Procédé pour mettre une matière en contact avec un fluide
et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
Dans le blanchiment, la cuisson, le séchage ou la congélation des fruits, des végétaux ou des prc duits chimiques, on rencontre des difficultés, spécialement quand la matière à traiter est coupée en tranches ou en morceaux.
Une difficulté majeure est d'exposer une surface suffisante, et si possible variée de la matière, pour permettre une absorption de chaleur (dans le blanchiment et la cuisson des fruits), une extraction de chaleur (dans la congélation) et une vaporisation de l'humidité (dans le séchage) plus rapides.
Dans toutes ces opérations, il est extrêmement difficile d'imaginer des moyens mécaniques grâce auxquels le produit en traitement expose une surface maximum et, si possible, qui permettent de modifier la relation du produit avec le milieu, par exemple de l'air ou de la vapeur, que ce soit pour l'apport ou le retrait de chaleur.
Les raisons de ces difficultés sont les suivantes les applications mécaniques nécessitent générale ment un certain transport, assuré souvent par une bande perforée ou un cylindre tournant. Dans le cas de la bande perforée, les perforations, en pratique, ne peuvent excéder beaucoup les 50ego de la surface de la bande (et représentent souvent un pourcentage beaucoup plus faible), d'où il résulte que le produit tend à perdre le contact avec le milieu actif dans les zones de contact avec la bande et que la matière tend à adhérer à cette dernière.
La distribution de milieu actif est difficile et l'efficacité de l'opération est réduite.
C'est ainsi, par exemple, que des particules sont trop blanchies ou pas assez, trop cuites ou pas assez, trop séchées ou pas assez, trop congelées ou pas assez. En conséquence, l'opération doit être poursuivie pendant un temps suffisant, égal peut-être à deux ou trois fois le temps théorique, pour être certain que toute partie de la matière est blanchie, cuite, séchée ou congelée.
De même, quand le transport est assuré, par exemple, à l'aide d'un cylindre tournant, et bien que ce moyen supprime certains désavantages mentionnés des bandes transporteuses, le frottement exercé sur la surface de la matière quand elle se déplace dans un tel cylindre crée des difficultés particulières tenant à la rupture de la structure des morceaux qui se transforment en liquides, en poudres ou en d'autres formes altérées et indésirables.
En outre, dans les opérations de blanchiment et de cuisson par exemple, quand le milieu pour l'alimentation de la chaleur est de l'eau ou de la vapeur, il se produit des pertes considérables par extraction de substances nutritives solubles à partir des surfaces des tranches ou des morceaux de fruits et de végétaux, soit dans l'eau chaude de blanchiment, soit dans l'eau formée par la condensation de la vapeur, et plus le produit est brassé par le mouvement, plus ces pertes par extraction sont importantes.
On a trouvé que ces difficultés sont surmontées par l'emploi des moyens de transport de la matière qui gênent beaucoup moins le libre mouvement du milieu actif en relation avec la surface du produit.
On a trouvé également qu'il est avantageux de pr voir, en plus, un brassage occasionnel du produit afin de modifier la relation de surface entre le produit et le milieu actif, de manière à éviter tout frottement, toute rupture ou toute extraction indésirable.
Dans ce qui suit, on entend par traitement de blanchiment, la cuisson, le refroidissement, l'humidification, le séchage, la congélation d'une matière.
Le procédé faisant l'objet d'une des inventions pour mettre une matière, par exemple des fruits, des végétaux ou des produits chimiques, en contact avec un fluide agissant sur cette matière, est caractérisé en ce qu'on traite la matière sous forme de particules détachées et en ce qu'on change la position de ces particules pendant le traitement, afin d'exposer tous les côtés de chaque particule audit fluide.
Le brevet a encore pour objet un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comprend une bande transporteuse constituée par une pluralité de bandes individuelles agencées de manière à être en partie déviées de la direction de circulation avant le changement de direction de la bande.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs appareils pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué.
La fig. 1 est une vue schématique d'un de ces appareils.
La fig. 2 est une vue partielle d'un organe utilisé dans cet appareil.
La fig. 3 est une vue schématique d'un appareil constituant une forme d'exécution de l'objet de la revendication II.
Les fig. 4 et 5 montrent des variantes.
L'appareil représenté aux fig. 1 et 2 comprend un transporteur formé de deux rouleaux espacés 1 et 2 présentant chacun une série de rainures annulaires 3 taillées dans leurs surfaces et dans lesquelles sont logés des fils sans fin indépendants 4.
