Brevet FR2107946A1 — publié le 19720512

lia présente invention concerne un procédé de refroidissement de liquides, en particulier le refroidissement de produits alimentaires liquides. Dans le cas du lait ou d'un produit liquide ou principalement 5 liquide dérivant du lait (qu'on désignera ci-après par "produit laitier") provenant d'un distributeur doit être avantageusement maintenu à basse température, par exemple à 2°C. Une telle température est optimale pour éviter une détérioration, par exemple la formation de lait caillé, qui peut se produire non seulement dans 10 une atmosphère chaude, par exemple au soleil,mais également si le lait est congelé. Ainsi, il est souhaitable d'éviter une congélation lorsqu'on refroidit un produit laitier. En conséquence, les modes connus de refroidissement, par exemple par échange de chaleur avec des serpentins refroidis par de la saumure ou un stockage dans une 15 atmosphère maintenue juste au-dessus de 0°C ont l'inconvénient de nécessiter beaucoup de temps. Le maintien de l'échangeur de chaleur ou de l'atmosphère de stockage à l'état hygiénique nécessaire est également difficile. Dans le cas de produits alimentaires contenant une forte 20 proportion d'eau, par exemple le vin ou la bière, le refroidissement du liquide de manière à former de la glace, puis l'enlèvement de la glace pour laisser un concentré liquide, constituent un mode avantageux de concentration. Ce mode opératoire évite pour une grande part le problème posé par la diminution de la saveur qui se produit 25 dans le cas d'une concentration par distillation. Les modes antérieurs de refroidissement de liquides ont produit la glace sur des serpentins refroidis intérieurement à partir desquels la glace est ensuite enlevée par raclage mécanique. Toutefois, le fonctionnement des racloirs présente des difficultés. Ils consomment une grande 30 quantité d'énergie, ont tendance à se briser et peuvent permettre une contamination du produit, par exemple par l'huile suintant à partir des pièces mobiles. Selon la présente invention, un procédé de refroidissement d'un produit alimentaire liquide consiste à introduire un gaz 35 liquéfié inerte par au moins un ajutage directement dans le produit et à soumettre le produit à une agitation. 71 34320 2107946 Des exemples de produits laitiers qui peuvent être refroidis selon l'invention comprennent le lait, le yoghourt, les flans et la crème . Des exemples de liquides qui peuvent être concentrés par congélation comprennent le vin, le vinaigreyla bière, les jus 5 de fruits et l'extrait de café. L'injection directe d'un gaz liquéfié a pour but d'utiliser le mieux possible la réfrigération utilisée pour le produit. Le gaz liquéfié extrait du liquide la chaleur latente d'évaporation plus la chaleur destinée à réchauffer le gaz évaporé à une température 10 s'approchant de celle du liquide refroidi. Une agitation est souhaitable pour assurer un refroidissement uniforme de l'ensemble du liquide» Ceci est important pour le refroidissement du lait afin d'empêcher une congélation locale et pour la concentration par congélation afin de produire uniformément un 15 "magma" congelé dans l'ensemble du liquide. Bien qu'on puisse utiliser un agitateur mécanique, il présente les mêmes inconvénients qu'un racleur mécanique. Ainsi, l'agitation est effectuée de préférence en introduisant le gaz liquéfié. Un processus particulièrement efficace consiste à introduire le gaz liquéfié sous forme ato-20 misée. On peut le réaliser en faisant passer le gaz liquéfié sous pression à travers un ou plusieurs petits orifices dans le produit alimentaire liquide. En variante, le gaz liquéfié peut être introduit sous forme de petites gouttelettes. On a trouvé particulièrement avantageux d'utiliser des ajutages ayant un diamètre à leur 25 sortie compris entre 1,5 et 6,5 mm, si une atomisation n'est pas nécessaire. Si l'atomisation est indispensable, le diamètre de la sortie doit être plus petit, par exemple de 0,05 à 0,20 mm. Il est généralement avantageux d'introduire le gaz liquéfié sous pression étant donné qu'il permet d'effectuer le refroidisse-30 ment à une pression élevée, et cela permet de transférer le produit alimentaire liquide refroidi aux étages ultérieurs de traitement sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des pompes. De préférence, le gaz liquéfié est acheminé vers chaque ajutage à une pression d'au moins 6,75 x 10^N/m^. Des pressions oomprises entre 1,35 et 5 2 35 3,35 x 10 N/m sont particulièrement appropriées. En particulier, si l'on utilise un réservoir ayant une section droite circulaire pour le refroidissement, le ou les ajutages 71 34320 2107946 sont de préférence reliés à un collecteur placé au-dessous du réservoir et sont dirigés dans le liquide contenu dans ledit réservoir à une faible hauteur et suivant un angle susceptible de faire suivre au gaz liquéfié