BE1027557B1 - Systeme de torrefaction - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système pour torréfier de la matière particulaire, telle que des fèves de café ou de cacao, des grains, du malt, le système comprenant : une unité photovoltaïque configurée pour générer de l’électricité à partir du rayonnement solaire ; un dispositif de stockage de chaleur comprenant au moins un matériau à changement de phase ; un appareil de torréfaction configuré pour torréfier ladite matière particulaire ; un circuit thermique connectant le dispositif de stockage de chaleur à l’appareil de torréfaction, et configuré pour faire circuler un fluide à travers l’appareil de torréfaction; et un circuit électrique connectant l’unité photovoltaïque au dispositif de stockage de chaleur, et configuré pour échanger de la chaleur avec ledit au moins un matériau à changement de phase.
Description
SYSTEME DE TORREFACTION DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention a trait à un système de torrefaction de matière particulaire, telle que des fèves de café ou de cacao, des grams, du malt. ANTÉCÉDENTS DE L'INVENTION Bien que la torréfaction de matière particulaire, comme des fèves de cacao ou de café, soit utilisée dans les grandes installations industrielles, elle reste une opération extrémement délicate, demandant un savoir-faire particulier. La composition chimique de la matière se modifie durant la torréfaction : son aspect, de même que le développement des arômes et des qualités gustatives, évoluent au cours de cette opération. De plus, au contact de la chaleur certains éléments disparaissent, tandis que d'autres sc combinent.
Selon des solutions connues dans l'industrie, la torréfaction se déroule dans un grilloir circulaire ou cylindrique, appelé torréfacteur. II s’agit d’un appareil muni d'un tambour en rotation permanente pour que la matière, toujours en mouvement, soit torréfiée de façon uniforme ct sans être brûlée.
La source de chaleur doit être régulée car les réactions évoluent au cours de la torréfaction. À la fin de l’opération, la matière doit être refroidie rapidement pour interrompre les processus chimiques. Pendant la torréfaction, la matière particulaire doit atteindre une température uniforme en son sein, afin d’obtenir la meilleure qualité possible. Plusieurs techniques se distinguent par leur durée et par la quantité de chaleur utilisée. La méthode traditionnelle s'opère à basse température pendant un temps long, impliquant une faible quantité de production mais l'obtention de la meilleure qualité. Par contre, les processus industriels permettant des vitesses de production plus rapides sont généralement réalisés à des températures plus élevées, avec pour conséquence qu'une partie de la matière sera brûlée, libérant des arômes moins raffinés.
Ace jour, l’énergie n’est pas utilisée de manière optimale dans les appareils de torréfaction, et de nombreuses pertes sont à souligner, par exemple en considérant un système ouvert avec des émissions de gaz et/ou de vapeur de torréfaction vers l’extérieur de ce système. De plus, la consommation d'énergie peut s'avérer importante lorsqu'il s’agit de processus industriels fonctionnant à haute température. Les installations de traitement des émissions ne sont pas réglées 38 de manière optimale et fonctionnent à des niveaux de puissance élevés, ce qui peut présenter un impact sur l'environnement.
RÉSUMÉ L'objectif des modes de réalisation de l'invention est de proposer un système de torréfaction de matière particulaire capable d’être implémenté mdustriellement à des taux de production élevés, ct 53 comprenant une génération et un stockage d’énergic efficaces à moindre volume et à moindre coût. H est proposé un système pour torréfier de la matière particulaire, telle que des fèves de café ou de cacao, des grains, du malt. Le système comprend une unité photovoltaïque configurée pour générer de l’éloctncité à partir du rayonnement solaire, un dispositif de stockage de chaleur comprenant au moins un matériau à changement de phase, un appareil de torréfaction configuré pour torréfier ladite matière particulaire, un circuit thermique connectant le dispositif de stockage de chaleur à l'appareil de torréfaction ct configuré pour faire circuler un fluide à travers l'appareil de torréfaction, et un circuit électrique connectant l'unité photovoltaïque au dispositif de stockage de chaleur et configuré pour échanger de la chaleur avec ledit au moins un matériau à changement de phase. Le système se base donc sur une source d'énergie propre et renouvelable, évitant l’utilisation de combustible fossile afin de réduire les émissions de carbone, un dispositif de stockage de chaleur provenant de cette source, ainsi qu’un appareil de torréfaction alimenté par la chaleur produite et/ou stockée. Le circuit électrique assure l’approvisionnement en électricité du dispositif de stockage de chaleur ct l’échange de chaleur avec lodit au moms un matériau à changement de phase. Le cireuit thermique assure quant à lui l’acheminement d’un flux de chaleur provenant d’un fluide y circulant vers l'appareil de torréfaction, ainsi qu’un échange de chaleur et/ou de matière entre ce fluide et l’appareil de torréfaction.
Compte tenu des enjeux énergétiques à venir, le développement des sources d'énergie durable devient de plus en plus d'actualité. Cependant, du fait que ces énergies sont délivrées de manière irrégulière, leur développement est lié de près à celui de systèmes adéquats de stockage d'énergie. Ainsi, l'unité photovoltaique et dispositif de stockage de chaleur permettent de générer de l’énergie sur demando, ct non pas souloment lorsque l’ensoteillement ost suffisant. L'unité photovoltaïque convertit l’énergie solaire en énergie électrique. En outre, le dispositif de stockage de chaleur permet de stocker de [énergie thermique, laquelle peut être utilisée pour chauffer le fluide circulant dans le circuit thermique. Parmi les technologies existantes pour stocker de l'énergie thermique, ie stockage do chaleur latente grâce à l’utilisation de matériaux à changement de phase s'avère être une solution d'intérêt puisqu'il peut mener à une taille de stockage réduite et à haute température. Des matériaux à changement de phase sont des matériaux capables de subir une transition de phase à une température constante. Le stockage et la restitution d'énergie s’opèrent durant ces processus de changement de phase, et la quantité d'énergie correspond à leur chaleur latente, laquelle est relativement élevée en comparaison avec les systèmes de stockage de chaleur sensible.
Selon un exemple de mode de réalisation, l’unité photovoltaïque comprend au moins un panneau photovoltaïque. Ledit au moins un panneau photovoltaïque est typiquement composé de cellules photovoltaïques qui utilisent l’effet photoslectrique pour convertir en éloctncité les ondes électromagnétiques (rayonnement) émises par Ic Soleil. Plusiours cellules photovoltaïques reliées entre elles forment typiquement un panneau photovoltaïque, et plusieurs panneaux photovoltaïques regroupés entre eux forment typiquement une unité photovoltaïque telle que décrite ci-dessus. Selon un mode de réalisation préféré, le circuit électrique comprend au moins une résistance électrique en contact thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase, et une première branche électrique connectant l’umté photovoltaïque à ladite au moins une résistance électrique. En cas de contact thermique direct avec ledit au moins un matériau à changement de phase, ladite au moins une résistance électrique peut comprendre une gaine protectrice qui l'entoure et conçue dans un matériau conducteur de chaleur, ladite gaine étant en contact thermique direct avec ledit au moins un matériau à changement de phase.
Sclon un mode de réalisation préféré, le circuit thermique comprend une première branche thermique traversant le dispositif de stockage de chaleur. Selon un mode de réalisation préféré, le circuit thermique comprend une deuxième branche thermique parallèle à la première branche thermique, ct le circuit électrique comprend au moins une résistance électrique en contact avec la deuxième branche thermique, ct une deuxième branche électnque connectant l'unité photovoltaïque à ladite au moms une résistance électrique. Ainsi, durant la journée ct lorsque l’ensolcilloment est suffisant, le fluide peut circuler dans la deuxième branche thermique ct être chauffé par ladite au moins une résistance clectrique en contact avec la deuxième branche thermique. En effet, dans ce cas l’unité photovoitaïque produit de l’énergie électrique suffisante pour alimenter ladite au moins une résistance électrique, et une partie de cette énergie électrique peut l’alimenter. En outre, une autre partie de l’énergie électrique produite par l’unité photovoltaïque pout alimenter ladite au moins unc résistance électrique en contact thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase de manière à le faire fondre. De cette manière, ce dernier permet de stocker et de restituer de l’énercie sous forme thermique. Durant la nuit ou lorsque l’ensoleillement n’est pas suffisant, lc fluide peut circuler dans la première branche thermique et être chauffé par le dispositf de stockage de chaleur. En effet. dans ce cas l’unité photovoltaïque ne produit pas d'énergie électrique suffisante pour alimenter ladite au moins une résistance électrique en contact avec la deuxième branche thermique. Me cette manière, durant la journée, l'unité photovoltaïque peut être configurée pour produire de l’énergie électrique correspondant à 100% de l’énergie consommée en 24 heures par le système de torréfaction. Selon un mode de réalisation préféré, l'appareil de torréfaction comprend un compartiment de traitement configuré pour recevoir la matière parhiculaire, et au moins une unité de génération configurée pour générer au moins un flux de gaz et/ou de vapeur avec une température contrôlée à travers ledit compartiment de traitement. Ladite au moins une unité de génération est configurée pour échanger de la chaleur entre le fluide ct ledit au moins un flux de gaz ct/ou de vapeur, ou pour directement utihser le fluide pour générer ledit au moins un flux de gaz et/ou de vapeur.
