Brevet FR2345088A1 — publié le 19771021

La présente invention concerne un pasteurisateurcuiseur pour produits alimentaires liquides ou crémeux. L'invent ion concerne en outre un procédé et un dispositif pour la réalisation d'un tel pasteurisateur-cuiseur. On sait que, dans le domaine de l'industrie alimentaire, les denrées périssables nécessitent une opération de pasteurisation au cours de leur élaboration jusqu'au conditionnement final. Bancs le cas notamment des produits laitiers tels que crème anglaise et crème patissière, ou bien dans le cas des sirops et sorbets, une telle pasteurisation est rendue obligatoire par les législations en vigueur. Bans le cas par exemple l'une crème, la pasteurisation consiste à porter la masse traitée au moins a 850C pendant plusieurs minutes, puis à refroidir la même masse à 40G le plus rapidement possible. A cet effet, on met en oeuvre à l'heure actuelle des pasteurisateurs sous la forme d'une cuve en matériau approprié, notamment l'acier inoxydable, munie sur sa paroi extérieure d'un serpentin de tube d'un matériau bon conducteur de la chaleur, relié a une machine frigorifique. Le tube constituant le serpentin est à section ronde et l'ensemble du. serpentin est parfois noyé dans un ciment conducteur de la chaleur afin d'améliorer le contact thermique entre la paroi de la cuve et le tube lui-même. Pour l'opération de pasteurisation, le pasteurisateur de ce type est tout d'abord chauffé au bain-marie ou par une gaine extérieure de circulation d'eau chaude, puis il est ensuite refroidi par le serpentin relié à la machine frigorifique. Ce mode opératoire présente cependant un inconvénient majeur en ce sens que, la phase de chauffage étant assurée par de l'eau, la température de cette dernière ne peut excéder OOQC, à moins de faire appel à une installation sous pression complexe et coûteuse. Des essais avec d'autres liquides de réchauffage, à point d'ébullition plus élevé, n'ont pas donné les résultats escomptés, du fait du manque de stabilité ther mique d'un tel liquide ou bien des phénomènes de corrosion qu'il entraîne sur l'appareillage. Par ailleurs, un pasteurisateur du type ci-dessus implique un entretien permanent et coûteux pour pouvoir fonctionner efficacement, du fait que, dans ;e cas du ciment conducteur de la chaleur, celui-ci se délite rapidement et qu'il nécessite des réparations fréquentes. La présente invention obvie aux inconvénients cidessus en fournissant un pasteurisateur efficace, pouvant en outre assurer un chauffage à plus de 1000C, susceptible d'effectuer un refroidissement rapide et ne nécessitant aucun entretien de ses organes. Le pastewrisateur-cuiseur selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait qu'il est constitué par une cuve munie, au contact de sa paroi extérieure, d'un serpentin à spires-jointives d'un tube bon conducteur de la chaleur,de section rectangulaire, pour la circulation d'un fluide de refroidissement, dont une face prend appui sur ladite paroi, et relié à une machine frigorifique, lui-même au contact d'une gaine chauffante, par sa face opposée a' la face au contact de la paroi de la cuve. Suivant d'autres caractéristiques - le serpentin constitue une hélice à plusieurs filets - la gaine de chauffage est de préférence constituée par des éléments de chauffage électriques - le serpentin est disposé sur une fraction ou sur la totalité de la hauteur de la cuve - les extrémités respectives du tube rectangulaire sont reliées à deux collecteurs, eux-mêmes reliés à la machine frigorifique. Pour la fabrication d'un pasteurisateur-cuiseur tel que défini ci-dessus, le procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que l'on effectue un enroulement du tube à section rectangulaire directement sur la cuve en contrôlant la tension dudit'tube afin d'assurer un contact étroit entre la paroi de la cuve et la paroi du tube en regard de cette dernière. Suivant d'autres caractéristiques - on enroule simultanément plusieurs longueurs de tube rectangulaire afin d'obtenir une hélice à plusieurs filets, chaque filet étant constitué par un élément de tube rectangulaire - on-cale le départ de la première spire d'un ou de plusieurs éléments de tube ainsi que la fin de la dernière spire pendant que le tube est en tension; - on munit