Brevet FR2462674A1 — publié le 19810213

246267-4 i Système et méthode pour réfrigérant alimentaire à humidité élevée. Cette invention concerne la réfrigération de produits alimentaires chauds et, plus particulièrement, un système réfrigérant alimentaire passant les produits alimentaires à travers une chambre réfrigérante sur un ruban convoyeur roulant continuellement. Dans l'industrie il est nécessaire de traiter en gros les produits alimentaires et beaucoup d'aliments sont stockés à des températures inférieures pour buts sanitaires afin d'empocher le développement rapide des bactéries et les déchets. Le procédé même de refroidissement abaisse le point de rosée et tend de cette façon à déshydrater les aliments. Quand de grosses quantités de produits alimentaires doivent être traitées rapidement comme lorsqu'on les transporte à travers un réfrigérateur alimentaire sur un ruban mouvant, il a été jusqu'ici difficile de les refroidir sans gaspiller une énergie considérable et sans déshydratation, ce qui altère à la fois apparence et saveur. C'est pourquoi l'uti- lisation d'air froid ou de gaz réfrigérants tels que le C02 s'est effectuée jusqu'à présent dans une atmosphère à humidi- té peu élevée. De plus, la quantité d'énergie requise pour congeler les aliments est dieproportionnellement élevée comparée à l'énergie requise pour amener la température des aliments aux environs de 00C. Des exemples de l'art antérieur de cette nature sont les suivants: La Société "Certified Manufacturing, Inc." de Iynwood, Californie 90262 a mis sur le marché une machine à traiter les produits alimentaires à type ruban convoyeur, congelant les aliments en présence de gaz C02. Le brevet américain n0 2 846 318 - E.J. Kelley et al.- du 5 ao6t 1958 utilise une vapeur d'eau à basse pression avec des gouttelettes qui s'évaporent de la surface du produit. Ce procédé ne pourrait se faire, par exemple, avec quelques produits alimentaires tels que poissonpanuré, viande ou pièces de poulet car l'apparence de surface et la texture en seraient altérées. Le brevet américain nO 3 412 476 - S. Astrom - du 26 novembre 1968 passe des rubans convoyeurs à travers un chemin hélicoïdal dans un compartiment réfrigéré avec de l'air froid comme réfrigérant. En plus de l'inefficacité d'énergie et les tendances à la déshydratation des réfrigérateurs rapides à grande capacité de l'art antérieur, plusieurs problèmes concernant les mesures d'hygiène se posent. Quand des convoyeurs acheminent des produits alimentaires à travers une unité réfrigérante, des impuretés se forment et une contamination peut s'accumuler tout au long de la piste du convoyeur et dans le système réfrigérant, ce qui exige par conséquent de fréquentes mesures d'hygiène. Ia plupart des systèmes de l'art antérieur sont mal construits pour permettre l'accès critique, les carac- téristiques de nettoyage et de désinfection que les instances d'autorisation exigent des usines de traitement de produits alimentaires. Par conséquent, un des objectifs de cette inven- tion est d'améliorer les défauts de l'art antérieur déjà cités en fournissant un appareil réfrigérant rapide, efficace, et des méthodes pour le traitement de grosses quantités de produits alimentaires comme lorsqu'on les fait passer sur un convoyeur roulant continuellement. D'autres objectifs, caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus loin. Pour fournir une réfrigération rapide avec grand rendement d'énergie et une production alimentaire de gros volume tout en réduisant la déshydratation généralement observée dans la réfrigération rapide de produits alimentai- res, on fait passer de l'eau réfrigérée dans un contact d'échange de chaleur avec des produits alimentaires chauds m^us à travers un chemin hélicoïdal sur un ruban convoyeur. De l'eau continuellement réfrigérée est entratnée par de l'air humide et froid à une température approchant 000 et une humidité approchant 100%, comme cela se produit en faisant circuler de l'air à travers un brouillard d'eau atomisée. Le ruban convoyeur hélico!dal se meut vers la source d'air humide réfrigéré, circulé à partir du brouillard d'eau atomisée. Une chambre réfrigérante isolée abrite à la fois l'équipement atomiseur à eau et le convoyeur hélicoïdal qui entre et sort du bâti venant du. poste de chargement au poste de déchargement respectivement. L'air humide réfrigéré est mis en circulation par un ventilateur dans un chemin