<Desc/Clms Page number 1>
On sait que la conservation de nombreuses matières pé- rissables, et notamment des grains, est liée à l'établissement de conditions qui empêchent le développement des microorganismes. Or, ces conditions dépendent de deux facteurs essentiels : la tempéra- ture et le degré d'humidité.
On peut, en générale assurer la conservation soit en re- froidissant, soit en déshydratant la substance; il est ainsi pos- sible, pour chaque matière envisagée, de tracer sur un graphique où l'on porte en abscisse les températures, et en ordonnée, les teneurs en eau de la substance, une. courbe traduisant ce phénomène et sé- parant le plan de la figure en deux régions.
Pour une de ces régions,, tout point représentatif 'de la te-ner en eau pa rapport à la tem- pérature correspond à n état de danger de détérioration de la substance, tandis 'que dans l'autre, tout point analogue correspond
<Desc/Clms Page number 2>
à un état de danger de détérioration de la substance, tandis que dans l'autre, tout point analogue correspond à des conditions as- surant la conservation du produit.
Le phénomène n'étant pas définissable en toute rigueur, il est plus exact de dire que l'on délimite ainsi entre la zone de sé- curité d'une part et la zone de danger d'autre part, une zone in- termédiaire d'alerte.
Le problème de la conservation consistera donc à se placer dans des conditions d'humidité et de température telles que le point figuratif correspondant se trouve dans la zone de sécurité.
Dans ce but, on a déjà préconisé un procédé et des disposi- tifs dans lesquels le milieu gazeux où baigne la substance est en- traîné vers un évaporateur de machine frigorifique où il se refroi- dit et abandonne la plus grande partie de son humidité puis revient sur la substance après avoir été, au besoin, réchauffé par passage sur le condenseur de 'la machine.
Un tel dispositif est applicable, en particulier, à la con- servation des grains dans les silos.
Sous l'influence de cette circulation d'air sec, une partie de l'eau contenue dans le grain est éliminée et le grain se refroi- dit, car c'est lui qui fournit la chaleur de vaporisation de l'eau.
Il y a donc à la fois déshydratation et abaissement de température.
'On arrive alors rapidement dans la zone de conservation. Si sous l'influence de la respiration du grain ou sous l'influence d'un ap- port de chaleur extérieure, par exemple par les parois du silo, la température remonte et remet le grain en danger, il suffit de re- ,faire fonctionner l'appareil quelques heures pour rétablir la situa- tion.
L'expérience prouve que de tels dispositifs donnent des ré- sultats très satisfaisants s'il s'agit simplement de conserver du
<Desc/Clms Page number 3>
grain en silos, et plus particulièrement du blé.
Mais, pour certains grains récoltés fréquemment avec une forte'.teneur en eau comme le maïs, la déshydratation obtenue comme ci-dessus n'est pas suffisante. Il en est de même si un grain, comme le blé, primitivement stocké, doit être transporté dans un silo non pourvu- du dispositif en question.
La présente invention s'efforce de remédier à ces inconvé- nienbs. Elle,concerne des appareils destinés à assurer la conserva- tion et/ou la déshydratation de substances périssables et plus par- ticulièrement de grains, contenus dans une enceinte fermée. Ces ap- pareils présentent beaucoup de souplesse dans l'application et per- mettent, en particulier, soit la conservation de la substance sans déshydratation importante, soit, au contraire, sa déshydratation rapide, '
L'invention est essentiellement caractérisée par le fait que l'appareil comporte.,' en combinaison avec l'enceinte do conservation, une machine frigorifique comportant un évaporateur et au moins un condenseur et que l'on associe à ladite machine un dispositif où l'on peut effectuer un réchauffage de l'air avant son entrée dans 1' enceinte,
des moyens étant prévus pour assurer la circulation du gaz dans les différentes parties de l'appareil et pour que les dis- positifs constitués par l'évaporateur, le condenseur et le réchauf- four puissent à volonté avoir ou non une action sur.le gaz entrant dans, ou sortant de l'enceinte.
Selon l'invention, on peut ainsi soumettre le gaz entrant dans, ou sortant de l'enceinte à l'action d'un ou plusieurs des dis- positifs précités ou d'une quelconque 'de leurs combinaisons. Ce ré- sultat peut être obtenu notamment au moyen'; de canalisations at de vannes appropriées.
<Desc/Clms Page number 4>
Une autre caractéristique réside dans le fait que l'appa- reil, objet de l'invention, permet do traiter simultanément doux enceintes d'un morne groupe, la substance contenue dans l'une des enceintes étant , déshydratée tandis que la substance contenue dans la deuxième enceinte est plus spécialement refroidie.
