Brevet FR2133502A1 — publié le 19721201

La pr:?sente invention a pour objet un procédé et un appareil Ce pulvérisation électrostatique de liquides cryogé nirues sur des produits industriels, agricoles, alimentaires, pharaceutiques, médicaux etc. La surgélation de produits alimentaires par exemple par un liquide cryogénique tel ue Qe l'azote liquide à -196 C est une technique bien connue à ltheure actuelle. Le produit à congeler deut être immergé directement dans le gaz liquéfié, ou bien la surgélation peut être obtenue oar aspersion meca- nique du liquide cryogénique. Ces techniques cependant sont coûteuses narce qu'elles demandent des quantités de liquide de refroidissement importantes. Il faut alors pour obtenir un precédé rent'ble disposer de centrales de liquéfaction d'azote alimentées en énergie a bas prix et dun réseau de distribution conomique. La présente invention évite ces inconvénients. Elle combine deux techniques connues distinctes : la pulvérisation électristatique et l'utilisation de gaz liquéfiés. Elle présente une grande simplicité et une économie d'installation, d'exploi- tation et C'entretien. Lans le procécé de l'invention, le liquide cryogénique est utilisé rationnellement et économique ment avec un rendement maximum de 11 apport (.es frigories du fluide utilisé du fait de la précipitation régulière des parti- cules licuides sur les produits ou pièces à traiter. Le procédé de l'invention et l'appareillage correspondant présentent encore les avantages suivants : suppression des risques simultanés de congélation insuffisante et de déshydratation exagérée, suppression des retards Ca la congélation au fond des cellules de stockage des produits a' traiter, contrôle de la congélation à l'aide d'un unique thermomètre, surgélation et congélation avec une consommation minimum de frigories, limitation, lors du traitement de produites alimentaires non protégés, des brûlures excessives oui les déprécient, ionisation avec dégagement d'ozone créant une désodorisation absolute et la disparition d.es microbes pathogènes des fernentations.Enfin dans le traitement de produits emballés sous conditionnement plastique, les propriétés diélectriques et électrostatique de ces e;.balla.e:- améliorent l'efficacité du procédé. L'invention sera mieux comprise en se r(f.rallt n la description oui va suivre appliquXe i titre d'exemple à à la surgélation de pièces de viande et a dessins annexes sur lesquels - la Fig. 1 represente une vue coupée d'un appareil de congela tion selon l'invention utilisant un pulvérisateur-diffuseur; - la Fig. 2 re?r.seate une vue coupée eu l!vation d'un appareil de ccn,g.lation selon l'invention utilisant un pistolet pulv-::ri sateur; - la Fig. 3 représente une vue en plan d'un appareil de congela tion à convoyeur et défilei.ent continu ou semi-continu des pièces a congeler, selon l'invention; - la Fig. 4 représente une vue en plan d'un appareil de congélation à cèfileent longitudinal des diffuseurs ou pistolets pulvérisateur, selon l'invention; - la Fig. 5 représente une vue coupée en élevation d'un appareil de congélation comportant une enceinte cryogénique mobile selon l'invention. Sur toutes ces Figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence. Sur la Fig. 1, le produit à traiter est un quartier de viande 10 accroché à un crochet métallique 9 fixé à la partie supérieure du bâti de l'appareil. L'installation de congélation et le produit 10 à traiter sont placés à l'intérieur d'un chambre froide 19 convenablement isolée, d'un type courante Le liquide cryogénique, par exemple de l'azote liquide, est stocké dans le réservoir 5 comportant un orifice de remplissage 13 muni d'une vanne 20. Ce lisuide est transmis par la canalisation 6 et la vanne 21 à une pompe aspirante et foulante 4 puis de là par la canalisation 6' et le tube rigide 22 au pulvérisateurdiffuseur 1. Le circuit cryogénique est isolé thermiquement par unisolant cryogénique 11.L'appareillage électrique de l'installation comporte un poste d'alimentation haute tension et de commande 3 comprenant un générateur d'une haute tension continue pouvant être comprise entre 40 kV et 200 kV, un câble coaxial d'alimentation haute tension 7, un passage isolant haute tension 2 et le tube riide 22 connecté au pulv-risateur 2 qui est ainsi porté à la haute tension fournie par le poste 3. Un circuit de masse ou de terre représenté par le contour en traits interrompus 8 est relié à une borne masse du poste 3 et au dispositif d'accrochage métallique 9. Le fonctionnement de cet appareil est le suivant : l'action de la pression électrostatique transforme le liquide cryogénique sur la rainure 23 du pulvérisatuer 1 en gouttelettes chargées qui suivant les lignes de force 24 du champ électrique crée entre le diffuseur 1 et le dispositif d'accrochage 9 et sui vont se déposer sur le produit 10 à congeler. Des particules de liquide cryogénique sont chargées évicemment par le pulvérisatuer 1 lui-même porté à la haute tension et les charges transportées s ' écoulent à la masse en revenant au générateur 3 qui les a créces. Ces fines particules chargées se déposent automatissement et uniformément sur le produit 10. elles viennet également percuter les faces arrières cachées de ce produit, en fournissant une grande homogénéité frigorifique dans ce dernier. Une pulvérisateur 1 est d'un type bien connu. La pulvérisation electrostatique est obtenue uniquement par l'action de la pression électrostatique. Le générateur 3 fonctionne sous faible intensité, de façon à supprimer tout risque d'électrocution. a Fig. 2 représente un appareil de congélation analogue à celui de la Fig. 1 sauf qu'il comporte à la fois pulvérisateurdiffuseur 1 et un pistolet-pulvérisateur 12. Le circuit haute tension se divise