Brevet FR2558688A1 — publié le 19850802

La présente invention concerne un appareil pour la préparation et la fabrication de glaces, crèmes glacées, sorbets et produits similaires, du type comprenant une cuve cylindrique ayant un orifice d'entrée pour les produits à traiter dans la cuve et un orifice de sortie commandé par un clapet pour les produits traités, un brasseur-expiilseur monté rotatifdans lacuve, et des moyens de chauffage et de réfrigérat.on pour successivement chauffer et réfrigérer la cuve et les produits qu'elle contient, lesdits moyens de chauffage et de réfrigération comportant un circuit de fluide frigorigène qui est placé concentriquement autour de la cuve en relation de transfert de chaleur avec elle. Les appareils antérieurement connus dans la technique de la préparation et de la fabrication des glaces, crèmes glacées, sorbets et produits similaires, peuvent être classés en deux catégories, à savoir, d'une part, les appareils pasteurisateurs et, d'autre part, les sorbetières encore appelées "turbines à glacer". Les appareils pasteurisateurs sont uniquement destinés à la préparation des recettes devant être ultérieurement glacées, cette dernière opération étant également appelée "sanglage". Les appareils pasteurisateurs réalisent dans une même cuve le mélange des divers ingrédients composant la recette, son chauffage, sa cuisson, son refroidissement et son stockage à 4 C. Les procédés pour parvenir à ce résultat sont divers, mais peuvent se classer en deux types principaux 1. Chauffage par bain-marie; pré-refroidissement à eau; refroidissement et stockage frigorifique; agitation du produit avec une hélice rapide permettant un bon mélange. 2. Chauffage direct par résistances électriques; refroidiss.e- ment direct et régulation frigorifique; agitation du produit avec une hélice du même type que précédemment. Les sorbetières ou turbines à glacer sont des appareils destinés au sanglage (transformation de la recette liquide en un produit fini glacé ou congelé) des glaces, cremes glacées ou sorbets à partir du produit provenant soit d'un appareil pasteurisateur soit de tout autre origine. Les procédés pour parvenir à ce résultat sont aussi divers, mais peuvent se-classer en deux grandes familles 1. Sanglage indirect par l'intermédiaire dtun produit tampon, par exemple saumure ou glycol (procédé en cours de disparition). 2. Sanglage direct par détente dtun fluide frigorigène (par exemple chlorofluoro carboné) sur la paroi de la cuve cylindrique de la turbine à sangler ou sorbetière. La recette à glacer qui est située à l'intérieur de la cuve-cylindrique (d'axe vertical ou horizontal) est brassée enpe=nence parunbrasseur-expul- seur pour éviter toute cristallisation et pour parfaire le lissage du produit fini. I1 existe également une machine à crème glacée destinée exclusivement à la distribution de la crème glacée sous forme de cornets, dans laquelle une pasteurisation peut être effectuée dans le seul but d'éviter le nettoyage journalier de la machine. La technique mise en oeuvre dans cette machine fait appel au principe d'inversion des gaz chauds. Pour la pasteurisation, l'évaporateur de la machine devient son eondenseur et évacue dans le produit à pasteuriser les calories que le condensateur, devenu évaporateur, absorbe à l'air ambiant. Ce principe a des limites qui sont bien connues. En particulier, il ne permet pas de chauffer le produit à haute température. De ce fait, le temps de pasteurisation nécessaire pour que la destruction des microbes soit efficace est très long. Ce principe ne peut donc pas être appliqué à une production en série de glaces, crèmes glacées et sorbets avec une cadence de production rapide.En outre, dans l'état actuelle de la technique, ce principe ne permet pas de réaliser la préparation de la recette à sangler, la machine se contentant de pasteuriser une recette préparée au préalable et introduite dans la machine. Actuellement, à la connaissance de la demanderesse, il n'existe aucun appareil permettant d'effectuer toutes les opé rations suivantes 1.) La préparation de la recette, c1est-à-dire le mélange des différents ingrédients (lait, oeuf, crème, sucre, parfum, fruits, adjuvan, etc.). 2.) Le chauffage du mélange (destruction microbienne). 3.) La cuisson, c'est-à-dire la liaison de la recette. 4.) La réfrigération (contrôle de la prolifération microbienne). 5.) Le sanglage ou glaçage de la recette (transformation du produit en glace, crème glacée ou sorbet suivant la recette). 6.) L'agitation contrôlée du produit pendant toutes les. opérations précédentes pour conserver la qualité du produit. 