Brevet FR2007055A1 — publié le 19700102

i 2007055 L'invention concerne un appareil de lyophilisation de denrées, produits de consommation de luxe, comestibles dans une chambre à vide fermée et chauffée par éléments chauffants. On sait construire des installations de lyophilisation de fa-5 çon que les récipients qui reçoivent la denrée à traiter soient disposés dans la chambre à vide en alternance avec les éléments chauffants et dans lesquels la denrée est transportée dans la chambre. On utilise des récipients relativement plats qui sont remplis de la denrée. Ces récipients reposent sur des plaques 10 chauffantes disposées dans un plan horizontal dans la chambre et les récipients sur les plaques chauffantes sont poussés dans la chambre dans le sens longitudinal à la candence du processus de traitement. Les récipients en forme de coupelle dont les parois peuvent être cannelées (à ailettes) n'admettent chaque fois qu'un 15 volume relativement faible de la denrée à traiter. La chambre doit donc être alimentée avec de nombreuses coupelles. En raison du grand nombre de pièces la disposition mécanique des cc".pelles dans le châssis de support de la chambre et le déchargement mécanique de ces coupelles sont difficiles et gênés. Pour mécaniser les procédés 20 de chargement et de déchargement il faut alors un dispositif encombrant de fonctionnement coûteux. De plus, la disposition des coupelles, disposées horizontalement, ne permet pas l'utilisation optimale du volume, car entre les coupelles disposées horizontalement et les plaques chauffantes 25 placées au-dessus on ne peut dépasser un intervalle minimum relativement grand lorsqu'on veut assurer une évacuation complète de la vapeur d'eau. En outre, on court toujours le risque que les coupelles relativement plates ne soient pas vidées complètement à la vitesse imposée, si bien qu'il se produit des pertes de denrées. 30 On a proposé l'utilisation de chariots mobiles pour obtenir un fonctionnement en continu. Chaque chariot comporte des plaques de support disposées horizontalement sur plusieurs étages, chauffables en même temps. La chauffe s'effectue électriquement car le chariot est muni d'un contact à frottement. Il est connu, en outre, de 35 transporter par intervalle la denrée sur un transporteur à courroie dans le sens longitudinal, à l'intérieur de la chambre en forme de tunnel. A l'intérieur du mécanisme de transport se trouve un dispositif de chauffe. Le débit d'une telle installation de lyophilisation est limité. 40 On connaît encore des installations de lyophilisation où l'on 69 13299 2 2007055 a amélioré l'utilisation du volume de la chambre à vide. Les volumes recevant la denrée dans le réservoir sont disposés dans le sens vertical. On a prévu un chariot qui peut être poussé dans le sens longitudinal de la chambre. Un réservoir est relié au châssis 5 du chariot sur lequel on a fixé les dispositifs de chauffe. Ceux-ci s'étendent dans un plan vertical, par exemple sous la forme de serpentins. Les tubes du dispositif de chauffe s'étendant horizontalement sont recouverts vers le haut et sur les côtés. L'espace ainsi délimité est ouvert vers le bas. Les serpentins 10 (vus de face) sont conçus pour se déplacer l'un par rapport à l'autre. Les espaces entre les nappes de tuyaux forment un toit surélevé, servent à la réception des produits alimentaires. Le réservoir complet, l'ensemble des dispositifs de chauffe et le châssis du chariot forment un ensemble compact qui peut être introduit dans 15 la chambre. Le grand réservoir reposant sur le chariot avec ses nombreuses structures secondaires, imposées par les dispositifs de chauffe peut alors être rempli rapidement de denrées. Tout l'ensemble est alors introduit dans la chambre à vide. Le dispositif de chauffe est alors 20 relié par une prise à montage rapide, étanche, au cycle du liquide de chauffage aboutissant à la chambre. Les espaces latéraux restés libres entre l'élément d'alimentation et la section cylindrique de la chambre peuvent être utilisés pour le montage de condenseurs. Le