Brevet FR2674320A1 — publié le 19920925

Procédé et dispositif de congélation La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la congélation d'un produit, notamment d'un produit alimentaire, en vue de la congélation d'au moins une de ses surfaces. La congélation de produits alimentaires se fait habituellement dans des tunnels de congélation o le froid est obtenu par des moyens mécaniques. Ces produits alimentaires que l'on cherche à congeler sont souvent collants et adhèrent aux tapis roulants du tunnel de congélation sur lesquels ils sont convoyés, posant ainsi un problème d'entretien et d'hygiène. De plus, ces produits peuvent être peu compacts et se disloquent facilement, perdant de ce fait, lors de leur manutention, la forme qu'on veut leur conférer C'est par exemple, le cas des boulettes de purée de légumes, extrêmement difficile à manipuler. On a déjà proposé des procédés pour congeler des produits alimentaires selon lesquels, on place les produits à congeler sur un support métallique dont la température a été préalablement abaissée de telle sorte que seule la surface des produits en contact avec le support métallique soit gelée La température du support peut être par exemple abaissée au moyen d'un gaz cryogénique circulant dans une rigole placée en dessous dudit support Selon la nature du support et sa conductivité thermique, des températures de l'ordre de -600 C à -900 C peuvent être atteintes. Toutefois, il a pu être constaté que ces procédés pouvaient présenter des inconvénients, en particulier lors du traitement de produits particulièrement collants, tels des boulettes de purée de légumes. Selon ces procédés, ces boulettes adhèrent à la paroi jusqu'à ce que leur surface ait pu être refroidie suffisamment, induisant ainsi un temps de latence, retardant le traitement de produits en amont de la ligne de production. Un tel temps de latence peut alors entraîner une baisse notable de productivité. Le procédé selon la présente invention permet d'éviter l'adhésion des produits à congeler sur le support, même lorsqu'ils sont très -2- collants, autorisant alors une productivité notablement améliorée et une grande facilité d'entretien. De plus, selon un tel procédé, la nature du support est de peu d'importance, en particulier le support n'a pas à être d'un matériau bon conducteur de la chaleur Selon un autre aspect du procédé de l'invention, on peut facilement adapter les moyens mis en oeuvre à tout type de produits à congeler, et ce par des réglages simples. La présente invention concerne donc un procédé de congélation d'un produit, notamment d'un produit alimentaire, caractérisé en ce que l'on met en contact ledit produit avec un film, constitué d'un gaz liquéfié dont le point d'ébullition est inférieur à -30 'C disposé à la surface d'un support vibrant, et on sépare le produit congelé au moins partiellement, dudit film de gaz liquéfié. On a pu ainsi constaté que d'une manière surprenante, des produits, même très collants, n'adhèrent aucunement au support, ceci malgré une épaisseur dudit film qui peut être très faible. Sans être lié à une explication théorique, on estime que le produit traité flotte à la surface du film de gaz liquéfié par un phénomène de caléfaction, obviant ainsi tout risque d'adhésion sur le support De plus, le contact direct entre le produit et le film de gaz liquéfié dont la température peut être très basse, permet une congélation quasi immédiate des surfaces du produit au contact du film. Dans le cadre de l'invention, les produits à congeler sont essentiellement des produits alimentaires, qui peuvent être à l'état solide, en particulier des tranches de poissons ou de viandes, hachées ou non, des gâteaux, des pizzas, des légumes entiers ou coupés ou à l'état pâteux, telles des boulettes de purée de légumes Ces produits peuvent éventuellement être à l'état semi-liquide ou même liquide. Outre des produits alimentaires, on peut également traiter des produits industriels tels des matières grasses ou des cires dont les points de fusion sont proches de la température ambiante Le procédé selon l'invention convient tout particulièrement au traitement de produits solides ou pâteux mis en forme et dont on veut congeler la surface inférieure en contact direct avec le film de gaz liquéfié Ces produits présentent généralement une surface au contact du film dont la diagonale la plus longue a une longueur supérieure à 1 cm, le plus souvent supérieure à 3 cm. -3- Le film de gaz liquéfié est généralement constitué d'un gaz non toxique dont le point d'ébullition est avantageusement inférieur à -150 'C De préférence ledit gaz liquéfié est l'azote liquide. Habituellement, l'épaisseur du film de gaz liquéfié est en moyenne supérieure à 2 mm, et de préférence inférieure à 10 mm, plus préférentiellement de l'ordre de 5 mm Le support sur lequel se trouve le film de gaz liquéfié est animé d'un mouvement vibratoire dont la fréquence varie selon la vitesse que l'on veut conférer au produit traité et donc du temps de contact désiré entre