Brevet FR2928245A1 — publié le 20090911

La présente invention concerne le domaine de la décongélation de produits alimentaires par la technologie micro-ondes. Elle s'intéresse tout particulièrement aux procédés de décongélation permettant de décongeler des denrées alimentaires se présentant sous la forme de grosses pièces ou blocs, par exemples des blocs de poisson ou de viande de masse supérieure à environ 20, voire 30 kilogrammes. Un des objectifs de la présente invention est de permettre une bonne maîtrise de la température permettant d'assurer des températures à coeur et en surface homogènes tout en évitant les points chauds (� HOT SPOTS �). En effet, les documents proposant un pré-refroidissement de la surface du produit avant l'application des micro-ondes (pour éviter les phénomènes de cuisson) sont nombreux (on pourra se reporter aux documents WO2007/039284, GB-1 534 845 ou encore FR-2 405 023) et pourtant on constate qu'en pratique dans cette industrie on rencontre de vraies difficultés techniques, difficultés qui peuvent être résumées ainsi : on observe une température non homogène après décongélation, et en particulier l'impossibilité d'atteindre une consigne à coeur (par exemple - 2°C à coeur) sans créer des points chauds en surface de l'article, et donc une modification de la qualité du produit, de sa structure, de son aspect. De ce fait, de nombreux sites utilisateurs préfèrent laisser décongeler leurs blocs (de poisson, ou encore de viande) naturellement dans une chambre froide, pendant 24 à 48h, ce qui on le conçoit pénalise grandement la chaîne globale de production, et ne représente pas non plus par ailleurs une solution sanitaire optimale. Comme on le verra plus en détail dans ce qui suit, la présente invention concerne un nouveau procédé de décongélation de produits alimentaires par la technologie micro-ondes dont les caractéristiques peuvent être résumées ainsi : le produit est mis en contact avec du CO2 sous la forme d'une neige qui se présente comme de toutes petites particules (typiquement de la taille de la lessive en poudre) ces particules étant chargées d'électricité statique. La taille de telles particules est typiquement de l'ordre de quelques centaines de microns, par exemple voisine de 500 microns. En fait contrairement à l'approche adoptée par l'art antérieur qui s'attache à refroidir le produit avant le traitement micro-ondes (i.e de maintenir de l'eau du produit congelée, au niveau de sa surface afin de réduire l'effet des ondes et dissiper l'élévation de température) la présente invention s'attache à couvrir la surface du produit avec un film de neige carbonique sous forme de telles microparticules électrostatiquement chargées, et l'on constate en pratique que de telles conditions permettent d'atteindre une couverture excellente, non seulement des faces des blocs mais également de leurs arêtes, ce que les méthodes de l'art antérieur ne parviennent pas à faire, et ceci est un point fondamental pour éviter de dissiper les micro-ondes à la surface mais également pour éliminer les points chauds. Il est ainsi tout particulièrement avantageux de mettre en place un film de neige carbonique homogène qui couvre toute la surface extérieure du produit. On privilégie alors selon l'invention l'utilisation de systèmes de production cyclonique de la neige carbonique, qui facilite cette couverture. On peut retrouver les traditionnels systèmes à tromblons dans les documents FR-2808585 et FR-2762190. On y alimente typiquement en CO2 liquide une nourrisse, qui alimente à son tour une série de tromblons munis d'électrovannes ou d'orifices calibrés. Typiquement l kg de CO2 liquide (à -20°C, 20 bars) va donner lieu à la production de 47% de neige et 53 % de gaz, et donc on va ainsi produire une forme diphasique sous la forme d'amas de neige. On conçoit alors que selon cette méthode il soit difficile d'obtenir une couverture uniforme de la surface du produit. Rappelons maintenant ci-dessous le fonctionnement des cyclones. Il s'agit d'un vieux procédé datant de plusieurs dizaines d'années dont le principe est bien connu (voir notamment les documents US- 4390356, US-4325720 ou encore US-1546682) qui met en oeuvre la production et séparation de la neige et du CO2 sous forme gaz dans une structure de cône, par l'effet combiné de forces centrifuges et de gravité. Le cône est traditionnellement en matière polymère (polyéthylène, ou encore polypropylène) dont les propriétés sont telles que le cône reste à la fois rigide et flexible à ces températures, elle supporte l'impact des particules de CO2, et néanmoins évite les phénomènes de collage. Son originalité est de produire de la neige sous forme de microbilles, de