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Appareillage pour et système de congélation d'aliments.
Le présente invention est relative à la congé. lation d'aliments et, plus particulièrement, à un procédé et un appareillage perfectionnés permettant d'obtenir ce résultat et d'effectuer les manutentions nécessaires des aliments en combinaison avec le procédé de congélation.
Les avantages de la congélation rapide des ali- ments en ce qui concerne le retard de la cristallisation de la glace, de la diffusion du sel, du développement des bactéries, et du changement dans la structure cellulaire sont,actuelle- ment bien connus et l'on a proposé un certain nombre de pracédés
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permettant d'enlever très rapidement de la chaleur aux ali- ments. Ces procédés peuvent être divisés en trois catégories générales : contact direct avec la saumure ou autre agent de refroidissement, contact direct avec une paroi conductrice de la chaleur, refroidie par un réfrigérant, congélation dans un courant d'air refroidi.
Le premier procédé est d'applica- tion limitée, tandis que le second nécessite un appareillage très compliqué et/ou volumineux pour les rendements indus- triels, de sorte que le procédé par le courant d'air est le plus généralement adopté. Toutefois, le système proposé antérieurement pour obtenir une congélation rapide par ce dernier procédé ne donne qu'un rendement général faible et l'on a de la difficulté à maintenir, dans la chambre de congélation, l'air à la température basse désirée. La chambre de congélation doit, en effet, être ouverte de façon inter- mittente pour effectuer un chargement ou un déchargement partiel et, dans ce cas, il y a perte plus ou moins d'air réfrigéré.
Si on charge la chambre à sa pleine capacité en une seule opération, il faut surcharger le compresseur pour essayer de maintenir les températures basses requises.
En conséquence, l'un des buts principaux de l'invention est de réaliser un procédé et un appareillage perfectionnés per- mettant de congeler rapidement les aliments en quantités commerciales, par le principe du courant d'air froid, en augmentant sensiblement, dans l'ensemble, l'efficacité de l'installation de congélation.
L'invention permet d'atteindre ce résultat tout en réalisant une disposition pratique per- mettant de charger et de décharge la chambre de congélation et, dans une forme de réalisation caractéristique de l'inven- tion, ce but est atteint en utilisant une disposition suivant
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laquelle la chambre de congélation proprement dite est en permanence sensiblement fermée pour empêcher la sortie ou la rentrée de l'air et dans laquelle un seulement des nombreux plateaux ou supports sort de la chambre à un moment donné pour enlever le produit congelé ou mettre en place le produit non congelé.
Un autre des buts les plus importants de l'in- vention est de réaliser un système de congélation des aliments du type à courant dtair refroidi avec une disposition perfec- tionnée et simplifiée des aliments et des courants d'air, grâce auquel on peut obtenir un taux maximum d'échange de chaleur, ce qui permet, en peu de temps', de congeler de grandes quantités industrielles dtaliments à des basses températures. Ceci implique la stratification du courant d'air pour assurer une répartition efficace de celui-ci et une circulation à contre-courant de façon à assurer une répartition assez uniforme des gradients de température, en effectuant ainsi un transfert de chaleur à une vitesse générale maximum.
Un autre point important dans le traitement et la congélation des aliments, en particulier des fruits et légumes, est la mise en route de l'opération de congélation dans le temps le plus court possible après l'épluchage ou autre préparation des aliments, de façon à réduire au minimum la décomposition et la décoloration qui en résulte. Dans une installation qui nécessite une succession d'opérations de préparation-plus ou moins continues, il est bon que le produit fini soit chargé dans l'appareil de congéla,tion, de façon sensiblement continue.
En conséquence, un autre des buts essentiels de l'invention est de réaliser un
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procédé et un appareillage perfectionné permettant de congeler rapidement des a,liments suivant le principe du courant d'air refroidi,, ce procédé et cet appareillage per- mettant un chargement rapide intermittent sans perte appré- ciable d'air fortement refroidi et sans gêner la continuation de l'action de congélation dans la chambre froide.
