Brevet FR2619489A1 — publié le 19890224

La présente invention concerne le traitement de produits alimentaires et un électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales. L'invention peut être utilisée dans les procédés de traitement de fruits, de légumes et de plantes-racines en vue d'obtenir des Jus, des pulpes ou des cossettes plasmolysées. On connaît un électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales (URSS, A, 428737) comprenant un corps à section carrée doté d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie et renfermant deux électrodes en plaque, perforées, disposées parallélement à l'axe longitudinal du corps. Entre les parois latérales du corps et les électrodes perforées il se forme des espaces destinés à être remplis de Jus. Ce type d'électroplasmolyseur électrique ne permet pas d'obtenir un traitement complet et uniforme des produits végétaux broyés. On connais un autre plasmolyseur électrique pour la transformation des matières végétales (URSS, A, 858732) comprenant un corps doté d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie et renfermant des électrodes annulaires entre lesquelles sont disposées deux à deux des électrodes à surface plane en contact avec la matière à traiter. Chaque paire d'électrodes à surface plane de contact avec la matière à traiter est disposée à une même distance l'une de l'autre et sous un angle de 900 ou 1200 l'une par rapport à l'autre. Cet électroplasmolyseur ne permet pas non plus d'obtenir un traitement uniforme de la masse végétale broyée par le courant électrique ni d'assurer une bonne perméabilité cellulaire du fait d'un contact insuffisant entre la matière à traiter et les électrodes. Cet électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales est donc incapable d'assurer un taux élevé d'extraction du Jus. La solution technique antérieure la plus proche de la présente invention est celle constituée par un électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales (USA, A, 4608920) comprenant un vase, équippé d'ouvertures d'entrée et de sortie, renfermant un grand nombre d'électrodes à surface plane de contact avec la matière à traiter disposées régulièrement sur toute la surface intérieure du corps et reliées à une source d'alimentation triphasée de telle façon que deux paires d'électrodes voisines soient branchées sur des phases différentes d'une source d'alimentation triphasée. Cet électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales est, lui aussi, incapable d'assurer un traitement complet et uniforme de la masse végétale broyée, car il ne permet qu'un seul passage de traitement. En outre, cet électroplasmolyseur ne permet pas d'obtenir une bonne perméabilité cellulaire de la masse végétale broyée ni un taux élevé de l'extraction du Jus. On s'est donc proposé de créer un électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales permettant, gracie à une nouvelle chambre à électrodes à grande surface de contact, d'obtenir un traitement uniforme par le courant électrique de la masse végétale broyée, d'en améliorer la perméabilité cellulaire et d'augmenter son rendement en Jus. Un électroplasmolyseur, selon l'invention pour le traitement de matières végétales comprend un corps ayant une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie et renfermant un certain nombre d'électrodes à surface plane de contact avec la matière à traiter réparties de manière régulière sur toute la surface intérieure du corps et branchées sur une source d'alimentation en courant électrique triphasé de telle sorte que des paires d'électrodes voisines soit branchées sur des phases différentes de la source d'alimentation triphasée, les électrodes à surface de contact plane étant réunies dans un premier groupe d'électrodes qui comprend trois paires d'électrodes identiques à surface de contact plane disposées le long du corps cylindrique, des paires d'électrodes voisines disposées le long du corps étant reliées à des phases différentes de la source d'alimentation triphasée, les électrodes de chaque paire du premier groupe étant disposées l'une en face de l'autre, les paires successives d'électrodes du premier groupe était décalées d'un angle de 900 l'une par rapport à l'autre, alors qu'entre les électrodes à surface de contact plane de chaque paire du premier goupe est disposées une paire d'électrodes identiques formant un deuxième groupe d'électrodes, les électrodes de chaque paire du deuxième groupe étant disposées l'une en face de l'autre, les plans de symétrie des électrodes de la