Brevet FR2140301A1 — publié le 19730119

La présente invention concerne un tunnel de congélation à bandes transporteuses et à fluidisation, destiné à la congélation de fruits et de légumes, la matière première à congeler circulant sur deux bandes disposées l'une après l'autre en cascade. On connaît des tunnels de congélation à bandes transporteuses et à fluidisation, dans lesquels la matière première circule sur deux bandes disposées en cascade et dans lesquels des vaporisateurs sont placés à côté de la bande, ce qui fait que la largeur du tunnel se trouve considérablement accrue. On connaît également des tunnels de congélation, dans lesquels les vaporisateurs sont placés au-dessous de la bande, mais ils se présentent sous forme de groupes présentant un système longitudinal de tuyaux de vaporisateurs. Dans ces tunnels, les ventilateurs provoquant la circulation de l'air aspirent l'air dans & zones du tunnel prévues à cet effet et après l'avoir comprimé ils le soufflent par le vaporisateur dans la même zone d'oû l'air a été aspiré. On obtient ainsi une circulation de l'air dans le plan perpendiculaire à l'axe du tunnel. L'utilisation d'un système longitudinal de tuyauterie pour les vaporisateurs, dans lequel on emploie des éléments régulateurs spéciaux en forme de tuyères, collerettes ou dispositifs d'étranglement, et qui ne permet pas d'obtenir une distribution optimale de l'agent réfrigErant dans les tuyaux particuliers du vaporisateur, aussi bien que la circulation de l'air de refroidissement uniquement dans le plan perpendiculaire à l'axe du tunnel, exercent une influence défavorable sur la distribution des températures et de l'humidité le long du tunnel. Ainsi, dans la zone d'entrée du tunnel, l'air de refroidissement en rencontrant la matière première, fraîche, chaude et humide, s'échauffe fortement et devient humide, et comprimé toujours par la même partie du vaporisateur il provoque une forte congélation de ce dernier et par conséquent une chute du rendement thermique justement dans la zone où ce rendement doit être le plus grand. De plus, les pales de ventilateurs subissent la congélation ce qui diminue considérablement leur rendement. il en rcsulte une distribution des températures et de l'humidité le long du tunnel encore plus désavantageuse. Ces inconvénients imposent la nécessité d'arêter le travail du tunnel et de le dégeler afin d'éliminer la gelée blanche couvrant les vaporisateurs et les ventilateurs ce qui abaisse considérablement le rendement de l'appareil. Deplus, les éléments régulateurs en forme de tuyères, collerettes et dispositifs d'étranglement dont les diamètres sont ordinairement petits, se trouvent souvent bouchés, ce qui interrompt le travail de la partie correspondante du vaporisateur. Le système longitudinal de tuyaux des vaporisateurs, employé dans les tunnels connus, présente l'inconvénient que tous les joints se trouvent à l'intérieur du bloc du vaporisateur et son difficilement accessibles. En effet, on a utilisé par exemple dans le modèle d'utilité polonais N 20578 des vaporisateurs en forme de segments reproductibles, placés au-dessous des bandes, mais une telle solution, bien qu'elle simplifie la construction des segments et leur montage, ne résout pas le problème de la distribution convenable de la température et de l'humidité le long du tunnel. Ces solutions ne présentent point un système sûr et efficace de distribution de l'agent qui soit dégagé des inconvénients indiqués plus haut, et de plus elles ne prévoient pas de dispositifs empêchant la circulation de l'air dans les plans perpendiculaires à l'axe du tunnel. Un autre inconvénient des solutions connues est aussi la faible efficacité des dispositifs empêchant la matière première de s'attacher à la bande en se gelant. A cet effet, dans les solutions connues on a prévu une buse à air dirigeant un fort courant d'air à partir du ventilateur sous le train supérieur de la bande de congélation primaire. Il s'avère qu'une single tuyère n'est pas à même d'empêcher les produits humides et lourds de s'attacher à la bande en se gelant. Ils adhèrent à la bande et la souillent, rendant ainsi nécessaire l'arrêt du processus de congélation et le nettoyage périodique de la bande. Les solutions connues présentent aussi l'inconvénient que la bande de congélation primaire n'est pas suffisamment séchée avant son entrée dans le tunnel. L'eau dégouttant du produit coule sur la bande et est introduite avec elle dans le tunnel où elle provoque la congélation des glissières des bandes. Un autre inconvénient des solutions connues réside dans la commande