Brevet FR2632490A1 — publié le 19891215

i PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA CONSERVATION DES PLANTES, DES SUBSTANCES VEGETALES, ANIMALES OU ORGANIQUES La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour la conservation des plantes, des substances végétales, animales ou organiques. Il est connu de conserver la plupart des produits d'ori- gine animale ou végétale à l'état congelé pendant une relati- vement longue durée. Un inconvénient important de la conservation par congé- lation réside dans le fait que, dans les solutions aqueuses des sels ou des sucres contenus dans les cellules, c'est tout d'abord l'eau qui se congèle, les cristaux de glace qui se forment grossissent et perforent la paroi des cellules. Au cours de la décongélation ultérieure du produit congelé, les parois des cellules deviennent poreuses et les fibres des produits se désagrègent. Après la décongélation, la qualité des produits conservés baisse considérablement par rapport à celle des produits frais avant la congélation et ainsi, par exemple, les fruits, les légumes et les autres plantes sont ramollis et perdent leur arôme d'origine et leur couleur initiale, les produits carnés perdent leur saveur. A la suite de cela, on ne peut pas admettre qu'un produit précédemment congelé soit réchauffé et ensuite à nouveau réfrigéré ou bien qu'il soit partiellement décongelé et ensuite à nouveau congelé lentement. Au cours de la congélation rapide, il arrive que l'eau qui se trouve dans les cellules se congèle en petits (fins) cristaux qui dégradent peu les cellules, cependant dans ces cas également, on ne peut pas éviter complètement la dégrada- tion des cellules et du fait parce que le volume spécifique de l'eau augmente au cours de la congélation, ce qui fait que les fins cristaux de glace font éclater les parois peu résistantes des cellules. Les tomates, les fraises, les bananes, les champignons etc... extraits d'une installation de congélation rapide se révèlent, après la congélation, être également mous, flasques, changer de couleur et de goût. C'est pourquoi cer- tains produits, tels que les oignons, les radis, la laitue etc... ne conviennent généralement pas pour la congélation. Un autre inconvénient encore de la congélation rapide est dû au fait qu'elle nécessite un relativement long délai pour la décongélation avant l'utilisation. D'autres procédés de conservation connus utilisent une température élevée ou des moyens conservateurs, mais ces procédés présentent également une série d'inconvénients. Ils modifient le goût, la couleur, la fermeté des produits et il faut s'attendre également à une perte de leur teneur en vitamine. Les moyens conservateurs sont également, dans de nombreux cas, dangereux pour la santé. Un autre inconvénient des procédés connus est de au fait que leur réalisation industrielle est particulièrement difficile à mettre en oeuvre et onéreuse. L'un des buts de l'invention consiste à éviter les inconvénients des procédés connus à l'aide d'un procédé de conservation qui repose sur la variation continue de la combi- naison des gaz combinés à la matière des cellules des produits à conserver et, par conséquent, sur la réduction du développe- ment des micro-organismes. L'objet de l'invention consiste également à proposer un dispositif adéquat. L'invention repose sur la connaissance du fait que, grâce à la variation continue de la composition des gaz combi- nés aux substances de certaines cellules telles que par exem- ple, les bactéries, les virus etc... pour une température déterminée verront leur développement défavorablement influencé ou même empêché. Expérimentalement, la concentration de saturation des gaz dissous dans les liquides -la solubilité des gaz- est proportionnelle à la pression (p) et augmente avec la diminu- tion de la température. L'objet du procédé selon l'invention réside dans le fait que le produit à conserver est disposé dans un espace fermé et qu'ensuite la composition des gaz combinés à la matière des cellules des produits à conserver est modifiée. Il est avantageux de faire varier la composition des gaz combinés à la matière des cellules des produits à conserver de façon que la pression et/ou la température des gaz remplissant l'espace fermé, de préférence de l'air, soit modifiée. