FR3136385A1 - microwave and fluidized bed heating device for the thermal treatment of plant or organic products - Google Patents

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Abstract

D ispositif de chauffage par micro-ondes et à lit fluidisé pour le traitement thermique en continu de produits végétaux ou organiques L’invention concerne un dispositif de chauffage (2-1) par micro-ondes et à lit fluidisé pour le traitement thermique de produits végétaux ou organiques, comprenant une enceinte de chauffe (4) comprenant, en partie haute, une entrée (6) et une sortie (8) de produits (P), et, en partie basse, une grille de diffusion (10) apte à supporter les produits, des moyens (32-36 ) pour diffuser de l’air chaud ou un fluide chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion et le ventiler en direction des produits admis dans l’enceinte afin de générer un lit fluidisé, au moins un guide d’ondes (12) débouchant à l’intérieur de l’enceinte de chauffe entre sa partie basse et sa partie haute et raccordé à un générateur de micro-ondes (16), au moins un conduit d’évacuation (22) de vapeurs provenant des produits traités, un conduit de vidange (18) s’ouvrant dans la partie basse de l’enceinte de chauffe et débouchant vers l’extérieur, et des moyens (20) de mise en surpression ou en dépression de l’enceinte de chauffe. Figure pour l’abrégé : Fig. 1.Microwave and fluidized bed heating device for the continuous heat treatment of plant or organic products The invention relates to a microwave and fluidized bed heating device (2-1) for the heat treatment of products plant or organic, comprising a heating enclosure (4) comprising, in the upper part, an inlet (6) and an outlet (8) of products (P), and, in the lower part, a diffusion grid (10) capable of supporting the products, means (32-36) for diffusing hot air or a hot fluid in the lower part of the heating enclosure under the diffusion grid and ventilating it towards the products admitted into the enclosure in order to to generate a fluidized bed, at least one wave guide (12) opening inside the heating enclosure between its lower part and its upper part and connected to a microwave generator (16), at least an evacuation conduit (22) for vapors coming from the treated products, a drain conduit (18) opening in the lower part of the heating enclosure and opening towards the outside, and means (20) for placing in overpressure or underpressure of the heating chamber. Figure for abstract: Fig. 1.

Description

dispositif de chauffage par micro-ondes et à lit fluidisé pour le traitement thermique de produits végétaux ou organiquesmicrowave and fluidized bed heating device for the thermal treatment of plant or organic products

L’invention se rapporte au domaine général du chauffage par micro-ondes et à lit fluidisé pour le traitement thermique (avec des températures de chauffe allant jusqu’à 150°C environ) en lots (« batch ») ou en continu de produits végétaux ou organiques.The invention relates to the general field of microwave and fluidized bed heating for the heat treatment (with heating temperatures up to approximately 150°C) in batches or continuously of plant products. or organic.

Un domaine d’application non limitatif de l’invention concerne l’extraction de produits végétaux ou organiques.A non-limiting field of application of the invention concerns the extraction of plant or organic products.

Un autre domaine d’application non limitatif de l’invention concerne le séchage de produits végétaux ou organiques.Another non-limiting field of application of the invention concerns the drying of plant or organic products.

Dans le cadre du traitement thermique d’extraction de produits végétaux ou organiques, il est connu de recourir à la technologie du lit fluidisé (ou lit fluidifié). Typiquement, un tel procédé consiste en un mélange de solides et de fluides qui permet de donner aux solides – dits matériaux granulaires – certaines propriétés des fluides. En pratique, cette technologie requiert d’injecter sous un lit de produits granulaires un gaz ou un liquide sous pression, celui-ci venant « soulever » et disperser les grains.In the context of heat treatment for the extraction of plant or organic products, it is known to use fluidized bed technology (or fluidized bed). Typically, such a process consists of a mixture of solids and fluids which makes it possible to give the solids – called granular materials – certain properties of the fluids. In practice, this technology requires injecting a gas or liquid under pressure under a bed of granular products, which “lifts” and disperses the grains.

Il est également connu de recourir aux micro-ondes pour mettre en œuvre l’extraction de produits végétaux ou organiques. Avec cette technologie, les micro-ondes agissent directement au cœur des produits à traiter. Les premières molécules d’eau présentes dans les produits créent une pression partielle de vapeur entraînant les molécules d’eau avec certains actifs (par exemple les huiles essentielles) vers la surface des produits. Ces molécules volatiles sont alors récupérées, soit en phase liquide, soit vaporisées par les micro-ondes, puis récupérées dans un condenseur.It is also known to use microwaves to carry out the extraction of plant or organic products. With this technology, microwaves act directly at the heart of the products to be treated. The first water molecules present in the products create a partial vapor pressure driving the water molecules with certain active ingredients (for example essential oils) towards the surface of the products. These volatile molecules are then recovered, either in the liquid phase or vaporized by microwaves, then recovered in a condenser.

Cette technologie d’extraction par micro-ondes présente de nombreux avantages par rapport aux techniques d’extraction conventionnelles (à savoir par distillation, solvant, CO2, etc.) : rapidité, simplicité d’utilisation, qualité des extraits obtenus, absence de solvant, gains énergétiques, etc.This microwave extraction technology has many advantages over conventional extraction techniques (i.e. by distillation, solvent, CO2, etc.): speed, ease of use, quality of the extracts obtained, absence of solvent , energy gains, etc.

