Brevet FR2707743A1 — publié le 19950120

L'invention concerne une unité multi-étages de refroidissement-séchage pour produits pâteux conformés en boudins. L'extrusion en forme de boudin d'un produit pâteux impose de porter ce produit à une température minimale afin qu'il présente une fluidité suffisante, et pour améliorer d'autres propriétés physiques de la pâte. En sortie de l'installation d'extrusion, le produit extrudé doit être refroidi et déshumidifié suffisamment pour pouvoir être travaillé avant tout traitement-ultérieur, découpe, conditionnement, etc... On connait différentes installations de refroidissement d'un produit extrudé. Elles sont généralement disposées en ligne à la suite de l'installation d'extrusion, et alimentées par une bande transporteuse qui conduit le produit jusqu'aux postes de conformation et de conditionnement. Elles comprennent un tunnel de refroidissement en ligne que traverse le boudin, ce tunnel comportant divers moyens de refroidissement, par exemple, flux d'air ou de gaz, pulvérisation d'un fluide cryogénique, etc... Une installation de ce type est par exemple décrite dans le brevet EP 0309319 au nom de la Société L'Air Liquide. Cependant, ce type d'installation ne permet pas d'obtenir de bons résultats lorsqu'une diminution importante de température est nécessaire. En conséquence, il faut employer des tunnels de longueur élevée, ou des moyens de refroidissement onéreux. de plus, l'installation s'insère difficilement dans une chaîne de production. D'autre part, lesdits moyens de refroidissement utilisés sont difficilement contrôlables au niveau des températures d'entrée et de sortie, en particulier lorsque l'on combine plusieurs procédés de refroidissement comme dans le brevet cité. Ainsi, l'obtention et le maintien de la température de sortie optimale de la pâte après refroidissement et le contrôle simultané du degré d'humidité requis s'avèrent notablement difficiles à mettre en oeuvre. L'invention a pour but de refroidir et de sécher simultanément le produit et de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, elle consiste en une unité multi-étages de refroidissement-séchage après extrusion pour produit pâteux en boudin, par un flux d'air sec et froid dont la température et le degré d'humidité sont contrôlés. La constitution compacte de l'unité par le trajet descendant en plusieurs étages apporte un gain de place considérable. L'unité de refroidissement peut être alimentée en produit par des bandes transporteuses classiques sans modifications ou adaptations importantes. L'intégration du circuit aéraulique de refroidissement, et la disposition longitudinale et juxtaposée latéralement du compartiment technique de refroidissement et celui de circulation contribue à rendre l'ensemble plus compact et d'un meilleur rendement. Un capteur de température et un élément chauffant sont disposés sur le trajet de circulation en anneau de l'air à la sortie du compartiment de refroidissement pour permettre un réglage et un contrôle en température de manière permanente et continue ainsi qu'une ou des phases de sur- refroidissement ponctuelles ou successives. D'autres caractéristiques techniques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue de profil, carrosserie enlevée, d'une unité de refroidissement selon l'invention; 5. la figure 2 est une vue de dessus de l'unité dans son ensemble. L'idée générale inventive consiste à prévoir le trajet d'acheminement dans une unité de circulation d'un produit extrudé comme une succession d'étages de bandes transporteuses dites de circulation et un refroidissement-séchage par circulation associée d'un flux aéraulique de refroidissement à température régulée et à teneur hygrométrique contrôlée dans une enceinte isotherme fermée. Selon l'invention, le flux aéraulique circule en anneau entre deux compartiments séparés juxtaposés renfermant pour l'un les batteries frigorifiques produisant le flux d'air de refroidissement et pour l'autre le produit en cheminement selon un trajet allongé par le passage successif d'un étage à l'étage inférieur du haut jusqu'en bas de l'unité pour en sortir à sa partie inférieure située en diagonale de l'entrée. L'unité selon l'invention délimite une enceinte 1 enfermée dans une carrosserie enveloppante isotherme qui définit un conteneur transportable. Le volume intérieur de l'enceinte est divisé par une paroi de séparation 3 longitudinale en un compartiment d'acheminement 4 du boudin extrudé ou compartiment de circulation et un compartiment frigorifique 5 assurant la production continue d'un flux aéraulique de refroidissement et de séchage convenablement régulé en température et en degré d'humidité. La longueur de la paroi de séparation 3 est inférieure à celle du volume intérieur de l'enceinte de manière à délimiter de chaque côté un passage d'entrée 6 ou de sortie 7 du flux d'air de refroidissement. 