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Appareil et procède de conservation de matières d'origine animale et végétale.
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La présente invention concerne un appareil et un procède de conservation ou d'entreposage de matières périssables d'origine animale et végétale tant comestibles que non comestibles.
Des matières d'origine animale ou végétale conservées commencent immédiatement à se détériorer par suite de combinaisons de diverses modifications dont elles sont le sièges En général, ces modifications résultent des actions suivantest action physiolo- gique, par exemple provoquée par des enzymes qui se trouvent natu- rellement dans toutes les matières d'origine végétale et animale. action microbiologique provoquée principalement par des micro- organismes tels que des bactéries, levures et moisissures qui conta- minent naturellement toutes les matières d'origine végétale et ani- =le; action biochimique causée principalement par l'oxydation et
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conduisant a des effets tels que le rancissement et le brunissement non entymatique;
et action physique par exemple déshydratation et plasmolyse.
Les dégradations ou détériorations physiologiques et Micro biologique sont les causes principales d'avaries aux matières d'origine animale et végétale conservées et dépendent toutes deux d'activités respiratoires. Au cours de la respiration, de l'oxygène est assimilé de l'atmosphère ambiante et de l'anhydride carbonique e de l'eau sont formés comme produita de dégradation. Le fait que la dégradation initiale ou principale résulte d'une activité physio- logique ou microbiologique dépend de la nature de la matière, de la nature et du taux de contamination, de la maturité de la matière et de la température de conservation.
De façon générale, les matières végétales se dégradent physiologiquement avant de subir des altéra- tiona microbiologiques significatives au contraire des matières d'origine animale.
La dégradation physiologique de matières d'origine végé- tale conservées, appelée également catabolisme, libère de l'énergie en consommant l'oxygène et en dégageant de l'anhydride carbonique et de l'eau. La dégradation micro biologique est la cause principale de l'avarie des matières animales entreposées telles que la viande fraîche, etc. et elle est provoquée dans une grande mesure par des micro-organismes.
Ceux-ci consomment également de l'oxygène et pro- duisent de l'anhydride carbonique et de l'eau, comme dans le cas des matières d'origine végétale, Le processus de dégradation des matiè- res d'origine animale et végétale peut donc être représenté par l'équation de transformation respiratoire approximative suivante no2 + (CH2O) n # nCO2 + nH2O Dans cette équation qui représente les réactions chimiques impli- quées, (CH2O)n représente une molécule d'hydrate de carbone détruite par le processus de dégradation, comme indiqué ci-dessus, n étant un nombre entier dont la valeur dépend de la dimension de la molécule qui est elle-même fonction du nombre d'unités récurrentes CH2O.
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La limite inférieure pratique de n est évidemment 6 et dans ce cas, la molécule d'hydrate de carbone est celle d'un sucre simple. Pour ; des molécules plus complexes, n peut être très grand et atteindre 1.000.000 ou davantage, Toutefois, une molécule d'oxygène est tou- jours consommée par unité CH2O de l'hydrate de carbone en formant une molécule d'anhydride carbonique et une molécule d'eau, Les hy- i drates de carbone sont présents tels quels dans les matières d'ori- peuvent gine végétale et les micro-organismes ci-dessus ou/être formés fins- lement à partir d'autres substances telles que des protéines et des graisses.
De toute façon, l'altération des matières d'origine anima- le et végétale conservées en présence d'oxygène, par exemple celui de l'air, est représentée par l'équation chimique ci-dessus*
La formule ci-dessus est en fait une formule simplifiée, étant donné que l'hydrate de carbone consommé passe habituellement par de nombreux stades au cours desquels il forme notamment des sucres puis des acides et finalement l'anhydride carbonique et l'eau comme produits de réaction, comme indiqué,
Le procédé et l'appareil suivant l'invention sont basés sur la découverte que l'avancement de la réaction peut être entravé de façon à ralentir le vieillissement des matières d'origine animale' et végétale conservées,
primo en réglant l'atmosphère à laquelle ces matières sont soumises et secundo en reconstituant de façon continue cette atmosphère pendant la durée de la conservation. Il est prati- quement impossible d'arrêter la réaction indiquée pour des matières conservées et cet arrêt n'est pas désirable parce que ces matières céderaient alors de respirer ce qui est nécessaire au maintien de leur fraîcheur. Toutefois, la durée de conservation peut être forte- ; ment accrue tout en maintenant l'aspect frais des matières en ralen- tissant la réaction.,
Afin d'entraver l'avancement de la réaction ci-dessus, l'atmosphère de conservation doit avoir une teneur réduite en oxy- gène et accrue en anhydride carbonique.
