FR3051101A1 - Module d'extraction de jus de fruits et vegetaux par ultrasons, et systeme comprenant un tel module. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un module d'extraction (104) de jus de végétaux, tels que des fruits ou des légumes, et en particulier de raisin, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit (118), dans lequel s'écoule lesdits végétaux, et au moins deux actionneurs (120) à ultrasons pour émettre des ultrasons dans ledit conduit (118). L'invention concerne également un système (100) d'extraction de jus de végétaux mettant en œuvre un tel module d'extraction (104) de jus.
Description
« Module d'extraction de jus de fruits et végétaux par ultrasons, et système comprenant un tel module » L'invention concerne un module d'extraction de jus de fruits et végétaux, tels que le raisin, par ultrasons. Elle concerne également un système comprenant un tel module.
Le domaine de l'invention est le domaine des dispositifs d'extraction de jus de fruits et végétaux, tel que le raisin.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît des systèmes de pressurage des baies de raisin mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques. Le principe de ces systèmes est d'appliquer une pression par contact direct sur les raisins, pour en extraire le jus. Les baies de raisins peuvent être écrasées par un outil rigide ou élastique, tel qu'un couvercle ou une membrane. La mise sous pression fait éclater les baies de raisins, libérant ainsi leur jus et formant un marc.
Cependant, la production de jus par ces dispositifs n'est pas totalement satisfaisante. En effet, une partie du jus de raisin, reste piégée dans le marc, et n'est donc pas extraite avec ces systèmes. L'extraction de jus par pressurage avec contact direct est un procédé lent. De plus, Il est nécessaire de monter en pression, en général jusqu'à plus de 2 bar. La consommation énergétique de tels systèmes est aussi considérable. Par ailleurs, il est impossible d'extraire de manière sélective des composés compartimentés dans le fruit ou le légume. Les systèmes les plus performants, en termes de production de jus, sont complexes et coûteuses à mettre en œuvre. La maintenance de tels systèmes est également coûteuse, chronophage et complexe.
Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.
Un autre but de l'invention est de proposer un module d'extraction de jus de végétaux, en particulier de raisin, pour augmenter la production de jus extraite.
Un autre but de l'invention est de proposer un module d'extraction de jus de végétaux, en particulier de raisin, présentant un cycle d'extraction plus rapide.
Un autre but de l'invention est de proposer un module d'extraction de jus de végétaux, en particulier de raisin, nécessitant une pression inférieure pour un rendement en jus équivalent.
Un autre but de l'invention est de proposer un module d'extraction de jus de végétaux, en particulier de raisin, consommant moins d'énergie.
Un autre but de l'invention est de proposer un module d'extraction de jus de végétaux, en particulier de raisin, de réalisation et de maintenance plus simple.
Un autre but de l'invention est de proposer un module d'extraction non invasif, permettant l'extraction de jus de végétaux, en particulier de raisin, sans en altérer les propriétés physico-chimiques.
Un autre but de l'invention est de proposer un module d'extraction de composés d'intérêts présents dans les fruits et légumes, en particulier le raisin, tels que les composés aromatiques, précurseurs et phénoliques.
EXPOSE DE L'INVENTION
Au moins un des objectifs précités est atteint par un module d'extraction de jus de végétaux, tels que des fruits ou des légumes, et en particulier de raisin, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit, dans lequel s'écoule lesdits végétaux, et au moins deux actionneurs à ultrasons pour émettre des ultrasons dans ledit conduit.
Avec le module selon l'invention, l'extraction du jus s'effectue de façon plus efficace. En effet, les ultrasons induisent l'éclatement des cellules végétales par effet de cavitation, ainsi que l'extraction des composés aromatiques par le transfert de masses. Elles permettent ainsi de récupérer une plus grande quantité de jus. Le module selon l'invention permet d'augmenter le rendement d'extraction de jus de manière significative. A titre indicatif, les inventeurs ont constaté que, dans le cas du raisin, le module selon l'invention permet d'augmenter la quantité de jus extraite d'environ au moins 5% par rapport aux systèmes de l'état de la technique.
De plus, le procédé de désintégration des membranes des cellules végétales par ultrasons est rapide en comparaison avec les méthodes classiques de mise sous pression. Le module d'extraction de jus selon l'invention permet ainsi de réduire le temps de production de jus à partir de végétaux, en particulier les baies de raisin. A titre indicatif, les inventeurs ont constaté que, dans le cas du raisin, la durée du processus peut être réduite par au moins un facteur trois.
