EP1740898B1 - Installation de deshydratation par zeolithes - Google Patents

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EP1740898B1
EP1740898B1 EP05753686A EP05753686A EP1740898B1 EP 1740898 B1 EP1740898 B1 EP 1740898B1 EP 05753686 A EP05753686 A EP 05753686A EP 05753686 A EP05753686 A EP 05753686A EP 1740898 B1 EP1740898 B1 EP 1740898B1
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adsorption means
wall
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F26B21/083—Humidity by using sorbent or hygroscopic materials, e.g. chemical substances, molecular sieves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F26B5/044—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum for drying materials in a batch operation in an enclosure having a plurality of shelves which may be heated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
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    • F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
    • F26B9/066—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers the products to be dried being disposed on one or more containers, which may have at least partly gas-previous walls, e.g. trays or shelves in a stack

Definitions

  • the present invention relates to a dehydration plant using more particularly zeolites as adsorption means.
  • the invention is particularly intended for the dehydration of food products whose organoleptic qualities must be preserved.
  • a zeolite is a material comprising pores with a diameter greater than the smallest dimension of a water molecule and electrical charges attracting water molecules. These characteristics give the zeolite a water adsorption power of interest in the field of dehydration.
  • Dehydration by means of zeolites is generally carried out by means of an installation comprising an adjoining first enclosure and a second enclosure and in communication with each other.
  • the first chamber is arranged to receive products to be dehydrated and the second chamber receives zeolites and is equipped with an air suction pump contained in the enclosures.
  • the suction pump creates a vacuum in the enclosures that favors the evaporation of the water contained in the products that are possibly heated. Water vapor passes into the second chamber where it is trapped in zeolites. This type of dehydration is particularly effective, see for example US 2,376,095 A .
  • An object of the invention is to provide a dehydration means for products, in particular food products, which is effective while not causing damage. that a minimum alteration of the organoleptic qualities of the products.
  • a product dehydration plant according to claim 1 is provided.
  • Flavors that escape from the products during the evaporation of the water contained in the products can not pass through the zeolites. These flavors can not escape from the compartment and remain confined to the vicinity of the products. The destruction of aromas is thus limited. Zeolites thus ensure their adsorption function of water molecules while constituting a barrier for aroma.
  • This embodiment is particularly simple and ensures optimal evacuation of air and water vapor.
  • the compartment comprises a lower wall also formed by a layer of adsorption means.
  • the upper wall of the compartment is adjustable in height and the receptacle advantageously comprises side walls intended to bear against the bottom of the plate forming the upper wall compartment.
  • the installation comprises a means of heating the product receptacle.
  • the adsorption means producing a release of heat during the adsorption of water are arranged in such a way that the release of heat contributes to the warming of the products.
  • the release of heat can be communicated to the products by conduction and radiation. Reheating does not require external energy input, which makes the installation of the invention relatively energy efficient.
  • the installation according to the invention comprises a generally designated enclosure in 1 which is delimited here by a blind tubular wall 2 having an open end sealingly closed by a door 3.
  • the chamber 1 is associated with an evacuation member schematized at 4 which comprises, in a manner known per se, a suction pump for the air contained in the chamber 1.
  • a module generally designated 5 de product support to be dehydrated and zeolites is received in the enclosure 1.
  • This module 5 here comprises two side walls 6 between which are fixed pairs of trays 7.a, 8.a; 7.b, 8.b; 7.c, 8.c horizontal.
  • the trays 7, 8 have side walls 9 and a bottom 10 which has at least one opening 11 in which a grid 12 extends.
  • Each plate 7 is here rigidly fixed to the side walls 6 while the corresponding plate 8 extends above and away from the plate 7 concerned and is connected to the side walls 6 by slides 13 adjustable in height in a manner known in itself. even.
  • the plate 8 of a pair is also spaced from the plate 7 of the adjacent pair of trays.
  • the side walls 6 have lumens 29 which extend opposite each space existing between the free edges of the side walls 9 of the plate 8 of a pair of plates and the bottom 10 of the plate 7 of the adjacent pair.
  • each plate 7, 8 extends a coil 14.
  • the coils 14 are connected to each other by a pipe 15 to form a heat transfer fluid transport circuit.
  • the pipes 15 are flexible or of variable length so as not to impede the movements of the plates 8.
  • the coils 14 at the ends of this circuit are connected to a thermal regulating member 16 providing in a manner known in itself the propulsion of the coolant in the circuit and the cooling of said fluid.
  • the trays 7, 8 receive zeolites 17.
  • the grid 12 has mesh retaining the zeolites 17.
  • the grid 12 allows the passage of air and water vapor.
  • a tray 18 for receiving the products to be dehydrated is received between the trays 7, 8 of each pair of trays.
  • the plate 18 comprises a bottom 19 and side walls 20 pierced with openings 21.
  • Each plate 18 is received on slide rails 22 in contact with the zeolites 17 of the plate 7 above which it is mounted.
  • the slides 22 and the plate 18 are made of thermally conductive material so as to establish a heat exchange relationship between the products contained in the plate 18 and these zeolites 17. Alternatively, the slides 22 may be fixed.
  • each plate 18 is put in place between the corresponding pair of plates 7, 8.
  • the plate 8 is then lowered so that the bottom 10 thereof comes into contact with the free edges of the plates. sidewalls 20 of the trays 18.
  • Each pair of trays 7, 8, the corresponding plate 18 and the side walls 6 form a compartment.
  • the door 3 is then closed and the suction pump of the vacuum means 4 is put into operation.
  • the air is then sucked into the enclosure 1.
  • the air escapes from the trays 18 mainly through the upper opening thereof and through the opening 11 of the bottom 10 of the trays 8 before passing through the zeolites 17 to to flow into the space separating the pairs of trays.
  • the air also escapes through the openings 21 of the side walls 20 of the trays 18 before passing through the zeolites 17 and the openings 11 of the trays 7 to flow into the space between the pairs of trays.
  • the air flows out of the space between the pairs of trays by the lights 29 of the side walls 6 and is discharged from the enclosure by the pump of the vacuum means 4.
  • the water contained in the products evaporates.
  • the water vapor thus created follows the same path as the air to the zeolites in the pores from which it is trapped.
  • the products are thus progressively dehydrated.
  • the air of the compartment is sucked through the zeolites so that most of the aromas can not escape from the compartment, the zeolites limiting the passage of these to the outside of the compartment. As the zeolites are very close to the products, the aromas are therefore maintained in the vicinity of the products.
  • the adsorption of the water causes a temperature rise of the zeolites 17.
  • the heat generated at the level of the zeolites 17 of the plate 8 is communicated to the products by radiation.
  • the heat generated at the zeolites 17 of the plate 7 is communicated to the products by conduction via the slides 22 and the plate 18.
  • the warming of the products makes it possible to increase the evaporation of the water.
  • This heating is controlled via the thermal regulator 16 as a function of the information provided by unrepresented temperature sensors disseminated in the module 5.
  • the thermal regulator can maintain a temperature difference between the products and the immediate environment thereof. For example, a temperature of 20 ° at the product level and 70 ° at the vicinity of the product can be maintained. This difference in temperature causes condensation on the products of the aromas that are maintained in the compartment.
  • the installation may have a geometry different from that described.
  • the module may have a different number of trays.

