CH711493A2

CH711493A2 - Séchoir de fruits à énergie solaire.

Info

Publication number: CH711493A2
Application number: CH01277/15A
Authority: CH
Inventors: Jacot-Descombes Sébastien
Original assignee: Jacot Des Combes & Cie Sa
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-03-15

Abstract

Le séchoir solaire à air forcé 1 qui fait l’objet de l’invention est composé d’un convoyeur 3, d’une protection transparente et hermétique 2, d’un collecteur solaire 12 et d’un système de circulation d’air. Le convoyeur 3 se déroule et s’enroule depuis la zone de chargement et déchargement située en dehors de la zone de séchage à une extrémité du séchoir solaire. Les fruits sont versés depuis une benne de stockage directement sur le convoyeur 3 qui avance et permet d’introduire les fruits, ou analogues, répartis sur toute la surface du convoyeur en une seule couche, sous la protection transparente dans la zone de séchage. Les fruits sont séchés grâce à l’énergie solaire directe et par l’air chauffé par le collecteur solaire 12. Durant tout le séchage les fruits restent immobiles. Le système de circulation d’air fonctionne par alternance en fonction de la température et l’humidité mesurée dans la zone de séchage. Lorsque les fruits sont secs, le convoyeur 3 se ré-enroule et ressort les fruits secs de la zone de séchage. Les fruits secs tombent directement dans des caisses de stockage placées au bout du convoyeur 3. Tout le séchage se fait avec un nombre très limité d’opérateurs et un coût énergétique très réduit.

Description

[0001] L’invention concerne en général un séchoir solaire à air forcé et, plus particulièrement, se rapporte à un séchage à énergie solaire de grande capacité pour le séchage des fruits, ou analogue.

DOMAINE TECHNIQUE

[0002] Les avantages de l’évaporation de l’humidité ou de la déshydratation des fruits comme les prunes, raisins, tomates, pommes, dattes, bananes, papayes et autres sont bien connus. Le poids est réduit, ce qui rend le transport et le stockage moins coûteux, les fruits peuvent être conservés dans divers environnements de température pendant de longues périodes sans réfrigération et ils continuent à fournir une saveur agréable.

[0003] Le développement des procédés de déshydratation à grande échelle comprend les méthodes traditionnelles, dans laquelle les fruits à sécher sont étalés (sous le soleil) sur (des mailles en plastiques ou des claies) une surface de support et exposé directement aux radiations solaires pendant plusieurs jours, période durant laquelle ils sont exposés à la poussière, à la présence d’animaux et peuvent subir des dommages liés aux intempéries. La teneur en eau est réduite par évaporation à partir de la valeur initiale de 80% jusqu’à un intervalle de 15%–25%. Cette opération peut durer plus de 15 jours en fonction des fruits séchés car la température de séchage est limitée par la température ambiante. Malgré les concentrations de sucre qui se sont accumulés à la suite du séchage au soleil direct, les fruits ne sont pas d’une qualité optimale en raison de la poussière, de la saleté accumulée, de la difficulté à arrêter le séchage lorsque l’humidité souhaitée est atteinte et également, parfois, à cause de leur couleur sombre due à un séchage prolongé au soleil. En cas de pluies, les fruits sont susceptibles de développer des champignons ce qui les rend impropre à la consommation. De plus, ce procédé nécessite une main d’œuvre importante pour déposer les fruits frais et récolter les fruits secs.

