CH501197A - Procédé de refroidissement d'une matière, appareil pour sa mise en oeuvre et application de ce procédé - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de refroidissement d'une matière, appareil pour sa mise en oeuvre et application de ce procédé
 L'invention a pour objet un procédé de refroidissement, un appareil pour sa mise en oeuvre et une application de ce procédé. Par exemple on refroidit par le vide des produits tels que les   fruits,,    les légumes, la viande, les champignons etc., en continu.



   Généralement, on prérefroidit la viande, la volaille et les produits frais avant de les réfrigérer ou de les expédier en vue de la vente. Le prérefroidissement se fait principalement au moyen de systèmes discontinus, par exemple dans des chambres réfrigérées, des chambres à vide simples ou multiples et avec des systèmes à vide associés à des serpentins usuels de réfrigération.



   Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que   l'on    introduit la matière à refroidir dans un liquide en écoulement continu à sens unique à la pression atmosphérique, on amène la matière ainsi que le liquide dans une zone de vide, on expose au vide le liquide en écoulement continu et la matière à l'intérieur de cette zone, de sorte qu'une partie du liquide s'évapore et que le liquide se refroidit, on amène de la zone de vide à la pression atmosphérique la matière qui se trouve dans le liquide, on sépare du liquide la matière refroidie et on renvoie le liquide à la zone d'introduction.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention:
 la fig. 1 est une coupe de la première forme d'exécution.



   la fig. 2 est une coupe de la deuxième forme d'exécution, et
 la fig. 3 est une coupe de la troisième forme d'exécution.



   L'appareil de la fig. 1 comprend une branche barométrique verticale ascendante 1 et une branche barométrique verticale descendante 2. Les branches 1 et 2 sont formées par une enveloppe extérieure 3 et une cloison commune 4 entre les branches. La cloison 4 se termine avant le sommet 5 de l'enveloppe 3, formant une poche à vide 6 au-dessus des branches barométriques 1 et 2.



   A la base des branches 1 et 2, l'enveloppe 3 plonge dans des cuves respectives 7 et 8. L'enveloppe 3 se termine avant le fond des cuves 7 et 8. Dans la cuve 7 est prévue une entrée 9 qui mène, à travers un joint 10, à la branche ascendante 1. Dans la cuve 8, la branche descendante 2 mène à travers un joint 11 à une sortie 12.



   En service, on crée un vide dans la poche 6 au moyen d'un éjecteur 13 menant à un condenseur 14 et à une pompe à vide 15. De l'eau, de la saumure ou un autre liquide est amené par une pompe de recyclage 23 à l'ouverture 9 de la cuve 7 qui communique avec l'atmosphère et le liquide s'élève dans la branche 1 sous l'effet du vide maintenu dans la poche 6 par l'éjecteur 13. Un joint est ainsi formé entre l'atmosphère et la poche à vide 6. Le vide qui règne dans la poche 6 cause une évaporation du liquide dans la poche 6 et abaisse la température qui règne dans celle-ci ainsi que la température de l'eau. La température du liquide en circulation et des denrées alimentaires à refroidir est réglée par la pression de vapeur du liquide et par le vide obtenu.

  Quand on utilise de l'eau comme liquide, ainsi qu'il est préférable, on règle le vide de façon que l'évaporation de l'eau sous vide abaisse sa température à environ 0,6   OC.    Pour maintenir le joint entre la poche 6 située au-dessus des branches barométriques 1 et 2 et l'atmosphère, il est préférable que les branches dépassent d'environ 10,4 m le niveau de l'eau exposée à l'atmosphère. Bien entendu, si   l'on    désire d'autres températures de refroidissement, un calcul simple permet de déterminer le degré de vide désiré et la hauteur de la cloison 4. Si l'appareil doit servir à des températures variables, la partie supérieure de la cloison commune 4 doit être mobile. L'eau déborde au sommet de la cloison 4, formant un déversoir 16 et descend par la branche 2, le joint 11 et la sortie 12.



  Les niveaux d'eau de l'ouverture 9 et de la sortie 12  sont maintenus légèrement différents pour assurer le débordement au déversoir 16.



