Brevet FR2604243A1 — publié le 19880325

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE MASSE ACCUMULATRICE DE FROID A PARTIR D'ANHYDRIDE CARBONIQUE ET ACCUMULATEUR OBTENU La présente invention concerne le domaine technique de l'utilisation de l'anhydride carbonique en tant que produit générateur de froid et elle vise, plus particulièrement, l'application à la conservation temporaire par le froid de produits divers devant être stockés ou transportés dans des enceintes ou conteneurs isothermes de relativement faible volume dans lesquels ces produits sont déposés en vrac ou préconditionnés. L'utilisation de l'anhydride carbonique dans le domaine ci-dessus consiste à générer de la neige carbonique, de façon à disposer d'une masse accumulatrice de froid. L'utilisation d'une telle masse, en vue de la conservation de produits, consiste à disposer ces derniers dans une enceinte ou un conteneur isotherme puis, ensuite, à recouvrir ces produits, disposés en vrac ou préconditionnés, de neige carbonique avant de fermer l'enceinte ou le conteneur. Dans certains cas, l'enceinte ou le conteneur isotherme délimite, intérieurement, une cavité ou réserve destinée à recevoir, soit de la neige carbonique, soit des bâtonnets ou granulés de neige compactée ou, encore, de glace carbonique, soit des pains de neige compactée ou de glace carbonique. Ces deux méthodes de confinement d'une masse accumulatrice de froid à l'intérieur d'une enceinte ou d'un conteneur isotherme ne donnent pas satisfaction pour différentes raisons. En premier lieu, si la génération de neige carbonique ne pose pas de problème en elle-même, les moyens actuels pour la produire ne permettent pas d'en assurer le dépôt localisé précis et ne peuvent donc être mises en oeuvre dans le cas o il convient de remplir une cavité interne à une enceinte ou un conteneur. En second lieu, la neige, les bâtonnets, les granulés ou les pains sont habituellement réalisés ou obtenus grâce à des machines appropriées puis doivent être manipulés pour le chargement dans les conteneurs ou enceintes isothermes. Cette manipulation pose divers problèmes: - s'agissant de neige carbonique, celle-ci a tendance à se prendre en motte et n'est pas facilement dispersable et distribuable en quantités précises, - s'agissant de produits compactés, tels que des bâtonnets, des granulés ou des pains, la température de surface, voisine de - 78 C, est une source de danger pour les opérateurs qui sont charges de la manipulation. L'objet de l'invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un nouveau procédé de fabrication d'une masse accumulatrice de froid, à partir d'anhydride carbonique liquide, procédé permettant l'obtention de masses accumulatrices de froid de toute forme appropriée, aisément manipulables et convenant à toutes les applications entrant dans le domaine ci-dessus. Un autre objectif de l'invention est de proposer un nouveau procédé permettant d'obtenir, à partir des phases opératoires préconisées, une masse accumulatrice de froid confinée dans un emballage, à caractère jetable ou réutilisable, pouvant faire l'objet d'un chargement individuel ou en batterie ou, encore, d'une production en continu de masses accumulatrices de froid de sensiblement même conformation, utilisables alors en tant que pains avec ou sans emballages propres. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le procédé de fabrication consiste à: - produire un emballage de toute forme désirée à partir d'un matériau présentant au moins localement une porosité appropriée, - laisser subsister un orifice dans l'une des faces de cet emballage, - disposer dans l'orifice une canne d'injection reliée à un réservoir de stockage d'anhydride carbonique liquide, - injecter dans l'emballage de l'anhydride 3 2604243 carbonique liquide pour produire, par sa détente et l'évacuation du gaz par La porosité de l'emballage, au moins une masse de neige carbonique emplissant tout Le volume utile de l'emballage. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique illustrant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La fig. 2 est une perspective schématique montrant une variante de mise en oeuvre du procédé selon La fig. 1. La fig. 3 est une vue schématique illustrant une variante du procédé selon l'invention. La fig. 4 est une vue transversale prise en coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 1 illustre une première mise en oeuvre du procédé de l'invention consistant à produire un emballage ou une enveloppe 1, de toute forme désirée, représenté, à titre d'exemple, en tant que volume parallélépipédique. Un tel emballage 1 est réalisé à partir d'un matériau présentant, au moins localement, une porosité appropriée pour assumer une double fonction apparaissant dans ce qui suit. Le matériau choisi peut être une toile métallique ou en matière plastique, un tissu synthétique ou un matériau fibreux, non tissé. Dans le cas d'exemple selon la fig. 1, l'emballage 1 est réalisé de manière à posséder une tenue mécanique propre, assimilable à une boite rigide. La réalisation de l'enveloppe ou de l'emballage 1 consiste aussi à prévoir, dans l'une des faces, un orifice 2 qui est, de préférence, bordé, comme illustré par la fig. 1, par un embout 3, à caractère souple ou rigide. L'embout 3, éventuellement associé à un obturateur à