Brevet FR2851934A1 — publié le 20040910

La présente invention concerne un dispositif de filtration pour rétention des particules indésirables contenues dans des échantillons de moût de jus de fruits, plus particulièrement de moût de raisin ou autres liquides, afin de procurer un liquide correctement filtré (exempt de trouble) aux appareils d'analyses spectrométriques dans le domaine de l'infra rouge, du visible, de l'ultra violet. Les nouveaux besoins d'analyses pour la connaissance des composés chimiques et moléculaires contenus dans les jus de fruits et dans les vins, nécessitent l'utilisation d'appareils de mesures sophistiqués. Ces appareils de mesure ont besoin pour fonctionner correctement d'échantillons de liquides prélevés dans une masse importante de moût. Ces échantillons liquides doivent impérativement présenter une qualité en turbidité (trouble) ne dépassent pas 5 microns. En clair, il ne doit pas y avoir de particules en suspension dans le liquide de l'échantillon dont la grosseur soit supérieure à 5 microns. D'autre part, les analyses effectuées au moment de la récolte, 20 nécessitent une grande attention pour ne pas contaminer l'échantillon en cours de préparation par les échantillons prélevés et analysés précédemment. En effet l'échantillon prélevé représente la masse de l'apport de chaque récoltant, (30 ml de l'échantillon peut représenter de 300 kg à 5000 kg de l'apport). 25 La filtration des liquides chargés de particules pour besoin d'analyse est faite couramment en laboratoire. Dans ce cas, les moyens mis en oeuvre nécessitent différents outils et matériels, l'obtention des liquides bien préparés reste manuel et long. Préparer les échantillons au moment de la récolte par des moyens 30 conventionnels est quasiment impossible au regard de la lenteur des manipulations, (il peut y avoir jusqu'à 400 analyses jour pendant la récolte). Il y a aussi la difficulté de mettre en òuvre ces moyens conventionnels en dehors des locaux des laboratoires. En effet au moment de la récolte, les analyses se font à l'endroit 35 des apports, sur les quais de caves pour ce qui est du raisin. Le dispositif suivant l'invention est capable de filtrer les jus de fruits pour obtenir une turbidité inférieure à 5 microns tout en préservant les autres caractéristiques des jus prélevés. La présente invention est à usage unique, elle ne peut être utilisée qu'une seule fois, cela garantie l'absence de contamination. La présente invention permet d'être utilisée dans des machines automatisées pour la préparation des échantillons au moment des 10 récoltes, sur les quais de réception des caves, (pour ce qui est du raisin). Ces machines ont pour rôle de fabriquer à partir des grains de raisins un moût préparé pour ne posséder que de particules dont la grosseur est limitée aux environ de 50 à 100 microns. Cette invention peut aussi être utilisée en laboratoire sur de petites machines manuelles Le dessin annexé 1/1 vue en coupe, illustre l'invention. En référence à ce dessin, le dispositif comporte: un tube 20 cylindrique (1) serti à ses deux extrémités d'une manière différente(4) et (12), de telle sorte qu'un sertissage (4) sert d'arrêt à une rondelle de forme (2) munie d'un trou (3) sur laquelle s'appuie une coupelle de mousse (5) audessus de laquelle une masse de matière filtrante(6) est maintenue en pression par la 25 rondelle plate (7). Cette rondelle est maintenue en position par la déformation du tube (14). Au-dessus de la rondelle (7) est positionnée une coupelle de matière filtrante non compressée (9), une autre coupelle filtrante (10) non compressée vient en appui sur la coupelle (9) cette coupelle (10)est traversée de part en part par un trou (11). Cette coupelle (10) est maintenue en place par le sertissage (12). Le sertissage de chaque extrémité du tube provoque les arrondis (13). Les jus se déplacent à l'intérieur du tube (1) de manière à 35 pénétrer par la coupelle (l0)percée (11), les impuretés les plus grossières sont arrêtées par la coupelle (10). Les impuretés moyennes sont arrêtées par la coupelle (9), le jus passe à travers les découpes (8) de la rondelle (7), il traverse la masse filtrante compressée (6) d'o il sort débarrassé de toutes les impuretés plus grosses que 5 microns. Le jus doit encore traverser 5 la mousse compressée (5) pour sortir par le trou (3). Les arrondis (13) assurent l'étanchéité du tube (1) lorsqu'il