granulométrie typiquement égale à celle de la lessive, qui au contact de la surface interne du cyclone (très lisse et en matière plastique) se chargent d'électricité statique. On peut alors penser qu'en sortie du cyclone la neige, du fait de cette électricité statique, peut constituer un film très homogène qui vient couvrir uniformément la surface du produit. La présente invention concerne alors un procédé de décongélation de produits alimentaires du type mettant en oeuvre l'action, dans une chambre où transitent les produits, d'au moins un applicateur de radiations micro-ondes, se caractérisant en ce que avant son entrée dans la chambre ou bien dans une première zone d'entrée de la chambre, on couvre toutes les surfaces du produit avec un film homogène de neige carbonique sous forme de micro-particules électrostatiquement chargées. A titre d'appareil de production et d'application du CO2 on utilisera préférentiellement un ou plusieurs appareils de type cyclonique (centrifugation) muni d'un cône convergent en matériau polymère. On peut en effet utiliser plusieurs appareil cycloniques (ou autres), afin de couvrir toutes les faces du produit ainsi que son dessous en déposant un film de neige sur le convoyeur avant la pose du produit, mais on peut également, conformément à l'invention et de façon très avantageuse, utiliser un unique appareil cyclonique, positionné en amont de l'ouverture de la chambre ou bien dans la chambre elle-même dans sa zone d'entrée au dessus du convoyeur, en opérant un séquençage de la manière suivante (système de pas à pas, un pas en arrière deux pas en avant) : - on dépose un film (on peut l'appeler également plot) de neige (i+1) sur le convoyeur ; - on fait reculer le convoyeur d'un pas pour amener ce film en vis à vis d'un système de dépôt de produits et l'on dépose un produit (i+1) sur le film de neige (i+1) précédemment déposé ; - on effectue deux pas en avant, on dépose un nouveau film de neige (i) sur le convoyeur en amont du produit (i+1) précédent ; - on effectue un pas en arrière pour mettre le produit (i+1) en regard du cyclone et effectuer un dépôt de neige sur le produit (i+1) et le dépôt d'un produit (i) sur le film (i); -on effectue une avance de deux pas en avant, le dépôt d'un film de neige (i-1) sur le convoyeur en amont du film (i) ; - on fait reculer le convoyeur d'un pas, pour déposer un produit (i-1) sur le film (i-1), et effectuer un dépôt de neige sur le produit (i)... et ainsi de suite. donc au total on l'aura compris les produits avancent dans le tunnel puisque respectant une cadence globale de � un pas en arrière, deux pas en avant �, ce qui leur permet de progresser dans le tunnel selon le rythme souhaité (typiquement pour un tunnel de 6 m les blocs traités quand ils sont de grande taille doivent séjourner dans le tunnel 10 à 15 mn). Si comme on l'aura compris à la lecture de ce qui précède on préfère selon l'invention utiliser un ou des appareils de type cyclonique, on peut également envisager d'autres dispositifs de dépôt d'une telle couche de 002, par exemple un système de poussée et de répartition de la neige par système de vis. Le procédé selon l'invention peut adopter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - pour couvrir les surfaces du produit avec un film homogène de neige carbonique on utilise un ou plusieurs appareils de production et d'application de neige carbonique sur le produit de type cyclonique muni(s) d'un cône convergent en matériau polymère. - pour couvrir les surfaces du produit avec un film homogène de neige carbonique on utilise un unique appareil de type cyclonique, positionné en amont de l'ouverture de la chambre ou bien dans la chambre elle-même dans sa zone d'entrée au dessus du convoyeur, en opérant un séquençage de l'avancée des produits de la manière suivante : - on dépose un film de neige (i+1) sur le convoyeur ; - on fait reculer le convoyeur d'un pas pour amener ce film (i+1) en vis à vis d'un système de dépôt des produits et l'on dépose un produit (i+1) sur le film de neige (i+1) précédemment déposé ; - on effectue deux pas en avant du convoyeur, on dépose un nouveau film de neige (i) sur le convoyeur en amont du produit (i+1) précédent ; - on effectue un pas en arrière du convoyeur pour mettre le produit (i+1) en regard de l'appareil cyclonique et effectuer un dépôt de neige sur le produit (i+1), et l'on effectue le dépôt d'un produit (i) sur le film (i); - on effectue une avance de deux pas en avant du convoyeur, et l'on effectue le dépôt d'un film de neige (i-1) sur le convoyeur en amont du film (i) ; - on fait reculer le convoyeur d'un pas, pour déposer un produit (i-1) sur le film (i-1), et effectuer un dépôt de