Etant donné que de l'oxygène est consommé par la réaction ci-dessus, la quantité d'oxygène est maintenue à une quantité inférieure à celle existant dans l'air ordi-
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naire. Vu que de l'anhydride carbonique est formé, la quantité de ce gaz dans l'atmosphère de conservation est supérieure à celle existant normalement dans l'air* Ainsi, d'une part les condition)* de conservation ont pour effet de mettre l'hydrate de carbone en état d'activité réduite de sorte que ea vitesse de détérioration est .atténuée. D'autre part, l'hydrate de carbone est baigné d'anhy- dride carbonique pour ralentir davantage la réaction.
Ainsi, la quantité d'oxygène et celle d'anhydride carbonique servent toutes deux à ralentir la vitesse de réaction et à prolonger la durée de conservation.
Comme il ressort de ce qui précède, les quantités d'oxy- gène et d'anhydride carbonique ne sont pas Importantes tant qu'il y a suffisamment d'oxygène pour permettre la respiration suivant l'é- quation indiquée, mais de façon ralentie. Si on désire atteindre une durée maximum de conservation, cette quantité d'oxygène est juste suffisante pour entretenir la respiration des matières conser. vées. Si on ne désire qu'une brève prolongation de la période de conservation, la quantité d'oxygène peut n'être que légèrement infé- rieure à celle se trouvant dans l'air normal. Comme on le lait, l'air normal contient d'habitude environ 21% d'oxygène et environ 0,03% d'anhydride carbonique en volume, le reste étant de l'azote et des quantités mineures d'autres gaz inertes.
L'invention a pour but de procurer un procédé perfection- né de conservation ou d'entreposage de matières d'origine animale et végétale périssables en les exposant à une nouvelle atmosphère réglée en circulation qui est reconstituée de façon continue.
L'invention a également pour but de procurer un appareil perfectionné de conservation ou d'entreposage de matières péri.sa- bles d'origine animale et végétale.
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'une forme de réalisation d'un appareil et de différents procédés de mise en oeuvre de l'invention. Le des- sin annexé représente un tel appareil.
La représentation schématique de l'appareil du dessin
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comprend une chambre de conservation 10 représentée par une enceinte frigorifique refroidit par un serpentin à évaporation de fluide de refroidissement 11 sur lequel de l'air circule sous l'impulsion d'un ventilateur 12 actionné par un moteur électrique 13. Le ventila- teur 12 fait circuler l'air sur l'évaporateur afin de le refroidir puis fait circuler l'air refroidi dans tout le volume de conserva* tion de l'enceinte frigorifique 10.
Dans le cas de matières dont la conservation ne nécessite pas de refroidissement} l'appareil utilisé sort le même, mais ne comprendra pas d'unité frigorifique.
Des dispositifs réglant la composition de l'atmosphère de la chambre frigorifique 10 sont prévus. Comme indiqué, ces disposi- tifs comprennent un réservoir d'oxygène sous pression 14, un réser- voix d'anhydride carbonique soua pression 15 et un réservoir d'azote.- eoua pression 16. Les réservoirs 14, 15 et 16 sont munie de tuyaux de sortie 17, 18 et 19, respectivement, portant chacun de valves régulatrices de débit 20, 21 et 22,, respectivement.,
Les tuyaux 17, 18 et 19 débouchent dans un tuyau 23 qui s'étend dans la chambre frigorifique et pénètre dans le fond d'un récipient d'eau 24.
Ce récipient est muni d'un tuyau de sortie 25 au sommet de sorte que le mélange de gaz pénétrant dans le récipient 24 par le tuyau 23 est humidifié en s'élevant à travers l'eau du récipient 24 avant d'en atteindre le tuyau de sortie 25. Le réel pient d'eau 24 se trouve dans la chambre frigorifique 10 de préfé- rence au voisinage de l'évaporateur de refroidissement 11 de sorte que l'eau est maintenue à peu près à la température entretenue dans la chambre frigorifique* Pour les matières dont la conservation ne nécessite pas une humidité élevée, les dispositifs d'humidifica- tion de l'appareil peuvent être évidemment omis.