Le module selon l'invention permet en outre d'extraire du jus de végétaux à une pression inférieure en comparaison avec les systèmes de l'état de la technique. Les inventeurs ont constaté que la pression requise pour extraire du jus avec le module selon l'invention est inférieure à 1 bar, en particulier inférieure à 0.5 bar.
Par ailleurs, l'extraction de jus de végétaux en appliquant des ultrasons consomment moins d'énergie que les techniques classiques. En effet, les actionneurs ultrasons, également appelés émetteurs d'ultrasons, présentent une faible consommation par rapport aux systèmes existants. Le module selon l'invention permet donc de réduire la consommation énergétique lors de l'extraction de jus de végétaux, et particulièrement des baies de raisin.
Dans un mode de réalisation, le module selon l'invention peut comprendre des actionneurs à ultrasons agencés à une distance égale du centre du conduit dans le plan transversal. Ainsi il est possible d'augmenter l'intensité des ondes émises au centre du conduit. L'extraction du jus est ainsi plus efficace. La consommation énergétique est réduite en optimisant l'intensité des ultrasons émis au centre du conduit.
Avantageusement, le module selon l'invention peut comprendre des actionneurs à ultrasons disposés sur au moins une face extérieure du conduit. Ainsi, il est plus facile de positionner les actionneurs à ultrasons, ce qui facilite la réalisation du module selon l'invention.
En outre, les actionneurs à ultrasons du module selon l'invention peuvent être des transducteurs acoustiques, en particulier des transducteurs piézoélectriques ou magnétostrictifs. Ces transducteurs peuvent émettre des ultrasons avec des fréquences et des amplitudes contrôlables. Ils offrent aussi l'avantage de consommer moins d'énergie.
En particulier, tous les actionneurs à ultrasons du module selon l'invention peuvent avoir une même fréquence d'émission. La réalisation et l'utilisation du module selon l'invention sont ainsi facilitées.
Alternativement, au moins deux actionneurs à ultrasons du module selon l'invention peuvent avoir des fréquences d'émission différentes.
Selon un mode de réalisation, le module selon l'invention peut comprendre un moyen d'ajustement de la fréquence d'émission d'au moins un, en particulier de chaque, actionneurs à ultrasons. Le moyen d'ajustement de la fréquence permet de régler la fréquence de façon à optimiser l'extraction de jus pour tout végétal en entrée du module, et en particulier pour les baies de raisin.
Un tel ajustement peut être réalisé en fonction de la nature du végétal. Alternativement, ou en plus, un tel ajustement de fréquence peut être réalisé en fonction d'une valeur d'un paramètre physique mesurée lors de l'utilisation dudit module, tel que par exemple une teneur en liquide, la pression, la température, etc. L'ajustement de la fréquence permet en outre d'extraire de façon sélective des composés tels que les sucres et/ou des composés aromatiques, précurseurs et/ou phénoliques de végétaux. A titre d'exemple, le module selon l'invention permet la désintégration ciblée des cellules du raisin (le pépin, la pulpe et/ou la pellicule), chaque partie renfermant des composés particuliers. En fonction des fréquences et des puissances des ultrasons émis, des cellules du raisin, tel que celles du pépin, la pulpe ou la pellicule sont désintégrées. Il est donc possible avec le module selon l'invention d'extraire sélectivement des composés tels que les sucres et/ou des composés aromatiques, précurseurs et/ou phénoliques.
Suivant un exemple de réalisation particulier, la section du conduit peut être ellipsoïdale ou polygonale.
Préférentiellement, la section du conduit est polygonale. Elle est plus adaptée pour l'installation et le positionnement des actionneurs à ultrasons sur le conduit.
Dans une version préférée du module selon l'invention, la section du conduit peut être hexagonale. Cette forme permet d'une part d'augmenter le nombre d'actionneurs à ultrasons disposés autour du conduit proportionnellement à la section du conduit, et d'autre part de faciliter leur positionnement sur le conduit et d'optimiser leurs performances.
Dans une version de réalisation, le module selon l'invention peut comprendre : au moins deux actionneurs à ultrasons, en particulier au moins deux rangées d'actionneurs à ultrasons, distribuées dans la direction transversale du conduit, en particulier autour dudit conduit, et/ou au moins deux actionneurs à ultrasons, en particulier au moins deux rangées d'actionneurs à ultrasons, distribuées dans la direction longitudinale du conduit.
