Brevet FR2659133A1 — publié le 19910906

- La présente invention concerne un procédé de déshydrata- tion totale ou partielle de produits végétaux, le disposi- tif de déshydratation approprié et le produit ainsi déshy- draté Elle concerne plus particulièrement les produits feuillus agricoles ou pharmaceutiques. Il a toujours été intéressant de déshydrater des produits végétaux En effet, il est particulièrement agréable pour une ménagère, par exemple, d'avoir à sa disposition, quel- que soit la saison, des produits feuillus qui ne s'altè- rent pas avec le temps Elle peut ainsi consommer ces pro- duits après une déshydratation réalisée plus ou moins longtemps auparavant En outre, dans le cadre de produits végétaux feuillus, l'herboriste voit également d'un grand intérêt ce type de produits car il peut les stocker et les vendre quelques semaines après leur déshydratation tout en garantissant leurs qualités médicinales à sa clientèle. Les différentes techniques de déshydratation connues au- jourd'hui consistent essentiellement en une exposition des produits feuillus au soleil ou aux infra-rouges Si l'in- 2- térêt de cette technique est une bonne conservation des qualités gustatives des produits, elle nécessite une gran- de surface, des manipulations importantes puisqu'il faut étaler les produits feuillus et les retourner régulière- ment, ce qui nécessite une main d'oeuvre importante. Une autre technique de déshydratation de produits feuillus est de réaliser la déshydratation sous vide, ce qui repré- sente des inconvénients dus à un système de technologie complexe et coûteux pour obtenir le vide dans une enceinte à déshydratation. La présente invention a pour but de remédier à ces diffé- rents inconvénients et concerne un nouveau procédé de dés- hydratation de produits végétaux feuillus, à l'état de cueillette (avec branche), produits qui conservent toutes leurs qualités organoleptiques et gustatives. Pour atteindre ce but, l'inventeur a eu l'agréable surpri- se de retenir le procédé décrit dans le FR 2 425 812 qui concerne un procédé pour le traitement thermique en conti- nu de produits alimentaires qu'il a modifié et d'utiliser le dispositif décrit dans le FR 2 489 101 qui concerne no- tamment un dispositif de réfrigération d'un produit agri- cole, qu'il a également modifié. L'invention concerne un procédé de déshydratation de pro- duits végétaux, caractérisé en ce qu'il est réalisé à basse pression. Ce procédé de déshydratation selon l'invention comprend les étapes suivantes: a) introduction des produits à déshydrater dans l'enceinte -3à déshydratation, b) descente de la pression partielle d'air dans l'enceinte à déshydratation et dans le dispositif d'adsorption, comportant des moyens de chauffage et de refroidisse- ment, à une valeur comprise entre 1 et 2 mbar, la pres- sion totale dans ladite enceinte étant supérieure à 7 mbar, c) remontée de pression totale dans ladite enceinte entre 7 et 200 mbar par introduction d'un gaz caloporteur mis en mouvement par le compresseur dans le dispositif d'adsorption contenant un adsorbant et l'enceinte à déshydratation, d) maintien à la pression désirée pendant une période de temps dépendant du taux de déshydratation désiré du produit à déshydrater, e) arrêt du fonctionnement, f) mise à la pression atmosphérique de l'enceinte à déshy- dratation et du dispositif d'adsorption et retrait du produit déshydraté. Avantageusement, le gaz caloporteur est introduit dans le dispositif d'adsorption et l'enceinte au moyen d'un com- presseur disposé à l'extérieur dudit dispositif d'adsorp- tion et stocké dans une bouteille. