Brevet FR2560675A1 — publié le 19850906

256067x "PROCEDE ET INSTALLATION DE REFROIDISSEMENT D'UN PRODUIT VISQUEUX NOTAMMENT ALIMENTAIRE" La présente invention concerne le refroidis- sement d'un produit visqueux notamment alimentaire du genre mettant en oeuvre un échange thermique entre un milieu cryogénique et une masse dudit produit. Dans l'industrie alimentaire et dans la restauration collective, le refroidissement rapide de certains produits alimentaires constitue une nécessité absolue. Actuellement, en pratique, le refroidissement se fait par un simple passage en chambre froide dont la durée est de l'ordre de 24 à 48 heures, ce qui constitue un inconvénient important. L'objet de l'invention est d'assurer un refroidissement de produit visqueux, notamment alimen- taire, qui permette de traiter des charges importants, par exemple de 30 à 100 litres, avec des durées de traitement relativement braves, de l'ordre de 2 heures maximum, pour assurer une réduction de température à + 10 , tout en permettant de réaliser de façon simple et rapide les opérations de nettoyage subséquentes. On a bien proposé d'assurer un refroidisse- ment rapide par un serpentin échangeur alimenté par un fluide réfrigérant qui plonge dans la masse du produit, mais il s'est avéré que cette façon de faire ne convenait pas pour les produits à viscosité élevée, car il se formait immédiatement, au niveau du serpentin échangeur, un croûtage qui bloque le transfert thermique et peut conduire à une détérioration du produit. En outre, le nettoyage d'un tel serpentin est réellement peu pratique. Selon le procédé de refroidissement conforme à l'invention, dans un procédé de refroidissement d'un produit visqueux, notamment alimentaire, du genre mettant en oeuvre un échange thermique entre un milieu crogénique et une masse dudit produit, l'échange thermique est assuré par une paroi métallique en forme de pot plongeant dans la masse du produit et à l'intérieur duquel est généré un dépôt de neige carbonique constituant ledit milieu cryogénique, tandis que le produit en masse est maintenu à l'état agité. De la sorte, et en effectuant des phases successives de génération de neige carbonique suivies de phases d'arrêt de la dite génération de neige carbonique, alors que l'agitation du produit en masse est maintenue en permanence, il est tout-à-fait possible d'assurer un transfert thermique important sans que le phénomène de croûtage ne se produise, alors que le nettoyage final d'un tel moyen de transfert thermique est particulière- ment simple à effectuer. L'invention comprend également une installa- tion de refroidissement d'un produit visqueux, notamment alimentaire, caractérisée en ce qu'elle comporte, dans une enceinte thermiquemehnt isolée, des moyens de récep- tion d'un bac pour produit de traitement, des moyens de mise en place et de relevage d'un pot échangeur dans le, et hors, dudit bac respectivement, le dit pot étant associé à au moins un générateur de neige carbonique. On notera que l'invention, qui combine à la fois un.milieu de transfert thermique sous forme de neige carbonique à une température de l'ordre de 79 C avec un organe d'échangeur thermique en forme de pot cylindrique, permet le transfert d'un flux frigorifique important, grace à l'agitation permanente du produit à traiter qui assure une homogénéisation de la température dans la masse du produit. En outre, les gaz froids issus de la seblima- tion de la neige carbonique favorisent la réduction de température par échange thermique avec l'extérieur du bac de traitement avant d'être évacués par une cheminée vers l'extérieur. Les caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront d'ailleurs de la description qui suit en référence au dessin annexé qui représente une coupe verticale d'une installation selon l'invention. En se référant au dessin annexé, une instal- lation de refroidissement selon l'invention comporte une enceinte d'isolation thermique 1 avec une paroi verticale cyclindrique 2, un fond métallique 3 et un couvercle amovible 4. Le couvercle 4 est monté sur une plaque- o10 support 5 sur laquelle est montée un ensemble moteur- réducteur 6 dont un arbre de sortie 7 s'étend jusqu'au fond d'un pot échangeur en acier inoxydable 8, auquel il est solidarisé. De même, le couvercle 4 supporte, par des tirants 10 et 11, une rampe distributrice de gaz carboni- que liquide 12 raccordée par une électrovanne 13 à une canalisation flexible d'alimentation 14, elle-même raccordée par une vanne d'arrêt 15 à une source de gaz carbonique liquide 16 maintenue à - 20 C sous 20 bars. La rampe de gaz carbonique 12 alimente 2 générateurs de neige carbonique 20 et 21 en forme de tromblons cylindri- ques équipés chacun de façon connue d'une buse à ajutages de détente, dans laquelle débouche des dérivations de gaz carbonique liquide 23. Le pot d'échange thermique est également équipé, à sa paroi inférieure, de pales radiales d'agitation 25. Le pot d'échange thermique 8 plonge pratique- ment jusqu'au fond d'un bac de traitement 30 de forme cylindrique porté par trois roues 31 et présentant un couvercle 32 axialement ajouré pour permettre