Brevet FR2162606A1 — publié le 19730720

Cette invention concerne un procédé et un dispositif de refroidissement de boites renfermant une matière comestible visqueuse et chaude. La préparation de nombreux genres de comestibles mis en boite implique d'enfermer hermétiquement le comestible dans des boites de verre ou de métal, et de cuire ensuite ce comestible en plaçant les boites, pendant un temps pré-déterminé, dans un bain de vapeur. L'arôme , le goût et l'apparence du comestible sont améliorés si celui-ci est ensuite refroidi rapidement au dessous de sa température de cuisson - Il est habituel, pour atteindre ce but, de refroidir les boites aussi rapidement que possible après la fin de la cuisson. Lorsque le comestible est un produit qui comporte des morceaux de légumes ou de fruits enrobés d'un excipient fluide, tel que de l'eau ou un sirop léger, on obtient facilement un refroidissement rapide du produit cuit en faisant passer la boite à travers un environnement refroidissant.On pense qu'il se produit un refroidissement rapide parce que l'excipient qui se trouve au voisinage de la paroi de la boite est rapidement refroidi et provoque dans l'excipient fluide un courant de convection nu le fait circuler dans la boite en effectuant un transfert rapide de c haleur du produit chaud vers les parois plus froides. I1 est, en consé q uence, possible de mettre fin rapidement à ia essor du produit en faisant circuler la boite sur u convoyeur traversait un courant d'air à la température ambiante. Cette méthode présente aussi l'avantage de refroidir rapidement lnextérieur de la boite.Si cette boite est métallique, l'évaporation rapide de l'humidité empêche la corrosion de la boite de métal et une dégradation de son apparence. Si le produit mis en boite est de la pulpe de fruit ou de légume, tel que de la purée de tomate, ou de la confiture de fruits, ou encore du jus de fruit concentré, le te de la boite est une masse homogène extrèmement visqueuse. On ne sait pas de façon précise comment une telle masse se refroidit, mais on pense que la viscosité de la ruasse ne permet pas au refroidissement de se faire par l'intermédiaire dc ccnts de convection internes.Lorsque la pulpe qui se trouve au vcisi nege des parois de la boite se refroidit, il er r; n r rnissement de viscosité locale qui réduit, probablane , 5 pulpe, la possibilité de s'écouler de la région plus froide, près des parois vers le noyau central, plus chaud, de la boite, lequel continue à cuire bien après que la pulpe du voisinage des parois se soit refroidie de la quantité souhaitée. Dans les appareillages de refroidissement classiques, des convoyeurs peuvent faire circuler les boites à travers une pulvérisation d''eau pendant un temps qui peut atteindre une heure avant que la température ne soit réduite- de la quantité désirée dans le noyau de la boite, où la cuisson continue pendant la majeure partie de ltopération de refroidissement. En plus de la dégradation de l'arome, du goût et de l'apparence du produit mis en boite produits par les différences de temps de cuisson qui ont été provoqués par la prolongation du temps de refroidissement, la pulvérisation d'eau pour le refroidissement des boites peut détériorer l'apparence de celTes-ci si elles sont métalliques, et l'eau de pulvérisation doit être traitée spécialement pour empêcher cette corrosion.En outre, l'emploi d'eau comme refroidisseur implique qu'on dispose d'une tour de refroidissement ainsi que diurne installation de traitement d'eau, et cet expédient n1 assure qu'un succès partiel dans la prévention de la corrosiondes boîtes métalliques. En résumé, les méthodes classiques utilisées pour refroidir des boites renfermant des produits visqueux retardent pendant un temps notable la fin de cuisson du noyau de la boite et dégradent souvent liapparence de celle ci. Une telle méthode de refroidissement n ntest pas apte à produire, partir d'ingrédients de haute qualité, un produit de qualité aussi élevée. L'invEntion a pour but de fournir un procédé et de permettre de réaliser un dispositif, qui permettent de refroidir des boites renfermant un comestible visqueux chaud, méthode qui met fin rapidement à la cuisson de la masse entière de la matière contenue dans la boite en un temps très inférieur à celui qui était