Brevet FR2638066A1 — publié le 19900427

L'invention concerne un dispositif de surgélation de produits liquides sous forme de paillettes, et notamment de produits visqueux ou pâteux, tels que la crème épaisse de lait ou encore les soupes, pâtes à crêpes ou à gaufres, etc. On connaît déià par le brevet français Ne 1 537 630 un dispositif de surgélation pour la production de paillettes de glace, qui se compose d'un cylindre horizontal monté à rotation et sur la paroi interne duquel est fixé l'évaporateur d'une source de froid. Ce cylindre plonge, par sa périphérie inférieure, dans liteau d'un bac, de façon que, lors de la rotation du cylindre il se forme en continu, contre sa face externe, une fine couche de glace. Cette couche de glace est ensuite séparée du cylindre et brisée en paillettes par un racleur appliqué contre la paroi externe du cylindre au-dessus du niveau de l'eau du bac. En fait, ce dispositif n'est acceptable que pour la production de paillettes à partir d'eau ou tout au moins de produits entièrement liquides, telles qu'elles sont utilisées pour la réfrigération des produits alimentaires et, par exemple, du poisson. Par contre, ce dispositif ne convient pas pour la production de paillettes à partir de produits alimen taires visqueux ou pâteux et, notamment, de crème épaisse de lait. Le dispositif ci-dessus, qui fonctionne suivant la technique dite de barbotage, ne permet donc pas l'obtention de telles paillettes car si l'on alimente cé dispositif avec un produit visqueux ou pâteux, on aboutit rapidement à la formation, au voisinage immédiat du cylindre, d'une croûte gelée de produit qui empêche la mise en contact du produit pâteux avec le cylindre et réduit donc à néant toute production de paillettes. Un dispositif similaire fonctionnant suivant cette technique du barbotage est également décrit dans le brevet américain N 3 775 991, le cylindre étant dans ce cas un cylindre à paroi souple contre la face interne duquel on projette, à l'aide de buses, un liquide réfrigéré. Une technique pour la production de paillettes de particules glacées, est décrite dans le brevet français N 1 329 701 qu met en oeuvre un cylindre fixe réfrigéré d'axe vertical autour duquel tourne une structure comportant une buse aspergeant la face externe du cylindre par de l'eau et une structure hélicoïdale venant briser la couche de glace qui se forme sur ce cylindre. Un tel dispositif n'aboutit pas à la formation de paillettes mais, au contraire, à de petits blocs de glace mélangés à de l'eau. on connaît également par la demande de brevet en République Fédérale d'Allemagne N 3 532 071, un dispositif qui est destiné non pas à la production de paillettes mais à la production de bâtonnets glacés du type esquimaux, produits à partir de crème glacée foisonnée. Ce dispositif se compose essentiellement d'un cylindre horizontal réfrigéré entraîné en rota tion et pourvu d'alvéoles sur sa face externe. La crème glacée foisonnée est, en cours de congélation et pendant la rotation du cylindre, maintenue dans les alvéoles par une bande de maintien qui entoure la moitié inférieure du cylindre, puis les bâtonnets glacés obtenus sont séparés les uns des autres. Vis-à-vis de ces dispositifs connus, la présente invention concerne un dispositif de surgélation de produits liquides sous forme de paillettes, notamment de produits visqueux ou pâteux, tels que de la crème épaisse de lait, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre cryogénique monté à rotation, une surface fixe courbe placée à faible distance de sa périphérie pour définir avec ce cylindre un espace au moins sensiblement lamellaire, des moyens pour appli quer le produit liquide contre la périphérie du cylindre en amont de la surface courbe par rapport au sens de rotation du cylindre, et des moyens pour maintenir la surface courbe à une température supérieure à la température de congélation du produit liquide. Suivant une autre caractéristique de l'invent ion la surface courbe comporte à son extrémité amont une rangée de perforations formant la rampe de distribution du produit liquide appliqué contre le cylindre. Suivant une autre caractéristique de l''in- vention, les moyens pour maintenir la surface courbe à une température supérieure à la température de congélation sont constitués par une enceinte creuse dont l'une des faces forme la surface courbe et à l'intérieur de laquelle circule un liquide. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, l'enceinte creuse présente des prolongements lateraux creux recouvrant au moins partiellement les extrémités du cylindre. L'invention est représentée à titred'exem- ple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale du dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe partielle de gauche de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif, le tambour cryogénique ayant été ôté. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'un dispositif de surgélation de produits liquides sous forme de paillettes, qui assure une production en continu et de rendement élevé de paillettes sèches et de structure homogène, particulièrement dans le cas de produits alimentaires visqueux et pâteux. Ce dispositif comprend un cylindre creux 1 monté à rotation sur son arbre 2. La face externe de ce cylindre est lisse et sa face interne comporte un serpentin 3 constituant l'évaporateur d'un dispositif frigorifique extérieur, non représenté, et auquel ce serpentin est relié par l'intermédiaire de raccords tournants placés à hauteur de l'arbre 2. A proximité de ce cylindre est disposée une enceinte creuse fixe et amovible 4 réalisée de préférence en acier inoxydable. Cette enceinte creuse qui entoure partiellement le cylindre, de préférence dans sa moitié inférieure, par une surface courbe 5. Cette surface courbe est cylindrique et coaxiale au cylindre 1 afin de délimiter avec ce dernier un espace lamellaire 6 de faible épaisseur. Cette surface courbe 5 s'écarte progressivement en 5. du cylindre 1 à son extrémité aval détermi- née en considérant le sens de rotation F du cylindre. L' extrémité amont de cette surface courbe 5 est pourvue d'une rangée de perforations 7 ou d'une fente orientée suivant une génératrice du cylindre et formant les orifices d'une rampe de distribution 8 du produit liquide à surgeler sous forme de paillettés. Ce produit liquide est amené à cette rampe 8, qui est disposée à l'intérieur de l'enceinte 4, par l'intermédiaire d'une canalisation 9. L'enceinte 4 présente des prolongements latéraux qui couvrent au moins partiellement les deux extrémités du cylindre 1, ces prolongements présentant une découpe 42 par laquelle ils entourent partiellement l'arbre 2 du cylindre. L'enceinte creuse 4 est remplie d'un liquide qui a pour but de maintenir la surface 5 à une température supérieure à la température de congélation du produit amené dans l'espace lamellaire 6 par les perforations 7 de la rampe 8. Le liquide 4 est maintenu à cette température suffisante en organisant, à l'intérieur de cette enceinte, une circulation permanente du liquide. A cet effet, l'enceinte 4 est reliée par des orifices d'introduction de liquide 10 et des orifices de sortie de liquide il à un circuit fermé non représenté comportant un réservoir de liquide et une pompe de circulation. Des moyens de chauffage et une sonde thermique pourront être prévus dans ce circuit et, de préférence, dans le réservoir de liquide afin de régler sa température à la valeur désirée. Comme représenté sur les dessins, le conduit 10 d'entrée de liquide dans l'enceinte 4 est disposé à la base et dans la zone médiane de cette enceinte, alors que les conduits 11 sont au nombre de 4 et sont situés à l'extrémité supérieure des prolongements latéraux 41 de l'enceinte, de part et d'autre de la découpe 42. Cette disposition permet de maintenir l'ensemble de la paroi de l'enceinte 4 qui est située en regard du cylindre cryogénique 1, à la température nécessaire afin d'éviter, le collage par gel du produit liquide à surgeler sous forme de paillettes, contre les parois de l'enceinte 4 qui sont situées en regard du cylindre 1. Par ces dispositions, la surface courbe 5, est maintenue à une température suffisante pour que le produit appliqué contre le cylindre 1 à l'extrémité amont 52 colle en se congelant, exclusivement à-la périphérie du cylindre 1 sans adhérer à la surface 5 et en formant ainsi une couche uniforme de produit congelé nécessaire pour obtenir des paillettes sèches et de structure homogène. Cette couche congelée est ainsi produite de manière continue en évitant tout risque de colmatage dans l'espace lamellaire 6. Eien entendu, ce dispositif comportera tout dispositif propre à adapter à des valeurs convenables la puissance disponible du circuit frigorifique, la vitesse de rotation du cylindre 1, le débit du produit liquide à surgeler dans la canalisation 9, le débit et la température du liquide circulant dans l'enceinte 