Brevet FR2957494A1 — publié le 20110923

La présente invention concerne un dispositif de prérefroidissement rapide, à coeur et homogène de tous types de produits agroalimentaires et végétaux conditionnés et non conditionnés caractérisée en ce qu'il s'agit d'une chambre tunnel compacte manuelle ou automatique ayant un régulateur de l'aspiration sous vide un régulateur de la température et un système de réglage du temps d'application du vide et des températures appliquées. L'invention comprend un système de contrôle total de la température d'évaporation à 10 l'aide d'une vanne modulante ou à pression constante avec plusieurs seuils de réglage manuel ou automatique pour éviter le bordurage. L'invention dispose d'un régulateur de l'aspiration sous vide, un régulateur de la température et un système de réglage du temps d'application du vide et des températures appliquées. Ce dispositif est complété par un système de chargement et 15 déchargement manuel, ou complètement automatisé, de type monobloc, avec chargement et déchargement du même côté (FIG.5), ou avec un local technique d'un côté de la chambre tunnel, et un chargement et déchargement linéaire, ou avec un local technique des deux cotés (FIG.7) les différentes versions pouvant être manuelles ou avec des convoyeurs complètements automatisés (FIG.9). 20 Selon les caractéristiques avantageuses de travail en continu, l'invention comprend un système de dégivrage à eau prévu en partie supérieure des batteries par ruissellement sur celles-ci. L'invention s'applique aussi bien sur les produits ultra-frais, frais, que sur les produits transformés, que l'on retrouve dans l'industrie agroalimentaires et dans la 25 transformation des végétaux et des déchets associés, au vue d'une valorisation ultérieure. L'invention peut se décliner en différentes constructions modules petites capacités et embarcation autonome, de type bateau de pêche, par exemple, On sait que l'on peut conserver des produits agricoles à l'état frais par divers moyens, plus ou moins sophistiqués, avec un choix large et varié, fonction d'un résultat final 30 recherché. Les techniques connues sont ; la chambre normale de conservation dans une installation de préréfrigération, le tunnel par air forcé, par l'air humide, l'hydrocooling, le douchage à l'eau glacée, le glaçage, les techniques sous vide, dont le vacuum- cooling. Chacun de ses procédés offre ses avantages et ses inconvénients. Dans la chaine du froid, la conservation reste un point central, deux paramètres 35 principaux doivent être ajustés, pour chaque typologie de produits alimentaires, afin de les conserver dans les meilleures conditions pendant la distribution, température des produits et humidité de l'air. Dans les entrepôts, trois niveaux de froid existent ; Chambre froide de transit pour fruits et légumes regroupés suivant un découpage précis ; +12 à +15°C en Chambre froide 40 pour les produits fragiles ; +8°C, en Chambre froide pour l'ultra-frais, et la 4éme gamme entre +4 à +6°C. Dans le secteur de la distribution il est très difficile d'avoir des installations spécialisées pour chaque produit ; il y a seulement une gamme d'équipements limités où se regroupent les produits compatibles du point de vue de la conservation. Les contraintes finales de la distribution se répercutent en cascade sur 45 les opérateurs en amont ; ils doivent fournir des produits à température au moins égale à celle de la distribution. Au niveau de l'humidité et de la chaîne du froid et afin d'éviter les pertes de poids ou des condensations, les produits doivent arriver à une température d'expédition et de transport légèrement inférieur à celle de la destination. Un produit alimentaire, emballé 50 dans une enveloppe plastique, arrivant dans une ambiance plus froide, se trouve rapidement au contact d'eau déposée par condensation sur la face intérieure de l'emballage, c'est le point de départ de dégâts parasitaires et de défauts d'aspect qui peuvent être générés par ce biais. Ces contraintes expliquent l'importance du suivi dans la chaine du froid et les enjeux qui en découlent. En amont, chaque produit a ses exigences spécifiques qui s'ajoutent aux précédentes. Le refroidissement des produits alimentaires fait appel à toute une série de moyens adaptés à chaque cas. Une chambre normale de conservation n'a pas été conçue pour l'usage unique de la préréfrigération. Les