Brevet FR2990597A1 — publié le 20131122

INSTALLATION POUR LE TRAITEMENT THERMIQUE, NOTAMMENT LA TORREFACTION DE PRODUITS ALIMENTAIRES DESCRIPTION Domaine technique La présente invention concerne une installation pour le traitement thermique, notamment la torréfaction de produits alimentaires, comprenant une cuve de réception du produit associée à des moyens de brassage et à une source de chaleur. Etat de la technique Des installations connues de ce type sont destinées par exemple à torréfier le cacao, le café, les pistaches, les noix de cajou, macadamia, arachides, mais également des produits en poudre. A titre d'exemple, pour la torréfaction des fèves de cacao, il existe deux principales technologies : celle utilisant un tambour que l'on fait tourner autour d'un axe sensiblement horizontal et sous lequel on rapporte une source de chaleur externe ; et celle mettant en oeuvre une cuve verticale dans laquelle sont disposées des parois ajourées dirigées vers le bas selon un angle, et étagées pour former une série d'entonnoirs dirigeant le produit à torréfier vers la partie basse de la cuve, tout en le retenant légèrement et tout en le chauffant simultanément. Ces systèmes présentent l'inconvénient de ne pas pouvoir traiter tous les produits et de constituer de gros consommateurs d'énergie. Ceci est dû au fait que les paramètres fondamentaux dans la torréfaction sont : - la température du produit, - le mode de déplacement du produit dans le torréfacteur, - la température des pièces en contact avec le produit, - le temps de passage du produit dans le torréfacteur. Description de l'invention La présente invention a pour but de réaliser une installation du type précité maîtrisant ces paramètres de manière optimale et donc économique. A cet effet, l'invention concerne une installation pour le traitement thermique, notamment la torréfaction de produits alimentaires, comprenant une cuve de réception du produit associée à des moyens de brassage et à une source de chaleur, caractérisée en ce que la cuve est constituée par deux cylindres verticaux coaxiaux et creux, l'un interne définissant une première paroi, l'autre externe définissant une seconde paroi d'un espace de section en forme de couronne dans lequel le produit à traiter est introduit en continu par le haut, au moins l'une des deux parois en contact avec le produit étant chauffée, parois entre lesquelles sont intégrés les moyens de brassage. Les avantages d'une telle invention sont les suivants : - peu d'usure : les produits frottent les uns sur les autres, - faible consommation d'énergie car meilleur brassage et plus grande surface d'échange, - système continu qui permet de traiter les produits sous forme naturelle ou alcalinisée. Les autres avantages d'une unité de torréfaction selon l'invention résident dans le prix de réalisation faible. Les pièces d'usure sont réduites. L'air a un flux montant et stérilise les produits durant le process. Un autre avantage est la garantie de l'homogénéité du traitement, car le brassage réalisé par les pales est la garantie que toutes les particules de produits passent contre les parois chauffées. En fait, le système selon l'invention permet de traiter thermiquement des solides divisés, c'est-à-dire permettant de traiter les particules de deux microns à plusieurs centimètres. Il permet de faire réagir des solides divisés avec un gaz. C'est un avantage majeur qui est le garant d'une très grande polyvalence, très recherchée par les utilisateurs qui traitent plusieurs produits, de différentes tailles, densités... La grande simplicité du système procure également l'avantage de rendre son entretien facile et rapide. Bien entendu, la taille de l'installation est à ajuster en fonction de la capacité demandée. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels : Brève description des figures - La figure unique est une vue en perspective transparente du torréfacteur selon un exemple de réalisation de l'invention.30 Description détaillée L'installation de traitement thermique 1 désignée dans son ensemble sur la figure unique, à titre d'exemple un torréfacteur, comprend une cuve de réception 2 d'un produit à traiter 3, associée à des moyens de brassage 4 et à une source de chaleur 5. Selon l'invention, la cuve 2 est constituée par deux cylindres verticaux 6,7 coaxiaux et creux, l'un interne 6 définissant une première paroi 8, l'autre externe 7 définissant une seconde paroi 9 d'un espace 10 de section en forme de couronne dans lequel le produit à traiter 3 est introduit en continu par le haut, au moins l'une des deux parois 8,9 en contact avec le produit 3 étant chauffée 5, parois entre lesquelles sont intégrés les moyens de brassage 4. Préférentiellement et selon le présent exemple représenté sur la figure unique, le cylindre externe 7 est lui-même doublé d'une paroi 11, constituant une troisième paroi de la cuve 2, formant avec la seconde paroi 9 un second espace 12 vertical creux, concentrique au premier, de section en forme de couronne. Le chauffage des parois peut être fait par des résistances électriques collées en surface intérieure, par un fluide thermique en circulation contre l'intérieur de la paroi, ou un gaz chauffé 5 en circulation contre le coté opposé au produit des parois des cylindres. Le cylindre est chauffé par conductivité et transmet ainsi sa chaleur au produit. Pour parfaire le fonctionnement de l'installation, un gaz chaud 5 est également injecté dans le cylindre creux interne 6, de manière à homogénéiser la chaleur 5 autour du produit 3 contenu dans le premier espace en couronne 10 défini par la première et la seconde paroi 8,9 de la cuve 2. Selon une autre caractéristique de l'invention, le gaz chaud 5 est injecté dans le second espace en