Brevet FR2595549A1 — publié le 19870918

DESCRIPTION La présente invention concerne une cellule de refroidissement rapide pour plats cuisinés copportant une enceinte étanche munie d'une porte pour introduire et extraire les plats cuisinés, des rnoyens mécaniques pour engendrer des frigories, des moyens de ventilation de 1 'enceinte pour homogénéiser la temperature de l'enceinte, et des moyens pour rejeter vers l'extérieur de l'enceinte les calories extraites des plats cuisinés à refroidir. La cuisine collective ou hospitalière utilise aujourd'hui la liaison réfrigérée dans laquelle les plats cuisinés sont réfrigérés après cuisson et conservés au froid puis remis à teppérature avant consarmation. Afin que les conditions d'hygiène soient respectées, la phase de régrigération doit être effectuée rapidement dans une enceinte isolée conforme aux normes hygiéniques, la durée de refroidissement entre la fin de la cuisson et l'abtention d'une température à coeur de + lO0C doit être inférieure ou égale à 2 heures. Le matériel de refroidissement rapide doit donc répondre à la fois aux exigences qualitatives mentionnées cidessus et aux problèmes posés par la fabrication en quantité importante des plats cuisinés. La quasi-totalité des produits sortant de fabrication doivent entrer immédiatement en cellule de réfrigération rapide. De ombreuses cuisines disposent pour cela de cellules fonctionnant selon le principe du froid mécanique, mais la capacité de traitement d'une telle cellule est alors irrévocablement liée à la puissance du groupe frigorifique installé ainsi, pour certaines installations dont la puissance de traitement a été sous-dimensionnée par rapport à la capacité de production, on constate 1' impossibilité de respecter en toutes circonstances les contraintes liées à l'obtention d'une température de + lO0C à coeur moins de deux heures après la fin de cuisson. Inversement, si l'utilisateur est équipé d'une cellule de forte puissance permettant de refroidir aisément tous les types de charges, ses coûts de fabrication deviennent prohibitifs pour la majorité des plats cuisinés qu'il refroidit. L'invention permet d 'éviter ces inconvénients. La cellule selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens cryogéniques d'appoint pour engendrer des frigories et des moyens de régulation de tempErature qui romnandent la mise en route des moyens cryogéniques lorsque la température dans 1 'enceinte est supérieure à une valeur de consigne prédéterminée règlable affichée par les moyens de régulation de température et l'arrêt desdits moyens cryogéniques lorsque la température descend en-dessous de la valeur de consigne. Selon un mode préférentiel de réalisation, on injecte dans la cellule un fluide cryogénique choisi parmi l'azote liquide ou l'anhydride carbonique liquide. De préférence, les moyens de régulation de température copporteront une sonde de température placée à proximité des moyens mécaniques pour engendrer les frigories. L'injection de fluide dans une cellule qui n'a pas été conçue à cette fin, ne doit pas perturber le fonctionnement général de celle-ci. C'est pourquoi il est essentiel d'asservir l'injection de fluide à une mesure de la température ambiante de la cellule avec une ou plusieurs valeurs de consignes déterminées de façon à ne provoquer ni le blocage par le givre des buses d'injection de fluide cryogénique, ni la solidification du fluide frigorifique. Afin d'améliorer le fonctionnennt de la cellule, il est préférable de prévoir un système d'évacuation, forçée ou non, de l'atmosphère de la cellule et/ou une temporisation des périodes d'injection de fluide cryogénique et/ou un verrouillage automatique de la porte de la cellule. Ainsi, une cellule selon l'invention dispose-t-elle d'une réserve de puissance frigorifique quasiment illimitée, à laquelle il est fait appel en toute sécurité. Le déclenchement peut être soit manuel (bouton-poussoir) soit automatique en fonction de l'analyse d'un signal de température donné. (température d'ambiance de la cellule ou température de produit). L'invention sera mieux ccrnprise à l'aide des e > oe'ples de réalisation suivants, donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent la figure 1 : une vue schématique en coupe d'un dispositif conforme à l'invention, la figure 2 : une cate de refroidissement de plats cuisinés du type purée. La figure 1 A représente une vue de face schématique de l'installation selon l'invention. La cellule