Des lors, il est possible de sc passer de l’utilisation d'huile thermique, comme dans les installations solaires thermiques comprenant par exemple des collecteurs solaires à concentration. En effet, l'huile thermique peut être inflammable, ct ne peut être en contact direct avec la matière particulaire à torréfier. L'huile thermique permet d'utiliser des échangeurs de chaleur, mais ne permet pas d'échange direct de matière entre le circuit thermique et l’appareil de torréfaction. Selon un exemple de mode de réalisation, le fluide est présent sous forme de gaz et/ou de vapeur. En effet, un gaz comme l'air, ou bien une vapeur comme la vapeur d'eau, présente des capacités calonfiques intéressantes pour le développoment d’une installation industrielle.
Selon un mode de réalisation préféré, le système de torréfaction comprend une battene électrique configurée pour stocker une partie de l’électricité générée par l'unité photovoltaique.
Ainsi, l’unité photovoltaïque convertit l’énergie solaire en énergie électrique ct peut stocker une partis de cette énergie électrique dans la batterie électnque. En comparaison avec une solution utilisant exclusivement des batteries électriques pour le stockage de l’énergie produite par l’unité photovoltaïque, des modes de réalisation faisant intervenir une batterie électrique et un dispositif de stockage de chaleur permettent de réduire le coût de stockage de l’énergie solaire d’un facteur trois, et permettent de réduire le volume de stockage de l’énergie solaire d’un facteur deux.
L'unité photovoltaïque et/ou la batterie électrique peut/peuvent en outre alimenter des appareils élecinques ou électromécaniques tels que des moteurs, des pompes, des ventilateurs, et/ou des appareils électroniques tels que des systèmes de contrôle des différents composants du système de torréfaction. Ainsi, durant la journée et lorsque l’ensoleillement est suffisant, l'unité 3 photovoltaïque peut alimenter lesdits appareils ct charger la batterie électrique, ct durant la nuit ou lorsque l’ensoleillement n’est pas suffisant, la batterie électrique peut alimenter lesdits appareils. Selon un mode de réalisation préféré, le circuit électrique comprend des moyens de contrôle configurés pour contrôler le passage de l'électricité générée par l’umté photovoltaïque dans la première branche électrique et dans la deuxième branche électrique. Selon un mode de réalisation préféré, le circuit thermique comprend des moyens de contrôle configurés pour contrôler le passage du fluide dans la prenuère branche thermique ot dans la deuxième branche thermique.
Selon un exemple de mode de réalisation, le système de torréfaction est configure pour allouer entre 25 % et 75 % de l’électricité générée par l’unité photovoltaïque à ladite au moins une résistance électrique en contact thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase, entre 25 % et 75 % de ladite électricité à ladite au moins une résistance électrique en contact avec la deuxième branche thermique, ct entre 0 % et 10 % de ladite électricité à ladite batterie électrique. Ainsi, une quantité moins importante de ladite électricité peut être allouée à la batterie électrique servant à alimenter lesdits appareils électriques, électromécaniques et/ou lesdits appareils électroniques, l'essentiel de la consommation d'énergie électique générée par l'unité photovoltaïque provenant des résistances électriques susmentionnées. Selon un mode de réalisation préféré, l’unité photovoltaïque et le dispositif de stockage de chaleur sont configurés pour opérer dans une gamme de températures entre 150 °C et 350 °C, de préférence entre 200 °C et 300 °C. De cette manière, on obtient une qualité de matière particulaire comparable à celle qui est obtenue avec une méthode de torréfaction traditionnelle. Cette gamme de températures permet également de réduire la consommation d’énergio thermique tout on assurant cette qualité. Ainsi, des modes de réalisation ont pour but de proposer un système de torréfaction de matière particulaire capable d'être implémenté industriellement et d'opérer à basse température afin d'obtenir unc matière torréfiée de meilleure qualité, à basse consommation d'énergie, et à des taux de production élevés. Selon un exemple de mode de réalisation, ladite au moins une résistance électrique en contact thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase comprend au moins deux résistances électriques disposées en parallèle ou en serie. En outre ou de manière alternative, la première branche thermique comprend au moins deux sous-branches thermiques disposées en parallèle au sein du dispositif de stockage de chaleur.
16 Amsı, la première branche thermique peut sc ramifier en plusieurs sous-branches thermiques parallèles afin d’accroître l’échange de chaleur entre ledit au moins un matérian à changement de phase et les sous-branches thermiques. Lesdites au moins deux résistances électriques et/ou lesdites au moins deux sous-branches thermiques peuvent être pourvues d’ailettes sur leur surface externe pour optimiser l’échange thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase.
Selon un exemple de mode de réalisation, ledit au moins un matériau à changement de phase comprend un matériau situé cn amont ct un matériau situé en aval dans le sens de circulation du fluide. De préférence, la température de fusion du matériau en amont est inférieure à la température de fusion du matériau en aval. De préférence, la température de solidification du matériau en amontest inférieure à la température de solidification du matériau en aval.
De cette manière, si l'intensité lumineuse incidente est fable, au mois une partie du dispositif de stockage de chaleur se trouve à l’état liquide et permet de libérer de l'énergie utile à l'appareil de torréfaction. Cette configuration faisant intervenir différents matériaux à changement de phase disposés en couches présente une officacité énergétique volumétrique supérieure à une configuration ne faisant intorvenir qu’un seul matériau à changement de phase.
Selon un exemple de mode de réalisation, ledit au moins un matériau à changement de phase comprend l’un quelconque ou une combinaison des matériaux suivants : un matériau organique tel que des paraffines ou des acides gras, une combinaison potassium-acétate ou sodium-acétate, un mélange cutectique de sels fondus tel que le chlorure de potassium et le bromure de Hthium, des métaux et leurs alliages, des sels hydratés.
Selon un mode de réalisation préféré, le circuit thermique comprond une première branche de generation ct une deuxième branche de génération, une première vanne dans la première branche de génération et une deuxième vanne dans la deuxième branche de génération, et une umté de pompage configurée pour pomper le fluide à travers la premiere branche de génération et la deuxième branche de génération. Ladite au moins une unité de génération comprend une premiere unité de génération couplée à la première branche de génération et une deuxième unité de génération couplée à ia deuxième branche de génération, un premier échangeur de chaleur dans la 3 première umité de génération ct un deuxième échangeur de chaleur dans la deuxième unité de génération. Ainsi, le dispositif de vannes permettant la régulation de la temperature du flux de gaz et/ou de vapeur dans les unités de génération permet de n'utiliser qu’une seule pompe. Pour réguler ces températures, les vannes peuvent s'ouvrir de plus en plus jusqu'à aiteindre un certain pourcentage de la capacité maximale d'ouverture. Au-delà de cette valeur, la pompe peut sc mettre à pomper davantage pour réguler lesdites températures. Selon un mode de réalisation préféré, une unité de génération de ladite au moms une unité de génération comprend un échangeur de chaleur avant une première branche dans laquelle circule un flux de gaz et/ou de vapeur, et une deuxième branche dans laquelle circule le fluide. Ledit échangeur de chaleur permet de réguler la température dudit flux de gaz et/ou de vapeur. Selon un mode de réalisation préféré, ladite au moins une unité de génération comprend une première unité de génération, une deuxième unité de génération, et un échangeur de chaleur ayant une première branche dans laquelle circule lo flux de gaz et/ou de vapeur généré par la première unité de génération, et une deuxième branche dans laquelle circule un flux de gaz et/ou de vapeur généré par la deuxième unité de génération. Ledit échangeur de chaleur permet de récupérer de l'énergie du flux de gaz et/ou de vapeur généré par la deuxième unité de génération ot passé à travers le compartiment de traitement. De cette manière, chaque unité de génération peut communiquer avec le circuit thermique ou avec une autre unité de génération par l’intermédiaire d’échangeurs de chaleur, de manière à réguler la température du flux de gaz et/ou de vapeur.
Selon un exemple de mode de réalisation, ie système comprend un système de contrôle configuré pour contrôler l’échangeur de chaleur entre une unité de génération et le circuit thermique, et/ou l'échangeur de chaleur entre une première unité de génération et une deuxième unité de génération, afin de réguler la température du flux de gaz et/ou de vapeur généré par ladite unité de génération.
Selon un exemple de mode de réalisation, le système comprend en outre un ventilateur disposé dans la première branche de l’échangeur de chaleur, et une vanne disposée entre ladite première branche et une entrée d'air frais. Le système de contrôle est configuré pour contrôler le ventilateur ct/ou la vanne.
Comme décrit ci-dessus, la température du flux de gaz et/ou de vapeur de chaque unité de génération est régulée par l’intermédiaire d’échangeurs de chaleur. La vitesse et la composition de ces flux sont respectivement régulées par l’utilisation de ventilateurs et de vannes réglables.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite au moins une unité de génération comprend une première units de génération et une deuxième unité de génération, La première umité de génération est configurée pour directement utiliser, c'est-à-dire sans recours à un échangeur de chaleur, au moins une partie du flux de gaz et/ou de vapeur généré par la deuxième unité de génération, de préférence une umté de génération en aval de ladite première unité de génération, et qui est passé à travers le compartiment de traitement, pour générer son propre flux de gaz et/ou de vapeur.
Ainsi, non seulement de l'énergie mais également de la matière peut être transférée d’une unité de génération à une autre.
Selon un exemple de mode de réalisation, la première unité de génération comprend une vanne configurée pour réguler le flux de gaz et/ou de vapeur de la deuxième unité de génération vers la première unité de generation, Le système comprend en outre un systeme de contrôle configuré pour contrôler ladite vanne afin de réguler la température et/ou la composition du flux de gaz et/ou de vapeur généré par la première unité de génération.
