Brevet FR2174795A1 — publié le 19731019

la présente invention concerne une chaine de congélation continue en médiums réfrigérants liquide dont le but recherché est d'offrir aux conserveurs et industriels du congelé, un équipement simple, sflr et rapide. Cette chaine est principalement adaptée aux impératifs suivants : - Pallier aux irrégularités des apports de pêche dans le cadre des livraisons de poissons aux conserveries. - Permettre aux stations de congélation traitant des produits de la mer, de réaliser avec souplesse des produits de première qualité. les techniques utilisées à ce jour peuvent se diviser en trois principales méthodes 1/ La congélation par ventilation des produits de grandes dimensions ou semi-conditionnés. Dans ce cas, la congélation est relativement longue d'une part, et d'autre part il y a obligation de charger d'une façon uniforme et complète la cellule affectée à ce travail, afin d'éviter une prolongation du temps de congélation. La manutention est importante. 2/ la congélation par plaques est principalement réservée aux produits parés tels que filets de poisson. Cette technique ne peut être utilisée pour la congélation de petits poissons. En effet, pour obtenir de bons résultats, il est nécessaire que le contact soit obtenu par pressions. les poissons entiers ne supportent pas ce traitement. Il y a lieu de signaler que la décongélation de plaques constituées par du poisson congelé selon ce principe n'est obtenue qu'au détriment de la qualité et de la présentation. 3/ La congélation en tunnel continu à air vise surtout les produits de très petites dimensions tels que petits pois, fraises d'une part, et d'autre part les produits congelés transformés, qui ne nécessitent qu'un sous-refroidissement tels que croquettes de poisson, hamburgers. La chaine de congélation suivant l'invention permet d'obtenir les résultats suivants, qui peuvent être classés comme suit 1/ les produits tels que poissons sont congelés unitaire ment. 2/ La vitesse de congélation est accrue du fait de la division du produit et du contact parfait entre le produit et le médium réfrigérant qui est liquide. 3/ Cette division permet une congélation uniforme et identique pour chaque élément à congeler. 4/ le collage est éliminé par le fait que le médium réfrigérant possède une densité supérieure au produit en cours de congélation. En effet, le produit se trouve ainsi sustenté et, par suite, cette sustentation élimine l'écrasement que l'on trouve dans les systèmes congelant des produits conditionnés. 5/ La manutention, est réduite, le produit réceptionné ne subissant aucune manipulation intermédiaire, évitant ainsi de le détériorer. La chaine de congélation continue, objet de l'invention, est caractérisée en ce que l'on verse à des intervalles de temps réguliers sur une table de réception qui alimente par gravité un convoyeur-élévateur constitué d'une bande alvéolée dont la vitesse linéaire est fonction de la capacité et du temps de congélation, des quantités bien définies de produit à congeler. Ce tapis alvéolé déverse son chargement dans une trémie de transfert qui alimente le cyclone d'injection. le cyclone d'injection est conçu de telle sorte que le médium réfrigérant liquide, en l'occurence la saumure, arrive tangentiellement.L'effet tourbillonnaire est accentué par la forme spiralée de la paroi verticale extérieure. I1 en résulte un cône de cavitation à l'entrée du tube vertical de descente. la saumure centrifugée entratne dans son cône de cavitation le produit à injecter sans choc, ni détérioration. La descente par le tube vertical est obtenue par l'énergie cinétique emmagasinée dans la saumure mise en mouvement par l'intermédiaire de pompes de circulation. A la sortie du tube vertical, le produit à congeler se répartit dans la cuve de congélation qui possède des parois isolées et de forme définie. Le produit remonte à la partie supérieure de ladite cuve de congélation grâce à la poussée d'ÀRCHIEDE, résultant de la différence de densité entre le produit à congeler et la saumure. Dans cette zone supérieure est située une tuyère de congélation de forme et de volume déterminé en fonction de la capacité de congélation choisie. Cette capacité est une fonction directe de la température de la saumure, de la vitesse de congélation du produit pour cette dite température de saumure et de