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La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la conservation, dans des enceintes fermées, de matières péris- sables, et plus particulièrement des grains
Il a déjà été proposé de disposer, dans l'enceinte où sont enfermées de telles matières, l'évaporateur d'une machine frigorifique ce qui{8. pour effet de créer dans cette enceinte un "point froid" sur lequel vient se condenser l'humidité contenue dans l'air renfermé dans la dite enceinte, l'eau ainsi condensée étant recueillie et évacuée à l'extérieur de l'enceinte.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispo- sitif permettant d'améliorer les moyens de conservation ci-dessus men- tionnés.
Il est connu que la conservation des matières périssables, telles que les grains, peut être assurée par deux moyens, soit en les refroidissant, soit en les asséchant, et qu'une substance ayant une teneur en eau donnée se conserve mieux, à température égale, qu' une même substance ayant une teneur en eau plus élevée;
Pour chaque matière envisagée, on peut, en portant les températures en abscisses et en ordonnées les teneurs en eau de la substance, tracer une courbe représentant ce phénomène.
Cette courbe délimite deux régions du plan de figure, dans l'une desquelles tout point représentatif de la teneur en eau par rapport à la température correspond à un état de danger de détérioration de la substance conservée, tandis que dans l'autre, tout point analogue correspond à des conditions danslesquelles la conservation de ladite substance est assurée pendant un temps suffisamment long.
Pratiquement, comme le phénomène n'est pas définissable d'une manière parfaitement exacte, on peut, au lieu de tracer une courbe sans épaisseur, définir et délimiter une zone d'alerte entre la zone de sécurité, et la zone de danger: Pour assurer la conservation, il suffira donc de maintenir la température et/ou la teneur en humidité de la substance à des valeurs telles que le point figuratif correspondant se trouve placé dans la zone de sécurité, ce qui peut être obtenu, soit en refroidissant la substance, soit en la déshydratant, soit en combinant ces deux moyens.
Or, une étude approfondie de la question a permis de constater que la teneur en eau n'est pas, en fonction de la température, le seul facteur déterminant la tendance au développement des microorganismes, qui sont la cause de la détérioration des produits à conserver. Pour pouvoir se développer, ces microorganismes doivent trouver dans la substance, de l'eau suffisamment "libre"o
Si l'eau est trop "liée" à la substance, lesdits microorganismes ne se développent pas.
Or, la liaison de l'eau avec une substance de type donné est fonction de l'état hygrométrique de l'air en équilibre avec ladite substance et de la température de cette substance Si l'on désigne par C le travail nécessaire pour amener à l'état libre une molécule-gramme à partir de la substance, et h l'état hygrométrique de l'atmosphère en équilibre; on a (1) C = RT Colog. h/100.
Dans cette formule, R est la constante des gaz parfaits et T la température absolue de la substance à l'instant considéré. Plus une substance contient de l'eau, moins le travail nécessaire pour libérer cette eau est grand, et, si l'on appelle % la teneur en eau, on peut écrire : (2) C = [alpha]/# - ss
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[alpha] et ss étant des coefficients dépendant de la substance.
On a désigné ci-après le travail C sous le nom de contrainte de l'eau dans la substance (cette contrainte étant fonction de la tem- pérature) .
On peut donc substituer à la courbe ci-dessus mentionnée, représentant en fonction de la température la teneur en eau d'une substance à conserver, la courbe représentant, en fonction de la température, les variations de la contrainte C de l'eau dans la substance.
On a constaté d'une manière tout-à-fait imprévue que cette courbe des contraintes de l'eau s'applique non seulement à la substance, telle que le blé par exemple, pour laquelle elle a été tracée, mais en même temps à toutes les substances d'un même type ou d'une même classe; la même courbe, par exemple, déterminée pour le blé, est donc valable pour toutes les graines. On conçoit l'intérêt pratique que présente cette constatation qui est à la base duprocédé qui fait l'objet de la présente invention.
Le procédé, conforme à l'invention, pour la conservation de substances périssables, et plus particulièrement des grains, consiste fondamentalement à tracer expérimentalement sur un graphique, pour une substance du groupe auquel appartient la substance à conserver (par exemple pour le blé dans le cas des grains), une courbe représentant, en fonction de la température, les valeurs de la contrainte de l'eau dans la substance considérée ou d'une grandeur concommittante à cette contrainte, valeurs au-dessus desquelles la conservation de la substance est assurée de façon certaine et au-dessous desquelles il existe, au contraire, un danger de détérioration de cette substance, puis à mesurer, de façon continue ou non,
la température de la substance dans l'enceinte de conservation ainsi qu'une grandeur permettant de déterminer l'état hygrométrique de l'air dans ladite enceinte, et, si le point figuratif de cette grandeur en fonction de la température mesurée se trouve, dans le graphique sus-mentionné, par rapport à la courbe préalablement tracée,dans la zone de risque de détérioration, à agir sur la température et/ou sur le degré d'humidité de l'air dans l'enceinte de façon à ramener ledit point figuratif dans la zone de sécu- rité@
Le procédé suivant l'invention permet donc d'utiliser une même courbe pour la conservation de toutes les substances d'une même classe, en particulier pour toutes les graines.
