Brevet FR2185366A1 — publié le 19740104

L'invention est relative à un dispositif pour la préparation et le stockage d'appareils à glace, c'est-à-dire de mélanges pasteurisés prêts à être congelés, pour être transformés en glaces alimentaires, lequel dispositif est constitué par un récipient ou réservoir muni d'un couvercle amovible, à l'intérieur duquel est disposé un agitateur rotatif et qui peut être chauffé ou refroidi. Le brevet français n" 1.388.420 décrit un dispositif de ce genre dans lequel le réservoir est à double paroi délimitant entre elles un réservoir extérieur, dans lequel est disposé un élément chauffant destiné à échauffer l'eau qui lèche le pourtour du réservoir intérieur. Dans le réservoir intérieur, les éléments composant un appareil à glace alimentaire sont homogénéisés au moyen d'un agitateur et, en même temps, sont chauffés par l'eau portée à environ 90"C et pasteurisés. A la suite de l'o- pération de pasteurisation et d'homogénéisation, le pourtour du réservoir intérieur est léché par de l'eau froide de la canalisation de distribution et son contenu se trouve refroidi. L'appareil à glace alimentaire ainsi obtenu est amené ensuite à une installation de congélation séparée.Il n'est pas possible de stocker pendant un temps relativement long l'appareil à glace alimentaire dans le susdit réservoir, car on ne peut refroidir cet appareil à la température d'environ 4"C qui est indispensable pour le stockage. En outre, de nouveaux germes pathogènes provenant de l'extérieur risquent toujours de pénétrer dans la préparation. Le brevet français n" 1.280.086 décrit un dispositif pour la préparation d'un appareil à glace alimentaire spécial, comportant l'utilisation de jaune d'oeuf, cet appareil étant chauffé au cours de son mélange jusqu'à une température de 100 à 1200C. Pour cela, il est prévu un réservoir à double paroi, fermé d'une manière étanche par un couvercle, à l'intérieur duquel tourne un agitateur comportant une palette qui s'applique tout contre la paroi du réservoir. Dans la chemise extérieure sont disposés des éléments chauffants qui élèvent un fluide caloporteur -Tui s'y trouve, par exemple de l'huile, à la température nécessaire. Pour faciliter le prélèvement de l'appareil à glace, une fois celui-ci préparé, on peut envoyer par le couvercle de l'air comprimé dans le réservoir. Il n'est pas possible de refroidir ce réservoir de sorte qu'on ne peut y stocker, pendant un temps rela tivement long, l'appareil à glace préparé. L'invention a donc pour but de réaliser un dispositif du genre décrit au préambule sous une forme telle qu'en plus de la préparation d'un appareil à glace alimentaire pasteurisé , prêt à être congelé , il permette aussi le stockage de cet appareil pendant des périodes relativement longues. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par le fait qu'il est prévu un dispositif de chauffage pour échauffer le réservoir jusqu'à la température de pasteurisation et un dispositif de refroidissement, disposé séparément en un autre emplacement, afin de permettre le stockage du contenu dans le réservoir, et qu'il est prévu encore une source d'air comprimé qui envoie,en permanence ou périodiquement, de l'air comprimé stérilisé à l'intérieur du réservoir.Grâce à la séparation dans l'espace du dispositif de chauffage et de refroidissement, on peut utiliser un dispositif de refroidissementfagarffiqueàl'aidedu- quelonpeutmaintenirà la température de 40C environ,qui est indispensable pour le stockage, le contenu du réservoir, c'est-àdire l'appareil à glace alimentaire, pendart de longues périodes de temps, ce qui ne serait pas possible à l'aide de l'eau des canalisations de distribttion normales.En outre, l'amenée permanente ou périodique,à l'intérieur du réservoir, d'air comprimé stérilisé permet d'y maintenir constamment une légère surpression, ce qui empêche l'air extérieur chargé de bactéries, de germes pathogènes ou autres de pénétrer dans le réservoir tandis qu'au contraire s'échappe toujours, de celui-ci par ses fuites inévitables , de l'air stérilisé. D'une manière avantageuse, l'agitateur est muni de lames racleuses articulées qui, au cours de la rotation de l'agitateur, s'appliquent contre la paroi intérieure du réservoir, lesquelles empêchent qu'au cours de la pasteurisation des éléments composants de l'appareil à glace alimentaire, se déposent contre la paroi intérieure du réservoir où ils 'attachent" c'est-à-dire restent collés sous l'action de la chaleur. D'autrepart ces ces lames racleusesassurentun excellent brassage du contenu du