Brevet FR2666476A1 — publié le 19920306

"Installation pour faire passer un produit de 11 état solide ou pâteux à l'état liquide" L'invention concerne les installations pour faire passer un produit de l'état solide ou pâteux à l'état liquide. De telles installations sont utilisées dans les industries agro-alimentaires, chimiques et pharmaceutiques pour la manutention de produits conditionnés et stockés en état solide dans des récipients. La mise en exploitation de ces produits nécessite la plupart du temps un changement d'état, à savoir qu'ils doivent être transformés sous forme liquide pour pouvoir être véhiculés par gravité, pompage ou être transférés dans d'autres récipients. Il s'agit de produits tels que graisses, beurre, miel, pâtes pour confiserie, caramels, etc. qui sont en général de très mauvais conducteurs de la chaleur. Cela a pour conséquence que le passage de l'état solide à l'état liquide s'effectue à un seuil de température souvent limite en ce qui concerne la conservation des qualités soit organo-leptiques, soit chimiques, soit physiques. Dans toutes les techniques connues de transfert de chaleur dans ce domaine, ce transfert s'effectue la plupart du temps par conduction et on est obligé d'appliquer une température plus élevée que celle nécessaire pour obtenir ce changement d'état. En raison de la fragilité des produits à ces températures, cette différence de température doit être la plus faible possible, ce qui entraîne des temps d'opération extrêmement longs. Ces durées importantes constituent dans les industries concernées un inconvénient majeur puisqu'il entraîne des stockages d'attente, des immobilisations, des manutentions supplémentaires interdisant toute souplesse d'emploi ainsi qu'une production en flux tendu. On connaît par exemple dans l'industrie de production de miel des installations de fonte de miel comportant des supports sur lesquels sont disposés des récipients sous forme de fûts pouvant contenir plusieurs centaines de kilos de miel. On fait passer le miel à l'état liquide en chauffant les fûts à l'aide d'eau ayant une température d'à peu près 450C. On fait circuler l'eau chaude autour des fûts jusqu'à ce que le miel y contenu soit entièrement passé à l'état liquide. Les temps de fonte varient entre 15 et 48 heures. Dans une autre installation connue pour la fonte de miel, les récipients sont disposés dans une étuve chauffée à 45"C à l'aide d'un réseau de tubes dans lequel circule de l'eau chaude. Le but de l'invention est de proposer une installation remédiant à ces inconvénients et permettant de réduire les temps nécessaires pour faire passer un produit de l'état solide à l'état liquide d'un facteur allant de 15 à 50, voire même plus dans certains cas. L'invention a pour objet une installation pour faire passer un produit de l'état solide ou pâteux à l'état liquide, comprenant un support destiné à porter un récipient contenant le produit à traiter, et des moyens de fonte du produit, caractérisée en ce que les moyens de fonte sont disposés dans un châssis et comprennent au moins un générateur de micro-ondes associé à un guide d'ondes débouchant dans une cavité formée à l'une des extrémités du châssis, la cavité étant destinée à être disposée en regard d'un orifice du récipient de manière à former avec l'intérieur de celui-ci une zone active de fonte du produit, des moyens d'étanchéité étant prévus autour de la zone active pour empêcher la diffusion des micro-ondes vers l'extérieur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la cavité est formée par une cuve de recueil du produit ayant son ouverture dirigée vers le haut - le fond de la cuve a une section en V de manière à former une rainure inclinée vers un trou d'évacuation du produit - le fond de la cuve est préchauffé par un réseau de fils de résistance noyés dans la paroi formant fond de la cuve et relié à un circuit d'alimentation électrique - l'installation comprend un cadre comportant une partie s'étendant horizontalement autour de l'ouverture de la cavité de manière à constituer le support du récipient et à définir un passage pour les micro-ondes vers celuici t - les moyens d'étanchéité comprennent un élément en forme d'une cloche amovible en un matériau qui réfléchit les micro-ondes, cet élément étant destiné à être disposé contre le châssis de manière à enfermer le récipient de façon étanche - la cavité est formée à l'une des extrémités du châssis dirigée vers le bas et est délimitée par une paroi neutre aux micro-ondes, le châssis étant traversé par un tube d'aspiration relié à une pompe et débouchant audes