languette, est conformé pour accepter l'adaptation d'un raccord 4 prolongeant un flexible d'alimentation 5 s'étendant, à partir d'un robinet 6 équipant la tubulure de sortie 7 d'un réservoir 8 d'anhydride carbonique liquide. Pour produire une masse accumulatrice de froid, le robinet 6 est ouvert, de manière à délivrer, dans l'emballage 1, de l'anhydride carbonique liquide. L'anhydride se détend à l'intérieur de l'emballage et fournit, d'une part, une masse de gaz s'échappant du volume interne par la porosité du matériau constitutif de l'emballage ou de l'enveloppe et, d'autre part, une masse de neige carbonique qui est confinée à l'intérieur de l'emballage. Pour ces raisons, la porosité du matériau est choisie de manière à comporter des pores de section comprise entre 5 et 500 micromètres, permettant, à la fois, un échappement de la masse importante de gaz de détente et aussi la rétention et le confinement des fins cristaux constitutifs de la neige carbonique. Sachant que la production de neige carbonique, à partir d'anhydride carbonique liquide, implique, obligatoirement, l'évacuation d'une masse sensiblement égale à 55 % en poids de la masse d'anhydride liquide injectée, la porosité du matériau constitutif de l'emballage ou de l'enveloppe doit aussi offrir une section globale de passage suffisante, en fonction du volume de gaz à évacuer. A titre d'exemple, il convient de choisir un matériau offrant globalement une section libre d'évacuation, telle que la perte de charge occasionnée par le passage du gaz soit inférieure à 0,1 bar (104 Pa). Lorsque le remplissage de l'enveloppe ou de l'emballage 1 a été effectué, le robinet 11 est fermé pour permettre la désolidarisation du raccord 4 par rapport à l'embout 3. Dans cette situation, l'emballage ou l'enveloppe 1 représente un accumulateur de froid assurant le confinement de la masse accumulatrice de neige carbonique qui, en se sublimant à travers la porosité du matériau, est à même d'emprunter des calories au milieu ambiant et de libérer ainsi le froid accumulé. Outre cet avantage, il convient de relever que l'emballage 1, permettant d'obtenir une masse accumulatrice de froid de toute forme appropriée, représente une enveloppe à caractère semi-isolant, facilitant les manipulations de la masse accumulatrice de froid lors de la production ou du chargement dans une enceinte ou un conteneur isotherme. Dans certains cas, l'embout 3 peut être adapté à demeure sur le raccord 4 et constituer alors une canne destinée à être introduite à l'intérieur du volume de l'emballage ou de l'enveloppe 1, à travers l'orifice 2. L'emballage ou l'enveloppe 1 peut être, comme dit précédemment, de nature rigide ou pseudo-rigide ou, encore, tel qu'illustré par la fig. 2, de nature souple lorsqu'il est réalisé à partir d'un matériau en nappe ou en feuille tissée ou non tissée, à base de matières synthétiques ou minérales. Dans un tel cas, il peut être envisagé de placer l'emballage 1, préalablement au remplissage, dans un cadre conformateur 9, de manière à pouvoir conformer la masse de neige carbonique produite. Dans un tel cas, il est avantageux de prévoir, dans le cadre conformateur 9, une lumière 10 pour le passage de l'embout 3. Une même lumière peut être prévue, également, pour l'introduction d'une canne d'injection lorsque l'embout 3 est adapté directement sur le raccord 4 pour être introduit dans l'orifice 2. Par la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, il devient possible de disposer d'un accumulateur de froid de toute forme appropriée, aisément manipulable et pouvant être disposé, à la convenance de l'opérateur ou en fonction du chargement, à l'intérieur d'une enceinte ou d'un conteneur isotherme de forme quelconque délimitant ou non une cavité pour le recevoir. La fig. 3 montre une variante de mise en oeuvre du procédé selon laquelle l'emballage est produit à partir d'une bande 11 souple, délivrée en continu par des moyens de distribution. Cette bande est constituée à base d'un matériau répondant aux mêmes caractéristiques de porosité appropriée. La bande 11 est refermée ou enroulée sur elle-même pour former un tube 12 pris en charge par un fourreau de préconformation 13 dans lequel il est sollicité en déplacement continu, dans le sens de la flèche f1, par un train entraîneur 14. L'enroulement sur elle-même de la bande 11 est provoqué pour rapprocher progressivement l'un de l'autre les bords et 16 qui sont amenés à se chevaucher sur une faible plage en amont du fourreau 13. Les bords 15 et 16 se chevauchant peuvent être réunis par tout moyen convenable de collage ou de scellage en amont du fourreau 12 qui est constitué par une paroi ajourée. Le raccord 4, équipant le flexible d'alimentation 5, est, dans un tel cas, monté en bout d'une canne d'injection 17, de préférence équipée d'un robinet 18 et placée axialement dans la section supérieure ouverte de la bande 1 pour s'introduire dans le tube 12. La longueur de la canne d'injection 17 est également choisie pour que l'orifice de sortie 20 soit situé en amont et à proximité du conformateur 13. La production d'une masse accumulatrice de froid consiste à assurer le déplacement axial de la bande 11, dans le sens de la flèche f1 pour produire le tube 12 défilant à l'intérieur du fourreau préconformateur 13. Simultanément, le robinet 18 est ouvert, de