[0004] Un autre type de système de séchage consiste en un four à circulation continue ayant un brûleur à gaz naturel, à mazout ou un système à bois muni d’un échangeur de chaleur, qui souffle un mélange d’air chaud à environ 65–80°C, mélange composé d’air recyclées à partir de la sortie dudit four et d’air d’appoint provenant de l’extérieur; l’air chaud résultant, mélange de vapeur d’eau et d’air sec, est aspiré par un ventilateur et soufflé dans le four de séchage sur les fruits à sécher. Le séchage est rapide, il dure en général moins de 24 heures. Le séchage se fait par contact entre l’air chaud et les fruits disposés sur une structure perméable à l’air. A la sortie du four, la plus grande partie de l’air est recyclée pour réchauffer l’air frais injecté dans le four tandis qu’une partie est rejetée dans l’atmosphère et perdue. Afin de garantir une bonne homogénéité de séchage des fruits, les claies avancent régulièrement parallèlement au flux d’air. Ils sont introduits régulièrement à l’entrée du four et sortent de l’autre côté une fois le processus terminé. De cette manière, chaque fruit reste dans le four un temps équivalent à chaque position, entrée, milieu et sortie. Les principaux inconvénients de cette méthode de séchage sont d’une part le coût énergétique et en capital qui est très important ce qui oblige, dans de nombreux cas, les utilisateurs à recourir à la méthode de séchage au soleil direct malgré la moins bonne qualité finale du produit obtenu et d’autre part, le séchage se fait, pour des raisons économiques, à une température très élevées ce qui altère les cellules des fruits et empêchent une bonne réhydratation de ces derniers. Le dernier inconvénient est la contamination des fruits par les particules provenant de la combustion du gaz.

[0005] Il existe également de nombreux séchoirs solaire de petites dimensions, à séchage directs ou indirects, disposant de claies fixes sur lesquelles les fruits sont déposés manuellement mais dont la capacité de séchage est limitée à quelques centaines de kilos de fruits par séchoir ce qui ne correspond pas aux besoins des producteurs disposant typiquement de plusieurs centaines de tonnes de fruits à sécher. De plus ces séchoirs demandent énormément de main d’œuvre et ne sont pas économiquement viable pour un séchage à grande échelle.

[0006] Aucun des séchoirs existant ne permet de sécher grâce à l’énergie solaire de grandes quantités de fruits de manière économique, en les protégeant des contaminations extérieures et sans utiliser une main d’œuvre très importante pour déposer et ramasser les fruits.

DESCRIPTION DE L’INVENTION

[0007] Le but de la présente invention est de développer un système amélioré de séchage solaire d’un type modifié de celui connu dans l’état de l’art actuel qui permet de sécher des fruits ou autres grâce à l’énergie solaire, dispose d’un moyen permettant d’isoler lesdits fruits des contaminations extérieures telle que la poussière, les animaux ou les intempéries, permet un chargement et un déchargement desdits fruits à l’aide d’une main d’œuvre réduite, dispose d’un moyen de contrôler la température et l’humidité de l’air de séchage et est construite de manière à limiter les coûts de réalisation du système. L’invention décrite dans la revendication 1 permet de résoudre les problèmes techniques; elle fonctionne grâce à un système de séchage basé sur l’énergie solaire ce qui minimise les coûts énergétiques, permet une empreinte carbone neutre et s’inscrit dans un processus de développement d’agriculture durable de qualité.

[0008] Le système de séchoir de la présente invention est constitué d’une protection transparente positionnée par-dessus les fruits à sécher, d’un collecteur positionné à même le sol, d’un système de circulation d’air et d’un convoyeur pour faciliter la manutention des fruits. La protection transparente permet d’augmenter l’effet du rayonnement solaire. Cette dernière est maintenue au-dessus des fruits à sécher par une structure métallique. Cette structure et la distance entre les fruits à sécher et la protection transparente permet de créer un environnement de type serre. Le convoyeur se déroule et s’enroule depuis la zone de chargement située en dehors de la zone de séchage. Lors du chargement des fruits frais sur le convoyeur, le convoyeur se déroule et les fruits sont introduits dans ladite zone de séchage solaire sous la protection transparente. Les fruits à sécher disposés en une seule couche bien rangée sur toute la surface du convoyeur permettent une radiation directe des fruits à sécher par les rayons solaire. Des ventilateurs placés à l’entrée de ladite zone de séchage aspirent l’air ambiant et le soufflent sous la structure transparente. L’air puisé passe dans la zone de séchage où sont disposés les fruits à sécher. La régulation de la quantité et la vitesse de l’air puisé se fait en fonction de la température et de l’humidité mesurée dans la chambre de séchage. Aucune régulation ou une régulation. L’air n’est pas évacué en continu mais seulement lorsque son taux d’humidité ou sa température a atteint une valeur définie au préalable. Le collecteur positionné sur le sol est lors du montage relié à la structure transparente. Le collecteur et la structure transparente forme une zone de séchage étanche autour des fruits à sécher, protégeant ainsi les fruits de l’humidité, des insectes et autres nuisibles. La zone de séchage étanche permet d’améliorer le séchage en augmentant l’effet de serre.