réservoir et une distribution régulière de la température. I1 est particulièrement simple et avantageux que le dispositit de chauffage soit réalisé sous la forme d'une plaque chauffante électrique disposée sur le fond du réservoir et le dispositif de refroidissement sous la forme d'une canalisation,montée sur la paroi du réservoir et parcourue par un fluide réfrigérant envoyé par un ensemble frigorifique. En outre, il est très avantageux que la commande du dispositif de chauffage et/ou du dispositif de refroidissement soit assurée par des thermostats montés sur le réservoir. Selon un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la source d'air comprimé est constituée par un compresseur relié au couvercle du réservoir par une canalisation d'air comprimé, avec interposition de filtres de stérilisation. Enfin, il est avantageux que l'arbre de l'agitateur sorte vers l'extérieur, à l'intérieur d'un tube de guidage fixé au réservoir et s'étendant jusqu'au-dessus du bord du réservoir, ce qui assure qu'en l'absence dans le réservoir de tout autre emplacement d'échappement d'air, l'air puisse s'échapper vers l'extérieur entre l'arbre et le tube de guidage, dans le cas où une surpression trop élevée s'établirait à l'intérieur du réservoir. D'autre part, cette disposition permet de réaliser d'une manière simple, sous forme amovible, séparément, à la fois l'agitateur et l'arbre d'entrainement. On peut obtenir une pasteurisation optimale, en automatisant complètement les opérations de pasteurisation et de refroidissement, par le fait qu'une fois atteinte la température de pasteurisation celle-ci est maintenue dans le réservoir,à l'aide d'un interrupteur temporisé qui interdit l'enclenchement de l'opération de refroidissement pendant une période de temps prédéterminée réglable, le chauffage étant interrompu par l'ouverture du thermostat de pasteurisation, mais l'ensemble frigorif i- que n'étant enclenché qu'auprès la fermeture de l'interrupteur temporisé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, effectuée en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe verticale d'un dispositif conforme à l'invention - la figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1, et - la figure 3 est un schéma de principe de la commande de la pasteurisation et du refroidissement. Un réservoir 1 à paroi cylindrique 2 et à fond plan 3, dont la surface intérieure est rectifiée, peut être fermé par un couvercle 4, cette fermeture étant obtenue, d'une manière connue, par un système à baïonnette. Entre le couvercle 3 et la paroi 2 du réservoir 1 est inséré un joint d'étanchéité 5, ce qui établit une liaison étanche aux liquides et à l'air comprimé entre le couvercle 5 et le réservoir 1. Le fond 3 du réservoir 1 est muni, sur sa face inférieure, d'un renfort 6 réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur. En dessous de ce renfort 6 est disposée une plaque chauffante 7, dans laquelle sont noyés des éléments chauffants 8 et un thermostat de chauffage 9. Les éléments chauffants 8 peuvent être dimensionnés de telle manière qu'ils demeurent constamment enclenchés au cours d'une opération de chauffage, ce qui élimine alors tout réglage au moyen du thermostat de chauffage 9. Sur la face extérieure de la paroi 2 du réservoir 1 est montée une canalisation en serpentin 10 de fluide de refroidissement, qui est raccordée à un ensemble frigorifique, non représenté sur la figure, au moyen duquel le réservoir 1, c'est-à-dire son contenu, peut être refroidi. Le réservoir 1, dans la région de sa paroi 2 et de son fond 3, est entouré par une enveloppe isolante 11, de préférence en une seule pièce, d'un matériau mauvais conducteur de la chaleur. A l'intérieur du réservoir 1 est disposé un mécanisme agitateur et racleur 12. Ce mécanisme 12 est mis en rotation à l'aide d'un arbre 13 ayant le même axe que le réservoir 1. Cet arbre 13 qui s'étend verslEstérieur en traversant le fond 3 et l'enveloppe isolante 11 du réservoir 1, est entouré par un tube de guidage 14 qui est solidaire du fond 3 du réservoir 1 et dépasse le bord supérieur de la paroi 2 du réservoir 1. L'arbre 13 est monté,à l'extérieur du réservoir 1 et de son enveloppe isolante 11, dans des paliers 15 où il est emmanché, lesquels paliers sont tenus sur le tube de guidage par une douille rapportée 16. L'entraînement de l'arbre est effectué par l'intermédiaire d'une poulie 17, disposée à son extrémité extérieure libre, et par une courroie d'entraînement 18 mue par un moteur 19. L'arbre 13 tourne, à l'intérieur du tube de guidage 14, dans des