Brevet FR2037065A1 — publié le 19701231

l'invention concerne la production continue d'aliments diététiques homogénéisés, en particulier de viande et de légumes» Il est connu que lors du traitement de produits homogénéisés essentiellement constitués par une pulpe de viandes ou de substan-5 ces végétales finement hachées, la pulpe entière doit être cuite et cuisinée d'une manière très homogène, en observant avec une extrême précision la température et la durée prescrites de la cuisson. Cette cuisson, bien qu'étant très soigneusement réglée, était jusqu'à présent effectuée au cours d'une opération-discontinue 10 flans une machinerie équipée d'agitateurs, le problème de la cuisson par mise en oeuvre d'une opération en marche continue n'a jusqu'à présent pas été résolu, spécialement en raison de la difficulté éprouvée à réaliser au cours d'une telle opération la cuisson homogène du produit entier; Ti5 Selon l'invention, ces difficultés ont été surmontées en faisant passer le produit de manière qu'il s'écoule continuellement dans une zone étroite délimitée par deux parois chauffées,, la largeur de la zone étant telle que la chaleur transmise à partir des paroi£| pénètre •uniformément dans toute la-masse du produit de fa-20 çon que celui-ci se trouve uniformément cuit» Cette uniformité est en outre favorisée par l'établissement, dans l'intervalle compris entre les parois, de moyens assurant une agitation du produit et * qui raclent constamment les parois afin d'empêcher le produit d'y adhérer. 25 le dispositif propre à permettre la mise en oeuvre de ce mode opératoire est essentiellement constitué par une unité de cuisson comprenant deux parois chauffables définissant entre elles un espace cylindrique, la pulpe de produit homogénéisé s'éeoule dans cet intervalle et es'tf chauffée par les parois» 30 la largeur de la zone de cuisson à l'intérieur de laquelle s'écoule le produit est un paramètre critique'étant donné qu' elle doit être choisie de façon à permettre le passage de la quantité nécessaire de chaleur à partir des parois vers l'intérieur de la zone de cuisson, compte tenu de la vitessë" de passage du produit dans 35 cette zone et de la durée de ce passage. l'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide r du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-an-nexés, lesquels complément et dessins concernent un mode de réalisation de l'invention choisi à titre d'exemple non limitatif et 40 sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. 70 03944 2 2037065 La fig. 1, de ces dessins, moîitre en élévation un dispositif réalisé selon l'invention. La fig.2 est une coupe transversale selon II-II fig.1 « La fig.3 montre, représentée schématiauement en perspective, la 5 cage contenant les agitateurs et racleurs du dispositif. La fig.4 montre, schéma'tiquement en perspective et partie en coupe longitudinale, l'unité de cuisson. La fig.5 représente schématiquement 1'ensemble des engrenages épicycloïdaux servant à actionner la cage représentée fig.3. 10 La figo6, enfin, est le schéma d'une installation de. chauffage utilisable en vue de la mise en oeuvre de l'invention. Le dispositif réalisé selon l'invention, représenté fig.1, y est indiqué généralement en 1 » Il comprend essentiellement une embase 2 et des montants 3 le long desquels une unité de cuisson 9 15 peut coulisser verticalement. En haut des montants 3. est montée une boîte à engrenages 4 "contenant les engrenages servant à commander le déplacement de la cage 14 décrite ci-après. Cette boîte à engrenages 4 est fixée au sommet des montants 3 au moyen de flasques 5 et de boulons 6. Au-23 dessus de ladite boîte à engrenages est placé un carter de transmission 7 contenant la transmission reliant le moteur aux engrenages. La boîte à engrenages 4, qui est de préférence construite en acier inoxydable, sert de couvercle à l'unité de cuisson 9 quand celle-ci occupe sa position haute de fonctionnement. 