[0009] Le séchoir solaire à air forcé peut être utilisé seul ou en combinaison avec une source de chaleur auxiliaire.

[0010] L’avantage de l’invention réside dans le fait que l’utilisation de l’énergie solaire permet un coût énergétique très limité, l’utilisation d’un convoyeur limite drastiquement la main d’œuvre nécessaire à étaler les fruits frais et ramasser les fruits secs, il permet de collecter les fruits secs au bon moment pour améliorer encore la qualité des produits finis, les fruits restent protégés tout au long du séchage des contaminations externes et les ventilateurs permettent de maitriser la température et l’humidité de l’air de séchage.

DESCRIPTION DES FIGURES

[0011] L’invention va être exposée de manière plus détaillée à l’aide d’un exemple de réalisation représenté dans les dessins suivants: <tb>Fig. 1<SEP>est une vue latérale partielle d’un système de séchage plus particulièrement de la zone de chargement et du début de la zone de séchage selon la présente invention (la vue est coupée); <tb>Fig. 2<SEP>La fig. 2 est une vue latérale partielle plus particulièrement de la fin de la zone de séchage selon la présente invention (la vue est coupée);

[0012] La fig. 1 montre un système typique de séchage solaire 1 construit conformément à la présente invention; ses dimensions générales sont approximativement de 55 m de long, 4 m de large et de 1 m de haut; il comporte une protection transparente 2 sous lequel passe un convoyeur 3 qui permet le passage de l’air et qui se déplace sur des rouleaux 4 entraînés par des câbles 5 tendus entre chacune des deux extrémités 7 et 8 dudit convoyeur maintiennent ledit convoyeur horizontalement même quand des fruits lourds sont placés dessus. Des ressorts placés à une extrémité desdits fils de tension permettent de garantir une tension constante indépendamment des variations de température. Ledit convoyeur est entrainé par les câbles de tension 5 enroulés à chacune des extrémités dudit séchoir solaire au rouleau d’entraînement 9. Ledit convoyeur est constitué d’un support en treillis métallique souple permettant de supporter le poids des fruits à sécher. Une fine maille plastique 10 est fixée sur ledit convoyeur afin d’éviter que les petits fruits ne tombent entre les mailles dudit convoyeur. Le chargement dudit convoyeur est effectué par un système de dépose de fruits, non représentés ici, qui permet de les étaler de manière dense mais sur une seule couche à partir d’un réservoir immobile ou mobile, contenant les fruits frais; la dépose est réalisé en entrainant mécaniquement dans le sens horaire un accouplement mécanique 11 fixée sur le rouleau d’entrainement de la zone de chargement; cet entraînement se réalise soit à l’aide d’un tracteur, soit à l’aide d’un moteur indépendant; ledit entraînement se fait à vitesse constante; ledit convoyeur permet d’introduire les fruits frais sous ladite protection transparente dans la zone de séchage; lorsque les fruits sont dans la zone de séchage, le convoyeur s’immobilise pendant le temps nécessaire au séchage qui varie typiquement de 1 à 7 jours en fonction des fruits à sécher; les fruits secs sont évacués de la même manière qu’ils ont étés introduits mais en utilisant une prise de force située de l’autre côté du convoyeur ce qui permet de maintenir le sens horaire d’entrainement; en enroulant ledit convoyeur, lesdits fruits secs tombent directement dans des caisses ce qui évite toute manutention supplémentaire des fruits. Sous ledit convoyeur est placé un collecteur solaire 12 de préférence constitué par un plastique noir opaque et mat qui maximise l’absorption de l’énergie solaire ce qui augmente le transfert de chaleur à l’air. Un capteur de température et d’humidité sont installés dans ladite zone de séchage. Des ventilateurs 13 fixé sur un support 8 placé à une extrémité dudit convoyeur évacuent l’air chargé d’humidité qui se trouve dans ladite zone de séchage. La température et l’humidité de ladite zone de séchage sont contrôlées par la vitesse du flux d’air définie par lesdits ventilateurs. La vitesse et le temps de rotation desdits ventilateurs varient en fonction de la température et de l’humidité mesurées dans ladite zone de séchage à l’aide desdits capteurs de température et d’humidité.