neige sur le produit (i) et ainsi de suite. - ledit séquençage permet d'obtenir un temps de séjour des produits dans la chambre de 10 à 15 minutes. - pour couvrir les surfaces du produit avec un film homogène de neige carbonique on met en oeuvre deux appareils de type cyclonique, le premier étant positionné en amont de l'entrée de la chambre et de la zone de chargement des produits, le deuxième étant positionné à l'intérieur de la chambre dans sa zone d'entrée, l'avancée des produits dans le système se faisant en continu vers l'avant. L'invention concerne également un dispositif de décongélation de produits alimentaires, du type comprenant, dans une chambre où transitent les produits, au moins un applicateur de radiations micro-ondes, se caractérisant en ce que en amont de l'entrée de la chambre ou bien à l'intérieur de la chambre dans sa zone d'entrée, on dispose d'un ou plusieurs appareil(s) de production et d'application d'un film homogène de neige carbonique sur les surfaces du produit, la neige carbonique se présentant sous la forme de micro-particules électrostatiquement chargées. Le dispositif selon l'invention peut adopter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - à titre d'appareil(s) de production et d'application du 002 on utilise un ou plusieurs appareils de type cyclonique muni(s) d'un cône convergent en matériau polymère. - il comprend un unique appareil de production et d'application du 002 de type cyclonique, positionné en amont de l'ouverture de la chambre ou bien dans la chambre elle-même dans sa zone d'entrée au dessus du convoyeur, et il comprend un système de pilotage de l'avancement du convoyeur faisant transiter les produits dans la chambre, système de pilotage apte à permettre le séquençage suivant : - le dépôt d'un film de neige (i+1) sur le convoyeur ; - le recul du convoyeur d'un pas pour amener ce film (i+1) en vis à vis d'un système de dépôt des produits pour permettre le dépôt d'un produit (i+1) sur le film de neige (i+1) précédemment déposé ; -l'avance de deux pas en avant du convoyeur, pour permettre de déposer un nouveau film de neige (i) sur le convoyeur en amont du produit (i+1) précédent ; - le recul d'un pas en arrière du convoyeur pour permettre de mettre le produit (i+1) en regard de l'appareil cyclonique et d'effectuer un dépôt de neige sur le produit (i+1), et d'effectuer le dépôt d'un produit (i) sur le film (i); - l'avance de deux pas en avant du convoyeur, pour permettre d'effectuer le dépôt d'un film de neige (i-1) sur le convoyeur en amont du film (i) ; - le recul d'un pas en arrière du convoyeur pour permettre de déposer un produit (i-1) sur le film (i-1), et d'effectuer un dépôt de neige sur le produit (i) et ainsi de suite. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description suivante, d'exemples de modes de mise en oeuvre de l'invention, faite 10 notamment en référence aux figures annexées : - La figure 1 représente de façon schématique un dispositif permettant la mise en oeuvre de l'invention, comportant un unique appareil de type cyclonique, positionné dans la chambre elle-même dans sa zone d'entrée au dessus du convoyeur. 15 - La figure 2 représente de façon schématique un dispositif permettant la mise en oeuvre de l'invention, comportant deux appareils de type cyclonique, le premier est positionné en amont de la chambre et de la zone de chargement du produit, pour couvrir uniformément le convoyeur par un film de neige, le deuxième appareil cyclonique est positionné dans la 20 zone d'entrée de la chambre, juste après l'entrée du produit. - La figure 3 illustre de façon schématique le séquençage de l'avance du convoyeur selon l'invention à l'aide d'un unique appareil cyclonique. 25 Dans ce qui précède et dans ce qui suit on évoque la présence d'un dispositif de dépôt de produits mais on conçoit que sur certains sites industriels ce dépôt pourra également se faire manuellement, par un opérateur. 30 On reconnaît sur la figure 1 un tunnel de décongélation de produits alimentaires en continu, comprenant au moins un applicateur de radiations micro-ondes (non représenté sur la figure afin de ne pas la charger mais bien connu de l'homme du métier), l'installation étant munie, en amont de l'entrée du tunnel d'un dispositif (D) de dépôt de produits, ainsi que d'un appareil cyclonique (C) de production et d'application d'un film de neige carbonique sur la surface du produit situé à l'intérieur du tunnel dans sa zone d'entrée. La figure 2 illustre un autre mode de réalisation de l'invention mettant en oeuvre deux appareils de type cyclonique, le premier est positionné en amont de la chambre et de la zone de chargement du produit (D), pour couvrir uniformément