Brevet FR2490591A1 — publié le 19820326

-1- La présente invention concerne un procédé pour faire passer des substances pulvérisées ou granulaires dans une atmosphère gazeuse et pour les y maintenir. Pour de nombreuses substances pulvérisées ou granu- laires, par exemple des produits alimentaires, il est sou- haitable que ces substances soient emballées et conservées dans un emballage les mettant autant que possible à l'abri de l'oxygène, de manière à favoriser la conservation de ces produits. Cela s'applique en particulier aux produits ali- mentaires sensibles à l'oxydation, comme le lait en poudre, le café, cet. Pour emballer et conserver des substances pulvé- risées dans un milieu pauvre en oxygène, on connaît un pro- cédé selon lequel ces substances sont introduites dans un paquet final, après quoi on dégaze le paquet et l'air présent dans les substances pulvérisées, ou l'air "associé" provenant de ces substances, est remplacé par un gaz différent, pauvre en oxygène, par exemple de l'azote. Dans un tel procédé, par exemple, la poudre est transportée d'une installation de production ou d'une installation de stockage à l'endroit o l'emballage final est effectué par un transport pneumatique, dans lequel l'air est utilisé comme milieu transporteur. A l'endroit de l'emballage, la poudre est introduite dans le paquet final, constitué par exemple d'étain, après quoi on place l'emballage dans une cloche à vide. Ensuite, couramment au moyen d'un traitement répété, on évacue l'air de la cloche et ensuite on le remplace par un gaz pauvre en oxygène. Ensuite, on ferme le paquet. Ce procédé présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, il est compliqué, parce que l'opération de dégazage doit être effectuée d'une manière discontinue. De plus, la mise en oeuvre du procédé exige une consommation d'énergie relativement importante, parce que chaque fois la quantité entière d'air présente dans la cloche et dans la poudre doit être enlevée et remplacée par un gaz différent. Enfin, il 249059 1. 2- - est très difficile, sinon impossible, dans ce procédé, de régler la température du gaz de remplacement, parce qu'il est difficile de maintenir la température dans la cloche à vide à une valeur différente de la température ambiante. La présente invention a pour but d'éliminer ces inconvénients et de fournir un procédé dont l'utilisation permet de régler à volonté l'atmosphère gazeuse de subs- tances pulvérisées ou granulaires emballées, en ce qui con- cerne tant la composition que la température initiale du gaz, et cela avec une faible consommation d'énergie et de gaz. Selon l'invention, durant le transport d'une ins- tallation de production ou de stockage à une installation d'emballage, les substances sont mises en contact avec un gaz pauvre en oxygène, tandis qu'on-maintient entre les vitesses des substances et du gaz une différence telle que les substances soient transportées par le gaz, après quoi les substances sont emballées dans une atmosphère du même gaz. Dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut utiliser une méthode de transport pneumatique en elle-même connue, dans laquelle on peut utiliser tant une pression inférieure à la pression atmosphérique (méthode par aspiration) qu'une pression supérieure à la pression atmosphérique (méthode par refoulement). Dans un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la substance pulvérisée ou granulaire, par exemple de la poudre de lait, est introduite dans un ré- cipient ou l'équivalent pourvu d'une plaque perforée. Dans le cas de lait en poudre, il contient approximativement son propre volume d'air emprisonné. Un gaz pauvre en oxygène ou un mélange de gaz ayant la température et la composition désirées est refoulé ou aspiré dans le récipient. Au moyen de ce milieu transporteur, la substance pulvérisée est trans- portée à l'installation d'emballage. Dans l'installation d'emballage, la poudre est séparée du gaz pauvre en oxygène, -3- par exemple en utilisant un cyclone en lui-même connu et/ou par filtration. Ensuite, la poudre est emballée dans l'at- mosphère de ce même gaz, de sorte que la composition du gaz dans le paquet est identique à celle du gaz utilisé comme milieu transporteur, qui est pauvre en oxygène. On recycle le gaz transporteur au récipient contenant la poudre, en le faisant passer par un dispositif filtrant approprié. Ci-après, les expressions "gaz pauvre en oxygène" et "gaz transporteur" sont utilisées de manière synonyme. Pour que la substance pulvérisée ou granulaire em- ballée soit entourée par une atmosphère gazeuse assurant une bonne conservation, la teneur en oxygène du gaz transporteur ne doit pas dépasser une valeur prédéterminée. Cela veut dire que le gaz initialement présent dans la substance pul- vérisée ou granulaire, ou le gaz "associé" qui en provient, en particulier l'air, doit être efficacement dilué par le gaz transporteur. A cet effet, on ajoute régulièrement au gaz transporteur du gaz frais pauvre en oxygène, tandis qu'on laisse régulièrement échapper du gaz