Brevet FR2620804A1 — publié le 19890324

DESCIPION La présente invention concerne un procédé de refroidissement en continu d'un produit extrudé de forme allongée, par un fluide cryogénique ainsi que des installations pour sa mise en oeuvre. Dans de nmbreux daraines de l'industrie, et en particulier dans le domaine alimentaire, on est amené à traiter des produits fabriqués par extrusion, extrusion-cuisson, coextrusion ou coextrusion- cuisson par exemple, juste à leur sortie de l'extrudeuse. La température à la sortie de ces machines est cependant en général trop élevée pour réaliser le traitement ultérieur de coupage, 0 emballage, enduit directement sur le produit extrudé, et le refroidissement simple à l'air trop lent. On est donc amené à refroidir le produit à l'aide de fluide cryogénique pour le rendre manipulable, à une vitesse de refroidisseen.t au moins égale à la vitesse de fabrication et dans des conditions d'échange thenrmique favorable, en vue d'obtenir un refroidissement suffisant et une consaraation minimale de fluide cryogénique. Ainsi, la présente invention concerne un procédé de refroidissement en continu d'un produit extrudé de forme allongée du genre o l'on refroidit le produit circulant dans un tunnel de o réfrigération à fluide cryogénique, caractérisé en ce que le produit traverse successivement dans le sens de circulation dans le tunnel au moins deux zones de refroidissement: une zone de refroidissement par pulvérisation de fluide cryogénique sur le produit; et une zone aval de stabilisation o le gaz et le produit circulent à concourant. De préférence, les zones de refroidissement selon l'invention sont démunies de moyens mécaniques de brassage du gaz. Dans un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, le produit traverse une zone amant de refroidissement par convection o le gaz et le produit circulent à contre-courant, à sa sortie de l'extrudeur O et avant la zone médiane de refroidissement par pulvérisation. Afin d'assurer un écoulement facile et rapide du gaz froid le long du produit à co-ou contre-courant, la section intérieure du tunnel doit être adaptée à la taille du produit extrudé à refroidir. Ainsi, il est préférable selon l'invention que la section du tunnel représente environ 5 à 20 fois, de préférence 11 à 15 fois la section du produit. Canne fluide cryogénique pulvérisé selon l'invention, on peut utiliser de l'azote ou de l'anhydride carbonique. Selon sa nature, le fluide est sous forme solide ou liquide après la pulvérisation et avant sa sublimation. De préférence, dans la zone de refroidissement par pulvérisation, celleci a lieu à une distance telle que le fluide cryogénique entre en contact avec le produit sous forme liquide ou solide, mais de préférence sans accumunlation de liquide ou de solide sur le produit. Canne il apparait dans l'exemple, l'invention s'applique particulièrement aux produits coextrudés dans l'industrie alimentaire, o il faut intervenir rapidement pour refroidir le matériau externe et la garniture, faute de quoi les traitements ultérieurs, du type coupage, sont difficiles; de plus, un refroidissement externe partiel ne suffit pas, car compte tenu des coefficients thermiques, la garniture a tendance à rester chaude, et à rechauffer l'ensemble. Cependant l'invention est applicable dans d'autres domaEines de l'industrie. La longueur des zones de conversion et /ou de stabilisation, et le débit de fluide cryogénique, sont choisis en fonction de la température du produit extrudé ou coextrude, de sa vitesse d'extrusion, des coefficients thermiques du (des) produit(s) (co-) extrudé(s) et de la température maxirrun de manipulation ultérieure. La présente invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. L'invention a donc aussi pour objet une installation de refroidissement en continu d'un produit extrudé de forme allongée, du type tunnel, caractérisée en ce qu'elle comporte un caisson de forme parallepipédique de grande longueur par rapport à sa section, de section supérieure à la section du produit, à parois thermnniquement isolées, étanche au gaz dans sa longueur comportant une ouverture d'entrée du produit extrudé à l'une des extrénités et une ouverture de sortie du produit refroidi à l'autre extrémité, muni de toyen de transport du produit extrudé en continu dans le sens de la longueur et comçportant au moins deux portions raccordées bout à bout à joint étanche, constituées chacune d'un fond de caisse à parois isolées à section en U et une partie supérieure formant couvercle étanche, la partie supérieure formant couvercle d'au roins une portion étant constituée d'un caisson disposé sur le fond de caisse et muni de toyens de distribution de fluide cryogénique relié à une source dudit fluide. Un exemple de réalisation va maintenent être décrit au regard des dessins annexes sur lequel: - la figure 1 représente une vue d'ensemble schématique partiellemaent en éclaté d'une installation conforme à l'invention; - la figure 2 représente une coupe transversale d'une portion de l'installation. Le tunnel représenté à la figure 1 est déstinC au refroidissement en continu d'un produit coextrudé provenant en continu d'une extrudeuse non représentée en amDnt du tunnel dans le sens de l'extrusion (indiqué par une flèche). Ce tunnel, de forme générale allongée à section rectangulaire comporte trois zones ou portions 1,2,3. Le produit 10 repose sur une bande 11 disposée au fond du tunnel sensiblement de mâme largeur que la largeur intérieure du tunnel. Cette bande est entrainée en translation en continu par des moyens non représentés, du type tambour d'entrainemrent animé par un moteur. La bande 11 peut être en matériau fibre de verre recouvert de silicone, mais tout autre matériau souple et non collant au produit à basse température peut être utilisé. Le tunnel est constitué d'un fond 12 à section en U, formant gouttière, o passe la bande 11, les différentes portions 1,2,3 étant déterminées par le couvercle (13,14,15) fernmant le caisson à joint étanche. Les parois du fond 12 et des couvercles 