Brevet FR2587801A1 — publié le 19870327

1. La présente invention a tout d'abord pour objet un procé- dé de dessication contrôlée d'une masse d'un échantillon de tabac, en vue de la mesure de sa teneur en eau, dans lequel on commande un flux d'air chaud, auquel on soumet ladite masse de tabacjde telle façon que la température de l'air, après passage dans la masse de tabac, soit éga- le à une valeur déterminée au bout d'un temps déterminé. Un tel procédé est utilisé pour mesurer, par pesage de la masse de tabac avant et après dessication, la teneur en eau de l'échantillon. On connait déjà un tel procédé, décrit par exemple dans le brevet français N 769 498, et dans la norme NF V 37- 004. Dans ce procédé, le flux d'air chaud doit être com- mandé pour que la température de l'air, après passage dans la masse de tabac, soit de 100 C au bout de 5 minu- tes, et le régime de chauffe doit rester invariable pen- dant la dessication de la masse de tabac. Dans la mise en oeuvre de ce procédé, le flux d'air chaud est obtenu à partir d'un ventilateur produisant un flux d'air à température ambiante auquel on transfère de l'é- nergie calorifique à l'aide d'une résistance chauffante parcourue par un courant. On commande le flux d'air chaud en faisant varier le débit du ventilateur, ou le courant qui parcourt la résistance. Comme le régime de chauffe doit rester invariable pendant la dessication d'une masse de tabac en essai, on procède par tâtonnement, avant l'es- sai réel, pour régler le débit du ventilateur et le cou- rant qui parcourt la résistance au cours d'essais prépa- ratoires, afin que la température de l'air, après passa- ge dans la masse de tabac, soit de 1000 C au bout de 5 mi- nutes. Etant donné que, pour un flux d'air chaud détermi- né, et au bout d'un temps déterminé, la température at- teinte par l'air après passage dans une masse de tabac dépend de la valeur de cette masse, on est conduit à utiliser, dans les essais préparatoires comme dans les essais réels, des masses de tabac de valeur déterminée, à savoir 10 grammes. Malgré cela, on ne peut tre certain d'obtenir une tem- pérature de 100 C au bout de 5 minutes au cours de cha- que essai, même si le régime de chauffe a été correcte- ment établi, en raison de l'influence de divers para- mètres non totalement maitrisés, comme par exemple la nature du tabac. On tolère donc, pratiquement, que l'air atteigne, au bout de 5 minutes, une température comprise entre 90 C et 110OC. Toutefois, dès que la température atteinte est en dehors de la plage s'étendant de 99 C à 101 C, il est nécessaire de procéder à une correction sur la valeur me- surée de la teneur en eau. La valeur de la correction à -- - -effectuerqui dépend de la température effectivement atteinte, est donnée dans un tableau établi empiriquement et qui dépend lui-même du type, blond ou brun, de tabac en essai. Dès que la température atteinte sort de la plage s'éten- dant de 90 C à 110 Cp parce que les conditions de mesure, comme par exemple la température ambiante, ont progres- sivement changé, ou parce que l'on change d'échantillon de tabac, en passant par exemple d'un tabac blond à un ta- bac brun, ou d'un tabac humide à un tabac sec, il faut re- commencer la série d'essais préparatoires et le tâtonne- ment, afin de retoucher le débit du ventilateur, ou le courant qui parcourt la résistance, pour obtenir un flux d'air chaud tel que la température atteinte par l'air après passage dans la masse de tabac soit, à nouveau, sensiblement de 100 C au bout de 5 minutes. La mise en oeuvre du procédé connu est donc longue et fastidieuse, pour les raisons suivantes: - nécessité d'ajuster, par pesage, la masse de tabac uti- lisé dans chaque essai à 10 grammes, - nécessité de commander, par tâtonnements et réglages au cours d'essais préparatoires, le flux d'air chaud, - nécessité de retoucher souvent ces réglages entre les essais, et - nécessité de procéder à des corrections à déterminer à l'aide d'une table. - De plus, la nécessité d'utiliser une masse de tabac déter- minée et égale à 10 grammes, pose des problèmes de volume pour du tabac expansé par exemple. En effet, le volume d'une masse de 10 grammes de tabac expansé est beaucoup plus important que le volume de 10 grammes de tabac nor- mal, ce qui peut poser des problèmes pratiques lors de la mise en oeuvre du procédé. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, elle a pour objet un procédé du type défini ci-dessus caractérisé par le fait que l'on commande, à tout instant, le flux d'air chaud, pour que la tempéra- ture de l'air, après passage dans la masse de tabac, sui- ve une loi déterminée en fonction du temps. Dans le procédé de l'invention, la commande permanente du flux d'air chaud, que l'on s'interdisait dans l'art antérieur, permet le contrôle permanent de la températu- re de l'air après passage dans la masse de tabac, afin de lui faire suivre une évolution déterminée. Ainsi, on est certain d'atteindre une température déterminée au bout d'un temps déterminé, quelle que soit l'humidité ou la mas- se de tabac utilisée,sans tâtonnements et réglages au cours d'essais préparatoires. De plus, comme on est certain d'atteindre une température déterminée au bout d'un temps déterminé, il n'est plus nécessaire d'effectuer des correc- tions sur les résultats de teneur en eau. Par ailleurs, la durée de chaque opération de dessication, dans le procédé de l'art antérieur, était pratiquement fixée à 5 minutes, tout au moins pour les mesures relati- vement précises. En principe, il aurait certainement été possible de réduire ce temps en chauffant davantage le ta- bac, mais la nécessité d'établir empiriquement de nouveaux tableaux de corrections rendait cette éventualité très fas- tidieuse et quasiment impossible à envisager. La mise en oeuvre du procédé de l'invention est assez sim- ple pour permettre la mise au point de processus de dessica- tion d'une durée inférieure à 5 minutes. Dans la mise en oeuvre préférée du procédé de l'invention, la loi déterminée de variation de la température en fonc- tion du temps est telle que la température tend sensible- ment asymptotiquement vers une température constante. La présente invention a également pour objet un appareil permettant la mise en oeuvre automatique du procédé de l'invention. A cet effet, la présente invention concerne donc également un appareil de dessication contrôlée d'une masse d'un échan- tillon de tabac pour mesure de sa teneur en eau, compre- nant des moyens de production d'un flux d'air chaud et des moyens pour soumettre ladite masse de tabac audit flux d'air chaud, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de mesure de la température de l'air après passage dans la mas- se de tabac, et des moyens de commande des moyens de produc- tion du flux d'air chaud, reliés auxdits moyens de mesure de ladite température, agencés pour que ladite température suive une loi déterminée en fonction du temps. Avec l'appareil de l'invention, la température de l'air a- près passage dans la masse de tabac suit automatiquement une évolution déterminée. Dans la forme de réalisation préférée, lesdits moyens de commande des moyens de production comprennent un générateur de fonction, des moyens de comparaison entre elles des grandeurs de sortie du générateur de fonction, d'une part, et des moyens de mesure de ladite température, d'autre part, et des moyens de traitement, reliés aux moyens de com- paraison, pour commander lesdits moyens de production L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée de l'appareil de l'invention, ainsi que de la mise en oeuvre préférée du procédé de l'invention, faite en référence au dessin annexé, sur lequel: - là figure 1 représente un schéma d'un appareil selon l'in- vention, - la figure 2 représente un schéma du circuit électronique de commande de l'appareil de la figure 1, et, - la figure 3 représente les variations de la température de consigne et de la température mesurée dans l'appareil de la figure 1. En référence à la figure 1, un appareil pour dessication contrôlée d'une masse d'un échantillon de tabac dont on dé - sire mesurer la teneur en eau comprend un ventilateur 5, entraîné