Brevet FR2211633A1 — publié le 19740719

La présente invention concerne un procédé de réfrigération dé produits alimentaires et autres substances et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Four la commodité de la description, il ne sera parlé ici que de produits alimentaires. Dans la production de denrées alimentaires surgelées, par exemple viandes, volailles, produits de boulangerie et poissons, il est normalement nécessaire ou désirable de soumettre les produits à surgeler à un traitement de réfrigération préliminaire avant la surgélation proprement dite. Ce traitement peut accélérer la surgélation et permettre un stockage temporaire des produits alimentaires en les maintenant aussi frais que possible. Aucun procédé très efficace n'a été trouvé jusqu 'ici pour obtenir cette réfrigération prélimimire des aliments. On utilise parfois l'immersion dans de l'eau glacée, mais il est évident qu'une telle méthode ne peut s'appliquer à tous les types de produits alimentaires et la baisse de température ainsi obtenue est généralement insuffisante. Sous un de ses aspects, l'invention a donc pour ob ået de fournir un procédé de réfrigération des aliments qui consiste à les mettre en contact avec une fine poudre d'anhydride carbonique solide appelée couramment neige carbonique. Cette neige est de préférence déposée sur le produit sous forme de revêtement. Dans une forme préférée de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on fait passer le produit alimentaire à réfrigérer sous un ou plusieurs ajutages dans lesquels la neige carbonique est produite in situ et tombe, en le recouvrant, sur le produit, qui peut être, par exemple, une volaille plumée et vidée, ou une boite de ces volailles. L'empl-oi de la neige carbonique pour la réfrigération des produits alimentaires est, dans une très large mesure, limité à un refroidissement très rapide effectué préalablement à la congélation ou surgélation complète de ces produits. On a constaté toutefois, que la réfrigération rapide qui peut être obtenue, suivie si cela est nécessaire par une élimination du produit réfrigérant, la neige carbonique en l'occurrence, est très utile lorsqu'il s'agit de refroidir rapidement et temporairement un produit alimentaire chaud entre deux opérations de la préparation de ce produit. Ces opérations peuvent être des étapes de la cuisson ou les opérations nécessaires, par exemple, en cofis-'rie où des ingrédients supplémentaires doivent être ajoutés, mais ne peuvent l'être tant que la couche inférieure du produit en cours de préparation est encore chaude, au moins en surface. Par exemple, lors de la confection d'une charlotte vendue sous emballage, il est nécessaire de déposer une couche de crème sur une couche de gâteau qui a été préalablement cuit dans un petit pot ou autre récipient, par exemple, à l'aide d'ondes ultra-courtes. Normalement, il est nécessaire d'arrêter la chaîne de production pour laisser refroidir les pots contenant le gâteau avant d'ajouter la crème. On a constaté que la production peut être augmentée considérablement et de façon sûre en déposant sur le gâteau cuit et encore chaud un revêtement de neige carbonique qui s'évapore rapidement et refroidit au moins la face supérieure du gâteau à une température à laquelle on peut ajouter la crème sans inconvénient. I1 y a évidemment un grand nombre d'applications similaires en cuisine, pâtisserie et confiserie. Ainsi, sous un autre de ses aspetts, le procédé de refrigération de produits alimentaires selon l'invention apporte une amélioration à la production de produits cuits en déposant un revêtement de neige carbonique sur le produit alimentaire chaud pour refroidir au moins une couche superficielle de ce dernier avant de passer à la phase suivante de sa préparation. Bien que l'invention soit décriteici particulièrenent en relation avec la réfrigération de produits alimentaires, la neige carbonique peut être utilisée pour réfrigérer d'autres substances ou peut même être injectée dans les produits alimentaires et autres, par exemple, dans des volailles plumées et vidées. ous un autre aspect, l'invention concerne aussi un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de réfrigération de produits alimentaires par application de