Brevet FR2382659A1 — publié le 19780929

La présente invention est relative à un procédé de déshydratation pour un produit notamment alimentaire en vrac, ainsi qu'à un appareil destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, la déshydratation des fourrages et céréales tels que par exemple la lu7erne et le mais, des poissons, de la viande, des fruits, des légumes, en général des produits entrant dans la composition des aliments composés,en particulier elle concerne les produits dont la conservation impose un séchage ne portant pas atteinte aux propriétés notamment nutritives. Actuellement, on utilise généralement à cet effet des dispositifs comportant une enceinte verticale munie à sa partie inférieure d'une grille sur laquelle on entasse le produit; on souffle de l'air chaud, par le bas et vers le haut, à travers la grille et le produit pour vaporiser liteau contenue dans ce dernier et l'en- trainer à l'extérieur. De tels dispositifs présentent deux sources d'inconvénients, à savoir le contact direct entre le produit et l'air chaud de déshydratation et le fait que la matière est immobile, entassée sur la grille. Le contact direct entre le produit et l'air de déshydratation aboutit fréquemment à une détérioration du produit d'une part par pollution, l'air de déshydratation étant généralement chauffé au contact de la flamme d'un brûleur à mazout ou à gaz, et dlautre part du fait de l'entraînement de certains constituants du produit par l'air chaud. Le caractère immobile du produit pendant le traitement donne lieu quant à lui à des problèmes d'écoulement, par création de chicanes ou par voltage, qui aboutissent à un manque dthomogénéité dans le traitement puisque toutes les parties du produit ne su!lis- sent pas le même contact avec 1 ' air de chauffage. En outre, l'utilisation de tels dispositifs est limitée aux produits solides, le traitement de produits par exemple pâteux étant rendu impossible du fait de la présence de la grille, nécessaire au passage de l'air de déshydratation à travers le produit. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients des procédés et appareils de déshydratation actuellement connus. A. cet effet, ltinvention propose un traitement en continu se caractérisant dune part par la séparation des phases de vaporisa tion de l'eau contenue dans le produit et d'évacuation de la va peur ainsi formée vers I'extérieur, et autre part par la sépara- tion du produit traité et du fluide chauffé de traitement. On évite ainsi le balayage des composants du produit traité, et notamment de ses composants nutritifs, par le fluide de chauffage et toute pollution du produit due à ce dernier. D'autre part, on peut alors faire circuler le fluide de chauffage en circuit fermé, avec les avantages que cela présente du point de vue de la consommation en énergie de chauffage. De plus, en chauffant le produit en atmosphère confinée, on l'atteint dans la totalité de sa masse et l'on obtient un traitement uniforme. L'évacuation de la vapeur formée s'effectue brutalement à la sortie de l'enceinte chauffée, par une mise du produit à l'air libre pendant un temps très court, avant refroidissement par ventilation forcée en enceinte protégée. L'homogénéité du traitement est encore améliorée, de préférence, par brassage du produit chauffé. On obtient ainsi de façon économique, selon l'invention, un produit déshydraté ayant conservé toutes ses propriétés notamment nutritives. Le procédé selon l'invention, pour la déshydratation d'un produit notamment alimentaire en vrac, consistant à soumettre le produit à l'action de la chaleur pour en extraire l'eau, est caractérisé en ce que l'on chauffe le produit en atmosphère confinée pour vaporiser l'eau qutil contient et la dégager, puis on le remet à l'air libre en le maintenant sensiblement à température de façon que la vapeur s'échappe, puis on le refroidit. L'invention sera mieux comprise si on se réfère à la description ci-dessous, relative à un mode de mise en oeuvre non limitatif, ainsi qutaux dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. La figure 1 montre une vue d'un appareil mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, en coupe