Dans le cadre du traitement thermique de séchage de produits végétaux ou organiques, il est connu de recourir au séchage par micro-ondes assistés par de l’air chaud. Avec cette technologie, les micro-ondes permettent d’évacuer l’eau par effet d’essorage. Les premières molécules d’eau vaporisées au cœur des produits créent une pression partielle de vapeur entraînant les molécules d’eau vers la surface des produits. La vitesse de l’air chaud permet alors une évaporation de cette eau de surface pour un rendement de séchage optimal.As part of the heat treatment for drying plant or organic products, it is known to use microwave drying assisted by hot air. With this technology, microwaves allow water to be evacuated by a spinning effect. The first water molecules vaporized at the heart of the products create a partial vapor pressure driving the water molecules towards the surface of the products. The speed of the hot air then allows this surface water to evaporate for optimal drying performance.

Cette technologie de séchage par micro-ondes présente de nombreux avantages par rapport aux techniques conventionnelles (par infra-rouge, air chaud par brûleur, surface chaude, etc.) : rapidité, simplicité d’utilisation, gains énergétiques, absence de contraintes résiduelles, etc.This microwave drying technology has many advantages compared to conventional techniques (infra-red, hot air by burner, hot surface, etc.): speed, ease of use, energy savings, absence of residual constraints, etc.

Il existe cependant un besoin de pouvoir disposer d’un même dispositif de chauffage permettant de réaliser aussi bien du séchage de matière végétale ou organique (fraîche ou humide) que de la vapo-distillation (i.e. distillation à la vapeur directe), de la vapo-hydrodistillation (i.e. distillation à l’eau et à la vapeur) ou de la distillation par vapeur de solvant de matière végétale ou organique (fraîche ou séchée et réhydratée) tout en assurant un brassage homogène des produits à traiter.However, there is a need to be able to have the same heating device making it possible to carry out both drying of plant or organic matter (fresh or wet) as well as steam distillation (i.e. direct steam distillation), steam distillation (i.e. direct steam distillation) -hydrodistillation (i.e. water and steam distillation) or steam distillation of solvent of plant or organic matter (fresh or dried and rehydrated) while ensuring homogeneous mixing of the products to be treated.

Le but de l’invention est de répondre à un tel besoin.The aim of the invention is to meet such a need.

Conformément à l’invention, ce but est atteint grâce à un dispositif de chauffage par micro-ondes et à lit fluidisé pour le traitement thermique de produits végétaux ou organiques, comprenant :

  • une enceinte de chauffe comprenant, en partie haute, une entrée de produits à traiter et une sortie pour évacuer les produits traités, et, en partie basse, une grille de diffusion apte à supporter les produits admis dans l’enceinte ;
  • des moyens pour diffuser de l’air chaud ou un fluide chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion et le ventiler en direction des produits admis dans l’enceinte afin de générer un lit fluidisé dans les produits à traiter ;
  • au moins un guide d’ondes débouchant à l’intérieur de l’enceinte de chauffe entre sa partie basse et sa partie haute et raccordé à un générateur de micro-ondes ;
  • au moins un conduit d’évacuation de vapeurs provenant des produits traités, le conduit d’évacuation s’ouvrant à une extrémité haute de l’enceinte de chauffe et débouchant vers l’extérieur ;
  • un conduit de vidange s’ouvrant dans la partie basse de l’enceinte de chauffe et débouchant vers l’extérieur ; et
  • des moyens de mise en surpression ou en dépression de l’enceinte de chauffe.
In accordance with the invention, this goal is achieved thanks to a microwave heating device and fluidized bed for the thermal treatment of plant or organic products, comprising:
  • a heating enclosure comprising, in the upper part, an inlet for products to be treated and an outlet for evacuating the treated products, and, in the lower part, a diffusion grid capable of supporting the products admitted into the enclosure;
  • means for diffusing hot air or a hot fluid in the lower part of the heating enclosure under the diffusion grid and ventilating it towards the products admitted into the enclosure in order to generate a fluidized bed in the products to be to treat ;
  • at least one waveguide opening into the interior of the heating enclosure between its lower part and its upper part and connected to a microwave generator;
  • at least one duct for evacuating vapors coming from the treated products, the evacuation duct opening at a high end of the heating enclosure and opening towards the outside;
  • a drain conduit opening in the lower part of the heating enclosure and opening outwards; And
  • means of increasing pressure or depression of the heating enclosure.

Selon une variante de réalisation, le conduit d’évacuation de vapeurs débouche dans un condenseur afin de récupérer les liquides évaporés des produits traités.According to an alternative embodiment, the vapor evacuation conduit opens into a condenser in order to recover the liquids evaporated from the treated products.

Dans ce cas, selon un mode de réalisation à simple décantation, le condenseur débouche par l’intermédiaire d’une conduite dans la partie basse de l’enceinte de chauffe pour y renvoyer les extraits et les liquides provenant des produits.In this case, according to a simple decantation embodiment, the condenser opens via a pipe into the lower part of the heating chamber to return the extracts and liquids coming from the products there.