Les matières conservées peuvent être maintenues à une température qui est ou non égale à la température ambiante, suivant de nombreux facteurs tels que la durée de conservation, le genre et l'origine des matières à conserver et la nature de la matière. Des limites pratiques mais non exclusives de la température sont 29 et
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120 F (-1,7 et 48.9 C L'entretien de la température de conservation peut éventuellement nécessiter un chauffage même pour main Unir la température minimum si la température Ambiante est trop basse. Pour la conservation de matières d'origine animale et végétale telles que des alimenta frais, on préfère une température d'environ 29 à
55 F (-1,7 à 12,9*0.
La chambre de conservation 10 est munie d'une porte d'ac- cès normale, également représentés schéma tiquement en 26 et de dis- positifs permettant la sortie des gaz, de sorte que les gaz péné- trant par le tuyau 23 reconstituent en substance de façon continue l'atmosphère réglée régnant dans la chambre 10, Ces sorties peuvent être les fuites habituelles aux joints et '.aux trous de vis ou de boulons et les autres fuites habituelles. Dans le dessin, ils sont représentés schématiquement par l'orifice 27 par lequel l'at- mosphère de la chambre communique avec l'extérieur comme le montrent les flèches 28.
L'atmosphère de conservation est un milieu dans lequel la quantité d'anhydride carbonique, telle qu'elle est fournie par le réservoir 15, est supérieure à celle de l'air ordinaire et la quan- tité d'oxygène provenant du réservoir 14 est inférieure à celle nor- malement présente dans l'air ordinaire, comme déjà indiqué. Un gaz inerte est admis en même temps que l'oxygène et l'anhydride carboni- que pour constituer le reste de l'atmosphère de conservation. Pana la forme de réalisation de l'invention qui est représentée, ce gaz est de l'azote provenant du réservoir 16.
En réglant l'atmosphère de conservation de cette façon, l'avancement de la réaction vers la droite qui dénote une dégrada- tion des produits est ralenti Les essais ont montré que les matiè- res d'origine animale et végétale peuvent être conservées beaucoup plus longtemps dans les conditions suivant l'invention que dans les conditions normales pour une même dégradation. -Ainsi, ces matières peuvent être conservées beaucoup plus longtemps dans l'atmosphère réglée suivant l'invention qu'tn atmosphère ordinaire où les condi- tions de température sont les mornes que celles utilisées suivant
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1* invention.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, La proportion d'oxygène est maintenue entre environ 1 et 10% du volume de l'atmosphère et celle de l'anhydride carbonique entre environ 0,5 et 6 fois en volume celle de l'oxygène, le reste de l'atmosphè- re étant un gaz, tel que l'azote, qui est inerte à l'égard des matiez res conservées et n'a donc pas d'effet chimique mesurable sur celles-ci. Dans la plupart des cas, la quantité d'anhydride carboni- que est de préférence comprise entre environ 1 et 15% en volume lorsque la quantité d'oxygène est comprise entre environ 1 et 10% en volume, Par exemple, une atmosphère qui s'est avérée efficace dans la plupart des cas dans les conditions suivant l'invention contient 4% d'oxygène, 10% d'anhydride carbonique et 86% d'azote.
Certaines matières, par exemple certains fruits, se conservent mieux dans un, atmosphère à 3% d'oxygène, 2% d'anhydride carbonique et 95% de gaz inertes, tandis que d'autres fruits peuvent nécessiter une atmosphè- re de conservation à 1% d'oxygène, 5% d'anhydride carbonique et 94% de gaz inertes. Il est évidemment important que l'atmosphère, quelle, que soit sa teneur réelle en gaz, soit chassée du volume de conter- vation pendant l'admission ou l'atmosphère de protection de sorte que l'atmosphère entrante reconstitue de façon en substance continue l'atmosphère de cet espace afin qu'elle ne soit pas statique.
La reconstitution continue de l'atmosphère du volume de conservation est nécessaire pour l'élimination des produits de respiration et d'autres produits de vieillissement. On a découvert que, si les produits résultant de la conservation dans l'atmosphère de l'invention ne sont pas éliminés, il en résulte souvent une avarie des matières conservées. En outre, en soumettant les matiè- res conservées aux conditions optima comprenant la reconstitution continue de l'atmosphère, l'aspect et la qualité des matières sont maintenus '.au niveau désiré pendant toute la durée de la conservation.