couronne 12 du cylindre creux externe 7 et dans le cylindre creux interne 6, à partir d'une source externe 5 et selon un circuit fermé injectant le gaz chaud qu'elle génère, dans les parties hautes desdits cylindres 7,6, pour le récupérer refroidi à leurs parties basses et le recycler. Le mode de chauffage pourra être de l'électricité, un fluide thermique caloporteur, de l'air chaud, de la vapeur ou tout autre moyen. La mise en oeuvre des moyens de brassage 4 est assurée par l'entrainement en rotation « R » d'au moins l'un des cylindres 6,7 comportant lesdits moyens. Par ailleurs, les moyens de brassage 4 peuvent être constitués par une hélice continue ou par des pales alternées disposées en hélice, réalisées sur la première paroi 8 du cylindre interne 6 et/ou sur la seconde paroi 9 du cylindre externe 7, en contact avec le produit à traiter 3, l'entraînement en rotation « R » du/des cylindres correspondants 6,7 s'effectuant autour de leur axe XX', dans un même sens ou dans des sens contraires. Selon une variante de réalisation, les moyens de brassage 4 sont constitués par un agitateur rotatif (non représenté), placé au coeur du produit 3 entre les deux cylindres 6,7, ceux-ci étant fixes. Egalement, la cuve 2 est alimentée en continu en produits à traiter 3 par la partie haute de l'espace 10 délimité par la première paroi 8 du cylindre interne 6 et la seconde paroi 9 du cylindre externe 7, par l'intermédiaire d'un régulateur de débit d'alimentation 13, ledit espace 10 comportant à sa partie basse une trappe de sortie 14 du produit 3 associée à un régulateur de débit d'évacuation 15, les vitesses relatives de régulation d'alimentation et d'évacuation du produit 3 étant telles à lui permettre une descente par gravité au cours de laquelle il chauffe progressivement et transforme son humidité en vapeur. Celle-ci crée un flux ascendant ayant pour effet la stérilisation du produit 3, tout en contribuant à son chauffage. La cuve 2 est coiffée, à sa partie supérieure, par une hotte d'extraction 16 associée à un régulateur de débit d'air 17. REVENDICATIONS1. Installation (1) pour le traitement thermique, notamment la torréfaction de produits alimentaires, comprenant une cuve de réception (2) du produit (3) associée à des moyens de brassage (4) et à une source de chaleur (5), caractérisée en ce que la cuve (2) est constituée par deux cylindres verticaux (6,7) coaxiaux et creux, l'un interne (6) définissant une première paroi (8), l'autre externe (7) définissant une seconde paroi (9) d'un espace (10) de section en forme de couronne dans lequel le produit à traiter (3) est introduit en continu par le haut, au moins l'une des deux parois (8,9) en contact avec le produit (3) étant chauffée (5), parois entre lesquelles sont intégrés les moyens de brassage (4). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cylindre externe (7) est lui-même doublé d'une paroi (11), constituant une troisième paroi de la cuve (2), formant avec la seconde paroi (9) un second espace (12) vertical creux, concentrique au premier, de section en forme de couronne, dans lequel est injecté un gaz chaud (5). 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un gaz chaud (5) est également injecté dans le cylindre creux interne (6), de manière à homogénéiser la chaleur (5) autour du produit (3) contenu dans le premier espace en couronne (10) défini par la première et la seconde paroi (8,9) de la cuve (2). 4. Installation selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le gaz chaud (5) est injecté dans le second espace en couronne (12) du cylindre creux externe (7) et dans le cylindre creux interne (6), à partir d'une source externe (5) et selon un circuit fermé injectant le gaz chaudqu'elle génère, dans les parties hautes desdits cylindres (7,6), pour le récupérer refroidi à leurs parties basses et le recycler. 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la mise en oeuvre des moyens de brassage (4) est assurée par l'entraînement en rotation (R) d'au moins l'un des cylindres (6,7) comportant lesdits moyens. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de brassage (4) sont constitués par une hélice continue ou par des pales alternées disposées en hélice, réalisées sur la première paroi (8) du cylindre interne (6) et/ou sur la seconde paroi (9) du cylindre externe (7), en contact avec le produit à traiter (3), l'entraînement en rotation (R) du/des cylindres correspondants (6,7) s'effectuant autour de leur axe )(X', dans un même sens ou dans des sens contraires. 7. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de brassage (4) sont constitués par un agitateur rotatif (non représenté), placé au coeur du produit (3) entre les deux cylindres (6,7), ceux-ci étant fixes. 8. Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la cuve (2) est alimentée en continu en produits à traiter (3) par la partie haute de l'espace (10) délimité par la première paroi (8) du cylindre interne (6) et la seconde paroi (9) du cylindre externe (7), par l'intermédiaire d'un régulateur de débit d'alimentation (13), ledit espace (10) comportant à sa partie basse une trappe de sortie (14) du produit (3) associée à un régulateur de débit d'évacuation (15), les vitesses relatives de régulation d'alimentation et d'évacuation du produit (3) étant telles à lui permettre une descente par gravité au cours de laquelle il chauffe progressivement et transforme son humidité en vapeur, celle-ci créant unflux ascendant ayant pour effet la stérilisation du produit (3), tout en contribuant à son chauffage. 9. Installation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la cuve (2) est coiffée, à sa partie supérieure, par une hotte d'extraction (16) associée à un régulateur de débit d'air (17).