La présente invention se rapporte d'une façon générale à des procédés et à des appareils pour engendrer des gaz spéciaux convenant au traitement de diverses matières organiques, y compris des produits alimentaires.
<EMI ID=1.1>
1949 on a décrit un procédé efficace pour le traitement et la préservation de divers produits alimentaires.Selon ce procédé, on utilise un gaz spécial de traitement obtenu par la combustion du gaz naturel ou d'un carburant d'hydrocarbure analogue, en présence d'une certaine quantité d'air comburant, inférieure à celle nécessaire pour la combustion complète.. Lorsqu'on le prépare à partir d'un carburant gazeux naturel selon le procédé décrit dans ce brevet, ce gaz contient de l'azote, de l'anhydride carbonique, de l'oxyde de carbone.de l'hydrogène et
de l'acetylène, avec de petites quantités de produits gazeux très actifs (que l'on appelera par la suite "produits de saturation"), dont on. croit pouvoir expliquer la présence par les inter-réactions de l'hydrogène, de l'anhydride carbonique, de l'oxyde de carbone et d'hydrocarbures non saturés, en présence de vapeur d'eau. Lorsqu'on met des produits alimentaires ou d'autres matières organiques ayant tendance à s'abîmer par suite de l'action enzymique, en contact avec un tel gaz spécial, les bio-catalyseurs associés à l'action enzymique sont neutralisés, en empêchant de ce fait l'oxydation par l'oxygène ..-de l'air et d'autres réactions enzymiques indésirables. L'application à l'échelle industrielle du procédé décrit dans le bre-
<EMI ID=2.1>
procédé et d'un appareil capables de produire un gaz ayant les propriétés voulues et donnant toute sécurité de fonctionnement. Cette circonstance peut s'expliquer par le fait que les facteurs influant sur la production des produits actifs prêches n'avaient pas été pleinement compris et, en conséquence, n'avaient pas été pris en ligne de compte pour la production
du gaz recherché.
D'une manière générale, la présente invention a pour objet essentiel un procédé de production d'un gaz et un appareil capable de produire un gaz spécial de haute efficacité destiné au traitement de produits alimentaires et d'autres matières organiques, avec un grand degré de sécurité et de constance en ce qui.concerne la présence des composés actifs désirés.
L'invention a pour autre objet un procédé et un appareil du type précité, permettant d'obtenir un rapport prédéterminé entre certains facteurs critiques influant sur la production du gaz désiré.
D'autres objets et particularités de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre en référence aux dessins annexés, représentant des modes de réalisation préférés de l'appareil selon l'invention*
Sur ces dessins :
La figure 1 est une vue schématique montrant les différentes pièces de l'équipement servant à la production du gaz; La figure 2. est une coupe longitudinale représentant schématiquement la cornue.; et La figure 3 est un graphique montrant la relation entre, d'une part, le rapport air: gaz carburant (porté en abeisse), et d'autre part la quantité de certains gaz présents, en particulier l'anhydride carbonique, l'oxyde de carbone, l'hydrogène, l'oxygène et le méthane (portée en ordonnée).
La présente invention est basée sur la constatation faite par les demandeurs, selon laquelle la production d'un gaz traitant ayant lès propriétés désirées, c'est à dire un gaz contenant les composés gazeux actifs désirés, dépend du maintien d'un rapport prédéterminé entre certains facteurs. Ces facteurs sont la quantité du gaz carburant alimenté à la chambre de combustion de la cornue, le rapport entre le gaz carburant et l'air comburant mélangé à ce dernier, la superficie
de la surface exposée du revêtement réfractaire interne de la cornue dans laquelle le gaz est brûlée la température de ce revêtement réfractaire interne.et le volume de la chambre de combustion par unité de surface du revêtement réfractaire de -
celle-ci.
Le réglage de ces facteurs entre certaines limites déterminées, comme il sera expliqué ci-dessous, permet d'obtenir un gaz présentant les propriétés désirées.
L'appareil représenté sur la figure 1 comprend une
<EMI ID=3.1>
comporte un revêtement interne réfractaire, et ce revêtement est entouré extérieurement d'une chemise dans laquelle circule l'eau de refroidissement, comme on peut le voir sur le dessin. On peut alimenter le gaz carburant, qui dans un exemple type est constitué par du gaz naturel, par un régulateur-détendeur
<EMI ID=4.1>
carburant et l'air se combinent dans un mélangeur 14. d'où
ils sont pompés au brûleur 16.