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les produits à déshydrater sont introduits dans l'enceinte à déshydratation en tant que produits en vrac, ce qui re- présente des gains de place et de volumes considérables, 4- ainsi qu'une économie de manutention. Selon un autre mode particulier de réalisation de l'inven- tion, les produits à déshydrater sont introduits dans l'enceinte à déshydratation dans des-emballages présentant de nombreuses perforations du type tissu et/ou sacs de jute. De façon préférentielle, le gaz caloporteur est de l'hé- lium, mais il peut s'agir aussi de l'hydrogène ou de l'ar- gon Le gaz choisi est lié à la structure de la zéolithe. Selon encore un autre mode préférentiel de réalisation de l'invention, avant arrêt de fonctionnement du dispositif, le gaz caloporteur est récupéré dans un dispositif de ré- cupération, du type ballon gonflable ou baudruche, au moyen d'une pompe et/ou d'un compresseur, ladite pompe étant de préférence une pompe à membrane. De façcon avantageuse, on sépare les branches et les feuil- les des produits végétaux feuillus après qu'ils ont subi l'ensemble des étapes du procédé ci-dessus décrit Ceci est réalisé très facilement du fait que les produits sont secs La séparation peut se faire, par exemple, par simple courant d'air mais d'autres techniques connues peuvent être utilisées. Selon l'invention, il est proposé en complément du procédé de déshydratation ci-dessus décrit un dispositif de déshy- dratation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé ci-dessus dé- crit, comportant une enceinte à déshydratation destinée à recevoir les produits à déshydrater, à laquelle sont éven- tuellement associés des moyens pour faire le vide dans cette enceinte et un dispositif d'adsorption comportant des moyens de chauffage et de refroidissement, est carac- térisé en ce que l'enceinte et le dispositif d'adsorption sont directement reliés l'un à l'autre au moyen d'une ca- nalisation permettant d'envoyer le gaz caloporteur sec du dispositif d'adsorption à l'enceinte et, au moyen d'une autre canalisation, comportant un compresseur permettant au gaz caloporteur, humidifié lors de son passage dans l'enceinte, de retourner dans le dispositif d'adsorption. Préférentiellement, le dispositif de chauffage contient un adsorbant qui est de la zéolithe, conformément au réacteur à zéolithe décrit dans le brevet FR 2 489 101. La présente invention présente ainsi l'avantage d'une mise en oeuvre aisée du procédé de déshydratation, peu coûteuse puisque le dispositif est associé à un dispositif à base de zéolithe, donc peu consommateur d'énergie Cette mise en oeuvre ne nécessite pas un personnel nombreux puisque le procédé fonctionne en automatique et continu. La présente invention concerne aussi le produit déshydraté au moyen du procédé de déshydratation et du dispositif de déshydratation ci-dessus décrits. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui suit en référence à la figure annexée qui est une vue très schématique d'une for- me d'exécution non limitative d'un dispositif selon l'in- vention, représentant les différents appareils. L'invention s'applique aux produits végétaux, plus parti- culièrement aux feuillus, contenant initialement de l'eau, 6 - et n'est absolument pas préjudiciable à leurs qualités susbtantielles. Le procédé est mis en oeuvre dans un dispositif de déshy- dratation comportant une enceinte 1 dans laquelle sont in- troduits les produits feuillus à déshydrater, en vrac ou dans des sacs en toile, un dispositif d'adsorption 2, com- portant des moyens de chauffage ou de refroidissement, extérieur à l'enceinte l et de nombreux moyens techniques permettant de réaliser les différentes étapes du procédé de déshydratation. L'enceinte l est constituée d'un bâti 3 étanche, de moyens d'introduction et d'évacuation des produits feuillus végé- taux à déshydrater, moyens étanches, de moyens de visuali- sation, contrôle, sécurité des produits parés contenus dans l'enceinte 1 Ils ne sont pas représentés sur la fi- gure. L'intérieur de l'enceinte i ne comporte aucun élément de structure technologique Les produits végétaux y sont dis- posés en vrac ou dans des sacs en toile Les parois exté- rieure et intérieure de l'enceinte forment une cavité 4 qui est parcourue par un fluide destiné à la chauffer Ce fluide est de l'eau Son introduction dans la paroi exté- rieure de l'enceinte i est facilitée au moyen d'une pompe de circulation 5 et par la canalisation 6. Le dispositif d'adsorption 2 est constitué d'une cartouche 7 étanche dans laquelle est