cycle de travail se fait par charges, dans chacune, un ou 25 deux groupes de récipients sont introduits dans la chambre. L'alimentation et le déchargement s'effectuent mécaniquement. Un obstacle important s'oppose au mode de fonctionnement en semi-continu d'un tel châssis de chariot avec éléments chauffants incorporés à savoir que les conduites de distribution de liquide de chauffe 30 sous vide poussé, doivent être déplacées en toute sécurité dans le tunnel de la chambre. Un autre problème subsiste, celui de la sécurité de l'étan-chéité des accouplements. Des impuretés ne doivent pas pénétrer dans l'espace resté vide. 35 L'objet de l'invention est de réaliser un appareil de lyophi lisation qui, d'une part permet une bonne utilisation de l'espace de la section de la chambre et.d'autre part, une alimentation et un déchargement mécanique permettant enfin d'éliminer les risques de fuites dans les conduites de distribution. L'appareil de lyo-40 philisation conforme à l'invention, se caractérise en ce que lors 69 13299 3 2007055 de la disposition des récipients à denrées alimentaires et des dispositifs de chauffe dans le sens vertical, ces dispositifs, positionnés dans le plan longitudinal vertical de la chambre sont montés de façon fixe dans la chambre, alors que les récipients sont mobiles 5 entre les dispositifs de chauffe fixes. Ainsi, on combine les avantages de l'une de ces installations de lyophilisation sans subir les inconvénients des installations déjà connues. Les récipients recevant des denrées alimentaires sont des poches s'étendant dans le sens vertical et d'une largeur pré-10 déterminée. Elles peuvent être remplies rapidement et complètement de denrées. Leur décharge peut être effectuée mécaniquement car on peut laisser tomber au moment voulu les denrées vers le bas. Les dispositifs de chauffe sont reliés de façon fixe et permanente aux conduites d'alimentation et raccords. On n'a plus be-15 soin de réaliser un raccordement des conduites pour les relier à la conduite d'alimentation fixe, après introduction des récipients dans la chambre et à leur sortie. On évite ainsi les risques de fuites. Les récipients étanches mobiles peuvent être déplacés des deux côtés par rapport aux dispositifs de chauffe fixes. L'espace 20 restant entre les serpentins de chauffe permet une évacuation de la vapeur d'eau rectiligne, sans gêne, vers la verticale. Par des fentes d'aération, placées sur les parois latérales des poches ou par des orifices recouverts de toile métallique comme un tamis, la vapeur d'eau peut se dégager des denrées par le chemin 25 le plus court dans le sens horizontal, pour être aspiré'dans le sens vertical. L'évacuation rapide et sans destruction de la vapeur d'eau hors de la chambre accroît le rendement de l'installation par une économie de temps. En outre la disposition verticale des poches à produits alimentaires assure une bonne utilisation de 30 l'espace de la chambre à vide cylindrique où la hauteur de chaque poche est supérieure à sa largeur. La capacité et le rendement de l'installation de lyophilisation sont considérablement augmentés. L'effet de séchage devient plus intense. De plus 11 alimentation et le déchargement des réservoirs recevant les denrées peuvent 35 s'effectuer mécaniquement sans grande dépense, si bien qu'à ce point de vue aussi on peut réaliser une économie importante. Plusieurs récipients disposés en poches verticales, peuvent avantageusement être réunis pour former un ensemble mobile qui se déplace entre des dispositifs de chauffe fixes. Les poches' ver-40 ticales peuvent alors être suspendues à un chariot se déplaçant 69 13299 4 2007055 au-dessus des dispositifs de chauffe. Une telle forme de réalisation est facile à établir et n'est pas coûteuse. De plus l'aménagement par suspension des poches à produits alimentaires permet une bonne utilisation de l'espace entre les dispositifs de chauffe s'étendant 5 dans le plan vertical. Des tolérances relativement faibles peuvent être maintenues. Les parois latérales des poches peuvent présenter des