   Des denrées alimentaires telles que des champignons, des fruits, des légumes, etc., qui ont presque la même densité que le liquide en circulation, sont amenés par un transporteur 17 à l'entrée 9. Un déflecteur 18 guide le produit à travers le joint 10 vers la branche barométrique ascendante 1. De nombreux types de produits sont plus légers que l'eau et montent dans la branche 1 par suite de leur flottabilité. Les produits qui sont légèrement plus lourds que l'eau sont entraînés dans la branche par l'écoulement de l'eau que   l'on    peut régler comme on le désire. Le mouvement de l'eau à travers le joint 10 amène le produit dans la branche 1. Le produit qui se trouve dans la branche 1 est graduellement refroidi pendant qu'il monte dans la branche 1 et descend par la branche 2.



  En outre, un certain refroidissement est appliqué à toutes surfaces exposées au vide dans la poche 6. Le produit passe de la branche 1 à la branche 2 par l'action du liquide qui passe par-dessus le déversoir 16. Le poids du produit et le mouvement de l'eau dans la branche descendante 2 entraînent le produit vers le bas et le font arriver, par le joint   1 1    et la sortie 12, sur un deuxième transporteur 19. Un déflecteur 20 facilite le guidage du produit à travers le joint 11.



   Le liquide qui quitte la sortie 12 déborde vers un collecteur 21 par une auge perforée 34 puis est recyclé par un tuyau 22 et la pompe 23 vers la cuve d'entrée 7.



   De nombreux types de denrées alimentaires, particulièrement ceux qui présentent des structures qui emprisonnent de l'air comme les champignons, les pêches et certaines baies sont plus légers que le liquide utilisé, particulièrement quand il s'agit de l'eau. Toutefois, par exposition au vide, l'air emprisonné est éliminé et remplacé par de l'eau, diminuant ainsi la flottabilité jusqu'au point où la matière est plus lourde que l'eau. L'appareil de la fig. 1 tire parti de ces phénomènes par le fait que la tendance naturelle du produit léger est de monter dans la branche 1 et, après avoir perdu sa flottabilité, de descendre dans la branche 2.



   Toutefois, il se peut que certains produits ne se meuvent pas seulement par le mouvement du fluide et c'est pourquoi on peut utiliser tous moyens appropriés non représentés, au sein de l'appareil, pour faciliter le mouvement du produit, ces moyens étant par exemple des roues à palettes ou des transporteurs à ailettes.



   Les éléments de pompe à vide 13, 14 et 15 sont des éjecteurs à vapeur bien connus.



   Comme indiqué plus haut, de nombreux types de denrées alimentaires comportent des structures qui emprisonnent l'air et lorsqu'ils subissent le processus de refroidissement par le vide suivant l'invention, l'air est remplacé par de l'eau refroidie. Cela a pour effet d'augmenter le poids du produit, ce qui est bien entendu un avantage pour les produits vendus au poids. Cependant, un autre avantage du produit mouillé est que dans un processus de congélation qui suit, le transfert de chaleur est amélioré par suite de l'absence de la couche d'air emprisonnée qui joue le rôle d'une couche isolante. Le procédé de refroidissement par le vide décrit est donc une étape économique de précongélation dans la congélation des fruits et légumes.



   Le procédé de refroidissement par le vide peut aussi servir avantageusement en combinaison avec un procédé de conservation d'aliments, particulièrement de viande, appelé  micronisation . Dans ce procédé,
 on trempe la viande dans une solution d'un préservatif.



  Si   l'on    utilise la solution du préservatif comme liquide de refroidissement dans le procédé de refroidissement, il se produit une imprégnation du produit sous, vide et
 cette imprégnation est plus rapide et plus efficace que le procédé consistant à tremper simplement le produit, ainsi qu'on le fait dans la technique antérieure.