De plus, il évite la nécessité d'avoir à mesurer la teneur en eau de la substance à conserver, seul l'état de l'air en équilibre avec la substance dans l'enceinte de conservation étant à prendre en considération. Ceci permet de rendre automatique l'intervention de moyens de réglage de la conservation.
La grandeur choisie pour l'établissement de la courbe peut être, comme précisé ci-dessus, soit la contrainte de l'eau dans la substance, soit par exemple, l'état hygrométrique de l'air en équilibre avec la substance utilisée pour cet établissement, ou la'pression de vapeur d'eau dans cet air, ou toute autre grandeur analogue variant de la même façon que ladite contrainte.
La grandeur mesurée, en même temps que la température, pour déterminer la nécessité de l'action sur la température et/ou le degré d'humidité de l'air dans l'enceinte de conservation peut être, par exemple, l'humidité relative de cet air, la pression de vapeur d'eau, la valeur instantanée du point de rosée, la température du thermomètre humide ou toute autre grandeur analogue aisément mesurable.
Dans les cas rencontrés en pratique pour la conservation de denrées périssables à l'intérieur d'une enceinte, la masse du pro-
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duit à conserver est très supérieure à la masse de l'air en présence du produit, la contrainte de l'eau dans le produit à conserver déter- mine l'état hygrométrique de l'aire
Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on peut utiliser, en combinaison avec l'enceinte de conservation, une machine frigorifique comportant un évaporateur de fluide frigorigène et deux condenseurs disposés en parallèle, le dit évaporateur et l'un des deux condenseurs étant disposés dans un circuit de circulation d' air muni de moyens permettant de faire circuler l'air dans l'enceinte de conservation au contact des produits à conserver,
ce circuit pouvant emprunter ou non de l'air à l'extérieur de l'enceinte, tandis que l' autre condenseur est disposé à l'extérieur de ce circuit, des moyens pour mettre en service, au choix, l'un ou l'autre desdits condenseurs et des moyens pour mesurer, d'une part, la température de l'air à l'intérieur de l'enceinte et, d'autre part l'état hygrométrique de cet air ou toute autre grandeur équivalente.
Des dispositifs automatiques sont avantageusement prévus pour assurer la commande de la machine frigorifique et des moyens de sélection des condenseurs sous l'action des moyens de mesure de la tem- pérature et de l'état hygrométrique de l'air dans l'enceinte.
L'invention est décrite plus en détail ci-après, avec réfé- rence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fige 1 est un graphique montrant ,la courbe représentative de la contrainte de l'eau dans les grains en fonction de la température de ceux-ci.
Fige 2 est une vue schématique, en coupe verticale, d'un si- lo pour la conaervation des grains, équipé d'un dispositif conforme à l'invention.
La courbe de figo 1 représente les valeurs de la contrainte de l'eau C dans les grains, en fonction de la température t, cette cour- be divise le plan de la figure en deux régions A et B ; larégion'A est la région de sécurité dans laquelle les valeurs respectives de C et de t sont telles que la conservation des grains est assurée, la ré- gion B étant au contraire la région de danger, dans laquelle il y a ris- que de détérioration des grains. Cette courbe est tracée expérimenta- lement, en déterminant, pour diverses valeurs de la température, les valeurs correspondantes de la contrainte C au-dessus desquelles le grain ne subit pas d'altération au bout d'un temps suffisamment long pour que l'on puisse considérer que la sécurité de conservation est assurée.
Pour appliquer le procédé conforme à l'invention à du blé contenu dans un silo, on mesure, périodiquement ou non, la température t, du blé à conserver et, par exemple, le degré hygrométrique h de l' air dans l'enceinte. On en déduit la valeur de C par la formule (1) ci-dessus
C = RT Colog. h/100.
Si le point, représentant sur le graphique de figo 1, ladite valeur de C pour la température mesurée, est en ) dans la région A, on est assuré que le blé se trouve dans de bonnes conditions de conservation et il n'y a pas lieu d'agir. Si, au contraire, ce point est dans la région B, par exemple, en P, on agit de façon à ramener le point P dans la zone A,soit en refroidissant l'atmosphère du silo (suivant f1), soit en asséchant cet air et, par conséquent, le grain, ce qui. a pour effet d'augmenter la containte C (suivant f2), soit, ce qui est préférable, à la fois en refroidissant et en asséchant l'air (suivant f3). On obtient après cette action des points P1, P2 ou P3 respectivement.