neige carbonique, appareil qui comporte un ou plusieurs ajutages montés au-dessus et dirigés vers la partie supérieure d'une hotte suspendue audessus d'un convoyeur, un espace suffisant étant ménagé entre la hotte et le cor.voJTeur pour le passage de cuisses ouvertes contenant les produits o traiter et un contacteur, pour déclencher l'écou- lement de l'anhydride carbonique vers le ou les ajutages au moment où une caisse arrive au-dessous de la hotte, afin que la neige carbonique produite par le ou les ajutages soit déposée dans la caisse, sur la face interne de celle-ci et sur les produits alimentaires qu'elle contient. L'effet immédiat est le dépôt d'un revêtement de neige carbonique sur les produits alimentaires placés dans la caisse, revêtement qui refroidit tout de suite ces produits. La quantité de'neige carbonique déposée dépend du temps de maintien de la caisse au-dessous de la hotte ou de la durée de la période de production de neige carbonique par le ou les ajutages et cette quantité est prédéterminée en fonction du poids des produits à traiter.Après une période de saupoudrage prédéterminée, ouaprès le passage de la caisse hors de la zone située au-dessous de la hotte, les produits alimentaires peuvent être ensuite transportés par le convoyeur, et par d'autres convoyeurs si cela est necessaire, vers d'autres appareils de congélation. Pehdant ce déplacement, la neige carbonique recouvrant les produits les refroidit progressivement et, si cela est nécessaire, les maintient à 1' état refrigéré.Ainsi, outre l'avantage obtenu en ce qui concerne la réduction du temps nécessaire à-refroidir les produits, ce refroidissement se poursuit pendant le déplacement des produits vers a 'autres appareils, de sorte que l'aspect et la fraîcheur des produits traités ne souffrent parade ce déplacement. Il est préferable de disposer une hotte inversés sous le convoyeur, à l'aplomb de la hotte de saupoudrage, pour recueillir l'anhydride carbonique gazeux ; cette hotte a un orifice de mise à l'air libre pour éviter l'accumulation de gaz carbonique dans la partie de l'usine où se trouve l'appareil. L'ajutage .(ou chaque ajutage) -est relié de préférence à la hotte par un cornet dont l'ouverture inférieure a une surface sensiblement égale à celle de la face ouverte des caisses et l'ajutage (ou chaque ajutage) est avantageusement placé à la partie supérieure d-'un carter où il est accessible, tandis que le cornet (ou chaque cornet) est logé a la partie inférieure de ce carter dont le bas est prolongé par la hotte, la partie inférieure du carter étant de préférence garnie de matière isolante, par exesple-de la mousse de polyuréthane, qui entoure le cornet (ou chaque cornet). La commande du mouvement du convoyeur peut être reliée au contacteur de façon à arrêter le convoyeur pendant un temps prédéterminé lorsqu'une caisse se trouve au-dessous de la ho-.ve. Il est toutefois plus corqmode que le convoyeur se déplace contiruellement, auquel ces une arre de butée placée su-dessots we l'extrémité avsl de la bouche de sortie de la hotte est adaptée pour etre actionnée par le contacteur de façon à maintenir une caisse à l'aplomb de ladite boche pendant un temps prédéterminé. La contactveur mev avantageusement en action une minuterie apte à rrter l'écoulement de l'anhydride carbonique vers l'ajutage (ou les ajutages) près un temps prédéterminé, et elle est aussi, de préférence, apte à remettre le convoyeur en marche, ou à escamoter la barre de butée, suivant le cas, après un temps préce- terminé. Il est prévu de préférence une seconde barre de butée en avant du bord amont de la bouche de sortie et cette barre est apte à être actionnée par un second contacteur placé encore plus en avant sur le parcours du convoyeur pour arrêter pendant un temps prédéterminé la caisse qui suit immédiatement celle qui se trouve au-dessous de la hotte.Ce second contacteur est de préférence apte à escamoter la seconde barre de butée lorsque la première a été escamotée, de sorte que si une caisse est collée sous la bouche de sortie, la caisse qui la suit immédiatement continue à avancer et la refoule hors de la zone située à 1' aplomb de la hotte. Le convoyeur peut être avantageusement un convoyeur à rouleaux entraîné par une courroie sans fin passant sous les rouleaux et en contact avec eux, les contacteurs et les barres de butée étant montés entre les rouleaux et la seconde barre étant commandée par le second contacteur de façon à soulever pendant un temps prédéterminé la caisse suivant immédiatement celle placée sous la hotte afin qu'elle ne soit plus en contact qu'avec un seul rouleau. 