par un plan longitudinal par exemple suivant la ligne I-I de la figure 2. La figure 2 montre une vue de l'appareil en coupe suivant la ligne II-II de la figure t. L'appareil illustré aux figures comporte deux enceintes longitudinales placées bout à bout et que le matériau traité parcourt successivement, à savoir une enceinte de déshydratation et une enceinte de refroidissement 2 accolées par leurs extrémités trans versales respectives 3 et 4. Intérieurement, l'enceinte de déshydratation 1 est subdivisée en une chambre 5 d'évolution du fluide de chauffage, à savoir gé néralement de lait, et une chambre 6 d'évolution du produit à traiter, l'une et l'autre délimitées par des parois étanches. La chambre 6 occupe l'essentiel de la partie supérieure de l'enceinte de déshydratation 1, eteS2élimitée par la paroi supérieure horizontale 13 de celle-ci, par sa paroi verticale 20 correspondant à sa deuxième extrémité transversale 21, par une paroi verticale 22 aménagée transversalement à proximité de l'extrémité transversale 3, par deux parois longitudinales verticales 33 et 34 aména -gées dans l'enceinte 1 parallèlement aux parois longitudinales verticales 35 et 36 de celle-ci, et par une paroi inférieure 14, sensiblement horizontale, joignant les parois 20 et 22, 33, 34 à la partie inférieure de ces dernières. Intérieurement, la chambre 6 ainsi délimitée est cloisonnée en une pluralité de tunnels longitudinaux horizontaux 7 à 12 de section transversale voisine, par une pluralité de panneaux 15 à 19 s'étendant longitudinalement sur la majeure partie de la longueur de la chambre 6 et joignant les parois 33 et 34 de celle-ci. Un panneau sur deux, à savoir le panneau supérieur 15, le panneau moyen 17 et le panneau inférieur 19, s'arrête à proximité immédiate de la paroi 22 mais à une distance de la paroi 20 suffisante pour permettre le passage du produit d'un tunnel au tunnel immédiatement inférieur; inversement, les autres panneaux 16 et 18 s'arrêtent à proximité immédiate de-la paroi 20 mais à une distance de la paroi 22 suffisante pour permettre ce passage du produit d'un tunnel au tunnel immédiatement inférieur. A proximité de la paroi 22 et dans la paroi supérieure 13 est aménagée une trémie 23 définissant l'entrée 24 de enceinte t, au dessus de la face supérieure du panneau supérieur 15. A la partie inférieure de la paroi 22, par le prolonkement du tunnel inférieur 12, est aménagée la sortie 25 de la chambre d'évolution du produit 6 et, dans la paroi verticale 26 d'extrémité transversale 3 de l'enceinte 1, en regard de cette sortie25, est aménagée la sortie 57 de l'enceinte 1. Les parois 26 et 22 définissent entre elles, avec les parois longitudinales 33 et 34, une cheminée 27 ouverte à l'air libre vers le haut pour l'évacuation des vapeurs formées dans la chambre 6 du fait de la déshydratation qu'y subit le produit. Le transport du produit à l'intérieur de la chambre 6 est assuré de la paroi 22 vers la paroi 20 dans les tunnels 7, 9, Il et de la paroi 20 vers la paroi 22 dans les tunnels 8, 10, 12 par des transporteurs sans fin longitudinaux 28 à 32 dont chacun enveloppe un panneau, respectivement 15 à 19. Des moyens constitués par exemple par un ensemble moto-réducteur 37 relié par une chaîne 38 à des trains de pignons 39 provoquent le déplacement des transporteurs sans fin sur eux-mêmes dans le sens voulu. Chacun des transporteurs sans fin 28 à 32 est par exemple constitué par deux chaînes longitudinales déviées par des pignons montés à rotation autour d'axes horizontaux, transversaux, situés respectivement à proximité immédiate de 1 T une et 1 'autre extrOmités transversalts du panneau correspondant, l'un au moins des pignons correspondant à chaque chaîne étant entraîné en rotation par le train d'engrenage 39 les deux chaînes, situées par exemple respectivement à proximité immédiate des parois longitudinales 33 et 3t de la chambre 6, portent des raclettes horizontales transversales telles que 40 qui, dans le mouvement du transporteur, raclent successivement la face supérieure et la face inférieure du panneau correspdndant, dans un sens propre à provoquer le déplacement du produit qui a été décrit plus haut