le convoyeur par un film de neige, le deuxième appareil cyclonique est positionné à l'intérieur de la chambre, dans sa zone d'entrée, juste après l'entrée du produit. Pour ce mode de la figure 2, l'avance du convoyeur peut se faire en continu vers l'avant, le dosage de l'épaisseur du film est réalisé par la vitesse du convoyeur et la quantité de neige injectée. La figure 3 permet pour sa part de mieux visualiser un mode de séquençage du traitement des produits selon l'invention, à l'aide d'un seul appareil cyclonique de production de particules de 002 (qu'il soit situé en amont de l'entrée ou à l'intérieur du tunnel), on visualise ainsi bien les opérations suivantes sur les 3 étapes 1/ 2/ et 3/ de cette figure : - Etape 1/ sur la figure : on a déposé un film/plot de neige (i+1) sur le convoyeur, on a fait reculer le convoyeur d'un pas pour amener ce film (i+1) en vis à vis d'un système (D) de dépôt des produits (qu'il soit automatique ou manuel) et l'on a déposé un produit (i+1) sur le film de neige (i+1) précédemment déposé, on a effectué deux pas en avant du convoyeur, et déposé un nouveau film/plot de neige (i) sur le convoyeur en amont du produit (i+1) précédent ; - Etape 2/ sur la figure : on a effectué un pas en arrière du convoyeur pour mettre le produit (i+1) en regard de l'appareil cyclonique (C) et effectuer un dépôt de neige sur le produit (i+1), et l'on a dans cette même position effectué le dépôt d'un produit (i) sur le film (i); - Etape 3/ sur la figure : on a effectué une avance de deux pas en avant du convoyeur, pour effectuer le dépôt d'un film de neige (i-1) sur le convoyeur en amont du film et produit (i). Et bien que les étapes suivantes ne sont pas visualisées sur cette figure 3 on comprend bien qu'ensuite on fait reculer le convoyeur d'un pas, pour déposer un produit (i-1) sur le film (i-1) déposé durant l'Etape 3/, et effectuer un dépôt de neige sur le produit (i) et ainsi de suite. On rapporte maintenant ci-dessous les résultats d'exemples de mise en oeuvre. Produit testé : Blocs de filets de poisson (Température initiale de 10 -18°C, de dimensions 255x485x60 mm). CO2 : pour un premier essai, comparatif, nous avons utilisé des mini-sticks de CO2 de diamètre voisin de 2mm. Glace sèche et micro-ondes : pour évaluer le comportement de la glace sèche (CO2) en présence de micro-ondes, nous avons introduit 500g 15 de glace sèche pendant 15mn dans une cellule à micro-ondes et nous avons comparé la perte de poids par rapport à 500g de glace sèche à l'extérieur de la cellule. Le résultat a montré que le four à micro-ondes ne chauffe pas la glace sèche. Son poids n'a pas évolué. 1ere approche: test réalisé dans une caisse isotherme en laissant le 20 produit uniformément en contact avec les mini-sticks pendant deux durées différentes, jusqu'à atteindre respectivement des températures de croûtage et à quelques cm de la surface de -40°C et de -60°C (avec une température à la surface de -80°C). Le résultat après décongélation micro-ondes montre qu'avec une telle procédure, on a bien réduit l'écart de température entre le 25 coeur et la surface, mais sans éliminer le phénomène de création des points chauds. 2ème approche : Nous avons entouré les blocs de poissons congelés par les mini-sticks de 2mm et l'on a immédiatement introduit l'ensemble dans un tunnel micro-ondes. Le résultat obtenu montre des 30 températures à coeur et en surface homogènes et la consigne de -2°C à coeur est atteinte sans chauffer la surface extérieure du produit, néanmoins ici encore le phénomène de création des points chauds n'est pas éliminé.5 On présente alors ci-dessous les résultats de tests réalisés selon l'invention, mettant en oeuvre un unique appareil cyclonique situé en amont de l'entrée du tunnel : 1/ Produit : Blocs de Pulpe de poisson 2/ Dimensions : 480x250x60 3/ Poids : 7,5 Kg 4/ Températures du produit : • Température initiale : -18°C • Température finale à coeur : -1 °C/0 °C • Température finale en surface : 0°C 5/ Puissance (micro-ondes) : 7Kw (2,45 GHz) 6/ Temps de traitement : voisin de 9mn 7/ Quantité de neige carbonique (consommée) : 600g par bloc 15 Les résultats obtenus dans de telles conditions conformes à l'invention sont d'une part que la température entre le coeur et la surface reste homogène et d'autre part que la formation de points chauds sur la surface du produit est évitée. 20 REVENDICATIONS 1. Procédé de déconqélation de produits alimentaires, du type mettant en oeuvre l'action, dans une chambre où transitent les produits, d'au moins un applicateur de radiations micro-ondes, se caractérisant en ce que avant son entrée dans la chambre ou bien dans une première zone d'entrée de la chambre, on couvre toutes les surfaces du produit avec un film homogène de neige carbonique sous forme de micro-particules électrostatiquement chargées. 