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Description

  • La présente invention concerne une installation de déshydratation utilisant plus particulièrement des zéolithes comme moyens d'adsorption. L'invention est notamment destinée à la déshydratation de produits alimentaires dont les qualités organoleptiques doivent être conservées.
  • On rappelle qu'une zéolithe est un matériau comportant des pores de diamètre supérieur à la plus petite dimension d'une molécule d'eau et des charges électriques attirant les molécules d'eau. Ces caractéristiques confèrent à la zéolithe un pouvoir d'adsorption de l'eau intéressant dans le domaine de la déshydratation.
  • La déshydratation au moyen de zéolithes, ou "zéodratation", est généralement réalisée au moyen d'une installation comportant une première enceinte et une deuxième enceinte attenantes et en communication l'une avec l'autre. La première enceinte est agencée pour recevoir des produits à déshydrater et la deuxième enceinte reçoit des zéolithes et est équipée d'une pompe d'aspiration d'air contenu dans les enceintes. La pompe d'aspiration crée une dépression dans les enceintes qui favorise l'évaporation de l'eau contenu dans les produits qui sont éventuellement chauffés. La vapeur d'eau passe dans la deuxième enceinte ou elle est piégée dans les zéolithes. Ce type de déshydratation est particulièrement efficace, voir par exemple US 2 376 095 A .
  • Toutefois, une partie des arômes est quand même extraite des produits. Ces arômes se retrouvent dans la deuxième enceinte avant d'en être évacués par la pompe. Il en résulte une altération des qualités organoleptiques des produits déshydratés.
  • Un but de l'invention est de proposer un moyen de déshydratation de produits, en particulier de produits alimentaires, qui soit efficace tout en n'occasionnant qu'une altération minimum des qualités organoleptiques des produits.
  • A cet effet, on prévoit, selon l'invention, une installation de déshydratation de produits, selon la revendication 1.
  • Les arômes qui s'échapperaient des produits lors de l'évaporation de l'eau contenu dans les produits ne peuvent passer au travers des zéolithes. Ces arômes ne peuvent s'échapper du compartiment et restent confinés au voisinage des produits. La destruction d'arômes est de la sorte limitée. Les zéolithes assurent ainsi leur fonction d'adsorption des molécules d'eau tout en constituant un barrage pour les arômes.
  • Selon un mode de réalisation particulier, la paroi formée par la couche de moyens d'adsorption est la paroi supérieure et cette paroi comprend un plateau ayant un fond perméable à l'air et à la vapeur d'eau.
  • Ce mode de réalisation est particulièrement simple et assure une évacuation optimale de l'air et de la vapeur d'eau.
  • Avantageusement, le compartiment comprend une paroi inférieure également formée par une couche de moyens d'adsorption.
  • L'efficacité de l'installation est ainsi encore améliorée.
  • De préférence, la paroi supérieure du compartiment est réglable en hauteur et le réceptacle comprend avantageusement des parois latérales destinées à venir en appui contre le fond du plateau formant la paroi supérieure du compartiment.
  • Ceci permet d'amener la couche de moyens d'adsorption au plus près des produits et de confiner les arômes au plus près des produits.
  • Selon une caractéristique particulière, l'installation comprend un moyen de réchauffage du réceptacle à produits.
  • On évite ainsi que l'évaporation de l'eau ne produise un refroidissement des produits qui serait préjudiciable à leurs qualités.
  • De préférence alors, les moyens d'adsorption produisant un dégagement de chaleur lors de l'adsorption d'eau, les moyens d'adsorption sont agencés de telle manière que le dégagement de chaleur contribue au réchauffement des produits.
  • Le dégagement de chaleur peut être communiqué aux produits par conduction et rayonnement. Le réchauffage ne nécessite pas d'apport d'énergie extérieure, ce qui rend l'installation de l'invention relativement économe en énergie.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention.
  • Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'une installation conforme à l'invention,
    • la figure 2 est une vue en perspective du module de support des produits et des zéolithes de cette installation,
    • la figure 3 est une vue partielle en coupe selon le plan III de la figure 2 de ce module.
  • En référence aux figures, l'installation conforme à l'invention comprend une enceinte généralement désignée en 1 qui est ici délimitée par une paroi tubulaire borgne 2 ayant une extrémité ouverte obturée de manière étanche par une porte 3.
  • L'enceinte 1 est associée à un organe de mise sous vide schématisé en 4 qui comprend de façon connue en soi une pompe d'aspiration de l'air contenu dans l'enceinte 1.
  • Un module généralement désigné en 5 de support de produits à déshydrater et de zéolithes est reçu dans l'enceinte 1. Ce module 5 comprend ici deux parois latérales 6 entre lesquelles sont fixés des paires de plateaux 7.a, 8.a ; 7.b, 8.b ; 7.c, 8.c horizontaux.