paliers lisses 20. Le mécanisme agitateur et racleur 12 se compose : d'un support supérieur 21, éventuellement réalisé sous forme d'étoile, qui s'étend radialement presque jusqu'à la surface intérieure de la paroi 2 du réservoir 1 ; d'un support inférieur 22 correspondant ; et de barreaux de liaison 23, parallèles à l'axe, disposés entre ces supports 21 et 22 au voisinage du tube de guidage 14. Entre les extrémités libres des supports supérieur 21 et inférieur 22 sont disposées des lames racleuses articulées 24, qui, au cours de la rotation du mécanisme agitateur et racleur 12, s'appliquent contre la surface intérieure de la paroi 2 du réservoir 1. Sur les supports inférieurs 22 sont fixées de la même manière des lames racleuses articulées 25 qui, au cours de la rotation de l'agitateur suivant la direction de la flèche 26 (figure 2), s'appliquent contre le fond du réservoir.Toutes les lames racleuses 24, 25 sont aiguisées le long de leurs côtés qui s'appliquent contre le réservoir. Elles ont pour rôle, lorsqu' elles tournent dans le réservoir, une fois celui-ci rempli, d'une part de bien brasser le contenu du réservoir et d'y établir une distribution régulière de température, et d'autre part d'empêcher le contenu du réservoir de se déposer, notamment lors du chauffage, contre la paroi intérieure 2 du réservoir 1 et d'y "attacher" , c'est-à-dire d'y rester collé. Dans le couvercle 4, bombé vers le haut, du réservoir 1, est encastréeune soupape de retenue 27, constituée de préférence par une soupape à membrane de caoutchouc, à travers laquelle de l'air comprimé épuré ou stérilisé est insufflé en permanence ou périodiquement dans le réservoir 1. Cet air comprimé arrive par une canalisation 28 venant d'un compresseur 29, dans la canalisation d'aspiration duquel est disposé un filtre d'aspiration 30. Dans la canalisation d'air comprimé 28 se trouvent des filtres de stérilisation 31. Le compresseur peut être constitué par un compresseur à membrane et est entraîné par un moteur, non représenté sur la figure. Du fait que de l'air comprimé constamment stérilisé est envoyé sous pression à l'intérieur du réservoir 1, il s'y établit une faible surpression qui empêche toute pénétration d'air non épuré et non stérilisé. De plus, l'air comprimé situé à l'intérieur du réservoir 1 peut s'en échapper vers l'extérieur à travers les manques d'étanchéité qui existent entre le tube de guidage 14 et l'arbre 13. Dans la région de l'arête, située entre le fond 3 et la paroi 2 du récipient 1, est monté un tube de soutirage 32 incliné vers l'extérieur et vers le bas, dans lequel peut être introduit un bouchon de soutirage 33. Le tube de soutirage 32 est gainé d'un matériau bon conducteur de la chaleur 34 qui est relié de façon à assurer la conduction thermique,d'une part avec la plaque chauffante 7, d'autre part avec la canalisation de fluide de refroidissement 10. Le bouchon de soutirage 33 est réalisé égalè- ment en un matériau bon conducteur de la chaleur et est plein, de sorte que la totalité du dispositif de soutirage participe au chauffage ou au refroidissement du réservoir 1.Mais, sur le matériau conducteur de la chaleur de ce dispositif,on peut en plus monter une spirale chauffante ou un élément analogue qui estenclenché en même temps que la plaque chauffante 7, ce qui est important en particulier pour assurer une pasteurisation complète du réservoir 1 et de son contenu. L'ensemble du dispositif de soutirage est entouré d'un capuchon de protection relevable 35, isolé thermiquement. Le réservoir 1, le compresseur 29 et le moteur 19 de l'agitateur peuvent être logés, avec les organes qui les relient, dans un carter 36, qui peut être fermé à sa partie supérieure par un couvercle basculant 37 isolé thermiquement. Sur la paroi 2 du réservoir 1 sont montés un thermostat de pasteurisation 38 et un thermostat de refroidissement 39, dont le mode de fonctionnement va être précisé due façon plus détaillée ci-dessous. Le mode de fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Pour remplir le réservoir 1 avec un mélange destiné à préparer l'appareil à glace alimentaire, on ouvre le couvercle basculant 37 et le couvercle 4 du réservoir 1, et on verse l'appareil tout préparé ou les ingrédients à mélanger à l'intérieur du réservoir 1. Pour cela, le mécanisme agitateur et racleur 12 peut être retiré de l'arbre 13,vers le haut, car à l'ex- trémité supérieure de l'arbre 13 est disposé un quatre-pans coaxial 40 qui s'engage dans un évidement correspondant du support supérieur 21, ce qui constitue un accouplement à