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.
Method for bringing a material into contact with a fluid
and apparatus for carrying out this method
In the blanching, cooking, drying or freezing of fruits, vegetables or chemicals, difficulties are encountered, especially when the material to be treated is cut into slices or pieces.
A major difficulty is to expose a sufficient surface, and if possible varied of the material, to allow an absorption of heat (in the blanching and cooking of the fruits), an extraction of heat (in the freezing) and a vaporization of the liquid. moisture (in drying) faster.
In all these operations, it is extremely difficult to imagine mechanical means by which the product under treatment exposes a maximum surface and, if possible, which allow the relation of the product to the medium to be modified, for example air or air. steam, whether to add or remove heat.
The reasons for these difficulties are as follows: mechanical applications generally require some transport, often provided by a perforated belt or a rotating cylinder. In the case of the perforated strip, the perforations, in practice, cannot much exceed the 50ego of the surface of the strip (and often represent a much smaller percentage), from which the product tends to lose contact. with the active medium in the areas of contact with the strip and that the material tends to adhere to the latter.
The distribution of active medium is difficult and the efficiency of the operation is reduced.
Thus, for example, particles are too bleached or not enough, overcooked or not enough, too dry or not enough, too frozen or not enough. Accordingly, the operation must be continued for a sufficient time, perhaps two or three times the theoretical time, to be certain that any part of the material is bleached, cooked, dried or frozen.
Likewise, when the transport is provided, for example, by means of a rotating cylinder, and although this means eliminates some mentioned disadvantages of conveyor belts, the friction exerted on the surface of the material when it moves in a such a cylinder creates particular difficulties due to the rupture of the structure of the pieces which are transformed into liquids, powders or other altered and undesirable forms.
Furthermore, in bleaching and cooking operations, for example, when the medium for the heat supply is water or steam, considerable losses occur by extracting soluble nutrients from the surfaces. slices or pieces of fruit and vegetables, either in hot bleaching water or in water formed by the condensation of steam, and the more the product is stirred by movement, the greater these losses by extraction .
It has been found that these difficulties are overcome by the use of means for transporting the material which much less hamper the free movement of the active medium in relation to the surface of the product.
It has also been found to be advantageous to provide, in addition, an occasional stirring of the product in order to modify the surface relationship between the product and the active medium, so as to avoid any friction, any breakage or any undesirable extraction.
In what follows, the term “bleaching treatment” means cooking, cooling, humidifying, drying or freezing a material.
The method forming the subject of one of the inventions for bringing a material, for example fruits, plants or chemicals, into contact with a fluid acting on this material, is characterized in that the material is treated in the form loose particles and changing the position of these particles during processing to expose all sides of each particle to said fluid.
The patent also relates to an apparatus for the implementation of this method, characterized in that it comprises a conveyor belt consisting of a plurality of individual bands arranged so as to be partly deviated from the direction of movement before the change. direction of the band.
The drawing shows, by way of example, several apparatuses for carrying out the claimed method.
Fig. 1 is a schematic view of one of these devices.
Fig. 2 is a partial view of an organ used in this apparatus.
Fig. 3 is a schematic view of an apparatus constituting an embodiment of the object of claim II.
Figs. 4 and 5 show variants.
The apparatus shown in Figs. 1 and 2 comprises a conveyor formed by two spaced rollers 1 and 2 each having a series of annular grooves 3 cut into their surfaces and in which independent endless wires 4 are housed.
The axes of rollers 1 and 2 are parallel to each other and perpendicular to the threads and the dimension and spacing of the grooves 3 in each roll are the same, so that the endless threads embrace the two rollers and meet place in the corresponding grooves of the two rollers, remaining parallel to each other.
The conveyor is housed in a chamber 5 and the material to be treated is fed to one end of the conveyor by gravity from a hopper 6 and discharges from the chamber near the other end of the conveyor through a hopper 7. A medium for processing material on the conveyor is sent to chamber 5 through pipe 8.
Other means, not shown, can be provided to remove the medium or any excess of the medium from the chamber 5.
Roller 2 is driven by a motor, so that the endless threads are continually moving and any material brought to one end of the conveyor to be processed salt gradually moves to the other end of the conveyor where it is. deposited on the bedroom floor.
The distances between the wires 4 can be modified to adapt to various products to be treated, either by replacing wires of a certain diameter with wires of another diameter, with the same rollers,
or by replacing a series of rollers with another series having grooves of a different size or spacing, while using wires of the same diameter.
In the case of a metal wire wound in a helix, with a diameter of 3 mm for example, arranged to move in the grooves suitable for ensuring between the wires a distance of 3 mm, pieces of fruit or plants of a dimension greater than 3 mm
are correctly transported, and they expose a much greater percentage of their surface to the working medium than has hitherto been the case in known transporters. The obstruction of the movement of the active medium is also reduced.
