Brevet FR2523472A3 — publié le 19830923

FR 2523472 A3 19830923 FR 8304329 A 19830316 APPAREIL D'ABSORPTION DE GAZ CARBONIQUE. NOTAMMENT A L'USAGE D'ENCEINTES MAINTENUES SOUS ATMOSPHERE CONTROLEE, ET PROCEDE POUR REDUIRE LA QUANTITE D'OXYGENE PENETRANT DANS L'ENCEINTE A CHAQUE CYCLE La présente invention concerne un appareil capable de fonctionner en absorbeur de gaz carbonique, particulièrement à l'usage des systèmes de conservation de produits, tout spécialement produits de la culture des fruits et légumes 9 systèmes utilisant des enceintes réfrigérées maintenues sous atmosphère contrôlée, avec teneur très basse en oxygène et teneur adéquate en gaz carbonique. D'une manière connue, la conservation de produits, tels que des fruits par exemple, dans des enceintes frigorifiques où l'atmosphère est constituée surtout d'azote, avec une faible teneur en oxygène et un contrôle de la teneur en gaz carbonique, permet de prolonger considérablement le temps de conservation et d'assurer une amélioration très sensible de la qualité. Au cours de la période de conservation, les fruits absorbent lentement oxygène, avec émission de gaz carbonique et de vapeur d'eau, de sorte que la teneur en gaz carbonique tend à s'accroitre dans l'enceinte. L'appareil en question est précisément capable d'absorber le gaz carbonique. Cet appareil utilise deux absorbeurs, dont chacun est essentiellement constitué par un récipient contenant du charbon actif suscrptible de retenir le gaz carbonique. Lorsque l'un des absorbeurs est en fonction pour retenir le gaz carbonique existant dans le mélange provenant de l'enceinte où les produits à conserver sont entreposés, l'autre absorbeur est en phase de lavage, ou inversement; le lavage, ou régénération, s'effectue par de l'air qui est envoyé dans l'absorbeur puis évacué vers la cheminée. L'atmosphère qui sort de l'absorbeur fonctionnant pour retenir le gaz carbonique, est presqutexclusivement formée d'azote qui est envoyé dans l'enceinte. Ainsi, un cycle étant achevé, les conditions des deux absorbeurs sont inversées: l'absorbeur ayant retenu jusqu'alors le gaz carbonique va entrer en phase de lavage, tandis que l'autre absorbeur qui vient justement d'être "lavé", va commencer à retenir le gaz carbonique du mélange gazeux provenant de l'enceinte. On constate qu'à la fin d'un cycle, lorsque les conditions vont être inversées, l'absorbeur dans lequel le lavage vient d'être effectué, contient de l'air qui est pratiquement l'atmosphère normale, donc suffisamment riche en oxygène. Or, les appareils de ce genre, connus de l'art antérieur, présentent l'inconvénient qu'au commencement de chaque cycle, une certaine quantité d'oxygène (indésirable) va pénétrer dans ltenceinteO En effet l'atmosphère venant de l'enceinte et y retournant, après avoir traversé l'absorbeur où la phase de lavage vient de s'achever, entraine de l'oxygène avec elle, qui existe dans l'absorbeur à la fin du lavage à raison, d'environ, un cinquième du volume libre. Le but fondamental de la présente invention est donc de réduire autant que possible la quantité d'oxygène introduit, au cours de chaque cycle, dans l'enceinte. Or, à la fin de chaque cycle, alors que le premier absorbeur contient de l'atmosphère riche en oxygène (20,8% environ, par exemple); le deuxième absorbeur, dans lequel la phase de rétention de gaz carbonique vient de se terminer, contient une quantité d'Oxygène beaucoup plus faible (3% par exemple). Ainsi, la caractéristique essentielle de la présente invention réside dans ce qu'elle utilise des moyens grâce auxquels, à la fin d'un cycle et avant le commencement d'un autre, les volumes gazeux existants dans les deux absorbeurs sont obligés de circuler dans un circuit fermé comprenant les absorbeurs, ces volumes vont contituer un mélange homogène dont les quantités d'oxygène existant respectivement dans les deux absorbeurs, sont devenues sensiblement égales. Les caractéristiques de l'appareil selon la présente invention seront comprises plus clairement à la lecture de la description suivante, en relation à un exemple de réalisation, nullement limitatif, grâce à la figure unique annexée qui montre, d'une manière schématique, une vue d'ensemble de l'appareil. L'appareil comprend deux absorbeurs