Dans ce mode de réalisation, le dispositif comprend de préférence en outre une conduite de recirculation s’ouvrant dans un fond de l’enceinte de chauffe dans lequel s’accumulent des liquides décantés et débouchant dans la partie haute de l’enceinte de chauffe par l’intermédiaire d’une pompe et d’un système d’aspersion.In this embodiment, the device preferably further comprises a recirculation pipe opening in a bottom of the heating enclosure in which decanted liquids accumulate and opening into the upper part of the heating enclosure by via a pump and a sprinkler system.

Selon un mode de réalisation à double décantation, le condenseur débouche dans un décanteur comprenant en partie haute une conduite d’évacuation des extraits et en partie basse une conduite de recirculation débouchant dans la partie haute de l’enceinte de chauffe par l’intermédiaire d’une pompe et d’un système d’aspersion.According to a double decantation embodiment, the condenser opens into a decanter comprising in the upper part an extract evacuation pipe and in the lower part a recirculation pipe opening into the upper part of the heating enclosure via a pump and a sprinkler system.

Dans ces modes de réalisation à simple et double décantation, les moyens pour diffuser un fluide chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe peuvent comprendre des moyens de chauffage des liquides décantés présents dans le fond de l’enceinte de chauffe et provenant du condenseur.In these single and double decantation embodiments, the means for diffusing a hot fluid in the lower part of the heating enclosure may comprise means for heating the decanted liquids present in the bottom of the heating enclosure and coming from the condenser.

Les moyens de chauffage des liquides décantés peuvent comprendre un chauffage électrique et/ou un chauffage par micro-ondes.The means of heating the decanted liquids may include electric heating and/or microwave heating.

Toujours dans ces modes de réalisation à simple et double décantation, les moyens pour ventiler le fluide chaud en direction des produits admis dans l’enceinte peuvent comprendre des ventilateurs positionnés sous la grille de diffusion.Still in these single and double decantation embodiments, the means for ventilating the hot fluid towards the products admitted into the enclosure may include fans positioned under the diffusion grid.

Dans un mode de réalisation dédié au séchage, le condenseur peut avantageusement déboucher dans un bac de récupération comprenant en partie haute une conduite d’évacuation de l’eau des produits.In an embodiment dedicated to drying, the condenser can advantageously open into a recovery tank comprising in the upper part a pipe for evacuating water from the products.

Alternativement, le conduit d’évacuation peut être constitué par une cheminée débouchant directement à l’extérieur de l’enceinte de chauffe.Alternatively, the exhaust duct can consist of a chimney opening directly outside the heating enclosure.

Dans l’un et l’autre de ces modes de réalisation dédiés au séchage, les moyens pour diffuser de l’air chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe et le ventiler en direction des produits peuvent comprendre un générateur d’air chaud et sec raccordé à la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion par l’intermédiaire de ventilateurs.In either of these embodiments dedicated to drying, the means for diffusing hot air in the lower part of the heating chamber and ventilating it towards the products may include an air generator hot and dry connected to the lower part of the heating enclosure under the diffusion grille via fans.

Quel que soit le mode de réalisation, de façon avantageuse, le dispositif comprend en outre des déflecteurs positionnés dans la partie haute de l’enceinte de chauffe pour guider les produits traités vers la sortie.Whatever the embodiment, advantageously, the device further comprises deflectors positioned in the upper part of the heating enclosure to guide the treated products towards the outlet.

De plus, l’enceinte de chauffe se présente avantageusement sous la forme d’une cuve verticale munie de parois réalisées dans un matériau électriquement conducteur et à double peau.In addition, the heating chamber advantageously takes the form of a vertical tank provided with walls made of an electrically conductive material with a double skin.

La est une vue schématique d’un dispositif de chauffage pour l’extraction à simple décantation selon un mode de réalisation de l’invention. There is a schematic view of a heating device for simple decantation extraction according to one embodiment of the invention.

La est une vue schématique montrant un dispositif de chauffage à double décantation pour l’extraction selon un autre mode de réalisation de l’invention. There is a schematic view showing a double settling heating device for extraction according to another embodiment of the invention.

La est une vue schématique montrant un dispositif de chauffage pour le séchage selon un mode de réalisation de l’invention. There is a schematic view showing a heating device for drying according to one embodiment of the invention.

La est une vue schématique montrant un dispositif de chauffage pour le séchage selon un autre mode de réalisation de l’invention. There is a schematic view showing a heating device for drying according to another embodiment of the invention.

En liaison avec les figures 1 et 2, on décrira deux exemples de dispositifs de chauffage par micro-ondes et à lit fluidisé selon l’invention qui sont utilisés pour réaliser un traitement thermique d’extraction de produits végétaux ou organiques. Dans le cadre de la présente invention, le traitement thermique s’effectue avec des températures de chauffe n’excédant pas 150°C environ.In conjunction with Figures 1 and 2, two examples of microwave and fluidized bed heating devices according to the invention will be described which are used to carry out heat treatment for the extraction of plant or organic products. In the context of the present invention, the heat treatment is carried out with heating temperatures not exceeding approximately 150°C.