de refroidissement 50 comporte dans sa partie inférieure gauche une batterie froide 1, non détaillez sur la figure, constituée d'une batterie pour engendrer niecaniquement le froid à l'aide d'un fluide de refroidissement et d'un compresseur. Au dessus cette batterie froide est placée une turbine de ventilation 2 (voir vue de côté - figure 1B) capable de créer une circulation d'air refroidi dans la cellule selon les flèches 51 et 52. La cellule comporte une porte d'entrée 3 munie d'un dispositif de sécurité 12 pour assurer l'arrêt de l'installation en cas d'ouverture en cours de refroidissement. Dans la partie supérieure droite de la cellule 50 sont placées deux buses 4 d'injection de gaz froid obtenu par détente de gaz liquéfié 10 stocké dans le ballon 9 après passage dans les vannes 20 et 8 et 6, assurant la détente brutale du gaz liquéfié sous pression à la pression atmospherique ce qui permet de vaporiser ledit gaz. Le gaz sous forme liquide ou gazeuse est véhiculé du réservoir 9 dans la canalisation 6 jusqu'à la buse 4. I1 est prévu une électrovanne de purge 9 de cette canalisation. Dans la partie supérieure droite de la cellule 50 il est également prévu une conduite d'evacuation 13 qui peut être du type naturel (simple ouverture) ou forcé (aspiration des gaz).A proximité de la batterie froide 1 est placée une sonde de température 11 reliée de manière non représentée sur la figure à des moyens 5 de pilotage et de régulation connus en soi. Pour une valeur réglable déterminée de consigne de la température, la température de la sonde 11 étant comparée à cette valeur de consigne, ces moyens 5 engendrent l'ouverture des électrovannes 8 et 6 de manière à injecter du gaz froid dans la buse 4 lorsque la valeur mesurée par 11 est supérieure à la valeur de consigne tandis qu'inversement cette injection est stoppée, c'est à dire les électrovannes fermées par les moyens 5, lorsque la température mesurée par la sonde 11 est inférieure à la valeur de consigne. Le dimensionnement d'une installation de moyens cryogéniques représentés par les buses 4 et les moyens d'injection de gaz 6,7,8,20,9 et 10, peuvent être simplement calculés, à partir de la formule suivante: Q = Ps - Pm, formule dans laquelle 80 Q est le débit horaire du fluide cryogénique injecté débit exprimé en kg/h pour l'anhydride carbonique ou en litre/heure pour l'azote liquide, - Ps est la puissance frigorifique maximale souhaitee expri:ee en frigories/heure, - Pm est la puissance frigorifique utile de livrée par le groupe mécanique exprimée en frigories/heure. Dans ce type d'installation, on préfèrera généralement une injection continue au débit Q susmentionné plutôt qu'une injection de type pulsé c'est à dire comportant des périodes d'injection importante de frigories et des périodes d'arrêt d'injection des frigories. Pour cela, par exewle, on pourra prévoir au niveau de la sonde de température deux valeurs de consigne, T1 et T2, avec T1 inférieur à T2. Les moyens 5 seront prévus de telle sorte que lors de la descente en température de l'atmosphère de la cellule, on poursuive l'injection du fluide cryogénique jusqu'à ce que l'on atteigne la température T1, valeur à laquelle on stoppe l'injection du fluide cryogénique.Toutefois, on ne reprendra l'injection du fluide cryogénique que lorsque la température dans l'enceinte sera remontée au dessus de la valeur T2. Ainsi, capte tenu de la charge utilisée et du renouvellement de l'atmosphère, on peut aisément en déduire la puissance frigorifique maximale souhaitée P. On en déduira ainsi le débit nécessaire pour permettre une injection continue. On utilisera au moins une buse pour l'injection de ce fluide cryogénique chaque buse ayant un débit Q/N N étant le ncmbre de buses utilises. Plus souvent, on choisira N=2. Toutefois, il est également possible de choisir des buses de débit différent. Par exemple, les buses situées à proximité des parois auront un débit supérieur à celles situées au centre ou vice-versa, tout en maintenant le marne débit global Q des buses. EXEMPLE: Dans une cellule de refroidissement de dimensions extérieures et comportant une batterie froide mécanique de 7,5 chevaux, on introduit une charge de 250 kg de purée, conditionnée en 32 plaques, à la température de 700C. La purée est généralement le plat cuisiné le plus difficile à refroidir dans les conditions susmentionnées. La courbe de refroidissement de cette charge dans la cellule munie d'une batterie froide