sous de la cavité pour constituer des moyens d'évacuation du produit - les moyens d'étanchéité comprennent un élément en forme d'une jupe en un matériau qui réfléchit les micro-ondes, cet élément étant monté coulissant sur le châssis pour venir en appui contre le support du récipient de manière à enfermer celui-ci de façon étanche. Les micro-ondes produites par des générateurs de micro-ondes dans les installations suivant l'invention ont de préférence des fréquences comprises dans la plage de 300 MHZ à 30 GHz. Le champ électrique engendré attaque les molécules du produit qui, si son facteur de perte est suffisamment élevé, présente une élévation de température due à la friction des molécules. La longueur d'ondes en combinaison avec ce facteur de perte du produit définit une profondeur de pénétration. La notion de masse est donc à prendre en considération lors d'une application de micro-ondes. Dans le problème associé à la fonte d'un produit à l'aide de micro-ondes, la notion de masse est très importante et si l'on souhaite faire fondre des produits conditionnés en fûts ou en blocs pouvant atteindre un poids de 300 kilos, il n'est pas envisageable de faire fondre une telle masse d'une façon homogène, le facteur limitatif étant la pénétration, ce qui entraînerait des surchauffes dans des zones déjà liquides par rapport aux zones encore solides. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce à une évacuation systématique du produit sous forme liquide afin d'éloigner ce dernier de la zone active ou d'attaque des micro-ondes qui continuent à transmettre leur énergie à la partie du produit encore solide. La température de fonte souhaitée est ainsi respectée pour l'ensemble du produit. Les micro-ondes sont réfléchies par les métaux, absorbés par le produit, et sans effet sur certains matériaux dits neutres aux micro-ondes, comme par exemple le polypropylène, le PTFE, le quartz et le borosilicate. L'installation comporte avantageusement un élément perforée en un matériau neutre aux micro-ondes, qui laisse passer le liquide tout en retenant la partie solide. Les micro-ondes peuvent être produites par plusieurs générateurs sous forme de magnétrons de faible puissance ou par un magnétron unique de forte puissance. Plusieurs installations peuvent naturellement être juxtaposées pour former une station de fonte. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure l est une vue schématique en coupe verticale d'une installation suivant un premier mode de réalisation de l'invention. La figure lA est une vue partielle, à plus grande échelle, de quelques détails de la figure l. La figure 2 est une vue en coupe verticale de l'installation de la figure 1, tournée de 90 . La figure 3 est une vue schématique en coupe verticale d'une installation suivant un second mode de réalisation de l'invention. Les figures 1, 1A et 2 montrent un premier mode de réalisation d'une installation 1 suivant l'invention. Cette installation est destinée à recevoir un produit à traiter conditionné dans un récipient 2 qui dans l'exemple illustré à la forme d'un fût. L'installation comprend un ensemble de fonte comportant un châssis 3 dans lequel un dispositif à microondes est disposé. Le dispositif illustré sur les figures 1 et 2 comporte plusieurs générateurs de micro-ondes sous forme de magnétrons 4 connectés au réseau électrique. Les magnétrons 4 sont disposés de part et d'autre d'un élément en forme de cuve 5 délimitant une cavité 5a. L'ouverture de cette cuve, qui est une cuve de recueil du produit liquide, débouche sur la partie supérieure du châssis 3. Chaque magnétron 4 est relié à la cuve 5 par un guide d'ondes respectif 6 débouchant dans la partie supérieure de la cuve qui dans ses parois latérales présente des ouvertures 7 auxquelles les guides d'ondes sont connectés par des liaisons à iris. Un circuit de ventilation pour l'évacuation de l'air de refroidissement des magnétrons 4 est également disposé dans le châssis. Ce circuit comporte des ventilateurs 8 et un filtre 9 disposé au-dessus d'une entrée d'air 10 ménagée dans le fond 11 du châssis 3 qui est monté surélevé sur des pieds 12 réglables en hauteur. Le châssis 3 est dans sa partie supérieure pourvu d'ouvertures de sortie latérales 13 de l'air de ventilation. Le fond de la cuve 5 a une section en V de manière à former une rainure 14 de récupération du produit fondu. Le fond de la cuve 5 est incliné suivant la rainure 14 qui à son extrémité la plus basse communique avec un trou d'évacuation 15 auquel un embout tubulaire 16 est relié (voir figure 2). Un réseau de fils de