Brevet FR2618887A1 — publié le 19890203

Congélateur automatique à plaques muni de plaques de congélation horizontales, permettant d'appliquer une pression au produit pendant les opérations de congéla- tion normales " La présente invention concerne un congéla- teur automatique à plaques horizontales. Actuellement, les machines de ce type sont bien connues et sont couramment utilisées dans l'in- dustrie du traitement des produits alimentaires pour congeler de grandes quantités de produits emballés présentant généralement des côtés plats et parallèles. Tous les congélateurs à plaques horizontales assurent la transmission de chaleur par "contact di- rect" entre les plaques froides et le produit, c'est- à-dire que la chaleur est transmise par "conduction". Dans ces congélateurs à plaques, des moyens sont uti- lisés pour abaisser la température des plaques, c'est- à-dire que ces plaques sont convenablement refroidies par un réfrigérant circulant à l'intérieur de celles- ci. Lorsque le produit est introduit entre deux plaques froides, et se trouve en contact avec celles- ci, une double transmission de chaleur se produit du fait de ce "double contact". Pour mettre en oeuvre le principe ci-dessus, les congélateurs à plaques présentent tous une struc- ture telle que, lorsqu'ils fonctionnent, les plaques soient tout d'abord "ouvertes" (c'est-à-dire suffisam- ment espacées l'une de l'autre) pour permettre l'in- troduction du produit par une ouverture, puis ensuite "fermées" de nouveau dans l'étape suivante (c'est-à- dire rapprochées du produit) pour réaliser le "double contact" décrit ci-dessus. Dans tous les congélateurs à plaques hori- zontales, pour appliquer convenablement le "double contact", les plaques de congélation sont munies de pièces d'écartement de hauteur convenable, soit fixes, soit réglables, logées dans des passages en forme de "U" placés sur les bords latéraux des plaques, de fa- çon que, dans leur' position de fermeture, les plaques soient correctement placées parallèlement l'une à l'autre et ei contact avec le produit sans endommager celui-ci. Il est évident que des pièces d'écartement de hauteur correcte doivent être utilisées, car on risquerait sinon, soit d'endommager le produit soit d'obtenir une transmission de chaleur inefficace. Pour comprendre la portée de la présente in- vention, il est nécessaire de considérer que l'indus- trie du traitement des produits alimentaires nécessite souvent de grandes quantités de produits congelés sous forme de blocs, avec des spécifications très serrées de taille et de poids, ces blocs devant garantir un maximum de planéité et d'uniformité pour être ensuite soumis à un traitement ultérieur, tel qu'une découpe en parties plus petites, comme par- exemple des filets de poisson, ou analogues. Pour cela, le produit en vrac est introduit dans des châssis métalliques solides qui mettent les blocs en forme. Les châssis sont ensuite placés dans 2 618 8 87 la machine qui effectue la congélation et qui doit en même temps appliquer la pression du côté ouvert des châssis pour obtenir la forme voulue. Après congélation, le produit est retiré des châssis. Actuellement, les seuls congélateurs à pla- ques horizontales utilisés pour ces blocs, sont char- gés et déchargés manuellement, c'est-à-dire que leurs plaques sont ouvertes, que le produit est chargé, puis que les plaques sont ensuite refermées et maintenues sous pression pendant le temps de congélation néces- saire. Evidemment, une telle manipulation manuelle s'adapte difficilement à une grande production de blocs du fait des coûts élevés des travaux mis en oeu- vre et des inconvénients d'un fonctionnement en régime intermittent. Il faut remarquer que les congélateurs auto- matiques actuels sont conçus de telle manière qu'ils ne peuvent appliquer une pression au produit, de sorte que leur usage est limité à des produits emballés (c'est-à-dire essentiellement des produits emballés pour consommateurs), ce qui laisse ainsi de côté le très vaste domaine d'applications de la congélation en blocs. Le congélateur à plaques faisant l'objet de la présente invention est capable d'appliquer une pression au produit pendant la congélation, et consis- te en une machine automatique fonctionnant en continu à la chaîne, et est caractérisé en ce qu'il utilise des moyens qui, pendant l'opération normale de charge- ment de chaque plaque, appliquent une pression sur toutes les plaques précédemment chargées. D'autres