Brevet FR2695988A1 — publié le 19940325

PROCEDE ET DISPOSITIF DE SéCHAGE DE PRODUITS DIVISES, EN VRAC La présente invention a trait au séchage artificiel contrôlé de produits divisés, en vrac, tels que des grains (maïs, blé,...), des légumes secs (haricots, lentilles, pois,...), des fruits en coque ou séchés (noix, noisettes amandes, pruneaux... ), des graines de semences. L'invention s'applique plus particulièrement encore au séchage des noix et c'est une telle application qui sera décrite ci-après, mais il est évident que le procédé de l'invention peut-être utilisé d'une manière générale pour le séchage de tous produits à l'état divisé, granulaire. ou analogues, ou objets individuels, en vrac, alimentaires ou non. Le but de l'invention, dans son application au traitement des noix, est de rationaliser l'utilisation énergétique des moyens de séchage par une conduite du séchage plus efficace, plus économe en énergie et plus rapide que les techniques utilisées, à qualité égale du produit final. I1 existe actuellement trois grands types de séchoirs. Le plus répandu est le séchoir de type faux-fond qui comprend un ou plusieurs compartiments à fond ajouré incliné, rempli des noix à sécher. Les compartiments sont ventilés à l'air sec (20 à 250C) et dure, selon les conditions climatiques et la teneur en eau initiale des noix, de 4 à 5 jours. Le séchoir à pallox sur tunnel comprend des pallox équipés d'un faux-fond, disposés sur un tunnel et nécessite une installation assez importante, qui occupe une grande surface, Ce système est relativement coûteux et réservé aux grosses productions individuelles ou collectives. Le troisième type de séchoir utilisé est le séchoir de type CURTIS. I1 s'agit d'un séchoir en tour à étages permettant de travailler en continu par passage en cascade d'un étage à l'autre, le remplissage du séchoir nécessitant un tapis d'acheminement des noix. Ce type d'installation est réservé aux grosses productions. Le premier type de séchoir est inadapté aux conditions modernes de traitement des noix, cependant que le deuxième type, le séchoir à pallox sur tunnel, est particulièrement gourmand en énergie en raison des fuites importantes et de l'insuffisance de la régulation thermique et que le séchoir de type CURTIS est encombrant et coûteux. Par ailleurs, des travaux récents menés sur le séchage des noix ont montré que, selon sa teneur initiale en eau, la moix réagissait suivant plusieurs phases. Jusqu'à 40 % de teneur en eau, le facteur limitant le séchage est la capacité d'absorption en eau de l'air de séchage, alors qu'au delà de 40 %, la rapidité de séchage est essentiellement liée à la température de l'air. Ces études permettent d'envisager une nouvelle technique de séchage qui ne peut cependant pas être mise en oeuvre dans les séchoirs existants dont la conception ne le permet pas. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle technique de séchage, notamment des noix, permettant de conduire un séchage modulé, plus rapide et plus économique tout en améliorant la qualité des produits séchés. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de séchage de produits divisés, en vrac, en particulier des noix, caractérisé en ce qu'il consiste - en une première phase, à ventiler par de l'air sec les produits à leur teneur initiale en eau, en vue de ramener cette teneur à un premier seuil prédéterminé, puis, - en une deuxième phase, à ventiler les produits issus de la première phase avec de l'air à température plus élevée que celle de l'air de ventilation de la première phase, en vue de ramener la teneur en eau des produits à un deuxième seuil, prédéterminé, inférieur, et enfin, - en une troisième plase, à ventiler les produits issus de la deuxième phase avec de l'air à une température légèrement infèrieure à celle de l'air de ventilation de la deuxième phase, en vue de ramener la teneur en eau des produits dudit deuxième seuil à la teneur finale désirée. Dans son application au séchage des noix, le procédé met en oeuvre, dans la première phase, de l'air sec et de préférence à une température comprise entre la température ambiante et une trentaine de degrés centigrades, en sorte de ramener la teneur en eau des noix aux environ de 40 %, en base sèche, cependant que la température de l'air de ventilation, en deuxième phase, est de