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Ces résultats peuvent être obtenus à l'aide de l'installation représentée schématiquement en fige 2. Cette installation comprend un silo 1, de préférence hermétiquement clos, dans lequel se trouve le blé 2 à conserver. Dans ce silo débouche, à la partie supérieure, une canalisation 3 de sortie d'air et, à la partie inférieure, une canalisation 4 d'entrée d'air. La canalisation 3 dans laquelle sont disposés un thermomètre sec 5 et un thermomètre humide 6, aboutit à une enceinte 7. à laquelle est raccordée la tubulure d'aspiration 8 d'un ventilateur 9 dont la tubulure de refoulement 10 aboutit Aune enceinte Il à laquelle se raccorde la conduite 4 d' entrée d'air dans le silo 1.
Dans l'enceinte 7, munie à sa base d'une tubulure 12 d'évacuation d'eau, est disposé l'évaporateur 13 d'une machine frigorifique 14 comportant par ailleurs deux serpentins de condensation 15 et 16. Le serpentin 15 est disposé dans l'enceinte 11, tandis que le serpentin 16 est extérieur à cette enceinte, un robinet à trois voies 17 permettant de faire passer le fluide frigorigène soit dans le serpentin 15, soit dans le serpentin 16.
L'installation qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante :
Le ventilateur 9 étant mis en action, l'air est soufflé dans le silo 1 par la conduite 4 et remonte par la conduite 3 après avoir traversé la masse de grains. On lit les valeurs de la température sèche et de la température humide de l'air à l'aide des thermomètres 5 et 6 et l'on en déduit, en calculant la contrainte de l'eau dans le grain à l'aide de ces valeurs, l'état du grain au moment considéré. Si, en tenant compte du graphique de la fig. 1, on constate qu'il est nécessaire de refroidir le grain, la machine frigorifique 14 est mise en route et le robinet à trois voies 17 est disposé de façon que le fluide frigorigène passe par le serpentin condenseur 16. L'air en circulation se refroidira sur l'évaporateur 13.
Si l'on désire assécher le grain,on met en circuit, à l'aide du robinet 17, le serpentin condenseur 15. Ce dernier restituera à l'air en circulation autant ce calories que l'évaporateur 13 lui en aura enlevées. La vapeur d'eau contenue dans l'air se condense sur l'évaporateur 13 et l'eau de condensation résultante est évacuée par la tubulure 12. En manoeuvrant le-robinet 17, pour assurer successivement le refroidissement et le séchage de l'air, on ramène, en cas de besoin, le point P figuratif de l'état du grain, sur le graphique de la fig. 1, de la zone de danger B à la zone de sécurité A, en suivant une partie du trajet f1 et le trajet f4 indiqué en pointillé, ces deux trajets ayant pour résultante le trajet f3.
Pour assurer le fonctionnement automatique de l'ins talla- tion, on peut réaliser les thermomètres 5 et 6 sous forme de thermomètres à contact commandant des relais. Le relais correspondant au thermomètre 5 est agencé pour commander le passage du robinet 17 de la position assurant la circulation par le condenseur 15 à celle assurant la circulation par le condenseur 16 lorsque ledit relais est actionné par le passage de la température indiquée par le thermomètre 5 d'une valeur inférieure à une valeur supérieure à une température prédéterminée, et inversement. Le relais correspondant au thermomètre 6 est agencé de façon analogue pour mettre en marche ou arrêter le moteur d'entraînement de la machine frigorifique 14.
Ainsi, le dispositif se mettra automatiquement en régime de refroidissement si la température est trop élevée, puis, le refroidissement obte- nu, en régime de séchage, jusqu'à obtenir l'état désiré.
Le thermomètre humide 6 peut être remplacé par un hygromètre ou tout autre appareil de mesure de l'humidité de l'air.
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On conçoit que le dispositif conforme à l'invention n'est pas limité à l'application à des silos fixes, telle que ci-dessus dé- crite, mais peut être utilisé pour la conservation de grains dans une enceinte quelconque et, notamment, dans les cales de navire,,,
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour assurer la conservation de substances pé- rissables, plus particulièrement de grains, dans une enceinte fermée, caractérisé en ce que l'on détermine une fois pour toutes, expérimen- talement en fonction de la température, pour la substance-type du groupe auquel appartient la substance à conserver, la courbe des va- leurs de la contrainte de l'eau, valeurs au-dessus desquelles la con- servation est assurée (zone de conservation) et au-dessous desquelles elle est incertaine, l'on mesure la température de la substance et une grandeur permettant de déterminer l'état hygrométrique de l'air dans l'enceinte et que l'on agit sur cette température et/ou sur cet état hygrométrique lorsque ladite grandeur se trouve au-dessous de la va- leur de contrainte de l'eau pour la température considérée,
de manière à ramener ladite grandeur au-dessus de cette valeur de la contrainte de l'eau.