produits destinés à l'entreposage de longue durée sont refroidis au fur et à mesure des récoltes. La chambre est donc équipée pour refroidir des lots plus petits, à partir de la puissance frigorifique disponible pour la w conservation. Le tonnage d'entrée doit donc être limité en conséquence. Sinon le refroidissement n'est plus assuré et le retard qui en découle peut entraîner des débuts de maturations ou des évolutions qui se répercutent sur l'ensemble du stock. Chaque installation frigorifique à ses propres réglages spécifiques. La température d'évaporation est abaissée pour avoir une puissance plus élevée, la ventilation est 15 augmentée ; le coefficient de brassage, qui est le rapport du débit horaire des ventilateurs au volume de la chambre vide, est de 40 à 50. Une chambre de conservation doit pouvoir être refroidie en 10 jours pour limiter les pertes de poids. La mise en régime des chambres froides doit être précédée de diverses opérations de maintenance et de démarrage, incluant nettoyage et désinfection, sols, murs, 20 échangeurs, qui doivent être désinfectés une fois par an avant la mise en route, en appliquant les techniques autorisées, telle que la thermo nébulisation. Dans certains cas, et fonction de la typologie du produit, des délais avant l'entrée sont éventuellement à respecter, incluant ; un contrôle de l'ensemble des appareils ; une mise en régime de température avant l'entrée des premiers lots (pour éviter des pertes de poids) ; une 25 humidification des emballages de conservation. Dans le cas de technique de refroidissement sous vide, l'évaporation de l'eau est endothermique, et refroidit le milieu environnant. Dans le cas de produits du type légumes, et en évaporant sous vide, l'eau retenue à la surface des légumes, on obtient une baisse de température importante, qui peut-être de l'ordre de 10°C si l'on accepte 30 de perdre 1 à 2% de poids. La figure (1) montre comment est disposée l'installation dont la cellule est constituée d'un caisson capable de résister au vide total. Il est muni d'une porte étanche, refermée sur le lot de produits à refroidir. Pour absorber l'énergie extraite par l'évaporation de l'eau, un frigorifère est installé dans le caisson, dont la paroi froide reçoit le givrage. Sa 35 puissance est importante car le transfert de la vapeur d'eau vers le froid, dans le vide, est très rapide. Le refroidissement de la charge dure généralement entre 25 minutes et 35 minutes, à partir du moment où la porte est fermée. Après la phase de mise sous vide, la réfrigération se produit, et elle est surveillée par un thermomètre introduit dans la masse à refroidir. Dès que la température recherchée 40 est obtenue, la vanne de cassage du vide permet de rétablir la pression dans le caisson. Après déchargement et dégivrage de la batterie, le caisson est prêt pour un nouveau cycle. Ce fonctionnement n'est possible qu'avec des produits dont la surface d'évaporation est suffisante pour la production de froid. Cela limite l'utilisation à ceux qui ont un rapport 45 surface/volume élevé, comme les salades. Ce procédé, et même s'il est rapide en terme de refroidissement, reste très limité en terme de prérefroidissement de produits et reste utilisé quand on cherche à être livré rapidement de la marchandise. De plus, les techniques connues du vide ont une incidence sur la perte du poids qui reste un souci, surtout pour ceux qui cherchent à maintenir un poids entre l'entrée et la sortie après 5o prérefroidissement. Sachant, que la perte en poids est importante, de l'ordre de 1, 2 à 3 %, ce qui reste aussi un point pénalisant pour l'utilisateur. De même ce procédé limite le nombre de produits et de typologies de produits, ainsi que le prix ramené au kilo reste toujours élevé. La présente invention de mise en conservation des produits alimentaires (ZBF), ou tous types de végétaux, conditionnés et non conditionnés offrant un refroidissement rapide, homogène et à coeur, tout en respectant l'état cellulaire des produits avec la particularité de travailler avec des coûts énergétiques très faibles, lesquels ont été vérifiés sur un grand nombre d'essais très poussés, réalisés en conditions industrielles, tenant compte des différentes contraintes liés aux produits et suivants plusieurs schémas organisationnels, process et processus (1x8, 2x8, 3x8). Les essais industriels réalisés couvrent au total, une