placé un adsorbant 8 représen- té schématiquement Ce dispositif d'adsorption 2, ou dis- positif de chauffage puisqu'il remplit surtout la fonction de chauffage, est indépendant et extérieur à l'enceinte l. 7 - L'adsorbant 8 peut être un corps de préférence solide dont le rôle est d'adsorber la vapeur d'eau des produits parés. L'adsorbant 8 peut être régénéré par extraction de la va- peur d'eau adsorbée par lui-même Il s'agit de préférence de zéolithes Un circuit de fluide 9 véhiculant un fluide chaud, de préférence de l'huile, est disposé dans la car- touche 7. L'enceinte 1 est reliée au dispositif d'adsorption 2 au l O moyen d'une tubulure 10 qui peut être constituée de plu- sieurs raccords, non représentée sur la figure Sur cette tubulure 10 est disposée une vanne 11, présentant un r 8 le d'arrêt et de réglage Lorsqu'elle joue le rôle de régla- ge, elle est associée à une mesure de pression totale 12 de l'enceinte 1 permettant ainsi d'entretenir dans l'en- ceinte 1 une pression totale différente de celle dans la cartouche 7 Elle est de préférence à commande automati- que mais peut être aussi commandée manuellement. Ils sont également reliés au niveau de leur partie infé- rieure respective par une autre canalisation 13 destinée à permettre le passage du gaz caloporteur sec du dispositif d'adsorption 2 à l'enceinte 1. Une troisième liaison entre l'enceinte 1 et le dispositif d'adsorption 2 est formée par une canalisation 14, compor- tant un compresseur 15, qui est destinée au passage du gaz caloporteur humide. Le dispositif d'adsorption 2 comprend un circuit de fluide 9, de préférence de l'huile, qui n'est pas relié directe- ment au circuit de la canalisation d'eau 6 Lors du fonc- tionnement du dispositif, l'huile du circuit 9 est chaude, ce qui permet de chauffer, par l'intermédiaire d'un échan- 8 - geur à paroi 16, l'eau de la canalisation 6 L'huile chau- de va donc chauffer l'eau par simple échange thermique. L'huile circule dans le circuit 9 grâce à une pompe de circulation 17 permettant d'assurer soit la circulation S d'huile chaude provenant de la chaudière 18, soit le re- froidissement de l'huile chaude grâce au jeu de vannes 19. L'enceinte 1 est reliée à des moyens de dépression 20 comportant une pompe à vide 30, des moyens d'extraction 21 et des moyens de stockage 22 par un système de canalisa- tions et de vannes, et par l'intermédiaire de la cartouche 7 Ces spécificités techniques sont décrites de façon pré- cise dans le brevet FR 2 489 101. Le gaz caloporteur utilisé est stocké dans une bouteille 23 pressurisée à basse pression Il est introduit dans le dispositif d'adsorption 2 à son niveau supérieur par une canalisation 24 comportant un détendeur 25. Il est possible de récupérer le gaz caloporteur à la fin du fonctionnement dans un ballon 26 Le clapet 25 étant fermé, ainsi que la vanne 27, le gaz caloporteur se dirige dans la tubulure 28, comportant une pompe de circulation 29, jusqu'au ballon 26. Le dispositif qui vient d'être décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante: On introduit les produits en vrac ou dans-des sacs de jute dans l'enceinte à déshydratation 1 On ferme l'enceinte 1 de façon hermétique On descend la pression dans l'encein- te 1 et dans le dispositif d'adsorption 2 jusqu'à ce qu'on atteigne une pression partielle de l'ordre de 1 à 2 mbar (la pression totale étant de l'ordre de 7 mbar) au moyen 9 - de la pompe à vide 30 La mesure de la pression totale 12 de l'enceinte 1, permettant de conna Utre la pression tota- le de l'enceinte 1, agit sur la vanne 11 La vanne 11 ré- gule la pression totale de l'enceinte 1 autour du point de consigne qui est fonction de la température qu'on veut ob- tenir sur le produit La vanne 11 est ouverte lorsque la pression totale désirée dans l'enceinte 1 n'est pas at- teinte et, inversement, elle est fermée lorsque la pres- sion totale désirée est dépassée On maintient la même pression totale dans l'enceinte 1 On ferme ensuite la pompe à vide 30 et la vanne 11 On injecte alors du gaz caloporteur dans ledit dispositif d'adsorption 2, en ou- vrant le