[0013] Bien que le système de séchage est utilisé de préférence pour les fruits, les légumes, les épices et autres produits alimentaires, il faut comprendre que le système de la présente invention peut être adapté pour sécher de nombreux autres types de matériaux dans un certain stade ou phase de traitement. En conséquence, la description qui précède est destinée à être exemplaire et ne doit pas être considéré comme limitative sur la portée de l’invention présentée avec les revendications suivantes.

[0014] En résumé, la présente invention revendique un système de séchage solaire pour les fruits ou analogue qui est; spécialement conçu pour limiter la main-d’œuvre lors du chargement et déchargement des fruits, permet un meilleur contrôle de la qualité de séchage des fruits, relativement bon marché à produire, permet de protéger les fruits contre des dommages lié à l’humidité, la poussière et les animaux durant toute la phase de séchage.

[0015] Les points revendiqués sont:

Claims

1. Séchoir solaire à air forcé à fruits ou analogue, comprenant: un convoyeur mobile traversant une zone de séchage solaire; sur ledit convoyeur les fruits sont disposés en une seule couche sensiblement sur toute la longueur et la largeur dudit convoyeur pour absorber un maximum de radiation solaire dans ladite zone de séchage une protection transparente positionnée hermétiquement au-dessus dudit convoyeur selon la forme approximative d’un tunnel, offrant une exposition direct des fruits à sécher aux radiations solaires; des moyens définissant un système permettant de fournir de l’air sous légère pression à la zone de séchage.

2. Un séchoir solaire à air forcé à fruits ou analogue selon la revendication 1 comprenant des moyens caractérisés par ladite zone de séchage délimitée par un collecteur solaire placé sur le sol, ledit collecteur solaire forme une structure étanche avec ladite protection transparente.

3. Un séchoir solaire à air forcé à fruits ou analogue selon la revendication 1 comprenant des moyens caractérisé par un convoyeur initialement enroulé autour d’un axe et qui se déroule au fur et à mesure du chargement desdits fruits pour les introduire dans lesdites zones de séchage et s’immobilise quand tous lesdits fruits ont été placés dans celle-ci; ledit convoyeur une fois lesdits fruits séchés se déplace dans le sens inverse faisant ressortir lesdits fruits au même endroit où ils ont été introduits; ledit convoyeur lorsqu’il se ré-enroule autour dudit axe, fait tomber lesdits fruits secs dans une caisse de stockage placé à cet effet.

4. Un séchoir solaire à air forcé à fruits ou analogue selon la revendication 3 ledit convoyeur est supporté par des rouleaux intermédiaires ainsi que par des câbles de tensions placés sous ledit convoyeur; ledit convoyeur est entraîné par lesdit câbles de tension ainsi que par des rouleaux positionnés aux extrémités de ladite zone de séchage.

5. Un séchoir solaire à air forcé à fruits ou analogue selon la revendication 4 ledit convoyeur est constitué d’un treillis métallique.

6. Un séchoir pour fruits et analogues selon la revendication 1 munis de ventilateurs permettant d’évacuer l’air chauffé et saturé en humidité de la zone de séchage, lesdits ventilateurs coopérant pour fournir une pression dans la zone de séchage qui est légèrement supérieur à la pression atmosphérique afin de maintenir ladite protection transparente à distance dudit convoyeur sans nécessiter l’apport de structure de support.

7. Un séchoir pour fruits et analogues selon la revendication 1 des moyens permettant la mesure de la température et de l’humidité de l’air dans ladite zone de séchage.

8. Un séchoir pour fruits et analogues selon la revendication 6 dans lequel ledit air chauffé par le soleil est évacué par des ventilateurs qui fonctionnent par intermittence et s’enclenchent dès que l’humidité ou la température mesurées dans ladite zone de séchage par lesdits capteurs est supérieure à une valeur définie qui varie pour chaque fruit.