7.) La distribution de la recette glacée. La présente invention a pour but de fournir un appareil unique permettant de réaliser dans une même cuve toutes les opérations précédentes. A cet effet, l'appareil de la présente invention est caractérisé en ce que les moyens de chauffage et de réfrigération comprennent un organe chauffant qui est physiquement séparé du circuit de fluide frigorigène et qui est placé concentriquement autour de la cuve en relation de transfert de chaleur avec elle. De préférence, l'organe chauffant et le circuit de fluide frigorigène sont assemblés l'un à l'autre et à la cuve au moyen d'un ciment thermiquement conducteur. L'invention sera maintenant décrite en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue en partie en élévation et en partie en coupe verticale d'un appareil conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, montrant un détail de l'appareil de la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des vues similaires à la figure 2, montrant des variantes. L'appareil représenté sur figure 1 comporte une cuve cylindrique 1, de préférence en acier inoxydable, qui est pourvue, à sa partie supérieure, d'un couvercle 2, thermiquement isolé et ayant un orifice d'entrée 3 pour l'introduction des ingrédients de la recette à glacer dans la cuve k. A sa partie inférieure, la cuve 1 comporte un orifice de sortie 4, qui est commandé par un clapet 5 et à travers lequel la recette glacée peut être extraite et dirigée vers un récipient approprié par une goulotte 6. Un brasseur-expulseur 7 d'un te quelconque connu, par exemple à palette, est monté à rotation dans la cuve 1 et peut être entraité en rotation par un ensemble moteur 8 et réducteur 9, dont l'arbre de sortie 11 traverse le fond de la cuve 1 au moyen d'un palier étanche 12. Autour de la cuve 2 et concentriquement à celle-ci est disposé un circuit frigorifique 13 dans lequel circule un fluide frigorigène, par exemple du type chloro-fluoro carboné, qui fait partie d'un système frigorifique classique, dont la puissance est choisie en fonction du volume de la cuve 1, de manière à permettre, lorsqu'il est activé, la réfrigération et le sanglage ou glaçage du produit contenu dans la cuve 1. Le circuit frigorifique 13 peut être par exemple constitué-par un tube 14 à section transversale circulaire, qui est enroulé hélicoldalement autour de la cuve en contact avec sa surface périphérique extérieure. Autour de la cuve 1 et concentriquement à celle-ci est également disposé un organe chauffant 15 permettant de porter ie produit contenu dans la cuve 1 a une haute température, par exemple 85 C ou plus. L'organe chauffant 15 peut être par exemple constitué par un tube 16, à section transversale circulaire, qui est enroulé hélicoldalement autour de la cuve 1 et qui est parcouru par un fluide caloporteur, par exemple du glycol, qui est chauffé dans une chaudière, par exemple une chaudière électrique (non montrée) incorporée dans la carosserie de l'appareil. Le tube 16 peut être installé des différentes façons autour de la cuve 1. Comme montré dans les figures 1 et 2, le tube 16 peut être en contact avec la paroi extérieure de la cuve 1 entre les spires du tube 14, les spires des tubes 14 et 16 étant ainsialtèrnées le long de la paroi de la cuve 1. Comme montré dans la figure 3, le tube 16 peut être disposé à l'extérieur par rapport au tube 14, de préférence le plus près possible de celui-ci. On notera que l'on peut aussi avoir la disposition inverse de celle représentée sur la figure 3, c'est-à-dire que le tube 16 peut être installé à la place du tube 14 et vice versa. Suivant une autre forme d'exécution représentée sur la figure 4, l'organe chauffant 15 peut être constitué par une résistance électrique 17, par exemple formée par un fil conducteur noyé dans une nappe isolante placée autour du circuit frigorifique 13 en contact avec ce dernier. Afin d'améliorer le rendement du système de chauffage et du système de refroidissement, l'organe chauffant 15 et le circuit frigorifique 13 sont assemblés l'un à l'autre et à la cuve 1 au moyen d'un ciment thermiquement conducteur 18, par exemple une résine chargée de carbone, qui remplit tous les interstices laissés entre les tubes 14 et 16 et la paroi de la cuve 1, entre le tube 14 et le tube 16 ou entre le tube 14 et la résistance électrique chauffante 17. Le ciment 18 augmente les surfaces en contact et permet ainsi une meilleure diffusion des calories et des frigories produites respectivement par l'organe chauffant 15 et par le circuit frigorifique 13. Pour la préparation de la recette, l'opérateur introduit les ingrédients nécessaires dans la cuve 1 à travers l'orifice d'entrée 3. Les ingrédients sont brassés et mélangés par l'agitateur 7 qui, de part sa forme, permet de brasser des produits liquides ou pâteux, chauds ou glacés. Le mélange ainsi obtenu est ensuite chauffé à haute température, par exemple environ 85 C, ce qui permet d'obtenir une haute pasteurisation en un temps relativement court (environ trois minutes). Ce résultat peut être obtenu du fait que l'organe chauffant 15 est séparé physiquement du circuit de réfrigération, alors qu'il n'était pas possible de l'obtenir avec la machine antérieurement connue utilisant le principe de l'inversion des gaz chauds.Ensuite, le produit mélangé et pasteurisé est transformé en glace, crème glacée ou sorbet selon la-recette en activant le système frigorifique, la réfrigération étant obtenue