3e toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une-forme d'exécution de l'appareil pouf la mise en oeuvre du procédé Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un ajutage pour former la neige carbonique ibre c est une vue en élévation fortement schmatisée de l'appareil selon l'invention destiné à la réfrigération de produits alimentaires. l'ajutage représenté à la figure 1 comprend un corps cylindrique 1, en acier ou en laiton, muni d'un alésage central 2 qui se termine par un orifice de sortie tronconique 3. Pfès de son extrémité supérieure, le corps 1 présente un alésage 4, perpendiculaire à l'alésage 2 et communiquant avec lui. Cet alésage présente à son extrémité extérieure une partie élargie taraudée, dans laquelle vient se visser une tubulure d'entrée 5. h l'intérieur de l'alésage 2 est centrée une tige 6, dont l'extrémité supérieure filetée est vissée dans une douille taraudée 7 calée dans l'alésage 2 à la partie supérieure du corps 1. Un moyen de réglage, tel qu'une fente 8 pour la prise d'un tournevis, peut être formé à la partie supérieure de la tige de façon qu'en vissant ou dévissant celle-ci, on puisse régler sa position axiale relativement au corps 1. Un contre-écrou 9 permet d'immobiliser la tige dans la position désirée. À son extrémité inférieure, la tige 6 présente une tête évasée, de forme tronconique, 10, dont la face de révolution définit avec la paroi de l'orifice de sortie, près de l'extrémité intérieure de celui-ci, un passage évasé de section annulaire 11. On peut, en déplaçant axialement la tige 6, régler la section générale du passage 11. L'angle de conicité de la tête 10 est égal à 600, tandis que celui de l'orifice de sortie 3 est de 700, de sorte'que la section du passage 11 augmente à mesure qu'on se rapproche de 1' extrémité extérieure de l'orifice de sortie 3. De préférence, le corps 1 et la tubulure d'entrée 5 sont entourés d'une chemise isolante 12 faite, par exemple, de mousse de polystyrène. l'es dimensions de l'ajutage peuvent varier considérablement, bien qu'elles dépendent dans une certaine mesure des pressions et des températures de fonctionnement et, surtout, du débit du courant d'anhydride carbonique liquide. L'anhydride arrive sous pression par la tubulure d' entrée 2 et se détend dans le passage évasé 11. On a constaté qu'en raison de la forme particulière de cet ajutage, il se forme une zone de pression relativement réduite juste au-dessous de la base de la tête tronconique 10 et au voisinage de toute la paroi de l'orifice 3, de sorte que l'anhydride carbonique détendu est constamment ramené a' un courant tourbillonnant indiqué par les flèches à la figure 1 et qui affecte la forme d'un aouble torride. On a constaté que cette remise en circuit continuelle favorisé remarquablement la production de la neige carbonique. Actuellement, l'anhydride carbonique liquide est vendu dans le commerce dans des bouteilles cylindriques ou il est normalement conservé sous une pression de 50 kg/cm à la température adiante. toutefois, l'anhydride carbonique liquide est aussi couramment stocké à une température de -40 C et sous une pression d'environ 10 kg/cm dans des récipients isolés par le vide. L'ajutage est apte à fonctionner avec ces deux sources d'anhydride carbonique liquide et, en fait, avec d'autres sources éventuellement disponibles. Lorse l'anhydride carbonique liquide est conserve dans des bouteilles cylindriques sous une pression de 50 kgjcm2 et à une température de 15,60G, le rendement en neige carbonique est d'environ 25, le reste-de l'anhydride étant dispersé sous la forme gazeuse. Le rendement est très amélioré lorsque l'anhydride carbonique liquide est employé à des températures inférieures à la température ambiante. Par exemple, à -400C, le rendement en neige carbonique est d'environ 50 zó. Les ajutages peuvent donc être ali mentédirectement en anhydride