Brevet FR2518236A1 — publié le 19830617

L'invention concerne un procédé de production industrielle de glace en écailles de bonne régularité dimensionnelle. Elle concerne aussi les moyens spécifiques destinés à mettre en oeuvre ce procédé de production. La glace en écailles est largement utilisée en rafraîchissement direct pour les boissons et aliments, et en rafraîchissement-conservation pour certaines denrées ai imentaires périssables, notamment les poissons et produits de la marée: crustacées et coquillages. On utilise également la glace en écailles pour des besoins professionnels et industriels, par exemple, en apport ou adjuvant frigorigène dans la préparation de certains mélanges à réaction exothermique comme les bétons et autres préparations de sol idarisation ou de scellements en bâtiment. On emploie aussi la glace en écailles pour d'autres produits ou matières nécessitant un rafraîchissement ou refroidissement lors de leur préparation, utilisation ou consommation. On peut citer également d'autres applications particulières en médecine et en chirurgie, mais aussi en électronique, en recherche... Toutes ces utilisations réclament une homogénéité et régularité suffisantes des écailles dans la gamme de granulométrie choisie, que les procédés et installations actuels ne peuvent garantir. Ainsi, la régularité des écailles de glace permet de gagner en volume utile de marchandise vendable lors du transport et de la présentation à la vente. La régularité des écailles permet aussi d'amé- liorer i'efficaité du rafraîchissement. Ce dernier avantage apparaît de façon bien marquée lors de la fabrication des bétons dans les pays chauds. La seule régularité assure une vitesse de refroidis sement supérieure qui permet d'abaisser la température du mélange de quelques degrés et d'améliorer corrélativement les qualités techniques du mélange et simultanément de simplifier sa préparation. Par ail leurs la régularité dimensionnelle des écailles assure à l'utilisateur un temps de fonte pratique ment identique de chaque écaille. Ce dernier avantage se montre particulièrement intéressant dans le domaine de la recherche et des expérimentations où il s'avère important de connaître precisément la valeur de l'apport frigorifique et son temps de maintien. La production industrielle de la glace en écailles steftectue traditionnellement selon deux procédés différents. Le premier consiste à faire prendre de l'eau en glace sur la surface latérale d'un tambour dans lequel tourne un couteau racleur. La régularité souhaitée n' est pas obtenue de cette façon en raison même du procédé employé. Par ailleurs, I'usure du matériel se montre rapide et -la dépense en énergie importante. Selon le deuxième procédé, on forme la glace sur les parois latérales libres de deux tubes concentriques par ruissellement d'eau- glacée sur toute la hauteur des tubes. La prise en glace résulte du passage dans le volume annulaire intermédiaire d'un fluide frigorigène. Inversement, on détache la carapace de glace ainsi formée par passage d'un fluide chaud au travers de la chambre annulaire. La glace tombe alors par blocs dans la trémie d'admission d'un concasseur destiné à réduire, par action mécanique, les blocs détachés en morceaux de dimensions entrant dans une gamme de granulométrie donnée. L'application. de ces procédés ne conduit pas à une bonne régularité des écailles ainsi formées en raison du traitement mécanique par écrasement. Malheureusement, I I 'uti l'isateur doit se satis- faire de cette qualité faute de trouver mieux actuellement sur le marché. L'invention a pour but de simplifier la production de la glace en écailles, de la produire à meilleur marché et d'améliorer grandement la régularité dimensionnelle des écaillers. A cet effet, I'invention se rapporte à un procédé de production industriel te de glace en écailles de grande régularité utilisant le ruissellement le long. des parois latérales libres de deux tubes concentriques habillées d'un filet en étroit contact avec elles ou d'une structure analogue autoporteuse. Le ruissellement contrôlé permet d'éviter les éclaboussures et de limiter l'épaisseur de la carapace de glace légèrement en-deca de l'épaisseur du filet de manière à obtenir, lors du chauffage de démoulage, des écailles de glace régulières à température voisine de ooC, déjà formées avant même leur chute dans le bac de récupé ration. Comme indiqué, le procédé selon l'invention permet de fabriquer des écailles de glace d'une régularité dimensionnel le suffisante pour donner satisfaction complète à tous les utilisateurs. Sa m mise en oeuvre stavère particulièrement simple et peu coûteuse en énergie car il permet de se dispenser de tout organe mécanique en mouvement. utilisé antérieurement pour la réduction du bloc de glace en écailles. L'installation utilise les tubes verticaux d'un matériel classique à concasseur. Par ailleurs, la glace est produite à une température voisine de O C, c'est à dire non sous-refroidie comme précédemment, évitant les difficultés de collage et d'agglutinage liées à la tendance à transformation de l'humidité de l'air en- glace. Cece permet entre autres un stockage plus facile et à plus faible température. En raison du peu d'organes mécaniques nécessaires, le matériel s'avère d'un faible 'prix de revient. Il est, .de surcroît, fiable et nécessite peu d'entretien. L'énergie de fonctiorinement provient presque exclusivement de la seule énergie calorifique-frigorifique nécessaire à la formation de la glace et à son évacuation. La présente invention sera bien comprisE à la lecture de la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur le procédé et les moyens pour sa mise en oeuvre. Le procédé selon l'invention consiste à faire ruisseler de l'eau glacée le long des parois libres d'ensem bles formés de tubes verticaux concentriques, par exempt au moyen de rampes de pulvérisation annulaires disposée. p en partie supérieure. Chaque paroi libre est habillée par un filet cylindrique en étroit contact avec elle ou recouverte d'une structure autoporteuse analogue, par exemple par une succes sion d'éléments évidés imbriqués les uns dans les autres. Le filet présentera des mailles plus ou moins étenduesselon les dimensions des écailles souhaitées; La forme des écailles sera choisie de manière à éviter les projections et à ne pas briser l'homogénéité du ruissellement. La configuration générale des mailles permettra un démoulage facile et rapide sans intervention extérieure. En particulier l'angle inférieur de chaque maille dépassera une valeur jugée critique. Le temps de production de la glace et le ruissellement de l'eau glacée sont contrôlés de manière à limiter l'épaisseur d'e zen la carapace de glace à une valeur; légèrement inférieure. celle du filet. Ledit filet, réalisé en matière à faible coefficient de transmission thermique et de préférence le plus isolantpossible, pourra présenter dans -une version élabo rée des fils chauffants électriques noyés dans la masse des liaisons filiformes délimitant les mailles, ceci de manière à rendre les bords des écailles plus nets. Bien entendu, un filet tissé ou moulé conviendra parfaitement. 