Le dispositif de chauffage 2-1 représenté sur la est du type à simple décantation.The heater 2-1 shown on the is of the simple decantation type.

Le dispositif de chauffage 2-1 comprend notamment une enceinte de chauffe 4 constituée par une cuve verticale dont les parois sont réalisées dans un matériau électriquement conducteur et compatible avec les applications, par exemple en acier inoxydable.The heating device 2-1 notably comprises a heating enclosure 4 constituted by a vertical tank whose walls are made of an electrically conductive material compatible with the applications, for example stainless steel.

Par ailleurs, l’enceinte de chauffe 4 peut présenter une section de forme cylindrique (avec un diamètre typiquement compris entre 20cm à 2m, voire plus) ou rectangulaire (avec les côtés ayant une longueur comprise entre 20cm et 2m, voire plus) avec une hauteur comprise entre 20cm et 5m, voire plus.Furthermore, the heating enclosure 4 can have a section of cylindrical shape (with a diameter typically between 20cm to 2m, or even more) or rectangular (with the sides having a length of between 20cm and 2m, or even more) with a height between 20cm and 5m, or even more.

De préférence, les parois de l’enceinte de chauffe 4 sont à double peau permettant d’assurer son chauffage afin d’éviter une condensation interne sur les parois.Preferably, the walls of the heating enclosure 4 have a double skin to ensure its heating in order to avoid internal condensation on the walls.

En partie haute, l’enceinte de chauffe 4 présente une entrée 6 de produits à traiter et une sortie 8 pour évacuer les produits traités.In the upper part, the heating chamber 4 has an inlet 6 for products to be treated and an outlet 8 for evacuating the treated products.

En partie basse, l’enceinte de chauffe 4 renferme une grille de diffusion 10 qui est disposée de façon à supporter les produits admis dans l’enceinte de chauffe.In the lower part, the heating chamber 4 contains a diffusion grid 10 which is arranged to support the products admitted into the heating chamber.

Le dispositif de chauffage 2-1 comprend également au moins un guide d’ondes 12 qui débouche à l’intérieur de l’enceinte de chauffe 4 entre sa partie basse et sa partie haute par l’intermédiaire d’au moins une fenêtre 14 étanche aux fluides et transparente aux micro-ondes (par exemple en quartz) et qui est raccordé à un générateur de micro-ondes 16.The heating device 2-1 also comprises at least one waveguide 12 which opens into the interior of the heating enclosure 4 between its lower part and its upper part via at least one sealed window 14 fluid and transparent to microwaves (for example made of quartz) and which is connected to a microwave generator 16.

Le dispositif de chauffage 2-1 comprend encore un conduit de vidange 18 s’ouvrant dans la partie basse de l’enceinte de chauffe et débouchant vers l’extérieur de celle-ci.The heating device 2-1 also includes a drain conduit 18 opening in the lower part of the heating enclosure and opening towards the outside thereof.

En outre, il est prévu des moyens de mise en surpression ou en dépression de l’enceinte de chauffe. Ces moyens se présentent sous la forme d’un conduit 20 débouchant à l’intérieur de l’enceinte de chauffe et relié à un injecteur d’air sous pression ou à des moyens de mise en dépression (non représentés sur les figures).In addition, means are provided for increasing the pressure or depression of the heating chamber. These means are in the form of a conduit 20 opening into the interior of the heating enclosure and connected to a pressurized air injector or to means for creating negative pressure (not shown in the figures).

De plus, l’enceinte de chauffe 4 comprend un conduit d’évacuation 22 de vapeurs provenant des produits traités, ce conduit d’évacuation 22 s’ouvrant dans l’enceinte de chauffe à une extrémité haute de celle-ci et débouchant vers l’extérieur de celle-ci.In addition, the heating enclosure 4 comprises an evacuation conduit 22 for vapors coming from the treated products, this evacuation conduit 22 opening into the heating enclosure at a high end thereof and opening towards the exterior of it.

Plus précisément, dans le mode de réalisation de la , le conduit d’évacuation 22 se présente sous la forme d’un tube collecteur vertical dont la paroi renferme un système de chauffage 24 permettant d’éviter la condensation des vapeurs lors de leur passage.More precisely, in the embodiment of the , the evacuation conduit 22 is in the form of a vertical collector tube whose wall contains a heating system 24 making it possible to avoid condensation of the vapors as they pass through.

Ce tube collecteur débouche dans un condenseur 26 permettant de condenser les vapeurs. Les extraits E et liquides L provenant des produits peuvent être ensuite renvoyés dans la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion 10 par l’intermédiaire d’une conduite 28.This collecting tube opens into a condenser 26 allowing the vapors to be condensed. The extracts E and liquids L coming from the products can then be returned to the lower part of the heating chamber under the diffusion grid 10 via a pipe 28.

Selon une disposition avantageuse, le dispositif de chauffage comprend en outre des déflecteurs 30 qui sont positionnés dans la partie haute de l’enceinte de chauffe pour guider les produits traités vers la sortie 8 de l’enceinte de chauffe.According to an advantageous arrangement, the heating device further comprises deflectors 30 which are positioned in the upper part of the heating enclosure to guide the treated products towards the outlet 8 of the heating enclosure.