réduisant l'entrée d'air chaud avec le convoyeur, et la sortie d'air froid avec le convoyeur, et se trouve libéré des gouttelettes d'eau qui peuvent provoquer une contamina- tion à l'intérieur du système en se déposant sur la nourri- ture et qui risquent de gâter les produits alimentaires tels que poisson, produite deviande ou de poulet, et fruits et légumes. D'autres caractéristiques contribuent à la fois à l'efficacité de l'énergie et à l'hygiène, comme la description plus détaillée qui suit le prouvera. la figure 1 est le diagramme schématique du système réfrigérant alimentaire fourni par cette invention; La figure 2 est un croquis du côté gauche du cabinet abritant la chambre réfrigérante alimentaire de la figure 1. la figure 3 est une vue schématique en perspecti- ve, en coupe partielle, du système de refroidissement d'eau et d'humidification d'air fourni par l'invention. la figure 4 est une vue schématique en perspecti- ve, en coupe partielle, de la chambre réfrigérante alimentaire avec la piste du ruban convoyeur hélicoïdal qui la traverse, telle que fournie par l'invention; et la figuré 5 est une vue en perspective du cabinet de la chambre réfrigérante fourni par l'invention. Comme on peut le voir par la disposition générale du système à la figure 1, des produits alimentaires chauds H tels que poisson, viande, fruits et légumes ou volaille, qui peuvent provenir directement d'un cuiseur ou d'une unité de traitement alimentaire antérieur, sont placés sur un ruban convoyeur sans fin roulant continuellement 11 à une station de chargement 12, et après traitement à travers l'unité réfrigérante alimentaire 13 sont retirés comme produits réfrigérés 100 à la station de déchargement 14. L'unité réfrigérante est logée dans un cabinet à parois iso- lées 15 qui, comme on peut le voir à la figure 2, a des portes d'accès 16 sur chaque c8té afin que l'on puisse entrer et nettoyer l'unité, la rendre sanitaire et l'entre- tenir. le ruban convoyeur entre dans la partie supérieure du cabinet réfrigérant 15 par un conduit ou autre ouverture 17 du cabinet, en sort par un conduit à la partie inférieure ou position de sortie 18, et fait retour au poste de déchar- gement 14 à travers un conduit 19, passant, si désiré, à travers une niche 20 dans le cabinet pour empêcher de cette manière que le ruban ne retransporte toute contamination à travers l'unité réfrigérante de la station de déchargement 14, tandis qu'il utilise un court chemin de retour du ruban convoyeur. De préférence, le ruban 11 passe à travers une unité de nettoyage 21, tel qu'un jet de détergent, avant que de nouveaux produits 10 ne soient insérés au poste de chargement 12. Les aliments sont refroidis par un contact, sur la surface alimentaire, avec l'eau réfrigérée à environ 500 approchant 00C, obtenue dans l'unité de refroidissement d'eau 22, par réfrigération, unité 23. L'approvisionnement d'eau 24 contient de l'eau purifiée pour assurer qu'aucun contaminant n'entre par l'approvisionnement d'eau. L'eau fournit une interface d'échange de chaleur efficace avec le produit et est circulée à travers l'unité de refroidissement 13 par le pipeline 25 et revient au refroidisseur d'eau par le tuyau d'écoulement 26. Etant donné que beaucoup d'alimente tels que poisson, viande ou pièces de volaille sont altérés en texture ou apparence ou sont dilués ou imbibés d'eau au contact avec de l'eau et ne devraient pas entrer en contact direct avec de l'eau ou de gouttelettes d'eau, un contr8le attentif est nécessaire pour utiliser le milieu échange de chaleur - eau en un traitement universellement acceptable pour tous les produits alimentaires qui sont humides et qui doivent 8tre protégés contre la perte de saveur provenant des jus ou du dégagement d'aromes, ou la capture d'eau ou la déshydratation. Ce contr8le critique est assuré par l'appareil fourni par cette invention situé de préféren- ce à l'intérieur de l'unité de refroidissement unitaire 13 dans.un cabinet commun 15. Ainsi, leau froide est atomisée en un brouillard par les jets atomiseurs 27 situés dans un compartiment inférieur d'échange de chaleur 28, au moins partiellement isolé du compartiment du convoyeur 29. L'eau est mise en contact avec le produit alors qu'elle coule sur l'arrange- ment du ruban convoyeur hélicoïdal 30 au moyen d'un écou- lement d'air froid à humidité saturée à 100%o, filtré à 31 afin d'enlever toute gouttelette d'eau et circulé par