période de 12 mois, incluant, un grand nombre de produits, des plus sensibles au plus complexes, suivis des phases de qualification du procédé réalisé sur un large éventail de typologie de produits ; solide, liquide, gras, sec. Des relevés précis ont été effectués, permettant de calculer de manière précise 15 les coûts énergétiques, fonction d'une capacité et tenant compte des volumes, de la densité, et de la typologie des produits. Les durées de conservation et la qualité du produit ont été vérifiées, mettant en avant des durées de conservations très longues, tout en maintenant un produit qui conserve toutes ses qualités nutritionnelles et naturelles. Les résultats obtenus par les essais ont 20 permis d'étendre l'invention à une gamme de chambres tunnels ZBF très étendue, pouvant conserver aussi bien des légumes, fruits, viandes, volailles, produits de la mer, plats cuisinés, et toute une gamme de produits liés à la panification, ainsi que les fleurs, les cosmétiques. Tous les essais réalisés, ont permis de fiabiliser l'invention en optimisant les performances entre les volumes traités et les consommations 25 énergétiques, ce qui offre un meilleur ratio de rentabilité dans l'acquisition de ce procédé. La présente invention fonctionne avec un système intégré de télémaintenance, lequel permet de suivre l'utilisation et de pouvoir gérer chacune des installations mise en position industrielle, en appliquant une maintenance prédictive, avec l'utilisateur du 3o procédé et de suivre les éléments de sécurité à distance. L'invention comprend un système de dégivrage à eau prévu en partie supérieure des batteries par ruissellement sur celles-ci. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention le procédé permet de passer des produits semi-finis conditionnés provisoirement, et conditionnés finis, dans ce cas de figure la préparation doit suivre 35 des règles précises pour que le prérefroidissement puisse se faire suivant les préconisations liées au procédé (FIG.3), avec en plus un mode opératoire précis lié à la configuration de la Chambre tunnel ZBF (FIG.14) l'application de ses règles liées à la Chambre tunnel ZBF permet à l'utilisateur de garantir que les cartons ne seront pas altérés aucune projection vers le bas plus de rétention d'humidité résiduelle un sachet 40 (FIG.3) qui ressort sans aucune humidité résiduelle et sans tâche avec un aspect neuf et un produit à l'intérieur brillant sans humidité résiduelle visible en surface. L'invention comprend un régulateur de température de très grande précision, à lecture digitale positionnée dans l'armoire process couplée à une régulation parallèle sur un automate et un tableau synoptique pour un réglage facile pour un suivi de la descente 45 en température du produit soit par l'opérateur, soit de manière automatique. L'invention comprend également un régulateur du vide à plusieurs seuils, avec contrôle du temps entre chaque palier pour permettre une descente en température au coeur du produit, rapide et homogène. La puissance du vide est adaptée, en fonction des différentes typologies de produits à refroidir, ainsi que la production frigorifique est 5o régulée en fonction des besoins de piégeage de la vapeur d'eau permettant de réduire la consommation énergétique en KW de manière significative. Un système couplé au système central électrique permet de rajouter un module adapté du type panneau photovoltaïque ou éolienne, proposé dans les régions chaudes et venteuses à l'intérieur des terres ou sur le littoral. De manière caractéristique à l'invention, il est possible de prérefroidir des mélanges de produits, du type recette, lesquels peuvent aller du mélange de liquide, sauce grasse, aux produits prédécoupés, avec une possibilité de travailler avec des températures différentes sur chaque produit ou liquide associés pour un produit unique et un résultat final. Les températures pouvant être tolérées par le procédé vont de 45° à 50° C, avec d'autres produits à 10°C, 12°C, ou 15°C ; dans ce cas de figure, le produit final aura un ~o prérefroidissement rapide, à coeur et homogène, positionnant l'ensemble à une température unique avec une très grande précision pouvant être +4°C, voire +0,3°C, ou +0,2°C. Pour rester sur ce même type d'utilisation, le procédé permettra d'uniformiser un lot ou un ensemble de lots, avec une très grande précision et une régularité au final, aussi bien, sur une production série ou de recette à façon. Dans ce cas, la température 15 élevée n'a pratiquement pas d'incidence sur le temps de cycle, cela reste insignifiant ou relativement réduit (1 à 2 minutes). Dans certains cas, ce mixte des températures a un effet très bénéfique et influe sur une augmentation du taux de pénétration ce qui a pour avantage d'augmenter le temps de cycle, tout en maintenant la qualité cellulaire et le naturel du produit. 