ledit produit et ledit film. Généralement, cette fréquence est de l'ordre de 5 à 100 Hertz, plus généralement de l'ordre de 7 à 60 Hertz. L'amplitude du mouvement vibratoire peut être telle que l'accélération du support soit comprise entre 20 et 100 m/s Cette amplitude est généralement comprise entre 0,2 et 20 mm, de préférene entre 0,3 et 15 mm. Le temps de contact entre le film de gaz liquéfié et le produit peut également être réglé en fonction de l'angle entre la direction du mouvement vibratoire et le plan du support, qui est généralement compris entre 15 et 60 degrés Enfin, ce temps de contact peut être réglé par la longueur du support et par sa pente Généralement, on procéde de sorte que le temps de contact entre le produit à congeler et le film de gaz liquéfié soit inférieur à 20 secondes de préférence inférieur à 15 secondes Selon un aspect avantageux du procédé de l'invention, le support est lui-même à l'horizontale ou présente une pente ascendante, c'est-à-dire que le point o l'on place le produit à congeler est plus bas que le point o l'on sépare le produit congelé et le gaz liquéfié. Une pente ascendante permet de plus l'obtention d'un film statique ou quasi-statique à la surface du support, qu'il n'est nécessaire d'alimenter en gaz liquéfié complémentaire que pour compenser les pertes dues à l'évaporation Cette pente ascendante autorise ainsi une mise en oeuvre du procédé selon l'invention, très économique Une pente desendante peut bien entendu être également mise en oeuvre. A la fin d'une opération selon le procédé de l'invention, on récupère par un moyen quelconque les produits dont l'une au moins des surfaces a été congelée, puis éventuellement on les congèle dans leur totalité, par exemple par un dispositif générant du froid mécanique tel un tunnel de congélation classique. -4- La présente invention concerne également un dispositif pour la congélation de produits, notamment de produits alimentaires selon le procédé décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de vibrations relié à un support à la surface duquel est disposé un film de gaz liquéfié dont le point d'ébullition est inférieur à -30 'C, de préférence inférieur à -1500 C Le support peut être de toute forme convenant au maintien à sa surface dudit film En particulier, il peut s'agir d'une simple auge. Le matériau dont est constitué le support n'est pas critique, dans io la mesure o ce matériau peut résister aux basses températures et aux vibrations Ainsi ce matériau peut être un métal ou un alliage, tel par exemple, l'aluminium ou l'acier, mais il peut aussi s'agir d'un matériau composite ou d'une céramique Le support peut-être isolé par un matériau isolant telle une mousse, par exemple une mousse de polyuréthane. Le générateur de vibrations peut notamment être un système de ressorts, de bielles ou de lames flexibles. Après séparation du produit dont l'une au moins des surfaces a été congelée, le gaz liquéfié constituant le film peut être recyclé par tout moyen adéquat, par exemple au moyen d'une pompe. Le dispositif selon l'invention peut également comporter une hotte aspirante pour éliminer les vapeurs de gaz liquéfié une telle hotte peut par exemple être disposée au niveau de l'endroit o le film de gaz liquéfié et le produit congelé sont séparés. L'invention est maintenant décrite plus en détail par référence aux figures 1 à 3. La figure 1 représente un dispositif selon l'invention dont le support présente une pente ascendante. La figure 2 représente un dispositif dont le support est à l'horizontale et qui est relié avec le tapis d'un tunnel de congélation classique. La figure 3 représente un dispositif selon l'invention dont le support est étagé. Le dispositif de la figure 1 comporte une auge 1 isolée par une mousse isolante 5 et dont le fond forme un support 2 à la surface duquel est disposé un film 3 d'azote liquide alimenté en azote liquide complémentaire à partir d'une gouttière 4 reliée à un réservoir (non représenté) d'azote liquide. -5- Le support 2 est relié par sa face inférieure à un système de suspensions 6 et 10 et à un générateur de vibrations 7 par l'intermédiaire d'une pièce support 8 Le système de suspension 6 et 10, et le générateur de vibrations 7 sont fixés sur un socle 9 Les produits à congeler, par exemple des boulettes de purée de légumes, sont déposés sur la surface du support 2 au moyen d'une conduite Il terminant une chaîne de préparation et de mise en forme (non représentée). Le dispositif décrit ci-dessus peut être mis en oeuvre comme suit: les produits à traiter tombent de la conduite 11 sur le film d'azote liquide 3. Le mouvement vibratoire, dont la direction est indiquée par la flêche 12, créée par le générateur de vibrations 7, confère aux produits traités une accélération choisie, et leur permet de se déplacer vers l'extrémité 13 du support o ils sont récupérés La surface des produits15 au contact du film étant congelée, ils peuvent alors être ultérieurement manipulés sans difficulté. Le support présente une pente ascendante, de