Brevet FR2702489A1 — publié le 19940916

LT invention a pour objet un dispositif d'extraction en continu pour huiles essentielles. Ce dispositif permet d'extraire en continu, par solvant ou par la vapeur, les principes actifs des végétaux. L'état de la technique peut être défini par les brevets suivants FR-A-2.568.885. Dispositif d'extraction des vapeurs sortant des colonnes de désodorisation de corps gras et huiles alimentaires, caractérisé par l'emploi d'un processus de condensation des vapeurs par de la saumure refroidie, permettant de réaliser des économies d'énergie. Le mélange gazeux est envoyé successivement dans une cuve horizontale, équipée d'un laveur à saumure, puis dans une colonne équipée d'un laveur et d'un racleur, enfin dans un réceptacle équipé d'un laveur à saumure. Au terme de ce circuit le mélange gazeux a perdu les corps gras et la vapeur d'eau qui entraient dans sa composition. I1 ne reste plus que l'air, qui est extrait par un système d'extraction. La saumure est refroidie par un groupe frigorifique et régénérée par un laveur. Pendant les arrêts la cuve est nettoyée par un jet de vapeur haute température, envoyée par la canalisation. Les corps gras sont alors condensés et extraits par une canalisation. FR-A-2.324.715. Cette invention a pour objet un procédé et un dispositif d'extraction continue ou discontinue de substances solubles à partir de particules de matière solide . Elle est caractérisée en ce que le dispositif comprend un récipient d'extraction, un tuyau de fourniture d'agent d'extraction, un tuyau de décharge d'extrait et un tuyau de fourniture et de décharge de matières solides, en ce qu'il est prévu un moyen d'expulsion d'extrait pour expulser l'extrait liquide hors des particules de matière solide, ainsi qu'un système pour réduire le point d'ébullition de l'agent d'extraction. FR-A-2.621.829. La cuve de distillation porte une vis sans fin à sa partie supérieure et un tapis de vis sans fin à sa partie inférieure pour assurer respectivement son chargement et son déchargement, un moyen complémentaire mettant en oeuvre une vis à arbre vertical à la partie supérieure et un volet monté en haut d'un tube d'évacuation à la partie inférieure permettant d'obtenir à chacun de ces niveaux un bouchon de matière étanche aux fluides sous pression admis dans la cuve. Application aux unités de distillation de végétaux pour la production d'huiles essentielles. Les huiles essentielles sont extraites des végétaux par entraînement à la vapeur suivant deux procédés : - A) l'hydrodistillation - B) l'hydrodiffusion A) L'HYDRODISTILLATION = C'est la forme la plus connue de l'entraînement à la vapeur. Dans ce procédé la vapeur traverse la matière première végétale verticalement et de bas en haut. Les appareils discontinus à charges successives sont les plus courants, ils nécessitent à l'installation un génie civil important, et à l'utilisation des manutentions onéreuses... La récupération d'énergie, par combustion des déchets, se fait dans des foyers énormes, coûteux à construire, difficiles à entretenir, qu'il est impossible de réguler automatiquement. Les appareils continus sont, soit d'immenses tours verticales plus ou moins équipées de vis sans fin, soit des tubes horizontaux contenant des vis sans fin. Dans les deux cas, l'exploitation est difficile pour des matières premières variées. B) L'HYDRODIFFUSION : L'huile essentielle est entraînée par la vapeur qui circule verticalement de haut en bas dans une enceinte à charges successives donnant lieu à une manutention importante et une surconsommation de vapeur. De plus, l'huile essentielle obtenue n'est pas reconnue conforme aux normes en vigueur. Le dispositif, selon l'invention évite tous ces inconvénients. De plus, ce dispositif présente de nombreux avantages a) la circulation horizontale de la vapeur, ou du solvant, permet de simplifier à la fois le génie civil, lors de l'installation, et la manutention, lors de l'exploitation, b) le mouvement donné à la matière par poussées successives, sans vis d'Archimède ou autre mécanisme, permet à la fois un tassement optimum du végétal et donc le meilleur taux d'extraction, avec le minimum de temps, et une surface interne du distillateur