de gaz carbonique, désignés respectivement par les références 1 et 2. Un tube 3 provenant de l'enceinte passe à travers une soupape à trois voies 31, un ventilateur 4 qui est relié à un condensateur 6 par un tube 5. Deux tubes 7, 8 venant du condensateur 6 sont reliés à deux soupapes à trois voies 9 et 10, respectivement, puis à leur tour aux deux absorbeurs de gaz carbonique 1 et 2. Il est prévu à la base du condensateur 6, un purgeur 6' qui évacue l'eau par un tube 6". En outre, deux soupapes à trois voies 11 et 12 sont reliées aux deux absorbeurs 1 et 2, respectivement, et des tubes 13 et 14 venant des soupapes 11 et 12 sont reliés à l'un èt l'autre, par un raccord 15 et un coude 16 à un tube 17 vers l'enceinte. Le ventilateur 4 est relié au tube 17 par l'intermédiaire de la soupape à trois voies 31 et deun tube 33 qui se termine par un clapet de retenue 34. Le procédé prévoit un second ventilateur 18, relié par un réseau de tubes 19, 20, 21, 22, 23 et 24 aux deux soupapes 12 et 11, respectivement. Entre les tubes 20 et 21 une soupape 32 est placée dont il sera question plus loin. Deux tubes 25 et 26 venant des deux soupapes 9 et 10, respectivement, sont reliés par des tubes 27 et 28 à un tube 29 amenant à la cheminée. Le fonctionnement de l'appareil est substantiellement le suivant: On a supposé que c'est l'absorbeur 2, par exemple, qui fonctionne en absorbeur de gaz carbonique. L'atmosphère riche en gaz carbonique provenant de l'enceinte à travers le tube s sous l'action du ventilateur 4, arrive directement à la soupape trois voies 10 par le tube 8. Les soupapes à trois voies 10 et 12, sont dans les conditions représentées sur la figure; les soupapes 9, Il et 31 sont en position inversee par rapport à celles montrées sur la figure. En particulier, la soupape 10 permet la communication du tube 8 avec l'abserbeur 2, de sorte que l'atmosphère riche en gaz carbonique provenant de l'enceinte pénètre dans ledit absorbeur 2, lequel retient le gaz carbonique. Le volume gazeux, formé surtout d'azote, sort ensuite de l'abòrbeur 2 à travers la soupape à trois voies 12 (l'absorbeur retient le gaz carbonique) et, par le tube 14, ce volume est amené directement à l'enceinte par les tubes 15, 16 et 17; Pendant que l'absorbeur 2 est en fonction, l'absorbeur 1 est en phase de lavage. L'air de lavage provenant de l'atmosphère par l'action du ventilateur 18 est amené, à travers les tubes 19, 20, 21, 22 et 24, à la soupape trois voies 11; cette soupape étant dans la condition qui permet l'accès à l'absorbeur 1; l'air pénètre dans celui-ci. Par contre, la soupape 12 interdit le passage, c'est-à-dire qu'elle ne permet pas.la communication entre le tube 23 et l'absorbeur 2. L'air arrivant dans l'absorbeur 1 y opère le lavage, c'est-à-dire qu'il élimine le gaz carbonique et l'entraine avec lui; plus précisément, l'air sort de l'absorbeur 1 à travers la soupape trois voies 9 pour se rendre à la cheminée d'évacuation par les tubes 25, 27, 28 et 29. En effet, la soupape à trois voies 9 est en position inversée par rapport aux conditions montrées sur la figure, c'est-à-dire qu'elle occupe la position pour laquelle elle permet le passage de l'absorbeur 1 au tube 25, tandis qu'elle interdit le passage du tube 7 audit absorbeur 1. Pendant cette phase, la soupape à trois voies 11 (qui est elle-même inversée par rapport à la position représentée sur la figure) permet le passage du tube 24 à l'absorbeur 1 et, de ce fait, elle interdit la communication entre l'absorbeur 1 et le tube 13. Aussi, dans la phase considérée, la soupape à trois voies 10 permet le passage du tube 8 à l'absorbeur 2, de sorte que cette soupape interdit en même temps le passage de l'absorbeur 2 au tube 26. Ensuite, lorsque l'absorbeur 2 aura pratiquement épuisé sa capacité d'absorption de gaz carbonique (tandis qu'en même temps la phase de lavage s'est achevée dans l'absorbeur 1), le fonctionnement des absorbeurs seront inversées: l'absorbeur 1 va se mettre en fonction pour absorber le gaz carbonique de l'atmosphère provenant de l'enceinte, et l'absorbeur 2 va commencer la phase de lavage.Ainsi, à un moment donné, il y aura les changements suivants dans les positions des soupapes à trois voies 9, 10, 11 et 12: la soupape 9 va ouvrir le passage