4 2707743 L'unité présente une entrée supérieure 8 située du côté amont vers laquelle aboutit une bande transporteuse d'alimentation 9. La sortie 10 s'effectue à l'opposé en partie inférieure par une rampe de reprise à bande transporteuse 11 qui assure l'évacuation en aval vers les postes de conformation. Le compartiment d'acheminement 4 de la pate se développe en longueur et présente une largeur légèrement supérieure à celle des bandes transporteuses d'alimentation et d'évacuation. Il comprend une succession verticale de haut en bas de bandes transporteuses de circulation telles que 12,13 horizontales et longitudinales pour le transit du produit du haut vers le bas. Ces bandes sont entrainées en mouvement coordonné et alterné d'avance de façon à acheminer le boudin de pâte de l'entrée vers la sortie selon un trajet allongé formé d'une pluralité d'étages à progression d'entrainement en sens alterné. Ainsi, chaque bande transporteuse de circulation dépasse du côté amont par rapport à la bande située juste au-dessus, de façon à permettre le changement de direction du boudin par un retournement dans le sens opposé. Ce retournement est guidé par des déflecteurs passifs ou actifs situés alternativement en bout de bande à l'extrémité aval, assurant ainsi le trajet continu du boudin dans le compartiment de circulation par des déplacements longitudinaux alternativement vers l'avant et vers l'arrière. La première bande de circulation en position supérieure 14 et la dernière bande en position inférieure 15 réalisent la jonction respectivement avec la bande transporteuse d'alimentation 9 et la bande transporteuse de reprise 11. Le nombre total de bandes transporteuses de circulation est variable car il dépend de la capacité d'échange thermique et de la longueur des bandes. Il doit bien entendu être impair pour respecter la diagonale entrée-sortie. Un flux d'air froid est envoyé depuis le compartiment frigorifique 5 par le passage d'entrée 6 et traverse le volume de circulation pour ressortir sur la face opposée par le passage de sortie 7 coudé. On définit ainsi un anneau de refroidissement-séchage traversant successivement l'un puis l'autre compartiment dans un seul sens. Comme représenté sur les figures, la circulation d'air dans le compartiment de circulation s'effectue le long de celui-ci sur toute sa hauteur du côté aval vers le côté amont tel un flux à contre- courant par rapport au sens général de progression du produit dans la ligne de production. Dans le compartiment frigorifique 5 se trouvent à l'entrée un ventilateur principal 16 de circulation générant le flux aéraulique circulant et réparties à peu près uniformément une série de batteries telles que 17,18 d'évaporateurs de refroidissement. Le ventilateur principal de large diamètre est placé en amont des évaporateurs dans le sens de circulation du flux de refroidissement, afin d'assurer une bonne répartition et mobilité du fluide autour desdits évaporateurs. Il occupe une large surface de la section d'entrée dans le compartiment frigorifique. Les batteries d'évaporateurs comportent leur propre ventilateur, respectivement 19,20 qui précipite un flux d'air sur la surface froide d'échange. Il s'agit par exemple de quatre batteries disposées en carré à même distance l'une de l'autre. Le compresseur 21 de l'ensemble frigorifique est placé à l'extrémité amont de l'unité à l'intérieur de l'enceinte de façon à faciliter l'alimentation en énergie et l'entretien et à constituer une unité complète transportable. Le moteur d'entraînement 22 des bandes d'acheminement de la pâte est placé à l'extrémité aval, et actionne un rouleau moteur tel que 23,24 de support de chaque bande de circulation telle que 12,13 par l'intermédiaire d'engrenages démultiplicateurs adaptés. Le compartiment frigorifique comporte dans son volume d'extrémité un élément chauffant 25 et une sonde de température 26 situés à proximité l'un de l'autre. La sonde de température 26 est disposée dans le circuit de l'air de refroidissement au