20 Dans le cas de prérefroidissement de volaille, et en sortie de chaine d'abattage, la volaille est plongée pendant une minute dans une eau à +52°C pour un poulet, +72°C pour un canard, dans ce cas, la volaille pourra être préréfrigéré dans un cycle de 30 à 35 minutes pour passer à +4°C à coeur et homogène au niveau des lots rentrés dans la chambre tunnel ZBF. Les principaux avantages industriels donnés par l'invention 25 sont une possibilité de travailler en processus continu dans la chaine de production plus de choc thermique dans les locaux utilisés, puisque le procédé ne rejette pas de froid une fois les portes ouvertes ou fermées. Au niveau sanitaire, l'invention permet de maintenir des locaux sans rétention d'humidité, sans condensation sur les murs et plafonds. 30 Selon les caractéristiques de l'invention, ladite chambre tunnel comprend un habillage spécifique des batteries en tôle inox alimentaire, permettant une optimisation maximum du piégeage de la vapeur d'eau, avec mise en place de cales d'écartement pour faciliter la circulation de la vapeur d'eau sur la totalité de la surface d'échange des batteries ainsi que le positionnement des piquages de vide à l'arrière des batteries pour optimiser 35 au maximum le piégeage de la vapeur d'eau et améliorer le rendement de la chambre tunnel ZBF. REVENDICATIONS1) Dispositif de prérefroidissement rapide, à coeur et homogène de tous types de produits agroalimentaires et végétaux conditionnés et non conditionnés caractérisée en ce qu'il s'agit d'une chambre Tunnel compacte (FIG.2), manuelle ou automatique, ayant un régulateur de l'aspiration sous vide, un régulateur de la température et un système de réglage du temps d'application du vide et des températures appliquées. 2) Dispositif selon la revendication n°1 caractérisé en ce qu'il ait un système de chargement et déchargement manuel, ou complètement automatisé, de type monobloc, avec chargement et déchargement du même côté (FIG.5), ou avec un local technique d'un côté de la chambre tunnel, et un chargement et déchargement linéaire (FIG.6), une version chambre tunnel ZBF avec local technique de chaque coté et un chargement et déchargement linéaire (FIG.7) les différentes versions pouvant être proposées en version manuelles ou avec des convoyeurs complètement automatisés (FIG.9). 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprenne un système de dégivrage à eau prévu en partie supérieure des batteries par ruissellement sur celles-ci. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprenne un régulateur de température de très grande précision, à lecture digitale positionnée dans l'armoire process couplée à une régulation parallèle sur un automate et un tableau synoptique pour un réglage facile pour un suivi de la descente en température du produit soit par l'opérateur, soit de manière automatique. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprenne un régulateur du vide à plusieurs seuils, avec contrôle du temps entre chaque palier pour permettre une descente en température au coeur du produit, rapide et homogène. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprenne un système de contrôle total de la température d'évaporation à l'aide d'une vanne modulante ou à pression constante avec plusieurs seuils de réglage manuel ou automatique pour éviter le bordurage. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprenne un habillage spécifique des batteries en tôle inox alimentaire, avec mise en place de cales d'écartement pour faciliter la circulation de la vapeur d'eau sur la totalité de la surface d'échange des batteries ainsi que le positionnement des piquages de vide à l'arrière des batteries pour optimiser au maximum le piégeage de la vapeur d'eau (FIG 10 et 11) et améliorer le rendement de la chambre tunnel ZBF. 8) Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans une embarcation autonome, de type bateau de pêche, par exemple.45