entre le tube 7 et l'absorbeur 1 et fermer le passage entre l'absorbeur 1 et le tube 25; la soupape 11 va ouvrir la communication entre l'absorbeur i et le tube 13 et fermer la communication entre le tube 24 et l'absorbeur 1 ; la soupape 10 va ouvrir le passage reliant l'absorbeur 2 avec le tube 26 et fermer. le passage reliant le tube 8 avec l'absorbeur 2 ; et, la soupape 12 va ouvrir le passage entre le tube 23 et l'absorbeur 2 et fermer Ze passage entre ledit absorbeur 2 et le tube 14. Avant d'effectuer toutes les manoeuvres mentionnées ci-dessus des soupapes à trois voies, c'est-à-dire avant d'ouvrir un cycle nouveau (avec les absorbeurs ayant inversé leurs conditions) on procède à l'opération qui permet de rendre substantiellement égales les quantités d'oxygène existant dans les deux absorbeurs l et 2. Dans ce but, les soupapes à trois voies 9, il et 31, sont amenées dans les positions représentées sur la figure ; les soupapes à trois voies 10 et 12 restent, par contre, dans les positions où elles étaient pendant le cycle venant de s'achever. Avant d'opérer les changements de position des. soupapes 9, il et 31, on arrête les ventilateurs 4 et 18. En effet, les soupapes utilisent un certain temps pour changer de position, de sorte que si pendant ce temps-là, les ventilateurs étant en fonction, un certain volume de l'atmosphère de l'enceinte (pauvre-en oxygène) va parvenir, à travers la soupape 9 - sous l'action du ventilateur 4 - au tube 29, puis à la cheminée, tandis que de l'air (et par suite une quantité d'oxygène indésirable) va se rendre par la soupape 11 - sous l'action du ventilateur 8 - dans le tube 7 et de là dans l'enceinte. La soupape 32, qui est 3 clapet de retenue empoche le volume gazeux de passer, lorsque le ventilateur 18 est coupé, Lorsque les ventilateurs 4 et 8 sont arrêtés, les soupapes trois voies 9, 11 et SrX inversent leur position. Ce changement de positions ayant eu lieu, on remet en marche le ventilateur 4. Sous ltaction du ventilateur 4, des masses d'air sont mises en mouvement dans un circuit fermé qui comprend les tubes 33, 5, 6, 7 , 8 les absorbeurs 1 et 2, et les tubes 13, 14, 15, 16 et 17. Ainsi, on constate, que sous l'action du ventilateur 4, les volumes gazeux sortent des absorbeurs 1 et 2 par les tubes 13 et 14, respectivement, et arrivent aux tubes 15, 16, 17 et au tube 33, pour être renvoyées ensuite, par les tubes 5, 7 et 8, dans les absorbeurs 1 et 2. L'action du ventilateur 4 pourrait aspirer dans l'enceinte,mais cela ne se produit pas, puisque la soupape 34 est un clapet de retenue. Plus particulièrement, on constate que les volumes gazeux sortant des absorbeurs 1 et 2 par les tubes 13 et 14, respectivement, sont réunies ensuite dans un conduit unique, puisque les tubes 13 et 14 débouchent tous les deux dans le tube 15; Le résultat est la formation d'un mélange. Ce mélange est envoyé sous l'action du ventilateur 4 et à travers les tubes 5, 6, 7 et 8, en partie à l'absorbeur 1 et en partie à l'absorbeur 2; ce phénomène se produit en continu pendant tout le temps que le ventilateur 4 reste en fonction, et il est évident qu'à un moment donné il y aura dans le circuit, donc dans les abso- beurs 1 et 2, un mélange homogène. Par voie de conséquence,il y aura dans les volumes gazeux existant dans les absorbeurs 1 et 2, la même quantité d'oxygène Evidemment, le pourcentage d'oxygène existant dans chaque absorbeur sera égal à la moyenne arithmétique des pourcentages d'oxygène, très différents l'un de l'autre (comme on l'a vu plus haut) qui existaient respectivement dar les deux absorbeurs 1 et 2 à la fin du cl. e- vant le commencement de l'action de .mélange dcScr e ci-dessus qui a conduit à l'obtention d'un mélange homogène. Le résultat désir étant atteint (même quantité d'oxygène dans les deux absorbeurs: quantité égale à la moyenne arithmétique des quantités existant respectivement dans les deux absorbeurs à la fin d'un cycle Jn nouveau cycle démarre. On arrête d'abord le ventilateur 4 et on fait ensuite changer de positon les soupapes à trois voies 10 et 12 de sorte que l'absorbeur 2 est prêt maintenant pour le lavage qui doit sty effectuer pendant le nouveau cycle. Les soupapes à trois voies 9 et 11 restent dans les conditions où elles étajeut