Les axes des rouleaux 1 et 2 sont parallèles l'un à l'autre et perpendiculaires aux fils et la dimension et l'espacement des rainures 3 dans chaque rouleau sont les mêmes, de sorte que les fils sans fin embrassent les deux rouleaux et se placent dans les rainures correspondantes des deux rouleaux en restant parallèles les uns aux autres.
Le transporteur est logé dans une chambre 5 et la matière à traiter est amenée à une extrémité du transporteur par gravité depuis une trémie 6 et se décharge de la chambre près de l'autre extrémité du transporteur par une trémie 7. Un milieu pour le traitement de la matière sur le transporteur est envoyé dans la chambre 5 à travers un tuyau 8.
D'autres moyens non représentés peuvent être prévus pour éliminer le milieu ou tout excès du milieu hors de la chambre 5.
Le rouleau 2 est entraîné par un moteur, de sorte que les fils sans fin sont continuellement en mouvez ment et que toute matière amenée à l'une des extrémités du transporteur pour être traitée sel déplace progressivement vers l'autre extrémité du transporteur où elle est déposée sur le plancher de la chambre.
Les distances entre les fils 4 peuvent être modifiées pour s'adapter à divers produits à traiter, soit en remplaçant des fils d'un certain diamètre par des fils d'un autre diamètre, avec les mêmes rouleaux,
soit en remplaçant une série de rouleaux par une autre série présentant des rainures d'une dimension ou d'un espacement différent, tout en utilisant des fils de même diamètre.
Dans le cas d'un fil métallique enroulé en hélice, d'un diamètre de 3 mm par exemple, agencé pour se déplacer dans les rainures propres à assurer entre les fils une distance de 3 mm, des morceaux de fruits ou de végétaux d'une dimension supérieure à 3 mm
sont correctement transportés, et ils exposent au milieu actif un beaucoup plus grand pourcentage de leur surface que ce n'était le cas jusqu'ici dans les transporteurs connus. L'obstruction du mouvement du milieu actif est également réduite.
Dans le cas
précisé d'un fil en hélice, l'obstruction peut être réduite à 20 O/o ou moins - alors qu'elle va jusqu'à
50- '0/0 dans la plupart des machines connues parce que les fils eux-mêmes permettent le mouve ment du milieu actif entre leurs spires aussi bien qu'à travers les espaces entre les fils adjacents.
Le transporteur peut être considéré comme une nappe mobile de fils individuels, similaires, par exemple, aux cordes d'un piano, c'est-à-dire espacés également les uns des autres et tendus de telle manière sur les rouleaux produisant le mouvement qu'ils forment un transporteur horizontal ou incliné
offrant une obstruction minimum au milieu actif
agissant sur le produit au cours de son transport.
En outre, pour produire un brassage du produit en certains intervalles, on peut utiliser la possibilité
pour les fils individuels de se mouvoir dans des directions différentes. Par exemple, dans le cas d'une nappe de fils de 3 mm de diamètre et séparés les uns des autres de 3 mm, les fils peuvent être divisés de
deux en deux hors du plan des autres fils et rejoindre
ensuite ces autres fils, de manière à constituer à nouveau une nappe identique ou semblable se dépla çant sur un trajet inférieur. Cette nappe inférieure porte à nouveau le produit en traitement qui a été brassé et présente d'autres surfaces au milieu actif, par suite de la chute naturelle du produit entre les fils de la nappe dont l'espacement a passé de 3 à
9 mm avant d'être repris sur la nappe dont les fils
sont espacés de 3 mm sur le trajet inférieur.
Des transporteurs à nappe déviée sont repré
sentés aux fig. 3 et 4. L'appareil représenté à la fig. 3 comprend un transporteur qui présente une nappe supérieure de fils 4 qui passent sur un rouleau rainuré 9 disposé entre les rouleaux 1 et 2. A la droite du rouleau 9 en regardant la fig. 3, les fils 4
sont déviés de deux en deux vers le bas pour former une nappe 10 et passent sur un rouleau rainuré 11, tandis que les autres fils ne sont pas déviés et pas
sent sur le rouleau 2. Les deux groupes de fils se rejoignent ensuite sur le rouleau 11 et passent ensemble autour d'un rouleau 12 et sur un rou leau 13. Après le passage sur le rouleau 13, les fils sont à nouveau déviés de deux en deux vers le bas et passent autour d'un rouleau 14, les fils non déviés restant dans le même plan jusqu'à un rouleau 15.