auparavant nécessaire, et cela sans que la boite soit soumise à une influence corrosive. L'invertion consiste en un procédé pour refroidir un comestible visqueux chaud enfermé dans des boites appropriées, telles que des boites en verre, en métal ou an plastique, portées par un support placé dans un environnement refroidissant et qui, préfèrabiement, convoie lesdites boites à travers ledit environnement refroidissant , comportant : l'arrangement des boites sur le support de façon à ce que leurs centres de gravité soient alignés, et la mise en oscillation du support autour d'un axe passant par le centre de gravité de chaque boite se trouvant sur ledit support afin de maintenir lesdites boites en contact avec ledit support pendant que chacune d'elles est secouée autour de son centre de gravité propre. Avec une telle manière de faire, le refroidissement désiré peut être effectué en un temps aussi court que 5 à 10 minutes. On pense que, sous l'effet des secousses imprimées à la boite, la matière visqueuse qu'elle renferme est continuellement distribuée à travers la boite, la matière la plus chaude et située dans le noyau étant déplacée un grand nombre de fois pendant le temps de refroidissement vers la région périphérique proche des parois de la boite à travers lesquelles la chaleur est perdue dans ltenvironnement refroidissant. Cet environnement peut être de l'air soufflé à la température ambiante qui évapore rapidement toute l'humidité se trouvant à l'extérieur de la boite, et empêche la corrosion et/ou la formation de défauts de surface. Le refroidissement peut être effectué en opération à la demande, auquel cas le support sera disposé dans l'environnement refroidisseur, ou en opération continue, auquel cas le support sera constitué de telle manière qu'il serve à convoyer les boites à travers ledit environnement. Dans les deux cas, le fait que les boites sont maintenues en contact avec le support pendant toute la durée des secousses a pour conséquence que chacune des boites est secouée avec la même amplitude que les autres, ce qui empêche ces boites d'être cabossées ou de subir quelqu'autre dommage du fait de leurs rebondissements sur le support. Si les boites sont en verre, le bris est ainsi réduit au minimum. Dans la réalisation préférée de l'invention, les boites sont disposées sur le support côte-à-côte, avec leurs axes distants les uns des autres et parallèles entre eux, mais perpendiculaires à l'axe autour duquel oscille le support. Si les boites sont cylindriques, ce fait facilite le chargement et le déchargement du support puisqu'on peut faire rouler les boites à l'entrée et à la sortie. L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Ce dispositif peut comporter, une paire de barres verticales mobiles de chaque côté du support, et un organe de suspension en forme de U dont chaque jambage est respectivement fixé à l'une des barres par une connexion pivotante dont l'axe est situé dans le même plan que la droite passant par les centres de gravité des boites, et parallèle à cette droite, lorsque les boites sont placées sur le support, lequel s'appuie sur le corps reliant les jambages de l'organe de suspension. Le mouvement alterné des barres dans des directions opposées fait osciller la suspension autour des centres de gravité des boites placées sur le support. Un dispositif du genre décrit ci-dessus convient aussi bien pour un fonctionnement en alimentation à la demande que pour un fonctionnement en alimentation continue. Si on choisit ce dernier mode, le dispositif peut comporter une courroie de convoyeur mobile dont une portion passe sur le support, et qui peut se déplacer dans une direction parallèle à l'axe autour duquel oscille la structure, ainsi que des moyens pour alimenter ladite portion en boites en même temps que d'autres boites en sortent. Les boites peuvent passer directement d'un four de cuisson sur le convoyeur sur lequel elles sont rapidement refroidies durant le passage de celui-ci à travers l'environnement refroidissant.Du fait de la rapidité avec laquelle la chaleur est transférée du noyau central de la boite dans l'environnement, la longueur du convoyeur peut être très courte par comparaison avec celle des convoyeurs classiques que l'on utilise actuelle ment. On a représenté, à titre d'exemple, un dispositif conforme à la présente invention sur les dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue latérale d'un système de convoyage qui montre les détails de la structure rigide qui porte le support des boites qu'il s'agit de refroidir. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une boite placée sur le-support rigide. Et La figure 3 est une vue en coupe du système de convoyage selon le plan II - II de la figure 1. Le dispositif représenté sur la figure 1 , désigné dans son ensemble par la référence numérique 10, comporte une courroie convoyeuse qui passe à travers un environnement refroidissant et qui est supportée par une paire de poulies 11 et 12 distantes l'une de l'autre montées sur un bâti rigide (non représenté), une paire de supports 13 et 14 fonctionnellement associés à une courroie convoyeuse et portant une pluralité de boites rondes 15 disposées de façon à ce que leurs centres de gravité soient alignés, et un mécanisme 16 connectant les supports 13 et 14 au chassis de telle manière que l'on puisse faire osciller ledit support autour d'un axe passant par les centras de gravité 100 des boites qu'ils portent. Les boites 15, disposées cote-à-cOte avec leurs axes alignés et parallèles à l'horizontale proviennent d'une source (non représentée) qui les dépose sur le guide d'entrée lequel les conduit jusqu'au parcours supérieur 15 de la courroie qui se déplace dans la direction indiquée sur le dessin. La courroie porte des doigts espacés à intervalles assez larges pour recevoir entre eux une boite. Le mouvement du parcours supérieur 15 de la courroie a pour effet que les doigts saisissent et entraînent les boites le long de la surface de fond 20 du support supérieur 13 dePuis la ieulie 12 us- qu'à la poulie 11 autour de laquelle le guide de fraosfert 21 guide les boites et les amène au contact de la surface de fond 22 du support inférieur 14. Les doigts 19 continuent 2 entraîner les boites et les font rouler sur la surface 22 vers la poulie 12 jus- qu'au point où le guide de sortie 23 effectue leur retrait de la courroie. Le parcours de fond 24 de la courroie et la surface de fond 22 sont distants l'un de l'autre comme on l'a représenté sur la figure 1.De cette manière, des boites sont continuellement introduites sur la courroie convoyeuse mobile au fur et à mesure que des boites la quittent, ce qui réalise un traitement à flux continu grâce auquel les boites sont rapidement refroidies de la manière décrite ci-dessus en détaii Les supports 13 et 14 sont identiques, et chacun comporte une structure rigide analogue à un pont dont la surface de fond (désignée par la référence 20 pour le support 7 et par la référence 22 pour le support 14) est renforcée par des éléments 25 de forme appropriée placés de chaque côté de ladite surface de fond. La distance qui sépare les rails de guidage .- ou olus grande que la hauteur d'une boite (qui repose n I té comme on le voit sur les figures 2 et 3) afin de permettra > Ho sites d'effec- tuer leur mouvement à travers la structura. Du fait de la disposition des boites 15 sur les supports 13 et 14, les centres de gravité des boites sont alignés sur chaque support et se trouvent en fait sur une ligne droite, désignée sur le dessin p.ar la référence 101, qui est horizontale et à distance constante de la surface de fond de chacun des supports ainsi que des rails de guidage 26. La ligne 101 constitue lVaxe autour duquel le mécanisme 16 fait oscil- ler les supports. Le mécanisme 16 comporte un système articulé fermé servant de support à une paire d'organes de suspension, et un mécanisme ds,ntralnemen. Le système articulé se compose dtune paire de barres disposées verticalement 27 et 26 articulées par pivotement, à leurs extrémités, avec les extrémités correspondantes d'une paire de barres transversales 29 et 30 qui sont fixées par des liaisons pivotantes 40 à des montants du chassis du dispositif.L'axa de chacune des liaisons 40 est dans le meme plan que la boite 101 passant par les centres de gravité des boites et parallèle à celle-ci.Le mécanisme dVentrainement comporte une manivelle 31, montée en rotation sur le bati, et un bras de liaison 32 dont une extrémité est fixée, de facon à pouvoir pivoter, à la manivelle 31, -tandis que l'autre extrémité est fixée9 de