CA3118203A1 - Reacteur a micro-ondes pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en ecoulement - Google Patents

Abstract

Réacteur à micro-ondes (1,1') comprenant: -un tube d'écoulement transparent aux micro-ondes, s'étendant longitudinalement selon un axe d'écoulement (20) pour un écoulement d'un milieu fluidique; -un guide d'ondes d'entrée (4) s'étendant selon un axe de propagation (40) orthogonal à l'axe d'écoulement, ayant une section rectangulaire avec deux grands côtés parallèles à l'axe d'écoulement et deux petits côtés orthogonaux à l'axe d'écoulement; -une enceinte (3) à l'intérieur de laquelle s'étend le tube d'écoulement, réalisée dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes, présentant une dimension latérale supérieure à la petite dimension des petits côtés du guide d'ondes d'entrée, ledit guide d'ondes d'entrée étant fixé transversalement sur l'enceinte qui présente une fenêtre d'entrée entourée par le guide d'ondes d'entrée pour une propagation de micro-ondes à travers la fenêtre d'entrée à l'intérieur de l'enceinte.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Réacteur à micro-ondes pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement La présente invention se rapporte à un réacteur à micro-ondes pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, ainsi qu'a une installation à micro-ondes associée et à un procédé de traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement.
L'invention se situe dans le domaine du traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, tel qu'un milieu liquide, un milieu visqueux, un milieu pâteux, un milieu en mélange diphasiques liquide/solide ou liquide/gaz.
L'invention trouve une application favorite, mais non limitative, dans le traitement thermique continu par micro-ondes de produits pompables, notamment de produits agroalimentaires et notamment de produits liquides homogènes ou de produits avec morceaux distribués régulièrement dans une phase suffisamment porteuse.
En référence à la figure 1, il est connu de l'état de la technique d'employer un réacteur à micro-ondes RM, appelé généralement réacteur downstream , comprenant un tube d'écoulement TE en matière transparente aux micro-ondes, un guide d'ondes GO raccordé à un générateur micro-ondes et couplé au tube d'écoulement TE pour un traitement continu par micro-ondes du milieu fluidique, et une enceinte EN à l'intérieur de laquelle s'étend au moins en partie le tube d'écoulement TE, une telle enceinte EN étant réalisée dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes.
Comme visible sur cette figure 1, il est classique d'avoir, d'une part, un tube d'écoulement TE s'étendant longitudinalement selon un axe d'écoulement et, d'autre part, un guide d'ondes GO ayant une section rectangulaire avec deux grands côtés GC (i.e. côtés ayant la plus grande dimension) et deux petits côtés PC (ie. côtés ayant la plus petite dimension), où
les grands côtés GC du guide d'ondes GO sont orthogonaux à l'axe d'écoulement, tandis que les petits côtés PC du guide d'ondes GO sont parallèles à l'axe d'écoulement.
Un tel réacteur downstream , également décrit, par exemple, par le document US 2006/0213759, s'avère relativement efficace pour des milieux fluidiques peu absorbants, c'est-à-dire ayant un faible coefficient de perte

2 diélectrique (ou un faible angle de perte, une faible tangente de perte, une faible tangente delta ou un faible facteur de pertes). En effet, avec un milieu fluidique peu absorbant, les microondes traversent assez facilement le milieu fluidique car les pertes diélectriques sont faibles et de plus le champ absorbé dans le milieu fluidique est assez homogène.
Par contre, un tel réacteur downstream s'avère relativement peu efficace pour des milieux fluidiques absorbants, voire très absorbants, c'est-à-dire ayant un fort coefficient de perte diélectrique (ou un fort angle de perte, une forte tangente de perte, une forte tangente delta ou un fort facteur de pertes), comme par exemple des milieux à base d'eau, certains solvants pour l'extraction, des produits agro-alimentaires comme de la compote, certains produits chimiques, etc.
En effet, comme représenté sur la figure 3, le champ électrique (Ey) dans un guide d'onde de section rectangulaire est typiquement distribué
parallèlement aux petits côtés (b) du guide d'onde, et est maximum aux milieux des grands côtés (a) du guide d'onde. Ainsi, dans le cas d'un réacteur downstream avec un milieu fluidique absorbant, le champ électrique va, d'une part, avoir du mal à pénétrer dans le milieu et, d'autre part, réfléchir les ondes car le champ électrique va voir une frontière et un changement très brutal des pertes diélectriques au niveau du tube d'écoulement parce que:
- le champ électrique est parallèle aux petits côtés PC du guide d'ondes GO
et est donc parallèle au tube d'écoulement TE dans lequel s'écoule le milieu fluidique, et - le champ électrique est maximum aux milieux des grands côtés GO du guide d'ondes GO, soit à l'endroit où est placé le tube d'écoulement TE.
En conséquence, dans un réacteur downstream , le champ électrique va comme rencontrer un miroir et être en grande partie, ou du moins dans une proportion non négligeable, réfléchi vers le générateur micro-ondes, quand à la partie du champ absorbée, elle ne le sera que du côté du générateur micro-ondes car les ondes ne peuvent traverser le milieu fluidique absorbant.
En conséquence, cette conformation du réacteur downstream crée localement un point chaud, et le chauffage devient donc hétérogène et inefficace.
La présente invention a notamment pour but de proposer un réacteur à micro-ondes pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, qui soit particulièrement adapté à la fois pour les milieux fluidiques peu absorbants et aussi pour les milieux fluidiques très absorbants.

3 Un but de l'invention est de permettre un chauffage homogène ou uniforme, sans point chaud localisé au niveau du milieu fluidique.
A cet effet, elle propose un réacteur à micro-ondes pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, un tel réacteur à micro-ondes comprenant :
- un tube d'écoulement, en matière transparente aux micro-ondes, s'étendant longitudinalement selon un axe d'écoulement pour un écoulement du milieu fluidique le long dudit axe d'écoulement ;
- un guide d'ondes d'entrée s'étendant selon un axe de propagation pour une .. propagation de micro-ondes le long dudit axe de propagation, ledit guide d'ondes d'entrée ayant une section rectangulaire avec deux grands côtés définissant une grande dimension et deux petits côtés définissant une petite dimension inférieure à la grande dimension, et ledit guide d'ondes d'entrée étant couplé au tube d'écoulement pour un traitement continu par micro-ondes du milieu fluidique, avec l'axe d'écoulement orthogonal à l'axe de propagation ; et - une enceinte à l'intérieur de laquelle s'étend au moins en partie le tube d'écoulement, ladite enceinte étant réalisée dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes et s'étendant longitudinalement selon l'axe d'écoulement ;
le réacteur à micro-ondes selon l'invention étant remarquable en ce que:
- les grands côtés du guide d'ondes d'entrée sont parallèles à l'axe d'écoulement, tandis que les petits côtés du guide d'ondes d'entrée sont orthogonaux à l'axe d'écoulement ;
- l'enceinte présente une dimension latérale mesurée parallèlement aux petits côtés du guide d'ondes d'entrée, ladite dimension latérale étant supérieure à
la petite dimension du guide d'ondes d'entrée, ledit guide d'ondes d'entrée étant fixé transversalement sur l'enceinte, ladite enceinte présentant une fenêtre d'entrée entourée par le guide d'ondes d'entrée pour une propagation de micro-ondes à travers la fenêtre d'entrée à l'intérieur de l'enceinte ; et - l'enceinte s'étend longitudinalement selon l'axe d'écoulement sur une longueur d'enceinte donnée entre une première extrémité et une seconde extrémité
opposées, ladite longueur d'enceinte étant strictement supérieure à la grande dimension du guide d'ondes d'entrée.
Ainsi, avec un tel réacteur selon l'invention, le champ électrique est parallèle aux petits côtés du guide d'ondes d'entrée et est donc orthogonal (ou perpendiculaire) au tube d'écoulement dans lequel s'écoule le milieu fluidique,

4 et ainsi le champ électrique ne verra pas de frontière ni de transition brutale vers de fortes pertes diélectriques car il pourra contourner le tube d'écoulement, même dans le cas de milieux fluidiques absorbants ou à fortes pertes diélectriques.
Par ailleurs, ce couplage entre le guide d'ondes d'entrée et le tube d'écoulement va favoriser la pénétration des ondes tout autour du tube, créant ainsi un chauffage plus uniforme sur la section du tube d'écoulement.
Pour favoriser une pénétration progressive des ondes le long du tube d'écoulement, ce dernier est entouré par une enceinte formant une cavité
s'étendant de chaque côté du guide d'ondes d'entrée, et ainsi l'onde va rester progressive et être absorbée en quasi-totalité avant d'atteindre les extrémités du tube d'écoulement.
Selon une possibilité, la longueur d'enceinte est entre 1,5 fois et 6 fois supérieure à la grande dimension du guide d'ondes d'entrée.
Cette caractéristique permet d'assurer une absorption progressive des micro-ondes par un milieu fluidique absorbant, et d'éviter l'apparition d'un phénomène de résonance à l'intérieur de l'enceinte : lorsque cette enceinte présente une longueur d'enceinte inférieure ou égale à la grande dimension du guide d'ondes d'entrée, l'absorption des micro-ondes n'est pas progressive le long de l'axe d'écoulement, favorisant ainsi la formation de points chauds à
l'intérieur du milieu fluidique, menant à un chauffage hétérogène de celui-ci.