La distribution des actionneurs à ultrasons permet de distribuer les ultrasons auxquels sont soumis les végétaux le long, et/ou autour, du conduit. En effet, la disposition des actionneurs à ultrasons permet de maximiser le transfert d'énergie au sein de la matière présente dans le conduit. La cavitation induite par les ultrasons s'effectue ainsi sur une plus grande partie du conduit et est plus importante. La quantité de jus ainsi produite peut donc être augmentée. La consommation d'énergie nécessaire peut donc être diminuée. La durée de pressurage nécessaire peut aussi être diminuée. La pression nécessaire pour pressurer peut donc être diminuée.
Dans un mode de réalisation, le module selon l'invention peut comprendre une rangée d'actionneurs à ultrasons transversale, respectivement longitudinale, décalée par rapport à une autre rangée d'actionneurs à ultrasons transversale, respectivement longitudinale, adjacente dans la direction longitudinale, respectivement transversale. Les actionneurs à ultrasons peuvent être ainsi agencés sans encombrement et agencés plus proches les uns des autres. La production de jus par ultrasons peut être ainsi augmentée. La consommation d'énergie nécessaire peut donc être diminuée. La durée de pressurage nécessaire peut donc être diminuée. La pression nécessaire pour pressurer peut donc être diminuée.
Alternativement, les rangées des actionneurs à ultrasons peuvent être agencées de façon linéaire à savoir sans aucun décalage entre les rangées des actionneurs à ultrasons.
Suivant un mode de réalisation, la distance entre deux actionneurs consécutifs d'une même rangée peut être constante. Alternativement, la distance entre deux émetteurs consécutifs d'une même rangée peut être variable.
En particulier, la distance entre deux actionneurs adjacents d'une même rangée peut être ajustée en fonction de la fréquence. Par exemple, un facteur deux entre les fréquences d'émission choisies permets de garder la distance constante entre deux actionneurs adjacents.
Suivant, un mode de réalisation, la distance entre les émetteurs consécutifs d'une rangée peut être égale à la distance entre les émetteurs consécutifs d'une autre rangée. Alternativement, la distance entre deux actionneurs consécutifs d'une rangée peut être différente de la distance entre deux émetteurs consécutifs d'une autre rangée.
Avantageusement, le module selon l'invention peut être muni : d'actionneurs à ultrasons émettant à une fréquence comprise entre 18 et 30 kHz, et en particulier égale à 20kHz ; et/ou d'actionneurs à ultrasons émettant à une fréquence comprise entre 30 et 60 kHz, et en particulier égale à 40kHz.
Suivant un autre aspect de l'invention il est proposé, un système d'extraction de jus de végétaux, tels que des fruits ou des légumes, et en particulier de raisin, comprenant : au moins un module d'extraction de jus selon l'invention produisant une matière, et au moins un moyen d'admission de végétaux dans ledit module d'extraction.
Selon l'invention, au moins un module d'extraction peut être agencé de façon horizontale, inclinée ou verticale.
Dans une version préférée du système selon l'invention, le module d'extraction peut être disposé verticalement pour éviter notamment la présence de gaz, qui pourrait influencer la qualité du jus produit et/ou endommager le système.
Dans un mode de réalisation, le système selon l'invention peut comprendre plusieurs modules d'extraction de jus, agencés tels que : deux modules d'extraction qui se suivent ont une même fréquence d'émission, et/ou deux modules d'extraction qui se suivent ont des fréquences d'émission différentes.
Deux modules d'extraction consécutifs peuvent être connectés entre eux directement ou à l'aide d'un connecteur, qui peut être, par exemple, un conduit de liaison.
Suivant un mode de réalisation préféré, le système selon l'invention peut comprendre : au moins un module comprenant des actionneurs à ultrasons émettant à une fréquence comprise entre 18 et 30 kHz, et en particulier égale à 20kHz ; et au moins un module comprenant des actionneurs à ultrasons émettant à une fréquence comprise entre 30 et 60 kHz, et en particulier égale à 40kHz.
Alternativement, les fréquences d'émission des ultrasons des modules d'extraction peuvent être choisies en fonction d'harmoniques. En particulier, les fréquences d'émission des modules d'extraction sont choisies parmi les premières harmoniques paires.
Dans un exemple de réalisation préféré, le système selon l'invention peut comprendre : plusieurs, en particulier cinq, modules d'extraction de jus avec une fréquence d'émission comprise entre 18 et 30 kHz, et en particulier égale à 20kHz, et plusieurs, en particulier cinq, modules d'extraction de jus avec une fréquence d'émission comprise entre 30 et 60 kHz, et en particulier égale à 40kHz.