première, de la deuxième, de la troisième paire d'électrodes du premier groupe et, respectivement, les plans de symétrie des électrodes de la première, de la deuxième et de la troisième paire d'électrodes du deuxième goupe étant disposés dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps, la distance entre les bords des électrodes dans n'importe quelle paire d'électrodes du deuxième groupe étant égale à la distance entre la surface latérale de l'électrode à surface plane de contact avec la matière à traiter dans n'importe quelle paire d'électrodes du premier groupe et la surface latérale de l'électrode d'une paire homologue d'électrodes du deuxième groupe,la surface latérale de l'électrode de chaque paire d'électrodes du deuxième groupe étant raccordée à son embase par une surface dont le centre de courbure se trouve sur la surface latérale de l'électrode à surface de contact plane et dont le rayon de courbure est égal à la distance entre la surface latérale de cette électrode à surface plane de contact avec la matière à traiter de n'importe quelle paire d'électrodes du premier groupe et la surface latérale de l'électrode de la paire homologue du deuxième groupe, les électrodes de chaque paire d'électrodes du deuxième groupe étant branchées sur des phases différentes de la source d'alimentation triphasée de sorte que les paires d'électrodes successives disposées suivant la circonférence dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps soient branchées sur des phases différentes de la source d'alimentation triphasée. Il est préférable que les électrodes soient profilées par rapport à l'écoulement des matières à traiter, par exemple que leurs extrémités soient arrondies, ce profilage et cet arrondissement pouvant améliorer aussi les caractéristiques électriques de l'installation. Grâce à l'utilisation de l'électroplasmolyseur dans un procédé de première transformation de pommes en vue de l'extraction du jus, par exemple, il se produit la destruction maximale du cytoplasme des cellules restées intactes après le broyage mécanique des fruits. Il en résulte un meilleur rendement des presses d'extraction de Jus et une augmentation de 5% environ de la sortie du Jus des pommes. Pour les sorbes noires et les tomates récoltables à la machine, cette augmentation atteint Jusqu'à 10%. Grâce à l'augmentation de la sortie du Jus, la pulpe de pommes contient moins d'humidité, de sorte que la consommation de combustible pour son séchage diminue et la vitesse de séchage augmente. Dans l'électro- plamolyseur les fruits broyés sont traités en des fractions de seconde et les sucres, les acides et les vitamines du produit de départ sont complètement extraits avec le jus. L'action du courant électrique est très efficace lorsqu'il s'agit du traitement des raisins broyés et des cossettes de betterave sucrière. Les raisins des espèces "Isabelle" sont broyés puis traités par des ferments ou par la chaleur pendant un temps qui varie entre 12 et 48 heures selon le procédé employé et ce n'est qu'ensuite qu'on en extrait le moût. Ce processus nécessite du travail manuel, un grand nombre de récipients et des aires de production importantes. Par contre, le traitement électrique des raisins augmente le rendement en moût à écoulement libre Jusqu'à 6% et le processus d'extraction du moût devient continu. Grâce au traitement électrique des cossettes des betteraves sucrières il devient possible d'améliorer la pureté du Jus de diffusion, de réduire la consommation de chaleur et d'augmenter de 0,1% le rendement en jus. L'électroplasmolyseur n'exige pas de surveillance continue et est d'une grande fiabilité de fonctionnement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation faite avec références aux dessins annexés dans lesquels -la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un électroplasmolyseur électrique pour le traitement de matières végétales, en coupe longitudinale, selon l'invention -la figure 2 représente l'électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales en coupe suivant la ligne II-II, de la figure 1 -la figure 3 représente un schéma électrique de branchement des électrodes du plasmolyseur sur une source d'alimentation en courant électrique triphasé, selon l'invention. L'électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales comprend un corps cylindrique 1 (figure 1) d'axe longitudinal de symétrie 7, réalisé en une matière diélectrique ou isolante. Le corps 1 est doté d'une ouverture axiale d'entrée 2 et d'une ouverture axiale de sortie 3. Le corps 1 