergie cinétique les particules, lesdites bulles brisant la couche limite qui, dans la version avec jets d'eau dans l'bausprorbb au contraire les particules de saleté en les enveloppant. Cet effet désincrustant des bulles d'air est du reste bien connu dans les phénomènes d'abrasion par cavitation. On peut donc facilement déduire de ceci que le meme processus se déroule lorsque, à la place de l'air, on envoie des liquides particuliers, non solubles dans l'eau et ne mouillant pas la surface à laver, car sous une goutte d'un tel liquide le voile adhérent d'eau se brisera en gouttes microscopiques en favorisant l'élimination de l'air, comme déjà dit. Un autre avantage du jet d'air réside dans le fait que les bulles d'air, entrainées par la turbulence, peuvent atteindre même des interstioeè profonds et les zones mortes, par exemple entre les feuilles de salade qui ne peuvent en aucune façon être atteintes par un jet d'eau. D'autre part, les dimensions des bulles d'air produites dans l'eau ne sont pas limitatives, ce qui permet une grande liberté dans la formation du jet. Il est par conséquent évident que le procédé de lavage selon l'invention se révèle entièrement nouveau et différent de celui des machines à laver les légumes de la technique précédente et également de celui de toutes les autres machines à laver connues. Les figures 4 5 et 6 montrent la manière dont les principes de la nouvelle méthode de lavage ont été appliqués à une machine à laver des produits-tels que les légumes. Ainsi, la référence 11 indique un récipient, 12 le niveau de l'eau, 13 les buses d'injection d'air, 15 une source d'air qui peut être aidée par une pompe à air 16 et par un collecteur-distributeur 16'. Concentriquement par rapport au récipient 11, et avec les parois un peu éloignées de celui-ci, est inséré un panier 20, de préférence en treillis métallique, destiné à contenir les produits à laver, opportunement séparés des buses, de manière à permettre un certain brassage ou homogénéité entre l'eau et l'air avant qu'ils n'atteignent les produits eux-mêmes. Une caractéristique de la forme de réalisation de la figure 4 réside dans la répartition des buses sur toute la partie inférieure du récipient, aussi bien sur le fond que sur la paroi latérale, lesquelles peuvent, si l'on veut, faire l'objet d'un réglage individuel et différentiel de maniere à obtenir une répartition optimale de l'air injecté. De plus, chaque buse 13 est desservie par son propre tuyau d'alimentation 14. La forme d'exécution de la figure 5 se différencie de la précédente par la manière dont est obtenue la distribution des buses. Entre le fond du récipient 11 et du panier 20 est interposé un diaphragme ou écran en tôle 18 sur lequel sont appliquées les buses 13. Ainsi on obtient un double fond 19 qui assure la répartition de l'air. La forme de réalisation de la figure 6 résout le problème de centraAiser la distribution de l'air en insérant à l'intérieur du récipient un seul tuyau 17 d'alimentation qui joue en meme temps le rôle de collecteur et de porte-buses, lesdites buses 13 étant directement montées en parallèle sur celui-ci. Dans la figure, le tube 17 s'étend axialement dans un renfoncement 20' prévu dans le panier 20. Toutefois, ce même tuyau 17 pourrait tout aussi bien se développer en spirale sur le fond et dans l'interstice latéral, entre le récipient et le panier. D'autre part, le tuyau 17 pourrait etre remplacé par un distributeur rotatif à moulinet par réactions disposé axialement ou sur le fond ou bien dans l'interstice latéral, pour assurer une meilleure distribution de l'air. En alternative, le panier peut être prévu tournant, ou bien on pourrait faire retourner les produits à nettoyer par des jets d'air ou par tout autre moyen. On pourra également prévoir un système pour le remplacement de l'eau, système non décrit car déjà connu en soi at nullement modifié par la présente invention. RVEEDICi?IOS i) Procédé de lavages notamment pour fruits et légumes, caractérisé par li fait qu'il consiste à plonger les articles à nettoyer dans un liquide d'immersion et à fouetter ces mêmes articles avec un fluide de nettoyage d'un poids spécifique différent de celui du liquide d'immersion et non soluble dans celui-ci, en produisant une agitation et un brassage des deux phases sur les surfaces à laver. 2) Procédez selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdits articles à nettoyer sont plongés dans un liquide dit liquide d'immersion constitué par de l'eau et caractérisé par le fait que ledit fluide de nettoyage est constitué par de l'air que l'on fait gargouiller par le bas du réoipient. 3) Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le fluide de nettoyage est injecté sous forme de jets aptes à causer un mouvement dans les articles à nettoyer. 4) Prooédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que le brassage dudit liquide et dudit fluide est amené jusqu'à une certains homogénéisation avant d'atteindre les articles à nettoyer. 5) appareil pour laver, notamment des fruits et légumes, comprenant un récipient apte à contenir un liquide d'immersion et lesdits articles immergés dans ledit liquide, et caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens permettant d'insuffler dans ledit liquide un fluide de nettoyage d'un poids spécifique différent de celui dudit liquide. 6) Appareil selon la revendication 5 caractérisé par le fait que pour supporter les articles à nettoyer un panier, de préférence en treillis, est inséré dans le récipient en formant avec oelui-ci un interstice dans lequel débouchent les moyens d'introduction dudit fluide de nettoyage. 7) Appareil selon la revendication 6 caractérisé par le fait que lesdits moyens d'introduction du fluide sont constitués par au moins une buse reliée à une pompe à air ou source d'air. 8) Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que dans ledit récipient il est prévu un écran ou diaphragme formant un double fond dans lequel on introduit l'air, ledit écran ou diaphragme étant muni de trous ou buses pour répartir les jets d'air sous les produits à nettoyer. 9) Appareil selon la revendication 6 caractérisé par le fait que lesdits moyens pour introduire le fluide de nettoyage sont constitués par un seul tuyau de distribution sur lequel sont appliquées des buses, lequel s 'étend sur toute la zone par laquelle on désire introduire ledit fluide dans le récipient. tO-) Appareil selon la revendication 6s caractérisd par le fait que lesdits moyens d'introduction du fluide de nettoyage sont constitué. par une pluralité de conduites, chacune desquelles est insérée dans une buse disposée à proximité de la base dudit récipient.