On voit que les produits de combustion de la.cornue
10 sont déchargés par le dispositif de refroidissement primaire
12. qui, suivant un mode de réalisation type, consiste en un conduit pour le passage du gaz entouré d'une chemise d'eau. Du refroidisseur 17, on voit que le gaz est déchargé vers un dispositif de refroidissement secondaire 18, consistant en conduits échangeurs de chaleur entourés d'une chemise d'eau. Le gaz refroidi quitte le refroidisseur 18 et passe par un sépa-
<EMI ID=5.1>
traînées par le gaz; le gaz est alors prêt à servir. On peut le pomper dans un récipient de stockage 21, d'où il est refoulé, en passant par un filtre 22 et par un régulateur-détendeur
<EMI ID=6.1>
avec les produits alimentaires ou autres matières organiques. Dans certains cas, le récipient de stockage est inutile.
La cornue représentée sur la figure 2 consiste simple- <EMI ID=7.1> .la matière réfractaire utilisée doit être capable de constituer une surface catalytique, et peut consister par exemple en briques réfractaires de silice de haute qualité (par exemple,
<EMI ID=8.1>
les pourcentages de certains gaz présents, et la variation de ces pourcentages par rapport aux variations de la proportion entre l'air et le gaz sont indiqués sur le graphique de la figure 3. La partie verticale hachurée indique les gammes des divers gaz donnant un résultat optimum. La quantité d'azote présent est supérieure à 15 % et n'apparaît donc pas sur le graphique. Dans la partie hachurée, la quantité d'azote présent
<EMI ID=9.1>
noter, que dans les limites optima indiquées, ces gaz ne contiennent pas d'oxygène, ou en d'autres termes que leur teneur en oxygène est nulle. Une légère contamination par oxygène
<EMI ID=10.1>
du gaz sans en affecter l'efficacité. Pour fournir un gaz qui est efficace pour empêcher la formation de bio-catalyseurs et de ce fait évite la détérioration des produits par action enzymique, il est nécessaire d'ajouter d'autres gaz actifs (non saturés) comme il a été dit plus haut, bien que le pourcentage de tels gaz puisse être trop faible pour en permettre une analyse précise. Le procédé de la présente invention permet
de produire un gaz dans les limites des pourcentages qui ressortent de la figure 3, tout en fournissant des quantités efficaces des composés gazeux actifs additionnels.
Avec la coxnue du type représenté sur la figure 2 et <EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
refroidissement par eau. De plus,, la chambre de combustion elle-même a un volume défini par rapport à la superficie de la
<EMI ID=13.1>
pouvoir utiliser au mieux la présente invention, un rapport entre ces divers facteurs s'établit comme suit: Pour chaque dm<3>
<EMI ID=14.1>
réfractaire catalytique exposée. De plus, on maintient la proportion de l'air par rapport au gaz de combustion de façon à rester dans les limites indiquées par-la surface hachurée de la <EMI ID=15.1> de gaz. Cette quantité d'air est inférieure à celle qui aurait été nécessaire pour la combustion totale. Le respect des rapporte indiqués entre ces divers facteurs permet d'effectuer la combustion dans des conditions telles que l'on produira les composés gazeux actifs recherchée (c'est à dire des produits non saturés), et de plus on traite ces composés de façon à ne pas
les détruire avant que le gaz ne quitte la cornue. Une augmentation de la superficie de la surface catalytique au delà des limites indiquées a pour effet de les détruire et réduirait ainsi la quantité des composés actifs gazeux. La même observation s'applique à un accroissement de la température de la surface du revêtement, qui a également tendance à détruire les composés gazeux désirés. Outre qu'il permet la production d'un
The present invention relates generally to methods and apparatuses for generating specialty gases suitable for the treatment of various organic materials, including food products.
<EMI ID = 1.1>
1949, an efficient process for the treatment and preservation of various food products was described, according to this process, a special process gas obtained by the combustion of natural gas or a similar hydrocarbon fuel in the presence of a certain quantity of combustion air, less than that necessary for complete combustion. When it is prepared from a natural gaseous fuel according to the process described in this patent, this gas contains nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen and
acetylene, with small quantities of very active gaseous products (which will be called "saturation products" hereafter), of which one. believes he can explain the presence by the inter-reactions of hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and unsaturated hydrocarbons, in the presence of water vapor. When food products or other organic matter which has a tendency to spoil as a result of the enzymic action, come into contact with such a special gas, the bio-catalysts associated with the enzymic action are neutralized, preventing hence oxygen oxidation of air and other undesirable enzymic reactions. The application on an industrial scale of the process described in the patent
<EMI ID = 2.1>
process and apparatus capable of producing a gas having the desired properties and giving full operational safety. This circumstance can be explained by the fact that the factors influencing the production of the active preaching products had not been fully understood and, therefore, had not been taken into account for the production.
of the desired gas.