et à sa vapeur une trajectoire héli-5 coïdale ascendante à travers le liquide. Cela se traduit par une augmentation efficace de la longueur du trajet de contact entre l'aliment liquide et le fluide de refroidissement. Au contraire, une introduction du gaz liquéfié dirigé verticalement vers le haut tend à créer des cheminements préférentiels dans le liquide et, par 10 suite, à réduire l'efficacité du refroidissement. Dans un autre mode opératoire, le gaz liquéfié peut être introduit dans le produit alimentaire liquide par un ou plusieurs collecteurs de pulvérisation disposés à l'intérieur de la zone dans laquelle le refroidissement est effectué. Le ou chaque collecteur 15 de pulvérisation comporte de préférence plusieurs ajutages et doit être isolé pour éviter une congélation du liquide sur sa surface. L'isolement le plus efficace est obtenu en entourant le ou chaque collecteur de pulvérisation et toute conduite d'alimentation associée d'un manchon à vide. En variante, le ou chaque collecteur de 20 pulvérisation et toute conduite associée peuvent être réalisés en un matériau isolant ou recouvertsd'un tel matériau qui résiste à la basse température du gaz liquéfié. Le polytétrafluoréthylène et le "Nylon", par exemple, conviennent d'une façon générale comme matériau isolant. 25 Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre d'une manière soit discontinue, soit continue. Pour un fonctionnement par charges individuelles, il est souhaitable d'introduire la vapeur dans le ou les ajutages d'admission entre les charges, de manière à éviter leur colmatage par la glace. 350 L'expression "gaz liquéfié inerte",telle qu'elle est utilisée dans le présent mémoire^désigne des gaz liquéfiés à basse température ayant des propriétés qui n'affectent pas nuisiblement le produit alimentaire, par exemple quant au goût, à la couleur ou à l'odeur. Dés exemples de gaz liquéfiés convenables pour le refroi-35 dissement du lait sont l'azote liquide et l'argon liquide. D'une façon générale, l'oxygène liquide ne convient pas pour refroidir le lait, étant donné qu'il favorise une activité bactériologique nuisi- 71 34320 8 2107946 HE"VEHDI CATIONS 1. Procédé de refroidissement d'un produit alimentaire liquide, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire un gaz liquéfié inerte par un ajutage au moins directement dans le produit, et à soumet- 5 tre le produit à une agitation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agitation est effectuée en introduisant le gaz liéquéfié. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est introduit sous forme atomisée. 10 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ajutages présentent une sortie d'un diamètre compris entre 0,05 et 0,20 mm. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est introduit sous forme de petites goutte-15 lettes. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce què les ajutages ont une sortie d'un diamètre compris entre 1,5 et 6,5 mm. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé-20 dentes, caractérisé en ce que le. gaz liquéfié est introduit sous pression. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que 4- P la pression est d'au moins 6,75 x 10 IT/m et est comprise de préférence entre 1,35 et 3,35 x 10^ N/m2. 25 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce que le ou les ajutages sont reliés à un collecteur placé au-dessous du réservoir,dans lequel le refroidissement est effectué,et sont dirigés dans le liquide contenu dans le réservoir à une faible hauteur et suivant un angle susceptible 30 d'amener le gaz liquéfié et sa vapeur à suivre une trajectoire hélicoïdale ascendante à travers le liquide. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est introduit dans le produit alimentaire liquide par un ou plusieurs collecteurs de pulvérisation 35 placés à l'intérieur de la zone dans laquelle le refroidissement est effectué. 71 34320 2107946 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque collecteur de pulvérisation et toute conduite d'alimentation associée sont entourés d'un manchon à vide, le cas échéant ils sont réalisés en un matériau isolant ou recouverts d'un tel ■ 5 matériau qui résiste à la basse température du gaz liquéfié. 12. Procédé de refroidissement d'un produit laitier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est l'azote ou l'argon liquide. 13. Procédé de concentration par congélation d'un produit 10 alimentaire liquide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est l'azote,l'argon ou l'oxygène liquide, de préférence l'air liquide. 14. Produit alimentaire liquide,caractérisé en ce qu'il est préparé par un procédé selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes. 15. Appareil pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte une zone de refroidissement et au moins un ajutage destiné à introduire un gaz liquéfié inerte.