est pris entre les mâchoires de (des) la machine spéciale de préparation des échantillons Le dispositif suivant l'invention comporte selon une première caractéristique, un tube (1) en matière plastique transparente d'un diamètre de 18 à 22 mm, d'une longueur de 50 à 70 mm. L'épaisseur de la matière du tube est de 0.5 mm environ. Les dimensions seront choisies suivant les besoins de la fabrication 15 afin de correspondre aux machines de préparation des échantillons qui utiliseront cette invention. La transparence de la matière plastique du tube n'est utile que pour vérifier visuellement le cheminement des liquides à l'intérieur du tube. La matière plastique composant le tube est choisi afin de permettre le sertissage par retournement du tube vers l'intérieur (4)aux deux extrémités. La fonction de filtration des liquides chargés à l'intérieur 25 du tube est réalisée par le passage forcé, soit par pression soit par aspiration, des liquides au travers de la masse des matières filtrantes contenues dans le tube. La disposition des différentes matières dans le sens de passage est primordiale pour créer l'effet de retenue progressif suivant 30 la grosseur et la nature des particules à retenir. La fonction principale suivant l'invention est de retenir, les particules indésirables pour l'analyse, à l'intérieur du tube sans quelles puissent ressortir dans le flux du liquide. La capacité de rétention des matières filtrantes contenues dans le tube est 35 calculée pour délivrer 30 ml de liquide correctement filtré, (turbidité inférieure à 5 microns). Au-delà de ces 30 ml, la rétention des impuretés n'est plus assurée. Le besoin des appareils d'analyses étant de 20 ml maximum, la quantité de liquide filtré est donc largement suffisante. Selon des modes particuliers de fabrication, plusieurs matières filtrantes peuvent être utilisées, les plus courantes peuvent être: du feutre aiguilleté de laine de verre, du coton 100% naturel, du feutre aiguilleté de laine animale, de la mousse synthétique à alvéoles ouvertes de grade différent. Pour être efficaces, ces matières filtrantes doivent être retenues à l'intérieur du tube au moment du passage des jus. Ces matières filtrantes sont maintenues en place à l'intérieur du tube par des rondelles dont la forme est étudiée par rapport à leur position à l'intérieur du tube. Chaque rondelle à un rôle 15 précis. La première rondelle (2), côté sortie du liquide filtré, est chargée de maintenir toutes les matières filtrantes à l'intérieur du tube. Sa forme lui permet de s'appuyer, côté sortie du tube, sur le 20 sertissage et le retournement du tube (4). La forme de cette rondelle permet aussi d'empêcher que la matière plastique du tube, retournée par le sertissage (4), ne soit dessertie. l'effet d'emprisonnement du retour du tube entre l'épaulement de la rondelle et l'enveloppe extérieure du tube, empêche la matière 25 du tube de se dessertir (4). Cette fonction permet au sertissage de résister à la pression appliquée sur la matière filtrante soit au moment de la fabrication de l'invention soit par la force du passage forcé des jus au moment de l'analyse. La forme conique en creux taillée dans la première rondelle (2) et tournée vers les matières filtrantes, facilite l'écoulement du liquide filtré pour le diriger vers l'orifice de sortie des liquides, cet orifice est un trou percé (3) au centre de la rondelle d'un diamètre de 4 mm, ce diamètre permet si besoin de recevoir un tube d'évacuation dont le diamètre est standard chez les fabricants de tubes. 35 Selon les modes particuliers de réalisation, une coupelle de mousse synthétique (5) est glissée (au moment de la fabrication) dans le tube pour venir s'appuyer contre la partie conique de la première rondelle (2). Cette coupelle de mousse est fabriquée avec un diamètre supérieur de 1 mm environ de celui intérieur du tube. Son épaisseur est comprise entre 10 et 16 mm, les alvéoles ouvertes sont au nombre compris entre 80 et 90 par centimètre carré. En contact avec cette coupelle de mousse, est glissé à l'intérieur du tube la matière filtrante (6). Selon des modes particuliers de réalisation, l'épaisseur libre sans contrainte de la matière filtrante est comprise entre 80 et 180 mm. La matière filtrante est comprimée pour atteindre dans le tube une hauteur d'environ 12 15 à 30 pour cent de la hauteur libre. Une deuxième rondelle (7) de section plate, rigide, d'une