Brevet FR2607652A1 — publié le 19880603

PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECHAUFFAGE PAR HYSTERESIS DIELECTRIQUE D'UN PRODUIT CONTENANT DE LA GLACE La présente invention concerne un procédé et un dispositif de réchauffage par hystérésis diélectrique d'un produit contenant au moins partiellement de la glace. Pour le réchauffage et/ou la décongélation de produits contenant au moins partiellement de la glace, il est maintenant tout à fait courant de recourir au procédé de chauffage diélectrique aux hyperfréquences à l'aide d'un magnétron générant une micro- onde dont la fréquence se situe aux alentours de deux mille cinq cents méga-hertz. La pratique montre cependant que les effets de ce procédé de chauffage diélectrique aux hyperfréquences ne sont pas homogènes dans tout le volume du produit et que la décongélation et le chauffage du produit se fait également par conduction à l'intérieur de ce dernier. De plus, ce procédé connu agit moins pour réchauffer le produit congelé et décongeler ce dernier que pour rechauffer le produit décongelé de telle sorte que, compte tenu de la non- homogénéité du réchauffage, certaines parties du produit sont chaudes alors que d'autres parties sont encore congelées. La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients des procédés de chauffage diélectrique connus et propose un procédé de réchauffage par hystérésis diélectrique d'un produit contenant au moins partiellement de la glace, qui permet de réchauffer ledit produit congelé et/ou de faire apparaître au moins des molécules d'eau liquide dans ledit produit, avec une répartition contr8lée dans son volume ou une partie de ce dernier. En outre, le procédé permet lorsqu'il y a apparition d'eau liquide, de ne quasiment pas réchauffer l'eau liquide obtenue ou les parties décongelées du produit. En outre, le procédé selon l'invention permet par le choix de sa durée de mise en oeuvre et/ou de la tension appliquée, quelle que soit la masse du produit traité, d'amener le produit à une température déterminée inférieure à 0 C ou de faire apparaître dans son volume une proporttion déterminée d'eau liquide. Pour obtenir ces résultats, le procédé de réchauffage diélectrique selon la présente invention est tel qu'il consiste à soumettre le produit à un champ électrique créé entre deux électrodes auxquelles est appliqué une tension alternative dont la fréquence est à une valeur comprise entre un kilo-hertz et six méga-hertz. Selon la présente invention, la fréquence de la tension alternative appliquée auxdites électrodes peut avantageusement être comprise soit entre sept kilo-hertz et six méga- hertz, soit entre vingt kilo-hertz et six méga-hertz, soit entre sept kilo- hertz et un méga-hertz, ou soit encore entre vingt kilo-hertz et un mégahertz. Le procédé conforme à la présente invention peut en outre avantageusement consister, dans une étape ultérieure succédant à l'apparition de molécules d'eau liquide dans ledit produit, à appliquer à ce dernier un second moyen de chauffage, ce second moyen de chauffage pouvant être un chauffage diélectrique par magnétron aux hyperfréquences ou micro-ondes dont la fréquence serait par exemple supérieure à cinq cents méga-hertz. Le procédé selon la présente invention peut avantageusement consister à placer le produit entre deux électrodes présentant des surfaces en vis-àvis. Dans ce cas, on obtiendra un effet du procédé quasiment homogène dans le volume compris entre ces surfaces. Il peut également consister à placer une électrode de type filaire dans le produit et une électrode du type à surfaces en vis-à-vis du produit. Dans ce cas, l'effet du -rocédé sera localisé au voi- sinage de l'électrode filaire. Le procédé de réchauffage diélectrique selon la présente invention, du fait qu'il permet de réchauffer et/ou de faire apparaître des molécules d'eau liquide dans un produit congelé, de manière contr8lée, peut évidemment être employé pour le réchauffage et/ou la décongélation de produits alimentaires mais peut également être employé au réchauffage et/ou à la décongélation par exemple partiels de tous produits congelés et en particulier de la neige en vue de l'étude de phénomènes particuliers. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs de réchauffage diélectrique mettant en oeuvre le procédé de réchauffage diélectrique selon la présente invention, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel: -la figure 1 montre un premier dispositif de réchauffage diélectrique conforme à la présente invention utilisant des électrodes planes, auxquelles est associé un second moyen de chauffage; -et la figure 2 montre un second dispositif conforme à la présente invention utilisant une électrode du type cylindrique et une électrode du type filaire. En se reportant à la figure 1, on voit que le dispositif de réchauffage diélectrique représenté et repéré d'une manière générale par la référence 1 comprend un four 2 qui délimite une chambre de four 3, ce four 2 de forme générale parallélépipédique présentant une enceinte 4 et une porte d'accès 4a à la chambre 3 qui dans l'exemple constitue un couvercle, les parois 4 et 4a de ce four 2 étant de préférence en un matériau isolant thermique et électrique tel que par exemple en polyuréthane. Dans la chambre de four 3, au voisinage de deux faces opposées perpendiculaires au couvercle 4a, le dispositif 1 comprend deux électrodes planes parallèles 5 et 6, de grandes surfaces, qui sont en un matériau conducteur électrique tel que du cuivre. Ces électrodes sont reliées, par des fils conducteurs électriques 7 et 8 qui s'étendent dans des gaines isolantes et qui traversent les parois du four 2, à un générateur de tension alternative 9 connu dont la structure n'a pas besoin d'être décrite, ce générateur de tension alternative 9 permettant la production d'un champ électrique entre les électrodes 5 et 6, dans la chambre de four 3. Dans la chambre de four 3 est disposé un récipient extractable 10 qui repose sur le fond de cette dernière, à l'opposé de son couvercle 4a. Ce récipient 10 contient un produit congelé 11 constitué par exemple par un bloc de glace, un bloc de neige, un produit alimentaire congelé ou tout autre produit renfermant de l'eau congelée. Le dispositif 1 tel qu'il vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante. Le générateur de tension alternative 9 - appliquant aux électrodes 5 et 6 une tension alternative dont la fréquence est à une valeur comprise entre un kilo-hertz et six méga-hertz, il se produit entre les électrodes 5 et 6 un champ électrique qui, par hystérésis diélectrique, réchauffe le produit' congelé 11. Si l'on maintient le fonctionnement, il apparait dans ce dernier des molécules d'eau liquide. La bande de fréquence dans laquelle la valeur de la fréquence de la tension alternative appliquée aux électrodes 5 et 6 est telle que le réchauffage et éventuellement la décongélation sont provoqués dans tout le volume du produit à décongeler 11 de manière sensiblement homogène et, de plus, les parties décongelées du produit 11 ne se réchauffent quasiment pas de telle sorte qu'on peut obtenir la décongélation totale du produit 11 sans que ce dernier ne subisse d'échauffements locaux de ses parties décongelées alors que ses autres parties ne le sont pas encore. Dans ladite bande de fréquence comprise entre un kilo- hertz et six méga-hertz, il peut paraître particulièrement avantageux de choisir une valeur de fréquence pour la tension alternative appliquée aux électrodes 5 et 6 comprise entre sept kilo-hertz et six méga-hertz, comprise entre vingt kilo-hertz et six méga- hertz, comprise entre sept kilo-hertz et un méga-hertz, ou encore comprise entre vingt kilo-hertz et un méga-hertz. Le dispositif 1 représenté sur la figure 1 comprend également un moyen de chauffage supplémentaire qui dans l'exemple est un moyen connu de chauffage diélectrique à micro-ondes repéré d'une manière générale par la référence 12 placé dans la paroi et un générateur de tension alternative 14 fournissant une tension alternative dont la fréquence est supérieure à cinq cents mégahertz et de préférence voisine de deux mille cinq cents méga-hertz pour obtenir un chauffage du produit 11 par micro-ondes. Les générateurs de tension alternative 9 et 14 sont reliés à un circuit de commande 15 qui peut assurer un fonctionnement du dispositif 1 de la manière suivante et qu'il n'est pas nécessaire de décrire. Tout d'abord, le circuit de commande 15 met en route le générateur de tension alternative 9. Comme on l'a vu précédemment, le champ électrique créé entre les électrodes 5 et 6 réchauffe le produit congelé 11 et fait apparaître des molécules d'eau liquide réparties dans tout son volume. Soit au bout d'un temps prédéterminé soit par mesure de la température du produit à décongeler 11, après apparition de molécules d'eau liquide dans ledit produit en quantité suffisante ou après décongélation totale du produit 11, le circuit de commande 15 peut arrêter le fonctionnement du générateur de tension alternative 9 et met en route le second