11 suffira qu'il épouse étroitement les surfaces -latérales libres. La face intérieure libre de l'élément concen trique sera habillée de préférence parue structure analogue autoporteuse constituée par exemple par la succession verticale d'une multitude d'éléments simples évidés et emboités ou imbriqués les uns dans les autres de manière à reproduire les caractéristiques générales d'un filet. On refroidi suffisamment les surfaces latérales par circulation intérieure d'un fluide frigorifique pour la formation d'une carapace de glace à une température voisine de OOC. Lorsque la carapace de glace atteindra une épaisseur légérement inférieure à celle du filet, on arrêtera la production de froid pour débuter la phase de démoulage sans arreter immédiatement le ruissellement. On envoie par le bas dans le volume annulaire ntermédiaireun fluide chauffant qui provoquera le décollement de la carapace de glace de la paroi correspondante et la fusion des éventuels minces filets de solidarisation; On commence le démoulage par le bas pour éviter l'obstruction du couloir d'évacuation intérieur. La seule chaleur de démoulage permet d'obtenir une fragmentation et une individualisation parfaites et complètes des écailles sur toute la hauteur des tubes. Les écailles individualisées tombent par gravité et par zones de hauteur croissante dans un bac collecteur à une température voisine de zéro d'où elles sont évacuées, par exemple par flottaison, et récupérees. Ces écailles restent parfaitement individualisées en raison de leur température voisine de OOC, supprimant ainsi toute tendance à collage. L'installation destinée à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention se rapproche de celle déjà connue nécessitant un concasseur. Telle comprend des ensembles de conformation formés de deux tubes verticaux concentriques définissant entre eux un volume annulaire traversé par le fluide frigorigène et le fluide chaud de démoulage. Les surfaces latérales libres intérieure et extérieure sont habillées sur toute leur hauteur d'un filet cylindrique épousant étroitement les parois. Pour des raisons de simplification et de maintien, on prévoit d'utiliser pour la surface latérale intérieure, une structure autoporteuse constituée par exemple par lå succession d'une multitude d'éléments simples, évidés, emboîtés ou imbriqués les uns dans les autres directement ou par l'intermédiaire de pièces de liaison de manière à reproduire les caractéristiques générales d'un filet. Un bac collecteur est disposé sous ces ensembles. II se pousuit vers une sortie où les écailles sont évacuées par un courant d'eau glacée. L'invention telle que décrite ci-dessus est susceptible de modifications diverses telles que variantes directes, substitutions par des matières ou moyens équivalents et autres changements sans apport inventif sans pour autant sortir du cadre de la présente protection. 2'VENDICATIONS 1. Procédé de production industrielle de glace en écailles de grande régularité utilisant le ruissellement d'eau glacée le long des surfaces latérales libres d'ensembles concentriques formés de tubes coaxiaux alternativement refroidis et réchauffés par le passage sélectif d'un fluide frigorigène et d'un fluide chaud à travers le volume intermédiaire annulaire,- caractérisé en ce que chaque paroi libre est habillée par un filet. en étroit contact avec elle ou une structure autoporteuse équivalente et en ce que le temps de production de la glace et le ruissel-lemen' sont contrôlés de façon à limiter, sur toute la hauteur des tubes, I'épaisseur de la carapace de glace à une valeur voisine de l'épaisseur du filet de manière à obtenir,.dès-le démoulage par chauffage, une fragmentation de la carapace en écailles régulières, parfaitement formées, collectées dans un bac et évacuées par un courant d'eau refroidie. 2. Procédé selon la revendication" 1 caractérisé en ce que l'on débute le dégivrage par le bas. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la température de refroidissement est choisie de manière à produire une glace non sous refroidie, c'est à dire à température voisine de Q C. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'épaisseur de la carapace de glace est légèrement inférieure à celle du filet. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le filet est en matière la plus thermiquement isolante possible. 6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le filet est en matière plastique ou analogue. 7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que des fils électriques chauffants sont incorporés dans les liaisons filiformes constituant le filet. 8. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la structure autoporteuse est composée d'une succession verticale d'éléments simples évidés, emboités ou imbriqués les uns dans les autres. 9. Installation destinée à mettre en oeuvre le procédé ci-dessus comprenant des ensembles concentriques de conformation composés chacun de deux tubes concentriques alternativement refroidis et réchauffés par le passage sél.ec- tif d'un fluide frigorigène et d'un fluide chaud à travers le volume intermédiaire annulaire, caractérisée en ce que les parois latérales de chaque ensemble sont recouvertes d'un filet en étroit contact avec lesdites surfaces latérales et en ce que les ensembles de production sont disposés audessus d'un bac de collecte rempli d'eau refroidie duquel les écailles de glace sont emportées par un courant d'eau. 10. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le filet présente les caractéristiques revendiquées en 5, 6, 7 et 8.