l'ordre de 35 à 400C, en sorte de ramener la teneur en eau des noix d'environ 40 % à environ 20 %, et que la température de l'air de ventilation, en troisième phase, est de l'ordre de 30 à 350C, en sorte d'amener les noix à une teneur en eau, en base séche, d'environ 12 %. Un tel procédé deconduite de séchage des noix permet, par rapport à un témoin séché à 30 %, d'augmenter la rapidité du séchage de 20 % avec une consommation énergétique identique. Le procédé mettant en oeuvre un traitement par lot avec des phases successives distinctes, permet une conduite souple et modulées, car on peut agir sur les paramètres de chaque phase, indépendamment des autres. Avantageusement, à des fins de récupération et d'économie d'énergie, l'air de ventilation de la première phase est de l'air récupéré de la ventilation de la troisième phase d'un lot précédent, cependant que l'air de ventilation de la troisième phase est de l'air récupéré de la seconde phase et convenablement adapté en température. Cet air récupéré de la seconde phase et à destination de la troisième phase est avantageusement modulé en température et en débit par une adjonction d'air frais, par exemple de l'air ambiant. L'invention a également pour objet un séchoir pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, caractérisé en ce qu'il conprend - un berceau monté rotatif autour d'un axe vertical et portant trois bacs régulièrement espacés angulairement, ouverts en partie supérieure et munis d'un fond ajouré, ouvrant, lesdits bacs étant déplaçables suivant une trajectoire circulaire les amenant devant trois postes fixes de séchage régulièrement espacés angulairement et dénommés respectivement et successivmeent poste NO 1 de séchage de ladite première phase, poste NO 2 de séchage de ladite deuxième phase et poste NO 3 de séchage de ladite troisième phase, - un générateur d'air chaud relié, d'une part, au poste NO 2 par un circuit de ventilation traversant le bac du poste et, d'autre part, au poste NO 3 par un circuit de ventilation traversant le bac du poste, cependant qu'au poste NO 1 le bac est relié par un conduit de ventilation à la sortie du circuit d'alimentation en air dudit poste NO 3, - et des moyens pour réguler les paramètres de températures et débits des flux d'air délivrés par ledit générateur en direction desdits postes NO 2 et 3. On va maintenant décrire un mode de réalisation préféré du dispositif ci-dessus, en référence aux dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est une vue en élévation de face d'un séchoir conforme à l'invention - Figure 2 est une vue de dessus du séchoir de la figure 1 ; - Figure 3 est- une vue de profil en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2, du séchoir ; - Figure 4 est une vue de dessus et en coupe horizontale partielle suivant la ligne IV-IV de la figure 3, du séchoir - Figure 5 illustre en coupe un mode de réalisation d'un joint d'étanchéité du séchoir, et - Figure 6 représente le joint de la figure 5 à l'état comprimé. L'installation représentée sur les figures 1 à 4 comprend un carrousel constitué -d'un berceau 1 monté rotatif autour d'un axe vertical 2 et porté par une table 3 elle-même fixée à un chariot monté sur roulettes 4 à des fins de déplacement et transport. Le berceau 1 est constitué d'armatures supportant trois bacs parallélepipédiques A,B et C disposés suivant les trois côtés d'un triangle équilatéral. Chaque bac A,B,C est ouvert en partie supérieure et comporte un ou plusieurs compartiments à fond ajouré ouvrant, constitué par exemple de deux volets articulés 5, 6 (figure 3) permettant le vidage par gravité du bac ou de certains des compartiments, le cas échéant. Les deux volets 5,6 sont articulés le long de deux côtés opposés du bac, verrouillés en position horizontale et commandés à l'ouverture par exemple par des leviers manuels (non représentés). Dans la position des bacs A, B et C représentée sur les dessins, ces bacs se trouvent chacun en dessous d'une hotte fixe, respectivement 7, 8 et 9, les hottes étant reliées à un circuit aéraulique alimenté par un générateur d'air chaud mobile 10, par exemple un générateur à gaz propane conventionnel. La hotte 8 du bac B est reliée par un conduit souple 11 à l'entrée d'air à réchauffer du générateur 10, cependant que la hotte 7 du bac A est reliée par une