-On va maintenant décrire l'invention plus en détail en l'appliquant au cas do la conservation dos grains dans les cellules d'un silo sans que cet exemple puisse en quoi que ce soit, être con- sidéré comme une limitation du domaine d'application de l'invention.
On se fèrora pour cela au dessin annexé sur lequel ; Fig. 1 est une représentation schématique du dispositif ap- pliqué à une seule cellule d'un silo
Fig. 2 est une vue analogue dans le cas où on utilise une batterie de deux cellules traitées simultanément.
L'installation représentée sur la figure 1 comprend une cellule 1 dans laquelle se trouve le grain. De la partie supérieure de la cellule part une tubulure 2 aboutissant à une vanne 3. Celle-ci permet soit de rejeter le gaz à l'extérieur par une tubulure 4, soit de l'envoyer par une tubulure 5 sur un évaporateur 6 d'une machine frigorifique. La sortie de cet évaporateur est raccordée à la tu- bulure d'aspiration 7 d'un ventilateur 8 dont la sortie est reliée au condenseur 9 de la.machine frigorifique par l'intermédiaire de la tubulure 10. La sortie du condenseur est reliée, par l'intermé- diaire d'une tubulure 11 à un réchauffeur 12. Ce dispositif est des- tiné à réchauffer le gaz avant son entrée dans la cellule.
Dans ce but, on peut utiliser tout dispositif de chauffage approprié, connu en soi, par exemple une résistance parcourue par un courant élec- trique ou un appareil de chauffage au gaz butane ou propane ou au mazout; à la sortie du réchauffeur 12 le gaz passe par un tube 13 qui débouche à la partie inférieure de la cellule.
<Desc/Clms Page number 5>
Conformément à une des caractéristiques essentielles de l'invention, il est possible d'utiliser chacun des organes du dis- positif .séparément' ou une combinaison quelconque de plusieurs de ces organes. Ceci est rendu possible, dans l'exemple choisi, grâce à des vannes à trois voies 14, 15, 16, associées à des tubulures by-pass 17 et 18. On peut ainsi éliminer du circuit un ou plusieurs des organes.
L'installation ainsi constituée peut être utilisée à plu- sieurs fins. On va donner, à titre d'exemples, quelques modes d'u- tilisation possible.. - ' 1er cas - stabilisation du grain mis on cellule
Dans 'ce cas, il suffît d'amener le grain dans la zone de conservation définie précédemment. S'il s'agit de blé, une légère déshydratation accompagnée d'une baisse de température convient parfaitement. Le r@chauffeur peut ne pas être utilisé. Il suffit do ne pas le faire fonctionner. Par contre, il faut faire fonction- ner la machine frigorifique et régler correctement. la vanne il), pour que, le ventilateur 8 étant misen marche, l'air extrait de la col- Iule passe sur l'évaporateur.
Il se refroidit, la vapeur d'eau qu'il contient se condense et il quitte, pratiquement déshydraté, l'évaporateur. On peut, dans certains cas, le renvoyer directement dans la cellule. Dans ce cas, les vannes 15 et 16 sont réglées pour que le gaz passe par le by-pass 18, puis suive le trajet Il - 12 - 13,
En général, on a intérêt à réchauffer le gaz par passage sur le condenseur ;. Il reprend alors à peu près la température qu'il avait avant son passage sur 1' évaporateur, mais en raison do son faible degré hygrométrique,il se charge rapidement de vapeur d'eau en rctraversant la cellule. La chaleur de vaporisation est fournie par le grain qui se refroidit tout on se déshydratant.
Au bout d'un certain temps,un état d'équilibre est atteint qui permet
<Desc/Clms Page number 6>
la conservation du grain. Par exemple, une cellule do 1000 quintaux est rafroidio do 6 à 7 Cen 48 heures avec une machine frigorifi- que do 4 CV assurant ainsi le passage du grain dans la zone de sé- curité.
2êmo cas .- Déshydratation rapide du grain à l'aide d'un gaz tra- vaillant en circuit ouvert -
L'utilisation do l'appareil on circuit fermée comme cola vient d'être décrit, ost indépendante dos conditions extérieures: température et degré hygrométrique de l'air ambiant, notamment.
C'est un grand avantage do ne pas être tributaire du climat pour effectuer un traitement. Mais ce mode de mise en oeuvre do l'inven- tion n'entraîne qu'une faible déshydratation, ce qui, suivant les cas, 'peut être un avantage ou un inconvénient.