Préférentiellement, les modules d'extraction peuvent être arrangés de sorte que les modules émettant à une même fréquence sont regroupés. En particulier, les modules d'extraction situés en aval du moyen d'admission peuvent avoir les fréquences d'émission les plus basses, en particulier égales à 20kHz.
Alternativement, les modules peuvent être arrangés de manière alternée. Le premier module d'extraction de l'arrangement peut par exemple être un module de fréquence d'émission de 20 kHz, agencé en aval du moyen d'admission et relié à ce dernier par un conduit de liaison.
Avantageusement, le système selon l'invention peut comprendre : au moins un moyen de mesure du taux d'extraction, au moins un moyen de mesure du taux de remplissage, au moins un moyen de mesure de la température, au moins un moyen de mesure de la pression, au moins un moyen de mesure de l'efficacité acoustique, et/ou au moins un moyen de mesure de la consommation énergétique. L'un au moins desdits moyens de mesure peut être inclus dans un module d'extraction et/ou agencé entre deux modules d'extraction et/ou placé en aval du dernier module d'extraction.
Le ou les paramètres mesurés peuvent être utilisés pour contrôler, et le cas échéant ajuster, le fonctionnement du système selon l'invention. Par exemple, il est possible d'asservir les actionneurs à ultrasons et de régler les puissances émises en fonction du résultat, à savoir piloter les puissances émises en fonction des mesures de spectrométrie d'impédance électrique.
Avantageusement, ce pilotage permet de détériorer spécifiquement certains types de cellules végétales. En particulier, dans le raisin mais pas uniquement, et en fonction des puissances émises, les cellules de la pulpe pourront être dégradées préférentiellement. Alternativement, il est possible de dégrader à la fois les cellules de la pulpe et de la pellicule.
De manière spécifique, il est possible de régler le niveau de dégradation des cellules de la pulpe, ou des cellules de la pellicule.
La mesure du taux d'extraction peut être réalisée par une mesure de conductivité de la matière.
Préférentiellement, la mesure du taux d'extraction peut être réalisée par une mesure de spectrométrie d'impédance électrique. La mesure de spectrométrie d'impédance électrique permet en outre de mesurer la qualité du jus produit, en mesurant notamment la présence de molécules ou de composés polaires, et des variables rhéologiques telles que la viscosité.
La mesure du taux de remplissage peut aussi être réalisée par une mesure de spectrométrie d'impédance électrique.
De plus, l'un au moins desdits moyens de mesure peut être inclus dans un module d'extraction et/ou agencé entre deux modules d'extraction et/ou placé en aval du dernier module d'extraction.
Préférentiellement, le système selon l'invention peut comprendre plusieurs dispositifs de mesure distribués le long des modules d'extraction.
Chaque dispositif de mesure peut comprendre une combinaison quelconque des moyens de mesure listés plus haut, à savoir un moyen de mesure du taux d'extraction et/ou un moyen de mesure de la température et/ou un moyen de mesure de la pression et/ou un moyen de mesure l'efficacité acoustique et/ou un moyen de mesure de la consommation énergétique.
Suivant un exemple de réalisation particulier, un premier dispositif de mesure peut être placé en aval du moyen d'admission, un second peut être disposé au milieu de l'arrangement des modules d'extraction, un troisième peut être disposé en aval du dernier module d'extraction. Cette configuration permet de suivre l'état de l'extraction de jus dans différentes parties du système selon l'invention.
Dans une version de réalisation du système selon l'invention, le moyen d'admission peut comprendre une vis rotative, en particulier conique. L'admission de végétaux peut s'effectuer du côté de la grande base de la vis conique. La vis conique permet une pressurisation des végétaux en entrée, facilitant ainsi l'extraction de jus dans les modules d'extraction.
Dans une version préférée de réalisation du système selon l'invention, le moyen d'admission peut comprendre un conduit d'arrivée des végétaux à traiter.
En outre, le système selon l'invention peut comprendre au moins un moyen d'injection de gaz, en particulier de l'azote ou de l'oxygène. Ainsi, il est possible d'influencer la qualité du jus extrait, en particulier lors des traitements ultrasonores et du pressurage du raisin.
En particulier, ledit au moins moyen d'injection peut être disposé sur le moyen d'admission, en amont du module d'extraction.
De plus, le système selon l'invention peut comprendre un conduit de court-circuit agencé pour renvoyer au moins une partie de la matière, sortant d'un module d'extraction donné, en amont dudit module d'extraction ou vers le moyen d'admission ou encore en entrée d'un autre module d'extraction, situé en amont dudit module d'extraction donné.