In the case
specified with a helical wire, the obstruction can be reduced to 20 O / o or less - whereas it goes up to
50- '0/0 in most known machines because the threads themselves allow movement of the active medium between their turns as well as through the spaces between adjacent threads.
The conveyor can be seen as a movable sheet of individual threads, similar, for example, to the strings of a piano, i.e. equally spaced from each other and stretched in such a way over the rollers producing the movement that '' they form a horizontal or inclined conveyor
providing minimal obstruction to the working environment
acting on the product during its transport.
In addition, to produce a stirring of the product at certain intervals, the possibility can be used
for individual threads to move in different directions. For example, in the case of a sheet of wires 3 mm in diameter and separated from each other by 3 mm, the wires can be divided by
two in two out of the plane of the other sons and join
then these other son, so as to again constitute an identical or similar sheet moving on a lower path. This lower web again carries the product in treatment which has been stirred and has other surfaces in the active medium, as a result of the natural fall of the product between the threads of the web whose spacing has changed from 3 to
9 mm before being taken up on the tablecloth whose threads
are spaced 3 mm apart on the lower path.
Deflected web conveyors are represented
felt in fig. 3 and 4. The apparatus shown in FIG. 3 comprises a conveyor which has an upper layer of threads 4 which pass over a grooved roller 9 arranged between the rollers 1 and 2. To the right of the roller 9, looking at FIG. 3, 4 wires
are deflected in half downwards to form a web 10 and pass over a grooved roller 11, while the other threads are not deflected and not
feel on the roller 2. The two groups of threads then meet on the roller 11 and pass together around a roller 12 and on a roller 13. After passing over the roller 13, the threads are again deflected by two. in half down and pass around a roll 14, the undeflected threads remaining in the same plane up to a roll 15.
The two groups of threads meet again on the roll 15, then all the threads pass over the roll 1. In the first area where the threads follow different paths, the spacing between the threads is increased, so that the material carried by the threads can fall through the web by gravity onto the lower web 16. In the second deflection zone, the material falls through the web onto the discharge hopper 7. In the variant shown in FIG. 4, the same result is obtained by rollers 17 and 18.
To complete this advantage of maximum but nevertheless gentle mixing of the product being processed, grooved rollers can be placed, spaced along the conveyor and arranged so that when the layer of threads passes around these rollers, the ribs between the grooves extend beyond the yarns along the periphery of the roll and tend to lift the material and renew the exposed surface on the web of yarns.
This variant is shown in FIG. 5 which shows a roll of this type, the grooved portions 17 projecting through the web to stir the material as it is processed on the conveyor.
Several layers of wires can be mounted one above the other, in order to provide a series of stirring and a series of heating or cooling operations, as described. For example, the first movable web can be used for bleaching plants, in either direction of travel, while the bleached material can fall by gravity into the enlarged spaces between the threads, as described, on the next web of yarns which can provide cooling in either direction of travel before the material falls again on a web moving through a dryer in both directions, and so on up to a final tablecloth that can work in a refrigerator.
One can, of course, modify this order and use a refrigeration or thawing stage between the cooking and drying stages.
The apparatus described makes it possible, for the first time, to blanch fruits and vegetables continuously by means of the heat which is brought to the product not only by traditional means, hot water and steam, but by hot air, by heat. contact or by radiant heat, a chamber enclosing the mobile sheet and being itself closed by valves at its inlet and at its outlet.
Blanching or cooking of fruits and vegetables by hot air, unlike the case of steam and water, presents special difficulties, since the use of hot air as an active medium is thwarted by the tendency to this air to evaporate the water contained in the product and thus reduce the temperature of this product rather than transporting heat to the product without serious evaporation.
The apparatus described makes it possible to avoid serious losses by extraction, by using air as a vehicle for transferring the heat of bleaching in whole or in part, because it is possible to close the bleach chamber in the manner described. , and that the air is thus brought under pressure and quickly reaches its saturation point, which prevents further evaporation and eliminates the main difficulty encountered so far in blanching or cooking by hot air. Obviously, other forms of heating, for example radiant heat, can be used to provide all or part of the total heat requirement for bleaching or cooking.
The methods for providing or for extracting heat for the many desired purposes are obviously varied. The apparatus is suitable for the application of radiant heat or convection heat, and the conductivity of the wires forming the web of the carrier can be used. Fans can be added to produce or regulate the air flow or to create turbulence in this flow.
CLAIMS:
I. Process for bringing a material into contact with a fluid acting on this material, characterized in that the material is treated in the form of detached particles and in that the position of these particles is changed during the treatment, in order to exposing all sides of each particle to said fluid.