13,14,15 sont en matériau thermiquement isolant, utilisé de façon usuelle pour le maté-riel de refroidissement. Dans les zones, camme les zones 1 et 3 o aucun fluide n'est distribué, les couverlces sont de simples parois planes; et la zone 2 de refroidissement par pulvérisation comporte un couvercle en forme de caisson 14. une source de fluide cryogénique, non représentée, alimente, au travers d'une électrovanne 16, une canalisation 17 conduisant le fluide cryogénique jusqu'à la rampe 18 de distribution par des buses à l'interieur du caisson 14. Les couvercles sont articulés le long du caisson à l'aide de charnières non représentées; le couvercle 13 est représenté en position fermznée, le 15 en position ouverte. On peut dans une autre variante prévoir de les poser. L'ensemble du tunnel repose sur des pieds 19, dont la hauteur est adaptée ou adaptable à la hauteur de sortie de l'extrudeuse. Comme moyen d'étanchéité du tunnel dans sa longueur, on peut prévoir des joints en V de part et d'autre du passage libre du tunnel, des joints tubulaires plastiques ou élastiques coincés entre deux butées à l'extérieur du caisson. De préférence, on utilise un double système de joint pour assurer une complète étanchéité en gaz froid. Ainsi, sur la figure 2 apparaissent le caisson en U 12, et le couvercle 13 reposant sur un double système de joints. D'une part des joints en V 20,21, de préférence métalliques, qui restent souples au froid sont disposés entre le couvercle et les parois supérieures du caissons en U. D'autre part des joints cylindriques en matière plastique 22,23, qui assurent l'étanchéité par écrasement entre une butée 24 fixée sur le couvercle et un support 25 fixé au caisson. D'autres moyens d'étanchéité connus sont envisageables. Exemple Dans un dispositif selon l'invention, on a réalisé le refroidissement d'un biscuit fourré coextrudé à 0,32 m/s à 130 C à l'extérieur et 110 C à l'intérieur. Les températures au tranchage doivent être de 60 C à l'extérieur et 40-50 C à l'intérieur. Le dianètre du biscuit est de 13 à 14 m, et celui du fourrage de 10 mm. Le refroidissement est réalisé avec une installation telle qu'elle est décrite à la figure 1, la longueur de la zone 1 étant de 1 m, de la zone 2 de 2 m et de la zone 3 de 5 m, la section de passage faisant 4x5 cm. Le matériel conscrmme 85 à 100 1/h de LN2. PZEV1ICATICNS 1.- Procédé de refroidissement en continu d'un produit extrudé de forme allongée du genre o l'on refroidit le produit circulant dans un tunnel de réfrigération à fluide cryogénique, caractérisé en ce que le produit traverse successivement dans le sens de circulation dans le tunnel au moins deux zones de refroidissement: une zone de refroidissement par pulvérisation de fluide cryogénique sur le produit et une zone aval de stabilisation o le gaz et le produit circulent à concourant. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones de refroidissement sont démnnies de moyens mnécaniques de brassage du gaz. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le produit traverse une zone amont de refroidissement par convection o le gaz et le produit circulent à contre-courant; une zone de refroidissement par pulvérisation de fluide cryogénique sur le produit et une zone aval de stabilisation o le gaz et le produit circulent à co-courant. 4.- Procédé selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que la section intérieure du tunnel dans ses zones de refroidissrement par convection et/ou de stabilisation représente environ à 20 fois la section du produit. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la section intérieure du tunnel dans ses zones de refroidissement par convection et/ou de stabilisation représente environ 11 à15 fois la section du produit. 6.- Procéde selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fluide cryogénique est pulvérisé à une distance telle qu'il entre en contact avec le produit sous forme liquide ou solide, sans accumulation de liquide ou de solide. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fluide cryogénique est l'azote ou le dioxyde de carbone. 8.- Installation de refroidissement en continu d'un produit extrudé de fonrme allongée, du type tunnel, caractérisée en oe qu'elle coraporte un caisson (12) de forme parallepipédique de grande longueur par rapport à sa section, de section supérieure à la section du produit, à parois thermiquement isolées, étanche au gaz dans sa longueur, comportant une ouverture d'entrée du produit extrudé à 1'une des extrémités et une ouverture de sortie du produit refroidi à l'autre extrémité,muni de moyen de transport (11) du produit extrudé (10) en continu dans le sens de la longueur et comportant au moins deux portions raccordées bout à bout à joint étanche, constituées chacune d'un fond de caisse à section en U et une partie supérieure formant couvercle (13,14,15) étanche, et en ce que la partie supérieure formant couvercle d'au moins une portion est constituée d'un caisson (14) disposé sur le fond de caisse et iuni de moyens (17,18) de distribution de fluide cryogénique relié à une source du dit fluide. 9.- Installation selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de transport (11) sont constitués d'une bande continue sensiblement de m0oe largeur que la largeur intérieure du caisson, en matériau souple à basse température, et pourvu de moyens d'entrainement en translation dans le sens de l'extrusion. 10.- Installation selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que les moyens de distribution en fluide cryogénique sont constitués d'au moins une buse ou une rampe de buse de pulvérisation disposée dans le caisson formant couvercle. 11.- Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte trois portions successives et en ce que la portion médiane est pourvue de moyens de distribution de fluide cryogénique. 12.- Installation selon l'une des revendications 8 à 11, carctérisée en ce que les parties supérieures formant couvercle des portions démunies de moyens de distribution de fluide sont des parois planes (13,15).