améliorations et avantages sont ca- ractérisés en ce que la pression convenable à appli- quer au produit doit être d'environ 0,5 x 9,806 x 104 Pa/cm2. Le congélateur comprend des bras de prise équipés de supports doubles pour obtenir une ouverture permettant d'introduire le produit tout en maintenant également la plaque à charger à un niveau constant même si l'on applique des forces tendant à faire des- cendre la plaque au-dessous de ce niveau. Les forces sont appliquées à la plaque au-dessous de celle à charger de façon que, grâce à l'action de tiges, ces forces soient transférées à toutes les autres plaques situées au-dessus. Les moyens de production des forces de pression du produit ne gênent pas les mouvements des plaques. Il comprend un ensemble de plaques logées entre un châssis supérieur et un châssis inférieur, ces châssis étant reliés l'un à l'autre par des ti- rants, des moyens pour soulever et abaisser cet ensem- ble de plaques, des bras pour prendre les plaques par l'intermédiaire de supports doubles en les maintenant au voisinage d'une ouverture d'alimentation de pro- duit, de façon que la position de chaque plaque en cours de chargement soit fixée même lorsqu'une force appliquée aux plaques inférieures tend à abaisser cel- les-ci, des moyens pour appliquer cette force à la plaque directement audessous de la plaque en cours de chargement, de façon que cette force soit également transmise aux autres plaques inférieures et, par l'in- termédiaire des tirants, aux plaques supérieures, en appliquant ainsi une pression à l'ensemble du produit chargé. Les moyens d'application de pression sont constitués par des consoles montées sur la tige d'un piston articulé sur les supports mobiles; des guides sont utilisés sur les supports mobiles pour espacer les consoles pendant le soulèvement. L'invention sera décrite en détails en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en.élévation d'un congéla- teur de type courant; - la figure 2 représente un châssis du type utilisé dans les opérations décrites ci-dessus; - les figures 3 et 4 représentent le produit avant son introduction dans le congélateur; - la figure 5 représente un bloc congelé; - la figure 6 représente un exemple d'utilisation dans une alimentation de consommateur, c'est-à-dire avec le produit entouré par des plats latéraux; - les figures 7 et 8 sont des vues explicatives du fonctionnement du congélateur selon l'invention; et - les figures 9 à 11 sont des vues explicatives des opérations de levage et d'abaissement des plaques. Pour comprendre convenablement les caracté- ristiques de ce nouveau congélateur, il est préférable de se référer aux Brevets U.S.A n 3 271 973-Amerio n 3 557 975, et à la figure 1 qui représente une vue en élévation d'un congélateur de type courant. Une pile de plaques constituée d'un certain nombre de plaques 2 supportées par un châssis infé- rieur 3 et reliées à un châssis supérieur 4 par des tiges réglables 5, est soulevée et abaissée par des vérins 6 agissant sur le châssis inférieur 3. Les plaques sont espacées les unes des au- tres par des pièces d'écartement 7 de hauteur convena- ble, suivant le produit à congeler, et se fixant à la surface supérieure de chaque plaque. Chaque plaque est supportée par la plaque placée au-dessous. Pendant le fonctionnement, le vérin 6 amène chaque plaque 2 au niveau d'un convoyeur d'alimenta- tion 8 placé devant le congélateur. Par une ouverture d'entrée A ménagée dans une boîte calorifugée 9, des dispositifs de chargement spécifiques de type classique (comme décrit dans le Brevet U.S.A n 3 557 975-Américo) chargent la piaque de paquets à congeler P, ces paquets étant transportés par le convoyeur, tandis que les paquets congelés sor- tent par une ouverture B située du côté arrière du congélateur o se trouve un convoyeur de déchargement analogue au convoyeur 8. Pendant le levage réalisé plaque après pla- que, les bras de prise à ressort 10 sont ouverts par les bords latéraux inclinés des plaques, puis sont en- suite fermés dès qu'une plaque a passé. Après la "prise" d'une plaque, le levage est interrompu et les vérins font descendre la partie in- férieure de la pile de plaques dans la mesure o la longueur des tiges le permet, ce qui crée ainsi l'ou- verture A de chargement du produit entre la plaque de prise et la plaque au-dessous de celle-ci qui se trou- ve au niveau des convoyeurs. Par suite, la pile de plaques est divisée en deux parties