La matière renvoyée par le conduit de court-circuit permet de réduire la présence d'air, nuisible au conduit du module d'extraction, en créant un tampon liquide.
Préférentiellement, le conduit de court-circuit peut relier le dernier module d'extraction au moyen d'admission.
En outre, le conduit de court-circuit peut comprendre au moins une vanne.
Par exemple, le système selon l'invention peut comprendre un moyen de contrôle de l'ouverture de la vanne. Cet ajustement peut s'effectuer en fonction d'une mesure renvoyée par au moins l'un des moyens de mesure, en particulier un moyen de mesure du taux d'extraction.
Dans une version préférée de réalisation, le système selon l'invention peut comprendre un moyen d'ajustement de la fréquence d'émission d'au moins un module d'extraction en fonction d'une pression, d'une température et/ou du taux d'extraction, préalablement mesurée(s) par au moins un moyen de mesure mentionné plus haut. L'ajustement de la fréquence d'émission permet un réglage des modules d'extraction optimisé pour augmenter la quantité et la qualité de jus extraites.
En outre, le module selon l'invention et/ou le système selon l'invention peuvent être utilisés pour la transformation de fruits et de légumes, tels que les baies de raisin, les pommes ou encore les betteraves.
DESCRIPTION DES FIGURES ET MODES DE REALISATION D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation du système selon l'invention ; - la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un second exemple de réalisation du système selon l'invention ; - la FIGURE 3 est une représentation schématique d'un premier exemple de module d'extraction selon l'invention ; - la FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple de dispositif de mesure selon l'invention ; - la FIGURE 5 est une représentation schématique d'une vue de dessus d'un troisième exemple du système selon l'invention ; - la FIGURE 6 est une représentation schématique d'une vue de côté du troisième exemple du système selon l'invention ; - La FIGURE 7 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de module d'extraction selon l'invention ; et - La FIGURE 8 est une représentation schématique d'une vue de face d'un quatrième exemple du système selon l'invention.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détail structurel, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation du système selon l'invention.
Le système 100, représenté sur la FIGURE 1, comprend un moyen d'admission 102 disposé en amont d'un module d'extraction 104 et d'un dispositif de mesure 106.
Le moyen d'admission 102 comprend une entrée 108 permettant d'introduire les végétaux dans ledit moyen d'admission 102. Les végétaux, tels que par exemple les baies de raisin, sont pressurisés par une pompe 112. Le moyen d'admission 102 comprend aussi des capteurs de pression 114, pour estimer la pression à l'intérieur du moyen d'admission 102. La régulation du débit de la pompe 112 peut ainsi être réalisée en fonction de la pression dans le moyen d'admission 102, mesurée par l'un des capteurs de pression 114.
Le moyen d'admission 102 est relié au module d'extraction 104 par un conduit de liaison 116, de sorte que les végétaux sortant du module d'admission 102 sont introduits dans le module d'extraction 104. Le module d'extraction 104 produit à sa sortie une matière.
Le module d'extraction 104 comprend un conduit 118 et des actionneurs 120 à ultrasons, également appelés émetteurs 120 d'ultrasons. Les émetteurs 120 d'ultrasons sont agencés sur la face extérieure du conduit 118, en particulier autour dudit conduit 118, pour émettre des ultrasons dans le conduit 118.
Le dispositif de mesure 106 comprend : - un spectromètre d'impédance électriquel22, - un capteur de température 124, et - un capteur de pression 126.
Le spectromètre d'impédance électrique 122 permet de mesurer : - un taux d'extraction, - un taux de remplissage, et/ou - une qualité d'extraction.
Le dispositif de mesure 106 est agencé en aval du module d'extraction 104.
Le système 100, représenté sur la FIGURE 1, comprend aussi un contrôleur 128. Le contrôleur 128 est relié aux actionneurs 120 à ultrasons, au dispositif de mesure 106, à la pompe 112 et aux capteurs de pression 114, par exemple par des câbles 130 de liaison.
Le contrôleur 128 est configuré pour : - réguler le débit de la pompe 112 en fonction de la pression dans le moyen d'admission 102 mesurée par les capteurs de pression 114, et - réguler les fréquences (et/ou amplitudes) d'émission des émetteurs 120 d'ultrasons, en fonction des données retournées par le dispositif de mesure 106, notamment la pression, la température, la qualité d'extraction, le taux de remplissage et/ou le taux d'extraction.
