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"Procédé et appareil de déshydratation de diverses denrées"
La présente invention concerne un procédé nouveau et perfectionné pour la déshydratation de fruits, de légu- mes, de poissons, de viandes, de bois, de peaux et d'au- tres denrées de structure cellulaire, d'une manière qui permette de leur rendre leur état primitif en les trempant dans l'eau ; elle concerne également un appareil nouveau pour la mise en pratique de ce procédé .
On a constaté que pour empêcher la décoloration ou une autre altération nuisible de certains fruits, légumes
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ou autres dentées, il faut les déshydrater dans une atmos- phère aussi pure d'oxygène que possible, au moins dans les premières phases de l'opération . On a constaté également que, pendant ces premières phases, l'atmosphère à laquelle la denrée est exposée doit 'être assez humide, de façon à empêcher le durcissement et la rupture de ses cellules délicates ,
Or telle qu'elle est pratiquée ordinairement la dé- shydratation exige un chauffage approprié de la denrée pen- dant qu'on fait passer, sur elle et tout autour, un courant de gaz absorbant son humidité .
Même avec de grandes pré- cautions, il est virtuellement impossible de placer cer- taines catégories de dentées à déshydrater de façon qu'el- les opposent une résistance sensiblement égale au courant de gaz sur les différents plateaux qui contiennent la denrée . G'est pourquoi il convient d'utiliser un disposi- tif permettant de faire varier la vitesse d'écoulement et par suite la température sur chaque plateau séparément suivant les:
indications de température relevées de temps à autre ,
La présente invention permet de remplir les conditions ci-dessus et elle a également d'autres avantages qui se-. ront indiqués plus loin . Elle concerne doncçn procédé de déshydratation de fruits, légumes, de poissons, de viandes, de bois, de peaux et d'autres denrées ou matières de struc- ture cellulaire, procédé caractérisé en ce que la denrée est soumise alternativement par l'intermédiaire d'un mi- lieu gazeux à une chaleur rayonnante dans une atmosphère relativement calme et à une chaleur de convection dans un courant actif de gaz chauds, ce milieu gazeux étant humide
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pendant les premières phases de l'opération,
ce qui pro- duit la déshydratation de façon que la denrée reprenne sensiblement son état primitif lorsqu'elle est ensuite trempée dans l'eau .
L'invention concerne en outre un appareil'de déshy- dratation de fruits, légumes, poissons, Viandes, bois, peaux et d'autres denrées de structurel cellulaire, cet appareil étant caractérisé par l'agencement utile d'un dispositif d'arrivée de gaz chauds, d'un compartiment ou conduit dans lequel est placée la denrée à déshydrater, d'un dispositif par lequel les gaz chauds apportent alter- nativement de la chaleur de convection et de la chaleur rayonnante à la denrée,et d'un dispositif pour humecter les gaz chauds pendant les premières phases de l'opération.
Divers exemples de réalisation préférés de l'inven- tion sont représentés dans les dessins annexés ,
La figure 1 est une coupe verticale de l'appareil par la ligne 1-1 de la figure 2 .
La figure 2 est une coupe semblable par la ligne 2-2 de la figure 1 . '
La figure 3 est une coupe horizontale, à plus grande échelle, d'un côté de la ligne 3-3 de la figure 2
La figure 4 est une vue d'extrémité de l'appareil .
La figure 5 est une uoupe transversale verticale d'une variante .
Les appareils sont représentés schématiquement et les détails de nature évidente et connue ont été supprimés pour plus de clarté ,
La denrée à déshydrater est plaoée de façon connue sur des plateaux peu profonds 10, de préférence en toile métal-
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lique aussi grossière que le permet la grosseur des parti- cules supportée par ces plateaux , On peut ";utiliser natu- rellement tout type connu de plateau ou récipient approprié pour la déshydratation .
Les plateaux 10 formant récipients sont supportés de toute façon appropriée entre des cloisons horizontales il et introduits par des portes 12 ménagées à la partie anté- rieure ou à la partie postérieure ou aux deux à volonté .