Ce résultat est obtenu., conformément à la forme de réalisation préférée de l'invention, en disposant les aliments,soit empaquetés, soit en vrac, sar des tablettes métalliques légères et en chargeant en même temps un certain nombre de ces tablettes ainsi garnies, sur l'un d'un certain nombre de supports individuels qui se déplacent dans la chambre de congélation grâce à un système de transporteur qui ne fait sortir de la chambre qu'un seul support pour le chargement et le décharge- ment.
On remarquera, en outre, que cette disposition est égale. ment avantageuse en ce qui concerne l'efficacité totale de fonctionnement, puisque les supports individuels ne sont extraits de la chambre de congélation que pendant un temps insuffisant pour leur permettre d'absorber beaucoup de calories et, qu'en conséquence, la seule chaleur qui doit être extraite de l'ensemble provient uniquement des aliments et des tablettes les supportant. En faisant celles-ci en une matière peu épaisse, la chaleur totale entraînée par le métal est faible en proportion de celle que renferment ces aliments,et, en conséquence, la charge du système réfrigérant s'en trouve diminuée de façon correspondante.
L'invention est encore relative à un système perfectionné de congélation des aliments du type à courant d'air refroidi, dans lequel la chambre de congélation et l'air qui y circule peuvent être facilement maintenus, de
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façon continue, aux températures de traitement effectives, de telle sorte que le système peut demeurer en fonctionnement pendant longtemps, par exemple pendant toute la durée de la récolte, sans avoir à l'arrêter et remettre en état le système réfrigérant. Un autre avantage recherché et fourni par l'in- vention est le maintien économique de l'air dans la chambre de congélation à la température de traitement efficace lorsque la charge de congélation est réduite, ou enlevée, de sorte que l'on peut diminuer les pertes durant les périodes de repos des installations de ce genre.
L'invention porte encore sur un dispositif perfec- tionné de support d'aliments emballés ou en vrac dans une chambre de congélation à courant d'air de refroidissement, et à un dispositif perfectionné de chargement et de déchargement des aliments dans la chambre ou hors de celle-ci.
Dtautres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va suivre qui concerne une forme particulière de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue partielle en plan de l'installation de congélation des aliments selon l'invention.
La figure 2 est une coupe transversale de l'appareil de la figure 1.
Les figures 3 et 4 sont des vues de coté et de face respectivement de l'un des râteliers à tablettes utilisés dans le système de la figure 1
La figure 5 est une vue de côté montrant le chargement des tablettes sur l'un des râteliers, à l'aide du dispositif de manutention des tablettes selon l'invention.
La figure 6 est une coupe longitudinale de la colonne
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de levage du dispositif de manutention des tablettes selon l'invention.
L'enceinte réfrigérée, selon l'invention, comporte des parois latérales extérieures isolées 10 et une cloison 11 divisant l'enceinte en deux chambres principales: la chambre 12 servant à emmagasiner les aliments congelés et la chambre 13 servant à effectuer une congélation rapide et poussée. E n conséquence, la chambre 13 est normalement mainte- nue à une température beaucoup plus basse que la chambre 12 et cette plus forte réfrigération est obtenue au moyen de courants d'air fortement refroidis qu'on utilise d'une façon que l'on expliquera plus en détail ci-dessous pour la congé- lation des aliments placés dans la chambre 13. Celle-ci comporte un vestibule 14 dont on indiquera le rôle plus en détail ci-dessous et une porte d'entrée 15 s'ouvrant vers l'extérieur.
Une porte 16 permet d'accéder à la chambre 12 et une troisième porte 17 permet d'accéder à la chambre 13 sa,ns passer par le vestibule 14.
Le long de la. paroi extérieure de la chambre 13, se trouvent plusieurs systèmes 18 de refroidissement et de déplacement de l'air, chacun d'eux comportant des serpentins 19 d'éva.poration du réfrigérant, une rampe de pulvérisation 20 servant à envoyer du liquide de dégivrage sur les serpen- tins 19 et un ventilateur 21 servant à faire passer rapidement de grands volumes d'air sur les serpentins 19.