des bandes qui n'assure pas un niveau convenable de fiabilité du mouvement. Dans les constructions connues la commande est réalisée au moyen de moteurs à courant continu ou de moteurs à courant alternatif, munis d'un variateur de vitesse. Ces solutions, en dehors des inconvénients déjà mentionnés, exigent des engrenages lourds et encombrants ainsi que des accouplements mécaniques spéciaux en cas d'enrayage des mécanismes ou de congélation des bandes. La présente invention a pour but de proposer un tunnel ne présentant pas les inconvénients susmentionnés et possédant en particulier un vaporisateur de construction simple reproductible, assurant une répartition uniforme de l'agent réfrigérant dans les divers serpentins, ainsi qu'un système pour diriger l'écoulement d'air, ce qui en somme assure une répartition uniforme de la température et de l'humidité le long de tout le tunnel. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que le vaporisateur du tunnel est constitué de segments reproductibles connus, rangés l'un apes l'autre transversalement par rapport à l'axe de la bande et reliés au collecteur d'alimentation et au collecteur de retour. Ces collecteurs s'étendent le long des axes des bandes, à côté de l'ensemble de segments du vaporisateur, la solution la plus avantageuse consistant à placer les deux collecteurs d'un seul côté de l'ensemble. Pour distribuer uniformément l'agent réfrigérant entre les divers segments, le collecteur d'alimentation du vaporisateur est muni d'une cloison verticale s'étendant le long de l'axe du collecteur et séparant l'espace relié au conduit d'alimentation de celui relié aux tubulures d'alimentation des vaporisateurs, une fente supérieure et une fente inférieure étant ménagées entre la paroi du collecteur et la cloison. L'avantage d'une telle solution réside dans la distribution optimale de l'agent réfrigérant dans les segments du vaporisateur, sans qu'il soit nécessaire d'appliquer des collerettes d'étranglement spéciales dont le montage est difficile et qui seront souillées durant le travail. En outre, la réalisation selon l'invention assure toujours, même pendant l'exploitation, un accès convenable à tous les éléments soudés du tunnel et en cas de fuite des joints, le repérage de cele-ci peut être effectué de manière rapide et simple, sans arrêt ni démontage du dispositif. Dans le tunnel selon l'invention, afin d'obtenir une distribution aussi uniforme que possible des températures et de l'humidité, on a prévu à côté de la bande de congélation primaire, un cloison horizontale, dirigeant l'air humide du dessus de la bande de congélation primaire vers l'intérieur du tunnel où cet air se mélange avec l'air plus sec du dessus de la seconde bande de congélation définitive. Par suite du brassage de l'air, la température et l'humidité de celui-ci se trouveront compensées; l'ensemble du vaporisateur fonctionne dans des conditions identiques et la quantité totale de l'humidité précipitée est très petite, la fréquence de décongélation du tunnel étant deux ou trois fois moindre. Afin de sécher la matière première ainsi que les bandes de congélation primaire, le tunnel selon l'invention est muni d'une tuyère d'aspiration en forme de brosse en matière plastique, ayant des ouvertures aspirantes et qui est montée à l'entrée du ventilateur d'assèchement et située au-dessous du brin supérieur de la bande de congélation primaire avant son entrée dans le tunnel. Conformément à l'invention, afin d'empêcher l'adhérence de la matière première à congeler à la bande de congélation primaire, on a prévu une série de tuyères, disposées de place en place, chaque tuyère ayant la forme d'un tuyau comportant une fente dirigée vers le fond du train supérieur de la bande de congélation primaire. Par ces tuyères le ventilateur préliminaire comprime l'air qui provoque l'élévation de la couche plusieurs fois en empêchant ainsi les fruits de s'attacher à la surface de la bande. Pour l'entraînement des tambours des deux bandes, on a employé un moteur hydraulique. Ce moteur entraîne le tambour à l'aide d'une simple transmission par chaîne sans autres dispositifs mécaniques réduisant les rotations et assurant l'en- traînement contre la surcharge. Le mteur hydraulique est entraîné par une pompe hydraulique, l'installation d'entraînement à huile comportant une soupape automatique de sûreté assurant l'entraînement contre la surcharge. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale du tunnel; - la figure 2 est une coupe transversale du tunnel; - la figure 3 est une vue de dessus du tunnel, la partie supérieure du corps étant enlevée; - la figure 4 représente un segment du vaporisateur; - la figure 5 est une coupe transversale du collecteur amenant l'agent réfrigérant; - la figure 6 est une vue de la tuyère d'aspiration; - la figure 7 est une coupe de l'ensemble des tuyères de soufflage préliminaire; - la figure 8 est un détail représentant le collecteur évacuant du tunnel les eaux de dégivrage, ainsi que le siphon de fermeture; et - la figure 9 est un schéma du système d'entraînement hydraulique. A l'intérieur du corps du tunnel 13 présentant appro ximativement la forme d'une caisse rectangulaire, réalisée de préférence à l'aide de plaques isolantes préfabriquées, on a disposé la bande de congélation primaire 5 et la bande de congélation définitive 8, en cascade à la suite l'une de l'autre. Les deux indes 5 et 8 sont entraînées à l'aide de systèmes de commande séparés mais de construction identique 6 et 9, branchés sur les tambours 30 entraînant les bandes. Les systèmes de commande 6 et 9 constituent une transmission par chaîne 31 reliée au moteur hydraulique 32 (voir figure 9). Le moteur hydraulique 32 est relié au système hydraulique de la commaade, composée d'une pompe hydraulique 34, d'un réservoir 36 et d'ime soupape à prélèvement 33. La pompe hydraulique 34 est accouplé au moteur électrique à courant alternatif asynchrone 35. Les deux bandes sont guidées par les guides 3. Directement auedSssous des bandes se trouve une série de segments reproductibles 15 du vaporisateur 2.Au-dessous du vaporisateur 2 est placée use boîte de ventilation fermée l connectée aux ventilaturs principaux 10 qui sont montés sur la boîte 1. Entre les brins supérieur et inférieur de la bande de congélation primaire 8 ainsi que sous la bande Cde congélation primaire 5 il y a une série de tuyères 4 à eau. antre les brins supérieur et inférieur de la bande de congélation primaire 5, dans la partie avant et à l'extérieur du tunnel, est prévu le système de lavage et d'assèchement 7de la bande 5. A côté du système de lavage et d'assèchement 7 de la bande 5 est placée une tuyère 20 aspirant l'excès d'eau de la matière première congelée et de la bande. De part et d'autre de l'ouverture 19 de la tuyère 20 sont montées les brosses 21 (figure 6) qui, de préférence, sont réalisées en matière synthétique et frottent contre le brin supérieur de la bande 5. La tuyère 20 est reliée à la tubulure aspirante du ventilateur de séchage 29. sur le parcours ultérieur de la bande de congélation primaire, à l'intérieur du tunnel et dans sa partie avant, on a prévus une série de tuyères 18 reliées au ventilateur préliminaire 11. Au-dessus de lapartie avant de la bande de congélation primaire 5, à l'extérieur da tunel, est placé le système d'alimentation 12 qui dépose la matière première sur la bande 5. Les segments T5 du vaporisateur 2 sont alimentés par un agent réfrigérant, de préférence à partir du haut depuis le collecteur d'alimentation 14. L'agent refrrcFérant est évacué au moyen du collecteur de retour 16, placées, de préférence., du même côté du vaporisateur 2 que le collecteur d'alimentation 14. Les segments 15 du vaporisateur 2 sont reliés au collecteur d'alimentation 14 au moyen de tubulures 17. L'agent réfrigérant est amené au collecteur d'alimentation 14 à l'aide de la conduite d'alimentation 22. A l'intérieur du collecteur d'alimentation 14 est placée la cloison 23 s'étendant le long de l'axe de celui-ci sur toute la longueur et s"parant la conduite d'alimentation 22 et les tubulures 17, l'une des autres, des segments 15 du vaporisateur 2. La cloison 23 n'est pas aussi haute que le diamètre intérieur du collecteur 14 et est placée de manière à laisser une fente supérieure 24 et une fente inférieure 25 entre ellemême et les parois du collecteur 14. Les fonds des boîtes de ventilation 1 placées audessous du vaporisateur 2, sont en forme de tasses pour recueillir les eaux de dégivrage et ils sont reliés au collecteur 26 des eaux de dégivrage (figure 8). Ce collecteur 26 est fermé au moyen d'un siphon d'eau 27 placé hors du corps du tunnel. A côté de la bande de congélation primaire 5 est prévue une cloison horizontale 28 ayant la forme d'un faux plafond. Le fonctionnement du tunnel est le suivant La matière première est chargée sur la bande de congélation primaire 5 au moyen du système d'alimentation 12 et passe sur la bande 5 au-dessus de la tuyère 20 qui aspire de celle-là l'excès d'eau; elle entre ensuite à l'intérieur du tunnel, puis elle passe au-dessus de l'ensemble de tuyères 18 du ventilateur préliminaire 11. Le douffle d'ar venant de l'ensemble de tuyères 18 empêche