   La fig. 2 montre un autre appareil qui est essentiellement semblable à celui de la fig. 1. Les branches barométriques 1 et 2 sont complètement séparées. La poche à vide 6 est allongée. Un transporteur 24 est prévu pour transporter le produit, par exemple des poulets qui peuvent être suspendus au transporteur. Du liquide est amené en 25 du côté de la sortie 12 du produit, dans la cuve 8, passe par le joint 11 et monte dans la branche 2. Le liquide s'écoule dans la poche à vide 6 jusqu'à la branche 1 et descend celle-ci puis passe par le joint 10 pour arriver à l'entrée de produit 9 dans la cuve 7. Le déversoir 26 maintient le niveau approprié du liquide qui se déverse vers une cuve 27.



  Le fluide est alors recyclé vers l'arrivée 25 par une pompe et une tuyauterie usuelles non représentées.



   Comme le montre la fig. 2, le produit peut être immergé pendant tout son trajet à travers l'appareil de refroidissement ou bien il peut être retiré du liquide pendant qu'il se trouve dans la poche à vide 6. Si le produit est exposé au vide, il se produit un refroidissement supplémentaire par évaporation en surface.



   Le mode d'exécution de la fig. 2 assure ainsi un écoulement à contre-courant du liquide et du produit.



  Cette disposition assure une distribution plus uniforme de température car le produit non refroidi qui monte dans la branche 1 entre le premier en contact avec de l'eau refroidie dans la poche à vide 6.



   L'appareil de la fig. 3 utilise certains principes de la fig. 1 et certains principes de la fig. 2. La fig. 3 montre une branche ascendante 1 et une branche descendante 2 séparées comme sur la fig. 2. Toutefois, l'écoulement de liquide se fait à courant direct relativement au produit, de l'entrée 9 à la sortie 12. Le joint à vide est formé par un récipient fermé 30 situé à l'extrémité inférieure des branches 1 et 2 au lieu d'être formé par des cuves séparées 7 et 8 comme sur la fig. 1. Le niveau de liquide est maintenu par un flotteur non représenté. Le condenseur 14 se décharge par une branche 33 vers le récipient fermé 30, économisant ainsi du liquide.

 

   L'appareil de la fig. 3 est conçu particulièrement pour le refroidissement de champignons, le liquide utilisé étant l'eau. Le vide maintenu dans la poche à vide 6 est suffisant pour refroidir l'eau à 0,6   OC.    La différence entre le niveau de l'eau dans les branches barométriques 1 et 2 et le niveau de l'eau dans le récipient fermé 30 est d'environ 10,4 m. Comme on l'a dit plus haut, les champignons frais contiennent suffisamment d'air emprisonné pour qu'ils flottent dans l'eau. Il faut donc qu'un transporteur 31 les immerge et les amène au bas de la branche 1 où ils s'élèvent par leur flottabilité naturelle; lorsqu'ils atteignent le sommet de la branche 1, ils perdent leur air emprisonné et leur densité devient d'environ 1,05, ce qui fait qu'ils tombent par la branche 2.

  En bas de la branche 2, ils tendent à  se déposer au fond du récipient 30 et doivent être enlevés par un transporteur qui peut être le même transporteur 31 ou un autre. Du fait que les champignons montent et se déposent dans les branches 1 et 2, l'eau suit, ce qui fait qu'on n'a pas besoin d'une pompe ou autre force pour recycler l'eau.



   L'exemple ci-après illustre le fonctionnement de l'appareil décrit.



   Exemple
 Dans un appareil du type représenté par la fig. 3, comportant une poche à vide 6 et deux branches de 40 cm de diamètre et d'environ 10,4 m de longueur, on déverse par l'entrée de la branche ascendante 4500 kg de champignons par heure, grâce au transporteur 31. On maintient une pression absolue de 4,6 torr dans la poche à vide au moyen de l'éjecteur 13, de   35X25    cm. Les champignons montent par la branche ascendante de l'appareil grâce à leur flottabilité et à mesure qu'ils s'imbibent d'eau, ils se déposent dans la branche descendante 2. Les champignons propulsent un courant d'eau vers le haut de la branche ascendante 1 et vers le bas de la branche descendante 2.