Le fluide utilisé dans les rampes de pulvérisation 20 a des caractéris- tiques d'hygroscopie et de faible point de congélation telles qu'il empêche la, formation de givre sur les serpentins 19 et, comme ce liquide est remis continuellement en circulation, il est prévu un appareil de concentration 22 qui retient
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l'eau à mesure que celle-ci est prise par le liquide pendant son passage sur les serpentins 19.
. Sur la paroi opposée de la chambre 13,se trouve un conduit de distribution continue 23 comportant un grand nombre d'ouvertures en forme de fentes 24, verticalement es- pacées, mais s'étendant dans le sens de la longueur,et par lesquelles l'air refroidi arrivant dans la conduite 23 sous pression peut être éjecté horizontalement. La partie supérieu re de la conduite 23 est branchée sur deux conduites horizon- tales 25 venant du refoulement des ventilateurs 21 et s'éten- dant transversalement en haut de la chambre 13,comme cela est représenté (fig.l). Pour compléter le circuit fermé de l'air de réfrigération, il est prévu des entrées 26 disposées lon- gitudinalement au fond de chacun des systèmes de refroidis- sement d'air 18.
Dans la chambre 13, entre les refroidisseurs 18 et le conduit 23, est disposé longitudinalement un transpor- teur à chaîne sans fin 27 avec des galets supports 28 dispo- sés extérieurement. Cette chaîne sans fin est entraînée par deux roues dentées disposées horizontalement à une certaine distance l'une de l'autre et dont l'une est actionné par un moteur 29. Sur les bords latéraux intérieurs de cette chaîne sont montés des plateaux 30 portés par les galets 28 pendant leur déplacement en circuit fermé. Le moteur 29 peut être muni d'une commande à action intermittente et un interrupteur de commande 31 peut être placé au voisinage de la, porte 15 de telle sorte que chaque fois que l'on actionne l'interrupteur 31, le moteur 29 fonctionne pour amener le support ou pla- teau suivant 20 en position devant la porte 15.
Il rentre également dans le cadre de l'invention d'actionner l'interrup
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teur de commande automatiquement lors de la fermeture de la porte 15, de telle sorte que cette dernière manoeuvre puisse déterminer la mise en mouvement du transporteur et son dépla- cement d'une division pour amener le support ou plateau sui- vant devant la dite porte 15.
En se référant aux figures 2,3 et 4, on voit que chacun des plateaux 30 porte un râtelier servant à porter un certain nombre de tablettes recevant des aliments,ces tablet- tes étant superposées verticalement. Chacun de ces râteliers comporte des plaques latérales 32 disposées verticalement et reliées pa.r une plaque supérieure 33 ; plaques comportant des ailes 33' s'étendant vers l'extérieur sur les bords arrière. Sur les fa.ces intérieures des plaques latérales 32, sont soudés ou fixés autrement des guides 34 destinés à recevoir les bords des tablettes. De façon à faciliter le guidage des tablettes dans les râteliers, les guides 34 sont recourbés vers le bas en leur partie avant, comme cela est représenté en 35.
Sur l'a,ile 33' de la pla,que latérale de gauche de chacun des systèmes de râtelier se trouve une bande 36 en matériau souple, de préférence, en caoutchouc vulcanisé, et deux entretoises en diagonale 27 ont leurs extrémités fixées rigidement sur les ailes 33' des deux plaques latérales 32.
Le vestibule 14 comporte une paroi latérale 38 et une paroi arrière 39 qui comporte des ouvertures 40 per- mettant le passage des râteliers pendant le fonctionnement du transporteur. Sur les bords des ouvertures 40 sont dis- posées des lames flexibles 41 qui portent contre les parois 32 des râteliers et qui, en coopération avec ces derniers,forment une barrière efficace entre le vestibule 14 et la chambre 13.