  • Les plateaux 7, 8 ont des parois latérales 9 et un fond 10 qui présente au moins une ouverture 11 dans laquelle s'étend une grille 12.
  • Chaque plateau 7 est ici rigidement fixé aux parois latérales 6 tandis que le plateau 8 correspondant s'étend au-dessus et à distance du plateau 7 concerné et est relié aux parois latérales 6 par des glissières 13 réglables en hauteur de manière connue en elle-même. Le plateau 8 d'une paire est également espacé du plateau 7 de la paire de plateaux adjacente.
  • Les parois latérales 6 présentent des lumières 29 qui s'étendent en regard de chaque espace existant entre le bords libre des parois latérales 9 du plateau 8 d'une paire de plateaux et le fond 10 du plateau 7 de la paire adjacente.
  • A l'intérieur de chaque plateau 7, 8 s'étend un serpentin 14. Les serpentins 14 sont reliés les uns aux autres par une conduite 15 pour former un circuit de transport d'un fluide caloporteur. Les conduites 15 sont souples ou de longueur variable pour ne pas entraver les mouvements des plateaux 8. Les serpentins 14 se trouvant aux extrémités de ce circuit sont reliés à un organe de régulation thermique 16 assurant de manière connue en elle-même la propulsion du fluide caloporteur dans le circuit et le refroidissement dudit fluide.
  • Les plateaux 7, 8 reçoivent des zéolithes 17. La grille 12 possède des mailles retenant les zéolithes 17. La grille 12 permet le passage de l'air et de la vapeur d'eau.
  • Un plateau 18 destiné à recevoir les produits à déshydrater est reçu entre les plateaux 7, 8 de chaque paire de plateaux. Le plateau 18 comprend un fond 19 et des parois latérales 20 percées d'ouvertures 21.
  • Chaque plateau 18 est reçu sur des glissières 22 coulissantes en contact avec les zéolithes 17 du plateau 7 au-dessus duquel il est monté. Les glissières 22 et le plateau 18 sont en matériau conducteur thermiquement de manière à établir une relation d'échange thermique entre les produits contenus dans le plateau 18 et ces zéolithes 17. En variante, les glissières 22 peuvent être fixes.
  • Le fonctionnement de l'installation va maintenant être décrit.
  • Après chargement des plateaux 18 en produits à déshydrater, chaque plateau 18 est mis en place entre la paire correspondante de plateaux 7, 8. Le plateau 8 est alors abaissé de manière que le fond 10 de celui-ci vienne en contact des bords libres des parois latérales 20 des plateaux 18.
  • Chaque paire de plateaux 7, 8, le plateau 18 correspondant et les parois latérales 6 forment un compartiment.
  • La porte 3 est ensuite refermée et la pompe d'aspiration des moyens de mise sous vide 4 est mise en fonctionnement.
  • L'air est alors aspiré dans l'enceinte 1. L'air s'échappe des plateaux 18 principalement par l'ouverture supérieure de ceux-ci et par l'ouverture 11 du fond 10 des plateaux 8 avant de traverser les zéolithes 17 pour se s'écouler dans l'espace séparant les paires de plateaux. L'air s'échappe également par les ouvertures 21 des parois latérales 20 des plateaux 18 avant de passer au travers des zéolithes 17 des et des ouvertures 11 des plateaux 7 pour s'écouler dans l'espace séparant les paires de plateaux.
  • L'air s'écoule hors de l'espace séparant les paires de plateaux par les lumières 29 des parois latérales 6 et est évacué hors de l'enceinte par la pompe des moyens de mise sous vide 4.
  • La pression dans l'enceinte 1 diminuant, l'eau contenu dans les produits s'évapore. La vapeur d'eau ainsi créée suit le même trajet que l'air jusqu'aux zéolithes dans les pores desquelles elle est piégée.
  • Les produits sont ainsi progressivement déshydratés.
  • On notera que l'air du compartiment est aspiré au travers des zéolithes de sorte que la plupart des arômes ne peuvent s'échapper du compartiment, les zéolithes limitant le passage de ceux-ci vers l'extérieur du compartiment. Comme les zéolithes sont très proches des produits, les arômes sont donc maintenus au voisinage des produits.
  • L'adsorption de l'eau engendre une élévation de température des zéolithes 17. La chaleur engendrée au niveau des zéolithes 17 du plateau 8 est communiquée aux produits par rayonnement. La chaleur engendrée au niveau des zéolithes 17 du plateau 7 est communiquée aux produits par conduction via les glissières 22 et le plateau 18.
  • Le réchauffement des produits permet d'augmenter l'évaporation de l'eau. Ce réchauffement est contrôlé par l'intermédiaire de l'organe de régulation thermique 16 en fonction des informations fournies par des capteurs de température non représentés disséminés dans le module 5.
  • Il est également possible d'utiliser l'organe de régulation thermique pour entretenir une différence de température entre les produits et l'environnement immédiat de ceux-ci. Par exemple, on peut maintenir une température de 20° au niveau des produits et de 70° aux voisinage de celui-ci. Cette différence de température provoque une condensation sur les produits des arômes qui sont maintenus dans le compartiment.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
  • En particulier, l'installation peut avoir une géométrie différente de celle décrite.
  • Le module peut comporter un nombre différent de plateaux.