pendant la phase décrite ci-dessus qui a conduit à l'obtention d'une quantité égale d'oxygène dans les deux absorbeurs; l'absorbeur 1 est ainsi prêt pour retenir le gaz carbonique, opération qui s'y effectuera pendant un nouveau cycle. On fait changer de position à la soupape à trois voies 31 pour permettre à l'atmosphère de l'enceinte d'être amenée à l'absorbeur 1 par la voie des tubes 3, 5, 6, 7, et à travers la soupape 9. Ainsi, le nouveau cycle peut commencer: les conditions des absorbeurs 1 et 2 étant inversées par rapport au cycle précédent, c'est à dire que dans ce nouveau cycle l'absorbeur 1 va retenir le gaz carbonique, tandis que, dans l'absor beur 2, se fera le lavage, d'une manière analogue à la fin de ce nouveau cycle seront répétées les opérations décrites ci-dessus qui ont pour but d'obtenir la même quantité d'oxygène dans les deux absorbeurs, avant qu'un nouveau cycle ne soit commencé. Comme on l'a précisé au préalable, à chaque début de cycle, l'absorbeur entrant en fonction pour retenir le gaz carbonique de l'atmosphère provenant de l'enceinte, est l'absorbeur qui dans le cycle précédent a subit le lavage, c'est-à-dire un absorbeur qui contient de 11 atmosphère riche en oxygène. Or, grâce au dispositif de l'invention, on est à mnme de réduire à un niveau très bas la quantité d'oxygène que cet absorbeur va envoyer dans l'enceinte. En effet, selon l'invention, au début d'un nouveau cycle, il nsy a plus dans l'absor- beur le pourcentage élevé d. oxygène (20,8 t, par exemple) qu'il y avait à la fln du cycle précédent mais, comme expliqué plus haut; il y existe un pourcentage d'oxygène égal à la moyenne arithmétique des pourcentages existant respectivement dans les deux absorbeurs à la fin du cycle précédent; or, puisque ces deux pourcentages sont considérablement différents (l'un étant, par exemple de 20,8 et l'autre de 3%; par exemple) il est clair que leur moyenne arithmétique sera considérablement plus basse que le pourcentage (20,8%, par exemple) existant (à la fin d'un cycle) dans l'absorbeur considéré, qui dans le nouveau cycle absorbera le gaz carbonique. REVENDICATIONS 1- Appareil d'absorption de gaz carbonique provenant d'enceintes à atmosphère contrôlée, pour réduire la teneur en oxygène 9 destinées à la conservation de produits de la culture des fruits et légumes, caractérisée en ce qu'un ventilateur (4) aspire le volume gazeux de L'enceinte pour le faire passer alternativement, par un jeu de tuyauteries (3, 5, 6, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17) et de robinets à trois voies (11 et 12) et (9, 10) dans deux absorbeurs (1s 2), pendant les opérations d'absorp- tion de gaz carbonique. 2- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les robinets à trois voies (11, 12) et (9, 10) sont reliés par un deuxième circuit de tuyauteries (19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) à un deuxième ventilateur (18) effectuant alternativement le lavage à l'air des deux absorbeurs (1, 2), avec évacuation de l'air par le tube (29) à la cheminée. 3- Appareil suivant la revenu dication 1, caractérisé en ce que les deux absorbeurs (1, 2) sont remplis de charbon actif pour l'absorption du gaz carbonique contenu dans le volume gazeux aspiré par le ventilateur (4). 4- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux absorbeurs (1, 2) contenant le charbon actif, sont lavés par de l'air atmosphèrique par l'intermédiaire du vents lateur (18). 5- Appareil slon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, entre chaque cycle (absorption-lavage), le ventilateur (4) fonctionne séparément, pour établir un circuit fermé entre les deux absorbeurs (1, 2), communiquant par les tuyauteries (33,5, 6, 6, , 8) et les tuyauteries (13, 14, 15, 16 et 1#) afin d'effet le mélange des volumes gazeux contenus dans les deux absorbeurs (1, 2), afin de provoquer la chute de la teneur en oxygène, soir la moyenne arithméti- que entre 20,8# et 3%, contenu dans l'un ou l'autre des absorbeurs (1, 2), suivant la marche alterné de ceux-ci. 6 Appareil suivant la revens dication 1 et 2, caractérisé en ce que les condensa tions d'eau sont dirigées par deux tubes (7) et (8) vers les condensateurs (6), évacuées par le purgeur (6') et par le tube d'évacuation (6").