transporteur enrichi en oxygène. On supposera, par exemple, que l'on désire emballer et conserver une certaine quantité de lait en poudre ayant un volume de départ de 2 dm3/kg dans une atmosphère gazeuse ayant une teneur en oxygène de pas plus de 3 %. En utilisant un tel transport, le-transport de 104 kg/h de poudre, dans un appareil classique, exige environ 600 m3 de gaz. 10 kg de poudre contiennent approximativement 10 m3 d'air, contenant 2 m3 d'oxygène. Les 600 m3 de gaz peuvent contenir au maximum 3 % d'oxygène, ou 18 m3 d'oxygène. La quantité de 600 m3 de gaz peut donc être recyclée neuf fois, c'est-à-dire que par heure on doit remplacer environ il % ou 66 m3 de gaz. Comme la poudre continue à contenir 10 m3 de gaz, on doit évacuer environ 56 m3 de gaz par heure. Cela représente une économie d'environ 10 m3 de gaz par heure par rapport au procédé classique. -4- Dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, un système de détection d'oxygène en lui-même connu est présent, par exemple, dans le circuit de recyclage du gaz transporteur. Son signal est utilisé pour commander propor- tionnellement une valve (dans le cas o le procédé est mis en oeuvre dans un système utilisant une pression supérieure à la pression atmosphérique) ou une pompe volumétrique (si le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en utilisant une pression inférieure à la pression atmosphérique), de manière que du gaz enrichi en oxygène soit évacué. Un sys- tème similaire de détection d'oxygène peut être utilisé pour commander l'introduction de gaz transporteur frais pauvre en oxygène. En utilisant le procédé selon l'invention, dans lequel la vitesse de remplacement'du gaz de la poudre est déterminée par la différence des vitesses entre la poudre et le gaz, la vitesse de remplacement du gaz est considéra- blement supérieure à celle obtenue dans le procédé connu. La valeur optimale pour cette différence de vitesses dépend de la grosseur des particules de la poudre, du rapport des volumes du gaz et de la poudre et de la vitesse du gaz sous pression. Cela veut dire que la période nécessaire pour le remplacement du gaz dépend de la poudre utilisée, du type de gaz et de la vitesse de transport. Une vitesse appropriée-du gaz transporteur est com- prise entre 1 et 25 m/s. On a trouvé que dans le cas de lait entier en poudre dans un système de canalisations à une vitesse de transport de 10 m/s et à une vitesse du gaz transporteur de 25 m/s, la poudre était entourée par l'atmos- phère gazeuse finalement désirée après une période aussi courte que de 3 secondes. Un gaz transporteur approprié est l'azote, mais il est évident que suivant le but poursuivi, on peut utiliser d'autres gaz, par exemple l'anhydride carbo- nique, ou des mélanges de gaz. Le procédé selon l'invention a l'avantage important que le gaz transporteur peut être porté à une température désirée quelconque. Cela rend possible d'effectuer une modification de la pression dans le paquet final, causée par la température modifiée du gaz transporteur. L'invention va être expliquée plus complètement avec référence aux dessins schématiques annexés, o la figure 1 représente un appareil utilisable pour mise en oeuvre du procédé selon l'invention, sous une pression tant inférieure que supérieure à la pression atmosphérique; et la figure 2 illustre le remplacement de l'atmosphère gazeuse de substances granulées. La figure 1 représente un appareil utilisable pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention sous une pression tant supérieure qu'inférieure à la pression atmos- phérique. La poudre avec des gaz "associés" ou occlus, prin- cipalement de l'air, tombe d'un récipient, ou est introduite au moyen d'un fond vibrant ou d'un dispositif du même genre dans une boîte 1 dite de répartition. Cette boite de répar- tition est une boîte fermée, formée couramment d'acier inoxydable, et équipée d'une plaque perforée qui recueille la poudre. Par le conduit de retour 10, un gaz inerte (pauvre en oxygène) est insufflé dans la boîte de répartition 1 à travers la plaque de fond. Grâce à une distribution correcte des pressions, la poudre est fluidisée, après quoi son transport (horizontal, vertical ou une combinaison des deux) commence. Par le conduit 2, la poudre est transportée au séparateur de poudre 3, dans lequel la poudre est séparée du gaz transporteur d'une manière en ellemême connue, par exemple par passage dans un cyclone et filtration. Par l'ouverture 9, la poudre quitte le séparateur de poudre, après quoi elle est mélangée et/ou emballée dans une atmos- phère du gaz transporteur. Le gaz transporteur est ramené au moyen d'un ventilateur aspirant/soufflant 6, à travers un filtre 4 et un échangeur de chaleur 7, par le conduit de 249G391 -6-- retour 10 à la boîte de répartition 1. Dans le conduit de retour 10, est prévu un système 5 de détection d'oxygène, dont le signal est utilisé pour commander un système de valves et de pompes, au moyen duquel du gaz transporteur enrichi en oxygène est évacué du circuit et du gaz trans- porteur