façon à pouvoir pivoter, à un prolongement de la be-se transversale inférieure 30. Cette disposition a pour-effet que la mise en rotation de la manivelle 31 par une source de puissance (non représentée) fait osciller la barre transversale qui, à son tour9 imprime simultanément aux barres 27 et 25 un mouvement alterné effectuant en directions verticales opposées. Chaque organe de suspension 33 a la forme dsun U. Le support de boites est maintenu par l'appui qu'il prend sur le corps de l'organe de suspension reliant les jambages de celui-ci. -Chacun de ces jambages est fixé, respectivement, à l'une -des barres 27 et 28 par une liaison pivotante 34 dont l9axe est situé dans le même plan pue la droite 101 passant par les centres de gravité des boites reposant sur le support, et est parallèle à cette droite. Lorsque la manivelle 31 tourne, l'oscillation des organes de suspension 33 -ui an résulte provoquE celle des boites autour de leur centre de gravité propre. La droite 101 reste fixe dans l'espace pendant tout le temps que durent l'oscillation et le convoyage des boîtes par le support. Pendant le fonctionnement,'s supports du haut et du bas oscillent de façon permanente autour d'un axe fixe et pendant l'avance de la courroie convoyeuse le centre de gravité de chaque boîte progresse le long de l'axe d'oscillation des supports. Chacune des boîtes placées sur le support est donc, comme on le voit sur la figure 2, secouée autour de son centre de gravité afin de mélanger continuellement le contenu chaud et visqueux, sans qu'il soit possible à la boîte de se déplacer, angulairement, par rapport au support. il en résulte que les boîtes ne rebondissent pas pendant quelles se déplacen+ le long du support mais restent en contact avec celui-ci. Le mélange continuel du contenu de chaque boîte fait que toute la matière contenue dans celle-ci passe un grand nombre de fois au voisinage des parois refroidies de la boîte, de sorte que la température de l'ensemble de la matière contenue dans la boîte diminue rapidement. 0: obtient ainsi un refroidissement rapide et uniforme du contenu de la boîte sans que la boîte elle-même subisse aucun dommage. Les figures 2 et 3 représentent un système de convoyage à deux étages dans lequel les boîtes sont convoyées en suivant deux parcours de la courroie, un parcours supérieur et un parcours inférieur.Cette disposition permet de réduire au minimum la longueur de la courroie. L'invention est néanmoins aussi applicable à un système dans lequel les boîtes ne se déplacent que sur le parcours supérieur de la courroie. Il n'est pas nécessaire, dans un tel cas, d'utiliser une structure rigide du genre de celle représentée en 13 et 14. On peut utiliser, à la place , un ou plusieurs mécanismes analogues à celui qui est représenté sur la figure 3 pour imprimer X la courroie les oscillations nécessaires pour secouer chaque boîte d'un angle autour de son centre de gravité.Les barres 26 seraient, dans ce cas, fixées rigidement aux suspenseurs et oscilleraient en même temps que ceux-ci. La disposition des boîtes sur la courroie n'est pas critique, à l'exception du fait que les centres de gravité de ces boîtes doivent être alignés. Les boîtes peuvent donc être mises sur le côté avec leurs axes respectifs alignés dans la direction de leur mouvement. Les boîtes peuvent aussi, alternativement, reposer sur leur fond avec leurs axes respectifs parallèles entre eux, mais perpendiculaires à la direction de leur mouvement. Il est commode d'utiliser une courroie convoyeuse pour faire mouvoir les boites à travers l'environnement refroidissant afin de réaliser ainsi un mode de refroidissement à flux continu, mais l'invention peut aussi s'appliquer à la réalisation d'un mode de refroidissement à la demande. Dans ce dernier cas,les boites seraient placées sur un support en stationnement permanent dans ltenvironnement refroidissant, en ce sens qu'aucun convoyage des boites à travers cet environnement n'aurait lieu, bien que le support lui-même oscillât comme on l'a décrit. L'environnement refroidissant peut être réalisé par tous moyens classiques connus. il peut, par exemple, être constitué par un b.ain d'eau ou une aspersion de vapeur. Pour obtenir un refroidissement rapide du contenu des boites au moyen d'un mélange rapide et