renferme ici trois paires d'électrodes 4 à surface plane de contact avec la matière à traiter, les électrodes d'une paire étant disposées en vis à vis et les paires successives réparties le long du corps 1 à sa surface intérieure et formant un premier groupe d'électrodes 4. Les plans de contact des électrodes 4 avec la matière à traiter sont parallèles à l'axe 7 du corps 1.Entre les électrodes de chaque paire d'électrodes 4 à surface de contact plane est placée une paire d'électrodes planes 5 formant un deuxième groupe d'électrodes 5, les électrodes 5 de chaque paire du deuxième groupe étant disposées l'une en face de l'autre de manière que les plans d'une paire coincident et contiennent l'axe 7 du corps 1. Ce plan commun des électrodes 5 d'une paire est le plan de symétrie longitudinal de la paire correspondante d'électrodes 4. Les électrodes 4 à surface de contact plane de chaque paire du premier groupe sont disposées l'une en face de l'autre et les paires d'électrodes 4 consécutives sont décalées de 90 entre elles. Les électrodes 5 de chaque paire d'électrodes 5 du deuxième groupe sont disposées entre les électrodes 4 du premier groupe de telle manière que les plans de symétrie 6 des électrodes 4 et 5 fixées au même niveau du corps 1, perpendiculaires à l'axe longitudinal 7 du corps 1, coincident. La flèche D indique le sens de déplacement de la matière à traiter. Dans l'électroplasmolyseur est créée une zone adaptable prolongée de traitement suivant toute la longueur du corps 1 avec des ensembles d'électrodes 4 et 5 réparties dans le sens de l'écoulement des matières, cette zone étant définie par les surfaces des électrodes 4,5. Les extrémités 8 des électrodes 4 et les extrémités 9 des électrodes 5 sont profilées pour diminuer la résistance hydraulique au mouvement de la matière à traiter et éviter une répartition désavantageuse des flux électriques. L'ouverture d'entrée 2 et i'ouverture de sortie 3 du corps 1 de l'électroplasmolyseur disposées aux extrémités longitudinales comportent des tubulures 10 et 11 reliées au corps 1 par des Joints à brides 12 et 13. Les tubulures 10 et 11 permettent d'incorporer le plasmolyseur électrique directement dans une conduite de masse végétale broyée à l'aide de soudures, dans la section entre la pompe et la presse (non représentées sur le dessin). Les joints à brides 12 et 13 sont branchées sur une mise à la terre commune 14. La figure 2 représente l'électroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, où l'électroplasmolyseur est un corps cylindrique 1, et un schéma de branchement des électrodes 4 et 5 sur les phases A, B, C d'une source d'alimentation en courant triphasé 15. La distance 16 entre les bords des électrodes 5 de chaque paire d'électrodes 5 du deuxième groupe est égale à la distance 17 entre les surfaces latérales des électrodes 4 et 5. La surface latérale de chaque électrode 5 est raccordé à son embase sur la surface intérieure du corps 1 par une surface de raccordement dont le centre de courbure se trouve sur la surface latérale de l'électrode 4 à surface de contact plane au niveau de son insertion sur la paroi latérale intérieure du corps 1 et dont le rayon de courbure 18 est égal à la distance 17 entre les surfaces latérales des électrodes 4 et 5. Les deux électrodes 5 et la paire d'électrodes 4 à surface de contact plane correspondant au même niveau d'écoulement de la masse sont branchées sur les phases différentes A, B, C de la source d'alimentation 15.Par exemple, l'électrode 5 (centrale supérieure) est branchée sur la phase B, l'électrode 4 suivante (dans le sens des aiguilles d'une montre) est relié à la phase A, l'autre électrode 5 est branchée sur la phase C, et ensuite, l'autre électrode 4 est branchée sur la phase A. La figure 3 représente le schéma électrique de branchement des groupes d'électrodes 4 et 5 successifs sur la source d'alimentation triphasée 15. Le schéma électrique de branchement des électrodes 4 et 5 est réalisé de manière que les paires d'électrodes successives réparties le long du corps 1 soient branchées sur des phases différentes A, B, C de la source d'alimentation 15. Les électrodes 4 et 5, dont les plans 6 de symétrie se trouvent dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal 7 du corps 1 sont respectivement branchées sur les différentes phases A, B, C de la source d'alimentation 15. Par exemple, la première paire d'électrodes 4 du premier groupe est reliée à la phase A, alors que les électrodes 5 de la première paire du deuxième groupe sont branchées sur les phases B