parfaitement lisse et facile à nettoyer, c) la circulation à contre courant de la vapeur, ou du solvant, et de la matière végétale facilite encore le rendement et la qualité de l'huile essentielle, d) la récupération d'énergie par combustion des résidus, avec un éventuel brûleur d'appoint, peut être automatisée, comme tout l'ensemble du fonctionnement de l'appareil qui peut, cependant, rester très rustique. Le domaine d'application de l'invention est le suivant toutes exploitations agricoles, artisanales, semi-industrielles ou industrielles disposant d'une alimentation eau et électricité, dont la vocation est de produire des huiles essentielles de haute qualité au moindre coût. Beaucoup de ces installations, déjà anciennes, arrivent à la fin de leur vie, tout autour du bassin méditerranéen, pour la production des huiles essentielles de lavande, lavandin, laurier, thym, romarin, sauge, menthe, géranium, etc... A cet effet, le dispositif d'extraction en continu pour huiles essentielles est du type utilisant la vapeur et/ou un solvant pour l'extraction, une zone de chargement en forme de trémie et d'entrée de la matière première, un moyen d'entraînement et de compression de ladite matière première à traiter, un condenseur, un extracteur par solvant et/ou par vapeur, un récupérateur des produits actifs extraits, un récupérateur des résidus de matière première, caractérisé par le fait qu'il utilise au moins un tube d'extraction en continu, de section quelconque, sensiblement horizontal dont les coefficients de frottement, et/ou d'adhérence, sont très faibles, de manière à assurer un glissement horizontal de la masse de matière à traiter, des moyens de poussées séquentielles de la matière végétale à l'intérieur du tube lisse, des produits extracteurs, solvant et/ou vapeur, circulant à contre courant de la matière végétale. Le tube horizontal a son revêtement intérieur en acier inoxydable poli, pour améliorer le glissement horizontal. Selon un autre mode de réalisation, le tube horizontal a son revêtement intérieur revêtu d'un film plastique, pour améliorer le glissement horizontal. Les moyens pour assurer les poussées de la matière, à l'intérieur du tube horizontal lisse, sont formés par un poussoir situé sous les moyens de dévoutage de la matière première et de la trémie de chargement, ledit poussoir est actionné par un vérin à séquence réglable, le poussoir est disposé au droit du tube vertical d'alimentation de la matière issue de la trémie et à la jonction en coude formée par le tube horizontal lisse. Ledit poussoir a une forme en coupe adaptée à la section du tube, et une forme coudée. Le tube lisse, sensiblement horizontal, est pourvu, à l'extrémité opposée de celle où se trouve le poussoir, d'un frein réglable qui permet de régler, notamment, la pression de la matière végétale en réglant le diamètre de l'orifice de sortie des résidus. Les résidus passent dans une roue à écluse, étanche à la vapeur, et sont acheminés par un chemin de roulement vers l'alimentation du chauffage. Le produit extracteur vapeur est monté de manière à ce que la vapeur soit injectée à une pression contrôlée dans la partie basse aval du tube lisse horizontal, et récupérée par une grille incolmatable située dans la partie haute amont dudit tube lisse horizontal et de la grille, vers un condenseur réfrigérant à tubes de vapeur inclinés dans l'eau, d'où les extraits sont récupérés dans un essencier florentin, adapté à l'huile essentielle produite. Dans le cas où le produit extracteur utilisé est un solvant, le tube lisse horizontal comporte, en amont, un tube lisse disposé en forme de siphon à pentes douces, entre le poussoir cylindrique coudé, actionné séquentiellement, et l'entrée du tube lisse horizontal. Ledit tube en forme de siphon à pentes douces est réalisé de manière à ce que la matière végétale baigne dans le solvant qui occupe la partie basse du siphon alimenté en continu, et à contre courant, de la matière végétale par le solvant au travers d' une grille d'entrée de solvant frais, ledit solvant surversant à niveau constant, en continu, au travers d'une autre grille amont sous forme de miscella. La pente douce aval du tube lisse en forme de siphon fait office de parcours d'égouttage pour la matière végétale chargée de solvant, ledit tube débouche dans un tube vertical où la matière végétale est reprise par un second poussoir, à actions séquentielles, qui entraîne la matière dans le tube lisse horizontal pour l'extraction par la vapeur. Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention. Ils permettront de comprendre aisément l'invention. La figure 1 est une vue schématique du distillateur continu pour huiles essentielles mettant en évidence la circulation de la matière première, ou matière végétale, par des flèches noires. Des flèches blanches mettent en évidence la circulation à contre courant de la vapeur. La figure 2 est une vue en coupe transversale selon l'axe A-A représenté à la figure 1 du tube horizontal. La figure 3 est une vue schématique du distillateur continu pour huiles essentielles, représenté à la figure 1, mais dans lequel la matière première est représentée. La figure 4 est une vue selon la figure 2 dans laquelle la matière première est représentée. La figure 5 est une vue schématique d'un dispositif d'extraction en continu, par solvant, du principe actif des végétaux ; il met, notamment, en évidence le fait que le tube est en forme de siphon à pentes douces. Le dispositif d'extraction en continu pour huiles essentielles est du type utilisant la vapeur et/ou un solvant pour l'extraction. Une zone de chargement 1 en forme de trémie 2 permet l'entrée de la matière première 3 dans le dispositif d'extraction. Ce dispositif, grâce à un moyen d'entraînement 4 de la matière et un moyen de compression 5, permet de faire avancer la matière tel qu'indiqué selon les flèches F1 sur les figures. Un condenseur 32 est également utilisé pour récupérer les huiles essentielles qui sont extraites en introduisant de la vapeur par le robinet de réglage 6 de l'admission de la vapeur provenant du générateur. Le générateur de vapeur n'est pas figuré sur les figures. Les flèches F2 mettent en évidence la circulation de la vapeur à contre courant de la circulation de la matière 3. Les huiles essentielles extraites sont récupérées dans un récupérateur 7 des résidus de matières première. Le dispositif d'extraction utilise un tube d'extraction 8 en continu, de section quelconque, sur les figures la section est une section trapézoïdale. Ce tube d'extraction 8 est sensiblement horizontal, son coefficient de frottement est très faible de manière à assurer un glissement horizontal de la masse de la matière 3 à traiter. Des moyens de poussées 5, par exemple, séquentielles assurent, notamment, la compression de la matière végétale 3 à l'intérieur du tube lisse 8. Les produits extracteurs, solvant et/ou vapeur circulent à contre courant selon les flèches F2, par rapport à la circulation de la matière première 3 figurée par les flèches F1. Le tube horizontal 8 a son revêtement intérieur en acier inoxydable poli, ou revêtu d'un film plastique et ce, de manière à améliorer le glissement horizontal. Les moyens pour assurer les poussées séquentielles de la matière végétale à l'intérieur du tube horizontal lisse 8, sont formés par un poussoir 5 situé sous les moyens de dévoutage 4 de la matière première 3 et de la trémie 2. Le poussoir 5 de compression est disposé au droit du tube vertical 9 d'alimentation de la matière première issue de la trémie 2 et à la jonction en forme de coude formée par le tube vertical 9 et le tube horizontal 8. Ledit poussoir a une forme en coupe qui épouse la section du tube horizontal lisse 8 et une forme générale qui est adaptée à la forme dudit tube lisse 8. Ce poussoir est, par exemple, du type pivotant comme représenté sur les figures, il a une position ouverte où il laisse libre le passage en matière végétale vers le tube lisse, et une position de compression où il pousse la matière végétale 3 dans le tube horizontal lisse 8. Sa forme de tube coudé permet, tout en comprimant la matière végétale dans le tube lisse, de fermer en même temps l'orifice de sortie du tube vertical 9. Ledit poussoir à action séquentielle est actionné par un levier 10, lui-même manoeuvré par un vérin à action séquentielle 11. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la section du tube lisse 8 est prismatique, voir les figures 2 et 4. Le tube lisse horizontal 8 est pourvu, à l'extrémité opposée de celle ou se trouve le poussoir 5, d'un frein réglable 12 qui permet de régler, notamment, la pression de la matière végétale 3, en réglant le diamètre de l'orifice 13 de sortie du tube 8 des résidus 14 de la matière traitée ; les résidus 14 passent dans une roue à écluse 15, étanche à la vapeur, et sont ensuite acheminés par un chemin de roulement 16 vers l'alimentation du chauffage. Les moyens d'alimentation du chauffage ne sont pas représentés sur les figures. Ci-après va être décrit, de manière précise, le distillateur continu pour extraction des huiles essentielles. Ce distillateur comporte une zone de chargement 1 en forme de trémie 2, la matière première 3 entre par la trémie 2 et est prise en charge par un système de dévoutage et de poussée 4 de la matière première 3 ; à la sortie de système de dévoutage et de poussée 4, tel qu'indiqué selon les flèches FI, fait suite un tube vertical 9, ce tube vertical est disposé au droit du poussoir de compression 5, du type pivotant, de la matière première 3. La matière première 3 entre donc dans une zone de compression de la matière formant un bouchon relatif. Ce poussoir 5 est actionné par le vérin à action séquentielle 11 par l'intermédiaire du levier 10 ; la vapeur est admise par un robinet de réglage 6 de l'admission de la vapeur, la vapeur se dirige à contre courant selon les flèches F2, elle entre dans le tube 8 dans la zone 17 d'injection de la vapeur à pression contrôlée. Par une grille 18, incolmatable, la vapeur sort chargée d'huiles essentielles, la zone 19 correspond à la zone de distillation et d'entraînement de l'huile essentielle, un robinet de réglage 20, de pression de la vapeur dans le distillateur, est disposé au-dessus de la grille de sortie des huiles essentielles et permet de régler la pression de la vapeur dans le distillateur. Un manovacuomètre 21 permet de contrôler ladite pression, le condenseur 32 est du type réfrigérant à tubes de vapeurs inclinés dans 1 'eau, il comporte une mise à l'air 22 éventuelle; de même il peut comporter, mais ce n'est pas représenté sur les figures, un robinet d'admission d'eau froide, éventuellement thermostatique. Un tube de récupération des huiles essentielles 23 permet de faire tomber directement par gravité les huiles essentielles récupérées dans un récupérateur tel qu'un essencier florentin adapté aux huiles essentielles produites. La zone 24 correspond à la zone de compression de la matière épuisée formant bouchon, le frein de réglage 12 permet de laminer la matière épuisée en réglant également sa compression. Ce frein de réglage 12 permet de régler le diamètre de l'orifice 13 de sortie du tube horizontal 8. A la sortie du tube horizontal 8 une roue à écluse 15, étanche à la vapeur, permet d'évacuer la matière première 3 traitée. Le fonctionnement du distillateur, selon l'invention, est le suivant : la matière première végétale 3, fraîche ou sèche, à l'étant brut ou grossièrement hachée, est disposée dans la zone de chargement 1 dans la trémie 2 ; dans ce système les moyens de dévoutage de poussée 4 de la matière première ainsi que le poussoir 5 à action séquentielle achemine la matière en continu dans le tube horizontal 8, la paroi de ce tube est du type prismatique ou cylindrique. Cette matière constitue un bouchon relativement étanche à la vapeur basse pression, glissant en se tassant dans le tube horizontal 8 à chaque poussée séquentielle produite par le poussoir 5 actionné par le vérin 11. Au niveau de la grille 18, où la matière glisse, la paroi du tube est remplacée par une grille incolmatable, à fines ouvertures longitudinales, permettant à la vapeur de s'échapper vers le condenseur 32 sans gêner la progression de la matière. La matière première 3 continue à glisser le long du tube horizontal 8, au-delà de la grille 18, où elle est toujours soumise à l'action de la vapeur qui est admise par la grille d'entrée 17. Le glissement du bouchon de matière première est facilité par une légère conicité du tube 8 et la surface très lisse du tube 8 ou son revêtement spécial. La compacité nécessaire et suffisante de ce bouchon végétal