épaisseur d'environ 2 mm est positionnée au-dessus de la matière filtrante comprimée, des découpes (8) effectuées sur le diamètre extérieur de la rondelle permettent le passage du liquide. Ces 20 découpes seront au nombre de 4 à 8 suivant fabrication. Cette rondelle permet de maintenir la compression de la matière filtrante pendant la phase de déformation du tube juste au-dessus de la rondelle. La déformation du tube (14) vers l'intérieur créé un bourrelet empêchant la rondelle de ressortir et maintien de ce 25 fait la pression de compression à l'intérieur du tube en permanence. La compression de la matière filtrante (6) entraîne la compression de la coupelle de mousse synthétique (5)contre la première rondelle (2). Cette compression a pour effet (recherché) de réduire par tassement, d'une manière importante, l'espace entre les fibres de la matière filtrante et la taille des alvéoles ouverte de la mousse. Grâce à cette réduction, la mousse retient les fibres de la matière filtrante qui auraient pu s'échapper de la masse filtrante, entraînées par le flux du liquide filtré. Ces 35 fibres perturberaient l'analyse au même titre que les particules contenues dans les jus. Selon les modes particuliers de réalisation, la présence de cette coupelle de mousse (5) n'est pas indispensable, elle peut garantir un bon fonctionnement de la filtration. Pour ne pas colmater rapidement la matière filtrante comprimée, une pré filtration est mise en place. Au-dessus de la deuxième rondelle (7) et en contact avec celle-ci, est glissé (au moment de la fabrication)une coupelle (9). Selon 10 des modes particuliers de fabrication, la matière de cette coupelle est soit en feutre de verre, soit en mousse synthétique, soit en coton 100% naturel, soit en feutre de laine animale. Cette coupelle n'est pas compressée. En mousse synthétique, sa dimension est d'un diamètre supérieur de 1 mm au diamètre intérieur du tube et son épaisseur sera comprise entre 5 et 10 mm. Le nombre d'alvéoles au centimètre carré sera compris entre 60 et 90. En feutre de verre, (c'est la même matière que le feutre utilisé pour être compressé). Sa hauteur libre sera de 10 mm 20 environ. En coton naturel, (c'est la même matière que le coton utilisé pour être compressé).sa hauteur libre sera comprise entre 5 et 10 mm environ Audessus de cette coupelle, une autre coupelle, (10)percée en son 25 centre (11) est glissée (au moment de la fabrication)pour venir en contact avec la précédente. Selon des modes particuliers de réalisation, cette coupelle est soit en mousse synthétique, soit en feutre de verre, soit en coton 100% naturel, soit en feutre de laine animale. Le trou en son centre (11) la traverse de part en part, son diamètre est compris entre 7 et 9 mm. En mousse synthétique, le diamètre extérieur de cette coupelle est supérieur de 1 mm à celui intérieur du tube. Son épaisseur est comprise entre 17 et 20 mm, le nombre d'alvéoles ouvertes est 35 d'environ 45 par centimètre carré. En feutre de verre ou en coton, c'est la même matière que celle utilisé pour être compressé, sa hauteur libre est d'environ 20 mm. Le trou au centre des coupelles (11) augmente la surface en contact avec les jus, ce qui à pour effet de retarder le colmatage des parties filtrantes. Pour assurer le maintien des coupelles de pré filtration l'orifice du tube est retourné afin de créer un sertissage (12). Le sens de passage des jus dans le tube de filtration, va de l'entrée par la coupelle percée vers la sortie du tube par l'orifice de 4 mm dans la rondelle de fond Il est à noter le rôle important du retournement de la matière du 10 tube en ces deux extrémités (13). C'est par les extrémités du tube que se fait l'étanchéité. Le tube de filtration est incorporé momentanément en tant que consommable à usage unique dans les machines de préparation des échantillons, qu'elles soient manuelles ou automatiques. Pour son bon fonctionnement et permettre le passage des jus, le tube de filtration est serré entre les pièces mécaniques particulières à chaque type de machine de préparation des échantillons Cette étanchéité évite les fuites des jus qui doivent traverser le tube de filtration. L'arrondi naturel du retournement (13) de la 20 matière du tube contribue à l'efficacité de l'étanchéité. Selon une variante non illustrée, le tube de filtration ne comporte que la partie filtration en matière filtrante compressée. Toute