Dans une réalisation avantageuse, l'enceinte est de section circulaire avec un diamètre correspondant à la dimension latérale.
Selon une possibilité, la fenêtre d'entrée est délimitée par deux bords longitudinaux parallèles aux grands côtés du guide d'ondes d'entrée et par deux bords latéraux parallèles aux petits côtés du guide d'ondes d'entrée, où les bords longitudinaux présentent une longueur inférieure ou égale à la grande dimension et les bords latéraux présentent une longueur inférieure ou égale à la petite dimension.
Ainsi, la fenêtre d'entrée est de section rectangulaire équivalente ou plus petite que la section rectangulaire du guide d'ondes d'entrée.
Avantageusement, les bords longitudinaux de la fenêtre d'entrée présentent une longueur inférieure à la grande dimension et les bords latéraux de la fenêtre d'entrée présentent une longueur égale à la petite dimension, de sorte que la fenêtre d'entrée forme un iris d'entrée.

Ainsi, le guide d'onde d'entrée est fixé à l'enceinte par une fenêtre d'entrée ayant pour caractéristique des bords longitudinaux plus petits que les grands côtés du guide d'onde d'entrée, formant ainsi un iris d'entrée. Un tel iris d'entrée est un paramètre important sur lequel l'utilisateur peut jouer en

5 modélisation pour s'adapter au milieu fluidique en écoulement à des fins d'optimisation du traitement.
En particulier, la forme en iris de la fenêtre d'entrée provoque une modification du module des micro-ondes traversant un tel iris d'entrée, permettant d'améliorer la pénétration de ces micro-ondes dans le milieu fluidique circulant dans le tube d'écoulement.
Ainsi, grâce à la présence d'un iris d'entrée, il est possible d'optimiser le dimensionnement d'un réacteur à micro-ondes selon l'invention en adaptant, par exemple, la taille de cet iris d'entrée à un produit particulier amené
à circuler dans le tube d'écoulement.
Par contre, si les bords longitudinaux de la fenêtre d'entrée présentent une longueur équivalente à la grande dimension, alors la fenêtre d'entrée ne forme pas un iris d'entrée.
Selon une possibilité, l'enceinte ne comporte aucun élément interne disposé entre la fenêtre d'entrée et le tube d'écoulement.
En d'autres termes, la portion de l'enceinte se trouvant entre la fenêtre d'entrée et le tube d'écoulement est inoccupée et ne présente en particulier aucun élément susceptible de modifier ou d'entraver la propagation des micro-ondes depuis la fenêtre d'entrée jusqu'au tube d'écoulement.
En particulier, l'enceinte ne comporte aucun dispositif de mise en circulation d'un fluide de refroidissement autour dudit tube d'écoulement, permettant de contrôler la température du milieu fluidique en écoulement dans ce dernier.
En effet, il est connu de l'état de la technique de faire circuler un tel fluide de refroidissement dans un tube hélicoïdal ceignant le tube d'écoulement :
ce tube hélicoïdal est alors positionné parallèlement aux petits côtés du guide d'ondes d'entrée (et donc parallèlement au champ électrique des micro-ondes circulant dans celui-ci) et empêche la propagation des micro-ondes dans le tube d'écoulement.
Ainsi, en n'interposant aucun élément dans le cavité définie par l'enceinte entre la fenêtre d'entrée et le tube d'écoulement, il est possible de

6 garantir une meilleure pénétration des micro-ondes dans le milieu fluidique à
l'intérieur du tube d'écoulement.
Dans une réalisation particulière, le réacteur à micro-ondes comprend un guide d'ondes de sortie fixé transversalement sur l'enceinte de manière diamétralement opposée au guide d'ondes d'entrée, où :
- ledit guide d'ondes de sortie s'étend selon l'axe de propagation et a une section rectangulaire avec deux grands côtés définissant une grande dimension et deux petits côtés définissant une petite dimension inférieure à la grande dimension, les grands côtés du guide d'ondes de sortie étant parallèles à
l'axe d'écoulement, tandis que les petits côtés du guide d'ondes de sortie sont orthogonaux à l'axe d'écoulement, la grande dimension du guide d'ondes de sortie étant équivalente à la grande dimension du guide d'ondes d'entrée et la petite dimension du guide d'ondes de sortie étant équivalente à la petite dimension du guide d'ondes d'entrée ;
- ladite enceinte présente une fenêtre de sortie diamétralement opposée à la fenêtre d'entrée et entourée par le guide d'ondes de sortie pour une propagation de micro-ondes à travers la fenêtre de sortie.
Selon une possibilité, la fenêtre de sortie est délimitée par deux bords longitudinaux parallèles aux grands côtés du guide d'ondes de sortie et par deux bords latéraux parallèles aux petits côtés du guide d'ondes de sortie, où les bords longitudinaux présentent une longueur inférieure ou égale à la grande dimension et les bords latéraux présentent une longueur inférieure ou égale à la petite dimension.
Ainsi, la fenêtre de sortie est de section rectangulaire équivalente ou plus petite que la section rectangulaire du guide d'ondes de sortie.
Dans une réalisation particulière, les bords longitudinaux de la fenêtre de sortie présentent une longueur inférieure à la grande dimension et les bords latéraux de la fenêtre de sortie présentent une longueur égale à la petite dimension, de sorte que la fenêtre de sortie forme un iris de sortie.
Ainsi, le guide d'onde de sortie est fixé à l'enceinte par une fenêtre de sortie ayant pour caractéristique des bords longitudinaux plus petits que les grands côtés du guide d'onde de sortie, formant ainsi un iris de sortie.
Par contre, si les bords longitudinaux de la fenêtre de sortie présentent une longueur équivalente à la grande dimension, alors la fenêtre de sortie ne forme pas un iris de sortie.

7 PCT/FR2019/052779 Il peut ainsi être prévu de n'avoir qu'un iris d'entrée (comme décrit ci-dessus), ou de n'avoir qu'un iris de sortie, ou d'avoir un iris d'entrée et un iris de sortie.
Avantageusement, le réacteur à micro-ondes comprend en outre un dispositif de court-circuit fixé sur le guide d'ondes de sortie, ledit dispositif de court-circuit étant soit du type piston de court-circuit ajustable le long de l'axe de propagation, soit du type court-circuit statique.
En variante, l'enceinte est fermée en regard du guide d'ondes d'entrée et offre ainsi une surface réfléchissante incurvée située de manière diamétralement opposée au guide d'ondes d'entrée.
Selon une caractéristique, le guide d'ondes d'entrée est fixé
transversalement sur l'enceinte :
- soit à une distance de la première extrémité comprise entre 0,4 et 0,6 fois la longueur d'enceinte (donc substantiellement au milieu de l'enceinte) ;
- soit à une distance de la première extrémité comprise entre 0,1 et 0,4 fois la longueur d'enceinte (donc substantiellement plus proche d'une extrémité de l'enceinte).
Selon une autre caractéristique, l'axe d'écoulement est un axe vertical de sorte que le tube d'écoulement et l'enceinte s'étendent verticalement, et l'axe de propagation est un axe horizontal de sorte que le guide d'ondes d'entrée s'étend horizontalement.
Avantageusement, l'enceinte repose en hauteur sur une embase de support, telle qu'une embase de support munie de plusieurs pieds de support, de sorte que l'enceinte est surélevée du sol grâce à l'embase de support.
Dans un mode de réalisation particulier, l'enceinte comporte des couvercles prévus sur la première extrémité et la seconde extrémité, lesdits couvercles étant munis de manchons de raccordement pour raccorder une première extrémité et une seconde extrémité du tube d'écoulement respectivement à une première canalisation et à une seconde canalisation d'un système de mise en écoulement pour une mise en écoulement du milieu fluidique.
Il est à noter que l'enceinte peut avoir un diamètre constant sur toute sa longueur, ou en variante l'enceinte peut avoir un diamètre qui réduit à ses extrémités de sorte que l'enceinte peut être conique ou tronquée aux extrémités.
Dans un mode de réalisation, le réacteur à micro-ondes comporte un autre guide d'ondes d'entrée s'étendant parallèlement à l'axe de propagation,

