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"Procédé de refroidissement de liquides ".
La présente invention concerne un procédé per- fectionné pour refroidir des liquides contenant, en suspen- sion ou autrement, des substances qui subissent un change- ment physique d'état au cours du refroidissement.
Cette invention est applicable particulièrement à des opérations pour la conservation de produits de laite- rie, particulièrement de produits de laiterie ayant une te- neur relativement élevée en graisse, ou d'autres émulsions graisseuses, pendant le refroidissement desquels la teneur en graisse se solidifie à une température intermédiaire en- tre la température initiale et la température finale.
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Pour la conservation de semblables produita de lait enrichis, le mélange est amené rapidement d'une température, telle que la température de pasteurisation, située sensiblement au-dessus du point de solidification de la graisse, à une te- pérature sensiblement inférieure à ce point et inférieure à la température atmosphérique ordinaire, le produit étant mainte- nu à cette basse température pendant un temps désiré ou déter- miné.
Lorsque de grandes quantités de semblables produits doivent être ainsi refroidies, la méthode la plus avantageuse consiste à les faire passer de façon continue dans des canaux dans une machine de refroidissement. Il doit être bien entendu que lorsque dans la présente spécification et dans ses reven- dications on parle d'un procédé de refroidissement, il faut entendre par là un procédé dans lequel le refroidissement est effectué complètement ou principalement par le passage du liqui- de en un ou plusieurs courants dans des canaux au sur des sur- faces de l'appareil de refroidissement.
En pratique, on a trou- vé toutefois de grandes difficultés dans la réalisation de cet- te opération vu que lorsque le mélange sort' de la machine de refroidissement à la température désirée, une élévation brus- que de température tend à se produire qui gène sérieusement l'opération et nuit aux qualités de conservation du produit.
Cette élévation peut être considérable et en pratique on a trouvé qu'une émulsion qui a été refroidie à 34 F s'élève jus- qui± 55 .
Cette élévation de température peut être attribuée à la chute retardée de la température de la graisse en compa- raison de la hute de température du contenu liquide du mélan- ge, par suite des effets de chaleur latente qui se produisent pendant le changement de.-la graisse de l'état liquide à l'état solide et de la transmission lente de cette chaleur de la grais- se au liquide.
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On a trouvé que l'opération par laquelle la graisse cède sa chaleur latente et dissipe cette chaleur dans le mélange est relativement lente, et qu'il serait difficile, si pas impraticable de traiter ces produits en grandes quantités moyennant une prolongation du temps de passage dans la machine de refroidissement vu que celà né- cessiterait des machines de dimensions et de prix de revient excessifs, l'emploi dtune foree motrice exagérée et de pression excessive pour refouler le liquide dans la machine et également une agitation supplémentaire nuisible du pro- duit.
Le résultat désiré n'est pas obtenu en pratique non plus par le passage immédiat du produit une seconde fois dans l'appareil de refroidissement vu qu'en général il sort encore avant que l'opération de cession de la cha- leur et d'échange de chaleur ait été achevée, et qu'une élévation de température se produit de nouveau.
Poursuivant les buts indiqués ci-dessus, la'pré- sente invention consiste en un procédé perfectionné pour refroidir les liquides dont il est question ci-dessus par le fait qu'on refroidit le liquide à une température infé- rieure au point auquel le changement physique d'état de la substance se trouvant dans le liquide seproduit, qu'on interrompt ensuite l'opération de refroidissement pendant un temps suffisant pour permettre au liquide de prendre son nouvel état physique et de préférence d'atteindre dans toute la masse une température sensiblement uniforme infé- rieure à la température à laquelle le changement d'état a lieu, et qu'après que le changement d'état s'est produit, on refroidit davantage le mélange ou la matière analogue jusqu'à la température désirée.
Le procédé va être décrit plus spécialement à propos de la conservation d'un produit de laiterie fabri- qui par le mélange intime de lait ou de lait écrémé et
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d'une graisse végétale durcie répartie dans le liquide dans un état très fin d'homogénéisation.
Dans le traitement d'un semblable produit obtenu par exemple par un traitement à chaud approprié, par exemple à une température comprise entre 134 et 194 F, du mélange de 40% de graisse et de 60% de lait et d'un agent d'émulsionnement; par exemple le jaune d'oeuf, le mélange est passé dans un échangeur de chaleur et est refroi- di rapidement d'une température située au-dessus du point de solidification de la graisse, soit 85 F, à une température considérablement inférieure à ce point et voisine de la tem- pérature finale, soit à une température de 38 F, puis on le laisse reposer pendant environ 20 minutes.