la puissance frigorifique installée aux bornes de la chaine de congélation continue. La saumure froide est contenue dans un bac refroidisseur qui possède des parois isolées, rempli de saumure, maintenue refroi-- - die et épurée. En extrémité de ce bac est disposé le système continu d'épuration qui consiste à éliminer par flottaison et écumage les matières en suspension contenues dans la saumure. le froid provient d'échangeurs de chaleur immergés dans la saumure de ce bac refroidisseur. Pour maintenir la solution de saumure à une densité homogène, des agitateurs recirculent cette saumure en un circuit fermé. le transfert de la saumure refroidie vers la cuve de congélation est obtenu par l'intermédiaire de pompes de circulation.La pression détectée dans les tubes des échangeurs, en fonction du fluide frigorigène utilisé, est accusée par un pressostat à point neutre placé dans le circuit d'un combinateur qui règle, par l'intermédiaire des variations de puissance automatiques des compresseurs, à chaque instant, la pression correspondante à la température désirée de refroidissement et à l'utilisation de la-dite saumure. La saumure transférée quitte la cuve de congélation en traversant la tuyère de congélation. Elle pénètre dans une cavité périférique entourant la tuyère de congélation. La maintenance sans débordement à un niveau constant est obtenue par un gicleur par lequel sort la saumure. La section de passage est modulée à volonté par l'intermédiaire d'une vanne. La saumure sortant du gicleur est récupérée dans une capacité tampon, entourant ce gicleur. Par suite de la continuité du mouvement de déversement du produit à congeler et de son injection dans la cuve de congélation, la tuyère de congélation se trouve saturée. En fonction de sa conception, cette saturation est obtenue au moment où le produit qui se trouve à la partie supérieure est à l'état congelé. Pour éviter une décongélation du produit qui surnage sur la saumure, une rampe dtin- jection placée au-dessus de cette tuyère arrose continuellement de saumure froide le produit qui s'apprête à sorti-r. Compris entre la rampe d'injection et le niveau supérieur de la tuyère est placé un extracteur à palettes, cet extracteur est mis en marche dès que la tuyère est chargée. Pour aider la sortie du produit congeler, un léger débordement est créé en modulant l'ouver- ture du gicleur. Cette modulation est fonction de la densité de chargement de la tuyère de congélation et, par suite, de la granulométrie ou du module du produit à congeler. Le produit congelé est dirigé par l'extracteur sur la goulotte de sortie. Cette goulotte est composée de deux zones actives. 1/ La zone de séparation de la saumure du produit congelé est constituée par une grille séparatrice, un déversoir, un ralentisseur et le bac de réception de la saumure. Ce bac est en communi cation avec la capacité tampon du gicleur. 2/ la zone d'égouttage du produit congelé. Cette zone prolonge la zone de séparation. Le fond de cette zone est constitué d'une grille d'égouttage et d'un bac de récupération raccordé aux égouts. Des ralentisseurs sont disposés le long de cette goulotte. L'extrémité de cette goulotte est terminée en forme d'entonnoir. Le déversement des produits congelés se fait : soit verticalement, soit à droite, soit à gauche dans les emballages. Le remplissage parfait de ces emballages est obtenu par une table soumise à des vibrations et oscillations. Cette table est située dessous l'entonnoir de la goulotte de sortie. Elle permet de recevoir sur sa longueur les emballages en cours de chargement. la saumure située dans la capacité tampon du gicleur est dirigée sur un séparateur continu de particules solides, dont le tapis séparateur est animé d'un mouvement linéaire et possèdant une inclinaison facilitant la séparation. La saumure sortant de l'auge placée sous le tapis est dirigée dans le bac refroidisseur par gravité. les dessins annexés montrent à titre d'exemple unedes formes de réalisations spécifiques du procédé suivant l'invention elle sera décrite en supposant qu'elle sert à congeler des poissons. La planche I - Fig. 1 montre l'implantation d'une installation. Fig. 2 montre une coupe suivant dd' de la figure 1 - Planche I. La planche II montre une coupe suivant ee' de la figure 1 Planche I. La planche III montre - figure 1 - une coupe suivant