Cette vanne permet de réguler la partie du flux provenant de la deuxième unité de génération qui est redirnigée vers la première unité de génération.
Selon un mode de réalisation préféré, l’appareil de torréfaction comprend un système de transport configure pour transporter une couche de matière particulaire à travers Jc compartiment de tratement comprenant une première zone, une ou plusieurs zones intermédiaires et une dernière zone tel que la matière particulaire passe consécutivement à travers la première zone, les zones intermédiaires, et la dernière zone.
Les solutions existantes pour torréfier de la matière particulaire est l’utilisation de la méthode batch ou discontinue, dans laquelle la matière particulaire est secouée dans on tambour rotatif pendant que l'air chaud est soufflé à travers elle, Cette méthode produit des lots de matière torréfiée à intervalles réguhers.
Les avantages du transport d’une couche de matière particulaire, permettant de travailler en continu, à travers on compartiment de traitement comprenant plusieurs zones sont la réduction de la quantité d'énergie mécanique à fournir lors de la torréfaction ainsi que la possibilité de travailler à des températures plus basses pouvant être ajustées de manière à obtenir une forréfaction optimale, donnant heu à l'obtention d’une matière torréfiée de meilleure qualité.
Bien que la méthode de torréfaction avant recours à un compartiment de traitement comprenant plusieurs zones soit la méthode privilégiée selon l’objectif des modes de réalisation de la présente invention, l’utilisation d'un ou de plusiours tambours rotatifs combinés à une unité photovoltaïque etä un dispositif de stockage de chaleur est à envisager.
Comme ces deux méthodes n'opèrent pas dans la même gamme de températures, différentes configurations et régumes de fonctionnement sont à envisager pour la production et le stockage de chaleur.
L'utilisation d’un appareil de torréfaction comprenant au moins un lit fluidisé de matière particulaire combiné à unc unité photovoltaïque et à un dispositif de stockage de chaleur est également à envisager.
Ledit au moins un lit fluidisé peut être réalisé en dirigeant un flux vertical ascendant de gaz et/ou de vapeur vers la matière particulaire à torréfier.
Comme lesdites méthodes faisant intervenir un ou plusieurs tambours rotatifs ou au moins un lit fluidisé de matière particulaire n’opòrent pas de manière continue, différentes configurations ct régimes de fonctionnemont sont à envisager pour la production et le stockage de chaleur, notamment un dispositif de stockage de chaleur de volume plus important peut être à prévoir.
Selon un exemple de mode de réalisation, le système de transport comprend des moyens d'approvisionnement configurés pour approvisionner la matière particulaire de sorte que la couche présente une épaisseur ne comprenant pas plus de 10 particules de matière particulaire, telle que des fèves, de préférence pas plus de 3 particules, plus préférablement pas plus de 2 particules.
De cette manière, la détermination de la hauteur maximale de la couche de matière particulaire, c’est-à-dire du nombre de particules que l’on peut superposer sans que ces particules n’adhèrent les unes aux autres, assure une température uniforme au sein de toutes les particules.
En prévoyant une couche fine, il est plus facile de rendre la température au scin des particules plus homogène.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite an moins une unité de génération comprend : une première unité de génération configurée pour générer un premuer flux de gaz et/ou de vapeur à travers la première zone ; une ou plusieurs unités de génération intermédiaires configurées pour générer un ou plusieurs flux de gaz et/ou de vapeur mtenmédiaires à travers la ou les zones intermédiaires ; une dernière unité de génération confisurée pour générer un dernier flux de gaz et/ou do vapeur à travers la dernière zone ; un système de contrôle configuré pour contrôler la première unité de génération, la ou les unités de génération intermédiaires, et la dernière unité de génération, tel que la couche de matière particulaire est préchauffée et séchée dans la première zone, torréfiée dans la ou les zones intermédiaires, et refroidie dans la dernière zone.
Amsi, le présent appareil de torréfaction est divisé en différentes zones, où chaque zone a une température différente afin d'atteindre dans chaque zone une certaine température prédéterminée au sein de la matière particulaire, l’échauffement étant assuré par du gaz et/ou de la vapeur.
Selon un exemple de mode de réalisation, le système de contrôle est configuré pour utiliser au moins une partie du flux de gaz et/ou de vapeur qui est passé à travers une des zones pour générer le flux de gaz et/ou de vapeur d’une autre zone, de préférence d’une zone en amont de ladite zone. Ce système de récupération et de recirculation de chaleur permet de réduire à la fois la consommation d'énergie thermique et le niveau des émissions de gaz et/ou de vapeur vers l'extérieur. L'utilisation d’au moins une partie du flux de gaz et/ou de vapeur qui est passé à travers une zone on aval de la zone qui récupère ce flux présente l'avantage que ce dernier se trouve à une température plus élevée. Ainsi, la quantité de chaleur récupérée est plus importante.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Des modes de réalisation de la présente invention seront décrits ci-après dans de plus amples détails, en référence aux dessins annexés. Dans les dessins, des numéros de référence identiques correspondent à des caractéristiques identiques ou similaires.
La Figure 1 illustre une vue schématique d'un exemple de mode de réalisation d’un système de torréfaction selon l’invention ; La Figure 2 illustre une vue schématique d’un exemple de mode de réalisation d’une umité photovoltaïque selon l'invention ; La Figure 3 illustre une vue schématique d’un exemple de mode de réalisation de l'interface entre la première branche électrique et le dispositif de stockage de chaleur selon l'invention ; La Figure 4 illustre une vue schématique d’un exemple de mode de réalisation d’un dispositif de stockage de chaleur selon l'invention ; La Figure 5 illustre une vue schématique d'un exemple de mode de réalisation d’un appareil de torréfaction continue de matière parbiculaire selon l’invention :
La Figure 6A illustre une vue schématique d’un exemple de mode de réalisation de interface entre le circuit thermique et l’appareil de torréfaction selon l'invention ; La Figure 6B illustre une vue schématique d’un autre exemple de mode de réalisation de l'interface entre le circuit thermique et l'appareil de torréfaction selon l'invention ; La Figure 7 illustre une vue schématique d’un exemple de mode de réalisation de l'interface entre le circuit thermique et une unité de génération de l'appareil de torréfaction selon l'invention ; La Figure 8 illustre une vue schématique d’un exemple de mode de réalisation de l'interface entre deux unités de génération de l'appareil de torréfaction selon l'invention ; La Figure 9 illustre une vue schématique d’un autre exomple de mode de réalisation de l'interface entre deux unités de génération de l’appareil de torréfaction selon l’invention.
DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION La Figure | illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation d’un système de torréfaction selon la présente invention.
Dans l’exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 1, le système 1 pour torréfier de la matière particulaire, telle quo des fèves de café ou de cacao, des grains, du malt, comprend une unité photovoltaïque 100 configurée pour générer de l’électricité à partir du rayonnement solaire, un dispositif de stockage de chaleur 200 comprenant au moins un matériau à changement de phase {voir Figure 4}, un appareil de torréfaction 300 configuré pour torréfier la matière particulaire P, un circuit thermique 400 connectant le dispositif de stockage de chaleur 200 à l'appareil de torréfaction 300 et configuré pour faire circuler un fluide Fl à travers l’appareil de torréfaction 300, et un circuit électrique 500 connectant l’unité photovoltaïque 100 au dispositif de stockage de chaleur 200 et configuré pour échanger de la chaleur avec ledit au moins un matériau à changement de phase.
L’unité photovoltaïque 100 comprend trois panneaux photovoltaïques 101, 102, 103 disposés en parallèle, mais l’homme de métier comprendra que le nombre et/ou la disposition (en série ou cn parallele) des panneaux photovoltaïques compris dans l'unité photovoltaïque 100 peuvent varier.
Le dispositif de stockage de chaleur 200 est basé sur l’utilisation d’un ou de plusieurs maténaux à changement de phase capables de stocker et de restituer de l'énergie thermique, et comprenant par exemple des matériaux organiques tels que des paraffines ou des acides gras, unc combinaison potassium-acétate ou sodium-acétate, un mélange eutectique de sels fondus tel que le chlorure de potassium et le bromure de lithium, des métaux ct leurs alliages, des sols hydratós, ou bien une combinaison des matériaux précités. L'appareil de torréfaction 300 comprend un compartiment de traitement 310 configuré pour teccvoir la matière particulaire P, ainsi que quatre unités de génération 321, 322, 323, 324 configurées pour générer quatre flux de gaz et/ou de vapeur avec des températures contrôlées, à travers le compartiment de traitement 310. Au moins une des unités de génération 321, 322, 323, 324, de préférence chaque unité de génération, est configurée pour échanger de la chaleur entre le flux de gaz ct/ou de vapeur qu’elle génère ct le fluide Fl. Au moins une des quatre unités de génération 321, 322, 323, 324, de préférence chaque umité de génération, peut être configurée pour échanger de la chaleur entre le fluide FI et le flux de gaz et/ou de vapeur qu’elle génère (voir Figure 6A}, ou pour directement utiliser le fluide FL c’est-à-dire sans recours à un échangeur de chaleur intermédiaire, pour générer le flux de gaz et/ou de vapeur qu'elle génère (voir Figure 6B). Le fluide Fl peut être présent sous forme de gaz ct/ou de vapeur, en particulier dans le mode de réalisation de la Figure 6B, mais l’homme de métier comprendra qu’un autre fhnde présentant une capacité calorifique similaire peut être utilisé. L'appareil de torréfaction 300 comprend quatre unités de génération 321, 322, 323, 324, mais l’homme de métier comprendra que leur nombre peut varier. De plus, le compartment de traitement 310 peut comprendre un système de transport 330 configuré pour transporter une couche L de matière particulaire P, ou bien un système de tambours rotatifs. Ainsi, la torréfaction de matière particulaire P peut s’opérer de manière continue ou discontinue. Enfin, l’appareil de torréfaction 300 comprend un système de contrôle 700 configure pour réguler la température et/ou la composition et/ou la vitesse des flux de gaz ot/Ou de vapeur générés par les unités de génération.
