Brevet FR2485950A1 — publié le 19820108

L'invention se rapporte aux installations de refroidissement à anhydride carbonique liquide pour nélangeurs-hachoirs à viande, comprenant des buses ds jection garnissant le couvercle de la cuve de mélange e émettant des jets dudit liquide réfrigérant vers la surface de la masse de viande contenue dans ladite cuve, dispositif de régulation de la température de la viande commandant les buses d'injection suivant des périodes de fonctionnement séparées par des pauses en fonction des indications d'une sonde thermométrique mesurant la température de la viande en cours de mélange, et un dispositif d'évacuation à tirage forcé du gaz carbonique formé dans la cuve par sublimation. De telles installations sont largement utilisées pour refroidir à une température de 00C environ la viande introduite en morceaux dans un mélangeur et en sortant à travers un hachoir, destinée notamment à la confection de bu tecks hachés. Elles présentent toutefois divers inconvénients, en particulier ceux de ne réaliser qu'un refroidissement non uniforme et peu précis de la viande en cours de mélange. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en prévoyant un dispositif de commande auxiliaire des buses, qui crée des interruptions répétées d'injection pendant les périodes de fonctionnement de celles-ci, de sorte qu'elles émettent leurs jets réfrigérants par doses successives dans une mAme période de fonctionnement, la durée des interruptions et celle des impulsions d'émission qui les séparent étant réglables.Grâce à cette disposition, l'injection d'anhydride carbonique liquide à la surface de la viande dans le mélangeur s effectue non pas en continu dans les périodes de fonctionnement des buses, comme cela a lieu jusqu'ici, mais d'une maniere discontinue, par doses séparées par des intervalles de temps qui laissent à la neige carbonique formée pour chaque dose injectée le temps de pénétrer dans la masse de viande et pendant lesquels le mélangeur continue son travail. On obtient ainsi une répartition beaucoup plus uniforme de la neige carbonique au sein de la masse de viande, d'où un refroidissement très homogne de celle-ci. Le débit utile d'injection correspond au débit moyen dans les périodes de fonctionnement des buses et est égal à une fraction du débit maximal en continu de l'ensemble des buses, cette fraction étant réglable par ajustage de la durée des impulsions d'injection et de celle des intervalles qui les séparent, où l'injection est stoppée. On a donc la possibilité d'effectuer un réglage, éventuellement très fin et précis, du débit utile d'injection, donc de la puissance de refroidissement de l'ensemble des buses. Dans une forme d'exécution préférée, les durées des impulsions et des interruptions successives d'émission des buses, qui seront en général inférieures ou égales à 30 s, sont déterminées par deux minuteries respectives, réglables indépendamment, dont chacune déclenche le départ de l'autre à la fin de son temps de temporisation. La commande des buses par ces deux minuteries, montées en cascade, est inhibée pendant les pauses d'injection déterminées par le dispositif de régulation de la température.Un fonctionnement optimal de l'installation est obtenu lorsque le réglage desdites durées est tel que les pauses aient une durée beaucoup plus courte que celle des périodes de fonctionnement des buses, le débit utile d'injection de celles-ci étant alors amené à n'être que légèrement supérieur au débit nécessaire pour assurer le refroidissement correct de la viande. La sonde thermométrique gouvernant le dispositif de régulation de la température est de préférence montée sur une paroi de la cuve de mélange au voisinage du hachoir, son élément sensible étant isolé thermiquement de cette paroi, mais fortement couplé au contenu S la cuve, de manière à indiquer la température de la masse de viande sans être influencé par la paroi, plus chaude.Dans un mode d'exécution avantageux, cet élément sensible, q;i est de préférence une thermo-résisttce, présente llne forme plate et est placé dans un logement peu pro for': qu'offre une pièce isolante fixée dans une ouverture de la paroi de la clave, ledit élément Z état recouvet d'une plaquette métallique disposée sans contact avec le bord de ladite ouverture et en affleurement avec la face intérieure de la paroi. Le couplage thermique de ltélément sensible avec le contenu de la cuve de mélange est encore amélioré lorsqu'il est serré entre ladite plaquette et une autre plaquette disposée au fond dudit logement.Ces dispositions permettent un oontr8le très précis de la température de la viande. Le rendement des installations de refroidissement connues jusqu a présent est souvent détérioré en raison de la conception du dispositif d'évacuation du gaz carbonique apparaissant dans la cuve par sublimation de la neige carbonique. La dépression créée par ce dispositif dans la cuve peut en effet aisément devenir excessive. I1 en résulte une pénétration à l'intérieur de la cuve d'air ambiant dont la température relativement élevée et l'humidité (soumise à congélation par la neige carbonique) contrarient l'action de réfrigération des buses d'injection. A cela s'ajoute que le courant gazeux d'évacuation devient trop énergique et emporte des particules de neige carbonique avant qu'elles aient pu se déposer à la surface de la masse de viande. Ces phénomènes sont cause d'une basse du rendement