8 ledit autre guide d'ondes d'entrée ayant une section rectangulaire avec deux grands côtés définissant une grande dimension et deux petits côtés définissant une petite dimension inférieure à la grande dimension, et ledit autre guide d'ondes d'entrée étant couplé au tube d'écoulement pour un traitement continu par micro-ondes du milieu fluidique ;
dans lequel les grands côtés dudit autre guide d'ondes d'entrée sont parallèles à l'axe d'écoulement, tandis que les petits côtés dudit autre guide d'ondes d'entrée sont orthogonaux à l'axe d'écoulement ;
dans lequel la dimension latérale de l'enceinte est supérieure à la petite dimension dudit autre guide d'ondes d'entrée, ledit autre guide d'ondes d'entrée étant fixé transversalement sur l'enceinte, ladite enceinte présentant une autre fenêtre d'entrée entourée par ledit autre guide d'ondes d'entrée pour une propagation de micro-ondes à travers ladite autre fenêtre d'entrée à
l'intérieur de l'enceinte, et dans lequel la longueur d'enceinte est strictement supérieure à la grande dimension dudit autre guide d'ondes d'entrée.
En d'autres termes, le réacteur à micro-ondes comporte, en sus du guide d'onde d'entrée, un autre guide d'autre d'entrée disposé parallèlement à

celui-ci et présentant des caractéristiques structurelles et géométriques similaires.
Cet autre guide d'ondes d'entrée permet ainsi d'introduire des micro-ondes dans l'enceinte par l'intermédiaire d'une autre fenêtre d'entrée déportée par rapport à la fenêtre d'entrée le long de l'axe d'écoulement.
Cette introduction de micro-ondes déportée par rapport à l'axe de propagation du guide d'ondes d'entrée permet un meilleur traitement du milieu fluidique en écoulement dans le tube d'écoulement (en particulier, un traitement plus homogène le long de l'axe d'écoulement), notamment lorsque ce milieu fluidique est fortement absorbant.
Avantageusement, l'autre guide d'ondes d'entrée est identique au guide d'ondes d'entrée, et présente en particulier une grande dimension et une petite dimension identiques à celles dudit guide d'ondes d'entrée.
Il est également avantageux que l'autre guide d'ondes d'entrée soit réalisé dans le même matériau que le guide d'ondes d'entrée, de manière que la cinématique de la propagation des micro-ondes dans cet autre guide d'ondes d'entrée soit identique à celle dans le guide d'ondes d'entrée.

9 Selon une possibilité, le guide d'ondes d'entrée et l'autre guide d'onde d'entrée sont reliés à un même guide d'ondes amont prévu pour l'introduction de micro-ondes à l'intérieur de chacun desdits guide d'onde d'entrée et autre guide d'ondes d'entrée, ledit guide d'ondes amont présentant une section rectangulaire avec deux grands côtés définissant une grande dimension et deux petits côtés définissant une petite dimension inférieure à
la grande dimension, les grands côtés dudit guide d'ondes amont étant parallèles à l'axe d'écoulement, tandis que les petits côtés dudit guide d'ondes amont sont orthogonaux à l'axe d'écoulement.
Il est ainsi possible, en raccordant le guide d'ondes amont à un générateur à micro-ondes, de réaliser la propagation de micro-ondes simultanément dans le guide d'ondes d'entrée et dans l'autre guide d'ondes d'entrée, parallèlement à l'axe de propagation.
Le guide d'ondes amont a donc pour fonction de transmettre les micro-ondes se propageant en son sein à chacun du guide d'ondes d'entrée et de l'autre guide d'ondes d'entrée.
Il est également avantageux que la grande dimension du guide d'ondes amont soit équivalente à la grande dimension du guide d'onde d'entrée et de l'autre guide d'ondes d'entrée, et que la petite dimension du guide d'ondes amont soit équivalente à la petite dimension du guide d'onde d'entrée et de l'autre guide d'ondes d'entrée.
De la sorte, la propagation des micro-ondes dans le guide d'ondes amont est identique à celle dans le guide d'ondes d'entrée et dans l'autre guide d'ondes d'entrée.
Selon une caractéristique, le réacteur à micro-ondes comprend un autre guide d'ondes de sortie fixé transversalement sur l'enceinte de manière diamétralement opposée à l'autre guide d'ondes d'entrée, où :
- ledit autre guide d'ondes de sortie s'étend parallèlement à l'axe de propagation et a une section rectangulaire avec deux grands côtés définissant une grande dimension et deux petits côtés définissant une petite dimension inférieure à
la grande dimension, les grands côtés de l'autre guide d'ondes de sortie étant parallèles à l'axe d'écoulement, tandis que les petits côtés de l'autre guide d'ondes de sortie sont orthogonaux à l'axe d'écoulement, la grande dimension de l'autre guide d'ondes de sortie étant équivalente à la grande dimension de l'autre guide d'ondes d'entrée et la petite dimension de l'autre guide d'ondes de sortie étant équivalente à la petite dimension de l'autre guide d'ondes d'entrée ;

- ladite enceinte présente une autre fenêtre de sortie diamétralement opposée à
l'autre fenêtre d'entrée et entourée par l'autre guide d'ondes de sortie pour une propagation de micro-ondes à travers l'autre fenêtre de sortie.
Autrement dit, le réacteur à micro-ondes comporte un autre guide 5 d'ondes de sortie associé à l'autre guide d'ondes d'entrée, cet autre guide d'ondes de sortie présentant des caractéristiques structurelles et géométriques similaires et la même fonction que le guide d'ondes de sortie associé au guide d'ondes d'entrée.
En particulier, cet autre guide d'ondes de sortie peut présenter la

10 même grande dimension et la même petite dimension que le guide d'ondes de sortie et le guide d'ondes d'entrée.
Cet autre guide d'ondes de sortie peut également, de la même manière que le guide d'ondes de sortie, être muni d'un dispositif de court-circuit, par exemple du type piston de court-circuit ajustable parallèlement à l'axe de propagation ou du type court-circuit statique.
La présente invention concerne également une installation à micro-ondes pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, un telle installation à micro-ondes comprenant :
- un réacteur à micro-ondes selon l'invention ;
- un générateur à micro-ondes raccordé au guide d'ondes d'entrée ; et - un système de mise en écoulement raccordé au tube d'écoulement en amont et en aval pour assurer un écoulement du milieu fluidique à l'intérieur du tube d'écoulement.
Lorsque le réacteur à micro-ondes comporte un autre guide d'ondes d'entrée, il est avantageux que le générateur à micro-ondes de l'installation à
micro-ondes soit également raccordé à cet autre guide d'ondes d'entrée.
Dans le mode de réalisation où le réacteur à micro-ondes est tel que précédemment décrit et comporte un guide d'ondes amont relié au guide d'ondes d'entrée et à l'autre guide d'ondes d'entrée, il est avantageux que le générateur à micro-ondes de l'installation à micro-ondes soit raccordé à ce guide d'ondes amont : il est alors indirectement raccordé à la fois au guide d'ondes d'entrée et à l'autre guide d'ondes d'entrée.
Le générateur à micro-ondes génère des micro-ondes, par exemple dans l'une au moins des bandes de fréquences micro-ondes d'usage industriel, scientifique et médical (ISM) attribuées par l'Union internationale des télécommunications (UIT), et notamment les bandes de fréquences micro-ondes