25 L'unité de cuissori est montée sur un vérin 8 hydraulique ou pneumatique au moyen duquel elle peut être élevée jusqu'à sa position de fonctionnement ( indiquée en trait plein fig» 1 ) ou abaissée jusqu'en sa position la plus basse ( indiquée en pointillé) dans laquelle la cage est librement et facilement accessible en vue 30 des opérations d'entretien et de nettoyage. L'unité de cuisson 9 est plus clairement représentée fig.2 et 4 . Elle comprend une chemise intérieure - cylindrique 10 et une chemise extérieure 12 elle aussi cylindrique et coaxiale par rapport à la chemise intérieure, les deux chemises définissant entre elles une 35 étroite zone annulaire 11 de cuisson. Dans lesdites chemises 10 et 12, qui5sont creuses, circule de l'eau de chauffage à une température de cuisson pré-établie, et le produit homogénéisé passe dans ladite zone de cuisson en un flux continu et s'y trouve cuit pendant un tel passage. Le produit est de préférence introduit par le 40 bas de la zone de cuisson et en sort par le haut, à contre-courant 70 03944 3 2037065 par rapport à l'eau de chauffage qui est introduite par le haut et sort par le bas des chemises creuses 10 et 12. L'ouverture de sortie du produit est indiquée en 13 fig.1. Une matière qui s'est révélée particulièrement adéquate pour 5 la construction de l'unité de cuisson est de la feuille d'acier inoxydable en épaisseurs de 3-4-6 mm, Uïïèj cage cylindrique, indiquée généralement en 14 fig.3, est insérée dans la zone de cuisson 11, Cette cage contient les agitateurs et racleurs représentés schématiquement fig. 2 et 3. La cage 10' comprend un disque 15 claveté ou fixé de toute autre manière sur un arbre 23' entraîné à partir de la boîte à engrenages 4# et des bras radiaux 16 reliant le susdit disque 15 à un "anneau supérieur 17 de la cage à-partir duquel's'étendent de haut en bas plusieurs racleurs 18 et agitateurs 19, l'ensemble étant maintenu rigidement 15 par un anneau inférieur 20 de cage* Sien que cela ne soi't pas représenté fig.3, les agitateurs 19 peuvent tourner dans des paliers établis dans les anneaux 17 et 20, tandis que les racleurs 18 sont repoussés au,moyen de ressorts contre les surfaces internés des chemises 10 et 12 délimitant la zone de cuisson 11.. Ainsi qu'on l'a 20 indiqué ci-dessus, il est possible, en abaissant l'unité de cuisson de, rendre la case 14 entièrement accessible en vue des opérations d* entretien et de nettoyage. Quand l'unité de cuisson est élevée jusqu'en sa position supérieure, l'anneau 2QVed93oSë!ëHëAt avec les racleurs et les agitateurs, pénètre dans la zone de cuisson 11 à 25 l'intérieur de laquelle elle est mise en rotation par un mécanisme à engrenages épicycloïdaux contenu dans la boîte à engrenages 4 dont une vue schématique en plan de dessus est représentée fig. 5. Une roue 21 entraînée par moteur est couplée à un entraînement 22 par chaîne ou analogue mettant en rotation une roue 23 à laquelle 3® est fixé l'arbre 23' de la cage 14. Un engrenage 24, coaxial par -rapport à la roue 23, èst" en prise respectivement avec des engrenages 25', 25" et 25tt ! qui sont respectivement coax-iaus et rigidement fixés à des engrenages 26', 26" et 26" * respectivement en prise avec des pignons 27', 27" et 27" *> dont chacun est coaxial et 35 rigidement fixé à m des agitateurs 19» De cette manière, la rotation de la roue 23 provoque la rotation de la cage.14 à l'intérieur de la zone de cuisson 11, et en même temps fait tourner les agita:-tëuÊs 19 autour de leurs axes respectifs à raison d'un certain nombre de tours pour chaque tour de la roue 23. 