de réfrigération. Cet inconvénient peut Entre évité dans une installation selon 11 invention par le fait que le dispositif d'évacuation du gaz carbonique, comprenant une cheminée qui relie l'intérieur de la cuve à un ventilateur d'extraction, est doté sur cette cheminée d'un registre à clapet battant qui la met en communication directe avec l'atmosphère en cas de dépression excessive dans la cuve. Par un réglage judicieux du clapet de ce registre, il possible de constamment maintenir un faible degré de dépression à l'intérieur de la cuve t de limiter ainsi l'introduction d'air ambiant dans la cuve, m8me dans les intervalles de temps où l'inJection d'anhydride carbonique est interrompue. Les buses d'injection d'une installation selon l'invention peuvent autre montées sur deux rampes horizontales fixées sous le couvercle de la cuve. Elles peuvent encore être montées dans des dames individuels de protection surmontant le couvercle, leurs Jets étant dirigés verticalement vers le bas; les buses sont ainsi à l'abri des projections de viande ou de graisse qui risqueraient de les boucher et de perturber au moins partiellement leur fonetionnement. La deseription qui va suivre, an regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Les figures 1 et 2 représentent schématiquement, en coupe respectivement longitudinale et transversale, un mélangeur-hachoir équipé d'une installation de refroidissement selon l'invention. La figure 9 illustre le mode de fonctionnement des buses d'injection. Les figures 4 et 5 représentent en coupe longitudinale, à échelle fortement agrandie par rapport à celle des figures 1 et , deux formes d'exécution d'une scinde thermométrique couplée à la cuve de mélange. Les figures 6 et 7 représentent à la manière des figures 1 et 2, une installation selon l'invention, montrant une variante de disposition des buses d'injection. Le mélangeur-hachoir représente aux figures 1 et 2 comprend essentiellement une cuve 1 fermée par un couvercle 2, dans laquelle une masse de viande 3 découpée en morceaux est brassée par des organes rotatifs 4, avant de pénétrer dans un hachoir 5, fixé à la paroi frontale 6 de la cuve 1, pour. en ressortir en 7 sous forme de viande hachée. Dans le couvercle 2 sont fixées deux rampes 8 horizontales alimentées par des conduites 9 en anhydride carbonique liquide (prélevé dans un réservoir de stockage à 20 bar et -20 C) et équipées de buses calibrées 10 projetant sur la masse de viande 3 des jets de ce liquide qui, du fait de la détente, se transbrme en neige carbonique laquelle se dépose avec une bonne répartition sur la viande et se mélange avec celle-ci, dont elle assure le refroidissement par sublimation. Dans le présent exemple, les buses 10 sont régulièrement réparties sur les rampes 8. Après avoir cédé sa chaleur latente de sublimation > l'anhydride carbonique se trouve à l'état gazeux et doit être évacué de la cuve 1, ce qui s'effectue par tirage forcé dans une cheminée 11 dotée d'un ventilateur d'aspiration 12. Dans les conduites 9 d'amenée de l'anhydride carbonique liquide sont interposées des électro-vannes 13 commandées par un dispositif de régulation 14 en fonction de la température mesurée dans la cuve 1 par une sonde thermométrique 15 montée sur la paroi 6 au voisinage du hachoir 5 et reliée au dispositif 14 par un capable 28. Lorsque la température mesurée est plus élevée que la température à laquelle doit titre refoidie la viande, le dispositif 14 commande l'ouverture des électro-vannes 13 de sorte que les buses 10 émettent leurs jets réfrigérants. Par contre, lorsque la température mesurée est trop basse, le dispositif 14 commande la fermeture des éledro-vannes 13. Il s'ensuit que le régime d'injection du liquide réfrigérant par les buses 10 se compose de périodes de fonctionnement entrecoupées de pauses. Entre le dispositif 14 et les buses 10 est interposé un dispositif de commande auxiliaire 16 qui comporte deux minuteries 17a, 17b, la première établissant le circuit et la deuxième le coupant pendant sa propre durée de temporisation. Ces minuteries se commandent l'une l'autre, c'est-à-are que lorsque l'une atteint la fin de sa temporisation, elle déclenche l'autre. On voit donc que, grâce au dispositif 16, les électro-vannes 13 sont alternativement ouvertes et fermées, de sorte que chaque période de fonctionnement A des buses 10 (figure 3) se décompose en une série d'impulsions d'injection, de durée a déterminée par la minuterie 17a, séparée par des interruptions, de durée b déterminée par la minuterie 17b. Ce régime d'injection pulsatoire disparatt évidemmnt à chaque pause B commandée par le dispositif de régulation en température 14 suivant les informations de la sonde 15. Les valeurs des durées a et b sont réglables (par ajustage manuel de la temporisation des minuteries 17a et 17b). En pratique, il convient de les régler de manière que les pauses B soient aussi courtes que possible afin de regulariser au mieux le régime d'injection. Les valeurs réglées sont généralement inférieures à 30 s. La sonde 15 peut présenter la structure de la figure 4 ou celle de la figure 5. Conformément à la figure 4, une pièce cylindrique 18, faite en matière isolante telle qu'une matière plastique > est vissée dans une douille 19 soudée à la paroi 6 de la cuve 1, autour d'une ouverture percée dans cette paroi, par laquelle débouche une face 20 de la pièce 18, cette face étant située en affleurement