Brevet FR2578964A1 — publié le 19860919

La présente invention se rapporte à un surgélateur ou sécheur industriel à lit fluidisé présentant un fort pouvoir de rétention des fines ou et matières pulvérulentes. Les moyens employés conviennent également dans des applications de refroidissement simple ou de séchage. Les nécessités de surgélation de quantités importantes en continu sont devenues fréquentes dans nos sociétés modernes. Cette demande provient non seulement des industries alimentaires, mais aussi des centres de traitement des ordures ménagères, depuis l'invention du procédé de tri des matières plastiques par cryogé- nisation. En effet, des inventeurs étrangers ont is au point un procédé et l'installation pour le mettre en oeuvre, perrnettant de trier les matières plastiques avant leur incinération. On a constaté que l'incinération deswmatières plastiques du type en ou contenant du polychlorure de vinyle représente une des principales sources de pollution de l'atmosphère en produits acides. Connaissant les méfaits des pluies acides sur les végétaux, on comprend tout l'intérêt de ce procédé qui a pour but de débarrasser I es déchets ménagers avant incinération des objets, produits et composantes diverses de toutes formes en ces matières plastiques ou contenant ces matières. La mise en oeuvre industrielle de ce procédé réclame des surgélateurs de grande capacité conçus pour refroidir en continu à -400 C des quantités importantes de produits ou déchets. Par ailleurs, en raison de l'infini diversité des déchets, du désintéressement total et de la parfaite négligence liée à l'évacuation de ceux-ci, de nombreuses poussières, fines et autres formes pulvérulentes envahissent l'atmosphère des lieux de manipulation et de traitement. Il fallait donc, pour garantir une fiabilité suffisante, pouvoir préserver les organes associés de fonctionnement du groupe frigorifique ou de séchage d'un enrobage néfaste par tes poussières et fines dégagées de la masse des déchets par le passange transversal de l'air froid ou chaud. Il n'existe pas, à l'heure actuel le, de surgélateur industriel adapté, en raison de ta difficulté technique de maîtriser les produits légers qui seraient entraînés dans le courant d'air frigorigène pour des quantités importantes traitées, de l'ordre de 10 tonnes/heure. En effet, les surgélateurs classiques à tunnel ne permettent pas d'atteindre les performances nécessaires. La présente invention a pour but de remé- dier simultanément aux deux inconvénients ci-dessus que l'on rencontre bien entendu sur -les déchets mena- gers, mais aussi dans la surgélation industriel le des produits alimentaires et dans le séchage industriel, en proposant un surgélateur ou un sécheur industriel permettant de satisfaire aux besoins de mise en oeuvre industriel le du procédé. A cet effet, I'invention se rapporte à un surgélateur ou sécheur industriel caractérisé par l'utilisation d'une vis cylindrique montée dans une enveloppe perforée, traversée sur toute sa longueur en continu par l'air de congélation ou de séchage, le pas de la vis étant plus important à l'entrée du produit selon le type d'application visée. Les moyens ci-dessus permettent de viser d'autres applications telles que le redroidissement simple, le séchage, le traitement par flux gazeux et similaires. Le surgélateur ou le sécheur à vis conforme à l'invention permettant d'obtenir les résultats et performances indiqués de façon générale ci-dessus, présente les avantages suivants grande capacité et vitesse de surgélation ou de séchage ; brassage efficace du produit lui assurant une aptitude exceptionnel le à ia fluidisation . possibiSité de de travailler efficacement en couche mince (croutage) par simple augmentation du pas de la vis à l'entrée aptitude particulière à la surgélation ou au séchage de produits légers ou en feu ; . possibilité de réaliser une isolation thermique double à haut rendement. . de nombreuses applications de traitement en échange thermique par un flux gazeux. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence au dessin accompagnant dans lequel . la figure 1 est une vue en coupe longitudinale verticale du surgélateur ou sécheur à entrée par trémie pour produits homogènes granuleux ou pulvérulents . la figure 2 est une vue en coupe longitudinale verticale partielle montrant l'alimentation et l'entrée du surgélateur ou sécheur dans le cas d'un barillet d'étanchéité et d'une vis à pas variable la figure 3 est une vue en coupe transversale au niveau de l'entraînement et du groupe d'insuf flation et de reprise. On décrira ci-après les moyens généraux de I'invention correspondant à l'idée générale inventive qui consiste à faire traverser l'enveloppe perforée tubulaire dans laquelle tourne une vis d'avance du produit par un courant d'air de congélation, de refroidissement ou de séchage, bénéficiant ainsi des meilleures conditions de fluidisation, le produit étant en brassage et sustentation constante pendant tout son transit vers la sortie. Plus précisément, I'instdllation utilise pour surgeler er ou sécher les matières, déchets ménagers ou produits alimentaires en continu se compose d'un dispositif d'alimentation 1 alimenté par un tapis roulant 2 en communication avec le surgélateur ou sécheur proprement dit, formé d'une vis 3 à pas fixe, variable ou progressif montée sur un axe 4 tubulaire creux et dans une enveloppe cylindrique perforée 5 animée d'un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal coincidant avec l'axe tubulaire 4. L'ensemble est monté à rotation autour de paliers de guidage tels que 6 et entraîneur 7 par l'intermédiaire par exemple de couronnes dentées 8 actionnées par un mécanisme approprié. A l'arrière de l'enveloppe, un ensemble de déversement, par exemple à gouttière inclinée 9, permet le déversement du produit à partir de la sortie centrale 10 jusqu'à un tapis de reprise 11 pour l'acheminement vers les installations de broyage et de tri, dans le cas de déchets ménagers, ou vers la ligne de conditionnement dans les installations de surgélation pour produits alimentaires ou de reprise des matières sèches. Des parois latérales d'isolation thermique avant 12 et arrière 13 protègent le volume intérieur de l'enceinte 14 ainsi que les chambres d'insufflation 15 et de récupération 16 des échanges thermiques. Cette isolation est complétée par l'isolation générale de l'ensemble par des parois à fort pouvoir d'isolation thermique. L'ensemble est traversé par un flux d'air de traitement à température adaptée. Une étanchéité par joints souples 17 et 18 en contact avec l'-enveloppe cylindrique 5 sépare les chambres 15 et 16 et force le courant d'air à traverser ladite enveloppe 5. Le dispositif d'alimentation 1 est formé soit d'une trémie de chargement 19 suivie d'une goulotte de déversement 20 chargeant par gravité leproduit à surgeler ou à sécher à l'entrée de l'ensemble. Dans une version perfectionnée, le dispositif d'alimentation 1 comprend un sas d'admission 21 par exemple à barillet dont la sortie est raccordée à un conduit de déversement 22 tel que repésenté en figure 2. Un sas adapté, par exemple du même type, est prévu en sortie. Cette variante permet d'amelioler notablement l'isolation thermique -en évitant une entrée d'air extérieur dans l'enceinte et en supprimant le pont thermique provenant de la masse du produit à surgeler ou à sécher. Pour favoriser la surgélation en couches minces (croûtage), on emploie une vis à pas progressif 23, plus grand à l'entrée- du produit et diminuant ensuite. La sustentation et l'échange frigorifique s'avèrent notablement plus rapides dans le volume d'entrée 24 de la vis, ce qui permet de former la couche mince extérieure dès la première phase d'entrée et de progression du produit à l'intérieur de l'ensemble de surgélation. Le produit ainsi protégé par une croûte rigide s' avère notablement nains sensible aux divers chocs et contraintes mécaniques auxquels il est soumis pendant l'opération de surgélation. En effet, les produits sont en constante sustentation et mouvements de par la rotation et le courant d'air froid à fort débit. L'enveloppe extérieure métallique, plus froide que le produit lui même, constitue un véritable piège pour les matières à faible granillomé- trie emportées par le courant d'air froid Ces matières retenues par l'enveloppe extérieure 5 restent ainsi à l'intérieur du volume hélicoïdal de surgélation, laissant les chambres d'insufflation 15 et de récupération I6 exemptes de toutes matières légères qui seraient emportées par le f I ux d'air et viendraient se déposer sur les organes de fonctionnement, en particulier les batteries du groupe frigorifique ou les échangeurs des groupes chauffants. Cet inconvénient, particulièrement sensible dans le traitement des déchets ménagers, disparaît totalement avec l'invention. Le procédé selon l'invention consiste à surgeler, à refroidir ou à sécher des matières par passage dans un ensemble rotatif formé d'une vis à pas fixe ou variable et d'une enveloppe extérieure perforée traversée sur toute sa longueur par un flux d'air refroidisseur ou asséchant. Le procédé de surgélation avec croutage consiste à utiliser une vis à pas variable, progressif, à pas plus important à l'entree. L'invention a été décrite ci-dessus à propos d'une réalisation particulière ; il est bien entendu qu'elle ne saurait s'y limiter et que diverses modifications sùns apport invention entrent par fqitement dans son cadre. REVENDICATIONS 1. Surgélateur ou sécheur industriel à lit fluidisé et à fort pouvoir de rétention des fines, caractérisé en ce qu' i se compose d'une vis (3) fixe dans une enveloppe tubulaire perforée (5), l'ensemble étant monté à rotation sur des paliers (6) et(7) et traversé sur toute sa longueur par un flux d'air transversal refroidisseur. 2. Surgélateur ou sécheur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vis (3) est à pas variable. 3. Surgélateur ou sécheur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vis est à pas progressif (23) plus important à l'entrée. 4. Surgélateur ou sécheur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'entrée est raccordée à un dispositif d'alimentation (I) isolant. 5. Surgélateur ou sécheur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (1) comprend un sas d'admission (21) à barillet. 6. Surgélateur ou sécheur selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'entrée et la sortie sont pourvues chacune d'un sas à barillet. 7. Procédé de surgélation ou de séchage caractérisé en ce-que l'on déverse les matières dans un ensemble rotatif formé d'une vis fixe dans une enveloppe extérieure perforée, en rotation, traversée sur toute sa longueur par un flux d'air refroidisseur ou asséchant. 8. Procédé de surgélation ou de séchage se Ion la revendication 4, caractérisé en ce que l'on utilise une vis à pas variable. 9. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le pas est plus important à l'entrée