ventilateur 32 pour passer vers le haut en sens contraire du chemin du ruban de façon que les produits plus froids du bas se trouvent en présence d'un air plus froid venant directement de la chambre à jets et que l'air plus chaud d'en haut puisse toujours avoir une relation d'échange de chaleur avec les produits plus chauds entrant au sommet du compartimen.t convoyeur 29. De préférence les produits 10 sont de qualité, dimensions et poids de sorte qu'ils peuvent être refroidis entièrement tandis qu'ils traversent le chemin du ruban hélicoïdal 30 à travers la chambre réfrigérante. La pression à l'intérieur du cabinet 15 est maintenue de préférence au-dessus de la pression atmosphéri- que au moyen du contrôle d'arrivée d'air provenant d'un ventilateur 32 et de sortie d'air dont les moyens sont décrits plus loin. Ceci assure plus d'efficacité réfrigé- rante par suite d'une attraction de type plutôt magnétique vers le produit, et intérieurement dans le produit tel que fruits, laitue, pièces de viande ou produit semblable, qui entrent à une pression plus basse, du niveau atomosphérique extérieur. Le temps de réfrigération peut 9tre choisi par la vitesse du convoyeur et le nombre de convolutions du ruban hélicoïdal à l'intérieur de la chambre 29. Comme on peut le voir par les lignes d'écoulement d'air 32, 33 le ventilateur fournit de préférence un achemî- nement d'air dirigé à travers la chambre du convoyeur 29, tel qu'avec l'ajutage dirigeant 34. Ceci assure non seulement un contact intime avec toutes les positions du produit, mais améliore en plus l'efficacité d'énergie en réduisant les pertes d'énergie à la fois à la position d'entrée 35 du ruban convoyeur et à la position de sortie 36. La ligne d'écoulement d'air 32 montre un chemin d'écoulement lequel, aux environs de la position d'entrée du ruban 35 oh de l'air humide et froid retourne vers la chambre d'échange de chaleur 28, s'écoule en direction inverse au parcours du ruban. Ainsi, il se crée une poche d'air morte et une résistance à l'entrée d'air chaud provenant de l'extérieur du cabinet réfrigérant 15 près du ruban 11, résultant en une réduction des pertes de chaleur dans un effort non-productif, ne refroidissant pas le produit. Réciproquement, l'écoulement du chemin d'air 33, aux environs de la position de sortie 36 du ruban est opposé à la direction du parcours du ruban sortant, résistant ainsi à entraîner une plus grande charge du milieu air échange de chaleur humide et froid hors du refroidis- seur avec le parcours du ruban. D'autres' effets utiles sont obtenus pour diminuer les pertes provenant d'entrée de chaleur ou perte de réfrigérant par les trappes des conduits respectifs 17 et 18; ils seront discutés plus loin. On peut voir par les trajets d'air 32 et 33 que le réfrigérant plus chaud résultant de l'échange de chaleur avec les produits revient vers l'intérieur de la chambre d'échange de chaleur 28 par un chemin évitant le contact avec le produit qui se refroidit. le chemin de la circulation d'air de retour rencontre l'eau fraîchement refroidie venant des jets atomiseurs 27, et de l'eau plus chaude dispersée revient par le tuyau 26. Les jets maintiennent l'humidité de l'écou- lement d'air à ou près de 100% à tout moment pour obtenir un maximum d'efficacité d'échange de chaleur entra nant le maximum d'eau froide en contact avec le produit qui se refroidit. Ce système a une caractéristique avantageuse supplémentaire du fait que les conditions d'hygiène peuvent 8tre assurées simplement en faisant circuler alternativement une solution détergente de nettoyage 38, plutft que de l'eau, pour rincer le système en la passant à travers l'unité de refroidissement 13. L'équipement échangeur de chaleur, jet et réfrigération d'eau est illustré à la figure 3, et des caractères de référence semblables, comme dans les figures 1 et 2 sont utilisés dans les autres vues pour les mêmes caractéristiques afin de faciliter la comparaison. L'unité de refroidissement d'eau par réfrigéra- tion 22/23 est une unité d'échange de chaleur de type conventionnel avec tour de refroidissement d'eau, munie d'une chicane d'échange de chaleur 40 sur laquelle de l'eau plus chaude s'écoule du tuyau d'entrée 26 de haut en bas en une nappe recouvrant la chicane 40 pour être refroidie et déchar- gée par le tuyau 25 sous le contr8le de la pompe 41. Un réfrigérant tel que l'ammoniac, etc. est circulé à l'intérieur de la chicane 40 de