Le dispositif de chauffage 2-1 comprend encore des moyens pour diffuser un fluide chaud (air ou vapeur) dans la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion et le ventiler en direction des produits admis dans l’enceinte afin de générer un lit fluidisé dans les produits à traiter.The heating device 2-1 also includes means for diffusing a hot fluid (air or steam) in the lower part of the heating enclosure under the diffusion grid and ventilating it towards the products admitted into the enclosure in order to generate a fluidized bed in the products to be treated.

Dans le mode de réalisation de la , les moyens pour diffuser le fluide chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe comprennent notamment un ou plusieurs ventilateurs 32 positionnés sous la grille de diffusion 10.In the embodiment of the , the means for diffusing the hot fluid in the lower part of the heating enclosure include in particular one or more fans 32 positioned under the diffusion grid 10.

Ces moyens comprennent également des moyens de chauffage des liquides décantés présents dans le fond de l’enceinte de chauffe et provenant du condenseur 26 afin d’utiliser les vapeurs issus de l’eau des produits pour l’utiliser comme fluide de vapo-distillation. Ces moyens de chauffage comprennent un chauffage électrique 34 installé sur la paroi de fond de l’enceinte de chauffe et/ou un chauffage par micro-ondes 36 composé d’un guide d’ondes 36a débouchant dans la partie basse de l’enceinte de chauffe et relié à un générateur de micro-ondes 36b.These means also include means for heating the decanted liquids present in the bottom of the heating chamber and coming from the condenser 26 in order to use the vapors coming from the water of the products to use it as a steam distillation fluid. These heating means include an electric heater 34 installed on the bottom wall of the heating enclosure and/or a microwave heater 36 composed of a wave guide 36a opening into the lower part of the heating enclosure. heats and connected to a microwave generator 36b.

Le chauffage des liquides décantés L présents dans le fond de l’enceinte de chauffe permet de réaliser une vaporisation sélective et une décantation permettant une récupération en continu des extraits E par l’intermédiaire d’une conduite d’évacuation des extraits 38.Heating the decanted liquids L present in the bottom of the heating chamber makes it possible to carry out selective vaporization and decantation allowing continuous recovery of the extracts E via an extract evacuation pipe 38.

Les liquides décantés L provenant du condenseur 26 et acheminés dans le fond de l’enceinte de chauffe par la conduite 28 peuvent être réinjectés dans l’enceinte de chauffe par l’intermédiaire d’une conduite de recirculation 40 s’ouvrant dans le fond de l’enceinte de chauffe et débouchant dans la partie haute de celle-ci par l’intermédiaire d’une pompe 42 et d’un système d’aspersion 44. Cette recirculation des liquides décantés présente l’avantage d’accroître l’efficacité d’extraction.The decanted liquids L coming from the condenser 26 and conveyed to the bottom of the heating enclosure via line 28 can be reinjected into the heating enclosure via a recirculation line 40 opening in the bottom of the heating enclosure. the heating enclosure and opening into the upper part thereof via a pump 42 and a spraying system 44. This recirculation of the decanted liquids has the advantage of increasing the efficiency of 'extraction.

Le dispositif de chauffage 2-1 comprend encore une admission 46 de vapeur, d’eau ou de solvant débouchant dans la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion 10.The heating device 2-1 also includes an inlet 46 of steam, water or solvent opening into the lower part of the heating enclosure under the diffusion grid 10.

Le dispositif de chauffage 2-1 à simple décantation de la permet de réaliser de la vapo-distillation, de la vapo-hydrodistillation ou de la distillation par vapeur de solvant.The 2-1 single-settling heater of the allows you to carry out steam distillation, steam hydrodistillation or solvent vapor distillation.

Dans ce procédé d’extraction, les produits à traiter sont des matières végétales ou organiques fraîches ou séchées et réhydratées.In this extraction process, the products to be treated are fresh or dried and rehydrated plant or organic materials.

Selon le procédé choisi, de la vapeur ou un volume d’eau ou un volume de solvant est introduit dans la partie basse de l’enceinte de chauffe par l’intermédiaire de l’admission 46 pour démarrer le procédé.Depending on the process chosen, steam or a volume of water or a volume of solvent is introduced into the lower part of the heating chamber via inlet 46 to start the process.

Dans les cas d’admission d’eau ou de solvant, une phase initiale est nécessaire pour débuter la chauffe et la vaporisation de cette eau ou de ce solvant. Cette chauffe est obtenue grâce au chauffage électrique 34 installé sur la paroi de fond de l’enceinte de chauffe et/ou au chauffage par micro-ondes 36.In the case of admission of water or solvent, an initial phase is necessary to begin heating and vaporizing this water or solvent. This heating is obtained thanks to the electric heating 34 installed on the bottom wall of the heating enclosure and/or the microwave heating 36.

Les produits P à traiter sont introduits de façon continue ou par lots ( « batch » en anglais) dans l’enceinte de chauffe 4 par l’entrée 6. Suivant le dimensionnement du dispositif, le débit d’alimentation en produits peut être compris entre 1kg/h et plusieurs tonnes par heure.The products P to be treated are introduced continuously or in batches (“batch” in English) into the heating chamber 4 via the inlet 6. Depending on the dimensioning of the device, the product supply flow rate can be between 1kg/h and several tonnes per hour.