Pendant ce temps un échange de chaleur se produit entre la graisse ou la phase dispersée et le lait environnant ou la phase continue des glo- bules de graisse et de lait, et la température, dans le cas d'un produit établi dans les proporitions ci-dessus mention- nées, s'élève à une valeur sensiblement uniforme de 55 F par exemple* Ensuite le produit est de nouveau conduit à l'échan- geur de chaleur et refroidi par exemple à 340 et conduit en- suite dans un réservoir et maintenu dans une chambre d'emma- gasinement à froid appropriée ou une chambre analogue pendant un temps désiré, à 34 F par exemple.
Les temps nécessaires pour que le changement désiré se produise et que la chaleur se répartisse varient avec la nature et les proportions des constituants et leur état de di- vision et de mélange.
L'interruption de l'opération de refroidissement doit se produire à un point tel que la température ne s'élè- ve pas ensuite au-dessus: du point de durcissement de la graisse, bien qu'on préfère prolonger cette interruption jusqu'à ce que le mélange ai t atteint une température uniforme; si le refroi- dissement subséquent dure suffisamment longtemps pour donner la certitude qu'à son achèvement une température uniforme est
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atteinte dans toute la masse ou si une élévation compara- tivement petite de température à la fin de l'opération n'est pas considérée comme nuisible, le refroidissement subséquent peut être commencé avant que cet équilibre soit atteint dans toute la masse.
Si toutefois l'interruption se produit à une température considérablement inférieure au point de durcis- sement de la graisse, la transmission de la chaleur latente se fait plus rapidement et l'équilibre est atteint plus tôt.
Le procédé suivant la présente invention convient également très bien pour le,traitement de substances natu- relles ou 'émulsionnées, comme la crème de laiterie.
Lorsque le procédé de refroidissement implique le passage d'un liquide dans des tubes comparativement étroits, le procédé est applicable généralement seulement dans les cas où la graisse est finement répartie et ne re- présente pas une proportion trop considérable du reste du liquide ; dans le cas contraire on trouve qu'avec la grais- se à l'état durci de grandes difficultés se rencontrent pour faire passer le liquide dans les tubes de l'appareil de refroidissement. Les limites dapplication possible de 1' invention à ce point de vue dépendent à la fois de la natu- re de la machine et des constituants physiques et chimiques du liquide.
Bien que l'invention ait été décrite plus spé- cialement dans ses rapports avec des liquides contenant des substances colloïdales en suspension, elle est applicable également pour le traitement d'autres liquides dans lesquels des changements physiques se produisent lorsque la tempéra- ture est rééduite, ces changements ayant pour conséquence une émission lente ou retardes de chaleur latente et une trans- mission de cette chaleur latente à la masse du liquide.
On peut réaliser le procédé de façon continue par exemple en faisant s'écouler le liquide de l'échangeur de chaleur à travers un réceptacle approprié, par exemple un ser-
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pentin, et dans un autre échangeur ou de nouveau dans le premier échangeur, et bien-que ceci implique une longueur de canaux supplémentaire, l'addition ne doit pas être gran- de vu qu'il n'est pas nécessaire que la masse du liquide soit en contact intime avec la surface des serpentins, qui peuvent avoir n'importe quel diamètre désiré, et qu' il n'est pas nécessaire que ces surfaces soient refroidies.
Revendications.
1.- procédé pour refroidir, après chauffage, des liquides contenant des substances qui subissent des changements phy- siques d'état au cours du refroidissement, de la catégorie décrite, qui consisteà refroidir le liquide à une tempé- rature inférieure au point auquel le changement physique d'état de la substance contenue dans le liquide se produit, à interrompre le passage du mélange dans ou sur les surfa- ces de refroidissement à une température telle et pendant un temps tel qu'on permet au mélange de prendre son nouvel état physique.à une-température moyenne inférieure à la température à laquelle le changement d'état se produit et à compléter alors le refroidissement du mélange jusqu'à la température basse désirée.
2.- Procédé pour refroidir les liquides suivant la reven- dication 1, dans lequel lors du premier refroidissement, le liquide est refroidi considérablement en-dessous du point où se produit le changement d'état de la substance contenue dans le liquide.
3.- Procédé pour refroidir des liquides suivant la revendi- cation 1, dans lequel lors du premier refroidissement, le li- quide est refroidi jusqu'à la basse température finale dé- sirée ou jusque près de cette température.
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