Les deux groupes de fils se réunissent à nouveau sur le rouleau 15, puis tous les fils passent sur le rouleau 1. Dans la première zone où les fils suivent différents trajets, l'espacement entre les fils est augmenté, de sorte que la matière portée par les fils peut tomber à travers la nappe par gravité sur la nappe inférieure 16. Dans la seconde zone de déviation, la matière tombe à travers la nappe sur la trémie de décharge 7. Dans la variante représentée à la fig. 4, le même résultat est obtenu par des rouleaux 17 et 18.
Pour compléter cet avantage d'un brassage maximum mais cependant doux du produit en traitement, on peut disposer des rouleaux rainurés, espacés le long du transporteur et agencés de manière que lorsque la nappe de fils passe autour de ces rouleaux, les nervures entre les rainures s'étendent au-delà des fils selon la périphérie du rouleau et tendent à soulever la matière et à renouveler la surface exposée sur la nappe de fils.
Cette variante est représentée à la fig. 5 qui montre un rouleau de ce type, les parties rainurées 17 se projetant à travers la nappe pour brasser la matière pendant son traitement sur le transporteur.
Plusieurs nappes de fils peuvent être montées les unes au-dessus des autres, afin d'assurer une série de brassages et une série d'opérations de chauffage ou de refroidissement, de la manière décrite. Par exemple, la première nappe mobile peut être utilisée pour le blanchiment de végétaux, dans l'un ou l'autre sens de déplacement, tandis que la matière blanchie peut tomber par gravité dans les espaces agrandis entre les fils, de la manière décrite, sur la nappe de fils suivante qui peut assurer le refroidissement dans l'un ou l'autre sens de déplacement avant que la matière tombe à nouveau sur une nappe se déplaçant dans un sécheur dans les deux sens, et ainsi de suite jusqu'à une nappe finale qui peut fonctionner dans un réfrigérateur.
On peut, évidemment, modifier cet ordre et utiliser un stade de réfrigération ou de décongélation entre les stades de cuisson et de séchage.
L'appareil décrit permet, pour la première fois, de blanchir des fruits et des végétaux de manière continue au moyen de la chaleur qui est amenée au produit non seulement par les moyens traditionnels, eau chaude et vapeur, mais par air chaud, par chaleur de contact ou par chaleur radiante, une chambre enfermant la nappe mobile et étant fermée elle-même par des vannes à son entrée et à sa sortie.
Le blanchiment ou la cuisson des fruits et des végétaux par l'air chaud, contrairement au cas de la vapeur et de l'eau, présente des difficultés spéciales, car l'emploi d'air chaud comme milieu actif est contrarié par la tendance de cet air à évaporer l'eau contenue dans le produit et à réduire ainsi la tempé rature de ce produit plutôt qu'à transporter la chaleur au produit sans évaporation sérieuse.
L'appareil décrit permet d'éviter des pertes sérieuses par extraction, en utilisant l'air comme véhicule pour transi mettre la chaleur de blanchiment en totalité ou en partie, parce qu'il est possible de fermer la chambre de blanchiment de la manière décrite, et que l'air est ainsi amené sous pression et atteint rapidement son point de saturation, ce qui évite une nouvelle évaporation et élimine la principale difficulté rencontrée jusqu'ici dans le blanchiment ou la cuisson par air chaud. I1 est évident qu'on peut utiliser d'autres formes de chauffage, par exemple del la chaleur radiante, pour fournir la totalité ou une partie des besoins totaux en chaleur pour le blanchiment ou la cuisson.
Les méthodes pour fournir ou pour extraire de la chaleur dans les nombreux buts recherchés sont évidemment variées. L'appareil convient pour l'application de chaleur radiante ou de chaleur de convection, et on peut utiliser la conductibilité des fils formant la nappe du transporteur. On peut ajouter des ventilateurs pour produire ou régler le courant d'air ou pour créer une turbulence de ce courant.
REVENDICATIONS:
I. Procédé pour mettre une matière en contact avec un fluide agissant sur cette matière, caractérisé en ce qu'on traite la matière sous forme de particules détachées et en ce qu'on change la position de ces particules pendant le traitement, afin d'exposer tous les côtés de chaque particule audit fluide.