Les ventilateurs 32 permettent de créer un débit d’air puis de vapeur provenant de l’extraction des produits P ou de vapeur alimentée de façon additionnelle et d’engendrer un lit fluidisé dans les produits P. L’action combinée de la vapeur et du champ de micro-ondes introduit dans l’enceinte de chauffe par le guide d’ondes 12 permet l’extraction et la vaporisation commune de l’eau et des actifs des produits P avec un très grand rendement. En effet, contrairement à une extraction réalisée sur un lit fixe, l’extraction en lit fluidisé agit simultanément sur tout le volume des produits P et la vapeur accentue l’efficacité d’extraction.The fans 32 make it possible to create a flow of air then steam coming from the extraction of the products P or steam supplied additionally and to generate a fluidized bed in the products P. The combined action of the steam and the microwave field introduced into the heating chamber by the wave guide 12 allows the extraction and common vaporization of water and active ingredients of the products P with very high efficiency. Indeed, unlike extraction carried out on a fixed bed, extraction in a fluidized bed acts simultaneously on the entire volume of the products P and the steam accentuates the extraction efficiency.

Dans le cas d’une matière fraiche qui comprend entre 60% et 90% d’eau, l’extraction entraîne une perte d’eau et donc un séchage du produit. Sa densité va donc fortement baisser et les parties extraites plus légères vont se retrouver en partie haute de l’enceinte de chauffe jusqu’à parvenir à la sortie 8 d’évacuation.In the case of fresh material which contains between 60% and 90% water, extraction results in a loss of water and therefore drying of the product. Its density will therefore drop significantly and the lighter extracted parts will be found in the upper part of the heating chamber until reaching evacuation outlet 8.

Les déflecteurs 30 positionnés en partie haute de l’enceinte de chauffe permettent de guider les produits traités vers la sortie 8 de l’enceinte de chauffe.The deflectors 30 positioned in the upper part of the heating chamber make it possible to guide the treated products towards the outlet 8 of the heating chamber.

On notera qu’un système de supervision 48 permet de surveiller et contrôler l’ensemble des paramètres du dispositif de chauffage au cours du procédé d’extraction.Note that a supervision system 48 makes it possible to monitor and control all of the parameters of the heating device during the extraction process.

En liaison avec la , on décrira maintenant une variante de réalisation du dispositif de chauffage 2-2 à double décantation.In connection with the , we will now describe an alternative embodiment of the heating device 2-2 with double decantation.

Ce dispositif de chauffage se distingue du précédent en ce que les condensats en sortie du condenseur 26 sont récupérés dans un décanteur 50. Cette opération est particulièrement avantageuse pour les condensats facilement « décantables ».This heating device differs from the previous one in that the condensates leaving the condenser 26 are recovered in a decanter 50. This operation is particularly advantageous for easily “decantable” condensates.

Les extraits E’ présents dans le décanteur 50 sont évacués en continu par une conduite d’évacuation 52 et les liquides décantés L’ sont avantageusement réinjectés dans l’enceinte de chauffe sur les produits P par l’intermédiaire d’une conduite de recirculation 54 couplée à une pompe 56 et un système d’aspersion 58.The extracts E' present in the decanter 50 are evacuated continuously via an evacuation pipe 52 and the decanted liquids L' are advantageously reinjected into the heating chamber on the products P via a recirculation pipe 54 coupled to a pump 56 and a sprinkler system 58.

Les liquides décantés L sont ensuite récupérés par le conduit de vidange 18 s’ouvrant dans le fond de l’enceinte de chauffe 4.The decanted liquids L are then recovered by the drain pipe 18 opening at the bottom of the heating enclosure 4.

En liaison avec les figures 3 et 4, on décrira deux exemples de dispositifs de chauffage par micro-ondes et à lit fluidisé selon l’invention qui sont utilisés pour réaliser un traitement thermique de séchage de produits végétaux ou organiques granulaires.In connection with Figures 3 and 4, we will describe two examples of microwave and fluidized bed heating devices according to the invention which are used to carry out a thermal treatment for drying granular plant or organic products.

Le dispositif de chauffage 2-3 représenté sur la est du type à simple cheminée.The heating device 2-3 shown on the is of the single chimney type.

Ce dispositif de chauffage 2-3 présente les mêmes caractéristiques que celui décrit en liaison avec la , sauf pour celles décrites ci-après.This heating device 2-3 has the same characteristics as that described in connection with the , except for those described below.

En particulier, les moyens pour diffuser de l’air chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe 4 sous la grille de diffusion 10 et le ventiler en direction des produits P admis dans l’enceinte sont composés notamment d’un générateur d’air chaud et sec 60 qui est raccordé à la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion 10 par l’intermédiaire de ventilateurs 62.In particular, the means for diffusing hot air in the lower part of the heating enclosure 4 under the diffusion grid 10 and ventilating it towards the products P admitted into the enclosure are composed in particular of a generator hot and dry air 60 which is connected to the lower part of the heating enclosure under the diffusion grille 10 via fans 62.