La fréquence d'émission d'un émetteur 120 peut être ajustée indépendamment ou de manière groupée. Les actionneurs 120 à ultrasons peuvent donc avoir une même fréquence d'émission ou des fréquences d'émission différentes.
Le moyen d'admission 102 comprend aussi des moyens 132 d'injection de gaz, tel que du nitrogène ou de l'oxygène. Les moyens d'injection de gaz 132 sont reliés au contrôleur 128 par exemple par les câbles de liaison 130.
Le contrôleur 128 commande les moyens d'injection 132 en fonction: - du taux d'extraction mesuré par le dispositif de mesure 106, - de la pression dans le moyen d'admission 102 mesurée par les capteurs de pression 114, et/ou - de la qualité d'extraction mesurée par le dispositif de mesure 106.
La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un second exemple de réalisation du système selon l'invention.
Le système 200, représenté sur la FIGURE 2, comprend les mêmes éléments que le système 100.
Le système 200 comprend, en outre, plusieurs modules d'extraction 104i-104n. Deux modules d'extraction 104 qui se suivent peuvent avoir une même fréquence d'émission ou des fréquences d'émissions différentes. De plus, deux modules d'extraction 104 qui se suivent sont reliés entre eux par un conduit de liaison.
Le système 200 comprend, en outre, plusieurs dispositifs de mesure 106i-106n. Chaque dispositif de mesure 106i-106n-i est agencé entre deux modules d'extraction 104 consécutifs et le dispositif de mesure 106n est agencé en aval du dernier module d'extraction 104n.
Chaque dispositif de mesure 106 est relié, de manière filaire ou sans fil, au contrôleur 128, à qui il transmet les valeurs mesurées par ses capteurs, tels que le taux d'extraction, la température et la pression.
Le système 200 comprend aussi un conduit 210 de court-circuit, qui permet de renvoyer au moins une partie de la matière au moyen d'admission 102. Le système comprend en outre une sortie 212 par laquelle au moins une partie de la matière sort dudit système 200.
Le conduit de court-circuit 210 peut être relié en plus, ou alternativement, à au moins un des modules d'extraction 104 de sorte à injecter une partie de la matière en aval dudit module d'extraction 104.
Le système 200 comprend aussi une vanne 214 pour diriger au moins une partie de la matière vers la sortie 212 ou vers le conduit de court-circuit 210.
Le contrôleur 128 est configuré pour réguler le débit de la pompe 112, les fréquences et amplitudes d'émission des actionneurs 120 à ultrasons 120 de chaque module 104.
Le contrôleur 128 est en outre configuré pour ajuster la position de la vanne 214, en fonction des données retournées par les dispositifs de mesure 106, notamment la pression, la température, le taux de remplissage, la qualité d'extraction ou encore le taux d'extraction.
La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un exemple de module d'extraction selon l'invention.
Le module d'extraction 300, représenté dans la FIGURE 3, peut être l'un quelconque des modules d'extraction 104 des FIGURES 1-2.
Le module d'extraction 300 comprend un conduit 118 de section hexagonale. Des transducteurs 120, pour émettre des ultrasons, sont agencés sur le contour du conduit 118. Les transducteurs 120 sont disposés en rangées 302.
Deux rangées adjacente 302 sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction longitudinale du conduit 118. L'une des rangées adjacente comprend cinq transducteurs 120 alors que l'autre rangée adjacente comprend quatre transducteurs 120.
Les transducteurs 120 du module d'extraction 300 peuvent être alimentés pour émettre des ultrasons à une fréquence souhaitée, telle que 20 kHz ou 40 kHz
La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple de dispositif de mesure selon l'invention.
Le dispositif de mesure 500, représenté dans la FIGURE 4, peut être l'un quelconque des dispositifs de mesure 106 des FIGURES 1-2.
Le dispositif de mesure 500 comprend : - un spectromètre d'impédance électrique 122, - un capteur de température 124, et - un capteur de pression 126.
Il comprend aussi un conduit 502 dans lequel les végétaux peuvent circuler.
Le dispositif de mesure 500 mesure la température, la pression et la teneur du jus des végétaux présents dans le conduit 502.
La FIGURE 5 est une représentation schématique d'une vue de dessus d'un troisième exemple du système selon l'invention, et la FIGURE 6 est une représentation schématique d'une vue de côté dudit système.
Le système 600 comprend : - quatre modules d'extraction 300i, 3003, 300s et 3007 de jus avec une fréquence d'émission comprise entre 30 et 60 kHz, et en particulier égale à 40kHz, et - quatre modules d'extraction 3002, 3004, 3006 et 300s de jus avec une fréquence d'émission comprise entre 18 et 30 kHz, et en particulier égale à 20kHz.