conduite 12 à la hotte 9 du bac C. La sortie d'air chaud du générateur 10 est reliée par une conduite 13 à un caisson fixe 14 disposé sous le bac B et dont la partie supérieure est ouverte et est de dimensions correspondant à celles du fond du bac. Un conduit de dérivation 15 (figures 2 et 4) piqué sur le conduit 13 et raccordé à un caisson fixe 16 (figure 1) similaire au caisson 14 et disposé en dessous du bac C. Les caissons 14 et 16 sont, ainsi que la table 3, supportés par le chariot 4. Un joint étanche 17 est ménagé entre, d'une part, les caissons fixes 14,16 et les hottes fixes 7,8,9 et, d'autre part, les bacs mobiles A, B, C, ces joints étant solidaires des éléments fixes et courant sur tout le pourtour des orifices des caissons et hottes. La dérivation 15 est munie d'une entrée 18 d'air frais de réglage de la température de l'air envoyé dans le caisson 16 et un volet déflecteur 19 (figure 4) permet de diriger à volonté l'air de sortie du générateur 10 soit dans la conduite 13, soit dans la conduite 15. Des ventilateurs 20 et 21 (figure 4) sont disposés dans les conduites 13 et 15 respectivement, au voisinage de l'entrée des caissons 14, 16. Des poignées 22, disposées dans les intervalles entre bacs, permettent de faire tourner le carrousel pour faire passer les bacs A,B,C d'un emplacement à l'autre, les emplacements étant définis par les hottes fixes 7,8,9 à l'aplomb de celle-ci. A l'emplacement du bac A tel que représenté sur les dessins, il n'est pas prévu de caisson sous le bac. Sous ce bac peut être amenée, par exemple, une ou plusieurs caisses-palettes 23 (figures 1 et 3) dans lesquelles pourront être déversées les noix du bac A, lorsque celui-ci aura effectué le cycle de séchage qui va être décrit plus loin. Les figures 5- et 6 illustrent un mode de réalisation des joints d'étanchéité 17 interposés entre les parties fixes et mobiles de l'installation, aux trois emplacements ou postes définis par les hottes fixes 7,8 et 9. Le joint représenté sur les figures 5,6 est un joint double comprimé, formé de deux boudins parallèles 24 d'un même joint reçu dans une gorge 25 courant sur le pourtour des hottes 7,8,9 et des caissons 14,16. Les boudins 24 sont tournés vers les rebords supérieurs et inférieurs des bacs A,B,C, qui sont munis d'une plaque de compression 26, par exemple réalisée dans le matériau connu sous la dénomination commerciale "Nylon", susceptible, lorsqu'un bac est en regard d'une hotte, d'écraser le joint d'étanchéité (26), comme illustré par la figure 6, sur la totalité du pourtour de la hotte. Sur les figures 1 et 2, on a représenté schématiquement en 27 un poste de commande et contrôle du processus de séchage, relié au générateur 10, aux ventilateurs 20,21, au volet 19, à l'entrée d'air 18 et à des sondes de température disposées aux endroits appropriés. Enfin, la face frontale de la hotte 7 est munie d'une porte 28 pour l'introduction des noix à traiter 29 dans le bac A. Le fonctionnement de l'installation décrite ci-dessus est le suivant. Pour faciliter la compréhension, on désigne par postes de séchage NO 1, NO 2 et NO 3, les postes respectivement occupés sur les dessins par les bacs A,B et C, ces postes étant fixes, alors que les bacs A,B,C vont passer successivement du poste NO 1 au poste NO 2, puis au poste NO 3 et enfin revenir au poste NO 1. Le chargement des noix à traiter se fait au poste NO 1, par la hotte 7, les noix étant amenées par tous moyens appropriés. Le bac A est rempli, mais la hauteur des bacs est de préférence limitée à 70 cm, qui est une hauteur optimale pour la masse de noix à sécher. Au poste NO 1 les noix 29 subissent leur première phase de séchage, à savoir une ventilation d'air sec dont la température peut être variable. Avantageusement, conformément à l'invention, cet air provient de la récupération de l'air de séchage du poste NO 3, via la conduite 12, lequel air se trouve à une certaine température légèrement au dessus de la température externe ambiante. Pour initier le processus, si le bac se trouvant au poste NO 3 est vide, la prise d'air auxiliaire 18 et le ventilateur 21 seront commandés pour régler la température de l'air qui, après traversée du poste vide N" 3, arrivera au poste NO 1, à la température désirée. Au bout d'un temps prédéterminé, nécessaire pour que la teneur en eau des