la matière première d'adhérer à la bande 5.De la bande 5 la matière première préliminairement congelée est portée sur la bande de congélation définitive 8 et après sa congélation complète, elle passe de cette bande à l'extérieur du tunnel.L'air comprimé dans les boîtes de ventilation 1 à l'aide des ventilateurs principaux 10, passe par les segments 15 du vaporisateur 2 où l'air est refroidi puis il est dirigé à travers les bandes 5 et 8 chargées de fruits congelés, après quoi l'air est aspiré par les ventilateurs principaux 10 en formant ainsi un circuit fermé. Afin d'équilibrer la température et l'humidité de l'air circulant dans le tunnel, on a prévu une cloison horizontale 28 en forme d'un faux plafond, dirigeant l'air plus humide se trouvant au-dessus de la bande de congélation primaire 5 vers l'intérieur du tunnel. La bande de congélation primaire 5 est nettoyée de manière continue au moyen du système de lavage et séchage 7, tandis que la bande de congélation définitive 8 est lavée au moyen d'une douche d'eau fournie par les tuyères 4 durant le dégivrage périodique des vaporisateurs du tunnel. Les eaux formées pendant le dégivrage se ramassent au fond des boîtes de ventilation 1 d'où elles sont évacuées dans la canalisation à travers le collecteur 26 et le siphon 27. Le tambour 30 de la bande de congélation primaire 5 et de la bande de congélation définitive 8 est entraîné à l'aide d'une transmission par chaîne 31 qui à son tour est commandée par un moteur hydraulique 32. Le moteur 32 est intercalé dans le système hydraulique de la commande composée d'une pompe hydraulique 34 commandée par un moteur à courant alternatif asynchrone 35, d'un récipient d'expansion 36 ainsi que d'une soupape à prélèvement 33, réglée à une pression maximum voulue. Le rendement de la pompe hydraulique 34 est ajusté au moyen d'un levier à échelle ce qui permet un réglage continu des rotations du moteur 32 et indirectement des rotations du tambour 30 et de la vitesse de déplacement de la bande. La soupape à prélèvement 33 remplit le rôle d'un accouplement de sécurité mettant hors circuit la commande en cas de surcharge du mécanisme, par exemple au cas que la bande de congélation primaire 5 ou la bande de congélation définitive 8 viendrait à se coller aux guides 3 en gelant. REVENDICATIONS 1. Tunnel de congélation à bandes transporteuses et à fluidisation destiné à la congélation de fruits et de légumes, avec parcours de la matière première à congeler sur deux bandes disposées l'une après l'autre en cascade, le tunnel ayant des vaporisateurs composés de segments reproductibles, caractérise en ce que les segments particuliers du vaporisateur sont placés transversalement par rapport aux axes des bandes et sont reliés à des collecteurs d'alimentation et de retour s'étendant parallèlement aux axes des bandes à côté de l'ensemble de segments du vaporisateur, le collecteur d'alimentation comportant une cloison verticale qui s'étend le long de l'axe du collecteur et qui sépare l'espace relié à la conduite d'alimentation de l'espace qui est relié aux tubulures d'alimentation des segments du vaporisateur, une fente supérieure et une fente inférieure étant prévues entre la paroi du collecteur et la cloison, tandis que dans la partie avant du tunnel à côté de la bande de congélation est placée une cloison horizontale dirigeant l'air du dessus de la bande de congélation préliminaire vers l'intérieur du tunnel, les tembours de commande des bandes étant reliés à des moteurs hydrauliques pour leur entraînement. 2. Tunnel selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une série de tuyères ayant respectivement la forme d'un tuyau muni d'une fente qui est dirigée vers le haut, ces tuyères étant placées à distances déterminées, au-dessous du brin supérieur de la bande de congélation primaire, et reliées à la sortie du ventilateur préliminaire. 3. Tunnel selon les Revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte une tuyère d'aspiration ayant la forme d'une brosse en matière synthétique avec des orifices d'aspiration, reliée à l'entrée du ventilateur de séchage, ladite tuyère d'aspiration se trouvant au-dessous du brin supérieur de la bande de congélation primaire avant son entrée dans le tunnel. 4. Tunnel selon les Revendications 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que dans le système de commande des moteurs hydrauliques est prévue une soupape à prélèvement dont le rôle est de réaliser un accouplement de sécurité au cas où les bandes colleraient aux guides en se gelant ou en cas d'un arrêt des bandes pour une raison quelconque.