c'est-à-dire une partie supérieure et une partie inférieure. L'action de soulèvement-abaissement des vé- rins est répétée pour toutes les plaques et lorsque la pile de plaques est complètement soulevée après que toutes les plaques aient été chargées, des moyens sont utilisés pour maintenir le bras de prise en position d'ouverture à une certaine distance de la pile de pla- ques, ce qui permet ainsi de l'abaisser complètement et de préparer le cycle suivant. Avant de décrire le congélateur faisant l'objet de l'invention, on considérera tout d'abord le produit particulier à congeler (c'est-à-dire les blocs). Les figures 3 et 4 représentent un remplis- sage irrégulier du châssis comme cela arrive générale- ment, et l'on pourra remarquer que le produit est plus haut que le châssis lui-même. Le congélateur fonctionne de la manière re- présentée sur les figures 7 et 8. Le mouvement des plaques est analogue à ce- lui d'un congélateur à plaques tel que celui décrit sur la figure 1. Une pile de plaques constituée d'un certain nombre de plaques 18, supportée par un châssis infé- rieur 19 et reliée à un châssis supérieur 20 par les tiges 21, est soulevée et abaissée par les vérins 22 agissant sur le châssis inférieur 19. Les plaques sont espacées les unes des au- tres par des pièces d'écartement 23 fixées à la surfa- ce supérieure de chaque plaque et, dans les applica- tions considérées ici, la hauteur des pièces d'écarte- ment est égale à la hauteur des châssis. Pendant le soulèvement, réalisé plaque après plaque, les bras de prise à ressort 24 ainsi que leurs supports 24a et 24b, s'ouvrent du fait que les bords latéraux des plaques sont inclinés, et se referment après le passage d'une plaque. A ce stade, le soulèvement est interrompu et les vérins font descendre la partie inférieure de la pile de plaques dans la mesure o la longueur des ti- ges le permet. Du fait que la plaque prise 18a et toutes les plaques situées au-dessus de celle-ci reposent sur le support 24a, la plaque 18b repose sur les supports 24b correspondant au niveau du convoyeur 25, et la plaque 18c ainsi que les autres plaques reposent sur le châssis inférieur 19. La pile de plaques est ainsi divisée en trois parties; la distance entre les supports 24a et les supports 24b est réglée de manière à permettre l'introduction des châssis trop remplis comme indiqué à la figure 3, et la distance entre la plaque 18b et la plaque 18c est réglée par les tiges 21. Dans cette position, les châssis contenant le produit sont chargés sur la plaque 18b en utilisant des dispositifs de chargement de type classique tels que ceux décrits dans le Brevet U.S.A n 3 557 975. On pourra remarquer que le niveau de la pla- que à charger est indépendant de la position des pla- ques placées au-dessous de celle-ci, tandis qu'à la figure 1, ce niveau en dépendait strictement, car la plaque était en fait posée sur les plaques situées au- dessous de celle-ci. Dans ce congélateur à plaques les bras de prise sont équipés de cylindres hydrauliques 26 pou- vant pivoter sur leur base et dont les tiges sont mu- nies de consoles 26a. Pendant le soulèvement et l'abaissement des plaques, les consoles 26a ne gênent pas le mouvement des plaques du fait que les guides 27 maintiennent celle-ci à une certaine distance de la pile de pla- ques. Comme on pourra le voir aux figures 9, 10 et 11, des moyens sont utilisés pour commander les diffé- rentes séquences des mouvements des plaques et des consoles. Pendant le soulèvement et l'abaissement de chaque plaque, les consoles 26a se trouvent dans la position indiquée sur la figure 11. Après l'abaissement des plaques et lorsque les plaques sont stoppées, les consoles se trouvent dans la position indiquée à la figure 10 et appliquent sur les bords de la plaque 18c la force provenant de la pression hydraulique régnant à l'intérieur des cy- lindres. Cette action sur la plaque 18c provoque l'ap- plication d'une pression sur toutes les plaques si- tuées au-dessous de celle-ci, jusqu'au châssis infé- rieur 19. La même action est transmise à la partie su- périeure de la pile de plaques jusqu'à la plaque 18a, par l'intermédiaire des tiges 21. L'action des forces n'est interrompue que très brièvement pendant le mouvement des plaques, car dans ces phases, les consoles 26a, comme indiqué ci- dessus, sont maintenues à une certaine distance de la pile de plaques. Cependant, en considérant que le temps généralement mis pour changer une