4, l'épaisseur de l'espace lamellaire 6, etc. Pour permettre le réglage de l'épaisseur de l'espace lamellaire 6, les prolongements latéraux 41 de l'enceinte 4 comportent à leurs extrémités supérieures des pattes 12 pour l'accrochage de l'enceinte 4 à un moyen de réglage de la hauteur de cette enceinte par rapport au cylindre 1. Egalement, un moyen de régulation constitué par un contacteur 13, est disposé entre le prolongement aval 5 de la surface 5 et le cylindre 1, afin d'être déclenché par le produit liquide en excès et non congelé aboutissant dans cette zone afin que ce déclenchement commande la réduction ou l'arrêt momentané du débit du liquide dans la canalisation 9. Ce contacteur 13 est, de préférence, disposé à un niveau situé légèrement en-dessous du plan déterminé par l'extrémité amont 5 de la surface courbe 5 et la base des découpes latérales 42 afin d'éviter tout débordement du liquide à surgeler par ces découpes 42 La couche glacée qui se forme à la périphérie du cylindre est finalement transformée en paillettes de structure homogène par un racleur 14 appliqué contre la périphérie du cylindre et qui forme une butée pour la couche glacée formée. L'invention concerne aussi, en tant que produit industriel nouveau, les paillettes obtenues à partir d'un produit visqueux ou pâteux et, notamment, de crème épaisse de lait, fromage blanc, yaourt, pâte à crêpes ou à gaufres, etc. Ces paillettes se présentent sous forme d'éléments de dimensions variables dont les extrêmes constituent de la poudre et des plaquettes. REVENDICATIONS 1) Dispositif de surgélation de produits liquides sous -forme de paillettes, notamment de produits visqueux ou pâteux, tels que de la crème épaisse de lait, caractérisé en ce qu'il comporte ,un cylindre cryogénique (1) monté à rotation, une surface fixe courbe ' (5) placée à faible distance de sa périphérie pour définir avec ce cylindre un espace au moins sensiblement lamellaire (6), des moyens (7, 82 pour appliquer le produit liquide cotre la périphérie du cylindre en amont de la surface courbe par rapport au sens de rotation du cylindre, et des moyens (4, 10, 11) pour maintenir la surface courbe à une température supérieure à la température de congélation du produit liquide. 2) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la surface courbe (5) est au moins en partie cylindre et coaxiale au cylindre. 3) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour l'application du produit sur le cylindre sont réalisés sous la forme d'une rampe de distribution (8) perforée disposée à proximité du cylindre suivant l'une de ses génératrices. 4) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface courbe (5)'comporte à son extrémité amont une rangée de perforations (7) formant la rampe de distribution (8) du produit liquide appliqué contre le cylindre (1). 5) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir la surface courbe à une température supérieure à la température de congélation sont constitués par une enceinte creuse (4) dont l'une des faces forme la surface courbe (5) et à l'intérieur de laquelle circule un liquide. 6) Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'enceinte creuse présente des prolongements latéraux creux (4 ) recouvrant au moins partiellement les extrémités du cylindre (1). 7) Dispositif conforme aux revendications 5 et 6, caractérisé en ce que enceinte creuse (4) comporte des orifices d'introduction (10) et de sortie (11) du liquide reliés à un circuit fermé comportant une pompe de circulation. 8) Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que au moins l'un de ces orifices de l'enceinte débouche à hauteur de chacun des prolongements latéraux (4,). 9) Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les prolongements latéraux (41) de l'enceinte (4) présentent une découpe (42) entoure rant partiellement l'axe (2) du cylindre. 10) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce'que la surface courbe (5) se prolonge à son extrémité aval par une surface (51) s'écartant progressivement du cylindre. 11) Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en ce qu'un contacteur est disposé dans la zone délimitée par le cylindre (1) et l'extrémité aval (51) de la surface courbe (5) qui s'écarte du cylindre afin d'être actionné par le produit liquide excédentaire non surgelé. 12) En tant que produit industriel nouveau, les produits sous forme de paillettes obtenues à partir de produits visqueux ou pâteux.