par un moteur 6, agencé pour produire un flux d'air 4 dans un conduit d'arrivée d'air 2. A l'intérieur du conduit d'arrivée d'air 2 est montée une résistance électrique 7. A l'extrémité du conduit d'arrivée d'air peut être instal- lée, comme cela est représenté en traits pointillés sur la figure 1, une coupelle 1, dont le fond, réalisé dans un tamis métallique, coincide avec l'entrée d'un conduit d'é- vacuation d'air 3. Un capteur de température 9, à sortie électrique, est dis- posé dans le conduit d'évacuation 3 de façon à ce que sa partie sensible se trouve juste sous le tamis de la cou- pelle 1. Un circuit électronique 8, de commande,est relié par une connexion 98, à deux fils, au capteur 9 et par une conne- xion 87, à deux fils, à la résistance 7. Le moteur électrique 6 et le circuit électronique 8 de com- mande sont alimentés en énergie électrique grâce à des con- nexions à deux fils 60 et 80, respectivement, par des moyens d'alimentation en énergie électrique non représentés car classiques. Le circuit électronique 8 de commande comprend un circuit d'alimentation 81 de type connu, agencé pour délivrer à un générateur de fonction 82, un circuit de soustraction 83 et un circuit de traitement 84, les courants d'alimenta- tion nécessaires à leur fonctionnement, sous une tension constante. Le générateur de fonctions 82, de type connu à diodes, est relié à une première entrée du circuit 83 de soustrac- tion, de type connu à amplificateur opérationnel, dont l'au- tre entrée est reliée à un des fils de la connexion 98, l'autre fil étant à la masse. Le circuit de traitement 84 est agencé pour délivrer des impulsions de niveau constant et dont la largeur est com- mandée par la tension appliquée à son entrée, ici reliée à la sortie du soustracteur. Il comprend à cet effet, et de manière non représentée car classique, un monostable dé- clenché par une horloge et dont la durée de l'état ista- ble est commandée par la tension appliquée à l'entrée du circuit de traitement 84. La sortie du circuit de traitement 84 commande un circuit de commutation 85 à thyristors, interposé entre la con- nexion 80 et la connexion 87. L'ensemble qui vient-d'être décrit fonctionne comme suit. Une masse d'un échantillon du tabac est placée dans la cou- pelle 1. Celle-ci est mise en place de façon à ce que la masse de tabac soit soumise au flux d'air 4 produit par le ventilateur 5, auquel peut être transférée de l'énergie calorifique par la résistance chauffante 7, lorsque celle- ci est parcourue par un courant. Le capteur 9 mesure en permanence la température de l'air après passage dans la masse de tabac, et délivre au cir- cuit de soustraction 83 une tension proportionnelle à cette température. Le circuit de soustraction 83 compare à tout instant cette tension à la tension de sortie du générateur de fonction 82. Cette tension de sortie varie en fonction du temps en suivant une loi déterminée du type de celle re- présentée en trait plein sur la figure 3. Pour plus de clarté, la figure $ représente en trait plein une loi qui correspond à la température de "consigne" correspondante, c'est-à-dire celle qui devrait être mesurée à tout instant par le capteur 9 pour que sa tension de sortie soit égale à la tension de sortie du générateur de fonction 82. Si la température mesurée est supérieure à la température de consigne, la sortie du circuit de soustraction 83 est né- gative; et cela a pour conséquence une réduction de la du- rée des impulsions en sortie du circuit de traitement 84 donc du temps de passage du courant dans'la résistance 7, et donc de la quantité d'énergie calorifique transférée. Le flux d'air 4 se refroidit. Naturellement, il serait commandé pour se réchauffer si la température mesurée était inférieure à la température de consigne. A titre d'exemple, la figure 3 représente, en traits pointillés, l'évolution de la température mesurée lors d'un essai. Les différences entre la température de consigne et la température mesurée sont imputables aux im- perfections de l'appareil. Ainsi la partie en forme de val- lée au début de la courbe