  Il se maintient ainsi une température d'environ 0,6 OC dans l'eau en circulation et on refroidit à cette température environ   4500kg/h    de champignons (poids à l'entrée) que   l'on    évacue par le transporteur 31. Ils sont ensuite amenés à la salle d'emballage.



   L'appareil décrit convient particulièrement au refroidissement de produits qui emprisonnent de l'air à leur surface comme des champignons, les pêches ou les laitues car l'air entraverait l'échange de chaleur. Le refroidissement par le vide élimine la barrière d'air en permettant le contact le plus efficace avec le liquide de refroidissement.



   Il est évident que l'appareil décrit constitue un moyen simple et efficace de transporter en continu de la viande, de la volaille et des produits frais de l'atmosphère dans une enceinte de refroidissement sous vide puis à nouveau à l'extérieur, en utilisant un liquide en écoulement aussi bien pour assurer l'étanchéité au vide que le refroidissement. En outre, l'appareil décrit permet de refroidir un produit et dans lesquels le liquide de refroidissement est à la fois en écoulement et recyclé ce qui augmente l'efficacité du refroidissement. En outre, si on le désire, on peut condenser tout le liquide évaporé du liquide en circulation et le renvoyer au système de refroidissement comme le montre   lafig.    3.



   REVENDICATION I
 Procédé de refroidissement d'une matière, caractérisé en ce que   l'on    introduit la matière à refroidir dans un liquide en écoulement continu à sens unique à la pression atmosphérique, on amène le matière ainsi que le liquide dans une zone de vide, on expose au vide le liquide en écoulement continu et la matière, à l'intérieur de cette zone, de sorte qu'une partie du liquide s'évapore et que le liquide se refroidit, on amène de la zone de vide à la pression atmosphérique la matière qui se trouve dans le liquide, on sépare du liquide la matière refroidie et on renvoie le liquide à la zone d'introduction.



   SOUS-REVENDICATIONS
 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que   l'on    introduit la matière à refroidir dans le liquide, on la fait passer à travers la zone de vide et on l'amène de la zone de vide à la pression atmosphérique au moyen d'un transporteur.



   2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on transporte la matière à refroidir à contre-courant relativement à l'écoulement du liquide.



   3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la matière à refroidir s'écoule sous la forme d'un mélange avec le courant de liquide en écoulement continu.



   4. Procédé selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la matière à refroidir est plus lourde que le liquide mais contient suffisamment d'air pour flotter dans le liquide et que dans la zone de vide on élimine l'air contenu dans la matière.



   5. Procédé selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que l'écoulement du liquide est causé par la présence de la matière à refroidir.



   6. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le liquide est l'eau.



   REVENDICATION   II   
 Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre à vide contenant un liquide en écoulement continus une entrée et une sortie formant chacune un joint à liquide pour la chambre à vide et communiquant entre elles par le liquide et la chambre à vide, des moyens propres à faire affluer en continu à l'entrée un liquide à la pression atmosphérique pour le faire passer à travers la chambre à vide et le ramener à la pression atmosphérique par la sortie, une pompe à vide faisant évaporer une partie du liquide et faisant abaisser sa température, et une entrée et une sortie de la matière à refroidir à la pression atmosphérique.

 

   SOUS-REVENDICATIONS
 7. Appareil selon la revendication   II,    caractérisé en ce qu'il comprend un transporteur déplaçant la matière à travers l'appareil.



   8. Appareil selon la revendication   II,    caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire circuler le liquide.



   9. Appareil selon la sous-revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de circulation sont constitués par la matière à refroidir.



   REVENDICATION III
 Application du procédé selon la revendication I au refroidissement d'un produit végétal.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   

Claims (1)

1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. se déposer au fond du récipient 30 et doivent être enlevés par un transporteur qui peut être le même transporteur 31 ou un autre. Du fait que les champignons montent et se déposent dans les branches 1 et 2, l'eau suit, ce qui fait qu'on n'a pas besoin d'une pompe ou autre force pour recycler l'eau.

   L'exemple ci-après illustre le fonctionnement de l'appareil décrit.