Claims (9)

  1. Installation de déshydratation de produits, comprenant une enceinte (1), un organe d'aspiration d'air (4) contenu dans l'enceinte, un réceptacle (18) à produits ouvert et reçu dans l'enceinte, et des moyens d'adsorption d'humidité (17), caractérisée en ce que l'enceinte comprend un compartiment de réception du réceptacle ouvert, en ce qu'au moins une paroi du compartiment est formée par une couche (7, 8) de moyens d'adsorption (17) au travers de laquelle est aspiré l'air du compartiment.
  2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi formée par la couche (8) de moyens d'adsorption (17) est la paroi supérieure et en ce que cette paroi comprend un plateau (8) ayant un fond perméable à l'air et à l'eau.
  3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le compartiment comprend une paroi inférieure également formée par une couche (7) de moyens d'adsorption (17).
  4. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la paroi supérieure du compartiment est réglable en hauteur.
  5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le réceptacle (18) comprend des parois latérales (20) destinées à venir en appui contre le fond (10) du plateau (8) formant la paroi supérieure du compartiment.
  6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen (22) de réchauffage du réceptacle (18) à produits.
  7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que, les moyens d'adsorption (17) produisant un dégagement de chaleur lors de l'adsorption d'eau, les moyens d'adsorption (17) sont agencés de telle manière que le dégagement de chaleur contribue au réchauffement des produits.
  8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens d'adsorption sont associés à un organe de régulation thermique (14, 15, 16) utilisé pour entretenir une différence de température entre les produits et l'environnement immédiat de ceux-ci.
  9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la différence de température est telle qu'elle provoque une condensation d'arôme sur les produits.
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AT (1) ATE491126T1 (fr)
DE (1) DE602005025204D1 (fr)
DK (1) DK1740898T3 (fr)
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