chape extrémité des éléments de tube rectangulaire d'un raccord, de préférence à sec tion ronde, en vue de la liaison à la machine frigorifique. Pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, la machine selon l'invention est essentiellement caractérisée par le fait qu'elle comprend un support rotatif pour la cuve, disposé transversalement a l'extrérité d'une table dont le plan est tangent audit support et munie d'une gouttière longitudinale à translation dans le sens transversal en synchronisme avec la rotation dudit support, un organe de contrôle de tension du tube enroulé étant disposé entre ledit support et l'extrémité de ladite gouttière. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente une vue schématique en élévation d'un pasteurisateur-cuiseur selon l'invention ; la figure 2 représente une vue en coupe selon Il-Il de la figure l la figure 3 représente une vue en coupe agrandie d'une fraction de serpentin selon l'invention la figure 4 représente une vue schématique en perspective d'une machine selon l'invention pour la réalisation du serpentin ; et la figure 5 représente une vue schématique en plan de la machine selon la figure 4. Sur ces dessins, les mêmes références designent les mêmes éléments. En se référant aux figures l à 5, un pasteurisateurcuiseur selon 1'invention comprend une cuve cylindrique I en tout matériau approprié, destinée à recevoir le produit à pasteuriser ou à cuire. Sur la paroi extérieure 2 de cette cuve est disposé un serpentin 3 a spires jointives en tube à section carrée 4 dont une face 5 est en contact étroit avec ladite paroi 2 et la face adjacente 6 est en contact étroit avec la face voisine 7 du tube ou d'un élément de tube voisin 8. Le serpentin peut être réalisé avec un seul élément de tube carré, mais il est avantageux que l'enroulement soit à plusieurs filets, c'est-à-dire porte sur plusieurs éléments de tube enroulés simulatnément. A chaque extrémité de la cuve 1, les extrémités du tube ou des éléments de tube sont réunies à un collecteur commun 9 et 10 respectivement, lui-même relié a' une machine frigorifique convenable (non représentée). Il est d'ailleurs avantageux de munir chaque extrémité de tube carré d'un raccord usuel à section ronde, par exemple par soudure. Bien entendu, les collecteurs pourront alors être sous là forme d'un tube à section ronde Le tube du serpentin ainsi que le tube collecteur sont réalisés en un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple le cuivre. Le serpentin définit une nouvelle paroi extérieure cylindrique par la juxtaposition de ses faces Il, opposées aux faces 5 au contact de la paroi 2 de la cuve. Sur cette nouvelle paroi cylindrique est disposée une gaine chauffante en contact étroit avec- ladite paroi ll. Cette gaine peut être constituée par une gaine de circulation de fluide de réchauffement usuelle, mais il est préférable qu'elle soit constituée par un élément de chauffage électrique sous la forme, par exemple, de plusieurs colliers 12, reliés à une source de courant -convenable. En se référant plus particulièrement à la figure 3, le tube carré permet un transfert efficace des calories vers la paroi.2 ou à partir de cette dernière. En effet, la transmission thermique s'effectue sur la paroi 2 par l'intermédiaire de l'épaisseur e de matériau bon conducteur, les échanges thermiques avec la paroi opposée ll s'effectuant par l'intermédiaire de l'épaisseur 2e des faces adjacentes des portions du tube carré. Il est évident que pour obtenir ces conditions d'échanges thermiques optimales, l'enroulement doit être effectué de façon très serrée, afin d'éviter l'interposition d'une couche d'air importante entre le tube et la paroi ou entre les spires du tube. Pour réaliser cet enroulement, il est avantageux de mettre en oeuvre le procédé et la machine d'enroulement selon l'invention. En se référant aux figures 4 et 5, une telle machine comprend, sur un bâti (non représenté), un support rotatif 13 pour la cuve, ledit support étant disposé transversalement à une extrémité d'une table 14 dont le plan est sensiblement tangent audit support. La table 14 est munie d'une gouttière longitudinale 15 elle-même montée sur des vis transversales 16 de façon qu'elle puisse se translater selon la hauteur de la cuve