40 Dans un mode de.réalisation pratique de l'invention, les en 70 03944 4 2037065 grenages sont entraînés par un moteur électrique de 4 CY, 1440 tours/minute, du type "blindé, couplé à un réducteur du type à vis sans fin ayant un rapport de réduction de 40 :1 et qui peut lui-même être connecté au mécanisme à engrenages épicycloïdaux au moyen 5 d1 mis chaîne Galle afin de communiquer à la cage une vitesse de rotation de 7 tours/minute. Dans le çode de réalisation représenté, il est prévu trois a- i gitateurs espacés de 120° avec un racleur en " Teflon" entre deux agitateurs voisins, un racleur pressant contre la surface radiale-10 ment interne et d'eux racleurs pressant contre la surface radiale-ment externe de la zone de cuisson afin d'assurer leur nettoyage . continu. la rotation de la cage 14 provoque un malaxage continu et extrêmement efficace de la masse pulpeuse de produit homogénéisé, qui 115 se trouve uniformément cuite jusqu'au degré prescrit. Dans un mode de réalisation pratique, un? telle unité de ouis-son peut produire de 1500 à 2000 kg/h de produit homogénéisé entrant à environ 20°C!et sortant de l'unité à environ 65°C. Daçs une imité de cuisson de ce type, il est nécessaire d'as-2 0 surer une amenée à température constante dans les chemises 10 et 12, et surtout il est impératif que la température de cette eau ne s'élève pas au-dessus d'une limite pré-établie afin, d'éviter tout risque d'abîmer le produit. La fig.6 représente le système de chauffage pour l'unité de 25 cuisson. L'eau froide provenant de la conduite d'amenée 28 est chauffée dans .un échangeur de température 32 jusqu'à une température désirée, de par exemple 85®C, et est refoulée par une pompe de circulation d'eau jusqu'aux chemises 10 et 12, Le débit de vapeur dans la conduite de "vapeur 29 de l'échangeur de • chaleur 32 30 est commandé par une valve régulatrice 31 elle-même commandée par un élément 33 sensible à la chaleur. Par une conduite 46 d'eau chaude, l'eau est'amenée jusqu'à un clapet de retenue 36 commandé pneumatiquement et qui reste normalement ouvert pendant le fonctionnement de 1'' installation. 35 Une valve a trois voies a, b, c est agencée en aval de la val ve 36 dans la conduite 46 et est commandée par un appareil 40 de commande indicateur de température et répondant à là température, dont l1organe sensible 42 est placé dans la conduite 46 en aval de la valve 38. Cet appareil 40. maintient la voie a de'la valve 3 g 40 ouverte jusqu'à ce que l'eau de chauffage des chemises ait atteint 70 03944 5 2037065 la température de cuisson requise ( par exemple 65°0), après quoi il ferme cette voie a, en interrompant ainsi l'arrivée de fluide à partir de la conduite 46. Une conduite 44, "branchée à partir d'une conduite 50 et qui ramène, par une canalisation ascendante 515 à 5 une conduite 28, a un diamètre intérieur beaucoup plus petit que celui d'une conduite 46 allant de la valve 38 aux chemises 10 et 12, d'une conduite de retour 48 allant desdites chemises à une pompe de circulation 49, d'une conduite 50 allant du refoulement de la pompe 49 à la voie c de la valve 38, et en plus du diamètre réduit 10 l'eau contenue dans la canalisation ascendante 51 constitue une colonne d'eau d'une hauteur de 6 mètres, ^ar conséquent, les conduites 44 et 51 opposent une résistance à l'écoulement beaucoup plus grande que le système b-46-10-12-48-49-50-ç et par conséquent ce dernier système constitue pratiquement un circuit fermé à l'inté-15 rieur duquel l'eau est maintenue §n circulation forcée par la pompe 49 lorsque la voie a est fermée. Quand la température de l'eau dans ce circuit tombe au-dessous d'une limite qui peut être pré-établie sur l'appareil de commande 40, cet appareil de commande ouvre progressivement la voie a de la valve, et de l'eau chaude provenant 20 de la conduite 46 est introduite dans le circuit pour rajfener sa température à la valeur désirée. Pour empêcher une surcuisson des aliments dans l'unité de cuisson quand leur passage dans la zone de cuisson 11 se trouve