11 2,450 GHz 50,0 MHz, 5,800 GHz 75,0 MHz, 433,92 MHz 0,87 MHz, 896 MHz 10 MHz et 915 MHz 13 MHz.
L'invention se rapporte également à un procédé de traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, un tel procédé de traitement continu par micro-ondes comprenant les étapes suivantes :
- génération de micro-ondes au moyen d'un générateur à micro-ondes raccordé

au guide d'ondes d'entrée d'un réacteur à micro-ondes selon l'invention ;
- mise en écoulement d'un milieu fluidique à l'intérieur du tube d'écoulement dudit réacteur à micro-ondes, au moyen d'un système de mise en écoulement raccordé au tube d'écoulement en amont et en aval.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :
[Fig.1] déjà décrite, est une vue schématique d'un réacteur à micro-ondes downstream de l'état de la technique ;
[Fig.2] déjà décrite, est une représentation schématique d'un champ électrique à l'intérieur d'un guide d'ondes de section rectangulaire ;
[Fig.3] est une vue schématique d'un réacteur à micro-ondes selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
[Fig.4] est une vue schématique en coupe du réacteur de la figure 3, selon un plan de coupe comprenant l'axe d'écoulement et orthogonal aux petits côtés du guide d'ondes d'entrée, avec une illustration de l'amplitude du champ électrique dans un exemple de milieu fluidique absorbant ou à fortes pertes diélectriques, en échelle logarithmique [Fig.5] est une vue schématique en coupe du réacteur de la figure 3, selon un plan de coupe comprenant l'axe d'écoulement et orthogonal aux petits côtés du guide d'ondes d'entrée, avec une illustration de l'amplitude du champ électrique dans un exemple de milieu fluidique absorbant ou à fortes pertes diélectriques, en échelle linéaire ;
[Fig.6] est une vue schématique en coupe du réacteur de la figure 3, selon un plan de coupe orthogonal à l'axe d'écoulement et passant au milieu du guide d'ondes d'entrée, avec une illustration de l'amplitude du champ électrique dans l'exemple de milieu fluidique absorbant ou à fortes pertes diélectriques des figures 4 et 5, en échelle logarithmique ;

12 [Fig.7] est une vue schématique en perspective d'un réacteur à micro-ondes selon l'invention, avec un guide d'onde de sortie sur lequel est fixé un dispositif de court-circuit du type piston de court-circuit ajustable le long de l'axe de propagation ;
[Fig.8] est une vue schématique en perspective d'un réacteur à micro-ondes selon l'invention, avec un guide d'onde de sortie sur lequel est fixé un dispositif de court-circuit du type court-circuit statique ;
[Fig.9] est une vue schématique en perspective, selon un autre angle, du réacteur à micro-ondes selon les figures 7 et 8, sans le dispositif de court-circuit ;
[Fig.10] est une vue schématique en coupe du réacteur à micro-ondes selon les figures 7 et 8, sans le dispositif de court-circuit, selon un plan de coupe comprenant l'axe d'écoulement et orthogonal aux petits côtés du guide d'ondes d'entrée ; et [Fig11] est une vue schématique en perspective d'une installation à micro-ondes selon l'invention, équipée au moins du réacteur à micro-ondes selon les figures 7 et 8 et d'un générateur à micro-ondes raccordé au guide d'ondes d'entrée.
[Fig.12] est une autre vue schématique en perspective d'une installation à
micro-ondes selon l'invention, équipée au moins du réacteur à micro-ondes selon les figures 7 et 8 et d'un générateur à micro-ondes raccordé au guide d'ondes d'entrée.
[Fig. 13] est une vue schématique en perspective d'un deuxième mode de réalisation du réacteur à micro-ondes selon l'invention, comportant un autre guides d'ondes d'entrée.
En référence aux figures 3 et 7 à 10, un réacteur à micro-ondes 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention constitue un réacteur pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, c'est-à-dire un milieu fluidique qui s'écoule ou qui est en déplacement.
Ce réacteur à micro-ondes 1 trouve une application favorite, mais non limitative, dans le traitement thermique continu par micro-ondes de produits pompables, notamment de produits agroalimentaires et notamment des produits liquides homogènes ou des produits avec morceaux distribués régulièrement dans une phase suffisamment porteuse.
Ce réacteur à micro-ondes 1 comprend un tube d'écoulement 2 de forme cylindrique, réalisé intégralement en matière diélectrique et transparente aux micro-ondes, telle qu'en verre borosilicate, en quartz, en alumine, en matière polymérique comme du polytétrafluoroéthylène ou PTFE.

13 Ce tube d'écoulement 2 s'étend longitudinalement selon un axe d'écoulement 20 et présente une première extrémité 21 et une seconde extrémité 22 opposées, pour un écoulement du milieu fluidique à l'intérieur du tube d'écoulement 2 le long de cet axe d'écoulement 20 de la première extrémité
21 vers la seconde extrémité 22. Cet axe d'écoulement 20 constitue l'axe central ou axe de révolution du tube d'écoulement 2 cylindrique. Dans les exemples des figures 7 à 12, l'axe d'écoulement 20 est un axe vertical.
Ce réacteur à micro-ondes 1 comprend une enceinte 3 à l'intérieur de laquelle s'étend le tube d'écoulement 2, où cette enceinte 2 est réalisée dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes, tel qu'un matériau conducteur ou un matériau métallique.
Cette enceinte 3 est de forme cylindrique avec un diamètre DE
donné, et elle s'étend longitudinalement selon l'axe d'écoulement 20 sur une longueur d'enceinte LE donnée entre une première extrémité 31 et une seconde extrémité 32 opposées ; cet axe d'écoulement 20 constituant l'axe central ou axe de révolution de cette enceinte 3 cylindrique. Ainsi, le tube d'écoulement 2 et l'enceinte 3 s'étendent verticalement, ou en variante ils s'étendent horizontalement ou de manière inclinée par rapport à un axe vertical ou horizontal.
Il est à noter que le diamètre DE de l'enceinte 3 peut être ajusté en fonction du diamètre du tube d'écoulement 2 ainsi que des propriétés du milieu fluidique. Le diamètre interne et le diamètre externe du tube d'écoulement 2 peuvent également faire l'objet d'ajustements selon les propriétés du milieu fluidique.
Comme visible sur les figures 7 à 10, cette enceinte 3 peut reposer en hauteur sur une embase de support 7 munie de plusieurs pieds de support 70, éventuellement des pieds de support 70 ajustable verticalement.
Par ailleurs, l'enceinte 3 entoure le tube d'écoulement 2 et elle présente :
- sur sa première extrémité 31, un premier couvercle 33 maintenant la première extrémité 21 du tube d'écoulement 2, et - sur sa seconde extrémité 32, un second couvercle 35 maintenant la seconde extrémité 22 du tube d'écoulement 2 ;
- un premier manchon de raccordement 34 fixé sur le premier couvercle 33 et raccordé de manière étanche à la première extrémité 21 du tube d'écoulement 2 pour pouvoir connecter de manière étanche une première canalisation 61

14 (visible sur les figures 7, 11 et 12) à la première extrémité 21 du tube d'écoulement 2 ;
- un second manchon de raccordement 36 fixé sur le second couvercle 35 et raccordé de manière étanche à la seconde extrémité 22 du tube d'écoulement 2 pour pouvoir connecter de manière étanche une seconde canalisation 62 (visible sur les figures 7, 11 et 12) à la seconde extrémité 22 du tube d'écoulement 2.