montée sur le support 13. Un organe de réglage 17, sous forme, par exemple, d'un galet presseur, est disposé à une extrémité de la gouttière 15 au voisinage du support 15. La rotation du support 15 selon Fl et celle des vis le entrainant la gouttière 15 en translation selon F2, est assurée en synchronisme par tout organe convenable connu en soi (non représente). Conformément à l'invention, pour la réalisation du serpentin, on monte la cuve I sur le support 13, on engage un ou plusieurs éléments de tube rectangulaire 4 dans la gouttière 15, on les dispose sous le galet presseur 17 et l'on fixe leur extrémité sur la cuve l par tout organe approprié 18. On effectue alors l'enroulement du tube, a spires jointives et en réglant sa tension au moyen du galet presseur 17 qui peut se déplacer avec la gouttière 15. En fin d'enroulement, on fixe I'extrémité finale du tube 4 sur la cuve 1 et l'on met en place les raccords ainsi que les collecteurs. De cette façon, le serpentin est en contact étroit avec la paroi de la cuve, de même que les spires sont en contact étroit entre elles. Le pasteurisateur-cuiseur selon l'invention permet, outre les opérations habituelles de pasteurisation proprement dites, d'effectuer la cuisson grâce à ses possibilités de chauffage a une température supérieure à IOOOC. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'a titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra y apporter toute équivalence technique sans sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDIChTIONS le Pasteurisateur-cuiseur pour produits alimentaires liquides ou crémeux, comportant une cuve munie d'un serpentin pour fluide de refroidissement, caractérisé par le fait qui est constitué par une cuve munie, au contact de sa paroi extérieure, d'un serpentin à spires jointives dlun tube bon conducteur de la chaleur de section rectangulaire, pour la ciruulation d'un fluide de refroidissement, dont une face prend appui sur ladite paroi, et relié à une machine frigorifique, lui-meme au contact d'une gaine chauffante, par sa face opposée à la face au contact de la paroi de la cuve. 2. Pasteurisaterurcuiseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le serpentin constitue une hélice à plusieurs filets. 3. Pasteurisateur-cuiseur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la gaine de chauffage est constituée par des éléments de chauffage électriques. 4. Pasteurisateur-cuiseur selon Itune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le serpentin est disposé sur une fraction ou sur la totalité de la hauteur de la cuve. 5. Pasteurisateur-cuiseur selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé par le fait que les extrémités respectives du tube rectangulaire sont reliees à deux collecteurs, eux-m8mes reliés à la machine frigorifique. 60 Procédé de fabrication d'un pasteurisateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on effectue un enroulement du tube à section rectangulaire directement sur la cuve en contr8lant la tension dudit tube afin d'assurer un contact étroit entre la paroi de la cuve et la paroi du tube en regard de cette dernière, ainsi qusentre les parois adjacentes dudit tube. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lton enroule simultanément plusieurs longueurs de tube rectangulaire afin d'obtenir une hélice à plusieurs filets,chaque filet étant constitué par un élément de tube rectangulaire. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'on cale le départ de la première spire d'un ou de plusieurs éléments de tube ainsi que la fin de la dernière spire pendant que le tube est en tension. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que l'on munit chaque extrémité des éléments de tube rectangulaire d'un raccord de préférence à section ronde en vue de la liaison à la machine frigorifique. 10. Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée par le fait quelle comprend un support rotatif pour la cuve, disposé transversalement à l'extrémité d'une table dont le plan est tangent audit support et munie d'une gouttière longit1ldi- nale à translation dans le sens transversal en synchronisme avec la rotation dudit support, un organe de contrôle de tension du tube enroulé étant disposé entre ledit support et l'extrémité de ladite gouttière.