la partie pré filtration n'existe pas. Cette variante de l'invention est destinée aux filtrations de liquides peu chargés 25 d'impuretés grossières et peu colmatantes. Selon une variante non illustrée, le tube de filtration peut être remplacé par une coupelle de matière filtrante ou plusieurs coupelles empilées, dont les dimensions seront données suivant les 30 types de machines à préparer les échantillons. Le mode de passage forcé des liquides sera réalisé soit par pression soit par aspiration. Ce type de filtration sera de préférence réservée à des petites machines manuelles de laboratoire, en effet l'automatisation du remplacement des filtres usagés par des 35 filtres neuf n'est pas simple à réaliser. REVENDICATIONS 1) Dispositif de filtration pour rétention de particules indésirables contenues dans des échantillons de moût de jus de fruits, plus particulièrement de moût de raisin ou autres liquides caractérisé en ce qu'il comporte un tube cylindrique (1) serti à ses deux extrémités d'une manière différente(4) et (12), de telle sorte qu'un sertissage (4) sert d'arrêt à une rondelle de forme 10 (2) munie d'un trou (3) sur laquelle s'appuie une coupelle de mousse (5) au-dessus de laquelle une masse de matière filtrante (6) est maintenue en pression par la rondelle plate (7) découpée(8), cette rondelle est maintenue en position par la déformation du tube (14), au-dessus de la rondelle (7) est positionnée une coupelle de matière filtrante non compressée (9), une autre coupelle filtrante (10) non compressée vient en appui sur la coupelle (9), la coupelle (10)est traversée de part en part par un trou (11) et est maintenue en place par le sertissage (12), le sertissage de chaque extrémité du tube provoque les arrondis 20 (13). 2) Dispositif suivant la revendication l caractérisé en ce que les matières filtrantes (6) ou (9) sont: -Du feutre de laine de verre réalisé par la technique d'aiguilletage. -Du coton 100% naturel. -Du feutre de laine animale. Les matières filtrantes compressées (6)et non compressées (9) étant distinctes ou identiques. En ce que la coupelle (5) ou (10) est remplie de mousse synthétique 30à alvéoles ouvertes d'un nombre compris entre 45 et 90 par centimètre carré, les mousses des coupelles (5) ou(10) étant distinctes ou identiques. 3) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par la réduction, par compression, de l'épaisseur de l'ordre de 88 à 70 35 pour cent de la matière filtrante (6)et de la mousse synthétique (5), afin de réduire fortement l'espace entre fibres de la matière filtrante et de réduire fortement la surface des alvéoles de la coupelle de mousse, la matière filtrante et la mousse synthétique étant ainsi compressées pour être capables de retenir les particules supérieures à 5 microns. 4) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par la présence d'une pré filtration (10) et (9) capable de retenir les particules les plus grosses afin de préserver le pouvoir de filtration de la masse filtrante compressé (6), la présence du trou dans la coupelle (10) augmente d'une façon importante la 10 surface en contact avec les liquides. 5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une rondelle de forme (2) pour le maintien de la masse filtrante compressée dans le tube, réalisée pour être capable de s'appuyer sur le retournement de la matière 15 du tube (4) tout en empêchant la dite matière de se dessertir, ce qui permet de supporter la compression exercée sur la matière filtrante (6) afin d'éviter que celle- ci ne soit éjectée du tube. 6) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une rondelle plate (7)découpée 20 dans sa périphérie (8) , cette rondelle compresse la matière filtrante (6) ainsi que la coupelle de mousse (5), elle est maintenue dans sa position de compression par la réalisation d'une déformation (14)provoquée dans la matière du tube afin que cette déformation empêche la rondelle (7) de s'échapper, poussée par la 25 contre réaction de la pression de la matière filtrante (6). 7) Utilisation du dispositif, suivant les revendications précédentes, pour la filtration des liquides chargés, grâce à leur passage forcé à l'intérieur des matières filtrantes contenues dans le tube, soit par pression soit par aspiration, le sens de passage 30 des liquides dans le tube de filtration est pour l'arrivée, la coupelle percée (10), pour la sortie la rondelle (2) par le trou (3)