Les modules d'extraction 300 sont agencés de façon que deux modules d'extraction 300, qui ont des fréquences d'émission différentes, se succèdent. Les modules d'extraction 300 sont, en outre, reliés directement entre eux, sans utilisation de conduit de liaison.
Le système 600 selon l'invention comprend aussi un moyen d'admission 102 disposé en amont du module d'extraction 300i.
Le système 600 comprend trois dispositifs de mesure 500i-5003. Le dispositif de mesure 500i est agencé entre le moyen d'admission 102 et le module d'extraction 300i. Le dispositif de mesure 5002 est agencé entre les modules d'extraction 3004 et 300s. Le dispositif de mesure 5003 est disposé en aval du module d'extraction 300s.
Le système 600 comprend aussi un conduit de court-circuit, qui peut être le conduit de court-circuit 210 de la FIGURE 2, et deux vannes 214iet 2142, pour renvoyer au moins une partie de la matière, sortant du module d'extraction 300s, vers le moyen d'admission 102 ou vers une sortie 212 du système 600.
Le système 600 comprend, en outre, un bâti 602 mobile, par exemple sur roulettes tel que montré sur la FIGURE 6, pour une plus grande flexibilité dans l'espace.
La FIGURE 7 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de module d'extraction selon l'invention.
Le module d'extraction 700, représenté dans la FIGURE 7, peut être l'un quelconque des modules d'extraction 104 des FIGURES 1-2. Par ailleurs, le module 700 peut remplacer le module 300 dans les FIGURES 5-6.
Le module d'extraction 700 comprend un conduit 118 de section hexagonale. Des transducteurs 120, pour émettre des ultrasons, sont agencés sur le contour du conduit 118. Les transducteurs 120 sont disposés en rangées 302.
Deux rangées adjacente 302 sont alignés l'une par rapport à l'autre dans la direction longitudinale du conduit 118. Chaque rangée 302 comprend quatre transducteurs 120.
Les transducteurs 120 du module d'extraction 700 peuvent être alimentés pour émettre des ultrasons à une fréquence souhaitée, telle que 20 kHz ou 40 kHz.
La FIGURE 8 est une représentation schématique d'une vue de face d'un quatrième exemple du système selon l'invention.
Le système 800, représenté sur la FIGURE 8, comprend : - cinq modules d'extraction 700i avec une fréquence d'émission comprise entre 18 et 30 kHz, et en particulier égale à 20kHz, et - cinq modules d'extraction 7002 avec une fréquence d'émission comprise entre 18 et 60 kHz, et en particulier égale à 40kHz.
Les modules d'extraction 700 sont agencés de façon que les modules d'extraction 700, qui ont les mêmes fréquences d'émission, se succèdent. Les modules d'extraction 700 sont, en outre, reliés directement entre eux, sans utilisation de conduit de liaison.
Le système 800 selon l'invention comprend aussi un moyen d'admission 102. Le moyen d'admission 102 comprend un conduit d'arrivée 802 des végétaux et un conduit de transmission des végétaux 804. Le moyen d'admission 102 comprend en outre deux vannes 8Ο61-8Ο62. Le moyen d'admission 102 est disposé en amont des modules d'extraction 700i.
Le système 800 comprend trois spectromètres d'impédance 122i-1223. Le spectromètre d'impédance 122 permet de mesurer : - le taux d'extraction, - le taux de remplissage, et/ou - la qualité de l'extraction.
Le système 800 comprend aussi un conduit de court-circuit, qui peut être le conduit de court-circuit 210 de la FIGURE 2, et deux vannes 214, pour renvoyer au moins une partie de la matière, sortant du module d'extraction 7002, vers le moyen d'admission 102 ou vers une cuve de macération 808. Le conduit de court-circuit 210 comprend aussi une pompe 810 pour la circulation de la matière dans le système 800.
Le système 800 comprend en outre un conduit 812 pour l'évacuation d'air afin d'éviter le surpressurage du système 800 et de contrôler son remplissage en fonction des données du spectromètre d'impédance 1222.
La cuve de macération 808 comprend un agitateur 814 pour mélanger la matière présente dans la cuve 808. Elle comprend en outre un premier spectromètre d'impédance électrique 8I61 pour mesurer le taux de remplissage et un second spectromètre d'impédance 8I62 pour déterminer la composition de la matière.