et que des flèches 41 symbolisent; arrivé à I extrémité aval de chaque tunnel ainsi parcouru, le produit tombe dans le tunnel immédiatement inférieur comme le schématisent les flèches 41. Au niveau de la sortie 25, le produit est repris par un transporteur sans fin 42 qui prolonge la face supérieure de la paroi inférieure 14 et entraîne le produit dans le sens de la flèche 43, vers la sortie 57 et l'enceinte de réfrigération 2 qui sera décrite plus loin. Ce tapis est perméable à llair, comme il apparaîtra plus'loin. La chambre 5 d'évolution du fluide de chauffage est située pour ltessentiel sous la paroi inférieure 14 de la chambre d'evo- lution du produit 6 et, latéralement, entre les parois 33 et 35 et entre les parois 34 et 36. Elle est fermée, à ses deux extrémités transversales, respectivement par la paroi 20 et par la paroi 26 de enceinte 1. Il est à noter que les parois extérieures 13, 44, 20, 26, 35, 36 de l'enceinte de déshydratation 1, qui définissent également les parois extérieures de la chambre d'évolution du fluide 5, sont calorifugées et comportent par exemple une double paroi ren fermant un isolant thermique tel que de la laine de verre. Les parties de la chambre 5 situées respectivement entre les parois 33 et 35 et entre les parois 34 et 36 communiquent à travers la chambre d'évolution du produit 6 via des canaux transversaux 45 à 49 qui sont ici constitués par l'intérieur des panneaux 15 à 19, qui sont creux et définis par des parois étanchés. Ainsi, le fluide chauffé par un brûleur 50 aménagé dans la partie inférieure de la chambre 5 e t forcé par un ventilateur 51 d'axe longitudinal également disposé à l'intérieur de cette partie inférieure de la chambre 5 monte entre les parois 34 et 36, traverse la chambre d'évolution du produit 6 sans toutefois entrer en contact avec celui-ci, via les canaux 45 à 49 aménagés dans les panneaux 15 à 19, et redescend vers la partie inférieure de la chambre 5 via l'espace défini par les parois 33 et 35. Ainsi tout au long de son transit à l'intérieur de la chambre 6, le produit est en contact avec des parois chaudes qui provoquent la vaporisation de l'eau qlltil contient. Le brassage imposé par les raclettes 40 des différents transporteurs 28 à 32 assure un renouvellement constant du produit en contact avec chaque zone des parois chaudes de la chambre 6, et par conséquent d'une part un traitement homogène de la masse du produit et d'autre part un déplacement sans collage et sans échauffement excessif qui risquerait d'aboutir à une inflammation. Ce brassage peut être complété éventuellement par l'action de dispositifs tels que des brosses 53 montées à rotation autour d'axes horizontaux transversaux à l'intérieur des tunnels 7 à 12. Lorsque l'appareil est en régime continu de fonctionnement, le produit introduit en vrac par la trémie 23 occupe la totalité du volume intérieur de la chambre 6 etlbn assiste à un chauffage en atmosphère confinée; lorsqu'il parvient à la sortie 25, le produit est mis brusquement à l'air libre via la cheminée 27, et la vapeur formée dans la chambre 6 s'évacue instantanément vers le hait; la vitesse de défilement du produit comparée aux dimensions de la cheminée 27 est telle que le produit ne se refroidisse pratiquement pas au niveau de cette cheminée et qu'il ne reprenne pas d'hemidité de l'air ambiant, seul le mouvement ascendant 54 des vapeurs étant possible. En aval de la cheminée 27 compte tenu du sens de parcours 43 imposé par le transporteur 42 et après avoir franchi la paroi 26 via la sortie 57, le produit pénètre dans l'enceinte de réfrigéra tion 2 via l'entrée 55 de celle-ci aménagée dans son extrémité transversale 4. Le transporteur 42 emmène le produit de l'entrée 55 de l'enceinte de réfrigération 2 vers la sortie 56 de celle-ci aménagée dans la paroi verticale 59 fermant sa deuxième extrémité transversale. Le transporteur sans fin 42 étant perméable, l'enceinte 2 comporte intérieurement des moyens destinés à souffler un fluide de refroidissement à travers ce transporteur 42 et le produit qu'il porte. Ces moyens comportent par exemple une turbine 59 aménagée dans enceinte 2, sous le transporteur 42, pour reprendre de