réfrigéré. Il se produit normalement une chute de pression d'environ 0,7 kg/cm2 dans la conduite d'alimentation. On a constaté que la réduction de pression qui se produit dans l'orifice de sortie de l'ajutage et la remise en circuit du courant d'anhydride carbonique résultant de cette baiss de pression diminuent la vitesse de projection vers le bas de 1' anhydride solidifié, en formant un courant tourbillonnant de neige qui peut ainsi être déposée facilement sur les produits alimentaires placés au-dessous de l'ajutage. L'appareil représenté à la figure 2 comprend un convoyeur à rouleaux 15, dont les rouleaux individuels '14 sont entraînés en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre (lan- que l'appareil est vu comme à la figure 2) par une courroie sans fin 15 oui défile au-dessous d'eux et en contact avec eux dons le sens de la flèche 16. Des ceisses ouvertes 17, 17B, 17C contenant des volailles plumées et vidées 18, sont transportées par les rouleaux 14 sur lesquels elles reposent, dSns le sens de la flecne 19 ; elles passent avec un certain jeu au-dessous d'une hotte 2C, au-dessus de laquelle deux ajutages 1 sont montés dans la partie supérieure 21, facilement accessible, d'un carter, leur orifice de sortie étant dirigé vers la partie supérieure de la hotte.Chaque ajutage 1 est relié à la hotte 20 par un cornet 22 logé dans la partie inférieure 23 du carter remplie d'une matière isolante 24, par exemple de la mousse de polyuréthane, qui entoure les cornets et garnit l'espace libre entre eux.Les cornets se prolongent vers le bas par une jupe formant une bouche de sortie les noyens de commande automatique sont indiqués à la figure 2. Lorsque la caisse 17L se trouve à l'aplomb de la bouche de sortie 25, elle est arrêtée par soulèvement d'une barre de butée 3 et agit sur un contacteur 35 qui, par l'intermédiaire de l'armoire 30, actionne la vanne 86 et fait entrer en action une minuterie 36 apte à arrêter le courant d'anhydride carbonique liquide vers les ajutages 1 après un temps prédéterminé qui correspond au dépôt de la quantité désirée de neige carbonique dans la caisse 17A et sur les volailles plumées et vidées 18 qu elle contient.Une seconde barre de butée 37 est adaptée pour etre actionnée (par l'intermédiaire de l'armoire 30) par un second contacteur 38 afin de retenir la caisse suivante 173 en la soulevant de façon qu'elle ne soit en contact qu'avec un seul rouleau pendant un temps prédéterminé. La minuterie 36 escamote la première barre de butée 34 après un temps prédéterminé, par exemple, lorsque le saupoudrageau neige a stoppé, et la caisse S peut ensuite sortir de dessous la hotte 20 et, si cela est nécessaire, être transportée par d'autres convnyeurs (non représentés) vers d'autres appareils de réfrigération.Au cours de ce déplacement des produits alimentaires, le revêtement se eie carbonique 39 (visible dans la caisse 17C) refroisit progressivement les volailles 18 et les maintient à l'état réfri- géré de façon qu'elles ne perdent rien de leur fraicheur et de leur aspect sain. Le second commutateur 38 est apte à escamoter la seconde barre é bute 37 lorsque le première barre de butée 34 a été escamote, de sorte que Si la caisse 17@ reste collée au-dessous de la bouche 23 (par exemple, par givrage des rouleaux 14 qui la supportent), la caisse 17B, en avançant, vient la heurter et la repousse hors de la zone de saupoudrage Les contacteurs 35, 38 et les barres de butée 34, 37 sont montes entre les rouleaux 14 aux endroits appropriés et des grilles 40 sont prévues dans les intervalles entre les rouleau pour empêcher la neige carbonique de tomber sur la courroie sans fin 15. REVENDICATIONS 1. - Procédé de réfrigération de produits alimentaires, caractérisé en ce qu'il consiste à les mettre en contact avec de la neige carbonique. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la neige carbonique est déposée sous forme de revêtement sur le produit à réfrigérer. 3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le produit alimentaire à traiter passe sous un ou çlusieurs ajutages dans lesquels la neige carbonique est formée in situ de façon à tomber et à recouvrir le produit à réfrigérer. 