et C, la deuxième paire d'électrodes 4 du premier groupe est branchée sur la phase B tandis que les électrodes 5 de la deuxième paire du deuxième groupe sont reliées aux phases A et C, la troisième paire d'électrodes 4 du premier groupe est branchée sur la phase C, alors que les électrodes 5 de la troisième paire du deuxième groupe sont branchées sur les phases A et B. Ce mode de connexion des électrodes 4, 5 permet d'obtenir qu'un même nombre d'électrodes 4, assoit branché sur chaque phase A, B, C de la source d'alimentation 15. On voit donc que les électrodes 5 de chaque paire du deuxième groupe sont branchées sur les différentes phases A, B, C. De la mêmè façon, chaque paire d'électrodes voisines 4, 5 disposées suivant la circonférence dans le plan perpendiculaire à l'axe longitudinal 7 du corps 1 se trouve branchée sur les différentes phases A, B, C de la source d'alimentation 15. Le fonctionnement de l'électroplasmolyseur électrique est décrit ci-dessous. L'électroplasmolyseur à corps cylindrique 1 (figure 1) fonctionne avec une pompe de vendange (non représentée sur le dessin). La matière végétale broyée, par exemple, la masse contenant la rape est refoulée sous pression par cette pompe vers le corps 1 à travers l'ouverture d'entrée 2 de la tubulure 10 reliée au corps 1 de l'électroplasmolyseur à l'aide du joint à brides 12. La masse broyée s'écoulant sur les extrémités profilées 8 et 9 des électrodes 4 et 5, respectivement, se répartit de manière uniforme entre les électrodes 4 et 5. Au fur et à mesure de l'arrivée de la matière végétale dans la zone de traitement, on met en action des électrodes 4 et 5. Les électrodes 4 et 5 sont mises sous tension de la source triphasée 15 (figure 2) et il se produit le traitement par courant électrique de la masse végétale en mouvement continu.Le courant électrique agit simultanément sur toutes les cellules végétales restées intactes après le broyage mécanique de la matière végétale, les protéines du cytoplasme se coagulent sous l'effet des ions, il se forme des coagulums de plasma et des canaux de sortie du Jus cellulaire. Le traitement par le courant électrique est effectué à une concentration donnée en matière première et à une consommation spécifique donnée de courant électrique. Une variation de la concentration en matière première dans la zone de traitement par le courant électrique entrain une variation du degré de contact entre la matière et les électrodes 4, 5.L'alimentation de chaque paire d'électrodes voisines 4, 5 à partir des différentes phases A, B, C de la source d'alimentation 15 triphasée se fait au fur et à mesure que la masse à traiter entre dans cette zone de traitement par le courant électrique et en sort. La masse végétale plasmolysée se trouvant sous pression sort du corps 1 par l'ouverture de sortie de la tubulure 11 reliée par le joint 13 à brides et arrive par une conduite à un égouttoir ou à une presse (non représentés sur le dessin). Le traitement de la masse broyée s'effectue dans une chambre fermée sans accès de l'Oxygène de l'air, ce qui permet d'éviter le "grillage" de la masse sur les électrodes 4 et 5 et d'empêcher les processus d'oxydation. Le nombre d'électrodes 4 et 5 du plasmolyseur électrique étant un multiple de trois, elles sont branchées sur les trois phases A, B, C (figure 3) de la source d'alimentation 15, ce qui permet d'obtenir un traitement de courte durée de la masse broyée en écoulement continu. La section de passage du corps 1 (figure 1) du plasmolyseur électrique est agrandie grâce au fait que les électrodes 5 sont disposées entre les électrodes 4 à surface de contact plane, ce qui réduit au minimum la résistance du système d'électrodes au mouvement de la masse végétale et permet d'augmenter la surface de contact plane avec la matifère à traiter et d'améliorer le rendement de l'appareil. Le traitement par le courant électrique permet d'améliorer la perméabilité du tissu cellulaire des végétaux et d'en augmenter le rendement en Jus. Le fait de brancher les paires successives d'électrodes 4 à surface de contact plane du premier groupe sur des phases différentes A, B, C de la source d'alimentation triphasée 15, de brancher les électrodes 5, dans chaque paire d'électrodes 5 du deuxième groupe, sur des phases différentes A, B, C de la source 15 d'alimentation triphasée, de brancher les paires d'électrodes consécutives 4, 5 disposées suivant la circonférence dans le plan perpendiculaire à l'axe longitudinal 7 du corps 1 sur des phases différentes A, B, C de la source d'alimentation