Ainsi, le milieu fluidique arrive dans le tube d'écoulement 2 via la première canalisation 61, circule de la première extrémité 21 jusqu'à la seconde extrémité 22 puis repart via la seconde canalisation 62, de sorte que la première canalisation 61 forme la canalisation amont et la seconde canalisation 62 forme la canalisation avale. Bien entendu, le sens d'écoulement du milieu fluidique peut être inversé dans le tube d'écoulement 2 comme expliqué ci-dessous.
Dans l'exemple illustré, avec une enceinte 3 et un tube d'écoulement 2 verticaux, la première extrémité 21 raccordée à la première canalisation 61 est prévue en bas, tandis que la sa seconde extrémité 22 raccordée à la seconde canalisation 62 est prévue en haut, de sorte que le milieu fluidique s'écoule dans le tube d'écoulement 2 du bas vers le haut, ce qui présente l'avantage de réduire voire d'éviter la formation de bulles ou d'inhomogénéités dans le milieu fluidique.
Bien entendu, il est également envisageable d'avoir un sens d'écoulement inversé, c'est-à-dire du bas vers le haut.
Par ailleurs, dans des variantes non illustrées, l'axe découlement 20 et le tube d'écoulement 2 peuvent être horizontaux, de sorte que le milieu fluidique s'écoule horizontalement. Il est aussi envisageable que l'axe découlement 20 et le tube d'écoulement 2 soient inclinés par rapport à un axe horizontal ou un axe vertical d'un angle inférieur à 90 degrés.
Ce réacteur à micro-ondes 1 comprend en outre un guide d'ondes d'entrée 4 fixé transversalement sur l'enceinte 3, autrement dit sur sa paroi périphérique ou sur son pourtour. Ce guide d'ondes d'entrée 4 est réalisé dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes, tel qu'un matériau conducteur ou un matériau métallique. A titre d'exemple non limitatif, ce guide d'ondes d'entrée 4 est fixé par soudage sur l'enceinte 3.
Ce guide d'ondes d'entrée 4 a une section rectangulaire avec deux grands côtés 41 définissant une grande dimension GD (ie. côtés ayant la plus grande dimension) et deux petits côtés 42 définissant une petite dimension PD
inférieure à la grande dimension GD (ie. côtés ayant la plus petite dimension) ;
la grande dimension GD correspondant à la longueur de la section rectangulaire et la petite dimension PD correspondant à la largeur de la section rectangulaire.
Ce guide d'ondes d'entrée 4 présente une terminaison libre 43 munie d'une couronne ou platine de connexion propre à permettre une jonction par boulonnage avec un guide d'ondes amont 8 (voir figures 11 et 12), pour un raccordement du guide d'ondes d'entrée 4 avec un générateur à micro-ondes 9.
A cet effet, cette terminaison libre 43 formant une couronne ou platine de connexion est munie de trous sur tout son pourtour pour le passage de vis.
Ce guide d'ondes d'entrée 4 s'étend selon un axe de propagation 40 pour une propagation de micro-ondes, issues du générateur à micro-ondes 9, le 10 long dudit axe de propagation 40 ; étant noté que cet axe de propagation 40 est orthogonal à l'axe d'écoulement 20. Dans les exemples des figures 7 à 12, l'axe de propagation 40 est donc un axe horizontal, et ainsi le guide d'ondes d'entrée 4 s'étend horizontalement.
Bien entendu, le guide d'ondes amont 8 peut quant à lui être vertical

15 et/ou être horizontal et/ou présenter des coudes et/ou être formé de plusieurs sections de guide d'ondes selon la disposition et la localisation du générateur à
micro-ondes 9 par rapport au réacteur à micro-ondes 1 et selon les inclinaisons de l'axe d'écoulement 20 et de l'axe de propagation 40.
Ce guide d'ondes d'entrée 4 est couplé au tube d'écoulement 2 pour un traitement continu par micro-ondes du milieu fluidique circulant dans le tube d'écoulement 2.
Pour ce faire, l'enceinte 3 présente une fenêtre d'entrée 37 de forme rectangulaire, entourée par le guide d'ondes d'entrée 4 pour une propagation des micro-ondes, issues du générateur à micro-ondes 9 et qui se propagent dans le guide d'ondes d'entrée 4, à travers la fenêtre d'entrée 37 à l'intérieur de l'enceinte 3 où se situe le tube d'écoulement 2.
Il est à noter que ce couplage répond aux exigences géométriques suivantes :
- les grands côtés 41 du guide d'ondes d'entrée 4 sont parallèles à l'axe d'écoulement 20, - les petits côtés 42 du guide d'ondes d'entrée 4 sont orthogonaux à l'axe d'écoulement 20;
- le diamètre DE de l'enceinte 3 est supérieur à la petite dimension PD du guide d'ondes d'entrée 4.
Dans l'exemple des figures 7 à 12, le guide d'ondes d'entrée 4 est fixé transversalement sur l'enceinte 3 substantiellement au milieu (ou à mi-

16 longueur ou mi-hauteur) de l'enceinte 3, soit de manière générale à une distance de la première extrémité 31 (ou de la seconde extrémité 32) comprise entre 0,4 et 0,6 fois la longueur d'enceinte LE.
De plus, il est à noter que la fenêtre d'entrée 37, de forme ou section rectangulaire, est délimitée par:
- deux bords longitudinaux 371 parallèles aux grands côtés 41 du guide d'ondes d'entrée 4, et donc parallèles à l'axe d'écoulement 20 ; et par - deux bords latéraux 372 parallèles aux petits côtés 42 du guide d'ondes d'entrée 4 et donc orthogonaux à l'axe d'écoulement 20.
Du fait de la forme cylindrique de l'enceinte 3, les bords longitudinaux 371 de la fenêtre d'entrée 37 sont rectilignes tandis que les bords latéraux de la fenêtre d'entrée 37 sont arqués.
La fenêtre d'entrée 37 est entourée par le guide d'ondes d'entrée 4, et donc ses bords longitudinaux 371 présentent une longueur inférieure ou égale à la grande dimension GD et ses bords latéraux 372 présentent une longueur inférieure ou égale à la petite dimension PD.
Dans l'exemple illustré sur les figures 9 et 10, les bords longitudinaux 371 de la fenêtre d'entrée 37 présentent une longueur inférieure à la grande dimension GD et les bords latéraux 372 de la fenêtre d'entrée 37 présentent une longueur égale à la petite dimension PD, de sorte que la fenêtre d'entrée 37 forme un iris d'entrée. Sur la figure 9, la fenêtre d'entrée 37 est en arrière-plan tandis que la fenêtre de sortie 38 est au premier plan.
Il est également envisageable que les bords longitudinaux 371 de la fenêtre d'entrée 37 présentent une longueur égale à la grande dimension GD et les bords latéraux 372 de la fenêtre d'entrée 37 présentent une longueur égale à la petite dimension PD, et ainsi la fenêtre d'entrée 37 ne forme pas un iris d'entrée.
On notera par ailleurs que, comme visible sur la figure 9 en particulier, la longueur d'enceinte LE est nettement supérieure (ici, environ 6 fois supérieure) à la grande dimension GD du guide d'ondes d'entrée 4.
Cette caractéristique permet d'assurer un traitement homogène, le long de l'axe d'écoulement 20, du milieu fluidique en écoulement dans le tube d'écoulement 2 par les micro-ondes issues du guide d'ondes d'entrée 4, sans occasionner l'apparition d'un phénomène de résonance dans l'enceinte 3.
On notera également, sur les figures 9 et 10, que le réacteur à micro-ondes 1 ne comporte aucun élément disposé entre la fenêtre d'entrée 37 et le

17 tube d'écoulement 2 et susceptible de perturber ou entraver la propagation des micro-ondes depuis cette fenêtre d'entrée 37 vers ce tube d'écoulement 2.
Le réacteur à micro-ondes 1 peut également comprendre un guide d'ondes de sortie 5 fixé transversalement sur l'enceinte 3 de manière diamétralement opposée au guide d'ondes d'entrée 4. Ce guide d'ondes de sortie 5 est réalisé dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes, tel qu'un matériau conducteur ou un matériau métallique. A titre d'exemple non limitatif, ce guide d'ondes de sortie 5 est fixé par soudage sur l'enceinte 3.
Ce guide d'ondes de sortie 5 s'étend lui aussi selon l'axe de propagation 40, dans l'alignement du guide d'ondes d'entrée 4.
Ce guide d'ondes de sortie 5 a une section rectangulaire avec :
- deux grands côtés 51 définissant une grande dimension équivalente à la grande dimension GD du guide d'ondes d'entrée 4, où ces grands côtés 51 sont parallèles à l'axe d'écoulement 20 ; et - deux petits côtés 52 définissant une petite dimension équivalente à la petite dimension PD du guide d'ondes d'entrée 4, où ces petits côtés 52 sont orthogonaux à l'axe d'écoulement 20.
Par ailleurs, l'enceinte 3 présente une fenêtre de sortie 38 diamétralement opposée à la fenêtre d'entrée 37 de forme rectangulaire et entourée par le guide d'ondes de sortie 5 pour une propagation de micro-ondes à travers la fenêtre de sortie 38 entre le guide d'ondes de sortie 5 et l'intérieur de l'enceinte 3. Ce guide d'ondes de sortie 5 présente une terminaison libre munie d'une couronne ou platine de connexion propre à permettre une jonction par boulonnage avec un dispositif de court-circuit 55, 56 fixé sur le guide d'ondes de sortie 5. A cet effet, cette couronne ou platine de connexion est munie de trous sur tout son pourtour pour le passage de vis.
Dans le mode de réalisation des figures 7, 11 et 12, ce dispositif de court-circuit est du type piston de court-circuit 55 ajustable le long de l'axe de propagation 40 ; un tel piston de court-circuit 55 ayant une fonction classique d'adaptation d'impédance. Le piston de court-circuit 55 permet ainsi de procurer une souplesse à l'adaptation d'impédance afin que le réacteur à micro-ondes 1 puisse répondre à de larges fenêtres des caractéristiques diélectriques du milieu fluidique.
Il est également envisageable de se passer d'un tel piston de court-circuit 55, par exemple et comme illustré en figure 8, en fixant sur le guide d'ondes de sortie 5 un dispositif de court-circuit du type court-circuit statique 56.