bas en haut au moyen du tuyau 42, qui est préférablement isolé. la décharge positive de l'eau venant du tuyau d'écoulement 43 du compartiment d'échange de chaleur 28 s'effectue au moyen de la pompe 44 passant ainsi l'eau réchauffée par relation d'échange de chaleur avec l'air circulé à travers le brouillard d'eau atomisée dans le compartiment 28. Le tuyau d'entrée de l'eau sanitaire 45 permet les charges et le remplacement des pertes d'eau. Alternativement, une solution détergente est passée à travers le système par le moyen d'un tuyau d'alimentation 46, et est aspirée et récupérée au tuyau de retour 47. Comme on le voit à la figure 4, le ruban convoyeur 11 sort du cabinet réfrigérant 15 au conduit 18. Les chicanes 50 dirigées à contre-courant tendent à retarder l'écoulement d'air frais et du milieu d'échange refroidis- sant sous forme d'eau transportée de ce fait du compartiment du convoyeur 29. Le ventilateur 51 collecte aussi de l'air résiduel et fournit un contre-courant contre la direction du trajet du ruban, fournissant ainsi une trappe de conduite efficace pour retenir l'atmosphère pressurisée à l'intérieur de la chambre du convoyeur 29 et pour empocher une perte d'énergie du milieu d'échange de chaleur tandis que le ruban sort de l'unité de refroidissement 13. De mOme que la figure 1 le montre, la chicane du conduit d'entrée 17 résiste à l'entrée d'air chaud dans l'unité de refroidis- sement 13 tandis que le ruban et les produits entrent. Une caractéristique critique supplémentaire est fournie en plaçant les mécanismes de commande du convoyeur tel que le pignon de chaine 55, l'extérieur du cabinet réfrigérant 15 dans un compartiment séparé 56. Ceci exclut tout mécanisme nécessitant une lubrification de l'unité de refroidissement avec pertes de chaleur connexes et, ce qui est plus important encore, exclut probablement la contami- nation qui exigerait un nettoyage spécial, un entretien et des précautions sanitaires. - La figure 5 nous donne une vue en perspective d'une unité de refroidissement à gros volume 13, dans un cabinet isolé 15, avec portes d'accès 16 de chaque côté, et des mécanismes de commande isolés dans la dépendance 56. Un arrangement de coursive 60 nous donne la perspective des dimensions et fournit un accès au sommet par une porte 16T et pour l'entretien périodique des mécanismes à l'intérieur du compartiment 56. Par conséquent, il est évident que cette invention a fourni des méthodes de refroidissement et un appareil améliorés pour le traitement en gros de produits alimentaires transportés à travers une unité réfrigérante sur un ruban convoyeur roulant continuellement. Ces carac- téristiques d'innovation jugées descriptives de l'esprit et de la nature de l'invention sont exposées en détail dans les revendications. Un refroidisseur d'aliments, d'énergie à bon rendement, passe des produits alimentaires chauds tels que viande cuite, fruits et légumes ou volaille à travers une atmosphère d'air humide et froid sur un ruban convoyeur pour réfrigérer rapidement un débit continuel de gros volume à une température approchant 0QC, sans déshydratation. REVENDICATIONS 1. Un système réfrigérant pour refroidir rapidement des produits tels que des produits alimentaires et produits semblables, comprenant en combinaison, une chambre réfrigérante, un ruban convoyeur roulant continuel- lement pQur conduire des produits dans un passage passant à travers ladite chambre réfrigérante pour transporter des produits chauds à travers cette chambre afin de les refroidir à une température prédéterminée, et un système réfrigérant pour refroidir les produits sur ledit ruban convoyeur tandis qu'ils passent à travers la chambre réfrigérante, y compris les moyens passant de l'air humide et froid à travers la chambre réfrigérante à une basse température et humidité élevée dans un trajet d'écoulement d'air autour des produits sur ledit convoyeur, mettant de cette manière les produits en contact et les refroidissant rapidement sans déshydratation,-et les moyens refroidissant et humidifiant l'air passé sur les produits en passant l'air à travers un brouillard d'eau atomisée froide. 2. Le système réfrigérant selon la revendication 1, dans lequel la chambre réfrigérante est logée dans un cabinet ayant des portes d'accès de chaque côté, pour entrée et mesures d'hygiène. 3. Le système réfrigérant selon la revendication 1, avec la chambre réfrigérante logée dans un cabinet fermé avec parois isolantes. 