Brevet FR2353236A1 — publié le 19771230

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de décongélation rapide de produits congelés ou surgelés (produits agricoles, alimentaires, pharmaceutiques, médicaux ou autres) combinant l'action d'un rayonnement a haute fréquence et d'une pulvérisation électrostatique de liquide cryogénique. On sait que la décongélation des produits surgelés ou congelés consiste a les faire passer d'une température d'environ - 180C (ou plus basse) a la température ambiante, afin de permettre leur consommation ou de faciliter d'éventuels traitements supplémentaires. Cette élévation de température, en particulier dans le cas des produits agro-alimentaires, peut s'effectuer de manière naturelle, en mettant le produit au contact d'une atmosphère ventilée a température appropriée, (positive par exemple), ou en le plongeant dans de l'eau maintenue a une température convenable. Ces procédés présentent l'inconvénient de nécessiter un temps très long. En effet, le réchauffement s'effectue d'abord en surface, au contact de l'air ou du liquide, puis en volume lorsque la chaleur pénètre dans le produit ; or cette pénetration dépend de la conductibilité thermique du produit, qui est en général faible pour les produits agroalimentaires ; la durée nécessaire au réchauffement complet du produit est donc souvent prohibitive. On sait en revanche, que l'utilisation des ondes aux hautes fréquences ou aux hyperfréquences permet de réduire considérablement le temps de décongélation Selon ce procédé connu, on soumet le produit S décongeler à un rayonnement intense, de fréquence appropriée (par exemple 27 MHZ ou 915 Ez ou encore 2450 MHz) e L'énergie du rayonnement est absorbée dans le volume du produit et s'y trouve dissipée sous forme de chaleur, ce qui provoque le réchauffement du produit Le temps de traitement est alors extremement rapide et de l'ordre de quelques minutes. Néanmoins, la décongélation obtenue par un tel procédé est très hétérogène, ce qui limite l'emploi du procédé à des température finales inférieures a environ 00C En effet, si les ondes pénètrent bien dans le volume a réchauffer t elles n'en sont pas moins atténuées au fur et à mesure de leur éné- tration de sorte qu'il apparat un gradient de température qui laisse le coeur du produit plus froid que sa surface. Si l'on dépasse la température de OOC au coeur du produit, on obtient généralement 1 la surface des brûlures importantes et notamment aux endroits anguleux où l'apport de chaleur se fait de manière privilégiée. La présente invention a justement pour objet un procédé et un dispositif qui évitent cet inconvénient. A cette fin, l'invention combine l'action d'un rayonnement haute fréquence destinée a réchauffer le produit et l'action d'une pulvérisation électrostatique d'un liquide cryogénique destinée a maintenir la surface du produit à une température basse qui évite les brûlures. La technique de pulvérisation électrostatique d'un liquide cryogénique est connue en soi, notamment par le brevet français 71 13294 déposé le 15 Avril 1971 pour "Procédé et appareil de pulvérisation électrostatique de liquides cryogéniques". Mais cette technique connue est appliquée à la condélation ou à la surgélation de produits agro-alimentaires. Un pulvérisateur électrostatique comprend un diffuseur qui transforme le liquide cryogénique en fines gouttelettes électriquement chargées et des moyens pour créer autour du produit à traiter, un champ électrique ; les gouttelettes créées par le diffuseur suivent les lignes du champ électrique et viennent frapper la surface du produit à traiter, où elles se déposent de façon sensiblement uniforme assurant ainsi un refroidissement énergique de la surface.Les gouttelettes atteignent également les faces arrières cachées des produits à traiter, ce qui permet d'obtenir une bonne homogénéité de température Selon l'invention, on combine l'action des ondes de haute fréquence, qui a pour effet de réchauffer le produit dans son volume et l'action de la pulvérisation électrostatique du liquide cryogénique, qui a pour effet le refroidissement de la surface Les actions combinées permettent ainsi de limiter la température de la surface du produit à une valeur convenable tout en permettant un réchauffage rapide de l'intérieur du produit L'avantage procuré par cette combinaison est particu lièrent sensible dans les zones anguleuses du produit où, comme il a été souligné plus haut, l'apport de chaleur par londe haute fréquence est souvent excessif ; en effet, comme les lignes du champ électrostatique ont tendance à se concen trer vers les extrémités anguleuses, selon un effet de pointe connu, le transport des gouttelettes cryogéniques s'effectue de manière privilégiée vers ces zones, ce qui compense l'échauffement excessif en ces mêmes zones dû au rayonnement haute fréquence. L'utilisation conjuguée, selon l'invention, de ces deux techniques, permet alors de traiter des produits congelés ou surgelés pour élever leur température jusqu'a une valeur voisine de ou supérieure à OOC, sans inconvénient majeur, ce qui n'était généralement pas possible avec les techniques antérieures.Mais la mise en oeuvre de l'invention permet, en outre, d'obtenir les résultats intéressants suivants - l'action pratiquement statique du procédé n'engendre aucune dessication des produits lorsqu'ils atteignent une température légèrement positive, - aucune poussière, ni bactérie, ni résidu organique ne sont véhiculés ou colportés dans les enceintes ou tunnels où les produits sont décongelés, comme c'est le cas lorsqu'il y a soufflage ou brassage de gaz froid, - la présence d'ozone, créée par ionisation des molécules d'oxygène, dans l'enceinte ou le tunnel de traitement, protège les produits d'un début d'oxydation ou de prolifération bactériolo-ique, - la désodorisation que l'on obtient par l'application d'une haute tension électrostatique, avant le traitement de produits susceptibles de fixer les odeurs, permet d'appliquer la techni que de décongélation de l'invention à une très grande variété de produits. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend - un système de convoyage muni de moyens d'accrochage du produit a décongeler, - un générateur de rayonnement haute fréquence ou hyperfréquence, - des moyens pour appliquer sur le produit a décongeler ledit rayonnement, - des moyens de pulvérisation électrostatique d'un liquide cryogé -nique sur ledit produit Les moyens pour produire le rayonnement sont des oscillateurs de toute nature ( tube, I magnétron ou à klystron par exemple). La fréquence est soit dans la gamme habituellement désignée par haute fréquence (27 MHz par exemple), soit dans la gamme des hyperfréquences (915 MHz ou 2450 MHz par exemple). Les moyens pour appliquer le rayonnement au produit sont soit des condensateurs I armatures pleines ou a treillis, soit des électrodes à barreaux, soit des cavités ou guides d'ondes ou tout autre moyen approprié. Le système de convoyage peut être constitué par un système a bande plastique ou isolante, de préférence aérée (genre filet de pêche) et placée à quelques centimètres de la partie métallique inférieure du tunnel t il peut entre constitué aussi par des crochets se déplaçant sur un rail métallique. La source de liquide cryogénique peut être réalisée partir de bouteilles sous pression, ou de récipients, ou de liquéfacteurs placés a proximité du dispositif de traitement Le liquide cryogénique peut être par exemple, de l'azote liquide, ou un fréon, par exemple R12 ; mais tout autre liquide cryogénique peut convenir. A titre purement explicatif et nullement limitatif, deux modes de réalisation du dispositif de l'invention sont illustrés par les dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une installation de décongélation de masses importantes suspendues la la figure 2 représente une installation de décongéla- tion de petites masses avec convoyeur horizontal. Sur la figure 1, une réserve 1 de liquide cryogénique (de l'azote liquide par exemple) est reliée a une ligne cryogénique 2, qui alimente un pulvérisateur 3 de liquide cryogénique relié électriquement par la connexion 4 à un générateur de haute tension 5 L'enceinte de décongélation 6 comprend un système d'accrochage 7 auquel est suspendue la masse agro-alimentaire 8 à traiter.Le rayonnement haute fréquence ou hyperfréquence est émis dans l'enceinte par des moyens 9 alimentés par un guide d'onde 10 relié à un générateur haute fréquence ou hyperfréquence 11 Un isolant thermique 12, par exemple en polyuréthane, est disposé autour des parois métalliques 13 constituant l'enceinte de décongélation Sur la figure 2, l'installation représentée comprend une ligne cryogénique 21 une pluralité de pulvérisateurs électrostatiques 22, débouchant dans un tunnel de décongélation 23 muni d'un système de convoyage horizontal 24 supportant les produits 25 à traiter. Les moyens permettant d'exposer les produits au rayonnement hyperfréquence comprennent un guide d'onde 26, terminé par une extrémité rayonnante 27, et alimenté par un générateur hyperfréquence non représenté. Un isolant thermique 28, notamment en polyuréthane, entoure les parois métalliques 29 du tunnel. la ligne 30 est un conducteur reliant les dispositifs de pulvérisation au générateur de très haute tension non représenté. La haute tension continue utilisée pour la pulvérisation peut etre de l'ordre de 100 kV. REVENDICATIONS 1, Procédé de décongélation de produits congelés ou suraelés, caractérisé en ce qu'on soumet lesdits produits à un rayonnement haute fréquence ou hyperfréquence et I une pulvérisation électrostatique de liquide cryogénique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un rayonnement dont la fréquence est de l'ordre de plusieurs dizaines de mégahertz. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un rayonnement dont la fréquence est de l'ordre de plusieurs milliers de megahertz. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide cryogénique est de l'azote liquide. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide cryogénique est du fréon R12. 6. Dispositif mettant en oeuvre le procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend - un système de convoyage muni de moyens d'accrochage des produits a décongeler, - un générateur de rayonnement haute fréquence ou hyperfréquence, - des moyens pour appliquer sur le produit a décongeler ledit rayonnement, - des moyens de pulvérisation électrostatique d'un liquide cryo génique sur ledit produit. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le générateur de rayonnement est un oscillateur a tube, ou un magnétron ou un klystron. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour appliquer le rayonnement sur ledit produit sont un condensateur I armatures pleines ou à treillis, ou des électrodes à barreau, ou une cavité, ou un guide d'onde 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour pulvériser le liquide cryogénique comprennent : une source de liquide cryogénique, au oins un pulvérisateur électrostatique alimenté par cette source, un générateur de haute tension connecté entre ledit pulvérisateur et les moyens d'accrochage du produit.