Brevet FR2788336A1 — publié le 20000713

Procédé de traitement thermique de produit en vrac se déplaçant à l'intérieur d'au moins un canal vibrant La présente invention a pour objet un procédé de traitement thermique de produit en vrac se déplaçant à l'intérieur d'au moins un canal vibrant Le secteur technique de l'invention est celui de la réalisation de transporteur à secousses a canaux hélicoïdaux permettant de réaliser un traitement thermique desdites particules soumises auxdites vibrations10 du transporteur. L'application principale de l'invention est la mise en oeuvre de traitement thermique en continu, pour des produits pulvérulents, en particulier dans le domaine alimentaire tel que pour stériliser, pasteuriser, torréfier (café, épices...) et pour des produits solides en15 particules de faible granulométrie inférieure à quelques centimètres et qui sont dits " en vrac ". On connaît en effet de nombreux dispositifs et procédés pour le traitement de particules solides de produit pulvérulent alimentaire dont on veut réduire en particulier la flore bactérienne, et qui consistent20 essentiellement à chauffer ledit produit placé dans un récipient autoclave en y injectant de la vapeur saturée: ce procédé a pour inconvénient d'être discontinu (il faut suivre un cycle de remplissage, de mise sous pression, de traitement, de décompression et de déchargement), de nécessiter des appareils soumis à la réglementation liée au fonctionnement sous pression, et de réduire les qualités organoleptiques du produit traité à cause de la saturation en eau et de la mise en oeuvre peu flexible du traitement. On peut citer également un autre procédé de traitement thermique de produit en vrac, contenant une substance volatile tel que décrit dans la demande de brevet FR 2 712 965 publiée le 2/06/95: celle-ci revendique spécifiquement de déplacer ledit produit dans une enceinte entre une entrée et une sortie pendant une durée donnée et à le porter pendant son déplacement à une température telle qu'une proportion supérieure à un niveau donné de la substance volatile se volatilise, ladite enceinte contenant une quantité donnée dudit gaz qui5 ne peut pas en sortir et comprenant un transporteur vibrant équipé de sas à l'entrée et à la sortie pour empêcher la sortie dudit gaz. Ce procédé est cependant inefficace, car même s'il permet d'être effectué en continu il ne permet pas d'effectuer un traitement bactéricide ni de contrôler vraiment le traitement thermique souhaité; de plus, ilo10 présente de graves problèmes de fonctionnement dus en particulier à une accumulation de l'humidité dans le tube du transporteur et donc son colmatage complet. Par ailleurs, on connaît divers appareils transporteurs vibrants utilisant le même principe que celui décrit dans le procédé de la demande de brevet citée ci-dessus, et qui permettent de faire monter des particules solides en vrac dans au moins une rampe ou canal ou tube ou spire hélicoïdal vibrant pour les soumettre sur une grande partie de leur trajet à l'intérieur de ladite rampe ou canal ou spire à différentes températures comprises entre vingt et mille degrés Celcius avec en plus20 la possibilité de les mettre en contact avec au moins un fluide tel qu'un gaz; des dispositifs spécifiques ont ainsi été développés outre celui décrit dans la demande de brevet précédente on peut citer par exemple la demande de brevet FR 2 683 896 publiée le 21/05/93 et intitulée "Appareil pour le traitement thermique à haute pression d'un corps solide divisé" dans lequel le canal hélicoïdal de circulation du produit est creusé dans un bloc de matériau réfractaire, et plus récemment on peut citer également le brevet FR 2 701 861 publié le 2/09/94 intitulé " Traitement thermique des particules solides de catalyseur et d'absorbant en présence de fluide dans une spire hélicoïdale vibrante ", selon lequel le chauffage d'au moins un pas de la spire est effectué par effet Joule. On pourra se reporter à ces divers documents de l'art antérieur pour comprendre le fonctionnement de tels appareils et les différents procédés de traitement qu'ils permettent de mettre en oeuvre sans qu'il soit nécessaire de rappeler ces informations connues, dans la présente description, sachant qu'aucun de ces documents ne décrit spécifiquement de procédé de traitement thermique de produits pulvérulents alimentaires permettant de répondre au problème posé ci- dessous. L'objectif de la présente invention est en effet de pouvoir assurer un traitement thermique en continu dans un tel réacteur élévateur vibrant, en obtenant un effet bactéricide réduisant la flore bactérienne des produits qui sont véhiculés dans ledit réacteur sans risque d'entrée de gaz polluant extérieur pendant le traitement, permettant de garantir