Les plateaux 10 sont placés uniformément en retrait les uns par rapport aux autres comme le montre la figure 2 et les cloisons 11 sont placées en conséquence, de façon à laisser un espace de circulation au-dessus et au-dessous de chaque plateau .
D'un c@ot de l'appareil à préférer, des plaques ver- ticales 13 formant cloisons partent des bords des cloisons
11 et se dirigent vers le bas de façon à délimiter des car- neaux 14 descendant jusqu'au carneau horizontal principal d'entrée 15 . Des plaques verticales 16 formant pareille- ment cloisons partent des bords opposés des cloisons 11 et se dirigent vers le haut pour délimiter des carneaux 17 qui vont jusqu'au carneau horizontal principal supérieur
18 . Toutes les cloisons 11, 13 et 16 vont d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe principale 19 c'est-à-dire de gauche à droite dans la figure 1 . L'invention peut du reste être appliquée aveo succès à divers usages et, en ce qui concerne l'inversion des courants de gaz, même lorsque les cloisons 13 et 16 sont supprimées .
D'un côté de l'appareil, entre la cloison extrême 13 et l'enveloppe principale 19, un carneau montant 20 va d'une extrémité d'un carneau principal d'entrée 15 à la
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sortie ou cheminée 21 au-dessous de laquelle ce carneau montant 20 rejoint l'extrémité de sortie du oarneau trans. versal supérieur 18 . A cet endroit se trouve un obtura- teur 22 ou un dispositif équivalent permettant de régler l'ouverture des canneaux respectifs 18 et 20 vers la sortie 21 . Cet obturateur est représenté fermant le carneau 20 et laissant le carneau 18 ouvert .
Du côté opposé de l'appareil, un deuxième oarneau montant 23 partant d'une extrémité du oarneau transversal 18 descend, en passant devant l'entrée du carneau transver- sal 15, jusqu'à l'extrémité du carneau 24 qu'on peut appe- ler le carneau d'alimentation. Ce carneau 24 est parallèle au carneau 15 et il est limité respectivement en haut et en bas par les cloisons horizontales 25 et 26 .
La cloison 25 part de la paroi de droite de l'enve- loppe 19 dans la figure @ et va jusqu'à un point situé à gauche de cette figure exaotement au-dessous de la paroi de droite du oarneau 23 . Cette cloison est faite de pré- férence à doubles parois contenant une matière isolante telle que l'amiante ou une matière analogue entre sa plaque supérieure et sa plaque inférieure pour empêcher autant que possible tout chauffage inopportun de bas en haut par rayonnement direct . Pour la même raison il est également préférable de garnir d'une couche isolante le dessus de la partie supérieure du oarneau 15, comme cela est indiqué en 27 .
La cloison 26 est constituée de préférence par une cuvette peu profonde pouvant recevoir de l'eau entrant en 28 ou autrement . Cette cloison s'amorce immédiatement au- dessous-dû oarneau 23 et se dirige vers la droite dans la
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figure 2 assez loin pour laisser une ouverture appropriée débouchant dans le carneau 24 et venant du carneau de mélan ge 29 .
Tous les carneaux décrits ci-dessus sont dirigés ho- rizontalement d'une extrémité à l'autre de l'appareil, c'est-à-dire de droite à gauche dans la figure 1 .
Les gaz chauds utilisés pour la déshydratation sont les produits d'une combustion qui est rendue aussi parfai- te que possible de façon à combiner une proportion d'oxy- gène aussi grande que possible avec le carbone et l'hydro- gène du combustible de préférence sous forme de CO2 et de H@O (gaz) . En outre, pour obtenir un fonctionnement uni- forme et sûr, il est très utile de faire arriver les gaz chauds en quantités égales d'une extrémité à l'autre, ou de gauche à droite du courant en mouvement ,
On peut obtenir les résultats indiqués ci-dessus en faisant brûler de l'huile ou du gaz sur toute la partie inférieure de l'appareil d'une extrémité à l'autre'ou, dans une variante,
par exemple au moyen du tuyau à gaz 30 com- portant de petites ouvertures très rapprochées de façon à produire des jets de gaz en combustion qu'on peut faire monter ou descendre à volonté de toute façon connue au moyen de la soupape 30a (Fig. 1) . Une ouverture 31 ména- gée dans l'enveloppe (Fig. 2) fournit l'air nécessaire ,
Pour que la denrée soit uniformément traitée, le mieux est d'assurer un mélange parfait des gaz s'échappant de l'endroit de la combustion .