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'inven- tion, lorsque l'on fait varier la température des gaz remplis- sant l'espace fermé de façon cyclique, de telle façon que celle-ci soit maintenue pendant une durée déterminée en-dessous de 0 C, puis qu'elle soit élevée au-dessus de 0 C, et qu'au moins pendant la période de temps o la température est infé- rieure à 0 C, la valeur de la pression régnant dans l'espace fermé varie de façon cyclique. Il est par conséquent avantageux de faire varier la température des gaz contenus dans l'espace fermé de façon cyclique entre -2 C et +2 C, tandis que la valeur de la variation cyclique de pression est choisi à une valeur infé- rieure à 8 kPa e. que la fréquence des variations cycliques de pression est d'au moins 0,1 s-1. Dans le procédé selon l'invention, on peut également faire en sorte que la pression régnant dans l'espace fermé varie de façon que la fréquence des variations de pression soit augmentée lorsque la température diminue. L'objet du dispositif selon l'invention consiste à disposer le produit à conserver dans une chambre hermétique- ment fermée, cette chambre se trouvant reliée à un dispositif apte à faire varier la pression, de préférence une pompe à gaz ou un compresseur de gaz, ou bien comportant au moins une paroi mobile fermant la chambre de façon hermétique et assu- rant des variations de volume de la chambre, la chambre étant reliée en outre à un circuit de refroidissement assurant sa réfrigération. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, lorsque le dispositif est muni de deux chambres qui sont reliées l'une à l'autre via une pompe à gaz à piston tournant, un clapet anti-retour est interposé dans la paroi séparant les deux chambres. La chambre est avantageusement munie d'un thermostat détectant sa température et qui est relié à un circuit de réglage fermé contrôlant la variation de la pression régnant dans la chambre, ainsi qu'à un circuit de réglage fermé contrô- lant la température de la chambre. Le dispositif selon l'inven- tion est avantageusement réalisé sous forme portable, le circuit de réglage étant relié à un moteur à courant continu alimenté par une pile ou une batterie. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le circuit fermé est relié à un moteur qui est alimenté soit par le réseau soit par une pile ou une batterie. Les produits à conserver sont ainsi disposés dans un espace, ou un récipient ou une chambre apte à être obturé et dans lequel on peut faire varier en continu la pression des gaz, par exemple, celle de l'air pour obtenir une température souhaitée. La solubilité des gaz remplissant l'espace fermé utilisé pour la conservation et dissous dans les liquides -en fait dans la matière des cellules- peut ainsi être encore augmentée, à la fois par variation continue de la pression du gaz ainsi que par variation continue de la température des gaz remplis- sant l'espace fermé. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, il est avantageux de faire varier la pression des gaz contenus dans l'espace fermé à l'aide du pompe à piston, par exemple d'une pompe à gaz à piston rotatif, tandis que les variations de température sont réalisées à l'aide d'un circuit de pompe à chaleur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on peut réaliser la variation continue de la pression du gaz remplissant l'espace fermé de stockage par déplacement de basculement autour d'un axe dans les deux directions alterna- tivement le long de la périphérie, en utilisant une paroi de séparation servant d'élément d'étanchéité flexible hermétique- ment fermée. La pulsation de la pression des gaz remplissant l'espace fermé servant à la conservation présente également l'avantage que, de cette façon, les solutions aqueuses contenues dans les cellules des produits à conserver ne peuvent pas geler lorsque la température descend en-dessous de 0 C. Grâce au réglage correspondant de la température et des rapports de pression, on peut effectivement obtenir qu'il ne se forme pratiquement pas de cristaux de glace dans les cellules, et que les cellules restent pendant tout le déroulement de la conservation non modifiées et dans leur état d'origine. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparal- tront à la lecture de la description de divers modes de réalisa- tion de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé o: - la figure 1 représente schématiquement un dispositif faisant en sorte que les gaz remplissant dans une unité de conservation se composant de deux chambres subissent grâce au procédé selon l'invention une variation continue de la température et de la pression de l'espace fermé; - les figures 2 à 7 représentent différents diagrammes possibles des pressions et des températures du gaz remplissant l'espace de conservation, en fonction du temps; - la figure 8 est un schéma électrique d'un dispositif de - faible puissance alimenté par le réseau et à réglage automatique pour la mise en oeuvre du procédé de conservation selon l'invention; - la figure 9 est un schéma électrique d'un dispositif de plus grande puissance alimenté par le réseau et à réglage automatique pour la mise en oeuvre du procédé de conservation selon l'invention; - la figure 10 est un schéma électrique d'un dispositif actionné par le réseau ou bien également par une batterie et à réglage automatique pour la mise en oeuvre du procédé de con- servation selon l'invention; - la figure 11 est un schéma électrique d'un dispositif à réglage automatique et alimenté automati- quement par batterie en cas de défaillance du réseau pour la mise en oeuvre du procédé de conservation selon l'invention; et - la figure 12 est un schéma de principe d'un dispositif à espace fermé constitué de deux chambres. formant constituant une unité de conserva- tion de plus grande taille pour assurer la variation continue de la pression des gaz contenus selon le procédé de l'invention. On a représenté à la figure 1 un dispositif de conserva- tion pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, à l'aide d'un schéma fonctionnel. Le dispositif représenté à 1' figure 1 comporte deux chambre hermétiquement fermées I et II qui sont reliées l'une à l'autre au moyen d'une pompe à gaz à piston tournant, l'un des raccords 7 de la pompe à gaz étant relié à la chambre I tandis que l'autre raccord 8 de la pompe à gaz est relié à la chambre II. Les produits à conserver sont entreposés dans les chambres I et II. Le piston tournant 6 de la pompe à gaz est monté solidaire en rotation d'une roue dentée 13. La roue dentée 13 est engrenée sur une crémail- lère 12 qui est montée articulée sur une manivelle 11. La manivelle 11 est supportée et entraînée par un moteur 10. Dans le carter de pompe muni du piston tournant, la chambre d'aspi- ration est fermée par des parois de séparation 9 qui se trou- vent placées entre les raccords 7 et 8. La valeur de la pres- sion minimale du gaz dans les chambres I et II peut être réglée à l'aide d'un clapet anti-retour 19 qui est monté dans les parois des chambres I et II. Les chambres I et II sont munies, de façon connue, dans les techniques frigorifiques, d'un circuit de réglage de température qui est vu dans la direction 1 du circuit du fluide de travail comporte un évapo- rateur 2, disposé dans les chambres I et II, un compresseur 5 situé à l'extérieur des chambres I et II, un condenseur 4 et une valve de détente 3. La variation de la pression régnant dans les chambres I et II est réalisée par un circuit de réglage fermé 15, tandis que la variation de la température est réalisée à l'aide d'un circuit de réglage fermé 14. Dans le circuit de réglage fermé 14 sont prévus un thermostat 17', le cas échéant un amplificateur 16', ainsi que le compresseur 5, tandis que le circuit de réglage fermé 15 comporte un thermostat 17, une lampe de signalisation 18 et, le cas échéant, un amplificateur 16 ainsi que le moteur 10. Par suite de la rotation du piston rotatif 6, on peut obtenir la pulsation de la pression régnant dans les cham- bres I et II, celle-ci étant obtenue par la variation du sens de rotation des pistons tournants 6, ce qui assure une varia- tion de pression cyclique. Dans un sens de rotation du piston tournant 6, le raccord 7 constitue le raccord d'aspiration de la pompe à gaz, tandis que l'autre raccord 8 constitue le raccord de refoulement de la pompe à gaz. Dans le sens de rotation opposé du -piston rotatif 6, le raccord 7 constitue le raccord de refoulement de la pompe à gaz, tandis que le rac- cord 8 constitue le raccord d'aspiration de la pompe à gaz. A la figure 2 on a représenté les variations de la température et de la pression dans l'espace fermé, c'est-à- dire du gaz remplissant les chambres I et II en fonction du temps, la température dans un intervalle