Le circuit thermique 400 comprend une première branche thermique 410 traversant le dispositif de stockage de chaleur 200, Le cireuit électrique 500 comprend au moms une résistance électrique (voir Figure 3} en contact thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase, et une première branche électrique 510 connectant l’unité photovoltaïque 100 à ladite au moins une résistance électrique. Le circuit thermique 400 comprend en outre une deuxième branche thermique 420 parallèle à la première branche thermique 410. Le circuit électrique 500 comprend en outre au moins une résistance électrique 504 en contact avec la deuxième branche thermique 420, et une deuxième branche électrique 520 parallèle à la première branche électrique 510 et connectant l’umté photovoltaïque 100 à ladite au moins une résistance électrique 504. Dans d'autres modes de réalisation, la deuxième branche siectrique 520 peut être en série avec la première branche électrique 510.
Durant la journée, par exemple durant 12 heures, l’unité photovoltaïque 100 peut être configurée pour produire de l'énergie électrique correspondant à 100% de l'énergie consommée en 24 heures par le système de torréfaction !. Cette énergie consommée par le système de torréfaction ! regroupe à la fois l'énergie clectrique consommée par les appareils électriques du système 1 et l'énergie thermique consommée par les apparetls thermiques du système 1. Une partie de l’énergie électrique produite par l’unité photovoltaïque 100 durant la journée, par exemple 5% de cette énergie électrique, ost consommée par les appareils électriques du système 1.
I peut s’agir d’une unité de pompage 430 configurée pour pomper le fluide FI et le faire circuler dans le circuit thermique 400, ou de ventilateurs configurés pour réguler la vitesse du fluide FI au sein du circuit thermique 400 ou pour réguler la vitesse des flux de gaz et/ou de vapeur générés par les unités de génération 321, 322, 323, 324, ou encore de composants électroniques du système 1 comme différents composants du système de contrôle 700 ou d'un système de contrôle extérieur.
Une autre partie de l’energie électrique produite par l’unité photovoltaïque 100 durant la journée, par exemple 45% de cette énergie électrique, est consommée par la résistance électrique 504 en contact avec la deuxième branche thermique 420 de manière à chauffer par cffet Joule le fluide FI circulant dans le circuit thermique 400. Comme mentionné ci-dessus, le flaide FI peut échanger de la chaleur avec au moins un des flux de gaz et/ou de vapeur généré par les unités de génération 321, 322, 323, 324, ou bien peut être directement utilisé pour générer au moins un desdits flux de gaz et/ou de vapeur. Le courant électnque circulant dans la résistance électrique 504 est régulé de telle sorte que la température du fluide FI requise par les unités de génération 321, 322, 323, 324 soit obtenue juste on amont de l'appareil de torréfaction 300 dans le sens de circulation du fluide FI, au niveau du capteur de température 461, ou juste en aval de l'appareil de torréfaction 300 dans lo sens de circulation du fluide Fi, au niveau du capteur de température 462. Le courant électrique circulant dans la résistance élecinque 504 peut être régulé par le système de contrôle 700 des unités de génération 321, 322, 323, 324, où par an système de contrôle extérieur.
L’excédent d'énergie électrique produite par l’unité photovoltaïque 190 durant la journée, soit 50% de cette énergie électrique dans l’exemple ci-dessus, peut être stocké dans une batterie électrique 800, par exemple 5% de cette énergie électrique, et dans le dispositif de stockage de chaleur 200, par exemple 45% de cette énergie électrique. Dans d’autres modes de réalisation, l’entièreté de l'excédent d'énergie électrique produite par l’unité photovoltaïque 100 durant la journée peut être stockée dans le dispositif de stockage de chaleur 200, soit 50% de cette énergie électrique. Ledit au moins un matériau à changement de phase du dispositif de stockage de chaleur 200 est en contact avec ladite au moins une résistance électrique de la première branche électnque 51. Durant la journée, ladite au moins une résistance électrique peut faire fondre ledit au moins un matériau à changement de phase en consommant les 45% d'excédent de l'énergie électrique produite par l’umté photovoltaïque 100 durant la journée. Ainsi, le dispositif de stockage de chaleur 200 permet de transformer de l'énergie électrique en énergie thermique, laquelle est stockée dans ledit au moins un matériau à changement de phase.
19 Le circuit électrique 500 peut comprendre des movens de contrôle, tels que des interrupteurs 511, 521, configurés pour contrôler le passage de l’électricité générée par l’unité photovoltaïque 100 dans la première branche électrique 510 et dans la deuxième branche électrique 5320. Le premier interrupteur 511 est disposé sur la prenuère branche électrique 510 et le deuxième interrupteur 521 est disposé sur la deuxième branche électrique 520, Dans des modes de réalisation où la deuxième branche électrique 520 est en série avec la première branche électrique 510, des interrupteurs peuvent être disposés de telle sorte que l'électricité générée par l’unité photovoltaïque 100 puisse passer uniquement dans la première branche électrique 510, cu uniquement dans la deuxième branche électrique 520, ou bien dans à la fois dans la première branche électrique 510 ct dans la deuxième branche électrique 520.
Le circuit thermique 400 peut comprondre des moyens de contrôle, tels que des vannes 411, 421, configurés pour contrôler le passage du fluide FI dans la première branche thermique 410 et dans la deuxième branche thermique 420. La première vanne 411 est disposée sur la première branche thermique 410 et la deuxième vanne 421 ost disposée sur la deuxième branche thermique 420.
Lorsque l'unité photovoltaïque 100 ne produit plus assez d'énergie électrique pour alimenter ladite au mons une résistance électrique 504 en contact avec la deuxième branche thermique 420, par exemple durant le crépuscule ou lorsque l’ensoleillement est faible, les deux vannes 411, 421 peuvent servir à diriger une partie du fluide FI vers le dispositif de stockage de chaleur 200. Ainsi, les vannes 411, 421 peuvent aider ladite au moins une résistance électrique 504 à maintemr la température du fluide Fi requise au niveau du capteur de température 461 ou au niveau du capteur de température 462 sans consommer une trop grande quantité d'énergie thermique stockée dans le dispositif de stockage de chaleur 200.
Durant la nuit, par exemple durant 12h, le dispositif de stockage de chaleur 200 peut être déchargé de son énergie thermique stockée en faisant circuler un fhnde FI froid dans la première branche thermique 410 de manière à chauffer par échange thermique le fluide Fl circulant dans le circuit thermique 400. Ainsi, la vanne 421 est fermée comme il n’y a plus d'énergie électrique dispomble pour alimenter ladite aa moins une résistance électrique en contact avec la deuxième branche thermique 420, la vanne 411 est ouverte comme il y a de l'énergie thermique disponible au sein dudit au moins un matériau à changement de phase, ct l’entièreté du fluide FI circule dans la première branche thermique 410 à travers le dispositif de stockage de chaleur 200. Lorsque l’unité photovoltaïque 100 produit à nouveau assez d'énergie électrique pour alimenter ladite au moins une résistance électrique 504 en contact avec la deuxième branche thermique 420, 16 par exemple durant l'aurore ou lorsque l’ensoleillement est meilleur, les deux vannes 411, 421 redirigent le fluide Fl de plus en plus vers la seconde branche thermique 420. À pleme puissance électrique délivrée par l'unité photovoltaïque 100, la vanne 411 peut être complètement formée.
En outre, les vannes 440, 450 permettent de réguler le taux d'humidité du fluide FI.
La vanne 440 située en amont de l’appareil de torréfaction 300 dans le sens de circulation du fluide Fl peut permettre d’injecter de l'air frais dans le circuit thermique 400. La vanne 450 située en aval de l'appareil de torréfaction 300 peut permettre d’éjecter un excès d'air hors du circuit thermique 400. L'ouverture des vannes 440, 450 peut être régulée par le système de contrôle 700 des unités de génération 321, 322, 323, 324, ou par un système de contrôle extérieur (non représenté), et peut nécessiter un apport on énergie électrique provenant de l'unité photovoltaïque 100. Durant la nuit, où lorsque l’ensoleillement est fable, la batterie électrique 800 peut restituer l'énergie électrique stockée provenant des 5% d'excédent de l'énergie électrique produite par l'unité photovoltaïque 100 durant la journée.
Cette énergie électrique restituée peut servir à alimenter les appareils électriques susmentionnés du système de torréfaction 1. De préférence, l’unité photovoltaïque 100 et le dispositif de stockage de chaleur 200 sont configurés pour opérer dans une gamme de températures entre 150 °C et 350 °C, de préférence entre 200 °C et 300 °C, Cette gamme de température correspond à l'obtention d’une qualité de matière particulaire comparable à celle qui est obtonue avec une méthode de torréfaction traditionnelle, permettant par la même occasion de réduire la consommation d'énergie.
Le dispositif de stockage de chaleur 200, l'appareil de torréfaction 300 et le circuit thermique 400 peuvent former un système substantiellement fermé, de sorte qu'il n’y ait substantiellement pas de fuite d’énergie thermique du système substantiellement fermé.