arrêté pour une raison quelconque et quand leur séjour dans cette zone se 25 trouve exagérément prolongé, il est prévu un système d'alarme dans l'installation. ■ Une commande électrique, actionnée par.exemple par l'arrêt du hachoir ( non représenté) alimentant la zone de cuisson en produit à cuire, ferme une valve électromagnétique 55 commandant une conduite 56-^.'air comprimé. La baisse de pression résultante 30 Sâhë la conduite 56 provoque la fermeture de la valve 36 et par ~ conséquent l'interruption de l'amenée d'eau chaude à la-conduite 46. L'ouverture d'une valve 54 permet une arrivée-d'air comprimé jusque dans une commande pneumatique 58. L'arrêt du hachoir provoque aussi l'ouverture de la valve 54, en permettant ainsi le passa-35 ge d'air comprimé jusqu-'à la commande pneumatique 58 par une conduite 60« L'air comprimé ouvre, par une conduite 62, deux valves pneumatiques 64 et 66 agencées dans une conduite dv'eau froide 68 raccordée à la conduite 46. Par conséquent, de l'eau froide est admise dans le circuit fermé 46-b-c-50-49-48-10-12-46 et y est rapide-40 ment mise en circulation par la pompe 49, ce qui a pour effet de 70 03944 6 2037065 refroidir rapidement les chemises 10 et 12 jusqu'à ce que leur température ait atteint une limite inférieure à laquelle, même après une exposition prolongée, les al riment s bloqués dans la zone de cuisson 11 ne risquent pas d'être endommagés. Un organe sensible 70 5 inséré dans la conduite 50 en aval de la pompe 49 signale que cette limite inférieure de la température a été atteinte, ce signal parvenant à la commande pneumatique qui ferme la valve 66 et interrompant ainsi l'afflux d'eau froide additionnelle dans le circuit# lorsque le produit recommence à circuler dans la zone de cuis-10 son 11, par exemple à la suite de la remise en marche du hachoir, ce fait est signalé à la commande 58. Il en résulte l'émission d'un . signal adressé aux valves 51 et 54 et qui provoque llôuverture de la première et la fermeture de la seconde. Par conséquent, la valve 64 est elle aussi fermée tandis que la valve 36 est ouverte de fa-15 çon à admettre à nouveau de l'eau chaude dans le circuit jusqu'à ce que les chemises"10.et 12 reprennent la température requise. le volume de l'eau circulant dans le système est maintenu constant par un réservoir de compensation 72 raccordé par une conduite 74 à la conduite 28 et qui comporte me conduite de trop- t -20 plein 74 pour en décharger l'eau en excès. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à_eeux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisa-2.5 gés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes» 70 03944 7 2037065 Revendications 1 « Procédé pour la cuisson continue de produits diététiques homogénéisés, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement î à faire passer la pulpe de produit diététique homogénéisé en un flux continu dans un étroit espace constituant une zone de cuisson pour 5 ledit produit, cette zone de cuisson étant délimitée par deux surfaces chauffantes ; à agiter continuellement ledit produit au cours de son passage dans ledit étroit espace, la température des surfaces chauffantes, la largeur et la longueur de la zone de cuisson aussi bien que le débit de produit dans cette zone étant réglés de 10 façon à assurer un chauffage et une cuisson uniforme du produit au cours de son passage dans ladite zone de cuisson. 2„ Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement : une unité de cuisson (9) formée par deux parois chauffables délimi-15 tant entré elle*run étroit espace constituant une zone de cuisson . (11) } des moyens d'agitation (19) pouvant tourner à l'intérieur de ladite zone ( 11); des moyens racleurs (18) appliqués à force contre les surfaces internes desdites parois et déplaçables le'long de ces parois ; des moyens d'entrée et de sortie ( 13) dans ladite 20 zone pour y admettre et en faire sortir ladite pulpe de produit diététique ; des moyens pour chauffer lesdites parois, et des moyens pour établir une régulation de la température de ces parois. 