de. temps variant périodiquement d'une température maximale +F jusqu'à une température minimale -F de façon continue et périodique, de telle façon que pour une période de temps B' elle se trouve au-dessus de 0C et qu'ensuite pendant une période de temps A' elle se trouve en-dessous de 0 C. Le refroidissement depuis la température maximale +F jusqu'à la température minimale -F est réalisé dans un intervalle de temps C qui fait passer le réchauffement de la température minimale -F à la température maximale +F dans un intervalle de temps D. Pendant les varia- tions de température au cours de l'intervalle de temps A qui comporte l'intervalle de temps A' avec un recouvrement de temps faible, et pour l'essentiel lorsque la température du gaz se trouve au-dessus de 0 C, commence à se produire une variation de pression pulsatoire qui est maintenue pendant la totalité des intervalles de temps A d'une façon continue et qui continue pendant l'intervalle desurpression G o l'on se trouve a une pression supérieure à la pression atmosphérique. Dans l'intervalle de temps B qui suit l'intervalle de temps A, au cours duquel la température a une valeur supérieure à 0 C, les variations de pression pulsatoires peuvent se poursui- vrent, c'est-à-dire que pendant cet intervalle de temps B la pression du gaz se trouvant dans les chambres I et II peut correspondre à une valeur supérieure à la pression-atmosphé- rique. Dans le cas o la température de l'espace fermé ne descend pas endessous de -1,5 C, il est avantageux que la pression varie dans une zone comprise entre 100 et 105 kPa, la fréquence des pulsations de pression étant établie à 1 s Dans l'exemple de la figure 3 pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le diagramme représenté à la figu- re 2 correspond aux variations de température se produisant en fonction du temps. Les différences par rapport à la figure 2 dans le circuit représenté résident dans les valeurs de pres- sion minimales et maximales au cours des variations de pres- sion. Dans l'exemple selon la figure 3, la pression du gaz varie dans un intervalle compris entre 97,5 et 102,5 kPa. La fréquence des pulsations atteint dans ce cas f égal environ 1 s1. Dans le mode de fonctionnement selon la figure 3, la solution aqueuse des cellules des produits à conserver tend à sortir vers l'extérieur à travers la paroi des cellules sous l'effet de la dépression mise en oeuvre ce qui, pour une conservation qui se prolonge pendant une longue période de temps, peut conduire à une perte de liquide important pour les cellules. Il est en conséquence important pour le processus de conservation que les zones de pression G et G' dans la zone de variation de pression soient réglées de façon précise, le clapet anti-retour 19 représenté à la figure 1 étant utilisé à cet effet. Dans le mode de fonctionnement représenté à la figure 4, la variation de pression de l'espace fermé est réglée de telle façon que la zone de température de service se trouvant au- dessus de 0 C soit comprise entre +0,2 et +0,80C, et s'étende sur une période de temps B" supérieure à la période de temps B', et que en outre la zone de température située au-dessous de la zone de température de service inférieure à 0 C se trouve entre -0,2 et -0,8 C, la période de temps A" étant supérieure à la période de temps A'..Le rapport de pression de l'espace réglé automatiquement de cette façon à l'aide du thermostat peut également être réglé avec des paramètres plus favorables, de telle façon que l'intervalle de surpression soit G ou bien de façon que la fréquence soit f Ainsi la conservation peut être mise en oeuvre avec une dépense en énergie plus faible sans que la qualité des pro- duits à conserver ne soit réduite au cours de la conservation. Dans le processus représenté à la figure 5, la conserva- tion est réalisée exclusivement à une température située en-dessous de 0 C et de façon correspondante aux conditions de la figure 4. Dans l'exemple représenté à la figure 5, les intervalles de temps B' suivent le déclenchement du refroi- dissement au début de la conservation ou suivent le déclenche- ment du refroidissement à la fin de la conservation. Un tel fonctionnement est particulièrement avantageux pour la conser- vation des produits carnés. Dans le mode d'utilisation représenté à la figure 6, on peut obtenir une économie d'énergie supplémentaire