Autrement une partie de l'air non brûlée constituerait, cet air étant très chaud, un agent d'oxydation nuisible . '
Pour obtenir ce résultat par le mélange des gaz entre
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eux, on utilise de préférence à l'intérieur du 'carneau de mélange" 9 un dispositif agitant les gaz automatique- ment pendant leur déplacement en avant sous l'action du tirage naturel . Un dispositif qui a été reconnu efficace dans ce but est constitué par une rangée de chicanes in- olinées et opposées 32, disposées comme le montre la figu- re 2 et allant d'une extrémité à l'autre du carneau, c'est- à-dire de droite à gauche dans la figure 1 .
L'expérience a montré que les déshydrateurs fixes dépendant de la convection ou du tirage naturel ont sou- vent deux inconvénients désagréables . L'un de ces incon- vénients est une tendance à produire une surchauffe dans l'un ou l'autre des plateaux inférieurs, ce qui est dû au fait que ces plateaux reçoivent par rayonnement direct une quantité de chaleur exagérée des gaz chauds qui entrent avant que ceux-ci ne se divisent pour traverser les passa- ges dans lesquels les plateaux sont placés . Pour éviter cet inconvénient, on utilise l'une ou l'autre des cloisons isolantes 25 ou 27 ou les deux .
Le deuxième inconvénient est la tendance de la matiè- re à sécher, parfois même à se roussir, du coté de chaque plateau où les gaz chauds sont introduits, plus vite que du côté opposé du plateau ou côté de la sortie . On évite cet inconvénient au moyen d'un dispositif par lequel on peut changer le sens d'écoulement des gaz aussi souvent qu'on veut .
Autrement dit les côtés ou bords opposés de chaque plateau servent alternativement de côté d'entrée et de côté de sortie, ce qui contribue très notablement à donner des résultats uniformes , Bien que ce dispositif ne constitue pas une caractéristique essentielle de l'inven-
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tion et ne soit pas représenté dans la figure 5, il est utilisé dans l'appareil représenté par les figures 1 à 4, appareil qui est un mode de réalisation de l'invention plus complet et plus perfectionné .
Le changement de sens des courants gazeux est obtenu ici au moyen de.deux obturateurs dans le mode de réalisa- tion typique représenté . L'un de ces obturateurs est l'obturateur 22 déjà décrit . L'autre est un obturateur semblable 33 qui, dans la position représentée dans la figure 2, ferme la communication entre le carneau 24 et le carneau 23 et, dans la position indiquée en traits in- terrompus dans cette figure, ferme la communication entre les carneaux 24 et 15 en laissant ouvert l'accès du car- neau 23 .
On décrira maintenant un mode opératoire : La matière convenablement répartie sur les plateaux 10 introduits par les portes 12, on ferme ces portes et on allume le gaz en 30, les obturateurs 22 et 33 se trouvant dans les positions représentées dans la figure 2 .
Les gaz chauds sortant des orifices 30 sont parfaite- ment mélangés dans le carneau 29 et servent à chauffer l'eau contenue dans la cuvette 26 . Ces gaz se chargent ainsi d'humidité lorsqu'ils retournent au-dessus de la cuvette 26 pour entrer dans le carneau 24 ; chauds et hu- mides, ils passent ensuite dans le carneau principal d'en- trée 15, puis dans les carneaux 14, par lesquels le cou- rant de gaz est divisé de façon que chaque plateau 10 soit entouré par un courant de gaz séparé , Les gaz passent en partie au-dessus et au-dessous et en partie à travers la couche de denrée portée par chaque plateau, puis arrivent
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par les carneaux 17 au carneau horizontal 18 qui les con- duit au carneau de sortie 21 .