Ainsi, cela permet de réduire à la fois la consommation d'énergie et le niveau des ómissions de gaz ct/ou de vapeur de torréfaction vers l’extérieur du système 1. La Figure 2 illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation d’une unité 3 photovoltaïque selon l’invention. Dans l'exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 2, l’unité photovoltaïque 100 comprend un panneau photovoltaïque 101. Le panneau photovoltaïque 101 est composé de cellules photovoltaïques 102 qui utilisent l’effet photoélectrique pour convertir on électricité les ondes 19 électromagnétiques (ravonnement}) émises par le Soleil. Plusieurs cellules photovoltaïques 102 reliées entre elles forment un panneau photovoltaïque 101, et plusieurs panneaux photovoltaïques 101 regroupés entre eux forment une unité photovoltaïque 100. L'électricité produite par l’unité photovoitaïque 100 est soit consommée ou stockée sur place, soit transportée par un réseau de distnbution et de transport électrique. Dans le contexte de l'invention, la totalité de l’énergie électrique produite par l’unité photovoltaïque peut être consommée par le système de torréfaction. Le panneau photovoltaïque 101 peut s'orienter selon la direction des rayons lumineux incidents. L'inclinaison du panneau photovoltaïque 101 peut s'opérer par rapport à un axe de rotation horizontal 110, et l’orientation du panneau photovoltaïque 101 peut s’opérer par rapport à un axe de rotation vertical 120, selon la direction des rayons lumineux incidents provenant du Soleil S. Cela permet d'optimiser la production d'électricité du panneau photovoltaïque 101. Afin de réduire le coût lié à l’inclinaison et l’orientation de chaque panneau photovoltaïque 101 individuellement, les panneaux photovoltaïques 101 peuvent être regroupés en série et/ou parallèle pour former une unité photovoltaïque 100 organisée en réseau bidimensionnel, et ainsi s’incliner et s'orienter de manière synchronisée.
La Figure 3 illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation de interface entre la première branche électrique et le dispositif de stockage de chaleur selon l’invention.
Dans l’exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 3, l’unité photovoltaïque 100 et le dispositif de stockage de chaleur 200 commumiquent par l'intermédiaire de la première branche électrique 510 du cireuit électrique 500. Le dispositif de stockage de chaleur 200 comprend au moins un matériau à changement de phase. La première branche électrique 510 est connectée à trois résistances électriques 501, 502, 503 disposées en parallèle ct en contact thermique avec ledit au moins un maténau à changement de phase. L'homme de métier comprendra que le nombre de résistances électriques peut varier dans d’autres modes de réalisation, et/ou que ces résistances électriques peuvent être disposées en série. En cas de contact thermique direct avec ledit au moins un matériau à changement de phase, les trois résistances électriques 501, 502, 503 peuvent chacune comprendre une gaine protectrice (non représentée) qui les entoure et congue dans un matériau conducteur de chaleur, ladite gaine étant en contact thermique direct avec ledit au moins un matériau à changement de phase. Durant la journée, les trois résistances électriques 501, 502, 503 peuvent faire fondre ledit au moins un matériau à changement de phase en consommant une partie de l’excédent d'énergie électrique produite par l'unité photovoltaïque 100. Ainsi, le dispositif de stockage de chaleur 200 permet de transformer de l’énergie électrique en énergie thermique, laquelle est stockés dans ledit au moms un matériau à changement de phase 201, 202, 203. Les trois résistances électriques 501, 502, 503 peuvent être pourvues d'ailettes sur leur surface externe pour optimiser l'échange thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase.
Durant la nuit, ou lorsque l’ensoleillement est faible, le dispositif de stockage de chaleur 200 peut être déchargé au moins en partie de son énergie thermique stockée en faisant circuler un fluide FI froid dans la première branche thermique 410, de manière à le chauffer par échange thermique. Ainsi, au moins une partie du fluide FI circule dans la première branche thermique 410 à travers le dispositif de stockage de chaleur 200. Au sein du dispositif de stockage de chaleur 200, la première branche thermique 410 peut se ramifier en plusieurs sous-branches thermiques 411, 412, 413, 414 disposées en parallèle afin d'accroître l'échange de chaleur entre ledit au moins un matériau à changement de phase et les sous-branches thermiques 411, 412, 413, 414. Les sous-branches thermiques 411, 412, 413, 414 peuvent être pourvues d'ailettes sur leur surface externe pour optimiser l’échange thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase. L'homme de métier comprendra que dans d’autres modes de réalisation les sous-branches thermiques 411, 412, 413, 414 peuvent être remplacées par l’utilisation d'un serpentin au sem du dispositif de stockage de chaleur 200 afin d'accroître l’échange de chaleur entre ledit au moins un matériau à changement de phase et le serpentin.
La Figure 4 illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation d'un dispositif de stockage de chaleur selon l’invention.
Dans l’exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 4, le fluide Fl circulant dans la première branche thermique 410 du circuit thermique 400 pénètre dans le dispositif de stockage de chaleur 200, en vue d'y être chauffé par échange thermique avec un ou plusieurs matériaux à changement de phase. Le dispositif de stockage de chaleur 200 comprend trois couches distinctes
201, 202, 203, correspondant à trois différents matériaux à changemont de phase PCMI, PCMZ, PCM3, possédant des températures de fusion Tml, Tm2, Tm3 différentes. L’homme de métier comprendra que leur nombre peut varier, et que certains matériaux peuvent être identiques. De préférence, la température de fusion d’un matériau situé on amont dans lc sens de circulation du fluide Fi dans la première branche thernuque 410 est inférieure à la température de fusion d’un matériau situé en aval dans ledit sens de circulation du fluide Fl. De préférence également, la température de solidification d’un matériau situé en amont est inférieure à la température de solidification d'un matériau situé en aval. Par exemple, la température de fusion Tml peut se trouver entre 150 °C ct 250 °C, la température de fusion Tm2 peut sc trouver entre 250 °C ct 350 16 °C, et la température de fusion Tm3 peut se trouver entre 350 °C et 450 °C. Ces gammes de température sont compatibles avec les gammes de température de la méthode de torréfaction traditionnelle.
Amsi, si l'intensité lumineuse incidente est faible, au moms une partie du dispositif de stockage de chaleur 200 se trouve à l'état liquide et permet de libérer de l'énergie utile à l'appareil de torréfaction 300. Cette configuration faisant intervenir différents matériaux à changement de phase disposés en couches présente une officacité énergétique volumétrique supérieure à une configuration ne faisant intervenir qu’un seul matériau à changement de phase. Cependant, l'ajout de matériaux conducteurs de chaleur tels que du graphite ou des métaux au sein du ou des matériaux à changement de phase permet d'augmenter la conductivité thermique de ce ou ces derniers. il convient également de tenir compte dans les calculs de modélisation des éventuels recouvrements dans les valeurs des températures de fusion Tml, Tm2, Tm3 et de solidification Tst, Ts2, Ts3 des matériaux à changement de phase PCM1, PCM2, PCM3.
Comme illustré aux Figures 3 et 4, chacune des trois résistances 501, 502, 503 peut être on contact avec un matériau à changoment de phase PCM1, PCM2, PCM3 respectif. Ainsi, la résistance 501 peut être associée au matériau PCM, la résistance 502 peut être associée au maténau PCM2, et la résistance 503 peut être associée au matériau PCM3. Le courant électrique circulant dans chacune des résistances électriques 501, 502, 503 peut être adapté à la température de fusion Tml, Tm2, Trm3 et/ou de solidification Tsi, Ts2, Te3 des matériaux à changement de phase PCMI, PCM2, PCM3 respectifs. Ainsi, dans le cas où la température de fusion d’un matériau situé en amont est inférieure à la température de fusion d’un matériau situé en aval, le courant circulant dans la résistance électrique associée au matériau on amont aura unc intensité inférieure au courant circulant dans la résistance électrique associée au matériau en aval. U en est de même pour les températures de solidification des matériaux en amont et en aval.
La Figure 5 illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation d'un appareil de torréfachon continue de matière particulaire selon l’invention. Dans l'exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 5, l'appareil de torréfaction continue 3 300 comprend un compartiment de traitement 310, un système de transport 330, une première unité de génération de fluide 321, deux unités de génération de fluide intermédiaires 322, 323, une dernière unité de génération de flaide 324, ainsi qu’un système de contrôle 700. Le compartiment de traitement 310 est composé d’une première zone Z1, de deux zones intermédiaires Zil, Zi2, et d'une dernière zone Ad. Le système de transport 330 est configuré pour transporter une couche L de matière particulaire P à travers le compartiment de traitement 310, de sorte que la matière particulaire P passe consécutivement à travers la première zone Zl, les deux zones intermédiaires Zil, Zi2, et la dernière zone Zd. L'homme du métier comprendra que le nombre et la longueur de chaque zone peut varier. Ainsi, chaque zone peut avoir une longueur propre, et le compartiment de traitement 310 peut comprendre plus de deux zones intermédiaires.
