Brevet FR3000800A1 — publié le 20140711

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un analyseur d'humidité d'échantillons de végétaux ainsi qu'un procédé d'analyse d'humidité appliqué par un tel analyseur. Dans le cadre de la description de l'invention, les échan- tillons de végétaux sont au sens général des feuilles de végétaux telles que des feuilles de salade ou des feuilles de légumes, des morceaux de légumes ou de fruits, voire de légumes et de fruits entiers dont on veut déterminer l'humidité en surface, par exemple dans le cadre de con- trôles industriels d'un procédé. Etat de la technique Actuellement pour déterminer l'humidité résiduelle de feuilles de végétaux par exemple avant leur conditionnement en sachet en sortie d'un procédé de nettoyage et de traitement, on procède d'abord à la pesée d'un échantillon de produit à contrôler, puis l'essorage de l'échantillon pendant un temps donné et à une vitesse définie et ensuite à la pesée de l'échantillon essoré. Le taux d'humidité résiduelle s'obtient par la différence du poids entre l'échantillon initial et l'échantillon essoré. Ce procédé ne prend pas en compte toute l'humidité rési- duelle sur le produit, car l'essorage par centrifugation élimine uniquement les gouttelettes d'eau, alors que la pellicule superficielle d'eau reste sur les feuilles de végétaux, notamment les feuilles de salade. On connaît également un autre procédé consistant à sé- cher les feuilles avec un buvard. Les feuilles sont essuyées une à une pour absorber l'eau à la surface des feuilles et déterminer ainsi l'humidité résiduelle. Ce procédé est fiable mais il se fait manuellement et demande beaucoup de temps au niveau du poste de contrôle d'une fabrication. Il existe également des analyseurs d'humidité fonction- nant par infrarouge, par halogène ou laser. Ils sont destinés à contrôler des produits ayant une faible teneur en humidité et qui est régulière sur l'ensemble du produit. Mais ces analyseurs d'humidité ne conviennent pas pour des feuilles de végétaux telles que des feuilles de salade pour lesquelles l'humidité résiduelle peut aller jusqu'à 20 `)/0 et surtout elle est irrégulière sur toute la surface de la feuille. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un analy- seur d'humidité et son procédé de mise en oeuvre permettant de déter- miner l'humidité en surface de végétaux telles que des feuilles de salade ou autres feuilles, des morceaux de légumes, de fruits ou des légumes ou fruits entiers, notamment à surface irrégulière et destinées à être conditionnées, notamment pour utiliser les informations pour la gestion d'un procédé de préparation de feuilles de végétaux comprenant une étape de séchage, de façon à permettre par des moyens simples et rapides de déterminer efficacement et précisément l'humidité résiduelle de feuilles de végétaux. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un analyseur d'humi- dité d'échantillons de végétaux, caractérisé en ce qu'il comprend : - un récepteur recevant la charge formée d'un échantillon de végétaux, et entraîné en rotation par un dispositif d'entraînement, - une installation de séchage par air sec mis en température ayant des organes de soufflage dirigés sur la charge à travers le récepteur, - une installation de pesée du récepteur contenant la charge, - une unité de commande reliée au récepteur au dispositif d'entraînement en rotation à l'installation de séchage et à l'installation de pesée pour commander la pesée du récepteur chargé avant et après la phase de séchage ainsi que la mise en rotation du récepteur et l'ac- tionnement de l'installation de séchage. Cet analyseur d'humidité permet d'analyser des échantillons de végétaux tels que des feuilles de salade dont l'humidité résiduelle peut être très élevée et comprise entre 0 et 20 `)/0. L'analyseur est particulièrement efficace malgré la surface irrégulière des feuilles analy- sées. La précision de l'analyse faite par cet analyseur est particulièrement poussée, car les produits analysés ne sont pas manipulés en cours d'analyse. Ils sont placés dans le récepteur pour subir les opérations de séchage et de pesée avant et après séchage. L'air sec de l'installation de séchage est de préférence un air ultra sec ayant entre 0 et 5 `)/0 d'humidité à 25°C et mis en température de préférence à une température de 25°C de façon à favoriser efficacement le séchage sans détériorer les caractéristiques du produit analysé et surtout sans sécher le produit lui-même, l'opération de sé- chage se limitant à l'enlèvement de l'humidité superficielle des produits (échantillons de végétaux). Grâce à la mise en rotation du récepteur, tous les échantillons sont régulièrement exposés au flux d'air sec ce qui garantit l'ho- mogénéité du séchage. L'efficacité du séchage permet d'analyser une charge significative, par exemple entre 25 et 30 grammes, de sorte que le résultat de l'analyse est très représentatif des produits séchés. Les mesures faites grâce à cet analyseur sont particulièrement fiables car alors que le procédé actuel de séchage, tel que décrit ci-dessus, donne par exemple une humidité résiduelle de seulement 2 %, alors que l'analyseur d'humidité selon l'invention donne une humidité de 8 `)/0 beaucoup plus proche de l'état réel. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le récepteur comprend par un panier ajouré, perméable aux jets d'air des buses, monté en rotation dans un support porté par une unité de posi- tionnement mettant le panier en prise avec le dispositif d'entraînement pour l'entraîner en rotation ou le dégager et le mettre dans l'installation de pesée. Cette forme de réalisation du récepteur comme panier ajouré est intéressante pour sécher efficacement les échantillons de vé- gétaux malgré la charge relativement importante utilisée pour qu'elle soit représentative et significative. De façon avantageuse, l'installation de séchage par air sec mis en température est constituée par une source d'air sec sous pression, alimentant un distributeur pour sa mise en température et sa distribution selon un mode de distribution avec des buses dirigées sur la charge dans différentes directions. L'orientation différente des axes de soufflage permet d'agiter et de traiter les feuilles sous des angles différents ce qui évite que les rugosités et les formes irrégulières des échantillons ne retien- nent de l'eau prisonnière dans des zones en contre-dépouille par rapport à telle ou telle direction de soufflage. D'une manière particulièrement avantageuse et simple, l'une au moins des buses a son axe de soufflage dirigé radialement dans un plan sensiblement perpendiculaire à faxe de rotation du panier et l'autre buse a son axe de soufflage dirigé sensiblement parallèlement à l'axe de rotation. Suivant une caractéristique avantageuse, l'analyseur comporte une enceinte dans laquelle sont logés le récepteur et au moins les buses de l'installation de séchage ainsi que l'installation de pesée, de sorte que l'analyseur constitue un ensemble compact, transportable, les équipements tels que le distributeur relié à la source d'air comprimé ou l'unité de commande, le moyen d'enregistrement et d'affichage et le clavier, étant situés à l'extérieur de l'enceinte sur le boîtier de l'analyseur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'enceinte comporte un extracteur d'air évacuant l'air humide de l'enceinte ce qui favorise l'efficacité du séchage. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'unité centrale comporte un moyen d'enregistrement et d'affichage des infor- mations d'analyse et un moyen d'entrée des paramètres. Ce moyen d'enregistrement et d'affichage permet de stocker les données de l'analyse et de les afficher ou encore de les transmettre à un système central par une liaison radio par l'intermédiaire d'une interface. Le moyen d'entrée des paramètres est de préférence un clavier pour gérer les paramètres et commander la mise en marche et plus généralement le fonctionnement de l'analyseur d'humidité en étant relié à l'unité centrale. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'unité de positionnement du récepteur par rapport au dispositif d'entraînement en rotation et à l'installation de pesée, est un organe de soulèvement relié au récepteur pour les opérations de positionnement, l'installation de pesée étant située sous le récepteur pour que le dispositif de positionnement puisse procéder par simple mouvement de soulèvement et d'abaissement. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispositif d'entraînement en rotation comporte un moteur et une roue d'entraînement qui coopère directement avec le panier en roulant sur le côté du panier ou sur l'axe de rotation du panier. En résumé, l'analyseur d'humidité constitue un dispositif particulièrement simple et efficace d'analyse rapide de l'humidité résiduelle d'échantillons de végétaux tels que des feuilles de salade, s'intégrant efficacement dans une ligne de production pour contrôler et gérer le fonctionnement de la ligne de production du moins pour la partie concernant le séchage des produits. Dessin La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple d'analyseur d'humidité représenté schématiquement dans le dessin dans lequel l'unique figure est un schéma par blocs de l'analy- seur d'humidité. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure, l'invention a pour objet un analyseur d'humidité d'échantillons de végétaux, notamment d'un échantillon représentatif de feuilles (EF) telles que des feuilles de salade dont on veut mesurer l'humidité résiduelle après un séchage, par exemple dans le cadre un procédé de préparation et de conditionnement de feuilles de végétaux tels que des feuilles de salade ou des morceaux de végétaux. Cette analyse permet de déterminer l'état de séchage (c'est-à-dire l'enlèvement de l'humidité superficielle) de végétaux sortant d'un traitement par voie humide suivi d'un séchage, en vue de leur con- ditionnement par exemple des feuilles. Cette analyse peut s'appliquer aussi à différentes phases intermédiaires d'un procédé industriel pour déterminer à chaque étape, l'humidité résiduelle des végétaux et par exemple l'efficacité du séchage en fonction des différents types de végé- taux. Cette opération a pour but de déterminer l'humidité résiduelle et non pas la teneur en eau des végétaux. L'analyseur d'humidité se compose d'une enceinte 1 logeant un récepteur 2 monté sur un dispositif d'entraînement en rotation 3 et recevant une charge sous la forme d'un échantillon de végétaux tels que des feuilles représentatif (EF) à analyser ainsi que d'une installation de séchage par air sec 4, d'une installation de pesée 5 et d'une unité de commande 6. Cette dernière est reliée au récepteur 2, au dispositif d'entraînement 3, à l'installation de séchage 4, à l'installation de pesée 5 pour gérer le fonctionnement et les étapes d'une analyse automatique en fonction de paramètres introduits dans l'analyseur, notamment par un clavier 7 et un moyen d'enregistrement et d'affichage 8 fournissant les résultats directement ou les exportant par une liaison avec l'interface. Le récepteur 2 comporte un récipient ajouré en forme de panier 21 monté à rotation dans un support 22 de façon à tourner au- tour de son axe XX en étant mis en rotation par le dispositif d'entraînement 3 dont le moteur 31 est en prise par sa roue d'entraînement 32 avec le panier 21 ou son support 22. Le dispositif d'entraînement 3 est de préférence dégagé du récepteur 2 avant et après la phase d'entrai- nement en rotation. La roue 32 est au contact par exemple de la péri- phérie du panier ou d'un chemin de roulement sur le panier 21. Le panier n'étant pas une centrifugeuse, son entraînement en rotation se fait à vitesse relativement réduite pour ne pas abîmer les produits tout en les déplaçant par rapport aux axes de soufflage Dl, D2 des buses pour présenter aussi diversement que possible les échantillons tels que les feuilles (EF) des produits à l'action de l'air sec de séchage. Le panier 21 a une structure formée de fils en acier inoxydable ou en matière plastique ; cette structure est suffisamment fine pour ne pas accrocher l'humidité et permettre une excellente ventilation de la charge (EF). L'installation de séchage 4 se compose d'une source d'air sec 41 voire très sec, par exemple le réseau d'air comprimé de l'entreprise ou une source d'air comprimé, indépendante, fournissant de l'air comprimé sec. La source d'air comprimé 41 est reliée par un distributeur 42 à un ensemble de buses 43, 44 dirigées sur la charge (EF) du récipient 21. De façon préférentielle, une ou plusieurs buses 43 sont réparties avec leur axe de soufflage D1 dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe XX de rotation du panier 21 ou suivant des directions légèrement inclinées par rapport à un tel plan passant par le panier et notamment dans la direction radiale. Une autre partie de l'en- semble des buses 44 et au moins l'une de celles-ci est orientée avec son axe D2 descendant en direction du panier 21 mais de façon à ce que ce ou ces axes soient sensiblement parallèles à faxe XX ou du moins coupent la direction des axes de soufflage Dl des buses 43 du premier ensemble. De façon générale, les axes de soufflage Dl, D2 des buses 43, 44 ne sont pas parallèles de façon à toucher la charge (EF) du panier 21 suivant différents angles pour la meilleure efficacité du séchage, c'est-à-dire l'enlèvement de l'humidité superficielle sans sécher les échantillons eux-mêmes. L'air sec est soufflé par les buses 43, 44 sur les échantil- lons du panier 21 mis en rotation pour que les jets d'air sec atteignent toutes les surfaces des échantillons. Pour favoriser le séchage, l'air sec est mis de préférence à la température (T) la plus efficace pour chaque type de végétaux. Cette température (T) fixée comme température de consigne (TC) par exemple à 25°C dans l'unité de commande 6 est ré- glée par le distributeur 42. Dans le schéma, on a figuré deux exemples de buses 43, 44 dont l'axe de soufflage Dl de l'une est radial et perpendiculaire à l'axe XX. L'autre axe de soufflage D2 est parallèle à l'axe XX. Ces deux axes D1, D2 ne se coupent pas nécessairement, de sorte qu'ils ne sont pas dans le même plan, ce qui est avantageux pour l'efficacité du séchage, c'est-à-dire la rapidité de l'écoulement du flux d'air à la surface des végétaux (EF) sans risquer de dessécher les végétaux eux-mêmes. Le récepteur mobile 2 coopère avec