ff' de la figure 1 Planche I. Figure 2 - une coupe suivant bb' de la figure 1 - Planche 3. Figure 3 - une coupe suivant aa' de la figure 1 - Planche 3. Figure 4 - une coupe suivant cc' de la figure 1 - Planche 3. la planche IV montre un schéma de principe du procédé mis en oeuvre. Telle qu'elle est représentée, l'installation comporte Planche II - L'auge de réception des poissons à congeler 1 qui alimente par gravité le convoyeur élévateur 2 mis en mouvement réglable par son électro-réducteur à vitesse variable 3. le convoyeur déverse les poissons dans la trémie de transfert 4 qui alimente le cyclone d'injection 5. Les poissons descendent par le tube vertical 6 dans la cuve de congélation 7. Planche III - Fig. 1 - la saumure est transférée du bac refroidisseur 8 à la cuve de congélation 7 par les pompes de circulation 9 et 9'. Les poissons remontent à la partie supérieure de la cuve de congélation 7 grâce à la poussée d'ARCHIMEDE et viennent se situer dans la tuyère de congélation 10. Planche I - Fig. 1 et 2 - -la saumure froide est contenue dans le bac refroidisseur 8 qui est équipé d'un système continu d1é- puration, Ecumage,comprenant un tympan séparateur de mousse en t81e perforée 11, un système à deux channes équipé de raclettes perforées 12 mis en mouvement par un électro-réducteur à vitesse variable 13, en relation avec les rouages de transmission 14. L'écumage se fait sur la partie inclinée 15 et les déchets sont évacués par le collecteur 16. Le froid provient d'échangeur 17. la recirculation de la saumure est obtenue par des agitateurs 18. Planche III - Fig. 1 - la saumure quitte la cuve de congélation en traversant la tuyère de congélation 10. Elle pénètre dans la cavité périphérique 19 et sort par le gicleur modulant 20. Elle est récupérée dans la capacité tampon 21. Par suite de la continuité du mouvement de chargement, la tuyère de congélation 10 se trouve saturée. Les poissons qui surnagent de cette tuyère sont arrosés en continu par une rampe prévue à cet effet 22. La sortie des poissons est obtenue en modulant le débit du gicleur 20 par la vanne V8 et l'action simultanée de l'extracteur 23 dont la mise en mouvement est réalisée par un moto-réducteur situé sur son axe. la séparation des poissons de la saumure est obtenue par la grille 24 de la goulotte 25 dans sa première zone. les poissons sont déversés dans la deuxième zone de la goulotte par le déversoir 26.L'égouttage est obtenu par la grille 27. Des ralentisseurs 28 freineront la descente des poissons dans l'entonnoir 29, La mise en emballage est réalisée sur la table vibrante 30. La saumure située dans la capacité tampon 21 est dirigée sur le séparateur continu, par l'intermédiaire d'un collecteur et d'une rampe d'arrosage 31. Le séparateuroentinu est constitué des éléments suivants : le tapis perforé de séparation 32, l'auge de récupération de la saumure filtréeavec son tube 33 plongeant dans le bac refroidisseur 8, les rouages de transmission 34, la brosse de nettoyage 35. la mise en mouvement est obtenue par un électro-réducteur à vitesse variable 36. Dans le cas de cette congélation, les emballages ayant servi à transiter les poissons frais, sont dirigés sous l'entonnoir 29, pour être remplis due poissons congelés. le transit est effectué par gravité, par l'intermédiaire d'un transrouleur. Voir repère 37 planche I - Fig. 1. Planche IV - Le procédé de mise en circulation de la saumure dans le but d'obtenir les résultats-énoncés-de cette invention, est défini par ce schéma. La mise en condition de l'équipement est obtenue selon les phases suivantes PHASES VANNES OUVERTES n service FONPES VANNES OUVERTES POMPES AGITATEURS Refroidissement saumure - QG1 et AG2 Congélation V1-V2+V4 ou V3+V5 P1 ou P2 AGI etÂG2 V6-V7-V8 régulée Filtrage fin de cong- V9-V2+V4 ou V3+V5 P1 ou P2 AG1 etÂG2 lation V 10. Filtrage hors congéla- V1-V2+V4 ou V3+V5 P1 ou P2 AGI etAG2 tion Vidange à l'égout Vi-V2+V4 ou V3+V5 P1 ou P2 V9-V11. lavage T1 - T2 - T3 Planche III - Fig. 5 - Après une congélation dont le ton- nage peut varier de 80 à 100 tonnes, il y 4tieu de changer la saumure et de procéder au lavage de l'ensemble de l'installation. Une visite par le trou d'homme T3 - planche IV - de la grille séparatrice d'écailles 38 est nécessaire. le curetage et la vidange du pot de décantation 39 est à exécuter toutes les 20 tonnes. la