Le système de transport 330 comprend des moyens d’approvisionnement 340 configurés pour approvisionner la matière particulaire P, sans introduire de l'air de l'environnement, de sorte que la couche L présente une épaisseur ne comprenant pas plus de 10 particules de matière particulaire, telle que des fèves de café ou de cacao, des grains, du malt, soit une épaisseur inférieure à 100 mm, de préférence pas plus de 3 particules, soit unc épaisseur inférieure à 20 mm, et plus préférablement pas plus de 2 particules, soit une épaisseur inféricure à 15 mm. De plus, le système de transport 330 comprend une bande transporteuse 350 avec une surface substanticllement plane qui supporte la couche L de matière particulaire P. La bande transporteuse 350 passe à travers la première zone Zl, les deux zones intermédiaires Zil, Zi2, et la dernière zone Zd. L'énergie mécanique nécessaire au mouvement de la bande transporteuse 350 peut être fournie par de l’électncité générée par l’unité photovoltaïque 100 ou par la batterie électrique 800 de la Figure 1. La première units de génération de fluide 321 est configurée pour générer un premier flux de gaz ct/ou de vapeur Fl à travers la première zone Z1, les deux unités de génération de fluide mtermédiaires 322, 323 sont configurées pour générer deux flux de gaz et/ou de vapeur intermédiaires Fil, Fi2 à travers les zones intermédiaires Zil, Z12, et la dernière unité de génération de fluide 324 est configurée pour générer un dernier flux de gaz et/ou de vapeur Fd à travers la demière zone Zd. La bande transporteuse 350 est configurée pour permettre au premier flux de gaz et/ou de vapeur Fi, aux deux flux de gaz et/ou de vapeur intermédiaires Fil, FiZ et au dernier flux de gaz et/ou de vapeur Fd de passer à travers la couche L de matière particulaire P qu’elle supporte. Par exemple, la bande transporteuse 350 peut comprendre des ouvertures à la manière d'une ceinture perforée, ou bien peut être réalisée en matériau poroux, laissant ainsi passer les flux de gaz et/ou de vapeur.
Le système de contrôle 700 est configuré pour utiliser au moms uns partie du flux de gaz et/ou de vapeur qui est passé à travers une des zones 21, Zil, Zi2, Zd pour générer le flux de gaz et/ou de vapeur d’une autre zone Z1, Zil, Z12, Zd, de préférence d’une autre zone en amont de ladite zone.
Le système de contrôle 700 est configuré pour contrôler la température TI et/ou la composition et/ou la vitesse du premier flux de gaz et/ou de vapeur FI, des deux flux de gaz et/ou de vapeur intermédiaires Fil, FiZ, et du dernier flux de gaz et/ou de vapeur Fd.
La température TI est contrôlée pour qu’elle figure entre 45 °C et 150 °C, les températures Til, TiZ sont contrôlées pour qu’elles figurent entre 150 °C et 350 °C, et la température Td est contrôlée pour qu’elle figure entre 19 °C et 100 °C.
L'humudité relative des deux flux de gaz et/ou de vapeur intermédiaires Fil, FiZ est également contrôlée.
Typiquement, la température Til de la première zone intermédiaire Zil est plus élevée que la température TI de la première zone £1, et la température d’une zone mtermédiaire en aval d’une zone intermédiaire donnée est plus grande que celle de ladite zone.
En outre, typiquement la température Td de la dernière zone fd est plus basse que la température TI de la première zone Zi.
La Figure 6A illustre de manière schématique un exemple de mode de réahsation de l’interface entre le circuit thermique et l'appareil de torréfaction selon l’invention.
Dans l'exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 6A, le fluide FI est acheminé vers l'appareil de torréfaction 300 (pas représenté dans son intégralité par souci de clarté}. Ce dernier comprend quatre branches de génération 431, 432, 433, 434, quatre vannes réglables 441, 442, 443, 444, une dans chacune des quatre branches de génération 431, 432, 433, 434, ainsi qu’une unité de pompage 430 configurée pour pomper le fluide FI à travers les quatre branches de génération 431, 432, 433, 434. L'unité de pompage 430 achemine donc le fluide FI vers le compartiment de traitement (pas représenté par souci de clarté). Ce dernier comprend une première zone £1, à travers laquelle circule un flux de gaz et/ou de vapeur FI à une température TI, de deux zones intermédiaires Zil, Z12 à travers lesquelles circulent respectivement les flux de gaz et/ou de vapeur Fil, Fi2 à des températures Til, Ti2, ainsi qu’une demière zone Zd à travers laquelle circule un flux de gaz et/ou de vapeur Fd à ane température Td.
L'homme de métier comprendra que le nombre de zones intermédiaires peut varier.
En amont du compartiment de traitement dans le sens de circulation du fluide FI se trouvent les quatre vannes 441, 442, 443, 444. L'homme de métier comprendra que ces quatre vannes 441,
442, 443, 444 peuvent égaloment se trouver en aval du compartiment de traitement dans le sons de circulation du fluide FL. Ce dispositif de vannes en cascade permettant la régulation de la température du flux de gaz et/ou de vapeur dans chacune des zones ZI, Zil, Zi2, Zd permet de n’utiliser qu’une seule unité de pompage 430. De plus, l'unité de pompage 430 peut comprendre 3 une pompe et un variateur de vitesse configuré pour contrôler la vitesse de la pompe. Ainst, L’unite de pompage 430 est configurée pour utiliser une quantité réduite d'énergie électnque pour pomper le fluide FI à travers les quatre branches de génération 431, 432, 433, 434 du circuit thermique 400, de telle sorte que les vannes 441, 442, 443, 444 sont ouvertes d’une manière telle que la chute de pression ost minimisée. Pour réguler ces températures, les vannes 441, 442, 443, 444 peuvent s'ouvrir de plus en plus jusqu’à attemdre par exemple environ 95 pourcents de la capacité maximale d'ouverture. Au-delà de cette valeur, l’unité de pompage 430 peut se mettre à pomper davantage pour réguler lesdites températures. Le cireurt thermique 400 peut échanger de la chaleur avec chacune des quatre zones 21, Zil, Zi2, Zd comprises dans le compartiment de traitement, par l’intermédiaire d’échangeurs de chaleur 601, 602, 603, 604. En effet, chacune des quatre unités de génération {pas représentées par souci de clarté), correspondant à chacune des quatre zones £1, Zil, Zi2, Zd, est respectivement couplée à une branche 431, 432, 433, 434 du circuit thermique 400. Chacune des quatre unités de génération, dans lesquelles circulent les flux de gaz et/ou de vapeur Fi, Fil, Fi2, Fd, comprend un ventilateur — réglable 361, 362, 363, 364 permettant de réguler la vitesse desdits flux de gaz et/ou de vapeur grâce à par exemple un variateur de vitesse, ainsi qu’une vanne réglable 371, 372, 373, 374 permettant de réguler le taux d'humidité présent dans les flux Fi, Fil, Fi2, Fd grâce à un circuit d'entrée d’air frais extérieur à l’appareil de torréfaction 300. Enfin, une cheminée 390 permet d'éviter que les quatre unités de génération 321, 322, 323, 324 ne s'emballent du fait de la présence des circuits d'entrée d'air frais aux côtés des ventilateurs 361, 362, 363, 364 et des vannes 371, 372, 373, 374. Des vannes réglables 371°, 372’, 373°, 374” sont chacune présentes sur un circuit d'évacuation des gaz et/ou vapeurs usagé(e)s, après contact avec la matière particulaire à torréfier. H est à noter que les flax d'entrée d'air frais et d'évacuation des gaz et/ou vapeurs usagé(e}s sont en équilibre avec la régulation des vannes 371, 372, 373, 374 et des vannes 371”, 372°, 373°, 374’.
La Figure 6B illustre de manière schématique un autre exemple de mode de réalisation de l'interface entre le circuit thermique et l'appareil de torréfaction selon l’invention. Contrairement au mode de réalisation do la Figure 6A où chacune des unités de génération 321, 322,323, 324 est configurée pour échanger de la chaleur entre le fluide FI du circuit thermique 400 et le flux de gaz et/ou de vapeur FL, Fil, Fi2, Fd qu’elle génère, dans le mode de réalisation de la
Figure 6B chacune des unités de génération 321, 322, 323, 324 est configurée pour directement utiliser le fluide FI pour générer le flux de gaz et/ou de vapeur Fl, Fil, Fi2, Fd qu’elle génère.
Le fluide Fi est donc présent sous forme de gaz et/ou de vapeur afin de générer directement lesdits flux de gaz ct/ou de vapeur F1, Fil, Fi2, Fd.
Ainsi, on parlera dans la suite de « fluide FI» lorsque Ile gaz ct/ou la vapeur circule dans le circuit thermique 400, et de « flux de gaz ct/ou de vapeur FL, Fil, Fi2, Fd » lorsque ce même gaz et/ou cette même vapeur circule dans les umités de génération 321, 322, 323, 324, sans toutefois oublier qu’il s’agit de la même substance.
En d'autres termes, dans le mode de réalisation de la Figure 6B le fluide Fl correspond aux gaz et/ou vapeurs de torréfaction de la matière particulaire au sein de l’appareil de torréfaction 300, Ainsi, contrairement au mode de réalisation de la Figure 6A dans lequel ie fluide Fl peut être présent sous forme de gaz et/ou de vapeur ou bien sous forme hquide, comme de l’ean ou de l’huile thermique, dans le mode de réalisation de la Figure 6B le fluide Fl est présent sous forme de gaz et/ou de vapeur.
De ce fait, l’unité de pompage 430 de la Figure 6A, laquelle est configurée pour pomper un liquide dans le circuit thermique 400, est remplacée par un ventilateur 430° sur la Figure 6B, lequel est configuré pour faire circuler un gaz et/ou unc vapeur dans le circuit thermique 400. De même, lorsque le fluide Fl est présent sous forme de gaz et/ou de vapeur dans le circuit thermique 400, l'unité de pompage 430 de la Figure 1 est remplacée par le ventilateur 430° de la Figure 6B.