De plus, le conduit d’évacuation 22 est ici composé d’une simple cheminée qui s’ouvre à une extrémité haute de l’enceinte de chauffe et débouche vers l’extérieur de celle-ci.In addition, the evacuation conduit 22 is here composed of a simple chimney which opens at a high end of the heating enclosure and opens towards the outside of it.

Dans ce procédé de séchage, les produits P à traiter sont des matières végétales ou organiques fraîches ou humides.In this drying process, the products P to be treated are fresh or moist plant or organic materials.

Les produits P sont introduits de façon continue dans l’enceinte de chauffe 4 par l’entrée 6. Suivant le dimensionnement du dispositif, le débit d’alimentation en produits peut être compris entre 1kg/h et plusieurs tonnes par heure.The products P are introduced continuously into the heating chamber 4 via the inlet 6. Depending on the size of the device, the product supply rate can be between 1kg/h and several tonnes per hour.

Le générateur d’air chaud et sec 60 et les ventilateurs 62 permettent de créer un débit d’air chaud et sec qui engendre un lit fluidisé dans les produits P. L’action combinée de l’air sec et du champ de micro-ondes introduit dans l’enceinte de chauffe par le guide d’ondes 12 permet d’obtenir un séchage des produits P avec un très grand rendement. En effet, contrairement à un séchage s’effectuant sur un lit fixe, le séchage en lit fluidisé agit simultanément sur tout le volume des produits P et l’air chaud accentue l’efficacité de séchage.The hot and dry air generator 60 and the fans 62 make it possible to create a flow of hot and dry air which generates a fluidized bed in the products P. The combined action of the dry air and the microwave field introduced into the heating chamber by the waveguide 12 makes it possible to obtain drying of the products P with very high efficiency. Indeed, unlike drying carried out on a fixed bed, drying in a fluidized bed acts simultaneously on the entire volume of the products P and the hot air increases the drying efficiency.

Dans ce mode de réalisation, l’air chaud et humide provenant du séchage des produits P est directement évacué à l’extérieur de l’enceinte de chauffe par la cheminée 22.In this embodiment, the hot and humid air coming from the drying of the products P is directly evacuated outside the heating enclosure via chimney 22.

Dans la variante de réalisation représentée sur la , l’air chaud et humide provenant du séchage des produits P débouche dans un condenseur 26 afin de récupérer l’eau évaporée.In the alternative embodiment shown on the , the hot and humid air coming from the drying of the products P opens into a condenser 26 in order to recover the evaporated water.

Plus précisément, le condenseur 26 débouche dans un bac de récupération 64 comprenant en partie haute une conduite d’évacuation 66 de l’eau L’’ des produits sous forme liquide (cette eau pouvant avoir une valeur ajoutée).More precisely, the condenser 26 opens into a recovery tank 64 comprising in the upper part a pipe 66 for evacuating the water L'' of the products in liquid form (this water may have added value).

Claims (13)