par détente directe de forte puissance du fluide frigorigène dans le circuit frigorifique 13. Pendant le chauffage et pendant la rege-neraticn, le bras seur-e~pulseur7 contribue à une bonne diffusion des calories ou des frigories dans le produit traité. Après avoir été transformé en glace, crème glacée ou sorbet, le produit peut être expulsé de la cuve 1 à travers son orifice de sortie 4 au moyendubrasseur- expulseur 7 en ouvrant le clapet 5. Les opérations susmentionnées peuvent être effectuées en un temps beaucoup plus court qu'avec la machine antérieurement connue, ce qui permet une exploitation répétitive de l'appareil de la présente Invention et une production intensive de glaces, crèmes glacées et sorbets. Comme montré dans la figure 1, le circuit frigorifique 13 et l'organe chauffant 15 peuvent etredisposés a l'interieurd'une chemise cylindrique 19 dont les extrémités sont fixées a la cuve 1. L'ensemble est calorifugé au moyen d'une matière isolante 21 disposée entre la chemise 19 et la carosserie 22 de l'appareil. L'appareil de la présente invention est en outre équipé d'un-dispositif de régulation électrique (non montré) permettant de régler de façon connue l'intensité et la durée du chauffage, et d'un dispositif de régulation frigorifique (non montré) permettant de régler de façon connue la puissance et la durée de la réfrigération. I1 va de soi que les formes d'exécution de la présente invention qui ont été décrites ci-dessus ont été données à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement emportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi notamment que les tubes 14 et 16 peuvent avoir une section transversale autre que circulaire, par exemple carrée afin d'augmenter leur surface de contact avec la cuve 1. Dans ce cas, on pourrait se passer du ciment thermiquement conducteur 18, bien qu-1il soit néanmoins préférable qu'il soit présent afin de remplir les plus faibles interstices susceptibles de subsister entre la cuve 1 et les tubes 14 et 16. Dans le cas où la chemise 19 est prévue, l'un des deux circuits de fluide 13 et 15 peut être constitué par un tube tel que le tube 14 ou 16 enroulé hélicoidalement étroitement autour de la cuve 1 et soudé à cet'e dernière eut à la chemise 17, l'autre circuit de fluide étant alors constitué par l'espace hélicoldal formé entre les spires du tube et entre la cuve 1 et la chemise 19. Bien entendu, dans ce cas, il n'y a pas de ciment thermiquement conducteur entre les spires du tube. En outre, bien que l'appareil représenté sur la figure 1 soit conçu avec une cuve d'axe vertical, il peut être aussi conçu avec une cuve d'axe horizontal. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la préparation et la fabrication de glaces, crèmes glacées, sorbets et produits similaires, comprenant une cuve cylindrique (1) ayant un orifice d'entrée (2) pour les produits à traiter dans la cuve et un orifice de sortie (4) commandé par un clapet (5) pour les produits traités, un brasseur seur (7) monté rotatif dans la cuve, et des moyens de chauffage et de réfrigération pour successivement chauffer et réfrigérer la cuve(9 et les produits qu'elle::contient, lesdits moyens de chauffage et de réfrigération comportant un circuit de fluide frigorigène (13) qui est placé concentriquement autour de la cuve (1) en relation de transfert de chaleur avec elle, caractérisé en ce que les moyens de chauffage et de réfrigération comprennent un organe chauffant (15) qui est physiquement séparé du circuit de fluide frigorigène (13) et qui est placé concentriquement autour de la cuve (1) en relation de transfert de chaleur avec elle. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe chauffant (15) et le circuit de fluide frigorigène (13) sont assemblés l'un à l'autre et a la cuve (1) au moyen d'un ciment thermiquement conducteur (18). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe chauffant (15) est un circuit de fluide caloporteur. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des deux circuits de fluide (13 et 15) est constitué par un tube (14 ou 16) qui est enroulé hélicoidalement autour de la cuve (1). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube (16) du circuit de fluide caloporteur (15) est disposé à l'extérieur par rapport au tube (14) du circuit de fluide frigorigène (13). 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube (16) du circuit de fluide caloporteur (15) est disppsé entre la cuve (1) et le tube (14) du circuit de fluide frigorigène (13). 7. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les spires (16) du circuit de fluide caloporteur (15) et les spires du tube (14) du circuit de fluide frigorigène (13) sont alternées et toutes en contact avec la cuve (1). 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe chauffant (15) est une résistance électrique (17). 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la résistance électrique (17) est disposée concentriquement à l'extérieur par rapport au circuit de fluide frigorigène (13) et en contact avec ce dernier.