l'installation de pesée 5, de préférence avant et après la phase de séchage. L'installation de pesée 5 constituée d'appuis 52 en forme de plateau et d'une unité de pesée 51 est placée sous le support de rotation 22 du récepteur 2 et de son panier 21 de façon à pouvoir déposer le récepteur 2 sur le plateau 52 et en même temps le détacher du moyen d'entraînement en rotation 3 du panier 21. Cette désolidarisation a pour but de réduire la tare au- tant que possible et de ne pas perturber l'installation de pesée 5 par la rotation du récepteur 2 avec sa charge (EF). Dans ces conditions le dispositif d'entraînement 3 n'intervient pas comme tare dans la pesée. L'air chargé d'humidité de l'enceinte 1 est évacué par un extracteur 11. L'unité de commande 6 gère le fonctionnement du récepteur 2 et à son dispositif d'entraînement 3, l'unité de positionnement 23, l'installation de pesée 5 ainsi que l'installation de séchage 4 et le moyen d'affichage et d'enregistrement 8 ou de transmission de données et le clavier de commande 7. L'unité de commande 6 gère la phase d'analyse selon les paramètres introduits dans l'analyseur qui dépendent le cas échéant de la nature des végétaux analysés. Ces paramètres sont la vitesse de rotation du récepteur, la durée de mise en rotation, le mode de fonctionnement (F) du distributeur d'air 42 alimentant les buses 43, 44, de façon continue ou de manière séquentielle avec de l'air à température réglée et pendant une durée déterminée ainsi que le dispositif de positionnement pour engager et dégager le récepteur 2 de l'installation de pesée 5 et inversement dégager ou engager le dispositif d'entraînement en rotation 3. L'analyse d'humidité peut se faire de manière répétée suivant un cycle programmé s'il s'agit toujours des mêmes produits. Les paramètres de fonctionnement tels que la vitesse de rotation (VR), la durée du séchage (DS), l'intensité des jets d'air sec (DI) et la température (T), sont introduits dans l'unité de commande 6 et qui seront utili- sés en fonction de la nature des produits analysés. L'analyse d'humidité consiste à déterminer aussi précisément que possible l'humidité superficielle chargeant les échantillons de végétaux. Pour cela, on prend un échantillon (EF) représentatif placé dans le panier 21 du récepteur qui est ensuite pesé avant sa mise en rotation ; puis le récepteur 2 est dégagé de l'installation de pesée 5 pour être entraîné en rotation et présenter les feuilles de végétaux à l'action des jets d'air sec émis par les buses 43, 44. Après le temps de séchage (DS) déterminé par exemple de manière expérimentale, le soufflage d'air sec est arrêté de même que la rotation du panier 21 qui est ensuite re- placé sur l'installation de pesée 5 pour peser la charge séchée et déter- miner par différence, la perte d'humidité pendant la phase de séchage. Pour tenir compte de l'éventuelle humidité déposée sur le panier 21 et qui n'est pas prise en compte par la pesée après séchage, il est possible de compléter les mesures par une pesée du panier vide après enlèvement des échantillons séchés. La différence entre la pesée du panier après enlèvement des échantillons et du panier à vide et sec avant la mise en place des échantillons, permet de déterminer la masse d'eau déposée sur la structure du panier et qui s'ajoute à la masse d'eau évacuée des échantillons et obtenue comme différence entre les deux premières pesées. Enfin, pour une plus grande précision, il est également possible de peser le récepteur et son panier sec avant de le charger avec les échantillons à analyser. Après l'analyse, on sèche le panier 21 par exemple en fai- sant tourner le panier vide dans les jets d'air sec avant d'effectuer une autre analyse; L'analyseur d'humidité selon l'invention permet de déterminer l'humidité résiduelle sur des échantillons de végétaux tels que des feuilles de salade à la fin d'un cycle de traitement dans une installa- tion industrielle et avant le conditionnement des feuilles dans des sa- chets, par exemple pour régler l'efficacité du séchage des feuilles et pour ne pas conditionner des feuilles dont l'humidité résiduelle serait trop importante. Le résultat de l'analyse d'humidité permet ensuite d'adapter le fonctionnement de l'installation industrielle.20 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 enceinte 11 extracteur d'air humide 2 récepteur 21 panier 22 support 23 unité de positionnement 3 dispositif d'entraînement en rotation 31 moteur 32 roue d'entraînement 4 installation de séchage 41 source d'air comprimé sec 42 distributeur d'air comprimé mis en température 43 buse de soufflage 44 buse de soufflage 5 installation de pesée 51 unité de pesée 52 plateau/appui 6 unité de commande 7 clavier/entrée de données 8 moyen d'enregistrement et d'affichage des résultats de pesée F mode de fonctionnement25