déchirures mais de façon que la chute des denrées soit empêchée. Toutes les poches disponibles dans la largeur de la chambre ÎO peuvent être réunies en un ensemble mobile. Mais on peut aussi grouper un nombre plus réduit de poches, en un élément déplaçable. En outre, il est possible que chaque poche verticale puisse être introduite elle-même dans la chambre. Dans ce but, elle est amenée par un rail dans le sens longitudinal, disposé sur le sol de la 15 chambre ou à la partie supérieure de la chambre. L'installation de lyophilisation convient bien pour tout produit alimentaire en vrac ou de nature semblable et non seulement les produits granulés ou en poudre (par exemple grains de café ou th|) mais aussi pour denrées unitaires, individuelles lorsqu'elles 20 sont inférieures à la largeur des poches (par exemple légumes, fruits, viande). L'invention sera expliquée à l'aide des exemples de^éalisa-tion représentée sur les plans suivants : La Figure 1 représente une vue en coupe de la chambre, selon 25 un schéma, des récipients et des dispositifs de chauffe conformes à l'invention. La Figure 2 représente un détail de l'installation de la Figure 1, à une échelle agrandie. La Figure 3 illustre une autre forme de réalisation schématique 30 avec représentation graphique. La Figure 4 montre un détail de l'emplacement IV du modèle de la Figure 3 vu de face. Sur la Figure 5, la chambre sous vide est représentée vue d'en haut avec un autre modèle représenté schématiquement avec 35 récipients déplaçables. Pour les modèles des Figures 1 et 2, le système des dispositifs de chauffe 2, est monté de façon fixe dans la chambre à vide 1, construite sous forme de cylindre, de telle façon qu'un certain nombre de serpentins de chauffe ou de plaques chauffantes ont été 40 placée à un intervalle prédéterminé l'un de l'autre dans un plan 69 13299 5 2007055 vertical. Les dispositifs de chauffe 3, sont raccordés à une conduite d'alimentation commune 4, qui traversent la chambra 1, dans le sens transversal. Les dispositifs de chauffe et/ou la conduite d'alimentation transversale 4, peuvent être disposés de façon fixe sur 5 des consoles 5, de la paroi de la chambre. Le collecteur d'alimentation 6, pénètre par un endroit approprié à travers la paroi 1. de la chambre. Le réservoir 7, recevant les denrées alimentaires comporte un certain nombre de poches 8, disposées verticalement, fixées à la partie supérieure du réservoir 9, et qui forment avec celles-10 ci un ensemble. Le réservoir 7, est pourvu de galets 10, sur les côtés qui roulent sur des rails 11, supportés par les consoles 12, lesquelles sont disposées sur le côté intérieur de la paroi de la chambre. Le récipient à denrées alimentaires peut être introduit, d'une 15 manière relativement précise par les rails, et être suspendu. Les poches 8 s'étendant dans un plan vertical et lors du déplacement du récipient 7, dans le sens longitudinal de la chambre, frottent contre les espaces intermédiaires entre les dispositifs de chauffe 3, installés d'une manière fixe dans la chambre. Sur les parois ?.a-20 téraies des poches 8, se trouvent des orifices d'aération 13, qui peuvent se composer de languettes découpées au poinçon, dirigées vers l'extérieur et obliquement vers le haut. La dimension des orifices d'aération 13, et des languettes 13a, est déterminée d'après la grandeur ou la finesse de la denrée à lyophiliser. 25 La dispositif de chauffe 3, développé dans un pian vertical, par exemple un serpentin de chauffe, peut être entouré d'une enveloppe protectrice 14. Un certain jeu est prévu entre l'enveloppe 14, et la paroi de la chambre 8a, afin que les parois de la chambre 8a, ne puissent venir frotter contre le dispositif de chauffe 3, 30 ou l'enveloppe protectrice 14. Le récipient 7, qui a cette largeur utilisable de la chambra cylindrique, peut être fermé à la partie supérieure par un couvercle 16, ou plusieurs éléments de couvercle adjacents. On peut aussi laisser le récipient 7, ouvert vers le haut. Les fonds 17, 35 des différentes poches sont constitués de façon