18 Un tel court-circuit statique 56 peut aisément être démonté (en ôtant les boulons) pour être remplacé par le piston de court-circuit 55, ou inversement.
Dans une variante non illustrée de ce court-circuit statique 56, l'enceinte 3 peut être fermée en regard du guide d'ondes d'entrée 4 et offrir ainsi une surface réfléchissante incurvée (en lieu de place de la fenêtre de sortie 38) située de manière diamétralement opposée au guide d'ondes d'entrée 4 et formant ainsi un court-circuit statique.
De plus, il est à noter que la fenêtre de sortie 38, de forme ou section rectangulaire, est délimitée par:
- deux bords longitudinaux 381 parallèles aux grands côtés 51 du guide d'ondes de sortie 5, et donc parallèles à l'axe d'écoulement 20 ; et par - deux bords latéraux 382 parallèles aux petits côtés 52 du guide d'ondes de sortie 5 et donc orthogonaux à l'axe d'écoulement 20.
Du fait de la forme cylindrique de l'enceinte 3, les bords longitudinaux 381 de la fenêtre de sortie 38 sont rectilignes tandis que les bords latéraux de la fenêtre de sortie 38 sont arqués.
La fenêtre de sortie 38 est entourée par le guide d'ondes de sortie 5, et donc ses bords longitudinaux 381 présentent une longueur inférieure ou égale à la grande dimension GD et ses bords latéraux présentent une longueur inférieure ou égale à la petite dimension PD.
Dans l'exemple illustré sur la figure 3, les bords longitudinaux 381 de la fenêtre de sortie 38 présentent une longueur inférieure à la grande dimension GD et les bords latéraux 382 de la fenêtre de sortie 38 présentent une longueur égale à la petite dimension PD, de sorte que la fenêtre de sortie 38 forme un iris de sortie.
Dans l'exemple illustré sur les figures 9 et 10, les bords longitudinaux 381 de la fenêtre de sortie 38 présentent une longueur égale à la grande dimension GD et les bords latéraux 382 de la fenêtre de sortie 38 présentent une longueur égale à la petite dimension PD, et ainsi la fenêtre de sortie 38 ne forme pas un iris de sortie.
La figure 13 illustre un deuxième mode de réalisation, dans lequel un réacteur à micro-ondes 1' comporte, en sus du guide d'ondes d'entrée 4 précédemment décrit, un autre guide d'ondes d'entrée 4'.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le réacteur à micro-ondes 1' présente les mêmes éléments que le réacteur à micro-ondes 1 illustré
notamment par la figure 7 et décrit plus haut, et notamment :

19 - l'enceinte 3 entourant le tube d'écoulement 2 s'étendant selon l'axe d'écoulement 20, - le guide d'ondes d'entrée 4, s'étendant selon l'axe de propagation 40 et présentant la grande dimension GD et la petite dimension PD, la grande dimension GD étant parallèle à l'axe d'écoulement 20, et - le guide d'ondes de sortie 5 diamétralement opposé au guide d'ondes d'entrée 4 et muni d'un dispositif de court-circuit de type piston de court-circuit 55.
Le réacteur à micro-ondes 1' comporte également un autre guide d'ondes d'entrée 4' fixé sur l'enceinte 3 et s'étendant selon un autre axe de propagation 40', parallèle à l'axe de propagation 40.
On remarquera que le guide d'ondes d'entrée 4 est ici fixé à une distance de la première extrémité 31 environ égale à 0,3 fois la longueur d'enceinte LE, et que l'autre guide d'ondes d'entrée 4' est fixé à une distance de la première extrémité 31 environ égale à 0,7 fois la longueur d'enceinte LE
(ou, de manière équivalente, à une distance de la deuxième extrémité 32 environ égale à 0,3 fois la longueur d'enceinte LE).
Cet autre guide d'ondes d'entrée 4' est par ailleurs en tout point similaire au guide d'ondes d'entrée 4 ; il est notamment réalisé dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes, de manière à permettre une propagation de micro-ondes selon l'autre axe de propagation 40', et présente une section rectangulaire avec deux grands côtés 41' définissant une grande dimension GD
égale à la grande dimension GD du guide d'ondes d'entrée 4 et deux petits côtés 42' définissant une petite dimension PD égale à la petite dimension PD du guide d'ondes d'entrée 4.
Cet autre guide d'ondes d'entrée 4' entoure également une autre fenêtre d'entrée (non visible sur la figure 13) ménagée dans l'enceinte 3 et permettant, de la même manière que la fenêtre d'entrée 37 précédemment décrite, aux micro-ondes circulant dans l'autre guide d'ondes d'entrée 4' de pénétrer dans l'enceinte 3.
Comme pour la fenêtre d'entrée 37, il est envisageable que cette autre fenêtre d'entrée présente la forme d'un iris d'entrée, lorsque cette autre fenêtre d'entrée présente des bords longitudinaux de longueur égale à la grande dimension GD et des bords latéraux de longueur égale à la petite dimension PD.

Le réacteur à micro-ondes 1' comporte également, dans ce deuxième mode de réalisation, un autre guide d'ondes de sortie 5' fixé sur l'enceinte 3 en regard de l'autre guide d'ondes d'entrée 4' et s'étendant selon l'autre axe de propagation 40'.
Cet autre guide d'ondes de sortie 5' présente une structure et une géométrie identiques à celles du guide d'ondes de sortie 5 : il est notamment 5 réalisé
dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes, de manière à permettre une propagation de micro-ondes selon l'autre axe de propagation 40', et présente une section rectangulaire avec deux grands côtés 51' définissant une grande dimension GD égale à la grande dimension GD de l'autre guide d'ondes d'entrée 4' (et du guide d'ondes de sortie 5) et deux petits côtés 52' définissant 10 une petite dimension PD égale à la petite dimension PD de l'autre guide d'ondes d'entrée 4' (et du guide d'ondes de sortie 5).
Cet autre guide d'ondes de sortie 5' entoure également une autre fenêtre de sortie (non visible sur la figure 13) ménagée dans l'enceinte 3, diamétralement opposée à l'autre fenêtre d'entrée et permettant, de la même 15 manière que la fenêtre de sortie 38 précédemment décrite, aux micro-ondes circulant dans l'autre guide d'ondes de sortie 5' de sortir de l'enceinte 3.
Comme pour la fenêtre de sortie 38, il est envisageable que cette autre fenêtre de sortie présente la forme d'un iris de sortie, lorsque cette autre fenêtre de sortie présente des bords longitudinaux de longueur égale à la grande

20 dimension GD et des bords latéraux de longueur égale à la petite dimension PD.
Enfin, cet autre guide d'ondes de sortie 5' est fixé à un autre dispositif de court-circuit de type piston de court-circuit 55' ajustable le long de l'autre axe de propagation 40', identique au dispositif de court-circuit de type piston de court-circuit 55 et présentant la même fonction.
L'autre guide d'ondes d'entrée 4' permet donc une propagation de micro-ondes de manière identique au guide d'ondes d'entrée 4, selon l'autre axe de propagation 40' déporté par rapport à l'axe de propagation 40 le long de l'axe d'écoulement 20 : cet autre guide d'ondes d'entrée 4' permet donc un traitement du milieu fluidique en écoulement dans le tube d'écoulement 2 au niveau d'une deuxième zone de traitement déportée le long de l'axe d'écoulement 20 par rapport à une première zone de traitement du milieu fluidique associée au guide d'ondes d'entrée 4.
De la sorte, il est possible de traiter le milieu fluidique de manière plus homogène le long de l'axe d'écoulement 20 et sur la totalité de la longueur d'enceinte LE de l'enceinte 3.