Dans le mode de réalisation de la Figure 6B, chacune des branches de génération 431, 432, 433, 434 de la Figure 6A est subdivisée en une première demie-branche de génération 431”, 432’, 433”, 434" et en une deuxième domie-branche de génération 431°”, 432””, 433°”, 434°”, Les prenuères demies-branches de génération 431°, 432”, 433’, 434° se situent chacune entre le ventilateur 430° et les unités de génération 321, 322, 323, 324. Les deuxièmes demies-branches de génération 431”, 432", 433”, 434” se situent chacune entre les unités de génération 321, 322, 323, 324 et une partie du circuit thermique 400 située en aval du compartiment de traitement dans le sens de circulation du fluide FI.
Des vannes réglables 441°, 442’, 443’, 444’ sont respectivement présentes sur les premières demies-branches de génération 431°, 432’, 433’, 434”, De même, des vannes réglables 441”, 4427, 443”, 444" sont respectivement présentes sur les deuxièmes demies-branches de génération 431”, 432”’, 433%, 434”. Une jonction directe se trouve respectivement entre chacune des premières demics-branches de génération 431°, 432”, 433’, 434° et chacune des unités de génération 321, 322, 323, 324. De même, une jonction directe se trouve respectivement entre chacune des deuxièmes demies-branches de génération 431°, 432”, 433°”, 434°” et chacune des unités de génération 321, 322, 323, 324. Ces jonctions directes se situent respectivement entre les vannes 441", 442”, 443°, 444’ et les vannes 441°”, 442”, 443”, 444”.
Pour l’admission du fluide FI d’une premiere demie-branche de génération 431°, 432°, 433°, 434 vers une unité de génération 321, 322, 323, 324, les vannes 441°, 447”, 443’, 444" sont ouvertes. Pour l’extraction du flux de gaz et/ou de vapeur FI, Fil, Fi2, Fd d’une unité de génération 321, 322, 323, 324 vers une deuxième demie-branche de génération 431°, 432”, 433%, 434”, les vannes 441°”, 442”, 443, 444” sont ouvertes. L'homme de métier comprendra que l’admission du fluide FI d’une première demie-branche de génération 431", 432”, 433°, 434” vers une unité de génération 321, 322, 323, 324 peut se réaliser on même temps que l’eoxtraction du flux de gaz et/ou de vapeur Fl, Fil, Fi2, Fd d’une unité de génération 321, 322, 323, 324 vers une deuxième demic- branche de génération 431”, 4327, 433°”, 434”, Ainsi, les vannes 441”, 442’, 443”, 444° et les vannes 441”, 442%, 443°”, 444” peuvent être simultanément ouvertes. I est à noter que les flux d'admission de fluide FI et d'extraction des gaz et/ou vapeurs Fl, Fil, Fi2, Fd sont en équilibre avec la régulation des vannes 441”, 442”, 443°, 444" et des vannes 441°”, 442°’, 4437 444”.
L'homme de métier comprendra que dans d’autres modes de réalisation, chacune des unités de génération peut être configurée à la fois pour échanger de la chaleur ct de la matière entre le fluide du circuit thermique et le flux de gaz et/ou de vapeur qu’elle génère.
La Figure 7 illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation de l'interface entre le circuit thermique et une unité de génération de l'appareil de torréfaction selon l'invention.
Dans l’exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 7, la première unité de génération 321, dans laquelle circule le flux de gaz et/ou de vapeur F1, communique avec le circuit thermique 400, dans lequel circule le fluide FI, par l’intermédiaire de l'échangeur de chaleur 601. Ce dernier a donc une première branche dans laquelle circule le flux de gaz et/ou de vapeur F1, ot une deuxième branche dans laquelle circule le fluide FI qui circule dans le circuit thermique 409. L'échangeur de chaleur 601 permet de réguler la température Tl du flux Fi. La Figure 7 réalise donc un zoom sur l’échangeur de chaleur associé à la zone Z! qui est représenté sur la Figure 6A. L'homme de métier comprendra que la description ci-dessus peut s'appliquer également à une ou plusieurs autres unités de génération, associées aux autres zones Zil, 212, Zd représentées sur la Figure 6A, De plus, le système de contrôle (non représenté) est configuré pour contrôler l’échangeur de chaleur 601 afin de réguler la température et/ou la composition et/ou la vitesse du flux de gaz et/ou de vapeur F1 généré par la première unité de génération 321.
La Figure 8 illustre de manière schématique un exemple de mode de réalisation de l’interface entre deux unités de génération de l’appareil de torréfaction selon l’invention,
Dans l’exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 8, la première unité de génération 321, dans laquelle circule le flux de gaz et/ou de vapeur F1, communique avec la première unité de génération intormédiaire 322, dans laquelle circule le flux de gaz et/ou de vapeur Fil, par l’intermédiaire de l’échangeur de chaleur 610. Ce dernier a donc une premiere branche dans laquelle circule le flux de gaz et/ou de vapeur F1 généré par la première unité de génération 321, et une deuxième branche dans laquelle circule le flux de gaz et/ou de vapeur Fil généré par la première unité de génération intermédiaire 322. L’échangeur de chaleur 610 permet de réguler la température TI et/ou la température Til du flux Fl et/ou du flux Fil. L'homme de métier 16 comprendra qu’un tel échangeur de chaleur peut servir d'intermédiaire entre d'autres unités de génération que les unités 321 et 322, et non nécessairement entre deux unités de génération adjacentes. Par exemple, un échangeur de chaleur peut se trouver entre les unités 321, 323 représentées sur les Figures 1 et 5. De plus, le système de contrôle (non représenté} est configuré pour contrôler l’échangeur de chaleur 610 afin de réguler la température et/ou la composition et/ou la vitesse du flux de gaz et/ou de vapeur F1 généré par la première unité de génération 321.
La Figure 9 illustre de manière schématique un autre exemple de mode de réalisation de l'interface entre deux unités de génération de l’appareil de torréfaction selon l'invention.
Dans l’exemple de mode de réalisation illustré dans la Figure 9, la première unité de génération 321, dans laquelle circule le flux de gaz ct/ou de vapeur Fl, communique directement avec la première unité de génération intermédiaire 322, dans laguelle circule le flux de gaz et/ou de vapeur Fil, c'est-à-dire sans recours à un échangeur de chaleur. Ainsi, chacune des deux umités de génération 321, 322 est configurée pour directement utiliser au moins une partie du flux de gaz et/ou de vapour généré par l'autre unité de génération 321 ou 322, et qui est passé à travers le compartiment de traitement 310, pour générer son propre flux de gaz et/ou de vapour Fl ou Fit. De préférence, l’umté de génération utilisée pour soutirer au moins une partie du flux de gaz et/ou de vapeur vers l'autre unité de génération se situe en aval de cette autre unité. Dans le cas représenté sur la Figure 9, au moins une partie du flux Fil, dont la température Til est plus élevée que la temperature TI du flux Fl, est soutirée pour générer le flux F1 de l'unité de génération 321. Ainsi, non seulement de l’énergie mais également de la matière peut être transférée d’une unité de génération à une autre, Cette caractéristique distingue "exemple de mode de réalisation illustré à la Figure 9 de celui illustré à la Figure 8. L'homme de métier comprendra qu'un tel échange de chaleur et de matière peut être réalisé entre d’autres unités de génération que les unités 321, 322, et non nécessairement entre deux umtés de génération adjacentes. Par exemple, un échange de chaleur et de matière peut s’opérer entre les unités 321, 323, de préférence de l'unité 323 vers l'unité 321, telles quo représentées sur les Figures 1 et 5. De plus, l’unité de génération 321 comprend une vanne 381 configurés pour réguler le flux de gaz et/ou de vapeur de l’umté de génération 322 vers l’umté de génération 321. Le système de contrôle {pas représenté) est configuré pour contrôler la vanne 381 afin de réguler la température et/ou la composition et/ou la vitesse du flux de gaz et/ou de vapeur F1 généré par l'unité de génération 321.