le passage à jeu faible du pot de traitement thermique 8 qui présen- te une collerette supérieure d'étanchéité 31. Le bac de traitement 30 présente des poignées latérales 33 qui sont adaptées à venir en regard de plots de fixation 34 solidaires de l'enceinte 2, la solidarisation étant effectuée au moyen d'une goupille 35. L'ensemble amovible constitué par le couver- cle 4, le moteur 6 avec l'arbre 7, la rampe distributrice 12, les deux générateurs de neige carbonique 20 et 21 et le pot échangeur 8 sont montés sur un bras 40 d'une potence 41 dont la colonne forme la partie mobile d'un verin 42 dont la. tête est montée de façon fixe sur un rebord d'appui 43 du fond d'enceinte 3. L'installation fonctionne de la façon suivan- te: au départ, le verin 42 est en position allongé de façon à assurer par relevage de l'équipage mobile consti- tué par le moteur 6, le pot 8 et les générateurs 20, le libre accès vers l'intérieur de l'enceinte pour l'admis- sion, par une porte latérale non représentée du bac de traitement 30 monté sur roues. Une fois ce bac de traite- ment amené en position o il est verrouillé par les poignées 33 et les goupilles 34, l'équipage mobile décrit plus haut est abaissé, ce qui fait plonger le pot échan- geur 8 jusqu'à atteindre presque le fond du bac de traitement 8 simultanément avec la venue en position de fermeture du couvercle 4. Après quoi, la vanne 15 d'arrêt étant ouverte, l'électrovanne 13 est successivement ouverte pendante un bref laps de temps puis fermée pendant un laps de temps plus-long. La détente du gaz carbonique sous pression de bars à -20 C à la sortie des tromblons 20 et 21 génère un débit de neige carbonique qui vient se plaquer contre le fond et la paroi latérale du pot échangeur 8, formant un dépôt tel que représenté en 44. Ce dépôt 44 se sublime pendant la phase d'arrêt d'alimentation en liquide carbonique en transférant ses frigories essentiellement au travers de la paroi du pot 8 et accessoirement par les vapeurs de gaz carbonique s'échappant dans l'enceinte 1 autour du bac 30, qu'elles refroidissent avant de s'échap- per par la cheminée 45. La température de produit s'abais- se ainsi progressivement, la paroi du pot 8 remontant à chaque fin de sublimation du dépôt de neige carbonique à la température du produit en cours de refroidissement. A titre d'exemple, on a traité une sauce bechamel dans les conditions suivantes: 2560675 Béchamel: 80 litres Composition Béchamel en poids: 6,43 % margarine 6,43 % farine 12,05 % fromage râpé Complèment: lait Température avant traitement: + 66 C Température après traitement: + 8 C Temps de traitement: 50mn Consommation de C02: 126 kgp (maximum) Vitesse de rotation: 475 T/mn Temps de nettoyage après traitement pour obtenir un matériel prêt à une nouvelle mise en oeuvre: 8 à 10 mn Les domaines d'application envisages sont le refroidissement de soupes, potages, sauces, crèmes, pâtes, produits de garnissage type gelée... notamment en collectivités et industrie. REVENDICATIONS 1. Procédé de refroidissement d'un produit visqueux, notamment alimentaire, du genre mettant en oeuvre un échange thermique entre un milieu crogénique et une masse dudit produit, caractérisé en ce que l'échange thermique est assuré par une paroi métallique en forme de pot plongeant dans la masse du produit et à l'intérieur duquel est généré un dépôt de neige carbonique consti- tuant ledit milieu cryogénique, tandis que le produit en masse est maintenu à l'état agité. 2. Procédé selon la revendication 2 caracté- risé en ce que le pot est lui-même mise en rotation pour créer l'état agité de la masse de produit. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on effectue des phases succes- sives de génération de neige carbonique suivies de phases d'arrêt de la dite génération de neige carbonique, alors que l'agitation du produit en masse est maintenue en permanence. 4. Procédé selon la revendication 3 caracté- risé en ce que l'arrêt de la génération de neige carbo- nique se poursuit jusqu'à sublimation complète du dépôt de neige carbonique. 5. Installation de refroidissement d'un produit visqueux, notamment alimentaire, caractérisée en ce qu'elle comporte, dans une enceinte thermiquement isolée, des moyens de réception d'un bac pour produit de traitement, des moyens de mise en place et de relevage d'un pot échangeur dans le et hors dudit bac respective- ment, le dit pot étant associé à au moins un générateur de neige carbonique. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le pot échangeur est monté en bout a'un arbre rotatif entrainé par un moteur disposé à l'extérieur de l'enceinte. 7. Installation de refroidissement selon la revendication 6, caractérisée en ce que le pot échangeur est équipé de pales agitatrices. 8. Installation selon les revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le bac de traitement est recouvert d'un couvercle annulaire entourant le pot échangeur, le dit couvercle étant équipé de pales verti- cales. 9. Installation selon les revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'ensemble amovible est sup- porté par un bras de potence monté sur une colonne à verin.