Cette reconstitution continue peut être réalisée comme décrit pour la forme de réalisation particulière de l'invention en évacuant l'atmosphère de la chambre de conservation lorsque l'Atmosphère
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fraîche y est introduite.
La plupart des matières d'origine animale et végétale
Pour seront conservées dans une humidité relative de 85à 100%. certai- nes matières telles que des oignons, des grains et des noix, l'humi- dité peut être intérieure à celle des conditions ambiantes. Ainsi, l'humidité relative peut aller de 25% ou bien moins à 100%.
Dans les conditions de conservation comme indiqué ici, par exemple dans une armoire frigorifique domestique, la concentra- tion en oxygène et en anhydride carbonique variera évidemment de temps à autre lorsque la porte 26 est ouverte et refermée pour in- troduire ou retirer des aliments. Dans les conditions domestiques normales, des essais ont montré que la porte est ouverte environ 88 fols par 24 heures. Chaque fois que la porte est ouverte, le pourcen tage en oxygène augmente parce que l'atmosphère ambiante Introduit de l'oxygène, tandis que la teneur en anhydride carbonique diminue par dissipation d'une partie de l'atmosphère de conservation.
Toutefois, ces modifications à l'intérieur de l'armoire frigorifique n'ont apparemment pas d'effet mesurable sur la durée de conservation de matières d'origine animale et végétale lorsqu'on établit la com- paraison à l'aide d'un essai témoin au cours duquel la porte est restée fermée pendant toute la durée de la conservation.
En utilisant le procédé et l'appareil suivant l'invention.. il s'est avéré que de nombreux aliments, par exemple, peuvent être conservés dans une armoire frigorifique domestique qui est utilisée de façon constante pendant quatre semaines ou davantage sans subir de dégra- dation importante. En effet des baies telles que des fraises et des framboises ont été conservées pendant quatre semaines à 34 F (+ 1.1 C dans une atmosphère comprenant à l'origine 4% d'oxygène, 10% d'an- hydride carbonique et 86% d'azote, la porte étant ouverte 88 fois par 24 heures sans qu'on puisse constater une dégradation excessive de la couleur, de la texture ou du goût des baies.
Des exemples de matières d'origine animale et végétale qui peuvent être conservées longtemps dans les conditions suivant l'invention, sont des matières non comestibles telles que des
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fleurs coupées, du tabac, des bulbes de fleur, etc. et des aliments ! tels que des pommes, des baies, des pèches, des poires, des produits: laitiers tels que du lait, du beurre et du fromage, des oignons, des céleris, des carottes, des tomates, des oranges, de la viande et de la charcuterie et des oeufs, des pommes de terre, des bananes, des pamplemousses, des asperges, des haricots, des grains, des noix, des pois, etc.
Comme déjà indiqué, l'atmosphère de conservation à la quelle les matières sont exposées contient moins d'oxygène que la quantité trouvée normalement dans l'air et plus d'anhydride carbo-
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nique.. Il n'est donc pas toujours nécessaire, en pratique, d'ajou- ter séparément de l'oxygène surtout lorsque la conservation sera de courte durée. Dans ce cas, l'oxygène peut provenir de l'air nor- mal du volume de conservation au début de la période de conserva- tion et une partie peut aussi pénétrer par les fuites de la chambre de conservation.
Il suffit alors d'amener de l'anhydride carbonique et un gaz inerte tel que l'azote dans des proportions telles que la proportion d'oxygène restant dans la chambre de conservation soit inférieure à la normale et que colles d'anhydride carbonique soient supérieures à la normale de façon à ralentir la réaction de vieillissement indiquée ci-dessus.
Bien que divers modes ut détails d'exécution aient été décrits pour illustrer l'invention, il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS.