   Exemple Dans un appareil du type représenté par la fig. 3, comportant une poche à vide 6 et deux branches de 40 cm de diamètre et d'environ 10,4 m de longueur, on déverse par l'entrée de la branche ascendante 4500 kg de champignons par heure, grâce au transporteur 31. On maintient une pression absolue de 4,6 torr dans la poche à vide au moyen de l'éjecteur 13, de 35X25 cm. Les champignons montent par la branche ascendante de l'appareil grâce à leur flottabilité et à mesure qu'ils s'imbibent d'eau, ils se déposent dans la branche descendante 2. Les champignons propulsent un courant d'eau vers le haut de la branche ascendante 1 et vers le bas de la branche descendante 2.

   Il se maintient ainsi une température d'environ 0,6 OC dans l'eau en circulation et on refroidit à cette température environ 4500kg/h de champignons (poids à l'entrée) que l'on évacue par le transporteur 31. Ils sont ensuite amenés à la salle d'emballage.

   L'appareil décrit convient particulièrement au refroidissement de produits qui emprisonnent de l'air à leur surface comme des champignons, les pêches ou les laitues car l'air entraverait l'échange de chaleur. Le refroidissement par le vide élimine la barrière d'air en permettant le contact le plus efficace avec le liquide de refroidissement.

   Il est évident que l'appareil décrit constitue un moyen simple et efficace de transporter en continu de la viande, de la volaille et des produits frais de l'atmosphère dans une enceinte de refroidissement sous vide puis à nouveau à l'extérieur, en utilisant un liquide en écoulement aussi bien pour assurer l'étanchéité au vide que le refroidissement. En outre, l'appareil décrit permet de refroidir un produit et dans lesquels le liquide de refroidissement est à la fois en écoulement et recyclé ce qui augmente l'efficacité du refroidissement. En outre, si on le désire, on peut condenser tout le liquide évaporé du liquide en circulation et le renvoyer au système de refroidissement comme le montre lafig. 3.

   REVENDICATION I Procédé de refroidissement d'une matière, caractérisé en ce que l'on introduit la matière à refroidir dans un liquide en écoulement continu à sens unique à la pression atmosphérique, on amène le matière ainsi que le liquide dans une zone de vide, on expose au vide le liquide en écoulement continu et la matière, à l'intérieur de cette zone, de sorte qu'une partie du liquide s'évapore et que le liquide se refroidit, on amène de la zone de vide à la pression atmosphérique la matière qui se trouve dans le liquide, on sépare du liquide la matière refroidie et on renvoie le liquide à la zone d'introduction.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on introduit la matière à refroidir dans le liquide, on la fait passer à travers la zone de vide et on l'amène de la zone de vide à la pression atmosphérique au moyen d'un transporteur.

   2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on transporte la matière à refroidir à contre-courant relativement à l'écoulement du liquide.

   3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la matière à refroidir s'écoule sous la forme d'un mélange avec le courant de liquide en écoulement continu.

   4. Procédé selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la matière à refroidir est plus lourde que le liquide mais contient suffisamment d'air pour flotter dans le liquide et que dans la zone de vide on élimine l'air contenu dans la matière.

   5. Procédé selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que l'écoulement du liquide est causé par la présence de la matière à refroidir.

   6. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le liquide est l'eau.

   REVENDICATION II Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre à vide contenant un liquide en écoulement continus une entrée et une sortie formant chacune un joint à liquide pour la chambre à vide et communiquant entre elles par le liquide et la chambre à vide, des moyens propres à faire affluer en continu à l'entrée un liquide à la pression atmosphérique pour le faire passer à travers la chambre à vide et le ramener à la pression atmosphérique par la sortie, une pompe à vide faisant évaporer une partie du liquide et faisant abaisser sa température, et une entrée et une sortie de la matière à refroidir à la pression atmosphérique.

   SOUS-REVENDICATIONS 7. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend un transporteur déplaçant la matière à travers l'appareil.

   8. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire circuler le liquide.

   9. Appareil selon la sous-revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de circulation sont constitués par la matière à refroidir.

   REVENDICATION III Application du procédé selon la revendication I au refroidissement d'un produit végétal.