channe de congélation continue, objet de la présente invention, peut être utilisée dans tous les cas où la densité du produit à congeler est inférieure à celle du médium réfrigérant liquide. Elle se prête tout particulièrement aux produits de la mer tels que sardines, anchois, chinchars, maquereaux de ligne. Son application est particulièrement intéressante dans le cas où le produit congelé doit subir une décongélation pour des préparafions finales, par exemple, dans les conserveries. En effet, le produit stocké après avoir été congelé par ce principe ne s'agglomère pas dans les emballages. -REVENDICA?IONS- 10 - Un procédé de congélation continue en médium réfrigérant liquide caractérisé en ce qu'on introduit un poids de produit à congeler correspondant en calories à l'effet frigorifique développé pendant l'intervalle de temps d'introduction défini en fonction du moule ou de la granulométrie du produit à traiter et régulé par un convoyeur-élévateur de chargement d'une trémie de transfert, que la trémie de transfert alimente un cyclone d'injection, que le produit est injecté dans la cuve de congélation par l'intermédiaire du-dit cyclone d'injection et de son tube vertical de descente, que le-dit cyclone est mis en action par le médium réfrigérant liquide sous l'impulsion de pompes de circulation, que le médium réfrigérant liquide provient par l'action des pompes de circulation d'un bac refroidisseur, où il est obtenu à 11 état épuré et à une température requise pour le traitement cherché, que le bac refroidisseur possède: les échangeurs de chaleur régulés permettant d'ajuster la puissance de la centrale frigorifique aux bornes de ces échangeurs ; les systèmes d'agitation, de filtrage et d'écumage.Que dans la cuve de congélation, par différence de densité, le produit se localise à la partie supérieure de cette dite cuve, Que la tuyère de congélation est située à la partie supérieure de cette cuve de congélation, que le produit qui surnage dans cette tuyère est arrosé par une rampe d' in- jection, que le niveau de travail de cette tuyère est maintenu constant par un gicleur réglable en débit pour répondre aux variations des moules ou de la granulométrie du produit traité, que la sortie du produit congelé est obtenue par la modulation du gicleur et l'action d'un extracteur rotatif à palettes, que le produit congelé est égoutté pendant son passage dans la goulotte de sortie, que les emballages proviennent en général du poste de chargement du convoyeurélévateur où ils ont été vidés et dirigés vers le poste de conditionnement, que le produit est conditionné dans les emballages par l'intermédiaire d'une table vibrante, que l'ensemble des opérations de congélation et d'entretien sont obtenues par un jeu de vannes placées sur le circuit du médium réfrigérant liquide. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen destiné au chargement de la trémie de transfert est un convoyeur-élévateur dont la vitesse variable est définie par le moule ou la granulométrie du produit. L'auge de réception du produit définie par les caractéristiques du-dit produit, l'inclinaison et la longueur définies par le cité. 30 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen destiné à alimenter le cyclone d'injection réside en une trémie de transfert dont l'importance est déterminée par les caractéristiques du produit à traiter. 40 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen destiné à injecter le produit à congeler dans la cuve de congélation réside en un cyclone d'injection conçu de telle sorte que le médium réfrigérant liquide mis en action par des pompes de circulation, arrive tangentiellement en créant un effet tourbillonnaire accentué par la forme spiralée de la paroi extérieure. Il en résulte un cbne de cavitation dû au liquide centrifugé, qui entraîne le produit à injecter sans choc, ni détérioration dans le tube vertical de descente dans la cuve de congélation. 50 - Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les moyens destinés à mettre en action le médium réfrigé- rant liquide résident en des pompes de circulation. 60 - Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le moyen de descente du produit à congeler et du médium réfrigérant liquide rXxtw dans la cuve de congélation, réside en un tube vertical adapté aux caractéristiques du-dit produit à congeler. 