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1.- Appareil pour conserver ou entreposer pendant un certain temps des matières d'origine animale et végétale périssa- bles qui s'altèrent si elles sont maintenues dans de l'air conte- nant des quantités normales d'oxygène et d'anhydride carbonique par des réactions de respiration au cours desquelles de l'oxygène est consommé et de l'anhydride carbonique est produit suivant l'équation de transformation respiratoire approximative ci-Après
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où (CH20)n représente une molécule d'hydrate de carbone de ces matières, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs consti- tuant une enceinte comportant un espace de conservation pour ces matières;
des dispositifs admettant dans cet espace et pendant ce temps une atmosphère de conservation contenant de l'oxygène et de l'anhydride carbonique, la quantité d'oxygène étant inférieure et la quantité d'anhydride carbonique étant supérieure à celles existant normalement dans l'air afin de ralentir sans arrêter l'avan' cornent de la réaction; des dispositifs faisant circuler cette atmosphère dans l'espace pendant ce temps; et des dispositifs re- constituant de façon sensiblement continue cette atmosphère dans l'espace.
2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérise en ce que la quantité d'oxygène est d'environ 1 à 10% en volume de cette atmosphère et la quantité d'anhydride carbonique est d'envi- ron 0,5 à 6 foisen volume la quantité de l'oxygène.
3.- Appareil pour conserver ou entreposer pendant un certain temps des matières d'origine animale et végétale périssables qui s'altèrent si elles sont maintenues dans de l'air contenant des quantités normales d'oxygène et d'anhydride carbonique par des réac- tions de respiration au cours desquelles de l'oxygène est consommé et de l'anhydride carbonique est produit suivant l'équation de transformation respiratoire approximative ci-après,
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où (CH2O)n représente une molécule d'hydrate de carbone de ces matières, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs consti- tuant une enceinte comportant un espace de conservation pour ces ma- tières;
des dispositifs admettant dans cet espace et pendant ce temps une atmosphère de conservation contenant de l'oxygène et de l'anhydride carbonique, la quantité d'oxygène étant inférieure et la quantité d'anhydride carbonique tant supérieure à celles existant normalement dans l'air afin de ralentir sans arrêter l'avancement
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de la réaction des dispositifs faisant circuler cette atmosphères dans l'espace pendant ce temps;
des dispositifs entretenant une humidité relative d'environ 25 à 100% dans l'espace pendant ce tempo; des dispositifs maintenant ces matières à une température; d'environ 29 à 120 F (-1,7 à 48,9 c); et des dispositif reconsti- tuant de façon sensiblement continue cette atmosphère dans l'espace.
4.- Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la quantité d'oxygène est d'environ 1 à 10% en volume et la quantité d'anhydride carbonique est d'environ 1 à 15% en volume* 5.- Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la température est d'environ 29 à 55 F (-1,7 à 12,8 C) et l'humidité relative est d'environ 85 à 100%.
6.- Procédé de conservation ou d'entreposage de matières dtrigine animale et végétale périssables qui s'altèrent si elles sont maintenues dans de l'air contenant des quantités normales d'oxy gêne et d'anhydride carbonique par des réactions de respiration au cours desquelles de l'oxygène est consommé et de l'anhydride est formé suivant l'équation de transformation respiratoire approximati- ve ci-après :
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où (CH2O)n représente une molécule d'hydrate de carbone de ces matiè. res, caradtérisé en ce qu'on expose ces matières à une atmosphère contenant de l'oxygène et de l'anhydride carbonique, la quantité d'oxygène étant inférieure et la quantité d'anhydride carbonique étant supérieure à celles existant normalement dans l'air afin de ralentir sans arrêter l'avancement de la réaction et on reconstitue de façon sensiblement continue l'atmosphère de l'espace.
7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérise en ce que la quantité d'oxygène est d'environ 1 à 10% en volume de cette atmosphère et la quantité d'anhydride carbonique est d'environ 0,5 à 6 fois en volume la quantité de l'oxygène.
8.- Procédé de conservation ou d'entreposage de matières d'origine animale et végétale périssables qui s'altèrent si elles
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sont maintenues dans de l'air contenant des quantités normal.. d'oxygène et d'anhydride carbonique par des réaction. de respiration au coure desquelles de l'oxygène est consommé et de l'anhydride est formé suivant Inéquation de transformation respiratoire approxima- tive ci-après :
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où (CH2O)n représente une molécule d'hydrate de carbone de ces ma- tières, caractérisé en ce qu'on expose ces matières à une atmosphère ayant une humidité relative d'environ 25 à 100% et contenant environ 1 à 10% en volume d'oxygène, environ 1 à 15% en volume d'anhydride carbonique, le reste étant des gaz inertes et à une température d'environ 29 à 120*P (-1,7 à 48,9 C) et on reconstitue de façon sensiblement continue cette atmosphère dans l'espace.