par rapport à la face interne de la paroi 6. Dans ladite face 20 est creuse un logement 21 recevant l'élément sensible 22 de la sonde, savoir une thermo-rdsistanee de forme plate, qui est enfermé dans ce logement par une plaquette 23 en acier inoxydable encastrée dans la face 20 et maintenue par des vis.Cette plaquette, isolée thermiquement de la paroi 6 de la cuve par la pièce 18, communique la température de la viande 3 à la thermorésistance 22, dont le câble de liaison 28 passe par un canal 29 percé axialement dans la pièce 18. Dans la variante représentée à la figure 5, il n'y a pas de douille 19. La pièce 18 est directement fixée à la paroi 6 par des vis. De plus, le logement 21 est agrandi pour pouvoir recevoir une plaquette 24 placée derrière la thermo-résistance 22. Cel-ci est serrée entre les plaquettes 23 et 24 au moyen de vis 25, ce qui diminue la résistance thermique entre la thermo-résistance et la viande, permet une reproductibilité de l'étalonnage et assure une meilleure fiabilité du système consécutivement à un montage rigide. Tout ceci contribue à améliorer la précision des mesures de la sonde 15. Revenant à la figure 1, on voit que sur la cheminée 11 d'extràction du gaz carbonique est branché un registre à clapet battant 26 qui met en communication a cheminée 11 et l'atmosphère extérieur dès que la dépression créée par le ventilateur i2 à l'intérieur de la cuve 1 devient un peu trop élevée. L'aspiraQion excédentaire est alors directement alimentée par l'atmosphère à travers le registre 26, sans passage par la cuve 1, de sorte que la dépression dans celle-ci reste faible et que le débit dtextraetion à l'orifice de sortie 30 de la cuve est juste suffisant pour assurer l'évacuation du gaz carbonique. Les figures 6 et 7 montrent une variante de montage des buses 10 d'injection d'anhydride carbonique. Celles-ci sont montées non plus sur des rampes 8 au-dessous du couvercle 2, mais au fond de dames 27 faisant saillie au-dessus dudit couvercle. Les jets émis par les buses 10 sont alors dirigés verticalement vers le bas. Cette disposition protège les buses contre les projections ventuelles de viande ou de graisse en cours de brassage, qui pourraient les obstruer et causer par là un fonctionnement défecteux de l'installation de refroidissement. REVENDICATIONS 1. - Installation de refroidissement à anhydride carbonique liquide pour mélangeur-hachoir à viande, comprenant des buses d'injection garnissant le couvercle de la cuve de mélange et emettant des jets dudit liquide réfrigérant vers la surface dLe la masse de viande contenue dans ladite cuve, un dispositif de régulation de la température de la viande commandant les buses d'injection suivant des périodes de fonctionnement séparées par des pauses en fonction des indications d'une sonde thermométrique mesurant la température de la viande en cours de mélange, et un dispositif d'évacuation à tirage forcé du gaz carbonique formé dans la cuve par sublimation, caractérisée par le fait qu'un dispositif de commande auxiliaire des bues est prévu, qui erée des interruptions répétées d'injection pendant les périodes de fonctionnement de celles-ei, de sorte qu'elles émettent leurs jets réfrigérants par doses successives dans une mime période de fonctionnement, la durée des interruptions et celle des impulsions d'émission qui les séparent étant réglables. 2.- Installation selon la revendication l caractérisée par le fait que les durées des impulsions et des interruptions d'émission suecessives sont déterminées par deux minuteries respectives, réglables indépendamment, dont chacune déclenche le départ de l'autre à la fin de son temps de temporisation. 3.- Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la durée des impulsions comme celle des interruptions d'émission est inférieure ou égale à 30 s. 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. caractérisée par le fait que la sonde thermométrique gouvernant le dispositif de régulation est montée sur une paroi de la cuve de mélange. au /thermo-resistance/ voisinage au nacnoir, et que son element sens@b@e est une/ isolée thermiquement de cette paroi. 5. - Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'élément sensible de la sonde, présentant une forme plate, est placé dans un logement peu profond qu'offre une pièce isolante fixée dans une ouverture de la paroi de la cuve et qu'il y est recouvert d'une plaquette métallique disposée sans contact avec le bord de ladite ouverture et en avec la face intérieure de la paroi. 6.- Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'élément sensible de la sonde est serré entre ladite plaquette et une autre plaquette disposée au fond dudit logement. 7.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le dispositif d'évacuation du gaz carbonique comprend une cheminée reliant l'intérieur de Ja cuve a' un ventilateur d'extraction et que sur cette cheminée est monté un registre à clapet battant qui la met en communication directe avec l'atmosphère en cas de dépression excessive dans la cuve. 8.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que les buses d'injection sont montées sur deux rampes horizontales fixées sous le couvercle de la cuve. 9.- Installation selon l'une quelconque des revendications l à 7, caractérisée par le fait que les buses sont montées dans des dômes individuels de protection surmontant le couvercle, leurs jets étant alors dirigés verticalement vers le bas.