70 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen pour obtenir le médium réfflgérant liquide à l'é- tat épuré et à la température requise réside dans l'utilisation d'un bac refroidisseur. 80 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le bac refroidisseur possède les échangeurs de chaleur, les systèmes d'agitation, de filtrage et d'écumage, que les échangeurs de chaleur sont raccordés à une centrale frigorifique; 90 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que les échangeurs de chaleur sont contrôlés par thermostat pour la température, par pressostat pour la sécurité de la température,trop basse, par pressostat à point neutre pour la régulation de la température désirée, les informations étant dirigées sur la régulation de la centrale frigorifique. 100 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir l'agitation du médium réfrigérant liquide dans le bac refroidisseur, réside dans l'utilisation d'agitateurs. 110 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir le filtrage du médium réfrigérant liquide réside dans l'utilisation sur le circuit de retour de ce médium réfrigérant, d'un séparateur continu constitué d'un tapis perforé de séparation, d'une auge de récupération du médium réfrigérant liquide filtré, avec son tube plongeant dans le bac refroidisseur, d'une brosse de nettoyage du tapis filtrant et du mécanisme de mise en mouvement du tapis et de la brosse. 120 - Procédé selon la revendication 11 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir le filtrage par le séparateur continu réside dans l'utilisation d'un tapis perforé monté en une courroie sans fin, animée d'un mouvement de défilement de vitesse réglable dA au mécanisme de mise en mouvement, ce séparateur étant placé sous la sortie du retour du médium réfirgérant liquide selon un angle réglable déterminé en fonction du débit du liquide réfrigérant et de la grosseur des particules filtrées. 130 - Procédé selon la revendication Il caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir la récupération du médium réfrigérant liquide à 11 état filtré réside dans l'utilisation d'une auge de récupération placée dessous le brin filtrant du tapis perforé et dont le tube d'écoulement plonge dans le bac refroidisseur. 140 - Procédé selon la revendication 11 caractérisé par le fait que le moyen de nettoyage du séparateur continu réside dans l'utilisation d'une brosse rotative de vitesse variable, mise en mouvement par le mécanisme du tapis perforé, de forme cylindrique dont la longueur est égale à la largeur du tapis perforé. 150 - Procédé selon la revendication 11 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir la mise en mouvement du tapis perforé et de la brosse de nettoyage de ce tapis perforé réside dans l'utilisation d'un électro-réducteur à vitesse variable. 160 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir l'écumage du médium réfrigérant liquide réside dans l'utilisation d'un système continu d'épuration comprenant un tympan séparateur de mousse, muni de perforations et incliné, d'un système à deux chaînes équipées de raclettes placées perpendiculairement au tympan, perforées, mises en mouvement par un électroréducteur à vitesse variable, les déchets étant évacués par un collecteur. 170 - Procédé selon la revendication 16 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir écumage réside dans l'utilisation d'un tympan perforé incliné par rapport à l'horizontale et placé dans la zone des mousses. 180 - Procédé selon la revendication 16 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir ltécumage réside dans la mise en mouvement de deux chaînes parallèles entre elles, sur lesquelles sont suspendues verticalement, à des intervalles réguliers, des raclettes dont l'âme est perforée, la vitesse de déplacement par rapport au tympan est variable. 190 - Procédé selon la revendication 16 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir la mise en mouvement des raclettes réside dans l'utilisation d'un électro-réducteur à vitesse variable. 200 - Procédé selon la revendication 16 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir l'évacuation des déchets réside dans l'utilisation d'un collecteur placé en extrémité du tympan incliné et en fin de course de l'action des raclettes. 