mécanique est représentée sur la figure 2 par la courbe 1. On voit qu'au bout de deux heures de refroidissement dans cette cellule, la température à coeur du produit est d'environ 250C et que l'on n'a pas atteint ainsi le but poursuivi, à savoir obtenir une température à coeur inférieure ou égale à lO0C en moins de deux heures. Par conséquent, une telle cellule de faible puissance frigorifique est impropre au refroidissement d'une charge de purée de 250 kg. Selon l'invention, la cellule décrite ci-dessus a été équipée de moyens supplémentaires tels que représentés sur la figure 1. Le fluide cryogénique utilisé est de l'anhydride carbonique liquide, injecté au moyen de deux buses disposées selon la figure 1, ces buses permettant un supplément de puissance frigorifique de 25000 frigories/heure. Aussi longtemps que la température de l'atmosphère mesurée par la sonde 11 est supérieure à plus 50C, on injecte le fluide cryogénique, c'est-à-dire un débit de l'ordre de 350 kg/heure de oye2, ou 350 litres/heure d'azote. L'injection est ste dès que la température de l'atmosphère est inférieure à + 50C (régulation du type tout ou rien à partir d'un point de consigne unique). On constate qu'après 75 minutes (Courbe 2, figure 2) la température à coeur de la charge introduite (identique à la précédente à savoir 250 Kg de purée conditionnée en 32 plaques à la température de 700C) est de +100C. La consarenation d'anhydride carbonique pour parvenir à ce résultat a été de l'ordre de 30 kg. L'exemple décrit ci-dessus montre donc clairement les avantages de l'invention qui permet de modifier une cellule frigorifique mécanique de faible puissance en lui adaptant des moyens cryogéniques et des moyens de régulation permettant, par une faible consasnation additionnelle de fluide cryogénique, d'une part de respecter la condition imposée au départ (moins de deux heures pour parvenir à 100C à coeur, et d'autre part, de réduire la durée de ce refroidissement (75 minutes dans l'exemple ci-dessus). REVENDICATIONS 1. Cellule de refroidissement rapide pour plats cuisinés carportant une enceinte étanche (50) munie d'une porte (3)pour introduire et extraire les plats cuisinés, des moyens mécaniques (1) pour eeeeeer des frigories, des moyens de ventilation (2) de l'enceinte pour hcmogeneiser la température de l'enceinte (50), et des moyens (13) pour rejeter vers l'extérieur de l'enceinte les calories extraites des plats cuisinés à refroidir, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens cryogéniques d'appoint (4,6,9,10) pour engendrer des frigories et des moyens de régulation de température (11) qui canmaradent la mise en route des moyens cryogéniques (4,6,9,10) lorsque la tell!pérature dans l'enceinte est supérieure à une valeur de consigne prédeterminée, réglable, affichée par les moyens de régulation de température (11) et l'arrêt desdits moyens cryogéniques (4,6,9,10) lorsque la température descend en dessous de la valeur de consigne. 2. Cellule selon la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens de régulation de température (11) canportent une sonde (11) de teltperature placée à proximité des moyens mécaniques (1) pour erwrs les frigories. 3. Cellule selon revendication 2, dans laquelle les moyens mécaniques (1) pour engendrer les frigories débouchent à la base de l'enceinte (50), caractérisée en ce que les moyens cryogéniques (4,6,9,10), débouchent dans la partie supérieure de ladite enceinte (50). 4. Cellule selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens cryogéniques (4,6,9,10) sont constitués d'au moins une buse (4) d'injection d'un fluide cryogénique (10) stocké sous forme liquide et/ou gazeuse dans des moyens de stockage cryogéniques (9). 5. Cellule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le fluide cryogénique est de l'anhydride de carbonique ou de l'azote. 6. Cellule selon la revendication 5, caractérisée en ce que le fluide cryogénique est obtenu par détente à pression atmoobrique d'anhydride carbonique ou d'azote stockés sous pression à l'état liquide. 7. Cellule selon la revendication 6, caractérisée en ce que le débit horaire Q de liquide, exprimé en kg/heure pour l'anhydride carbonique et en 1/heure pour l'azote liquide est égal à Q = Ps - Pm, expression dans laquelle: 80 Ps est la puissance frigorifique maximale souhaitée exprimée en frigories par heure, Pm pu est la puissance frigorifique utile délivrée par le groupe mécanique exprimée en frigories par heure.