2. Procédé de décongélation selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour couvrir les surfaces du produit avec un film homogène de neige carbonique on utilise un ou plusieurs appareils de production et d'application de neige carbonique sur le produit de type cyclonique muni(s) d'un cône convergent en matériau polymère. 3. Procédé de décongélation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre pour couvrir les surfaces du produit avec un film homogène de neige carbonique un unique appareil de type cyclonique, positionné en amont de l'ouverture de la chambre ou bien dans la chambre elle-même dans sa zone d'entrée au dessus du convoyeur, en opérant un séquençage de l'avancée des produits de la manière suivante : - on dépose un film de neige (i+1) sur le convoyeur ; - on fait reculer le convoyeur d'un pas pour amener ce film (i+1) en vis à vis d'un système de dépôt des produits et l'on dépose un produit (i+1) sur le film de neige (i+1) précédemment déposé ; - on effectue deux pas en avant du convoyeur, on dépose un nouveau film de neige (i) sur le convoyeur en amont du produit (i+1) précédent ; - on effectue un pas en arrière du convoyeur pour mettre le produit (i+1) en regard de l'appareil cyclonique et effectuer un dépôt de neige sur le produit (i+1), et l'on effectue le dépôt d'un produit (i) sur le film (i); - on effectue une avance de deux pas en avant du convoyeur, et l'on effectue le dépôt d'un film de neige (i-1) sur le convoyeur en amont du film (i) ; - on fait reculer le convoyeur d'un pas, pour déposer un produit (i- 1) sur le film (i-1), et effectuer un dépôt de neige sur le produit (i) et ainsi de suite. 4. Procédé de décongélation selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit séquençage permet d'obtenir un temps de séjour des produits dans la chambre de 10 à 15 minutes. 5. Procédé de décongélation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour couvrir les surfaces du produit avec un film homogène de neige carbonique on met en oeuvre deux appareils de type cyclonique, le premier étant positionné en amont de l'entrée de la chambre et de la zone de chargement des produits, le deuxième étant positionné à l'intérieur de la chambre dans sa zone d'entrée, l'avancée des produits dans le système se faisant en continu vers l'avant. 6. Dispositif de déconqélation de produits alimentaires, du type comprenant, dans une chambre où transitent les produits, au moins un applicateur de radiations micro-ondes, se caractérisant en ce que en amont de l'entrée de la chambre ou bien à l'intérieur de la chambre dans sa zone d'entrée, on dispose d'un ou plusieurs appareil(s) de production et d'application d'un film homogène de neige carbonique sur les surfaces du produit, la neige carbonique se présentant sous la forme de micro-particules électrostatiquement chargées. 7. Dispositif de décongélation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'à titre d'appareil(s) de production et d'application du 002 on utilise un ou plusieurs appareils de type cyclonique muni(s) d'un cône convergent en matériau polymère. 8. Dispositif de décongélation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend un unique appareil de production et d'application du 002 de type cyclonique, positionné en amont de l'ouverture de la chambre ou bien dans la chambre elle-même dans sa zone d'entrée au dessus du convoyeur, et en ce qu'il comprend un systèmede pilotage de l'avancement du convoyeur faisant transiter les produits dans la chambre, système de pilotage apte à permettre le séquençage suivant : - le dépôt d'un film de neige (i+1) sur le convoyeur ; - le recul du convoyeur d'un pas pour amener ce film (i+1) en vis à vis d'un système de dépôt des produits pour permettre le dépôt d'un produit (i+1) sur le film de neige (i+1) précédemment déposé ; - l'avance de deux pas en avant du convoyeur, pour permettre de déposer un nouveau film de neige (i) sur le convoyeur en amont du produit (i+1) précédent ; - le recul d'un pas en arrière du convoyeur pour permettre de mettre le produit (i+1) en regard de l'appareil cyclonique et d'effectuer un dépôt de neige sur le produit (i+1), et d'effectuer le dépôt d'un produit (i) sur le film (i); - l'avance de deux pas en avant du convoyeur, pour permettre d'effectuer le dépôt d'un film de neige (i-1) sur le convoyeur en amont du film (i) ; -le recul d'un pas en arrière du convoyeur pour permettre de déposer un produit (i-1) sur le film (i-1), et d'effectuer un dépôt de neige sur le produit (i) et ainsi de suite. ---------------------------