emmanchement simple. Une fois rempli le réservoir 1, on referme les , on referme les couvercles 4 et 37,et on insuffle de l'air comprimé stérilisé à l'intérieur du réservoir 1. En même temps, on fait tourner le mécanisme agitateur et racleur 12. Pour pasteuriser le contenu du réservoir à une température de 70 à 80"C, on enclenche la plaque chauffante 7, la coupure de ce chauffage étant assurée, une fois atteinte la tempé rature de pasteurisation dans le contenu du réservoir, par le thermostat de pasteurisation 38. En plus de ce thermostat de pasteurisation 38, on peut prévoir une horloge de commande, à l'aide de laquelle la température de pasteurisation est encore maintenue pendant un certain temps. Une telle horloge de commande et le thermostat 38 permettent d'obte mr une pasteurisation optimale en fonction de la composition de l'appareil à glace alimentaire considéré.Ceci est particulièrement important du fait qu'un certain nombre de tels appareils à glace, par exemple ceux destinés à la préparation de glaces au chocolat, doivent être soumis à des températures relativement élevées, pendant des temps relativement longs. Pour cette raison, il est avantageux qu'une telle horloge de commande permette de régler la durée de pasteurisation, tandis que le thermostat règle la température de pasteurisation. Avec la coupure du chauffage par le thermostat de pasteurisation 38,ou éventuellement par l'horloge de commande,s'amorce l'opération de refroidissement, ce pourquoi le thermostat de refroidissement 39 sert à maintenir aussi constante que possible la température à l'intérieur du réservoir, en commandant d'une manière appropriée l'ensemble frigorifique. Pendant l'opération de chauffage et de pasteurisation, le mécanisme agitateur et racleur 12 tourne en permanence. Du fait que, au cours de la rotationdel'agitateur 12, la surface libre du 1fluide prend la forme d'un paraboloide de révolution, la surface intérieure du couvercle 4 du réservoir est également léchée par le contenu du réservoir et selon lescas est amenée à la température de pasteurisation ou à la température de stockage. Le schéma de principe suivant lequel sont réalisées les fonctions décrites ci-dèssus est représenté sur la figure 3, dont tous les éléments ont été représentés à l'état de repos, c'està-dire non parcourus par un courant. La fermeture d'un interrupteur principal 101, raccordé à un réseau à courant alternatif,branche sur ce réseau, par l'intermédiaire d'un contact r11, fermé à l'état de repos, d'un relais R1, le moteur 19 de l'agitateur et met en rotation l'agitateur. En même temps, par l'intermédiaire d'un second contact rl2, fermé à l'état de repos, du relais R1, un second relais R2 est raccordé au réseau et est excité. En série avec le contact rl2 et le relais R2 est monté le thermostat de pasteurisation 38 dont le contact est fermé à une température inférieure à la température de pasteurisation choisie, réglable,de 70 à 80"C. L'excitation du relais R2 ferme un contact r21, ouvert à l'état de repos de ce relais, ce qui raccorde au réseau la plaque chauffante 7. En série avec le contact de commande r2 et avec la plaque chauffante 7 est monté le thermostat de chauffage 9 dont le contact est fermé lorsque la température est au-dessous de 110 à 120 C. Ce thermostat permet d'éviter toute surchauffe locale du réservoir 1 et empêche le mélange d' "attacher" localement. Une fois atteinte la température de pasteurisation de 70 à 80"C du mélange, réglée par le thermostat de pasteurisation 38, le contact de celui-ci s'ouvre, ce qui a pour conséquence de faire tomber le relais R2, ce qui, du fait de l'ouverture du contact r21, coupe l'alimentation de la plaque chauffante 7. L'opération de pasteurisation peut aussi être achevée (prématurément) par l'ouverture d'un interrupteur à touche 103 monté en série avec le contact rl2, le thermostat de pasteurisation 38 et le relais R2. Lorsque le relais R2 tombe, ses deux autres contacts r22 et r23, fermés à l'état de repos, se ferment. La fermeture du contact r22 raccorde au réseau un interrupteur temporisé 102 réalisé sous forme d'horloge de commande, et le met en fonctionnement. Dans ces conditions, le contact 105 de cet interrupteur est ouvert. Ce contact 105 est monté en série avec le troisième contact r23, qui se ferme lorsque retombe le relais R2, et avec le relais R1, de sorte que, pendant une période de temps réglable sur l'interrupteur temporisé 102 de, par exemple, dix minutes, le relais RI n'est pas encore excité ; par suite, d'une part le mécanisme agitateur et racleur 12 