noix 29 au poste NO 1 soit ramenée, de la teneur initiale à environ 40 % (base sèche), le bac A passe au poste NO 2 par rotation du berceau 1. Les bacs B et C passent alors respectivement du poste NO 2 au poste NO 3 et du poste NO 3 au poste NO 1. Au poste NO 2, les noix 29 subissent une deuxième phase de séchage à l'aide d'air à température plus élevée, de l'ordre de 35 à 400C, provenant directement du générateur 10 via la conduite 13 et le caisson 14. Il est à noter que le sens de traversée de la masse des noix 29 est, au poste NO 2, de bas en haut, alors qu'au poste NO 1 la traversée desdites noix s'est effectuée de haut en bas, ce qui homogénéise le séchage. Pendant cette phase, les noix du bac C parvenues au poste NO 1 sont déchargées dans des caisses-palettes 23 par ouverture des volets 5,6 et un nouveau lot de noix est chargé dans le bac et commence à sécher. L'air de séchage du poste NO 2 est récupéré par la conduite 11 et renvoyé au générateur 10, ce qui économise de l'énergie. Lorsque les noix au poste NO 2 ont, au bout d'un temps prédéterminé, atteint un second seuil de siccité, environ 20 % (base sèche), elles sont transférées au poste NO 3, par rotation du berceau 1. Au poste NO 3, les noix subissent une dernière phase de séchage avec de l'air à une température, de l'ordre de 30 à 350C, légèrement inférieure à la température de l'air de séchage au poste NO 2. Cet air est fourni par la conduite 15 et passe dans le caisson 16, le bac à noix, la hotte 9, puis la conduite 12 et la hotte 7. La régulation à bonne température de cet air est effectuée en agissant sur l'arrivée d'air frais 18 et le ventilateur 21, ce qui module la température de l'air fournie par le générateur 10, sans incidence sur la température de l'air envoyé par l'autre conduite 13 au poste NO 2. La température de l'air de séchage au poste NO 3 est légèrement inférieure à celle de l'air de séchage du poste NO 2 pour limiter l'apparition du front de séchage. L'air sortant du poste NO 3 étant peu chargé en eau, convient bien pour la première étape de séchage des noix au poste NO 1. A -la fin de la troisième phase de séchage, les noix passent du poste NO 3 au poste NO 1 de départ du cycle où elles sont déchargées. Les temps de séjour des noix aux postes NO 1, NO 2, NO 3 étant nécessairement identiques, on peut néanmoins jouer sur la température et le débit de l'air dans chacun des postes NO 2 et NO 3, indépendamment et dans une certaine mesure, par action sur les ventilateurs 20,21, l'arrivée d'air 18 et le déflecteur 19. Le temps de séjour d'un bac aux postes est déterminé ainsi que les paramètres de conduite du générateur 10 et des flux d'air de séchage aux postes NO 2 et NO 3, en sorte qu'à la fin dudit temps de séjour, le degré siccité des noix aux postes NO 2 et NO 3 soit respectivement sensiblement au niveau des seuils indiqués plus haut (40 % et 20 %). Ainsi, simultanément, trois lots de noix subissent l'une des trois phases du processus de séchage, ce qui accélère la cadence de séchage. La conduite du séchage, notamment les paramètres de température et débit d'air, peut être avantageusement automatisée par un poste 27 approprié et la rotation du carrousel (1) peut être également automatisée à l'aide d'un moteur commandé par le poste 27, de même que les étapes de chargement/déchargement des noix au poste NO 1. Pour améliorer encore la réduction des consommations énergétiques, les parois des circuits de circulation d'air et des bacs sont avantageusement isolées thermiquement. On pourrait également envisager de réaliser des bacs A,B,C amovibles qui seraient chargés et déchargés en dehors de l'installation de séchage. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne l'agencement des bacs A,B,C et des circuits d'air respectifs alimentant chacun de ces bacs. REVENDICATIONS + + + +=+=+=+=+=+=+ + + + 1. Procédé de séchage de produits divisés, en vrac, en particulier des noix (29), caractérisé en ce qu'il consiste - en une première phase, à ventiler par de l'air sec les produits (29) à leur teneur initiale en eau, en vue de ramener cette teneur à un premier seuil prédéterminé, puis, - en une deuxième phase, à ventiler les produits (29) issus de la première phase avec de l'air à température plus élevée que celle de l'air de ventilation de la première phase, en vue de ramener la teneur en eau des produits à un deuxième seuil prédéterminé, inférieur et enfin, - en une troisième plase, à ventiler les produits (29) issus de la deuxième phase avec de l'air à une température légèrement infèrieure à celle de l'air de ventilation de la deuxième phase, en vue de ramener la teneur en eau des produits, dudit deuxième seuil à la teneur finale désirée. 