résistance 17 est noyé dans la paroi formant fond de la cuve 5. Les fils de résistance sont reliés à un circuit électrique (non représenté) pour le préchauffage du fond de la cuve. Ce circuit comprend avantageusement un thermostat qui règle automatiquement la température du fond de la cuve à un niveau convenable pour éviter la solidification du produit en état liquide lorsque celui-ci vient en contact avec la cuve 5. L'ouverture de la cuve 5 est définie par une collerette 18 faisant saillie de la surface supérieure du châssis. Un cadre amovible 19 est disposé autour de l'ouverture de la cuve 5. Ce cadre comporte une partie externe 20 s'étendant verticalement vers le bas de manière à prendre appui sur la surface supérieure du châssis 3 et une partie interne 21 s'étendant horizontalement et définissant une ouverture 22 formant un passage pour les micro-ondes en provenance de la cavité 5a formée par la cuve 5. La surface supérieure de la partie interne 21 du cadre 19 est destinée à constituer un support pour le récipient 2 dont l'orifice doit être retourné vers le bas lors de sa mise en place sur l'installation. Le rebord autour de l'orifice du récipient vient ainsi en appui contre ce support. Ce cadre est amovible, ce qui permet l'utilisation de cadres différents adaptés à des récipients ayant des ouvertures de formes, de largeurs ou de diamètres différents. Le passage 22 est recouvert par un élément perforé 23 fabriqué en un matériau neutre aux micro-ondes. Cet élément a la forme d'un filet et est destiné à empêcher des parties relâchées du contenu du récipient de tomber subitement dans la cuve 5 lors du fonctionnement de l'installation ou lors de la mise en place du récipient sur le cadre 19 de celle-ci. Dans l'exemple illustré sur les figures, avoir une forme quelconque pour être adaptée à la forme du récipient de sorte qu'aucun intervalle libre ne subsiste entre le rebord de l'ouverture du cadre et le rebord de l'orifice du récipient afin de confiner les microondes dans une zone active délimitée par la cuve 5 et par l'intérieur du récipient 2. Pour améliorer encore l'étanchéité aux microondes, l'installation comporte avantageusement un élément en forme de cloche amovible 24 en un matériau qui réfléchit les micro-ondes. Cet élément peut avoir une forme cylindrique et est destiné à être disposé sur la partie supérieure du châssis de manière à enfermer le récipient 2 et le cadre 19 de façon étanche. Des moyens de détection de la présence de la cloche 24 sont avantageusement prévus sur la surface supérieure du châssis 3. Ces moyens peuvent par exemple comprendre un microrupteur (non représenté) relié à un circuit de commande de l'alimentation des magnétrons 4 de sorte que ceux-ci ne peuvent être mis en route que lorsque la cloche de protection se trouve en place. Dans l'exemple illustré, le cadre 5 repose sur des ressorts 25 (voir figure 1A) dont l'une des extrémités prend appui sur la surface supérieure du châssis 3. Dans ce cas, des moyens d'étanchéité supplémentaires sont disposés entre la collerette 18 de la cuve 5 et le cadre 19. Ces moyens d'étanchéité comportent un anneau 26 en un matériau qui réfléchit les micro-ondes. L'anneau 26 est relié à la face externe de la collerette 18. Un microrupteur 27, relié à un circuit de commande de l'alimentation des magnétrons 4, est disposé sur la surface supérieure du châssis 3 en regard du cadre 19 pour être actionné par la surface inférieure de celui-ci lorsque le récipient rempli du produit sollicite le cadre vers le bas. Les ressorts 24 sont calibrés en fonction du poids du récipient afin d'éloigner le cadre du microrupteur 27 pour ouvrir le circuit d'alimentation des magnétrons lorsque le récipient commence à être vidé. Ce système d'arrêt peut également être réalisé avec des moyens de pesage en complément, par exemple des pesons avec tarage. Ce premier mode de réalisation de l'installation suivant l'invention fonctionne de la façon suivante : Tout d'abord on enlève le couvercle du récipient 2 afin de libérer l'orifice de celui-ci. Ensuite, le récipient est disposé sur le cadre 19 en même temps que l'orifice est tourné vers le bas. Les ressorts 25 sont comprimés sous l'effet du poids du fût avec son contenu de sorte que le cadre 19 appuie sur le microrupteur 27 pour fermer le circuit d'alimentation des magnétrons 4. La cloche de protection 24 est mise en place sur le fût et un autre microrupteur détecte la présence de la cloche sur la surface supérieure du châssis 3 pour permettre la mise sous tension des magnétrons 4. Le fond de la cuve 5 est en même temps préchauffé