ici en ceux branches qui alimentent respectivement le pulvérisateur 1 et le pistolet 12. Un tel pistoletpulvérisateur est un appareil bien connu. Il en existe de plusieurs types : pistolets à pulvérisation centrifuge ou pneumatique. De tels appareils sont décrits par exemple dans la Revue française "Peintures, Pigments-Vernis", Vol. 41, No. 6, pages 40 à 416. La Fig. 3 représente un tunnel frigorifère à convoyeur et défilement continu ou semi-continu selon l'invention. Les quartiers de viance 10 à congeler sont transportées par un convoyeur 25 comportant un dispositif d'accrochage métallique 9 des produits 10 à congeler et passent deyant des postes de pulvérisation 1a, 1b, 1c. La vitesse de défilement est réglée pour qu'à la sortie de l'appareil, les produits 10 aient le degré de congélation vo La Fig. 4 représente un tunnel frigorigère à défilement longitudinal des diffuseurs ou pistolets. Dans cette réalisation il est prévu des rails 15 portées à la haute tension du générateur 3 dt sur lesquels peuvent glisser des patins reliés aux pulvérisateurs 1a, 1b, atc. par l'intermédiaire d'isolateur 2. Ces rails 15 sont supportés par des isolateurs haute tension 16. Les pulvérisateurs 1a, 1-b ... sont reliés s au colo coaxial d'alimentation haute tension 7 par l'intermédiaire des rails 15. Le liquide cryog-énique est amen aux pulvérisateur-s la, lb par l'intermédiaire de câbles souples 14 et suffisamment longs pour permettre le déplacement voulu des pulvérisateurs. La Fig. 5 représente une installation autonome mobile pouvant être transportée dans un camion par exemple. Les quartiers de viande 10 sont placés dans un récipient frigorifique ou con-tainer 19 et sont accrochés aux crochets 9. Un certain nombre de pistolets-pulvérisateurs 12 permettent de congeler la totalité des quartiers 10. Il est prévu dans cette réalisation un poste d'alimentation électrique et de commande spécial 17 alimenté par exeiiple par-an moteur autonome couplé à une génératrice électri ou ou bien par une batterie d'alimentation générale 18 rechargeable à l'aide de ladite génératrice. Dans toutes ces-réalisations, diverses variantes sont possibles en ce qui concerne l'alimentation en liquide cryogé- nique. Comme indiqué sur la Fig. 1, une rompe peut etre insérée entre le réservoir cryogénique et le pulvérisateur. Le liquide cryogénique sous pression pourrait aussi alimenter le pulvérisateur directement à 11 aide d'un dispositif de contrôle de débit. Enfin le liquide cryogénique sous pression Pourrait être pulvérisé par les gaz du liquide pulvérisé contenus dans les chatubres froides, dans le cas de la pulvérisation pneumatique par exemple. L'appareillage total peut évidemment comporter un système d'arrêt automatique du fonctionnement de l'installation commandé par un thermostat, ou p;i.r des sondes de température placées à l'intérieur ou sur les parois des produits traités, et également par des détecteurs d'incidents tels que 11 ouverture d'une porte de l'enceinte, l'absence de liquide cryogénique, le non fonction nel.ent ies pompes etc. 'Le procédé selon l'invention peut enfin fournir à lui seul le refroidissement des enceintes à la température frigorifique désirée ou bien il peut être appliqué comme procédé complémentaire dans un groupe frigorifique existant pour obtenir des températures plus basses, augmenter la vitesse de traitement etc ... Il permet en particulier de parvenir à des températures inférieures à soca sans- utiliser ,-de groupes frigorifiques à deux étages .complexes et coûteux - R E V E N D I C A T I O N S 1.- Proc de congélation de produits placés dans une enceinte caractérise en ce que lesdits produits sont souris a une pulvérisation de particules liquides chargées d'électricité provenant d'un gaz liquéfié et attirées sur ces produits par un champ électrique cree a l'int rieur de ladite enceinte. Appareil de congélation de produits fixés dans une enceinte frigorifique à l'aide de dispositifs d'accrochage caractérisé en C? qu'il comprend une source- de gaz liquéfié, au moins un pulvérisateur électrostatique alimenté par cette source, une source de haute tension connectée audit pulvérisateur, et un circuit de masse connecté d'une part à ladite source haute tension et dtautre part aux dispositifs d'accrochage desdits produits, en sorte crue es particules chargées du liquide sont projetées sur les produits par le caamp électrostatique ainsi engendré. 3.- Appareil de congélation selon Yev. 2 caractérisé en ce que le gaz liquéfié est de l'azote liide. 4. Appareil de congélation selon 2ev. 2 caractérisé en ce cryogénique quelconque. 5.- Appareil de congélation selon Rev. 2 caractérisé en ce que le gaz liquéfié appartient au groupe des gaz nobles. 6.- Appareil de congélation selon item. 2 caractérisé en ce que les pulvérisateurs électrostatiques fonctionnement sous l'action de la pression électrostatique. 7. - Appareil de congélationselon Rev. 2 caractérisé en ce ue les pulvérisateur électrostatique. sont des pistolets à pulvérisation centrifuge ou pneumatique. 8.- Appareil de congélation selon ev. 2 caractérise en ce que l'enceinte frigorique est un tunnel frigorifère dans l'axe duquel un convoyeur relié ait circuit de masse de la source haute tension transporte les rodais à congeler. 9.- Appareil de congélation selon Rev. 2 caractérisé en ce que les pulvérisateurs sont montés sur des rails portés à la haute tension de la source et peuvent se déplacer le long de ces rails. C.- Appareil de congélation selon tev. 2 caractérisé en ce outil est constitué par un ensemble mobile comportant' un réservoir d'alimentation de gaz liquéfié autonome et une source de haute tension alimentée de façon autonome par une batterie continue ou par une génératrice électrique à courant continu.