Il peut arriver en effet qu'une déshydratation importante et rapide du grain soit nécessaire. Ceci se produit notamment si le grain doit quitter la cellule pour être entreposé dans une on- ceinte dépourvue de. moyens do conservation ou pour certaines espèces do grains à forto teneur on eau comma le mais qui, récolté par temps chaud et humide, fermente avec une grande rapidité. Dans ce cas, une déshydratation rapide s'impose. Le dispositif, objet de l'invention, le permet sans pour cela élever fortement la tempéra- ture et par conséquent, on conservant au grain toutes ses proprié- tés. On met alors le réchauffeur 12 on marche en le réglant do telle sorte qu'à la sortie de cet appareil la température du gaz ne soit supérieure que de quelques degrés à celle du grain dans la cellule.
Au cours du traitement cette condition sera maintenue par réglage du réchauffeur, ce réglage'pouvant être automatique. Si la tempéra- ture du gaz est trop élevée, lc gaz se charge d'une quantité impor- tante de vapcur d'eau dès son arrivée au bas de la cellule. En mon- tant, il se refroidit et de l'eau se condense sur le grain. Pour
<Desc/Clms Page number 7>
éviter cette condensation, il faut que la différence do température entre l'air sec qui arrive et le grain, soit faible, do l'ordre do 5 à' 7 C. Dans ces conditions, si l'on désire enlever beaucoup d'eau, il est nécessaire d'avoir un grand débit do gaz. C'est pourquoi il peut être avantageux do prévoir un ventilateur supplémentaire 19 à grand débit placé sur la tubulure 11.
Il importo do souligner qu'une des caractéristiques de l'invention réside dans l'utilisation d'un grand débit de' gaz soc à une température légèrement supérieure à colle do la substance à déshydrater. Au contact de ce courant gazeux, le grain se déshydrate'et s'échauffe peu à pou, sans atteindra une température dangereuse. Avec le ble, on peut atteindre sans danger 35 C. L'expérience prouve qu'avec un réchauffeur de 40.000 calories on diminue do un point le degré d'humidité du grain contenu dans une cellule do 1000 quintaux on. 12 à 15 heures.
Dans cos conditions, la quantité d'eau enlevée au grain est très importante. Si le gaz ainsi chargé do vapeur d'eau passait directement sur l'ê'vaporateur 6 de la machine frigorifique, il faudrait quo cette dernière soit très puissante pour condenser la totalité do l'eau. C'est pourquoi on travaillera en circuit ouvert.
C'est-à-dire que l'air humide et chaud sera rejeté à l'extérieur par une tubulure 20 établie au sommet du silo et pourvue d'une van- no 21 qui sera ouverte on la circonstance. La machine puisera l'air extérieur par la tubulure 4 grâce à la vanne 3 qui sera réglée pour que l'air arrivant par la tubulure 4 passe ensuite par la tubulure 5 .Cet air sera déshydraté par passage sur l'évaporateur 6.
Il importe d'insister sur l'intérêt qu'il y a à envoyer dans la cellule un gaz a-issi sec que possible surtout en début d'o- pération lorsque la température du grain est basse. La vitesse do déshydratation est en effet fonction,toutos choses égales par ail- leurs, de la différence entre la quantité d'eau contenue dans lo ,
<Desc/Clms Page number 8>
grain et, 10 degré hygrométrique du gaz qui entoure le grain. On a indiqué ci-dessus les' raisons pour lesquelles la température du gaz ne peut 'âtre très supérieure à colle du grain, c'est pourquoi il y a un grand intérêt à déshydrater le gaz.
Dans certains cas, lorsque l'air est particulièrement soc, on peut être tenté de ne pas faire fonctionner la machine frigori- fiquo ot de se contenter d'actionner le réchauffeur. On réglera alors la vanne 16 de façon que l'air arrive directement par une tu- bulure 22 piquée sur ladite vanne. Si l'on tient compte de la quan- tité d'air supplémentaire â faire passer dans la cellule, pour at- teindre un degré de déshydratation donné, et do l'énergie néces- saire correspondante, il est rare que l'on ait intérêt à opérer ainsi. On l'indique toutefois pour montrer cotte nouvelle possibi- lité do l'utilisation du dispositif, objet de l'invention.
3ème cas - Traitement simultané de deux cellules -
Le dispositif, objet de l'invention, peut facilement être adapté pour traiter deux cellules à la fois: une cellule est déshy- dratée tandis que l'autre, primitivement déshydratée, est refroidie.