3à Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de cuisson comprend essentiellement : une chemise cylindri-25 que externe (12);. une chemise cylindrique interne (10) coaxialement disposée à 1.'intérieur de la chemise extemë, l'espace,entre les deux chemises constituant une zone annulaire de cuisson (11) ; une cage cylindriaué" (14) pouvant tourner à l'intérieur de ladite zone (11) coaxialement par rapport auxdites chemises; des moyens agita-30 teurs (19) fixés à ladite cage (14) et pénétrant jusque'dans ladite zone de cuisson (11), ces moyens agitateurs pouvant tourner autour de leurs axes longitudinaux respectifs par rapport à ladite cage; des moyens racleurs (18) rigides sur- ladite cage (14), et appliqués à force contre les surfaces des cheraises délimitant ladite zone de 35 cuisson; des moyens pour faire circuler un fluide chauffant à l'intérieur desdites'chemises, et des moyens.-pour ajuster la température de ces chemises, 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' il comprend en outre- : un mécanisme à engrenages connecté d'une ma 70 03944 8 nière fixe à ladite cage (14) et faisant tourner ladite cage à l'intérieur de la zone de cuisson (11) et les moyens agitateurs(19) autour de leurs axes longitudinaux respectifs ; une "boîte (4) à engrenages enfermant ledit mécanisme et constituant un couvercle su-5 périeur pour ladite unité de cuisson (9) quand elle occupe sa position supérieure de fonctionnement; des moyens de levage (8) pour déplacer ladite unité de cuisson (9) à partir de ladite position supérieure jusqu'en une position inférieure extrême dans laquelle elle se trouve dégagée de ladite "boîte à engrenages et de ladite 10 cage pour en permettre l'entretien et l'inspection. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mécanisme à engrenages comprend un engrenage central (21 ) entraîné par moteur et dont l'arbre (23') est rigidement accouplé à ladite cage (14), et des engrenages périphériques (25', 25", 25"0 15 en prise avec ledit engrenage central et dont les arbres respectifs sont, rigidement accouplés-.aux moyens agitateurs (19) respectivement correspondants. 6. Dispositif'selon la revendication 5f caractérisé en ce que la cage (14) comprend trois moyens agitateurs (19) espacés de 120® 20 le long de la périphérie de ladite cage et trois mo.yens racleurs (18) espacés entre eux de 120° et espacés de 60° par rapport aux . moyens agitateurs voisins. • 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : une conduite.(46) d'eau chaude chauffée 25 par un élément chauffant (32); un élément (33) sensible à la chaleur et commandant la température de cette eau; un circuit d'eau fermé ( 48-49-50-e-b-46 ) comprenant lesdites chemises (10, 12),ce circuit étant alimenté par la conduite (46) d'eau chaude; un élément (40) sensible à la chaleur coupant l'alimentation en eau chau- 30 de par la conduite (46) quand l'eau dans ledit circuit a atteint ■une température de cuisson requise, et rétablissant cette alimentation quand.la température du circuit est tombée au-dessous de ladite température de. cuisson. S. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' 35 il comprend en outre : une conduite (68) d'eau de rèfroidissement raccordée audit circuit ; des valves' (.64,66) dans.cette conduite (68) ; des moyens sensibles à llécoulement de pulpe de produit diététique dans la zone de "cuisson pour ouvrir une desdites valves quand cet écoulement s'arrête afin d'admettre de l'eau de refroi- 40 dissement dans ledit circuit, et pour fermer une desdites valves (66) quand, la température dans ledit circuit a. atteint tme liœLte inférieure pré-établie.