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De cette façon, l'entrée dans et la sortie de l'air de la chambre de congélation 13 (ou hors de celle-ci) sont réduites à un minimum. Le mécanisme d'avancement du moteur d'entratne- ment 29 est réglé de façon que le transporteur s'arrête lors- que les panneaux latéraux de deux des râteliers sont engagés entre les garnitures 41 des ouvertures 40.
Pour réduire encore les pertes frigorifiques et accélérer le chargement et le déchargement des râteliers du transporteur, ce qui permet de faire fonctionner l'installa- tion de réfrigération avec l'efficacité et la vitesse de production optimum, il est prévu un mécanisme de chargement et de déchargement qu'on va maintenant décrire.
L'installation comporte un monorail suspendu 42 (figures 1 et 5), de préférence suivant le circuit représenté schématiquement sur'la figure 1 des branches de ce monorail pénétrant dans la chambre 12 et dans le vestibule 14. Le rail 42 porte un chariot mobile 43 auquel est rigidement suspendu un arbre 44. La partie inférieure de l'arbre 44 est décolletée suivant deux diamètres différents en 44 et 45. Une vis à chapeau 47 serre un disque 48 au bout de l'extrémité inférieu- re de l'arbre 44 et, entre ce disque et l'épaulement 46, se trouvent un manchon 49 et une bague 50 serrant entre-eux une garniture 51 emboutie en forme de cuvette.
Sur le manchon 49 de la garniture 51, est engagé à frottement doux un deuxième manchon 52 de diamètre inférieur plus faible à son extrémité supérieure, de fa,çon à s'adapter étroitement sur l'arbre 44 au-dessus de l'épaulement 46. Une garniture 53 en forme d'U est appliquée contre l'épaulement intérieur du manchon 52, de sorte que, lors de l'admission d'un fluide sous pression dans l'espace annulaire compris entre les
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garnitures 51 et 53, le manchon 52 se soulève par rapport à l'arbre 44. Un tube 54 est disposé co-axialement à l'arbre 44 et son extrémité inférieure possède un diamètre lui permet tant de recevoir partiellement le manchon 52.
En conséquence, lors de l'élévation du manchon 52, le tube 54 monte également L'extrémité supérieure du tube 54 est guidé par une douille 55 et le tube 54 est libre de tourner autour de l'a,rbre 44 et de se déplacer verticalement par rapport à lui.Mais,si on le désire, les amplitudes de cette rotation et de cette trans lation peuvent être limitées par un plongeur 56 poussé par un ressort et venant en prise avec une encoche 57 ménagée dans la paroi latérale de l'arbre 44. On peut amener un flui. de sous pression, de préférence un liquide,par une conduite flexible 58 reliée aux alésages qui sont ménagés dans la vis 47 et dans la partie inférieure de l'arbre 44 et qui aboutis- sent à l'espace annulaire ci-dessus. Un obturateur commandé au pied ou à la main (non représenté) contrôle l'écoulement du fluide sous pression jusqu'au système de levage.
Comme on le voit sur la fig.5, le tube 54 porte un certain nombre de fourchettes 59 espacées verticalement de façon à réserver entre-elles des espaces de hauteur uniforme.
En pratique, cet espacement est le même que celui des guides des râteliers ci-dessus décrits. Chacune des fourchettes 59 porte une des tablettes recevant les aliments,ces tablettes pouvant être, conformément à la pratique habituelle,de sim- ples plaques avec bords recourbés vers le haut,et établies en tôle d'aluminium ou autre métal de faible épaisseur.Ces tablettes peuvent recevoir des aliments en vrac ou emballés et on les met sur les fourchettes 59 en un poste de chargement représenté schématiquement en 60 sur la fig.l. Le chariot 43
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portant les fourchettes et les tablettes peut alors être amené dans le vestibule 14 et, en supposant qu'un râtelier vide se trouve dans le vestibule, on peut charger simultanément,dans ce râtelier les tablettes qui se trouvent sur les fourchettes 59.