triphasée 15, ainsi que de disposer les électrodes 4, 5 de manière rationnelle a permis d'obtenir une nouvelle chambre d'électrodes à grande surface de contact et d'assurer de la sorte un traitement uniforme par courant électrique de la masse végétale broyée. On arrive donc à améliorer la perméabilité cellulaire de la masse végétale broyée et à en augmenter le rendement en jus. Le plasmolyseur électrique à électrodes 4, 5 disposées de manière rationnelle assure un traitement très efficace par courant électrique des fruits, des légumes et des plantes-racines dont le rendement en Jus et en autres substances nutritives est insuffisant sans traitement électrique. Le plasmolyseur électrique permet de réaliser une amélioration considérable du rendement en Jus de fruits et légumes. Le plasmolyseur électrique est facile à réaliser, peu encombrant et facile à fabriquer et à transporter, il permet le traitement de la matière première en étant facilement incorporé dans les lignes technologiquues, il est d'une grande sécurité de fonctionnement et d'utilisation très fiable. REVENDICATIONS 1. Electroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales comprenant un corps (1), ayant une ouverture d'entrée (2) et un ouverture de sortie (3), renfermant une multitude d'électrodes (4) à surface plane de contact avec la matière à traiter, disposées de manière régulière sur toute la surface intérieure du corps (1) et branchées sur une source d'alimentation en courant électrique triphasée (15) de telle sorte que les paires d'électrodes voisines (4) soit branchées sur les phases différentes (A, B, C) de la source d'alimentation (15) caractérisé en ce que les électrodes (4) à surface plane de contact avec la matière à traiter sont réunies dans un premier groupe d'électrodes (4) comprenant trois paires d'électrodes identiques (4) disposées le long d'un corps (1) cylindrique, les paires d'électrodes successives (4) disposées le long du corps (1) étant branchées sur les phases différentes (A, B, C) de la source d'alimentation triphasée (15), alors que les électrodes (4) de chaque paire du premier groupe sont disposées l'une en face de l'autre et chaque paire d'électrodes (4)du premier groupe est décalée d'un angle de 900 par rapport aux paires-voisines ; entre les électrodes à surface de contact plane (4) de chaque paire d'électrodes du premier groupe est disposée une paire d'électrodes identiques (5) formant un deuxième groupe d'électrodes (5), les électrodes (5) de chaque paire du deuxième groupe étant disposées l'une en face de l'autre, les plans (6) de symétrie des électrodes (4) de la première, de la deuxième et de la troisième paire d'électrodes (4) du premier groupe et respectivement les plans de symétrie (6) des électrodes (5) de la première, de la deuxième et de la troisième paire d'électrodes (5) du deuxième groupe se trouvant coïncider dans un même plan perpendiculaire à l'axe longitudinal (7) du corps (1), la distance (16) entre les bords (9) des électrodes (5) dans n'importe quelle paire d'électrodes (5) du deuxième groupe étant égale à la distance (17) entre la surface latérale de l'électrode (4) à surface plane de contact avec la matière à traiter de n'importe quelle paire d'électrodes (4) du premier groupe et la surface latérale de l'électrode (5) d'une paire homologue d'électrodes (5) du deuxième groupe, la surface latérale de l'électrode (5) de chaque paire d'électrodes (5) du deuxième groupe étant raccordée à sa base par une surface de raccordement dont le centre de courbure se trouve à la surface latérale de l'électrode à surface de contact plane (4) et dont le rayon de courbure (18) est égal à la distance (17) entre la surface latérale de cette électrode (4) à surface plane de contact avec la matière à traiter de n'importe quelle paire d'électrodes (4) du premier groupe et la surface latérale de l'électrode (5) de la paire homologue du deuxième groupe ; les électrodes (5) de chaque paire d'électrodes (5) du deuxième groupe sont branchées sur les différentes phases (A, B, C) de la source (15) d'alimentation triphasée et chaque paire d'électrodes voisines (4, 5), disposées suivant la circonférence dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal (7) du corps (1), est branchée sur des phases différentess (A, B, C) de la source d'alimentation triphasée (15). 2. Electroplasmolyseur pour le traitement de matières végétales selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités (8, 9) des électrodes (4, 5) sont profilées par rapport à l'écoulement des matières à traiter.