grâce à la diminution de la température qui permet d'augmenter la fréquen- ce des pulsations des variations de pression ou l'augmentation de la fréquence et l'augmentation des intervalles de surpres- sion G peuvent être réalisées également selon la figure 7. La figure 8 représente le schéma électrique d'un dispo- sitif de faible puissance actionné par le réseau et à réglage automatique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'inven- tion. Le thermostat I7 commute à la suite d'une comparaison entre la température préréglée et la température régnant dans l'espace fermé prévu pour la conservation, ce déclenchement provoquant la mise en marche ou l'arrêt de l'embiellage relié au moteur 10 et via une transmission intercalaire de la pompe à gaz munie du piston tournant. Le thermostat 17' comporte également sur la base d'une température préréglée, un accouplement 21 actionnant le compres- seur 5 du circuit de refroidissement grâce à un commutateur ma- gnétique 20. La lampe de signalisation 18 indique le fonction- nement de la pompe à gaz. La figure 9 représente un dispositif de conservation de. plus grande puissance à réglage automatique et actionné par le réseau pour la mise en oeuvre du procédé de conservation selon l'invention. Dans ce dispositif les thermostats 17, 17' sont commutés via des commutateurs magnétiques incorporés 27, 28 à faible consommation de courant le moteur 10 ou les commutateurs magnétiques 20 de l'accouplement 21 actionnant le compres- seur 5. La figure 10 représente une autre variante du circuit représenté à la figure 8 dans laquelle l'entraînement est réalisé à l'aide d'un moteur à courant continu 10 alimenté par une batterie 24. Dans ce mode de réalisation, il existe la possibilité, par couplage manuel de recharger temporairement la batterie par le réseau à l'aide d'un transformateur 22 et d'un redresseur 23. Cette solution peut être utilisée avanta- geusement pour des installations qui sont destinées'à être incorporées à des véhicules destinés à mettre en oeuvre le procédé de conservation selon l'invention, car il est possible de recharger la batterie sur le réseau pendant les arrêts. De telles installations de conservation mobiles peuvent avantageusement servir au transport d'organes utilisés dans les hôpitaux et les cliniques pour des transplantations. La figure 11 représente une autre variante de développe- ment du circuit représenté à la figure 9 dans laquelle l'en- traînement du dispositif est réalisé à l'aide d'un moteur à courant continu 10 alimenté par le réseau, l'alimentation du moteur à courant continu 10 étant réalisée par l'intermédiaire d'un transformateur 22 et d'un redresseur 23 intégrés ou bien-, en cas de défaillance du réseau, grâce à la possibilité de commuter automatiquement le dispositif sur la batterie 24 dont la charge est réalisée automatiquement par l'intermédiaire d'un commutateur magnétique 29 (relais). En cas de défaillance du réseau, le moteur 10 est ali- il menté via les contacteurs magnétiques 30, 31 par la batte- rie 24 ou le contacteur magnétique 20 intégré peut actionner l'accouplement 21. Lorsque la défaillance du réseau a cessé, le commutateur magnétique 30 commute automatique le dispositif sur le réseau. On a représenté à la figure 12 un dispositif dans lequel les chambres I et II délimitent des chambres ou des halls de beaucoup plus grandes dimensions et dans lesquels on réalise la conservation. Dans ce dispositif, les variations de pres- sion pulsatoires auxquelles est soumis le gaz remplissant les chambres I et II sont réalisées par suite du basculement cyclique d'une paroi 25 sous un angle déterminé, cette paroi 25 étant déplacée alternativement par un moteur 10 relié à un système bielle-manivelle et étant réalisée à l'aide d'un châssis métallique couvert de façon étanche. Le bord de la paroi mobile 25 réalisée sur le cadre métallique est relié à une paroi de la chmabre I l'aide d'un élément flexible 26 constitué de matière plastique ou d'élas- tomère et relié au bâtiment, ce qui permet d'obtenir que les deux halls ou chambres soient soumis pendant toute la durée de la conservation à des variations de pression qui n s'écartent pas des valeurs réglées prédéterminées. Les variations de température des chambres à air des deux halls, sont réalisées de même comme dans les variantes précédentes à l'aide d'un