21 Chacun du guide d'ondes d'entrée 4 et de l'autre guide d'ondes d'entrée 4' est par ailleurs relié à un même guide d'ondes amont 8' présentant deux portions :
- une portion rectiligne 81' s'étendant parallèlement à l'axe de propagation 40 et à l'autre axe de propagation 40', entre ces deux derniers, et - une portion de jonction 82' en forme générale de Y , adaptée pour relier ladite portion rectiligne 81' au guide d'ondes d'entrée 4 d'une part et à
l'autre guide d'ondes d'entrée 4' d'autre part.
On notera par ailleurs que la portion rectiligne 81 présente une section rectangulaire identique à celle du guide d'ondes d'entrée 4 et de l'autre guide d'ondes d'entrée 4', présentant la même grande dimension GD et la même petite dimension PD.
Le guide d'ondes amont 8' est adapté pour être raccordé, au niveau d'une extrémité 811' de la portion rectiligne 81', à un générateur à micro-ondes (non représenté sur la figure 13) : les micro-ondes ainsi introduites dans ce guide d'ondes amont se propagent le long de la portion rectiligne 81' puis sont séparées en deux :
- une première partie des micro-ondes est introduite dans le guide d'ondes d'entrée 4 et se propage selon l'axe de propagation 40, et rentre en contact avec le milieu fluidique au niveau de la première zone de traitement 400, et - une deuxième partie des micro-ondes est introduite dans l'autre guide d'ondes d'entrée 4' et se propage selon l'autre axe de propagation 40', et rentre en contact avec le milieu fluidique au niveau de la deuxième zone de traitement 400'.
On notera que, du fait de la structure strictement identique du guide d'ondes d'entrée 4 et de l'autre guide d'ondes d'entrée 4' (ainsi que, respectivement, de la fenêtre d'entrée 37 et de l'autre fenêtre d'entrée, du guide d'ondes de sortie 5 et de l'autre guide d'ondes de sortie 5', du dispositif de court-circuit de type piston de court-circuit 55 et de l'autre dispositif de court-circuit de type piston de court-circuit 55'), le champ électrique se propageant dans chacun d'entre eux présente la même orientation et une intensité similaire.
On notera qu'il est envisageable que ces divers éléments présentent une structure et/ou une géométrie différente, en vue d'un traitement hétérogène du milieu fluidique le long de l'axe d'écoulement 20.

22 Enfin, on remarquera que le réacteur à micro-ondes 1' est ici disposé
sur une embase de support 7', dont la géométrie est en particulier adaptée à
celle du guide d'ondes d'entrée 4 et du guide d'ondes amont 8' Pour la mise en oeuvre d'un procédé de traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, il est nécessaire d'employer une installation à micro-ondes 10 (partiellement illustrée sur les figures 11 et 12) qui comprend :
- un réacteur à micro-ondes 1 tel que décrit ci-dessus ;
- un générateur à micro-ondes 9 raccordé au guide d'ondes d'entrée 4 via un guide d'ondes amont 8 ; et - un système de mise en écoulement 6 raccordé au tube d'écoulement 2 en amont et en aval afin de permettre un écoulement du milieu fluidique à
l'intérieur du tube d'écoulement 2.
Ce système de mise en écoulement 6 comprend :
- les première et seconde canalisations 61, 62 évoquées précédemment, qui sont raccordées respectivement aux première et seconde extrémités 21, 22 du tube d'écoulement 2 ;
- un dispositif (non illustré) propre à faire circuler le milieu fluidique dans les première et seconde canalisations 61, 62, comme par exemple une pompe, une turbine, un dispositif à piston, ...
En fonctionnement, le système de mise en écoulement 6 est activé
pour mettre en écoulement d'un milieu fluidique à l'intérieur du tube d'écoulement 2 et le générateur à micro-ondes 9 est activé pour générer des micro-ondes qui sont guidées jusqu'au guide d'ondes d'entrée 4 et qui traversent la fenêtre d'entrée 37 pour irradier et traiter en continu le milieu fluidique s'écoulant dans le tube d'écoulement 2.
Bien évidemment, il est envisageable que la mise en oeuvre d'un procédé de traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement soit réalisée au moyen d'une installation à micro-ondes comportant un réacteur à micro-ondes 1' selon le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus.
Dans ce cas, un unique générateur à micro-ondes peut être utilisé
pour la propagation de micro-ondes dans le guide d'ondes d'entrée 4 et dans l'autre guide d'ondes d'entrée 4', par l'intermédiaire du guide d'ondes amont 8'.
Les figures 4 à 6 représentent l'amplitude du champ électrique (ou champ micro-onde) calculé dans le réacteur à micro-ondes 1 et dans le milieu

23 fluidique pour un milieu fluidique équivalent à une eau minérale et avec une fréquence micro-ondes de 915 MHz.
La figure 4 montre clairement que le champ micro-onde est absorbé
progressivement le long du tube d'écoulement 2.
La figure 5 correspond à la figure 4 mais avec une échelle linéaire, pour mettre en évidence que presque plus aucune onde ne subsiste aux extrémités du tube d'écoulement.
La figure 6 montre quant à elle que le champ électrique est plutôt uniforme dans la section du tube d'écoulement 2 et est absorbé sur tout son pourtour.
Ainsi il est net que le milieu fluidique va être chauffé de façon progressive et homogène, en évitant les points chauds, ce qui est idéal pour des milieux fluidiques qui demandent une dynamique de chauffage relativement douce, même avec des vitesses d'écoulement relativement lentes.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Réacteur à micro-ondes (1,1') pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, ledit réacteur à micro-ondes (1) comprenant :
- un tube d'écoulement (2), en matière transparente aux micro-ondes, s'étendant longitudinalement selon un axe d'écoulement (20) pour un écoulement du milieu fluidique le long dudit axe d'écoulement (20) ;
- un guide d'ondes d'entrée (4) s'étendant selon un axe de propagation (40) pour une propagation de micro-ondes le long dudit axe de propagation (40), ledit guide d'ondes d'entrée (4) ayant une section rectangulaire avec deux grands côtés (41) définissant une grande dimension (GD) et deux petits côtés (42) définissant une petite dimension (PD) inférieure à la grande dimension (GD), et ledit guide d'ondes d'entrée (4) étant couplé au tube d'écoulement (2) pour un traitement continu par micro-ondes du milieu fluidique, avec l'axe d'écoulement (20) orthogonal à l'axe de propagation (40) ; et - une enceinte (3) à l'intérieur de laquelle s'étend au moins en partie le tube d'écoulement (2), ladite enceinte (3) étant réalisée dans un matériau réfléchissant aux micro-ondes et s'étendant longitudinalement selon l'axe d'écoulement (20) ;
ledit réacteur à micro-ondes (1) étant caractérisé en ce que :
- les grands côtés (41) du guide d'ondes d'entrée (4) sont parallèles à
l'axe d'écoulement (20), tandis que les petits côtés (42) du guide d'ondes d'entrée (4) sont orthogonaux à l'axe d'écoulement (20) ;
- l'enceinte (3) présente une dimension latérale (DE) mesurée parallèlement aux petits côtés (42) du guide d'ondes d'entrée (4), ladite dimension latérale (DE) étant supérieure à la petite dimension (PD) du guide d'ondes d'entrée (4), ledit guide d'ondes d'entrée (4) étant fixé
transversalement sur l'enceinte (3), ladite enceinte (3) présentant une fenêtre d'entrée (37) entourée par le guide d'ondes d'entrée (4) pour une propagation de micro-ondes à travers la fenêtre d'entrée (37) à l'intérieur de l'enceinte (3), et - l'enceinte (3) s'étend longitudinalement selon l'axe d'écoulement (20) sur une longueur d'enceinte (LE) donnée entre une première extrémité (31) et une seconde extrémité (32) opposées, ladite longueur d'enceinte (LE) étant strictement supérieure à la grande dimension (GD) du guide d'ondes d'entrée (4).

2. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon la revendication précédente, dans lequel la longueur d'enceinte (LE) est entre 1,5 fois et 6 fois supérieure à
5 la grande dimension (GD) du guide d'ondes d'entrée (4).

3. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la fenêtre d'entrée (37) est délimitée par deux bords longitudinaux (371) parallèles aux grands côtés (41) du guide d'ondes d'entrée (4) et par deux bords latéraux (372) parallèles aux petits 10 côtés (42) du guide d'ondes d'entrée (4), où ces bords longitudinaux (371) présentent une longueur inférieure ou égale à la grande dimension (GD) et les bords latéraux (372) présentent une longueur inférieure ou égale à la petite dimension (PD).

4. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon la revendication 3, dans lequel les 15 bords longitudinaux (371) de la fenêtre d'entrée (37) présentent une longueur inférieure à la grande dimension (GD) et les bords latéraux (372) de la fenêtre d'entrée (37) présentent une longueur égale à la petite dimension (PD), de sorte que la fenêtre d'entrée (37) forme un iris d'entrée.

5. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 4, dans lequel l'enceinte (3) est de section circulaire avec un diamètre (DE) correspondant à la dimension latérale.

6. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'enceinte (3) ne comporte aucun élément interne disposé entre la fenêtre d'entrée (37) et le tube d'écoulement (2).

25 7. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un guide d'ondes de sortie (5) fixé
transversalement sur l'enceinte (3) de manière diamétralement opposée au guide d'ondes d'entrée (4), où :
- ledit guide d'ondes de sortie (5) s'étend selon l'axe de propagation (40) et a une section rectangulaire avec deux grands côtés (51) définissant une grande dimension (GD) et deux petits côtés (52) définissant une petite dimension (PD) inférieure à la grande dimension (GD), les grands côtés (51) du guide d'ondes de sortie (5) étant parallèles à l'axe d'écoulement (20), tandis que les petits côtés (52) du guide d'ondes de sortie (5) sont orthogonaux à l'axe d'écoulement (20), la grande dimension (GD) du guide d'ondes de sortie (5) étant équivalente à la grande dimension (GD) du guide d'ondes d'entrée (4) et la petite dimension (PD) du guide d'ondes de sortie (5) étant équivalente à la petite dimension (PD) du guide d'ondes d'entrée (4) ;
- ladite enceinte (3) présente une fenêtre de sortie (38) diamétralement opposée à la fenêtre d'entrée (37) et entourée par le guide d'ondes de sortie (5) pour une propagation de micro-ondes à travers la fenêtre de sortie (38).

8. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon la revendication 7, comprenant en outre un dispositif de court-circuit (55 ; 56) fixé sur le guide d'ondes de sortie (5), ledit dispositif de court-circuit étant soit du type piston de court-circuit (55) ajustable le long de l'axe de propagation (40), soit du type court-circuit statique (56).

9. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, dans lequel la fenêtre de sortie (38) est délimitée par deux bords longitudinaux (381) parallèles aux grands côtés (51) du guide d'ondes de sortie (5) et par deux bords latéraux (382) parallèles aux petits côtés (52) du guide d'ondes de sortie (5), où les bords longitudinaux (381) présentent une longueur inférieure ou égale à la grande dimension (GD) et les bords latéraux (382) présentent une longueur inférieure ou égale à la petite dimension (PD).

10. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon la revendication 9, dans lequel les bords longitudinaux (381) de la fenêtre de sortie (38) présentent une longueur inférieure à la grande dimension (GD) et les bords latéraux (382) de la fenêtre de sortie (38) présentent une longueur égale à la petite dimension (PD), de sorte que la fenêtre de sortie (38) forme un iris de sortie.

11. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'enceinte (3) est fermée en regard du guide d'ondes d'entrée (4) et offre ainsi une surface réfléchissante incurvée située de manière diamétralement opposée au guide d'ondes d'entrée (4).

12. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le guide d'ondes d'entrée (4) est fixé
transversalement sur l'enceinte (3) :
- soit à une distance de la première extrémité (31) comprise entre 0,4 et 0,6 fois la longueur d'enceinte (LE) ;
- soit à une distance de la première extrémité (31) comprise entre 0,1 et 0,4 fois la longueur d'enceinte (LE).

13. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'axe d'écoulement (20) est un axe vertical de sorte que le tube d'écoulement (2) et l'enceinte (3) s'étendent verticalement, et l'axe de propagation (40) est un axe horizontal de sorte que le guide d'ondes d'entrée (4) s'étend horizontalement.

14. Réacteur à micro-ondes (1, 1') selon la revendication 13, dans lequel l'enceinte (3) repose en hauteur sur une embase de support (7,7'), telle que par exemple une embase de support (7) munie de plusieurs pieds de support (70).

15. Réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel l'enceinte (3) comporte des couvercles (33, 35) prévus sur la première extrémité (31) et la seconde extrémité (32), lesdits couvercles (33, 35) étant munis de manchons de raccordement (34, 36) pour raccorder une première extrémité (21) et une seconde extrémité
(22) du tube d'écoulement (2) respectivement à une première canalisation (61) et à une seconde canalisation (62) d'un système de mise en écoulement (6) pour une mise en écoulement du milieu fluidique.

16. Réacteur à micro-ondes (1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, comportant un autre guide d'ondes d'entrée 4' s'étendant parallèlement à l'axe de propagation, ledit autre guide d'ondes d'entrée 4' ayant une section rectangulaire avec deux grands côtés (41') définissant une grande dimension (GD) et deux petits côtés (42') définissant une petite dimension (PD) inférieure à la grande dimension (GD), et ledit autre guide d'ondes d'entrée (4') étant couplé au tube d'écoulement (2) pour un traitement continu par micro-ondes du milieu fluidique ;
dans lequel les grands côtés (41') dudit autre guide d'ondes d'entrée (4') sont parallèles à l'axe d'écoulement (20), tandis que les petits côtés (42) dudit autre guide d'ondes d'entrée (4') sont orthogonaux à l'axe d'écoulement (20) ;
dans lequel la dimension latérale (DE) de l'enceinte (3) est supérieure à la petite dimension (PD) dudit autre guide d'ondes d'entrée (4'), ledit autre guide d'ondes d'entrée (4') étant fixé transversalement sur l'enceinte (3), ladite enceinte (3) présentant une autre fenêtre d'entrée entourée par ledit autre guide d'ondes d'entrée (4') pour une propagation de micro-ondes à
travers ladite autre fenêtre d'entrée à l'intérieur de l'enceinte (3), et dans lequel la longueur d'enceinte (LE) est strictement supérieure à la grande dimension (GD) dudit autre guide d'ondes d'entrée (4').

17. Réacteur à micro-ondes (1') selon la revendication 16, dans lequel le guide d'ondes d'entrée (4) et l'autre guide d'onde d'entrée (4') sont reliés à

un même guide d'ondes amont (8') prévu pour l'introduction de micro-ondes à l'intérieur de chacun desdits guides d'onde d'entrée (4) et autre guide d'ondes d'entrée (4'), ledit guide d'ondes amont (8') présentant au moins une portion rectiligne (81') présentant une section rectangulaire avec deux grands côtés définissant une grande dimension (GD) et deux petits côtés définissant une petite dimension (PD) inférieure à la grande dimension (GD), les grands côtés dudit guide d'ondes amont (8') étant parallèles à l'axe d'écoulement (20), tandis que les petits côtés dudit guide d'ondes amont (8') sont orthogonaux à l'axe d'écoulement (20).

18. Installation à micro-ondes (10) pour un traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, ladite installation à micro-ondes (10) comprenant :
- un réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 ;
- un générateur à micro-ondes (9) raccordé au guide d'ondes d'entrée (4) ;
- un système de mise en écoulement (6) raccordé au tube d'écoulement (2) en amont et en aval pour assurer un écoulement du milieu fluidique à
l'intérieur du tube d'écoulement (2).

19. Procédé de traitement continu par micro-ondes d'un milieu fluidique en écoulement, ledit procédé de traitement continu par micro-ondes comprenant les étapes suivantes :

- génération de micro-ondes au moyen d'un générateur à micro-ondes raccordé au guide d'ondes d'entrée (4) d'un réacteur à micro-ondes (1,1') selon l'une quelconque des revendications 1 à
17 ;
- mise en écoulement d'un milieu fluidique à l'intérieur du tube d'écoulement (2) dudit réacteur à micro-ondes (1), au moyen d'un système de mise en écoulement (6) raccordé au tube d'écoulement (2) en amont et en aval.