continue à être mis en rotation par le moteur 19, et d'autre part l'ensemble frigorifique 104 n'est pas encore enclenché. Dans ces conditions, pendant le temps réglé sur l'interrupteur temporisé 102, la température de pasteurisation se trouve encore maintenue dans le réservoir 1, ce qui assure un deroulement optimal de l'opération de pasteurisation. Une fois écoulée la période de temps réglée sur l'interrupteur temporisé 102, le contact 105 de celui-ci se ferme, de sorte que le relais R1 est excité et que le troisième contact r13 ouvert à l'état de repos, de ce relais R1, se ferme, tandis que les deux autres contacts r11 et r12 s'ouvrent, en coupant le moteur 19 de l'agitateur. La fermeture du contact r13 excite un relais R3 monté en série avec ce contact En série avec ce relais R3 et le contact r13 est monté le thermostat de refroidissement 39, dont le contact de commande se ferme lorsque la température est supérieure à 2"C. La fermeture des deux contacts r31 et r32 , ouverts à l'état de repos, enclenche l'ensemble frigorifique 104 et le moteur 19 de l'agitateur. Une fois atteinte la température désirée de par exemple 2"C, le contact du thermostat de refroidissement 39 s'ouvre, avec pour conséquence que le relais R3 tombe, de sorte que l'ensemble frigorifique 104 et le moteurl9 de l'agitateur cessent d'être alimentés. Cette température est alors maintenue automatiquement par le thermostat de refroidissement 39, sous réserve que le mélange terminé prêt à être glacé ne soit pas soutiré ou que l'appareil ne soit pas arrêté par l'ouverture de l'interrupteur principal 101. Bien que le contact de commande du thermostat de pasteurisation 38 se referme au cours de l'opération de refroidissement, l'opération de pasteurisation elle-même ne peut être ré-enclenchée car, du fait de l'excitation du relais R1, le contact correspondant r12 de celui-ci est ouvert. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la préparation et le stockage d'appareils à glace, c 'est-à-dire de mélanges pasteurisés prêts à tre congelés, pour être transformés en glaces alimentaires, lequel dispositif est constitué par un récipient ou réservoir muni d'un couvercle amovible, à l'intérieur duquel est disposé un agitateur rotatif et qui peut être chauffé ou refroidi, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de chauffage (7) pour échauffer le réservoir (1) jusqu'à la température de pasteurisation et un dispositif de refroidissement, disposé séparément en un autre emplacement, afin de permettre le stockage du contenu dans le réservoir, et en ce qu'il est prévu encore une source d'air comprimé qui envoie en permanence ou périodiquement de l'air comprimé stérilisé à l'intérieur du réservoir. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agitateur (12) est muni, de lames racleuses articulées (24, 25) qui, au cours de la rotation de l'agitateur, s'appliquent contre la paroi intérieure du réservoir. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage est réalisé sous la forme d'une plaque chauffante électrique (7) disposée sur le fond (3) du réservoir. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement est réalisé sous la forme d'une canalisation (10), montée sur la paroi (2) du réservoir (1) et parcourue par un fluide de refroidissement envoyé par un ensemble frigorifique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la commande du dispositif de chauffage et/ou du dispositif de refroidissement est assuréepar des thermostats (38, 39) montés sur le réservoir (1). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la source d'air comprimé est constituée par un compresseur relié au couvercle (4) du réservoir (1) par une canalisation d'air comprimé (28) avec interposition de filtres d stérilisation (31). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'arbre (13) de l'agitateur (12) est monté dans un tube de guidage (14), fixé dans le réservoir (1) et s'étendant au-dessus du bord supérieur de celui-ci, et peut être entrat- né de l'extérieur par l'intermédiaire d'un accouplement à emmanchement. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, une fois atteinte la température de pasteurisation,celle-ci est maintenue dans le réservoir (1) à l'aide d'un interrupteur temporisé (102) qui interdit ltenclenchement de l'opération de refroidissement pendant une période de temps prédéterminée réglable, le chauffage (7) étant interrompu par ltou- verture du thermostat de pasteurisation (58), mais l'ensemble frigorifique (104) n'étant enclenché qu'après la fermeture de l'interrupteur temporisé (102).