et de contrôler le traitement thermique souhaité et évitant toute15 accumulation d'humidité et de gaz en contact avec les produits pour empêcher toute recontamination éventuelle de celui ci. Une solution au problème posé est un procédé de traitement thermique en continu de produit en vrac se déplaçant à l'intérieur d'au moins un canal hélicoïdal s'enroulant autour d'un fût central monté sur20 une base vibrante supportant l'ensemble, ledit canal étant chauffé à une température donnée sur au moins une partie du trajet du produit qui y est mis en contact avec au moins un fluide tel que - on introduit en continu de la vapeur d'eau préchauffée par au moins un orifice dudit canal débouchant dans sa partie chauffée à une température supérieure à 100 et on l'extrait par un autre orifice situé dans cette même partie chauffée à ladite température donnée, - on maintient la température de paroi de ladite partie chauffée du canal hélicoïdal au dessus de la température de saturation de la vapeur d'eau qui y est introduit - de préférence on introduit de la vapeur en plusieurs orifices dudit canal situés chacun entre plusieurs orifices d'extraction de ladite vapeur, - de plus on injecte près de l'entrée et de la sortie dudit canal hélicoïdal un gaz sec, qui peut être neutre, tel que l'Azote.. Dans un mode préférentiel de réalisation, on chauffe ladite partie du canal hélicoïdal, qui doit être alors métallique par mise sous tension électrique directe de celui-ci: par sa résistance ohmique, ce canal génère, par effet Joule dans sa masse, des calories et, grâce à une bonne isolation thermique extérieure, dégage essentiellement vers l'intérieur de son conduit, la chaleur nécessaire au traitement thermique souhaité; on peut utiliser pour cela un courant continu redressé et une architecture électrique à point milieu dans laquelle les extrémités du canal hélicoïdal sont à un potentiel quasi nul. Le résultat est un nouveau procédé de traitement thermique en continu de produit en vrac se déplaçant à l'intérieur d'au moine un canal hélicoïdal vibrant: ce procédé répond aux objectifs cités précédemment sans avoir les inconvénients des dispositifs et procédés connus à ce jour, puisqu'en particulier, en maintenant les parois du canal hélicoïdal à une température suffisante telle que par exemple, pour un traitement effectué à la pression atmosphérique, de 105 à 125 C on assure par la vapeur d'eau, un effet bactéricide de traitement du produit sans risque d'accumulation d'humidité et donc de colmatage puisqu'on évite alors les phénomènes de condensation; le temps de séjour du produit dans l'appareil est également réglé par action sur les paramètres de vibration (tels que fréquence, amplitude et angle d'attaque des moteurs vibrants) permettant d'adapter le temps de contact avec la vapeur au degré de décontamination et à la débactérisation souhaitée: les qualités organoleptiques du produit sont ainsi au mieux conservées surtout pour un fonctionnement de courte durée à pression atmosphérique. On pourrait citer d'autres avantages à la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les figures ci-après représentent des exemples de réalisation de l'invention mais n'ont aucun caractère limitatif: d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention en particulier en adaptant tout dispositif spécifique lié à des procédés thermiques complémentaires, qui soient à chaud ou à froid ou autre, que l'on voudrait appliquer aux produits transportés dans ledit canal hélicoïdal et en amont pendant, ou en aval du procédé de traitement suivant l'invention. La figure 1 est une vue de côté d'un dispositif élévateur selon l'invention avec les différents conduits et orifices d'injection et d'extraction des gaz que l'on veut véhiculer dans le dispositif. La figure 2 est une vue de dessous en coupe suivant II II' de l'appareil suivant la figure 1. La figure 3 est une vue schématique du tube hélicoïdal vibrant de l'appareil de la figure 1 "déroulé" linéairement. La figure 4 est un exemple de profil de température obtenu dans le canal hélicoïdal déroulé suivant la figure 3. D'une manière connue le dispositif élévateur hélicoïdal vibrant pour le transport de produits en vrac comporte au moins une rampe ou canal hélicoïdal fermé 2 s'enroulant autour d'un fût central 1 et une base vibrante 3 supportant l'ensemble, ladite base vibrante 3 comportant au moins deux moteurs 4 à balourds disposés diamétralement par rapport à l'axe vertical XX' du fût cylindrique central 1 et montés sur des brides 7 solidaires de ladite base vibrante 3. Ledit canal hélicoïdal 5 est fixé sur ledit fût central 1 par des entretoises 5. Ledit tube hélicoïdal 2, en forme de serpentin à spires séparées, peut avoir une longueur développé qui peut varier