à pouvoir être ouverts vers le bas. Une fermeture du fond peut être prévue, susceptible d'être commandée par des articulations ou des ressorts de rappel suspendus. On peut aussi, à l'aide d'un dispositif adéquat obtenir que toutes les fermetures du fond soient ouvertes ou fer-40 mées e» même temps. Ceci est également valable pour le couvercle se 69 13299 6 2007055 trouvant à la partie supérieure du récipient 7. Les récipients 7, comportant des poches verticales 8, peuvent être introduit à plusieurs ou l'un après l'autre dans la chambre à vide 1. £ l'extrémité de la chambre à vide de forme cylindrique, 5 pouvant avoir une longueur de plusieurs mètres, le récipient avec les denrées lyophilisées, peut être retiré de la chambre, tandis qu'à l'entrée de la chambre un récipient déjà rempli est introduit dans la chambre 1, où les poches 8, dans la chambre, sont accrochées entre les dispositifs de chauffe 3. 10 Dans la forme de réalisation des Figures 3 et 4, où pour une vue d'ensemble on ne représente qu'un dispositif de chauffe 3, disposé dans le plan vertical, l'installation est réalisée de telle sorte que chaque poche 8a, recevant les denrées constitue elle-même un élément mobile. Les poches 8a, sont disposées entre un rail su-15 périeur 18, et un rail inférieur 19, les poches 8a, peuvent alors reposer sur des aiguilles 20, placées sur les rails 19, et être ma-noeuvrées le long des rails 18, sans grand frottement. Le serpentin de chauffe 3, est fixé sur des supports 21, disposés verticalement, lesquels, à leur tour, peuvent s'appuyer sur les traverses 22 et 20 23. Entre les 'dispositifs de chauffe 3, disposés dans un plan vertical se trouvent des poches 8a, mobiles, servant de récipients indépendants à denrées. Les poches sont orientées et entraînées de manière adéquate du fait de leur mise en place sur les rails 18 et 19. Les poches 8a, sont équipées de la même manière, d'orifices 25 d'aération sur leurs côtés latéraux. Une série de zonas de températures 24, 25, 26, peut être aménagée dans la chambre à vide cylindrique 1. pour chaque zone de température des dispositifs de chauffe 3a, 3b, 3c, en nombre correspondant, sont encastrés l'un à côté de l'autre dans le sens transversal de la chambre 1, et les 30 dispositifs de chauffe sont eux-mêmes entourés d'enveloppes 14, par exemple tôles ou matières semblables. Il en résulte ici que les dis positifs de chauffe ont la forme de plaques chauffantes disposées verticalement. Les poches 8 ou 8a, se déplacent dans les espaces libres 35 entre les dispositifs de chauffe. Pour l'entrée, ou pour le passage d'une zone de température à une autre, les dispositifs de chauffe 3a, 3b, 3c, peuvent être équipés à l'extrémité avant ou arrière vue en coupe a, de déflecteurs 27, d'alimentation en forme de coin, grâce à quoi on assure une introduction correcte du récipient 7, 40 ou de différentes poches 8a, d'une section ayant la forme de la 69 13299 7 2007055 chambre. Les différentes poches 8a, peuvent être dotées de galets 28, sur les surfaces frontales étroites, lesquels sont disposés pour pouvoir tourner autour d'un axe vertical. Le diamètre des galets 28, est prévu pour être supérieur à la largeur des poches 5 8a, et correspondre à l'intervalle entre les tôles de revêtement 14, et les dispositifs de chauffe 3. Les poches 8a, peuvent alors se déplacer aisément entre les dispositifs de chauffe 3. Les poches 8a, peuvent être saisies à l'extrémité supérieure par une traverse commune pour constituer un ensemble unique de 10 récipients. Les poches 8a, se déplacent par groupes d'une zone de température à l'autre, dans la chau±>re 1, correspondante, où après enlèvement d'un groupe de pocher 8a, à l'entrée de la chambre 1, un au£re groupe de poches 8a, remplies de denrées fraîches, est introduit dans la chambre. On réalise ainsi un fonctionnement semi-con-15 tinu. Les poches 8, 8a, s'étendant verticalement peuvent présenter sur leurs faces latérales des orifices d'aération recouverts d'un tissu à mailles. Les faces latérales peuvent se composer aussi dans l'ensemble