moyen de chauffage 12 qui est adapté au chauffage d'un produit renfermant au moins partiellement de l'eau liquide. En se reportant à la figure 2, on voit qu'on a représenté un dispositif de réchauffage diélectrique repéré d'une manière générale par la référence 16 qui comprend une enceinte 17 de section horizontale cylindrique qui est en un matériau isolant thermique et électrique tel que par exemple du polyuréthane. Dans cette enceinte enceinte 17 est disposée, au voisinage de la paroi intérieure cylindrique une électrode 18 de section horizontale annulaire. A l'intérieur de cette électrode cylindrique et en appui sur le fond de l'enceinte 17, est disposé un récipient extractable 19 dans lequel est disposé un produit congelé 20. L'électrode cylindrique 18 est reliée, par l'intermédiaire d'un fil électrique 21 disposé dans une gaine isolante, à un générateur de tension alternative 22 qui est également relié par l'intermédiaire d'un fil 23 disposé dans une gaine isolante à une seconde électrode filaire 24 s'étendant à partir d'un manche de préhension isolant , cette électrode filaire 24 étant enfoncée dans le produit à décongeler 20. Le dispositif 16 représenté sur la figure 2 et formé des deux électrodes 18 et 24 et du générateur de tension alternative 22 fonctionne de la même manière que le dispositif 1 représenté sur la figure 1 et formé de deux électrodes 5 et 6 et du générateur de tension alternative 9. Dans l'exemple de la figure 2 cependant, il se produit un champ électrique dans le produit à décongeler 20 actif en par- ticulier tout autour de l'électrode filaire 24, par exemple dans la partie 26 délimitée sur la figure 2. Comme précédemment, dans cette partie 26, le produit à décongeler 20 est réchauffé et si l'on maintient le fonctionnement il apparait des molécules d'eau liquide sans que l'eau liquide apparue ne s'échauffe. Il est en particulier possible d'obtenir une décongélation partielle du produit 20 dans sa partie 26, cette partie 26 décongelée pouvant être extraite pour tout traitement ultérieur. La présente invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-dessus. Bien des variantes de réalisation de la présente invention sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Procédé de réchauffage par hystérésis diélectrique d'un produit (11, 20) contenant au moins partiellement de la glace, permettant de réchauffer et/ou de faire apparaître au moins des molécules d'eau liquide dans ledit produit, caractérisé par le fait qu'il consiste à soumettre le produit à un champ électrique créé entre deux électrodes (5, 6; 18, 24) auxquelles est appliquée une tension alternative dont la fréquence est à une valeur comprise entre un kilo-hertz et six méga-hertz. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fréquence de la tension alternative appliquée auxdites électrodes est comprise entre sept kilo-hertz et six méga-hertz. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fréquence de la tension alternative appliquée auxdites électrodes est à une valeur comprise entre vingt kilo-hertz et six méga-hertz. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fréquence de la tension alternative appliquée auxdites électrodes est comprise entre sept kilo-hertz et un méga-hertz. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fréquence de la tension alternative appliquée auxdites électrodes est comprise entre vingt kilo-hertz et un méga-hertz. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste, dans une étape ultérieure succédant à l'apparition de molécules d'eau liquide dans ledit produit, à appliquer à ce produit un second moyen de chauffage (12). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit second moyen de chauffage est un chauffage diélectrique par magnétron aux hyperfréquences ou micro-ondes, dont la fréquence est supérieure à cinq cents méga-hertz. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à placer ledit produit (11) entre deux électrodes (5, 6) présentant des surfaces en vis-à-vis et reliées à un générateur (9) de ladite tension alternative. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à placer une électrode de type filaire (24) dans ledit produit (20) et une électrode (18) à surfaces en vis-à-vis dudit produit (20), ces électrodes (18, 24) étant reliées à un générateur (22) de ladite tension alternative. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait que lesdites électrodes à surfaces (5, 6; 18) sont placées dans une enceinte de four (2; 17) en un matériau isolant thermique et électrique.