clapet 25 et la vanne 27 jusqu'à ce qu'on obtien- ne dans l'enceinte 1 une pression totale comprise entre 7 et 200 mbar, suivant la température qu'on souhaite attein- dre au niveau des produits Le circuit d'huile 9 est chauffé par l'intermédiaire de la chaudière 18 Ainsi, il va chauffer l'adsorbant 8, par exemple de la zéolithe, et l'hélium L'hélium va alors circuler du dispositif d'ad- sorption 2 à l'enceinte 1 par la canalisation 13 Il va sécher les produits feuillus; une fois chargé d'humidité, il est évacué de l'enceinte 1 par la canalisation 14 et le compresseur 15 dans le dispositif d'adsorption 2 dans le- quel il va être séché et chauffé au contact de l'adsorbant 8, lui-même en contact avec le circuit d'huile 9 Le chauffage est alors arrêté La chaleur excédentaire pro- duite dans l'adsorbant 8 est retirée par ce même circuit d'huile 9. En même temps que l'hélium est introduit dans le disposi- tif d'adsorption 2, le circuit d'huile 9 va chauffer la canalisation d'eau 6 par l'intermédiaire de l'échangeur à paroi 16 Le circuit d'huile 9 et le circuit d'eau 6 sont indépendants l'un de l'autre L'eau chauffée permet de - chauffer la cavité 4 de l'enceinte 1. Lorsque la déshydratation est terminée, l'hélium peut être récupéré dans le ballon 26; le clapet 25 et la vanne 27 étant fermés, l'hélium se dirige par la canalisation 28 et la pompe 29 dans le ballon 26. Une fois cette opération terminée, l'enceinte t et le dis- positif d'adsorption 2 sont remis à la pression atmosphé- rique de manière à pouvoir ouvrir ladite enceinte 1 et ré- cupérer les produits feuillus déshydratés. L'intérêt de ce procédé de déshydratation est évident puisqu'il permet de déshydrater des produits feuillus ra- pidement dans un volume étroit et évite ainsi une manuten- tion considérable, tout en permettant des économies d'é- nergie. Cet exemple de réalisation de l'invention n'est pas limi- tatif. Des exemples de déshydratation ont été réalisés à l'aide du procédé et du dispositif ci-dessus décrits La régula- tion des pressions ne sera pas décrite de manière détail- lée dans les exemples. Exemple 1 On ramasse la menthe cultivée dans un champ, qu'on range et introduit dans des sacs de jute La menthe n'est pas tassée dans lesdits sacs Chacun de ces sacs contient en- viron 5 kg de menthe fraîche. il - On introduit ensuite cinq de ces sacs dans l'enceinte à déshydratation 1 Le réacteur à zéolithe (ou dispositif d'adsorption 2) a été préalablement régénéré et contient o kg de zéolithe présentant un diamètre de 4 A. On descend la pression totale dans l'enceinte 1 à environ 7 mbar, puis on la remonte jusqu'à 100 mbar par injection d'hélium dans le dispositif d'adsorption 2 et dans l'en- ceinte à déshydratation 1. On maintient la pression totale dans l'enceinte 1 par ac- tion sur la vanne 11 La zéolithe commence à adsorber, c'est-à-dire à chauffer, lorsque la température dans l'en- ceinte 1 atteint 600 C Cette montée en température est également maintenue par le circuit d'huile 9 et par le circuit d'eau 6 La pompe de circulation 15 a un débit de 2.000 m 3/h. La déshydratation est arrêtée après 6 heures de fon'ction- nement du dispositif à déshydratation. La menthe déshydratée présente une humidité résiduelle de 6 % et a conservé ses arômes et sa couleur verte Les feuilles sont détachables des tiges par simple courant d'air sur la menthe. Exemple 2 On dénoyaute 25 kg de prunes qu'on dispose dans des claies de manière à former 2 à 3 couches de prunes On introduit ensuite lesdites claies contenant les prunes dans l'en- ceinte 1. 12 - On descend la pression totale de l'enceinte 1 à environ 7 mbar, de façon à monter la température de la zéolithe jusqu'à 110-120 C On remonte la pression totale de l'en- ceinte 1 à environ 100 mbar par injection à l'hélium. La pompe de circulation 15 a un débit de 2 000 m 3/h et fonctionne pendant 15 mn Les prunes atteignent alors une température de 80 'C. La température des prunes est ramenée ensuite à 60 %C au bout de 60 mn; le chauffage est maintenu grâce au circuit d'huile 9 et au circuit d'eau 6. La circulation d'hélium est maintenue pendant 5 heures La déshydratation est ensuite arrêtée. Les prunes déshydratées présentent une humidité résiduelle de 23 %. 