entre un mètre et plusieurs centaines de mètres: le produit pulvérulent est introduit à une extrémité 8 dudit serpentin 2 vers la partie inférieure du fût 1 et avance en remontant dans ledit tube 2 sous l'effet des vibrations générées par la base vibrante 3 jusqu'à atteindre l'autre extrémité dudit tube d'o il en est extrait par la sortie 9. On introduit le long dudit canal hélicoïdal 2 de la vapeur d'eau préchauffée et en continu par au moins un orifice 10 dudit canal, débouchant dans une partie chauffée à une température donnée, supérieure à 100 C, et on extrait ladite vapeur d'eau par un autre orifice 11 situé dans cette même partie 13 chauffée. Ladite température peut être une température Tl maintenue constante pendant tout le trajet 13 à l'intérieur duquel s'effectue le traitement thermique voulu tel que par exemple une température Tl de à 205 C pour une pression de fonctionnement du dispositif de dix bars, afin que les parois de la partie 13 du tube 2 soient à une température supérieure à la température de saturation de la vapeur d'eau à cette pression, et qui est alors surchauffée à 180 C. On raccorde l'ensemble des orifices d'injection 10, 12 et d'extraction 11 par des tubes flexibles 6 afin de ne pas transmettre les vibrations de l'ensemble de l'appareil élévateur hélicoïdal vibrant au reste de l'installation. Afin également de créer une barrière gazeuse à l'entrée 8 et à la sortie 9 du tube 2 et d'éviter l'apparition de la vapeur d'eau dans les conduits en amont et en aval de l'appareil ainsi qu'une recontamination bactérienne à la sortie de l'appareil, on injecte 12 près de l'entrée 8 et de la sortie 9 du canal hélicoïdal 2 un gaz sec, qui peut être neutre, tel que l'Azote, et avec des pressions d'alimentation telles que la direction de ces flux gazeux soit toujours dirigée vers l'intérieur de la partie 13 du tube o est effectué ledit traitement thermique. Il est possible de réaliser un nombre important de points d'injection 10 et de soutirage de vapeur 11 avec des points de soutirage 11 entourant chaque point d'injection 10. Cette disposition permet de créer plusieurs zones de courants et de contre courants dans l'appareil, baissant ainsi la vitesse de circulation de la vapeur d'eau dans le tube hélicoïdal 2 et permettant l'introduction de quantité plus importante de vapeur qu'avec un simple5 courant ou contre courant tout le long de l'appareil. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement thermique en continu de produit en vrac se déplaçant à l'intérieur d'au moins un canal hélicoïdal (2) s'enroulant autour d'un fût central (1) monté sur une base vibrante (3) supportant l'ensemble, ledit canal (2) étant chauffé à une température donnée sur au moins une partie (13) du trajet du produit caractérisé en ce qu'on introduit en continu de la vapeur d'eau préchauffée par au moins un orifice (10) dudit canal débouchant dans la partie (13) chauffée à température supérieure à 100 C et on l'extrait par un autre orifice (11) situé dans cette même partie (13) chauffée à ladite température donnée. 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on maintient la température (T1) de paroi de la partie (13) chauffée du canal hélicoïdal (2) au dessus de la température de saturation de la vapeur d'eau qui y est introduit. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'on introduit (10) de la vapeur en plusieurs orifices dudit canal (2) situés chacun entre deux orifices (11) d'extraction de ladite vapeur. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'on injecte (12) près de l'entrée (8) et de la sortie (9) du canal hélicoïdal un gaz sec. 5. Procédé suivant la revendication 4 caracterise en ce que ledit gaz sec est un gaz neutre 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on injecte (12) ledit gaz sec à une pression d'alimentation, tel que la direction du flux gazeux soit toujours dirigée vers l'intérieur de la partie (13) du tube o est effectué ledit traitement thermique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'on raccorde l'ensemble des orifices d'injection (10, 12) et d'extraction (11) par des tubes flexibles (6). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'on chauffe ladite partie (13) du canal hélicoïdal métallique par mise sous tension électrique directe de celui-ci, qui par sa résistance ohmique dégage la chaleur nécessaire au traitement thermique par effet Joule vers l'intérieur du conduit du canal hélicoïdal (2). 9. Procédé suivant la revendication 8 caractérisé en ce qu'on utilise un courant continu redressé. 10. Procédé suivant la revendication 9 caractérisé en ce qu'on utilise une architecture électrique " point milieu " dans laquelle les extrémités (8, 9) du canal hélicoïdal (2) sont à un potentiel quasi nul.