Claims (1)
- REVENDICATIONS l. Un système (1) pour torréfier de la matière particulaire (P}, telle que des fèves de café ou de cacao, des grains, du malt, ledit système {1} comprenant : une unité photovoitaïque {100) configurée pour générer de l’électncité à partir du ravonnement solaire ; un dispositif de stockage de chaleur (200) comprenant au moins un matériau à changement de phase (201, 202, 203}; un appareil de torréfaction (300) configuré pour torréfier ladite matière particulaire (PF) ; un circuit thermique (400) connectant le dispositif de stockage de chaleur (200) à l'appareil de torréfaction (300), et configuré pour faire circuler un fluide (FD à travers l'appareil de torréfaction {300} ; et un circuit électrique (500) connectant l’unité photovoltaïque (100) au dispositif de stockage de chaleur (200), et configuré pour échanger de la chaleur avec ledit au moins un matériau à changement de phase (201, 202, 203).2. Le système selon la revendication 1, dans lequel le circuit électrique (500) comprend au moins une résistance électrique (501, 502, 503) en contact thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase (201, 202, 203), et une première branche électrique (510) connectant l’unité photovoltaïque (100) à ladite au moins une résistance électrique (501, 502, 503} 3, Le système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le circuit thermique (400) comprend une première branche thermique {410} traversant le dispositif de stockage de chaleur (200).4. Le système selon la revendication 3, dans lequel le circuit thermique (406) comprend une deuxième branche thermique (420) parallèle à la première branche thermique (410), et le circuit électrique (500) comprend au moins une résistance électrique (504) en contact avec la deuxième branche thermique {420}, et une deuxième branche électrique (520) connectant l’unité photovoltaïque (100) à ladite au moins une résistance électrique (504).8, Le système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'appareil de torréfaction (300) comprend un compartiment de traitement (310) configuré pour recevoir la matière particulaire (P}, et au moins unc unité de génération (321, 322, 323, 324} configurée pour générer au moins un flux de gaz et/ou de vapeur (Fl, Fil, Fi, Fd} avec une température contrôlée à travers ledit compartiment de traitement (310) ; et dans lequel ladite au moins une unité de génération (321, 322, 323, 324) est configurée pour échanger de la chaleur entre le fluide {F1} et ledit au moins un flux de gaz et/ou de vapeur (F1, Fil, Fi2, Fd) ou pour directement utiliser le fluide (FD pour générer ledit au moins un flux de gaz et/ou de vapeur (F1, Fil, Fi2, Fa}.5. Le système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le fluide {FÜ} est présent sous forme de gaz et/ou de vapeur.7. Le système selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une battene électrique (800) configurée pour stocker une partie de l’électnicité générée par l'unité photovoltaïque (100).8. Le système selon les revendications 2 et 3, optionnellement en combinaison avec l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une résistance électrique (501, 502, 503} en contact thermique avec ledit au moins un matérian à changement de phase (201, 202, 203) comprend au moins deux résistances électriques {501, 502, 503) disposées en parallèle ou en série ; et/ou dans leguel la première branche thermique (410) comprend au moins deux sous-branches thermiques (411, 412, 413, 414) disposées en parallèle au sem du dispositif de stockage de chaleur (200).9. Le système selon les revendications 2 et 4, optionnellement en combinaison avec l’une quelconque des revendications précédentes. dans lequel le circuit électrique (500) comprend des moyens de contrôle (511, 521) configurés pour contrôler le passage de l'électricité générée par l'unité photovoltaïque (100) dans la première branche électrique (510) et dans la deuxième branche électrique (520).10. Le système selon les revendications 3 et 4, optionnellement en combinaison avec l’une quelconque des revendications précédentes, dans leguel le circuit thermique (400) comprend des moyens de contrôle (411, 421) configurés pour contrôler le passage du finde (FD) dans la première branche thermique (410) et dans la deuxième branche thermique (420).11. Le système selon les revendications 2, À ct 8, optionnellement en combinaison avec l’une quelconque des revendications précédentes, configuré pour allouer entre 25 % et 75 % de l'électricité générée par l’umté photovoltaïque (100) à ladite au moins une résistance électrique (501, 502, 503) en contact thermique avec ledit au moins un matériau à changement de phase (201, 202, 203), entre 25 % et 75 % de ladite électricité à ladite au moins une résistance électrique (504) en contact avec la deuxième branche thermique (420), et entre 0 % et 10 % de ladite électricité à ladite batterie électrique (800).12. Le système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’unité photovoltaïque (100) et le dispositif de stockage de chaleur (200) sont configurés pour opérer dans une gamme de températures entre 150 °C et 350 °C, de préférence entre 200 °C et 300 °C.13. Le système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un matériau à changement de phase (201, 202, 203} comprend un matériau situé en amont et un matériau situé on aval dans le sons de circulation du fluide (FD) ; dans lequel la température de fusion du matériau en amont est inférieure à la température de fusion du matériau en aval ; et/ou dans lequel la température de solidification du matériau en amont est inférieure à la température de solidification du matériau on aval.14 Le système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans loquel ledit au moins un maténau à changement de phase comprend l’un quelconque ou une combinaison des matériaux suivants : un matériau organique tel que des paraffines ou des acides gras, une combinaison potassium-acétate ou sodium-acétate, un mélange eutectique de sels fondus tel que le chlorure de potassium et le bromure de lithium, des métaux ct leurs alliages, des sels hydratés.15. Le système selon l’une quelconque des revendications 5-14, dans lequel le circuit thermique (400) comprend une première branche de génération {431} ct une deuxième branche de génération (432), une premiere vanne (441) dans la première branche de génération (431) et une deuxième vanne (442} dans la deuxième branche de génération (432), et une unité de pompage (430) configurée pour pomper le fluide (Fl) à travers la première branche de génération (431) et la deuxième branche de génération (432) ; et dans lequel ladite au mons une umts de génération (321, 322, 323, 324) comprend une première unité de génération (321) couplée à la première branche de génération (431) et une deuxième unité de génération (322) couplée à la deuxième branche de génération (432), un premier échangeur de chaleur {601} dans la première unité de génération (321) et un deuxième échangeur de chaleur (602) dans la deuxième unité de génération (322).16. Le système selon l’une quelconque des revendications 5-15, dans lequel une unité de generation (321) de ladite au moins une unité de génération comprend un échangeur de chaleur (601) ayant ane première branche dans laquelle circule un flux de gaz et/ou de vapeur {FI}, et une deuxième branche dans laquelle circule le fluide (FD, ledit échangeur de chaleur permettant de réguler la température dudit flux de gaz et/ou de vapeur (F1).17. Le système selon l’une quelconque des revendications 5-16, dans lequel ladite au moins une unité de génération comprend une premiere unité de génération {321}, une deuxième unité de génération (322), et un échangeur de chaleur (610) ayant une première branche dans laquelie circule le flux de gaz et/ou de vapeur (F1) généré par la première unité de génération (321). et une deuxième branche dans laguelle circule le flux de gaz et/ou de vapeur {Fil} généré par la deuxième unité de génération (322), ledit échangeur de chaleur (610) permettant de récupérer de l'énergie du flux de gaz ct/ou de vapeur (Fil) généré par la deuxième unité de génération (322) et passé à travers le compartiment de tratement (310).18. Le système selon la revendication 16 ou 17, comprenant un système de contrôle (700) configuré pour contrôler l’échangeur de chaleur (601, 610) afin de réguler la température du flux de gaz et/ou de vapeur (F1) généré par ladite unité de génération (321).19. Le système selon la revendication 18, comprenant en outre un ventilateur (361) disposé dans la première branche de l’échangeur de chaleur (601, 610}, et une vanne (371) disposée entre ladite première branche et une entrée d'air frais ; et dans lequel le système de contrôle {700} est configuré pour contrôler le ventilateur (361) et/ou la vanne (371).20. Le système selon l’une quelconque des revendications 5-19, dans lequel ladite au moins une unité de génération comprend une première unité de génération (321) et une deuxième unité de génération (322) ; et dans lequel la première unité de génération {321} est configurée pour directement utiliser au moins une partie du flux de gaz ct/ou de vapeur (F:1} généré par la deuxième unité de génération (322), de préférence une unité de génération en aval de ladite première unité de génération (321), et qui est passé à travers le compartiment de traitement (310), pour générer son propre flux de gaz et/ou de vapeur (FL).21. Le système selon la revendication 20, dans lequel la première unité de génération (321) comprend une vanne {381} configurée pour réguler le flux de gaz et/ou de vapeur de la deuxième unité de génération {322} vers la première unité de génération (321); et comprenant en outre un système de contrôle (700) configuré pour contrôler ladite vanne (381) afin de réguler la température et/ou la composition du flux de gaz et/ou de vapeur (F1) généré par la première unité de génération (321).22. Le sysième selon l’une quelconque des revendications 5-21, dans lequel l'appareil de torréfaction (300) comprend un système de transport (330) configuré pour transporter une couche (L) de matière particulaire (P} à travers le compartiment de traitement (310) comprenant une première zone (21), une ou plusieurs zones intermédiaires (Zil, Zi2} ct une dernière zone (7d) tel que la matière particulaire passe consécutivement à travers la première zone (Z1), les zones intermédiaires (Zil, 212}, et la dernière zone (Zd}.23. Le système selon la revendication 22, dans lequol le système de transport (330) comprend des moyens d'approvisionnement {340} configurés pour approvisionner la matière particulaire (P) de sorte que la couche (L} présente une épaisseur ne comprenant pas plus de 10 particules de matière particulaire (P}, telle que des fèves, de préférence pas plus de 3 particules, plus préférablement pas plus de 2 particules. 24, Le système selon l’une quelconque des revendications 5-23, dans lequel ladite au moins une unité de génération (321, 322, 323, 324} comprend : une première unité de génération (321) configurée pour générer un promier flux de gaz et/ou de vapeur (F1) à travers la première zone {Zl} ; une ou plusieurs unités de génération intermédiaires (322, 323) configurées pour générer un ou plusieurs flux de gaz et/ou de vapeur intermédiaires (Fil, F12} à travers la ou les zones intermédiaires (Zil, 212} ; une dernière unité de génération (324) configurée pour générer un dernier flux de gaz et/ou de vapeur {Fd} à travers la dernière zone (2d) : un système de contrôle (700) configuré pour contrôler ladite première unité de génération (321), ladite ou lesdites unités de génération intermédiaires (322, 323}, et ladite dernière unité de génération (324). tel que la couche (L} de matière particulaire (P) est préchauffée et séchée dans la première zone (21), torréfiée dans la ou les zones intermédiaires (Zil, Zi2), et refroidie dans la dernière zone {Zd).25. Le système selon la revendication 24, dans leguel le système de contrôle (700) est configuré pour utiliser au moins une partie du flux de gaz et/ou de vapeur qui est passé à travers une des zones (21, Zil, 712, Zd) pour générer le flux de gaz et/ou de vapeur d’une autre zone (Zl, Zil, 212, Zd}, de préférence d’une zone en amont de ladite zone.
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