Dans ce but, on fait arriver du fluide sous pression dans les mécanismes de levage, de manière à soulever le tube 54 et les tablettes qu'il porte, de sorte que les bords des tablettes pénètrent librement entre les guides 34. Après avoir pla,cé convenablement les tablettes dans le sens horizontal,on sup- prime la pression du fluide et les fourchettes descendent en abandonnant les tablettes dont les bords latéraux reposent sur les guides comme cela se comprend. De fa,çon à limiter vers l'intérieur les déplacements du transporteur permettant aux tablettes d'être placées automatiquement en position voulue par rapport. aux râteliers, il est prévu une butée élastique ou tampon 61 (figure 5).
Pour faire fonctionner l'installation qui vient d'être décrite, un compresseur (non représenté) fournit un réfrigérant aux serpentins 19 tandis qu'un liquide de dégivrage est refoulé par une pompe dans les rampes de pulvérisation 20.
Les ventilateurs 21 fonctionnent en continu. Les râteliers constitués par les plaques verticales 32 sont maintenant chargés successivement de la façon indiquée ci-dessus et on comprend que les râteliers se déplacent longitudinalement dans la chambre de congélation, d'abord devant les refroidis- seurs d'air 16 et, ensuite, devant les ouvertures d'évacuation du conduit 25. De cette façon, l'air le plus froid vient frapper les aliments dont la congélation est presque achevée, de sorte qu'on maintient les gradients des températures effectifs, à la fois sur les constituants nouvellement
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et sur ceux déja congélés, ce qui assure ainsi un taux élevé d'extraction totale de chaleur.
Lorsque des râteliers chargés commencent à arriver dans le vestibule 14, ceux-ci sont rapidement déchargés de leurs tablettes au moyen du dispositif de chargeaient ci-dessus décrit et ils sont rapide- ment rechargés en aliments à traiter avant que le transpor- teur soit de nouveau actionné pour amener le râtelier suivant devant la porte 15:
On remarquera qu'étant donné le type ouvert de râtelier portant les tablettes, le libre passage de l'air (sortant des ouvertures 24 du conduit 23) peut s'effectuer sur les tablettes portées par les crémaillères et autour de celles-ci, les plaques 22 complétant les râteliers étant disposées parallèlement au sens de la circulation de l'air lorsqu'elles se trouvent dans la chambre de congélation.
Les tablettes disposées horizontalement et les plaques 32 dis- posées verticalement constituent, en fait, une longue grille assurant'un écoulement stratifié du courant d'air refroidi,et, en conséquence, une répartition efficace de la chaleur enlevée par le courant d'air.
D'après ce qui précède, on comprend que le procédé qu'applique l'appareillage de congélation d'aliments d'après les principes à courant d'air refroidi permet d'atteindre les résultats indiqués au déb ut. L'enlèvement de chaleur étrangère est réduit au minimum malgré que l'appareil soit de conception et de fonctionnement simples et qu'il soit capable de traiter industriellement de grandes quantités d'aliments. De même, les pertes au repos sont réduites, ce qui fait que le procédé et l'appareillage conviennent pra- tiquement pour un fonctionnement intermittent.
Grâce à la
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circulation à contre-courant des aliments et du courant d'air produit et à la division du courant entre toutes les tablettes, dans la chambre de congélation, on obtient des résultats de fonctionnement très efficace. De même, la chambre de congélation fermée et relativement petite réduit encore la charge de réfrigération.
Le procédé et l'appareillage selon l'invention peuvent s'adapter à beaucoup de produits, y compris la prise en glace que le produit soit emballé ou en vrac, et cette facilité d'adaptation est extrêmement avantageuse dans beaucoup de cas.
La forme de réalisa,tion particulière de l'inven- tion ci-dessus décrite doit être considérée comme n'étant donnée qu'à titre d'exemple, car il est évident que l'on peut y apporter de nombreux changements sans sortir du cadre de l'invention.
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