In general, the main object of the present invention is a process for producing a gas and an apparatus capable of producing a special gas of high efficiency for the treatment of food products and other organic materials, to a large degree. safety and consistency with regard to the presence of the desired active compounds.
Another object of the invention is a method and apparatus of the aforementioned type, making it possible to obtain a predetermined relationship between certain critical factors influencing the production of the desired gas.
Other objects and features of the present invention will be better understood on reading the detailed description which follows with reference to the appended drawings, showing preferred embodiments of the apparatus according to the invention *
On these drawings:
Figure 1 is a schematic view showing the different parts of the equipment used for the production of gas; Figure 2. is a longitudinal section showing schematically the retort; and FIG. 3 is a graph showing the relationship between, on the one hand, the air: fuel gas ratio (shown in abeisse), and on the other hand the quantity of certain gases present, in particular carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, oxygen and methane (plotted on the y-axis).
The present invention is based on the finding made by applicants that the production of a treating gas having the desired properties, i.e. a gas containing the desired active gaseous compounds, depends on maintaining a predetermined ratio between certain factors. These factors are the quantity of fuel gas supplied to the retort combustion chamber, the ratio of the fuel gas to the combustion air mixed with the latter, the surface area
of the exposed surface of the internal refractory lining of the retort in which the gas is burned the temperature of that internal refractory lining. and the volume of the combustion chamber per unit area of the refractory lining of -
this one.
Adjusting these factors between certain determined limits, as will be explained below, makes it possible to obtain a gas having the desired properties.
The apparatus shown in Figure 1 comprises a
<EMI ID = 3.1>
has an internal refractory lining, and this lining is surrounded on the outside by a jacket in which the cooling water circulates, as can be seen in the drawing. The fuel gas, which in a typical example consists of natural gas, can be supplied by a regulator-expansion valve
<EMI ID = 4.1>
fuel and air combine in a mixer 14. hence
they are pumped to the burner 16.
We see that the combustion products of the cornue
10 are discharged by the primary cooling device
12. which, according to a typical embodiment, consists of a conduit for the passage of gas surrounded by a water jacket. From the cooler 17, it can be seen that the gas is discharged to a secondary cooling device 18, consisting of heat exchanger ducts surrounded by a water jacket. The cooled gas leaves the cooler 18 and passes through a separator.
<EMI ID = 5.1>
dragged by gas; the gas is then ready to serve. It can be pumped into a storage container 21, from where it is discharged, passing through a filter 22 and through a regulator-expansion valve.
<EMI ID = 6.1>
with food products or other organic matter. In some cases, the storage container is unnecessary.
The retort shown in Figure 2 consists of simple - <EMI ID = 7.1>. The refractory material used should be capable of constituting a catalytic surface, and may consist, for example, of high quality silica refractory bricks (for example,
<EMI ID = 8.1>
the percentages of certain gases present, and the variation of these percentages with respect to the variations of the proportion between the air and the gas are indicated on the graph of figure 3. The hatched vertical part indicates the ranges of the various gases giving a result optimum. The amount of nitrogen present is greater than 15% and therefore does not appear on the graph. In the hatched part, the quantity of nitrogen present
<EMI ID = 9.1>
note, that within the optimum limits indicated, these gases do not contain oxygen, or in other words that their oxygen content is zero. Slight oxygen contamination
<EMI ID = 10.1>
gas without affecting its efficiency. In order to provide a gas which is effective in preventing the formation of bio-catalysts and thereby avoids the deterioration of the products by enzymic action, it is necessary to add other active gases (unsaturated) as mentioned above. , although the percentage of such gases may be too low to allow an accurate analysis. The method of the present invention allows
to produce a gas within the limits of the percentages which emerge from Figure 3, while providing effective amounts of the additional active gaseous compounds.
With the coxnue of the type shown in figure 2 and <EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1>
water cooling. In addition, the combustion chamber itself has a defined volume relative to the area of the
<EMI ID = 13.1>
to be able to make the best use of the present invention, a relationship between these various factors is established as follows: For each dm <3>
<EMI ID = 14.1>
exposed catalytic refractory. In addition, the proportion of air relative to the combustion gas is maintained so as to remain within the limits indicated by the hatched area of the gas <EMI ID = 15.1>. This quantity of air is less than that which would have been necessary for total combustion. Compliance with the ratios indicated between these various factors allows the combustion to be carried out under conditions such that the desired active gaseous compounds will be produced (that is to say unsaturated products), and moreover these compounds are treated in a manner not to
destroy them before the gas leaves the retort. An increase in the surface area of the catalytic surface beyond the limits indicated has the effect of destroying them and would thus reduce the quantity of gaseous active compounds. The same observation applies to an increase in the temperature of the coating surface, which also tends to destroy the desired gaseous compounds. Besides that it allows the production of a