par les fils de résistance 17. Les micro-ondes sont guidés par les guides d'ondes 6 vers la cavité Sa et commencent à attaquer par le dessous le produit contenu dans le récipient 2. Sous l'action des micro-ondes, le produit passe de l'état solide ou pâteux à l'état liquide. Le liquide coule vers le fond de la cuve 5 pour être recueilli dans la rainure 14 de celle-ci et être dirigé vers le trou d'évacuation 15. Lorsque le récipient commence à être vidé, le cadre 19 est déplacé vers le haut sous l'action des ressorts 25 pour ne plus appuyer sur le microrupteur 27, cela entraîne la coupure de l'alimentation des magnétrons 4. La figure 3 montre un deuxième mode de réalisation d'une installation selon l'invention. Cette installation est également destinée à recevoir un produit à traiter conditionné dans un récipient 2 sous forme d'un fût disposé sur une plaque formant support 28. L'emplacement du fût est délimité par un anneau 29 adapté au diamètre extérieur du fût et qui sert au centrage de celui-ci lors de la mise en place de ce dernier dans l'installation. L'installation comprend un ensemble de fonte 30 comportant un châssis 31 ayant une section adaptée à la forme de l'orifice du récipient 2. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, l'orifice du récipient est circulaire et le châssis a par conséquent une forme générale cylindrique. Un dispositif à micro-ondes est disposé dans le châssis 31. Ce dispositif comporte au moins un générateur de micro-ondes sous forme d'un magnétron 4 connecté au réseau électrique. Le magnétron 4 est associé à un guide d'ondes 32 s'étendant vers le bas pour déboucher dans une cavité 33 formée dans la partie inférieure de l'ensemble de fonte. La cavité 33 est délimitée vers le bas par une plaque 34 neutre aux micro-ondes. L'ensemble de fonte 30 est traversé par un tube d'aspiration 35 faisant saillie vers le bas à partir de la plaque 34. Ce tube d'aspiration 35 est relié à une pompe (non représentée). Un élément perforé 36 en un matériau neutre aux micro-ondes est relié à la surface inférieure de l'ensemble de fonte et s'étend en-dessous du tube d'aspiration 35, à proximité immédiate de celui-ci. Cet élément perforé peut être constitué par un filet comme le filet 23 des figures I et 2, mais il peut aussi avoir la forme d'une grille L'ensemble de fonte 30 est maintenu suspendu à l'aide d'un dispositif à palan dont seuls des moyens de liaison 37 à l'ensemble de fonte 30 sont représentés sur la figure 3. Ces moyens de liaison peuvent être constitués par des cables ayant l'une de leurs extrémités fixée à la partie supérieure du châssis 31. Le dispositif à palan peut être étalonné de sorte que l'extrémité inférieure du dispositif de fonte descend doucement dans le fût au fur et à mesure que le contenu de celui-ci passe à l'état liquide et est évacué par le tube d' aspiration 35. L'installation comporte également des moyens qui coupent l'alimentation du magnétron 4 lorsque l'extrémité inférieure du dispositif de fonte se trouve à proximité du fond du fût 2. Ces moyens comportent un microrupteur 38 actionné par une butée 39 reliée à la surface latérale du châssis 3. Cette butée 39 peut avantageusement être réglable en hauteur pour être adaptée à des récipients à hauteurs différentes. L'étanchéité de l'installation contre des fuites de micro-ondes vers l'extérieur est assurée par un élément 38 sous forme d'une jupe montée coulissante sur le châssis 31 et qui peut être descendue jusqu'à venir en appui contre le support 29 de manière à entourer complètement le fût 2. Des moyens de détection de la présence de la jupe 38 sont avantageusement prévus sur le support 28. Ces moyens peuvent par exemple comprendre un microrupteur (non représenté) relié à un circuit de commande de l'alimentation du magnétron 4 de sorte que celui-ci ne peut être mis en route que lorsque la jupe de protection 38 se trouve en place. Le deuxième mode de réalisation de l'installation suivant l'invention fonctionne de la façon suivante : Le récipient 2 est d'abord disposé sur le support 28 et le couvercle est enlevé pour dégager l'orifice. Ensuite le dispositif de fonte 30 est abaissé vers le récipient, de sorte que la partie inférieure du dispositif entre dans l'orifice du récipient en coopérant avec le rebord de cet orifice pour venir au contact du produit contenu dans celui-ci. Ensuite l'élément en forme de jupe 38 est abaissé jusqu'à ce qu'il vienne en butée contre le support 28 et actionne en même temps le microrupteur détectant la présence de la jupe sur le support. Puis le magnétron 4 est mis en marche