sorte que le film d'azote est statique ou quasi-statique à la surface du support. Afin de compenser les pertes en azote liquide dues à l'évaporation, on alimente le film avec un complément d'azote liquide provenant de la gouttière 4. La figure 2 représente un dispositif selon l'invention comportant une auge 1 isolée par une mousse isolante 5, dont le fond forme un support 2 à l'horizontale, sur la surface duquel est disposé un film25 d'azote liquide 3. Le fond de l'auge 1 formant support 2 est prolongé par une plaque 14 qui débouche à l'entrée d'un tapis roulant 15 perforé, permettant la circulation des produits traités selon l'invention vers un tunnel de congélation (non représenté) en vue de leur congélation totale.30 Sous le tapis roulant 15 est aménagée une enceinte de réception 16, reliée par un conduit d'écoulement 17 à une cuve 18 de récupération de l'azote liquide La cuve 18 est munie d'un détecteur de niveau 19 et d'une conduite 20 munie d'une électrovanne 21 pilotée par le détecteur de niveau 19 L'électrovanne 21 est reliée par une conduite 22 à une35 source d'azote liquide (non représentée) Le conduit d'écoulement 17 est pourvue à son extrémité inférieure d'un filtre 23 La cuve 18 est également équipée d'une pompe 24, reliée par une conduite 25 à une gouttière 26, dont l'extrémité inférieure débouche au-dessus de la -6 - surface du fond de l'auge 1 formant le support 2 Comme précédemment, les produits à traiter peuvent être introduits à la surface du support 2 par une conduite 11 Ces produits soumis à une accélération provoquée par la vibration créée par le générateur de vibrations 7, se déplacent à la surface du support dans le sens de la flèche Puis les produits dont la surface au contact du film a été congelée, glissent avec le film d'azote liquide sur la plaque 14 Les produits traités sont alors convoyés par le tapis roulant 15 vers le tunnel de congélation, alors que l'azote liquide s'écoule à travers les perforations du tapis roulant 15 dans l'enceinte de réception 16 Après passage dans la conduite d'écoulement 17, et à travers le filtre 23, l'azote liquide est réceptionné dans la cuve 18 La pompe 24 permet le recyclage de l'azote liquide qui passe dans la conduite 25 et débouche dans la gouttière 26. La figure 3 représente une variante du dispositif selon l'invention o le fond de l'auge 1 formant support 2 est multi-étagé de sorte à permettre aux produits à traiter de se retourner et ainsi de congeler plusieurs de leurs surfaces La récupération des produits congelés peut se faire par exemple au moyen d'une grille inclinée 27 disposée sur un entonnoir 28 L'azote liquide peut être recyclé de la manière décrite ci-dessus. -7 REVENDICATIONS 1 Procédé de congélation d'un produit, notamment d'un produit alimentaire, caractérisé en ce qu'on met en contact ledit produit avec un film constitué d'un gaz liquéfié dont lé point d'ébullition est inférieur à -300 C, disposé à la surface d'un support vibrant, et on sépare le produit congelé au moins en partie dudit film de gaz liquéfié. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le point d'ébullition du gaz liquéfié est inférieur à -150 'C. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le gaz liquéfié est de l'azote liquide. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'épaisseur moyenne du film de gaz liquéfié est supérieure à 2 mm. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'épaisseur moyenne du film de gaz liquéfié est inférieure à 10 mm. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fréquence à laquelle on fait vibrer ledit support est comprise entre et 100 Hertz, de préférence entre 7 et 60 Hertz. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la direction du mouvement vibratoire et le plan du support forme un angle compris entre 15 et 60 degrés. 8 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'on fait vibrer ledit support avec un mouvement vibratoire dont l'amplitude est comprise entre 0,2 et 20 mm. 9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le support est horizontal ou présente une pente ascendante. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'on congèle au moins une surface dudit produit, de préférence -8uniquement la surface inférieure au contact direct avec ledit film de gaz liquéfié. 11 Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'on congèle un produit dont la surface au contact du film de gaz liquéfié présente une diagonale dont la longueur est supérieure à 1 cm, de préférence supérieure à 3 cm. 12 Dispositif pour la congélation de produits, notamment de produits alimentaires, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de vibrations ( 7) relié à un support ( 2) à la surface duquel est disposé un film de gaz liquéfié ( 3) dont le point d'ébullition est inférieur à -30 'C, de préférence inférieur à -150 'C. 13 Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour le recyclage du gaz liquéfié. 14 Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que ledit support ( 2) est multi-étagé.