2 Procédé suivant la revendication 1, plus particulièrement appliqué au traitement des noix (29), caractérisé en ce que l'on met en oeuvre dans la première phase de l'air sec et de préférence à une température comprise entre la température ambiante et une trentaine de degrés centigrades, en sorte de ramener la teneur en eau des noix (29) aux environ de 40 %, en base sèche, cependant que la température de l'air de ventilation, en deuxième phase, est de l'ordre de 35 à 400en sorte de ramener la teneur en eau des noix d'environ 40 % à environ 20 %, et que la température de l'air de ventilation, en troisième phase, est de l'ordre de 30 à 350C, en sorte d'amener les noix à une teneur en eau, en base sèche, d'environ 12. %. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, à des fins de récupération et d'économie d'énergie, l'air de ventilation de la première phase est de l'air récupéré de la ventilation de la troisième phase d'un lot précédent, cependant que l'air de ventilation de la troisième phase est de l'air récupéré de la seconde phase et convenablement adapté en température. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'air récupéré de la seconde phase et à destination de la troisième phase est avantageusement modulé en température et en débit par une adjonction d'air frais (18), par exemple de l'air ambiant. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il conprend - un berceau (1) monté rotatif autour d'un axe vertical et portant trois bacs (A,B,C) régulièrement espacés angulairement, ouverts en partie supérieure et munis d'un fond ajouré, ouvrant, lesdits bacs étant déplaçables suivant une trajectoire circulaire les amenant devant trois postes fixes de séchage régulièrement espacés angulairement et dénommés respectivement et successivement poste NO 1 de séchage de ladite première phase, poste NO 2 de séchage de ladite deuxième phase et poste NO 3 de séchage de ladite troisième phase, - un générateur d'air chaud (10) relié, d'une part, au poste NO 2 par un circuit de ventilation (13,14,8,11) traversant le bac (B) du poste et, d'autre part, au poste NO 3 par un circuit de ventilation (15,16,9) traversant le bac (C) du poste, cependant qu'au poste NO 1 le bac (A) est relié par un conduit de ventilation (7,12) à la sortie du circuit d'alimentation en air dudit poste NO 3, - et des moyens (18,19,20,21,27) pour réguler les paramètres de températures et débits des flux d'air délivrés par ledit générateur (10) en direction desdits postes NO 2 et 3. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'auxdits postes NO 2 et 3, les bacs (A,B,C) sont diposés entre un caisson inférieur (14,16) et une hotte supérieure (8,9), lesdits caissons (14,16) étant reliés audit générateur d'air chaud (10) par deux conduits distincts (13,15), cependant que la hotte (8) du poste NO 2 est reliée à l'entrée d'air à réchauffer du générateur (10) et que la hotte (9) du poste NO 3 est reliée à une hotte (7) du poste NO 1 agencée au dessus du bac s'y trouvant (A). 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'auxdits postes NO 1,2,3, des joints d'étanchéité (17) sont prévus entre les bacs (A,B,C) et les caissons (14,16) et hottes (7,8,9) respectifs. 8. Dispositif suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les deux circuits de liaison du générateur (10) auxdits caissons respectifs (14,16) sont munis d'un ventilateur (20,21), en ce qu'à la sortie du générateur (10) est disposé un volet déflecteur (19) dirigeant le flux d'air chaud du générateur vers l'un et/ou l'autre des deux circuits, et en ce que le circuit (15) relié au poste NO 3 est muni d'une entrée d'air frais (18) contrôlée. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la hotte (7) du poste NO 1 est munie d'une porte (28) de chargement de bac. 10. Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que ledit berceau (1) est monté sur une structure mobile (4), ainsi que le générateur d'air chaud (10).