niveau du passage d'entrée 6 communiquant avec le compartiment de circulation en aval de l'élément chauffant 25, de façon à fournir une indication utile de la température du fluide asséchant de refroidissement en vue de commander la marche du groupe frigorifique à partir de la température de sortie du flux aéraulique de refroidissement. Selon une forme de réalisation préférée, l'élément chauffant occupe toute la section de passage de sortie du compartiment frigorifique. Il est réalisé par exemple sous la forme d'un cadre dont l'espace intérieur est occupé par des résistances chauffantes par exemple linéaires dans la direction longitudinale. Ainsi, une régulation précise et rapide de la température et du degré d'humidité du flux d'air est possible pour obtenir les conditions et les caractéristiques optimales du produit avant conformation ultérieure. Selon une caractéristique de l'invention, on chauffe l'air de sortie du compartiment frigorifique pour déplacer le point de fonctionnement sur le diagramme de Mollier et l'éloigner encore plus du point de rosée, en influençant artificiellement le capteur de température qui commande la régulation du fonctionnement de l'installation frigorifique. Cette action permet de forcer une production supplémentaire de froid d'une durée plus ou moins longue dans le compartiment frigorifique. REVENDICATIONS 1. Unité de refroidissement pour produits pâteux extrudés, caractérisée en ce qu'elle comporte dans une carrosserie (2) un compartiment de circulation-refroidissement (4) équipé d'une succession verticale de bandes transporteuses de circulation (12,13) horizontales longitudinales disposées en étages définissant un trajet d'acheminement allongé, et un compartiment frigorifique (5) de production d'un flux aéraulique de refroidissement et d'assèchement, lesdits compartiments (4,5) étant en communication d'un côté du compartiment de circulation-refroidissement par un passage d'entrée (6) du flux aéraulique, et de l'autre côté par un passage de sortie (7) dudit flux, définissant ainsi une circulation d'air en anneau d'un compartiment dans l'autre. 2. Unité de refroidissement selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le compartiment frigorifique (5) contient une série de batteries (17,18) d'évaporateurs de production d'air froid à ventilateur (19,20) intégré, et un ventilateur principal de circulation (16) disposé à l'entrée du compartiment frigorifique (5) en arrière desdits évaporateurs (17,18) à proximité du passage de sortie (7). 3. Unité de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le compartiment frigorifique (5) comprend en sortie un élément chauffant (25) et une sonde de température (26), en vue de la régulation de température du flux d'air, l'élément chauffant (25) et la sonde (26) étant placés à proximité l'un de l'autre. 4. Unité de refroidissement selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'élément chauffant (25) occupe la section du passage d'entré (6) du compartiment frigorifique (5) vers le 9 2707743 compartiment de circulation (4). 5. Unité de refroidissement selon la revendication 4 caractérisée en ce que l'élément chauffant (25) est un cadre traversé par des résistances chauffantes rectilignes. 6. Unité de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble des bandes transporteuses de circulation (12,13) est entraîné par un moteur (22) unique par l'intermédiaire d'engrenages. 7. Unité de refroidissement selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'un compresseur (21) de l'ensemble frigorifique produisant le flux d'air de refroidissement par les batteries (17,18) d'évaporateurs présentes dans le compartiment frigorifique (5) est placé à l'intérieur de la carrosserie (2) pour que l'ensemble constitue un conteneur transportable. 8. Unité de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bandes transporteuses de circulation (12,13) sont disposées de façon que leur extrémité amont se dépasse dans le sens d'avancement par rapport à la bande supérieure, la première et la dernière bande (14,15) étant entraînées dans le sens du côté amont de l'unité vers le côté aval, et chaque bande intermédiaire (12,13) dans le sens opposé à la bande supérieure. 9. Unité de refroidissement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'on influence artificiellement la sonde de température (26) en chauffant le flux aéraulique en sortie du compartiment frigorifique par l'élément chauffant (25).