plaque (quel- ques secondes) ainsi que le temps nécessaire pour un abaissement complet (une minute) sont négligeable par rapport au temps total de congélation (quelques heu- res), l'action des forces ci-dessus peut être considé- rée comme continue. Pendant le fonctionnement normal du congéla- teur, toutes les plaques sont poussées vers le bas, de sorte que le produit contenu dans les châssis se trou- ve comprimé. Pour cette raison, l'air contenu dans le châssis est expulsé, ce qui donne au produit la forme de bloc serré requise. Le produit reste sous pression pendant tout le temps nécessaire pour charger toutes les plaques ou une plus grande quantité de plaques si on le désire, jusqu'à ce qu'il revienne dans la position 18c au cours du cycle suivant après avoir été congelé et dur- ci de manière à être prêt à être remplacé dans la po- sition 18b par un nouveau produit frais. Les forces nécessitées par ces applications sont très élevées, car la pression convenable à appli- quer au produit doit être d'environ 0,5 x 9,806 x 104 Pa/cm2, de sorte qu'une solidité convenable doit être garantie pour toutes les parties utilisées et en par- ticulier pour les plaques. Toutes ces caractéristiques font du congéla- teur automatique à plaques objet de l'invention, une machine complètement nouvelle capable de congeler et de comprimer des produits sous forme de blocs. On remarquera que cette nouvelle machine peut également être réglée pour fonctionner tradition- nellement, c'est-à-dire sans pression sur les plaques, lorsqu'on manipule des emballages normaux ou des car- ton, tandis que le congélateur automatique à plaques normal utilisé jusqu'ici pour les paquets ou les car- tons ne permettait pas d'appliquer sur les plaques la pression requise pour la congélation de blocs. REVENDICATIONS 1 ) Congélateur automatique à plaques muni de plaques de congélation horizontales, caractérisé en ce qu'il utilise des moyens qui, pendant l'opération de chargement normale de chaque plaque (18), appli- quent une pression sur toutes les plaques précédemment chargées (18a, 18b, 18c). 2 ) Congélateur à plaques selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la pression convenable à appliquer au produit doit être d'environ 0,5 x 9,806 x 104 Pa/cm2. 3 ) Congélateur à plaques selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il comprend des bras de prise équipés de supports doubles pour obtenir une ou- verture permettant d'introduire le produit tout en maintenant également la plaque à charger à un niveau constant même si l'on applique des forces tendant à faire descendre la plaque au-dessous de ce niveau. 4 ) Congélateur à plaques selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les forces sont appli- quées à la plaque au-dessous de celle à charger de fa- çon que, grâce à l'action de tiges, ces forces soient transférées à toutes les autres plaques (18) situées au-dessus. 5 ) Congélateur à plaques selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les moyens de produc- tion des forces de pression du produit ne gênent pas les mouvements des plaques. 6 ) Congélateur à plaques muni de plaques de congélation horizontales selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de plaques logées entre un châssis supérieur et un châssis infé- rieur, ces châssis étant reliés l'un à l'autre par des tirants; des moyens pour soulever et abaisser cet en- semble de plaques; des bras (24) pour prendre les plaques par l'intermédiaire de supports doubles (24a et 24b) en les maintenant au voisinage d'une ouverture d'alimentation de produit, de façon que la position de chaque plaque en cours de chargement soit fixée même lorsqu'une force appliquée aux plaques inférieures tend à abaisser cellesci; des moyens (26; 26a) pour appliquer cette force à la plaque directement au- dessous de la plaque en cours de chargement, de façon que cette force soit également transmise aux autres plaques inférieures et, par l'intermédiaire des ti- rants (21), aux plaques supérieures, en appliquant ainsi une pression à l'ensemble du produit chargé. 7 ) Congélateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'application de pression sont constitués par des consoles (26a) mon- tées sur la tige d'un piston (26) articulé sur les supports mobiles (24). 8 ) Congélateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que des guides sont utilisés sur les supports mobiles (24) pour espacer les consoles (26a) pendant le soulèvement.