Au bout d'un temps approprié qui dépend de la nature et de l'état de la denrée traitée, on manoeuvre les obtu- rateurs 22 et 33 pour les amener à la position indiquée en traits interrompus, après quoi les gaz montent d'abord dans le carneau 23, puis descendent dans les carneaux 17, passent au-dessus et au-dessous et de haut en bas au tra- vers de la matière qui se trouve sur les plateaux, p@is traversent les carneaux 14 et sortent par les carneaux 20 et 21 .
On voit que cette manoeuvre change non seulement le sens des courants qui lèchent la matière, mais aussi celui des courants qui la traversent, une première fois de bas en haut et une deuxième fois de haut en bas
Ce changement de sens des courants peut être répété aussi souvent qu'on veut ; il assure l'uniformité des ré- sultats du côté de l'entrée et du côté de la sortie des plateaux .
Comme la répartition des courants de gaz à travers les divers plateaux et autour de ceux-oi dépend dans une cer- taine mesure de la nature et de la répartition de la matiè- re sur ces plateaux, il n'est pas possible de réaliser avec succès une répartition uniforme des gaz une fois pour tou- tes dans le type d'appareil primitif . C'est pourquoi on ménage un passage entièrement séparé allant du oarneau commun 15 (ou 18) au carneau commun de sortie 18 (ou 15) pour chaque plateau .
Dès que l'opération a commencé, on peut surveiller les conditions de température dans chaque passage par un usage approprié de thermomètres électro-thermiques ou autres et
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les obturateurs individuels et séparés 34 peuvent être placés de façon à donner des résultats uniformes .
Il est bien entendu que l'humectage des gaz ne sera. ordinairement nécessaire que pendant les premières phases de l'opération . Le temps pendant lequel cet humectage durera est réglé par la quantité d'eau introduite dans la cuvette 26 .
L'appareil perfectionné représenté dans les figures
1 à 4 se prête bien à la mise en pratique d'un nouveau mode de traitement de la denrée .Ce mode de traitement -qui constitue l'une des caractéristiques de l'invention- comporte une nouvelle phase qui n'est utilisée qu'au début du traitement ou répétée alternativement avec d'autres phases .
La nouvelle phase ou opération en question peut être appelée chauffage "olos" et elle peut être effectuée dans l'appareil typique représenté en plaçant chacun des obtu- rateurs 22 et 33 dans une position intermédiaire ou à 45 , de façon que le courant venant du carneau 24 se divise à peu près également entre les carneaux 23 et 18 d'une part et les oarneaux 15 et 20 d'autre part , Si on le désire on peut également fermer les obturateurs 34 . Le mieux est d'utiliser cette opération après que les passages contenant les plateaux 10 ont été remplis le plus complètement possi- ble au moyen de gaz pauvre en oxygène .
De préférence on obtient ce résultat en plaçant l'un ou l'autre des obtu- rateurs 22 et 33 plus ou moins hors de la position inter- médiaire (position à 45 ) de faon , permettre à un léger complément de pression provoquant le tirage par une voie l'autre de faire passer lentement les gaz qui ne
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sont que relativement peu chauds . Geai empêche la sur- chauffe préliminaire . En réalité toute période de chauf- fage "clos" peut être effectuée de cette manière et cette expression telle qu'elle est utilisée ici ne s'applique pas seulement à l'utilisation d'air ou de gaz parfaitement calme autour des plateaux .
L'appareil se trouvant dans cet état, les produits de la combustion passent tout autour des carneaux et con- duits contenant la denrée à traiter et on obtient un sé- chage lent sans tirage .
On constate un résultat important de l'utilisation de ce chauffage "clos", alterné avec l'utilisation active de courants de gaz au-dessus de la matière de la façon ordi- naire, dans l'économie de combustible, sans aucune perte de temps ni action nuisible sur les autres résultats .