continuel de ce contenu, en les secouant de la manière décrite, on peut utiliser un environnement d'air à la température ambiante, l'air se déplaçant sous l'action d'un ventilateur à travers le support et les boites qu'il porte. On préfère ce dernier procédé parce que toute humidité déposée sur l'extérieur des boites de métal est évaporée par l'air en mouvement et parce qu'il se produit ainsi, beaucoup moins de corrosion du métal que si on procédait par aspersion d'eau.L'emploi d'air en mouvement est de plus, avantageux par rapport à celui d'une aspersion d'eau parce que échangeur de chaleur nécessaire pour refroidir l'eau est éliminé. Le mot "support", tel qu'il est employé dans la présente description, dans laquelle il se rapporte au transfert des boites par un système de convoyage à deux étages, s'applique, quand on considère l'étage supérieur du système, à la courroie convoyeuse qui se déplace sur le support rigide, et au support rigide lui-même quand on considère l'étage inférieur du système. Dans le premier cas, la structure rigide sur laquelle se déplace la courroie pendant son parcours supérieur fait osciller la courroie autour d'un axe passant par le centre de gravité des boites ; et, dans le .second cas, c'est la structure rigide ellemême qui secoue les boites autour de leur centre de gravité. On préfère que les étages du convoyeur soient de niveau, mais on peut, si on le désire, utiliser un dispositif incliné, ainsi qu'une multiplicité d'étages. Le mécanisme qui imprime aux boites les oscillations désirées peut prendre d'autres formes que celle qui est repré sentée sur les dessins. Par exemple, le centre autour duquel tourne la structure (c'est-à-dire le centre de gravité des boites) peut êtrecontrôlé par une trajectoire courbe appropriée, une combinaison de tiges étant associée à la structure et au chassis sur lequel est montée cette structure. Le mouvement oscillatoire peut dans ce cas, être produit par l'intermédiaire d'une glissière coudée ou d'un organe du même genre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour refroidir un comestible visqueux chaud enfermé dans des boîtes appropriées, telles que des boîtes en verre, en métal ou en plastique, portées par un support placé dans un environnement refroidissant qui, préférablement,convoielesdites boîtes à travers ledit environnement refroidissant, caractérisé en ce qu'il comporte l'arrangement des boîtes sur le support de façon à ce que leurs centres de gravité soient alignés, et la mise'en oscillation du support autour d'un axe passant par le centre de gravité de chaque boîte se trouvant sur ledit support afin de maintenir lesdites boîtes en contact avec ledit support pendant que chacune de celles-ci est secouée autour de son centre de gravité propre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les botes sont disposées côte-à-côte sur le support avec leurs axes distants les uns des autres et parallèles entre eux, mais perpendiculaires à l'axe autour duquel oscille le support. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de barres verticales mobiles de chaque coté du support et un organe de suspension en forme de U, le corps reliant les jambages dudit organe de suspension venant s'engager sur le support des boîtes et le maintenir, et chacun des jambages de l'organe de suspension étant respectivement fixé à une des barres par une liaison pivotante dont l'axe est dans le même plan que la droite passant par les centres de gravité des boîtes lorsque celles-ci se trouvent sur ledit support, et est parallèle à ladite droite. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé an e que les barres verticales mobiles sont connectées par leurs extrémitas à une barre transversale qui est montée de façon à pouvoir pivoter autour d'un pivot situé à égale distance des liaisons pivotantes de la barre transversale à la barre verticale mobile. 5. Système de convoyage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une courroie convoyeuse mobile dont une portion constitue le support et est mobile dans une direction parallèle à l'axe autour duquel peut osciller le support, et des moyens pour alimenter ladite portion en boîtes lorsque des boitas en sortent. 6. Système de convoyage incorporant les dispositifs faisant l'objet des revendications 3 et 4.