4. le système réfrigérant selon la revendication 3, dans lequel le cabinet a une indentation, et le ruban convoyeur transportant les produits alimentaires à travers le réfrigérateur est passé à travers un chemin de retour, à l'extérieur du cabinet, en passant à travers ladite indentation. 5. Le système réfrigérant selon la revendication 1, dans lequel la chambre réfrigérante est logée dans un cabinet fermé ayant à l'intérieur un passage hélicoïdal par lequel le ruban convoyeur passe à travers le cabinet. 6. Le système réfrigérant selon la revendication , dans lequel un mécanisme à commande du convoyeur condui- sant le ruban convoyeur à travers ledit passage hélicoïdal est monté à l'extérieur de ladite chambre réfrigérante afin d'éviter par là la contamination et permettre la lubrifi- cation. 7. Le système réfrigérant selon la revendication 1, avec ladite chambre réfrigérante montée dans un cabinet à travers lequel passe ledit ruban convoyeur et ayant un conduit près dudit passage du ruban en dehors de ladite chambre réfrigérante réduisant l'écoulement d'air tout au long du ruban dans la direction du parcours du ruban. 8. Le système réfrigérant selon la revendication 1, ayant un cabinet autour de ladite chambre réfrigérante, avec des conduits de passage d'entrée et de sortie pour le passage dudit ruban à l'intérieur et hors de la chambre réfrigérante, et des moyens de ventilation circulant ledit air humide à travers la chambre réfrigérante de manière à réduire l'écoulement d'air chaud avec le ruban à l'intérieur de la chambre, et l'écoulement d'air froid sur le ruban hors de la chambre. 9. Le système réfrigérant selon la revendication 1, ayant un cabinet autour de ladite chambre réfrigérante abritant un passage pour ledit ruban convoyeur, et les moyens pour humidifier l'air y compris les moyens d'atomisation d'eau dans le chemin de l'écoulement d'air. 10. le système selon la revendication 9, ayant des moyens de réfrigération d'eau fournissant de l'eau auxdîts moyens d'atomisation. 11. la système selon la revendication 9, y compris les moyens de ventilation pour faire circuler l'air humidifié dans ladite chambre autour dudit passage. 12. le système selon la revendication 11, y compris les moyens de filtrage pour enlever les gouttelettes d'eau de l'air humidifié avant circulation à travers dudit passage. 13. Le système selon la revendication 9, y compris les moyens de fournir alternativement un détergent pour nettoyage sanitaire auxdits moyens d'atomisation d'eau. 14. Le système réfrigérant selon la revendica- tion 9, y compris une tour d'eau d'échange de chaleur réfrigérée et les moyens de circuler l'eau atomisée dans ledit bâti de la chambre réfrigérante à travers ladite tour d'échange de chaleur. 15. Le système réfrigérant selon la revendication 9, y compris les moyens établissant une pression à l'inté- rieur dudit bâti de la chambre réfrigérante supérieure à la pression atmosphérique. 16. Le système réfrigérant selon la revendication 1, y compris une source d'alimentation d'eau sanitaire auxdits moyens atomiseurs. 17. Le système réfrigérant selon la revendication 1, oh les produits sont des produits alimentaires, la température approche 00C et l'humidité approche 100%. 18. Un système de traitement alimentaire pour réfrigérer des produits alimentaires chauds à une tempéra- ture de stockage sanitaire approchant Qoça, sans déshydrata- tion des produits alimentaires, comprenant un cabinet isolé, abritant un atomiseur d'eau, des moyens fournissant de l'eau réfrigérée audit atomiseur, et des moyens introdui- sant les produits alimentaires chauds dans ledit abri en présence d'air humide généré par ledit atomiseur d'eau. 19. La méthode de refroidir les produits alimentaires chauds à une température de stockage sanitaire approchant QO comprenant les étapes de réfrigérer l'eau à ladite température et passant l'eau réfrigérée autour des produits alimentaires dans un courant de convection d'air approchant 100% d'humidité. 20. La méthode selon la revendication 19, y compris l'étape de circuler le courant de convection d'air refroidi dans un brouillard d'eau atomisée en circulation continue à travers un cycle de réfrigération. 21. la méthode selon la revendication 20, y compris l'étape de faire circuler les produits alimentaires chauds à travers un courant de convection d'air dans une direction opposée au courant de convection.