frais est introduit dans le circuit en 8. La figure 2 représente schématiquement le rempla- cement de l'atmosphère gazeuse de substances granulées ou granulaires. Ce mode de mise en oeuvre du procédé est parti- culièrement utilisable pour le remplacement de l'atmosphère gazeuse de substances qui ne peuvent être soumises qu'à de faibles forces mécaniques. Dans ce cas, la force pour le transport est fournie par la pesanteur. Quand on utilise ce système vertical, la vitesse des granules est relativement petite tandis qu'une grande différence de vitesse est main- tenue entre les granules et le gaz transporteur. Par l'ouver- ture de remplissage 11, la matière, provenant par exemple d'un récipient 1 ou, par un conduit d'alimentation non - représenté, d'un silo, atteint un tamis supérieur 13 d'un fluidiseur 12. En passant à travers un deuxième tamis 13 et par l'ouverture 9, la substance atteint un mélangeur ou une machine à emballer (non représentés) . Le gaz pauvre en oxygène est passé par le conduit 10, dans lequel un échangeur de chaleur 7 et un système 5 de détection d'oxygène sont prévus, au fluidiseur 12. Le gaz enrichi en oxygène est évacué du système au moyen de valves et/ou de pompes, non représentées, commandées par les signaux du système 5 de détection d'oxy- gène, et du gaz frais pauvre en oxygène est introduit en 8. Les avantages qui peuvent être obtenus en utilisant le procédé selon l'invention sont nombreux. Ainsi, on peut utiliser un appareil simple, exigeant un minimum d'entretien, qui, en particulier si le signal provenant du dispositif de détection d'oxygène commande automatiquement un système de valves et de pompes, fonctionne de manière sensiblement auto- matique et continue. C'est le fait même que l'installation discontinue de remplacement de l'atmosphère gazeuse n'est - -7- plus nécessaire, et que ce remplacement est effectué de ma- nière continue, avec le résultat qu'un accroissement consi- dérable dans la production de poudre emballée est possible. Un autre avantage par rapport au procédé antérieur est que le produit est plus complètement dégazé, c'est-à-dire qu'une teneur en oxygène initialement basse dans le paquet n'augmente pas au cours du stockage. De plus, l'appareil utilisable pour mise en oeuvre du procédé selon l'invention exige un investissement relativement faible, et l'appareil lui-même occupe peu de place. Enfin, la consommation de gaz et la consommation d'énergie sont toutes deux considéra- blement moindres que dans le procédé connu. Exemple I Au moyen d'un transport par aspiration, en-utilisant de l'azote comme gaz transporteur, 10 tonnes/heure de poudre de lait entier pulvérisée sous pression sont passées dans un tube en acier inoxydable ayant un diamètre intérieur de mm et une longueur de 30-m et ensuite mises en boites dans l'atmosphère du gaz transporteur. La vitesse du gaz est de 21,2 m/s et la vitesse de la poudre est de 0,7 m/s. Le volume apparent de la poudre est de 20 m3/tonne. La teneur en oxygène résiduel de la poudre dans le paquet est - de 1 %. Par heure, on libère 198 m de gaz transporteur enrichi en oxygène et on introduit 198 m3 de gaz trans- porteur frais. Exemple II On répète l'exemple 1, mais ici on introduit 66 m3/h de gaz transporteur frais et on évacue 66 m3/h de gaz. La teneur en oxygène dans la poudre emballée est alors de 3 %. E490391 REVENDICATIONS 1. Procédé pour faire passer des substances pulvé- risées ou granulaires contenant de l'air dans une atmosphère gazeuse et pour les y maintenir, caractérisé en ce que, durant le transport d'une installation de production ou de stockage à une installation d'emballage, ces substances sont mises en contact avec un gaz pauvre en oxygène, tandis qu'on maintient entre les vitesses des substances et du gaz une différence telle que les substances soient transportées par le gaz, après quoi les substances sont emballées dans une atmosphère du même gaz. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des substances pulvérisées sont transportées à l'installation d'emballage dans un système de canalisations, en utilisant un gaz transporteur pauvre en oxygène, après quoi on effectue l'emballage dans une atmosphère du même gaz transporteur. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la teneur en oxygène du gaz pauvre en oxygène est maintenue entre 0,5 et 5 % en volume. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on règle la teneur en oxygène du gaz pauvre en oxygène en évacuant du gaz enrichi en oxygène et en introduisant du gaz frais en fonction de la quantité d'oxygène contenue par la poudre ou les substances granulaires. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise de l'azote comme gaz pauvre en oxygène. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la vitesse des gaz est de 1 à 25 m/s. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on choisit la différence de tem- pérature entre le gaz transporteur et l'environnement en fonction de la pression inférieure ou supérieure à la pression atmosphérique désirée dans le paquet final.