de la température mesurée tra- duit le fait que l'appareil n'était pas assez froid lors- que l'essai a été commencé. Il est apparu toutefois que ce phénomène était sans grande influence sur la précision du résultat final obtenu, ce qui, dans la pratique, permet d'enchaîner les essais les uns après les autres sans avoir à attendre trop longtemps le refroidissement de l'appareil. Dans le même souci de rapidité, une série d'essais a été me- née pour permettre d'opérer avec un temps de dessication in- férieur à 5 mn. Il est apparu qu'une loi du type de celle de la figure 3, mais passant par la valeur 103'C au bout de 3 mn. permet d'obtenir des mesures précises de la teneur en eau de l'échantillon. Comme cela a déjà été signalé, un gain de temps appréciable est obtenu du fait qu'il n'est plus nécessaire d'ajuster, par pesage, la masse de tabacà une valeur déterminée, à savoir 10 grammes. Il suffit de conna1tre cette masse avant et après dessication pour pouvoir calculer la teneur en eau puisque le processus de dessication a été constamment contrôlé, quelle que soit la valeur de la masse de tabac en essai. On peut remplacer la commande de la quantité d'énergie ca- lorifique transférée au flux d'air produit par le ventila- teur, c'est-à-dire ici la commande du courant parcourant la résistance 7, par une commande de la vitesse de rota- tion du moteur 6 du ventilateur 5, c'est-à-dire par une commande du débit du flux d'air, le courant parcourant la résistance 7 restant constant. On peut remplacer, par exemple, le générateur de fonction 82, le circuit de soustraction 83 et le circuit de traite- ment 84 par un système à microprocesseur. De même, la loi de variation de la température de consigne représentée sur la figure 1 n'est donnée qu'à titre d'exem- ple, et tout autre type de loi peut être expérimenté. REVENDICATIONS 1.- Procédé de dessication contrôlée d'une masse d'un é- chantillon de tabac, en vue de la mesure de sa teneur en eau, dans lequel on commande un flux d'air chaud, auquel on soumet ladite masse de tabac)de telle façon que la-tem- pérature de l'air, après passage dans la masse de tabac, soit égale à une valeur déterminée au bout d'un temps dé- terminé, caractérisé par le fait que l'on commande, à tout instant, le flux d'air chaud, pour que la température de l'air, après passage dans la masse de tabac, suive une loi déterminée en fonction du temps. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite loi déterminée en fonction du temps est telle que la tempé- rature tend sensiblement asymptotiquement vers une tempé- rature constante. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans le- quel on commande le flux d'air chaud en commandant la quan- tité d'énergie calorifique que l'on transfère à un flux d'air de débit constant. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans le- quel on commande le flux d'air chaud en commandant le débit d'un flux d'air auquel on transfère une quantité constante d'énergie calorifique. 5.- Appareil de dessication contrôlée d'une masse d'un e- chantillon de tabac pour mesure de sa teneur en eau, com- prenant des moyens de production (5,6, 7) d'un flux d'air chaud (4) et des moyens (1,2, 3) pour soumettre ladite masse de tabac audit flux d'air chaud (4) caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de mesure (9) de la tem- pérature de l'air après passage dans la masse de tabac, et des moyens de commande (8) des moyens de production (5,6,7) du flux d'air chaud (4) reliés auxdits moyens de mesure (9) il de ladite temperature, agencés pour que ladite température suive une loi déterminée en fonction du temps. 6.- Appareil selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens de commande (8) des moyens de production comprennent un générateur de fonction (82), des moyens de comparaison (83) entre ellesdes grandeurs de sortie du générateur de fonction (82), d'une part, et des moyens de mesure (9) de ladite température, d'autre part, et des moyens de traite- ment (84), reliés aux moyens de comparaison (83), pour commander lesdits moyens de production (5,6,7).