manière à injecter, à l'intérieur du tube 12, de l'anhydride carbonique liquide qui est amené à se détendre à l'intérieur du volume de confinement délimité par le tube 13 en progression dans le sens de la flèche f'1. Ainsi, le gaz, générant la neige carbonique, est amené à s'échapper par la porosité de la bande 11 ainsi que par les ouvertures du fourreau 12 assurant la préconformation de la neige carbonique. Il s'établit ainsi une production en continu de neige carbonique confinée dans une gaine 21 prise en charge par le train entraîneur 14. Selon l'invention, cet étage est, de préférence, constitué par des rouleaux ou cylindres 22 entraînés en rotation et qui sont, avantageusement, conformés, de manière à assumer une fonction de compactage et de conformation de la gaine ou de l'emballage entourant la masse accumulatrice produite. Au-delà du poste 14, la gaine 21 et la masse accumulatrice, traversent un poste de coupe 23 organisé de toute manière appropriée pour assurer le sectionnement de la gaine 21 et produire, comme cela apparaît aux fig. 3 et 4, un accumulateur de froid 24 formé par une partie de gaine 21 et par la masse accumulatrice 25 confinée. Le poste de coupe 23 est animé d'un fonctionnement intermittent, ce qui permet de produire, à toute cadence souhaitée, des pains de glace ou de neige compactée possédant un emballage propre. Il peut être envisagé de réaliser le poste de coupe 23 de telle façon qu'il assure, par l'intermédiaire de mâchoires appropriées, tout d'abord le compactage transversal de la masse accumulatrice produite puis, ensuite, le scellement et la découpe de la gaine 21 qui forme alors un emballage ou une enveloppe de manipulation d'un pain de neige ou de glace. A l'inverse, le poste 23 peut être conçu pour assurer uniquement la coupe de la gaine 21 et de la masse accumulatrice 25. Dans un tel cas, il peut être avantageux de ne pas réaliser la liaison des bords 15 et 16 de la gaine qui peut ainsi être ouverte pour libérer totalement après manipulation un pain de neige ou de glace. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Procédé de fabrication, à partir d'anhydride carbonique liquide, d'une masse accumulatrice de froid dotée d'un emballage propre, carctérisé en ce qu'il consiste à: - produire un emballage de toute forme désirée à partir d'un matériau présentant au moins localement une porosité appropriée, laisser subsister un orifice dans l'une des faces de cet emballage, disposer dans l'orifice une canne d'injection reliée à un réservoir de stockage d'anhydride carbonique liquide, - injecter dans l'emballage de l'anhydride carbonique liquide pour produire, par sa détente et l'évacuation du gaz par la porosité de l'emballage, au moins une masse de neige carbonique emplissant tout le volume utile de l'emballage. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un emballage présentant, au moins localement, une porosité à base de portes d'ouverture comprise entre 5 et 500 micromètres couvrant une surface suffisante pour l'échappement du gaz produit par la détente de l'anhydride carbonique liquide. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'emballage est soumis à l'action d'un conformateur. 4 - Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on injecte de l'anhydride carbonique liquide dans un emballage en forme de gaine continue s'enveloppant autour de la canne d'injection dont l'orifice de sortie est situé à proximité d'un fourreau de maintien et de préconformation. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on sectionne la gaine et la masse qu'elle renferme pour former des pains. 6 - Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on injecte de l'anhydride carbonique liquide dans des emballages en forme de récipients unitaires. 7 - Accumulateur de froid, caractérisé en ce qu'il comprend: - un emballage (1, 21) constitué en un matériau présentant, au moins localement, une porosité appropriée, - et une masse de neige et/ou de glace carbonique confinée dans ledit emballage. 8 - Accumulateur de froid selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'emballage est constitué par un matériau présentant, au moins localement, des pores d'ouverture comprise entre 5 et 500 micromètres. 9 - Accumulateur de froid selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'emballage est constitué sous la forme d'une gaine. - AccuLlulateur de froid selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'emballage est constitué sous la forme d'un récipient unitaire. 11 - Accumulateur de froid selon la revendication 10, caractérisé en ce que le récipient est muni d'un orifice de remplissage associé à un embout de raccordement à une installation de stockage d'anhydride carbonique liquide. 12 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, carctérisée en ce qu'elle comprend: - des moyens de distribution en continu d'une bande souple (11) poreuse, - des moyens de conformation en tube de la bande amenée à traverser un fourreau préconformateur (13), une canne (17) d'injection d'anhydride carbonique liquide disposée dans le tube en amont du fourreau préconformateur, - un train (14) entraîneur et conformateur disposé en aval du fourreau préconformateur et agissant sur le tube rempli de neige carbonique, - et un poste de découpe (23) du tube et de la neige carbonique prise en masse.