210 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir le refroidissement du z médium réfrigérant liquide réside dans la mise aux bornes des échangeurs de chaleur d'une centrale frigorifique. 220 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir la régulation de la centrale frigorifique réside dans l'utilisation des informations reçues depuis les organes de contrôle des échangeurs de chaleur tels que thermostat, pressostat, pressostat à point neutre. 230 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen de localiser le produit à la partie supérieure de la cuve de congélation réside dans l'utilisation de la différence de densité entre le médium réfrigérant liquide et le produit à congeler, ainsi que la forme de cette dite cuve de congélation. 240 - Procédé selon la revendication 23 caractérisé par le fait que le moyen de localiser le produit à congeler à la partie supérieure de la cuve de congélation, dans la tuyère de congélation, sans débordement du produit congelé réside dans l'angle que fait la paroi de cette cuve de congélation par rapport à la verticale. Angle qui est fonction de la capacité de la tuyère et de la différence de densité entre le médium réfrigérant liquide et le produit congelé. 250 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la tuyère de congélation est située à la partie supérieure de la cuve de congélation, que la totalité du médium réfrigérant liquide en circulation traverse la grille constituant cette tuyère, en vue de son retour au bac refroidisseur par l'intermédiaire du gicleur. 260 - Procédé selon la revendication 250 caractérisé par le fait que le moyen de réaliser la congélation réside dans la forme donnée à la tuyère de congélation. Forme de base définie par un tronc de cône dont le petit diamètre sert de base, le grand diamètre étant ajusté en forme, aux conditions imposées par le produit à traiter, pour en faciliter l'extraction. 270 - Procédé selon les revendications 1 et 24 caractérisé par le fait que le moyen pour arroser le produit surnageant dans la tuyère de congélation réside dans l'utilisation d'une rampe d'injection de débit réglable. 280 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen de règler le niveau de travail de la tuyère de congélation dans une position constante réside dans l'utilisation d'un gicleur par lequel est évacué le médium réfrigérant liquide, ce médium étant récupéré par une capacité tampon entourant le gicleur et étant dirigé vers le système de filtrage. 290 - Procédé selon les revendications 1 et 28 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir une position constante du niveau dans la tuyère de congélation réside dans la modulation du débit du gicleur par l'intermédiaire d'une vanne et, ceci en fonction du moule ou de la granulation du produit à congeler. 300 - Procédé selon les revendications 1 et 28 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir la sortie du produit congelé réside dans l'utilisation conjugée du gicleur et d'un extracteur rotatif à palettes. 310 - Procédé selon les revendications 1 et 30 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir la sortie du produit congelé réside dans l'utilisation d'un extracteur rotatif à palettes mis en service par un électro-réducteur à vitesse variable et en rapport avec la vitesse du convoyeur-élévateur de chargement. 320 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir ltégouttage du produit congelé réside dans l'utilisation d'une grille inclinée, le médium réfrigérant liquide étant récupéré et dirigé vers la capacité tampon, que des ralentisseurs évitent une descente brutale du produit congelé vers le poste de conditionnement. 330 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les emballages peuvent provenir dans certains cas du poste de chargement du convoyeur-élzvateur où ils ont étc vidés et ache miné s ensuite par un transrouleur e transfert sous le poste de chargement et conditionnement. 340 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen de conditionner le produit congelé dans des emballages de formes réside dans l'utilisation d'une table soumise à des vibrations et oscillations pour faciliter le rangement dans les-dits emballages. 350 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen d'établir les différentes opérations de conduite de congélation et d'entretien réside dans l'utilisation de vannes placées sur les circuits s'y rapportant.