En outre, la cuve de macération 808 peut comprendre une unité de traitement par ultrasons.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (16)
- REVENDICATIONS1. Module d'extraction (104,300,700) de jus de végétaux, tels que des fruits ou des légumes, et en particulier de raisin, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit (118), dans lequel s'écoule lesdits végétaux, et au moins deux actionneurs (120) à ultrasons pour émettre des ultrasons dans ledit conduit (118).
- 2. Module (104,300,700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les actionneurs (120) à ultrasons sont agencés à une distance égale du centre du conduit (118) dans le plan transversal.
- 3. Module (104,300,700) selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que les actionneurs (120) à ultrasons sont agencés sur au moins une face extérieure du conduit (118).
- 4. Module (104,300,700) selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que tous les actionneurs (120) à ultrasons ont une même fréquence d'émission.
- 5. Module (104,300,700) selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section du conduit (118) est polygonale, par exemple hexagonale.
- 6. Module (104,300,700) selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins deux actionneurs (120) à ultrasons, en particulier au moins deux rangées (302) d'actionneurs (120) à ultrasons, distribuées dans la direction transversale du conduit (118), en particulier autour dudit conduit (118), et/ou - au moins deux actionneurs (120) à ultrasons, en particulier au moins deux rangées (302) d'actionneurs (120) à ultrasons, distribuées dans la direction longitudinale du conduit (118).
- 7. Module (104,300) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une rangée (302) d'actionneurs (120) à ultrasons transversale, respectivement longitudinale, décalée par rapport à une autre rangée (302) d'actionneurs (120) à ultrasons transversale, respectivement longitudinale, adjacente dans la direction longitudinale, respectivement transversale.
- 8. Système (100,200,600,800) d'extraction de jus de végétaux, tels que des fruits ou des légumes, et en particulier de raisin, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un module d'extraction (104,300,700) de jus, selon l'une quelconque des revendications précédentes, produisant une matière, et - au moins un moyen d'admission (102) de végétaux dans ledit module d'extraction (104,300).
- 9. Système (100,200,600,800) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs modules d'extraction (104,300) de jus, agencés tels que : - deux modules d'extraction (104,300) qui se suivent ont une même fréquence d'émission, et/ou - deux modules d'extraction (104,300) qui se suivent ont des fréquences d'émission différentes.
- 10. Système (800) selon l'une quelconques des revendications 8 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend : - cinq modules d'extraction (104, 300,700) de jus avec une fréquence d'émission comprise entre 18 et 30 kHz, et en particulier égale à 20kHz, et - cinq modules d'extraction (104,300,700) de jus avec une fréquence d'émission comprise entre 30 et 60 kHz, et en particulier égale à 40kHz.
- 11. Système (100,200,600,800) selon l'une quelconques des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un moyen de mesure du taux d'extraction (122), - au moins un moyen de mesure du taux de remplissage, - au moins un moyen de mesure de la température (124), - au moins un moyen de mesure de la pression (126), - au moins un moyen de mesure de l'efficacité acoustique, et/ou - au moins un moyen de mesure de la consommation énergétique.
- 12. Système (100,200,600) selon l'une quelconques des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le moyen d'admission (102) comprend une vis rotative, en particulier conique, l'admission de végétaux s'effectuant du côté de la grande base de la vis.
- 13. Système (100,200,600) selon l'une quelconques des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le moyen d'admission (102) comprend au moins un moyen de mesure de pression (114).
- 14. Système (100,200,600) selon l'une quelconques des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen d'injection de gaz (132), en particulier de l'azote ou de l'oxygène.
- 15. Système (200,600,800) selon l'une quelconques des revendications 8 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de court-circuit (210) agencé pour renvoyer au moins une partie de la matière, sortant d'un module d'extraction (104,300,700) donné : - en amont dudit module d'extraction (104,300,700), et/ou - vers le moyen d'admission (102), et/ou - en entrée d'un autre module d'extraction (104,300,700), situé en amont dudit module d'extraction (104,300,700) donné.
- 16. Système (100,200,600,800) selon l'une quelconques des revendications 8 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'ajustement de la fréquence d'émission d'au moins un module d'extraction (104,300,700) en fonction : - d'une température, - d'une pression, et/ou - du taux d'extraction ; préalablement mesurée(s) par au moins un moyen de mesure (122, 124, 126).
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| FR1654168A FR3051101A1 (fr) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | Module d'extraction de jus de fruits et vegetaux par ultrasons, et systeme comprenant un tel module. |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR3051101A1 true FR3051101A1 (fr) | 2017-11-17 |
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