d'une toile métallique comme celle -"un tamis où le tissu 20 — mailles peut être rapporte sur une ossature support ci treillis ou semblable, qui constitue le cadre des poches. Les poches verticales recevant les denrées, peuvent cependant s'étendre sur toute la hauteur disponible de la section de la chambre à vide. Mais on peut aussi réaliser une division transversale 25 dans le sens de la hauteur de façon que les poches de hauteur réduite correspondante puissent être déplacées sur des chariots placés aux différents étages dans le sens longitudinal de la chambre. îïais les dispositifs de chauffe s'étendent aussi dans le plan vertical et peuvent être disposés en hauteur. Au lieu d'un ensemb'e de poches 30 suspendues, un chariot circulant sur les rails peut aussi être prévu à la partie inférieure de la section de la chambre, où les poches recevant les denrées sont disposées verticalement. Dans des buts spéciaux on peut amener dans la chambre à vide des poches de groupement ou des poches individuelles mobiles obliquement et il 35 n'est pas exclus que les poches soient déplacées aussi horizontalement à travers la chambre entre les dispositifs de chauffe correspondante. Les orifices de chargement et d'évacuation des poches restent ici sur les petits côtés, si bien que l'avantage d'un chargement et d'une évacuation rapides des poches est assuré par-un 40 redressement dans le sens vertical à l'extérieur de la chambre. 69 13299 8 2007055 Les condenseurs pour la précipitation de la vapeur d'eau se trouvent dans ce but sous la chambre. On obtient ainsi une voie d'évacuation adéquate de la vapeur d'eau. Les dispositifs de chauffe peuvent être chauffés à la vapeur par des liquides chauds, des 5 gaz ou par courant électrique. \ \ \ V 69 13299 9 2007055 REVENDICATIONS 1. Appareil pourlalyophilisation de denrées, produits de consommation de luxe et comestibles et produits semblables dans une chambre scellée sous vide et chauffage par des dispositifs de chauffe où les récipients recevant les denrées sont disposés par alter- 5 nance avec les dispositifs de chauffe et dans lequel les denrées sont transportées dans la chambre et caractérisé par le fait que lors de la disposition des récipients et des dispositifs de chauffe, dans le sens vertical, les dispositifs de chauffe .s!étendant dans un plan longitudinal vertical de la chambre, sont montés d'une fa- 10 Çon fixe dans la chambre tandis que les récipients sont mobiles entre les dispositifs de chauffe. 2. Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que plusieurs récipients sous forme de poches s'étendant verticalement sont réunis pour former un groupe mobile introduit entre 15 les dispositifs de chauffe. 3. Appareil conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les poches verticales sont disposées sur une partie de récipient mobile au-dessus des dispositifs de chauffe ou bien sont suspendus à un chariot. 20 4. Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que la poche s'étendant dans le plan vertical est prévue pour être déplacée seule dans le sens longitudinal de la chambre où la poche est amenée par des rails disposés à cet effet sur le fond à la partie supérieure de la chambre. 25 5. Appareil conforme à l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que les faces latérales des poches ont des orifices d'aération et que les orifices sont formés de languettes des faces latérales dirigées vers l'extérieur et obliquement vers le haut. 30 6. Appareil conforme à l'une des revendications 1,2,3 ou 4, caractérisé par le fait que les faces latérales sont formées en totalité ou en partie d'un tissu à mailles ou la poche a une ossature support à treillis. 7. Appareil conforme à l'une des revendications 1,2,3,4,5 ou 6 35 caractérisé par le fait que le fond des poches peut s'ouvrir par exemple avec un clapet. 8. Appareil conforme à l'une des revendications1,2,3,4,5,6 ou 7, caractérisé par le fait que dans la partie supérieure des récipients entre les parois latérales des poches on a prévu des recou- 40 vrements formant toit.