parcouru par la vapeur et maintenu par le laminage assuré à l'orifice 13 de sortie du tube horizontal 8 par le frein de réglage 12 ; la matière première est ensuite évacuée vers la roue à écluse 15 étanche à la vapeur. La matière première est reprise par un transporteur à chaîne classique 16, et généralement dirigée vers le foyer du générateur à vapeur où, grâce à un brûleur additionnel, elle fournira un apport substantiel de calories et ce, sans manutention. En fonction des conditions opératoires, toutes les parties de ce distillateur peuvent être chauffées et/ou calorifugées, voir la partie 25. Au cas où le produit extracteur utilisé est un solvant, voir le mode de réalisation représenté à la figure 5, le tube lisse horizontal 8 comporte, en amont, un tube lisse 26 en forme de siphon à pentes douces disposé en amont du tube lisse horizontal 8. Dans ce mode de réalisation, toute l'alimentation de la matière première 3 est similaire à celle du distillateur précédemment décrit, c'est pourquoi, pour simplifier, les mêmes références sont utilisées. Ledit tube 26, en forme de siphon à pentes douces est réalisé de manière à ce que la matière 3 baigne dans un solvant 27, qui occupe la partie basse dudit siphon, alimenté en continu, et que ladite matière coulisse à contre courant (tel qu'indiqué selon les flèches F3) du solvant frais au moyen d'une pompe volumétrique. La pompe volumétrique n'est pas représentée sur la figure 5. Ledit solvant frais entre au travers d'une grille aval 28, ledit solvant 27 surverse à niveau constant, en continu, au travers d'une autre grille 29 amont de sortie, sous forme de miscella. La grille 28 aval d'entrée est située sur la pente douce aval, et la grille 29 amont est située sur la pente douce amont. La pente douce, avale, du tube lisse en forme de siphon 26 fait office de parcours d'égouttage pour la matière végétale 3 chargée de solvant, ledit tube 26 débouche dans un tube vertical 30, où la matière végétale est reprise par un second poussoir à action séquentielle 31, qui entraîne la matière première dans le tube lisse horizontal 8 pour l'extraction par la vapeur telle que précédemment décrite et notamment la récupération du solvant pour le distillateur représenté dans les figures 1 et 3. Le tube vertical 30 peut comporter un hublot 31 pour le contrôle du niveau. De même que pour le précédent extracteur, en fonction des conditions opératoires, toutes les parties de cet extracteur, dont le tube 26 est en forme de siphon, peuvent être chauffées et calorifugées. REFERENCES 1. Zone de chargement 2. Trémie 3. Matière première 4. Moyen d'entraînement 5. Moyen de compression ou Poussoir 6. Robinet de réglage de l'admission de la vapeur 7. Récupérateur 8. Tube horizontal d'extraction en continu 9. Tube vertical d'alimentation de la matière première 10. Levier 11. Vérin à action séquentielle 12. Frein réglable 13. Orifice de sortie du tube 8 14. Résidus 15. Roue à écluse étanche à la vapeur 16. Chemin de roulement vers l'alimentation du chauffage 17. Zone d'injection de la vapeur à pression contrôlée 18. Grille incolmatable 19. Zone de distillation et d'entraînement de l'huile essentielle 20. Robinet de réglage de la pression de la vapeur dans le distillateur 21. Manovacuomètre 22. Mise à l'air 23. Tube de récupération des huiles essentielles 24. Zone de compression de la matière 25. Partie calorifugée 26. Tube en forme de siphon à pentes douces 27. Solvant 28. Grille aval d'entrée du solvant 29. Grille amont de sortie du miscella 30. Tube vertical 31. Second poussoir à action séquentielle 32. Condenseur F1. Direction d'avancement de la matière F2. Direction de déplacement à contre courant de la vapeur REVENDICATIONS 1. Dispositif d'extraction en continu pour huiles essentielles du type utilisant la vapeur et/ou un solvant pour l'extraction, une zone de chargement (1) en forme de trémie (2) et d'entrée de la matière première (3), un moyen d'entraînement (4) et un moyen de compression (5) de ladite matière première (3) à traiter, un condenseur (32), un extracteur par solvant et/ou par vapeur, un récupérateur (7) des produits actifs extraits, un récupérateur des résidus de matière première, caractérisé par le fait qu'il utilise au moins un tube d'extraction (8) en continu, de section quelconque, sensiblement horizontal dont les coefficients de frottement, et/ou d'adhérence, sont très faibles, de manière à assurer un glissement horizontal de la masse de matière (3) à traiter, des moyens de poussées séquentielles (5) de la matière (3) à l'intérieur du tube lisse, des produits extracteurs, solvant (27) et/ou vapeur, circulant à contre courant de la matière. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube horizontal (8) a son revêtement intérieur en acier inoxydable poli, pour améliorer le glissement horizontal. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube horizontal (8) a son revêtement intérieur revêtu d'un film plastique, pour améliorer le glissement horizontal. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens pour assurer les poussées séquentielles de la matière (3), à l'intérieur du tube horizontal lisse (8), sont formés par un poussoir (5) situé sous les moyens de dévoutage de la matière première (3) et de la trémie (2) de chargement, ledit poussoir (5) est actionné, séquentiellement, par un vérin (11) à séquence réglable, le poussoir (5) est disposé au droit du tube vertical (9) d'alimentation de la matière (3) issue de la trémie (2) et à la jonction en coude formée par le tube horizontal lisse (8). 5.Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit poussoir (5) a une forme cylindrique adaptée à la section et la forme du tube lisse (8). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le tube lisse (8), sensiblement horizontal, est pourvu, à l'extrémité opposée de celle où se trouve le poussoir (5), d'un frein réglable (12) qui permet de régler, notamment, la pression de la matière végétale (3) en réglant le diamètre de l'orifice de sortie (13) des résidus (14). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les résidus (14) passent dans une roue à écluse (15), étanche à la vapeur, et sont acheminés par un chemin de roulement (16) vers l'alimentation du chauffage. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le produit extracteur vapeur est monté de manière à ce que la vapeur soit injectée à une pression contrôlée dans la partie basse aval du tube lisse horizontal (8), et récupérée au niveau d'une grille (18) incolmatable située dans la partie haute amont dudit tube lisse horizontal (8) et de la grille (18), vers un condenseur (32) réfrigérant à tubes de vapeur inclinés dans l'eau, d'où les extraits sont récupérés dans un essencier florentin (7), adapté à l'huile essentielle produite. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans le cas où le produit extracteur utilisé est un solvant (27), le tube lisse horizontal (8) comporte, en amont, un tube lisse (26) disposé en forme de siphon à pentes douces, entre le poussoir (5) cylindrique coudé, actionné séquentiellement, et l'entrée du tube lisse horizontal (8). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit tube (26) en forme de siphon à pentes douces est réalisé de manière à ce que la matière (3) baigne dans le solvant (27), qui occupe la partie basse du siphon alimenté en continu, et que ladite matière coulisse à contre courant du solvant (27) qui entre au travers d'une grille (28) aval d'entrée de solvant frais, ledit solvant (27) surversant à niveau constant, en continu, au travers d'une autre grille amont (29) de sortie sous forme de miscella, la grille (28) aval d'entrée est située sur la pente douce aval et la grille (29) amont est située sur la pente douce amont. 11. dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la pente douce aval du tube lisse (26) en forme de siphon (26) fait office de parcours d'égouttage pour la matière végétale (3) chargée de solvant (27), ledit tube (26) débouche dans un tube vertical (30) où la matière végétale (3) est reprise par un second poussoir (31), à actions séquentielles, qui entraîne la matière (3) dans le tube lisse horizontal (8) pour l'extraction par la vapeur. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tube lisse (8), sensiblement horizontal, est de section constante, ou bien de section légèrement progressive pour faciliter le glissement du "bouchon" de matière en cours d'extraction.