et les micro-ondes sont guidées vers la cavité 33 par le guide d'ondes 32 et traversent ensuite la plaque 34 pour attaquer la couche supérieure du produit qui est ainsi rendu liquide. Le liquide est évacué par le tube d'aspiration 35 en passant à travers l'élément perforé 36. Le dispositif de fonte 30 descend alors dans le récipient au fur et à mesure que le liquide est évacué et il continue à descendre jusqu'à un niveau situé à proximité du fond du récipient lorsque la butée 39 actionne le microrupteur 38 afin d'arrêter l'alimentation du magnétron 4. REVENDICATIONS 1. Installation pour faire passer un produit de l'état solide ou pâteux à l'état liquide, comprenant un support (22,28) destiné à porter un récipient (2) contenant le produit à traiter, et des moyens de fonte du produit, caractérisée en ce que les moyens de fonte sont disposés dans un châssis (3;30) et comprennent au moins un générateur de micro-ondes (4) associé à un guide d'ondes (6;32) débouchant dans une cavité (5a;33) formée à l'une des extrémités du châssis (3;31), la cavité (5a;33) étant destinée à être disposée en regard d'un orifice du récipient de manière à former avec l'intérieur de celui-ci une zone active de fonte du produit, des moyens d'étanchéité étant prévus autour de la zone active pour empêcher la diffusion des micro-ondes vers l'extérieur. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la cavité (5a) est formée par une cuve (5) de recueil du produit ayant son ouverture dirigée vers le haut. 3. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le fond de la cuve (5) a une section en V de manière à former une rainure (14) inclinée vers un trou d'évacuation (15) du produit. 4. Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le fond de la cuve (5) est préchauffé par un réseau de fils de résistance (17) noyés dans la paroi formant fond de la cuve (5) et relié à un circuit d'alimentation électrique. 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un cadre (19) comportant une partie (21) s'étendant horizontalement autour de l'ouverture de la cavité (5a) de manière à constituer le support du récipient et à définir un passage (22) pour les microondes vers celui-ci. 6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le cadre (19) est amovible et monté déplaçable verticalement sous l'action de ressorts (25) prenant appui sur la surface supérieure du châssis (3), les ressorts (25) étant calibrés en fonction du poids du récipient (2) afin d'éloigner le cadre (19) d'un interrupteur (27) coupant l'alimentation des magnétrons (4) lorsque le produit est évacué du récipient (2). 7. Installation suivant la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le passage (22) défini dans le cadre (19) est recouvert par un élément perforé (23) fixé au cadre (19) et fabriqué à partir d'un matériau neutre aux micro-ondes. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens d'étanchéité comprennent un élément en forme d'une cloche amovible (24) en un matériau qui réfléchit les microondes, cet élément étant destiné à être disposé contre le châssis (3) de manière à enfermer le récipient (2) de façon étanche. 9. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la cavité (33) est formée à l'une des extrémités du châssis (30) dirigé vers le bas et est délimitée par une paroi (34) neutre aux micro-ondes, le châssis (30) étant traversé par un tube d'aspiration (35) relié à une pompe et débouchant en-dessous de la cavité (33) pour constituer des moyens d'évacuation du produit. 10. Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le châssis (3) est suspendu à un dispositif à palan par des moyens de liaison (37) ayant l'une de leurs extrémités fixées à la partie supérieure du châssis (30). 11. Installation suivant la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que le châssis (30) a une forme externe adaptée à l'orifice du récipient (2) de manière à coopérer avec le rebord définissant l'orifice de celui-ci. 12. Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que les moyens d'étanchéité comprennent un élément en forme d'une jupe (38) en un matériau qui réfléchit les micro-ondes, cet élément étant monté coulissant sur le châssis (30) pour venir en appui contre le support (28) du récipient (2) de manière à enfermer celui-ci de façon étanche. 13. Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce qu'un élément perforé (36) en un matériau neutre aux micro-ondes est relié à l'extrémité inférieure du châssis (30) et s'étend en-dessous de l'extrémité correspondante du tube d'aspiration (35), à proximité immédiate de celle-ci.