circuit de réfrigération. Le réglage des variations de pres- sion ou des variations de température peut être réalisé en principe selon les solutions des figures 1, 9, 10 et 11. Les unités de commande des dispositifs de conservation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention sont constituées par les thermostats 17, 17'. Dans la chaîne de fonctionnement de réglage on peut, bien entendu, interposer des relais de temporisation, grâce auxquels on peut influencer avantageusement les signaux d'actionnement et on peut égale- ment prévoir un calculateur, ce qui offre la possibilité, au cours du fonctionnement du dispositif, d'optimiser les consom- mations d'énergie ou les variations de température ou de pression de l'espace de conservation d'une façon continue en fonction de la conservation à réaliser. Les dispositions selon l'invention présentent les avan- tages suivants: a.- la qualité, c'est-à-dire la couleur, le goût, la fermeté etc, des produits & conserver (animaux, ou végétaux, etc) est préservé grâce aux moyens de l'invention; b.- il n'est pas nécessaire d'utiliser pour la conservation des moyens conservateurs dangereux pour l'organisme. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la conservation des plantes, des subs- tances végétales ou animales, ou d'autres substances organi- ques, caractérisé en ce que l'on conserve les produits dans un espace fermé dans lequel on fait varier la composition des gaz contenus dans la matière des cellules des produits à conserver. 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on fait varier la composition des gaz contenus dans la matière des cellules des produits à conserver, de façon que la pression et/ou la température des gaz remplissant l'espace fermé, et constituées de préférence par de l'air, varie. 3.- Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on fait varier cycliquement la température des gaz contenus dans l'espace fermé de telle façon qu'elle descende pendant une période de temps en-dessous de 0 C, puis qu'elle remonte au-dessus de 0 C, et en ce qu'au moins pendant la période o la température est inférieure à 0 C, on fait varier cycliquement la pression régnant dans l'espace ferrmé. 4.- Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'on fait varier cycliquement entre -2 C et +2 C la tempe- rature du gaz contenu dans l'espace fermé, lorsque la valeur de la variation cyclique de la pression est inférieure à 8 kPa, la fréquence des variations cycliques de pression étant d'au moins 0,1 s-1 5.- Procédé selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que l'on fait varier la pression régnant dans l'espace fermé de telle façon que la fréquence des variations de pres- sion augmente lorsque la température diminue. 6.- Dispositif pour la conservation des plantes, des produits végétaux, de la viande ou d'autres substances organi- ques, caractérisé en ce que le produit à conserver est disposé dans une chambre fermée (I, II), cette chambre étant reliée à un dispositif de variation de la pression de préférence consti- tue une pompe à gaz ou à un dispositif produisant des varia- tions de volume de la chambre (I, II), à l'aide d'une paroi mobile (25) obturant hermétiquement la chambre, et en ce qu'en outre, la chambre (I, II) est reliée à un circuit frigorifique assurant un refroidissement de la chambre. 263249O 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est muni de deux chambres (I, II) qui sont reliées l'une à l'autre à l'aide d'une pompe à gaz à piston tournant, un clapet anti-retour (19) étant disposé dans des parois les des deux chambres (I, II). 8.- Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caracté- risé en ce que les chambres (I, II) sont munies d'un thermos- tat (17, 17') apte à détecter la température et qui est relié à un circuit de réglage fermé de la pression régnant dans les chambres (I, II), ainsi qu'à un circuit fermé de réglage (14) de réglage de la température régnant dans les chambres (I, II). 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous forme mobile, l.e circuit fermé de réglage (14, 15) étant relié à un moteur à courant conti- nu (10) alimenté par une batterie (24). 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit de réglage fermé (14, 15) est relié à un moteur (10) qui est susceptible d'être actionné soit par le réseau, soit par une batterie (24).