l'air ambiant à l'extérieur et pour le souffler vers le haut à travers le transporteur 42. A sa partie supérieure, au dessus du transporteur 42, l'enceinte 2 comporte une cheminée 60 d'évacuation de cet air de refroidissement vers Dans l'enceinte de refroidissement 2, le produit revient -pro- gressivement à la température ambiante pour être livré au stockage ou à d'autres traitements en aval de la sortie 56. Ces chiffres étant donnés à titre indicatif, on a pu traiter au moyen d'une telle installation 600 ks de matière humide à 1' heure, en éliminant 250 litres d'eau par heure. La matière humide était introduite dans la chambre 6 à la température ambiante de l'ordre de 200 C, y était portée à une température de l'ordre de 700 C par un air chauffé dans la chambre 5 à une température de l'ordre de 4000 C pour être repris à une température de lssordre de 800 C après échange thermique avec le produit traité. Le produit sortant en 56 de l'appareil avait conservé ses propriétés nutritives en protéinesou en vitamines, et conservé d'ailleurs son aspect frais. REVENDICATIONS l) Procédé de déshydratation pour un produit notamment alimentaire en vrac, consistant à soumettre le produit à l'action de la chaleur pour en extraire l'eau, caractérisé en ce que l'on chauffe le produit en atmosphère confinée pour vaporiser 1eau qu'il contient et la dégager, puis on le remet à air libre en le maintenant sensiblement à température de façon que la vapeur s'échap- pe, puis on le refroidit. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on brasse le produit lors du dit chauffage. 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on chauffe le produit en le faisant circuler à force dans des tunnels, au contact des parois de ces derniers que lton chauffe. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lton chauffe le produit à une température de l'ordre de 7O0C. 5) Procédé selon 1 l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'on refroidit le produit en soufflant de l'air ambiant à travers lui. 6) Appareil à déshydrater pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3,comportant une enceinte de déshydratation et des moyens de chauffage à 1 l'intérieur de 1 ltenceinte, caractérisé en ce que l'enceinte comporte au moins un tunnel sensiblement horizontal aux parois étanches pour le transit du produit, des moyens de chauffage d'au moins une paroi du tunnel, et des moyens de transit du produit dans le tunnel, d'une extrémité d'entrée vers une extrémité de sortie de celui-ci. 7) Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de transit du produit comportent des moyens pour racler au moins la paroi chauffée du tunnel, de 1 ltentrée vers la sortie. 8) Appareil selon l'une quelconque des revendication 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de chauffage comportent une source de fluide chaud et des moyens pour faire circuler le fluide au contact de la dite paroi du tunnel, à l'extérieur de celui-ci. 9) Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit fermé d'évolution du fluide chaud. 10) Appareil selon lXune quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que enceinte de déshydratation est subdivisée en une alternance de tunnels de transit du produit et de canaux de transit du fluide chaud, superposés suivant une direction verticale, chaque tunnel communiquant avec le tunnel immédiatement inférieur par l'une de ses extrémités de façon à provoquer un parcours successif des tunnels respectivement dans un sens puis dans l'autre. 11) Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le tunnel comporte intérieurement des moyens auxiliaires de brassage du produit. 12) Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que enceinte comporte une cheminée ouverte à l'air libre, en communication avec la dite sortie du tunnel. 13) Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qutil comporte des moyens de refroidissement du produit en aval de la sortie du tunnel par rapport au sens de transit du produit. 14) Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comportent une enceinte de refroidissement munie intérieurement de moyens pour souffler de flair ambiant à travers le produit.