Dispositif de chauffage (2-1 à 2-4) par micro-ondes et à lit fluidisé pour le traitement thermique de produits végétaux ou organiques, comprenant :
  • une enceinte de chauffe (4) comprenant, en partie haute, une entrée (6) de produits (P) à traiter et une sortie (8) pour évacuer les produits traités, et, en partie basse, une grille de diffusion (10) apte à supporter les produits admis dans l’enceinte ;
  • des moyens (32-36 ; 60-62) pour diffuser de l’air chaud ou un fluide chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion et le ventiler en direction des produits admis dans l’enceinte afin de générer un lit fluidisé dans les produits à traiter ;
  • au moins un guide d’ondes (12) débouchant à l’intérieur de l’enceinte de chauffe entre sa partie basse et sa partie haute et raccordé à un générateur de micro-ondes (16) ;
  • au moins un conduit d’évacuation (22) de vapeurs provenant des produits traités, le conduit d’évacuation s’ouvrant à une extrémité haute de l’enceinte de chauffe et débouchant vers l’extérieur ;
  • un conduit de vidange (18) s’ouvrant dans la partie basse de l’enceinte de chauffe et débouchant vers l’extérieur ; et
  • des moyens (20) de mise en surpression ou en dépression de l’enceinte de chauffe.
Heating device (2-1 to 2-4) by microwave and fluidized bed for the thermal treatment of plant or organic products, comprising:
  • a heating enclosure (4) comprising, in the upper part, an inlet (6) for products (P) to be treated and an outlet (8) for evacuating the treated products, and, in the lower part, a diffusion grid (10) capable of supporting the products admitted into the enclosure;
  • means (32-36; 60-62) for diffusing hot air or a hot fluid in the lower part of the heating enclosure under the diffusion grid and ventilating it towards the products admitted into the enclosure in order to to generate a fluidized bed in the products to be treated;
  • at least one waveguide (12) opening into the interior of the heating enclosure between its lower part and its upper part and connected to a microwave generator (16);
  • at least one evacuation conduit (22) for vapors coming from the treated products, the evacuation conduit opening at a high end of the heating enclosure and opening towards the outside;
  • a drain conduit (18) opening in the lower part of the heating enclosure and opening outwards; And
  • means (20) for creating overpressure or depression of the heating chamber.
Dispositif (2-1 ; 2-2 ; 2-4) selon la revendication 1, dans lequel le conduit d’évacuation de vapeurs débouche dans un condenseur (26) afin de récupérer les liquides (L ; L’ ; L’’) évaporés des produits traités.Device (2-1; 2-2; 2-4) according to claim 1, in which the vapor evacuation conduit opens into a condenser (26) in order to recover the liquids (L; L'; L'') evaporated from the treated products. Dispositif (2-1) selon la revendication 2, dans lequel le condenseur (26) débouche par l’intermédiaire d’une conduite (28) dans la partie basse de l’enceinte de chauffe pour y renvoyer les extraits (E) et les liquides (L) provenant des produits.Device (2-1) according to claim 2, in which the condenser (26) opens via a pipe (28) into the lower part of the heating chamber to return the extracts (E) and the liquids (L) from products. Dispositif (2-1) selon la revendication 3, comprenant en outre une conduite de recirculation (40) s’ouvrant dans un fond de l’enceinte de chauffe dans lequel s’accumulent des liquides décantés (L) et débouchant dans la partie haute de l’enceinte de chauffe par l’intermédiaire d’une pompe (42) et d’un système d’aspersion (44).Device (2-1) according to claim 3, further comprising a recirculation pipe (40) opening in a bottom of the heating chamber in which decanted liquids (L) accumulate and opening into the upper part of the heating chamber via a pump (42) and a spraying system (44). Dispositif (2-2) selon la revendication 2, dans lequel le condenseur (26) débouche dans un décanteur (50) comprenant en partie haute une conduite d’évacuation (52) des extraits (E’) et en partie basse une conduite de recirculation (54) débouchant dans la partie haute de l’enceinte de chauffe par l’intermédiaire d’une pompe (56) et d’un système d’aspersion (58).Device (2-2) according to claim 2, in which the condenser (26) opens into a decanter (50) comprising in the upper part an evacuation pipe (52) of the extracts (E') and in the lower part a pipe of recirculation (54) opening into the upper part of the heating chamber via a pump (56) and a sprinkler system (58). Dispositif (2-1 ; 2-2) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel les moyens pour diffuser un fluide chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe comprennent des moyens de chauffage des liquides décantés (L) présents dans le fond de l’enceinte de chauffe et provenant du condenseur.Device (2-1; 2-2) according to any one of claims 3 to 5, in which the means for diffusing a hot fluid in the lower part of the heating enclosure comprise means for heating the decanted liquids (L ) present at the bottom of the heating chamber and coming from the condenser. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les moyens de chauffage des liquides décantés (L) comprennent un chauffage électrique (34) et/ou un chauffage par micro-ondes (36).Device according to claim 6, in which the means for heating the decanted liquids (L) comprise electric heating (34) and/or microwave heating (36). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel les moyens pour ventiler le fluide chaud en direction des produits admis dans l’enceinte comprennent des ventilateurs (32) positionnés sous la grille de diffusion (10).Device according to any one of claims 3 to 7, in which the means for ventilating the hot fluid towards the products admitted into the enclosure comprise fans (32) positioned under the diffusion grid (10). Dispositif (2-4) selon la revendication 2, dans lequel le condenseur (26) débouche dans un bac de récupération (64) comprenant en partie haute une conduite d’évacuation (66) de l’eau (L’’) des produits.Device (2-4) according to claim 2, in which the condenser (26) opens into a recovery tank (64) comprising in the upper part a pipe (66) for evacuating water (L'') from the products . Dispositif (2-3) selon la revendication 1, dans lequel le conduit d’évacuation (22) est constitué par une cheminée débouchant directement à l’extérieur de l’enceinte de chauffe.Device (2-3) according to claim 1, in which the evacuation conduit (22) consists of a chimney opening directly outside the heating enclosure. Dispositif (2-3 ; 2-4) selon l’une des revendications 9 et 10, dans lequel les moyens pour diffuser de l’air chaud dans la partie basse de l’enceinte de chauffe et le ventiler en direction des produits comprennent un générateur d’air chaud et sec (60) raccordé à la partie basse de l’enceinte de chauffe sous la grille de diffusion (10) par l’intermédiaire de ventilateurs (62).Device (2-3; 2-4) according to one of claims 9 and 10, in which the means for diffusing hot air in the lower part of the heating enclosure and ventilating it towards the products comprise a hot and dry air generator (60) connected to the lower part of the heating enclosure under the diffusion grille (10) via fans (62). Dispositif (2-1 à 2-4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant en outre des déflecteurs (30) positionnés dans la partie haute de l’enceinte de chauffe pour guider les produits traités vers la sortie (8).Device (2-1 to 2-4) according to any one of claims 1 to 11, further comprising deflectors (30) positioned in the upper part of the heating enclosure to guide the treated products towards the outlet (8 ). Dispositif (2-1 à 2-4) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l’enceinte de chauffe se présente sous la forme d’une cuve verticale munie de parois réalisées dans un matériau électriquement conducteur et à double peau.Device (2-1 to 2-4) according to any one of claims 1 to 12, in which the heating enclosure is in the form of a vertical tank provided with walls made of an electrically conductive material and with double skin.
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