13 - R e v e N d i c a t i o N s 1 Procédé de déshydratation totale ou partielle de pro- duits végétaux feuillus, caractérisé en ce qu'il est réa- S lisé à basse pression. 2 Procédé de déshydratation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) introduction des produits à déshydrater dans l'enceinte à déshydratation ( 1), b) descente de la pression partielle d'air dans l'enceinte à déshydratation ( 1) et dans le dispositif d'adsorption ( 2) comportant des moyens de chauffage et de refroidis- sement, à une valeur comprise entre 1 et 2 mbar, la pression totale dans ladite enceinte ( 1) étant supé- rieure à 7 mbar, c) remontée de pression totale dans ladite enceinte ( 1) entre 7 et 200 mbar par introduction d'un gaz calopor- teur mis en mouvement par le compresseur ( 15) dans le dispositif d'adsorption ( 2) contenant un adsorbant ( 8) et l'enceinte à déshydratation ( 1), d) maintien à la pression désirée pendant une période de temps dépendant du taux de déshydratation désiré du produit à déshydrater, e) arrêt du fonctionnement, f) mise à la pression atmosphérique de l'enceinte à déshy- dratation ( 1) et du dispositif d'adsorption ( 2) et re- trait du produit déshydraté. 14 - 3 Procédé de déshydratation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz caloporteur est introduit dans le dispositif d'adsorption ( 2) et l'enceinte ( 1) au moyen d'un compresseur ( 15) disposé à l'extérieur dudit dispositif d'adsorption ( 2) et est stocké dans une bou- teille ( 23). 4 Procédé de déshydratation selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le gaz caloporteur est de l'hélium. Procédé de déshydratation selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le gaz caloporteur est de l'hydrogène. 6 Procédé de déshydratation selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le gaz caloporteur est *de l'argon. 7 Procédé de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pro- duits à déshydrater sont introduits dans l'enceinte à dés- hydratation ( 1) en tant que produits en vrac. 8 Procédé de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pro- duits à déshydrater sont introduits dans l'enceinte à dés- hydratation ( 1) dans des emballages présentant de nombreu- ses perforations du type tissu et/ou sac de jute. 9 Procédé de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, avant arrêt du procédé, le gaz caloporteur est récupéré dans un dispositif de récupération ( 26), du type ballon gonflable - ou baudruche, au moyen d'une pompe ( 29). Procédé de déshydratation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on sépare les branches et les feuilles des produits feuillus végé- taux une fois qu'ils ont subi l'ensemble des étapes du procédé selon la revendication 2. 11 Dispositif de mise en oeuvre du dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, comportant une enceinte de dés- hydratation ( 1) destinée à recevoir les produits à déshy- drater, à laquelle sont éventuellement associés des moyens pour faire le vide dans cette enceinte ( 1) et un disposi- tif d'adsorption ( 2) comportant des moyens de chauffage et de refroidissement, caractérisé en ce que l'enceinte ( 1) et le dispositif d'adsorption ( 2) sont directement reliés l'un à l'autre au moyen d'une canalisation ( 13) permettant d'envoyer le gaz caloporteur sec du dispositif d'adsorp- tion ( 2) à l'enceinte ( 1) et, au moyen d'une autre canali- sation ( 14), comportant un compresseur ( 15) permettant au gaz caloporteur, humidifié lors de son passage dans l'en- ceinte ( 1), de retourner dans le dispositif d'adsorption ( 2). 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif d'adsorption ( 2) contient un adsor- bant ( 8) qui est de la zéolithe, conformément au réacteur à zéolithe du brevet FR 2 489 101. 13 Produit déshydraté à partir du procédé de déshydrata- tion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 et au moyen du dispositif de déshydratation selon l'une des revendications 11 et 12.