Les courants de gaz chauffés utilisés ordinairement ont un double but , Ils chauffent la matière de façon à produire l'évaporation et l'extraction de l'humidité et ils balayent cette humidité de façon à l'éliminer ,
Les conditions convenant le mieux pour l'une de ces opérations ne sont pas toujours celles qui conviennent le mieux pour l'autre . D'une part, en effet, le balayage et l'élimination rapides de l'humidité sont obtenus dans les meilleures conditions au moyen des courants rapides de con- vection produite par les hautes températures , D'autre part une ,uneexposition prolongée à/haute température est, dans bien des cas, nuisible à une déshydratation convenable .
Il est donc très avantageux d'effectuer une partie de l'é- limination de l'humidité par le chauffage "clos", la ma- tière étant en contact avec sa propre humidité, tout en
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utilisant pendant d'autres périodes de l'opération de chan- gement un courant rapide de gaz chauds balayant l'humidité.
Enduire ce procédé économise du combustible parce qu'on peut réduire la flamme de gaz ou d'huile pendant les intervalles entre les périodes de chauffage clos et ne l'augmenter que pendant les intervalles entre les périodes de convection rapide en vue du balayage .
Un autre moyen d'obtenir le même résultat de chauffage alternatif clos et ouvert pana chaque carneau est le suivant
On supposera que les obturateurs 22 et 33 sont montés de la façon représentée dans la figure 2, le gaz étant bais. sé . Tout les obturateurs 34 sont al@ s fermés sauf un .
Le gaz baissé produira une quantité abondante de chaleur pour une convection rapide de façon à balayer un passage à plateau à la fois tout en soumettant, en continuant son chemin, la denrée contenue dans les autres passages à plateaux à un chauffage clos . En ouvrant ainsi successive- ment chaque passage (les autres étant maintenus fermés) et en répétant l'opération aussi longtemps qu'on le désire, on peut réaliser le chauffage alternatif clos et ouvert sans monter ni baisser le gaz , Uette opération consistant à monter et à bais ser le gaz n'est essentielle en aucun cas, mais lorsqu'on utilise la variante d'appareil décrite ci- dessus pour la mise en pratique du procédé, il est utile d'économiser du temps ,
Le changement de sens du courant n'est pas si impor- tant lorsqu'on utilise alternativement le chauffage clos et le chauffage ouvert, mais il peut être utilisé avec avan- tage, même dans ce cas .
L'invention n'est pas nécessairement limitée à un dis-
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positif réversible et la figure, 5 montre une variante d'appareil en oontenant quelques-unes des caractéristiques.
Dans cette variante, la chaleur est fournie par une longue mèche 35 qui règne sur toute la longueur du dispo- sitif et qui puise l'huile dans le réservoir 36, mais on peut naturellement utiliser aussi du gaz si on le désire.
Les gaz passent sous la cuvette à eau 26 et tout autour de cette cuvette, et des courants séparés traversent les car- neaux inclinés 37 pour arriver aux divers conduits ou pas- sages 38 contenant les plateaux, conduits qui sont incli- nés dans ce cas de façon que les gaz passent entièrement à travers les couches de denrées qui se trouvent sur les plateaux . Au sortir de ces conduits 38 les gaz sont ame- nés séparément par les carneaux 39 à la cheminée de sortie
21 . Les obturateurs 40 permettent de régler les courants individuellement, dans le but déjà décrit, dans les divers passages contenant les plateaux ,
Pour empêcher tout chauffage exagéré par rayonnement direct, un isolant 41 est placé au-dessus et autour des carneaux qui amènent les gaz aux carneaux d'entrée 37.
On peut imaginer un grand nombre de modes de réalisa- tion différents ainsi qu'un certain nombre de variantes du procédé, grâce à des modifications évidentes pour le tech- nicien . Les détails décrits ci-dessus et représentés dans les dessins annexés ne sont donc aucunement limitatifs .
Les températures utilisées et la durée du chauffage varieront naturellement suivant les matières ou denrées à déshydrater, mais aucune température nurée spécialesne sont nécessaires au delà de celles qui sont connues des techniciens au courant de l'art de déshydratation pour une matière particulière quelconque ,