4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, appliqué à la préparation de produits alimentaires cuits, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer un revêtement de neige carbonique sur le produit chaud afin de refroidir au moins une couche superficielle de ce dernier avant de passer à l'étape suivante de sa préparation. 5. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la neige carbonique est injectée dans le produit à traiter. 6. - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs ajutages montés au-dessus et dirigés vers la partie supérieure d'une hotte suspendue au-dessus d > un convoyeur, un espace suffisant étant ménagé entre la hotte et le convoyeur pour le passage de caisses ouvertes contenant le produit à traiter, et un contacteur, pour déclencher l'écoulement de l'anhydride carbonique liquide vers le ou les ajutages au moment où une caisse arrive audessous de la hotte, afin que la neige carbonique produite par le ou les ajutages se dépose dans la caisse, sur la face interne de celle-ci et sur les produits alimentaires qu'elle contient. 7. - Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une hotte inversée est disposée sous le convoyeur, à 1' aplomb de la hotte de saupoudrage, pour recueillir l'anhydride carbonique gazeux et en ce que cette hotte présente une tubulure de mise à ltair libre pour éviter l'accumulation de gaz carbonique dans la partie de l'usine où l'appareil est placé. e.. - Appareil selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que l'ajutage (ou chaque ajutage) est reliE à la hotte par un cornet dont 1 ouverture inférieu re a une surface sensiblement égale à celle de la face ouverte des caisses. 9. - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'ajutage (ou chaque ajutage) est placé dans la partie supérieure d'un carter où il est accessible et en ce que le cornet (ou chaque cornet) est placé dans la partie inférieure de ce carter, dont le bas se prolonge par la hotte. 10. - Appareil selon la revendication 9-, carsctris en ce que la partie inférieure du carter est garnie de matière isolante autour du cornet (ou de chaque cornet). 11. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la commande du mouvenent du convoyeur est relie au contacteur de façon à arrêter le convoyeur pendant un temps prédéterminé lorsou'une caisse se trouve au-dessous de la bouche de sortie de la neige carbonique. 12. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'une barre de butée placée audessous de l'extrémité aval de la bouche de sortie est adaptée pour être actionnée par le contacteur de façon à maintenir la caisse au-dessous de la bouche pendant un temps prédéterminé. 13. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le contacteur déclenche une minuterie adaptée pour arrêter le courant d'anhydride carbonique liquide vers l'ajutage (ou les ajutages) après un temps prédéterminé. 14. - Appareil selon la revendication 13,et la revendication Il ou la revendication 12, caractérisé en ce que la minuterie est aussi adaptée pour relancer le mouvement du convoyeur ou escamoter la barre de butée, suivant le cas, après un temps prédéterminé. 15. - Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'une seconde barre de butée, placée en avant du bord amont de la bouche de sortie, est adaptée pour être actionnée par un second contacteur placé encore plus en avant sur le parcours du convoyeur pour arrêter la caisse suivante pendant un temps prédétermine. 16. - appareil selon la revendication 15, caractérise en ce que le second contacteur est apte à escamoter la seconde barre de butée lorsque la première barre de butée a été escamotée, de façon que si une caisse reste "collée" sous la bouche de sortie, 40 la caisse suivante, en avançant, vient la heurter et la repousse hors de la zone de saupoudrage. 17. - Appareil selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce que le convoyeur est un convoyeur à rouleaux entraîné par une courroie sans fin qui défile sous les rouleaux et en contact avec eux, les contacteurs et les barres de butée étant montés entre les rouleaux, et la seconde barre de butée étant actionné par le second contacteur de façon à retenir la caisse suivant immédiatement celle placée sous la bouche de sortie,en la soulevant hors de contact des rouleaux à l'exception d'un s-eul.