C'est un mode opératoire intéressant lorsqu'on doit sécher rapide- ment de grandes quantités de grains. Plusieurs montages permettent d'atteindre ce résultat. L'un d'eux est très schématiquement re- présenté à titre de variante sur la figure 2. Los organes princi- paux ont été/représentés par les mêmes chiffres de référence sur les figs. 1 et 2.
En 3a, 3b, 3c, aboutissent les extrémités des tubulures 5, 2 et 2' respectivement. Les liaisbns entre ces tubulures s'ef- @ fectuent au moyen d'un carter creux 24 posé sur deux de cos ouver- @ tures. Il en est do môme pour les extrémités 15a, 15b, 15c, 15d des tubulures 10, 18, 32 et 18' respectivement qui peuvent être raccordées par un carter creux 25. Desbouchons appropriés permet-
<Desc/Clms Page number 9>
tant d'obturer certaines des ouvertures lorsque cola est nécos- sairc . ' @
On va examiner le cas où la cellule 1 est en cours do ro- froidissement et la cellule 1' on cours do séchage. On établit les liaisons 3a - 3b et 15b - 15± .
La vanne 23 est placée dans la position voulue pour empocher le passage dos gaz venant do la tu- bulure 13. En mettant on marche le ventilateur 8 et la machino frigorifique; le circuit des gaz s'établit ainsi :
Le gaz provenant de la cellule 1 suit le trajet 2 - 3b - 3a - 5, puis passe sur 1' évaporateur 6 où il se.déshydrate et so refroidit ; il traverse alors le ventilateur 8 et parvient au bas de la cellule en suivant le trajet 15c -15b - 18 - 13.
Si la cellule 1 a été primitivement réchauffée et déshy- dratée comme on va 1'indiquer pour la cellule l', on arrive rapi- dement à un refroidissement'au cours duquel s'achève la déshydra- tation et qui amène le grain situé on 1 à une température suffisam- ment basse pour assurer sa conservation.
Simultanément, la cellule l' s'est réchauffée ot déshydra- tée on circuit ouverte L'air aspiré par le ventilateur à grand débit 19 pénètre par l'ouverture 15a.. la tubulure 10, traverse le condenseur 9 où il commence à se réchauffer, puis le ventila- teur 19 et le r&chauffeur 12, Il passe ensuite par la vanno 23 et la tubulure 13' avant do pénétrer au bas do la cellule l' dont il sort par la tubulure 2' et l'ouverture 3c. Pondant co traite- mont, L'ouverture 15d a été obturée. Un réglage automatique, fa- cile à concevoir, permet' de maintenir la température de l'air sor- tant du réchauffeur à une valeur voisine ot légèrement supérieure à celle du grain.
En fin d'opération, la température du grain peut atteindre sans danger 35 C, car dès que le séchage est jugé suffisant, on
<Desc/Clms Page number 10>
met la 'cellule 1' on refroidissement. Il suffit pour cela do modi- fier les connexions de manière à établir les liaisons 3a -3c, 15c - 15d , et cn orientant la vanne 23 afin d'isoler. la tubulure 13' ot d'établir la liaison entre 12 ot 13. La cellule 1 peut alors être mise on séchage si'on le désire, en obturant l'ouverture 15b.
Dans une installation comportant un grand nombre do cellu- les, on peut avec un seul dispositif sécher et refroidir rapidement les cellules les unes après les autres, sans transvasement dos grain;: et'sans perte de temps, puisqu'on travaille constamment sur doux collulcs à la fois. Pour cela, il faut évidemment prévoir aux doux points de jonction 3 et 15 l'arrivée d'un plus grand nombre do tu- bulurcs ot modifier on conséquence la vanne 23.
Sur les figures 1 et 2 du dessin annexé, on a représenté les divers organes formant le dispositif, très séparés lcs uns des autresdans le but de bien mettre en évidence les liaisons qui existent ou peuvent, exister entre eux, mais il est bien évident que les dispositions relatives de cos divers organes peuvent être modi- fiées, notamment dans le but de réduire au minimum les pertes de charge.
En résumée avec le dispositif qui vient d'être décrit on dessèche le grain en utilisant un air séché par le froid, réchauffé par le condenseur do la machine frigorifique fonctionnant en pompe do chaleur avoc adjonction d'un réchauffeur thermique quelconque, l'air étant alors à une température légèrement supérieure à celle du grain de façon que la masse de grain puisse être échauffée uni- formément. L'air ayant servi est ensuite rejeté dans l'atmosphère.
Le dispositif permet ensuite de refroidir la cellule lorsque, ayant été réchauffée pour l'assécher, il est nécessaire de descendre la température de la masse du grain à une valeur telle que sa conscr- vation soit assurée.