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Procédé et appareil pour donner à un objet un état athermique déterminé,.en particulier pour précongeler les denrées.
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On connaît de nombreux procédés pour la pré- congélation (aux environs de 0 C.) et; la congélation (par exemple aux environs de - 18 C.) des diverses denrées, notamment du poisson.
Les principaux sont les suivants : - Le plus ancien et le plus simple consis- te à entourer la denrée de morceaux de glace de l'ordre de quelques centimètres de côté. Ce procédé ne permet pas, en général, d'amener la denrée dans toute sa masse au dessous de 0 C.
Suivant un autre procédé - la congélation par l'air - la denrée est soumise à un courant d'air rapi- de à basse température. Ce procédé entraîne une forte per- te de poids par dessication, fréquemnent la formation de cristaux de glace relativement gros qui font éclater les cellules de la denrée, l'oxydation et la décoloration su- perficielle de la denrée, Le temps de congélation se obff- fre par plusieurs heures ou même plusieurs jours, suivant l'épaisseur de la denrée traitée.
.Il existe aussi divers procédés de congé- latiou par saumure. Les uns sont à contact direct :la denrée est immergée dans la saumure, ou bien elle est ar- rosée par celle-ci sous forme de pluie plus ou moins atomi- sée; ces procédés ont l'inconvénient d'entraîner presque toujours la pénétration du sel dans la denrée. Dans d'au- tres procédés de congélation la saumure ne vient pas en contact avec la denrée, elle la refroidit à travers une pa- roi métallique. Le principal inconvénient de ces autres pro- cédés est que généralement la denrée ne peut se mouler exactement contre la paroi, de sorte qu'il subsiste entre des les deux/poches d'air qui gênent la transmission du froid.
Tous ces, procédés de congélation par saumure nécessitent plu- sieurs heures de traitement, même pour des objets n'ayant
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que quelques centimètres d'épaisseur.
En outre, dans tous les procédés ci-dessus il y a des pertes considérables de frigories.
L'invention décrite ci-dèssous a pour objet un procédé qui qui supprime ces inconvénients.
D'une façon générale, ce procédé permet, par une opération très rapide, d'amener un objet à tout état thermique désiré, par exemple, de l'amener dans toute sa masse à une température donnée, basse ou haute.
Le procédé selon:la présente invention est caractérisé par le fait que les denrées ou objets à précongeler ou à congaler sont soumis dans une chambre spéciale au contact d'une masse cryogène de grêlons microscopiques chargés électriquement qui sont amenés sur lesdites denrées ou lesdits objets,par un courant d'air ou de gaz, qui ,est lui-même à une très basse température, de.façon que lesdites denrées ou lesdits objets soient rapidement enveloppés dans une,-carapace qui est à une température telle' (par exemple bien inférieure à celle qui serait nécessaire pour les congeler) qu'ils soient rapidement amenés à la condition thermique désirée..
Un autre objet de l'invention est d'obtenir une carapace qui enveloppe les denrées ou objets traités sous une couche continue et imperméable à l'air, cette propriété étant .particulièrement indispensable pour la conservation des denrées.
Un autre objet de l'invention est encore de fournir des moyens pour obtenir à volonté la grosseur désirée pour les cristaux se formant dans les cellules des denrées traitées.
On sait que lorsqu'on congèle des denrées, particulièrement du' poisson, des cristaux se forment à l'intérieur des cellules de la denrée traitée, mais ces cristaux peuvent être d'une grosseur quelconque qui peut provoquer l'éclatement de là denrée. Und des caractéristiques du procédé est que la grosseur des'grélons
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employés de la manière ci-dessus indiquée pour précongeler ou congeler les denrées peut être réglée cornue on le désire pour obtenir la grosseur de cristaux voulue dans les cellules de la denrée précongehée ou congelée.
On sait qu'un cristal employé comme germe de cristallisation qui est introduit dans une solution supersatu- rée produit une cristallisation de même système et de mime dimen- sion. Ce phénomène peut être également reproduit à l'aide de cristaux déposés sur les denrées et qui provoquent la cristalli- sation des liquides existant dans les cellules de cette denrée.
En réglant la grosseur des grélons cristallisés employés pour précongeler ou congeler la denrée selon la présente invention, on peut par conséquent obtenir une grosseur appropriée des cris- taux se formant à l'intérieur des cellules et en réglant la grosseur des gouttelettes qui produisent les gréions on peut régler la grosseur de ces derniers.
Cette opération d'enrobement s'effectue très ra- pidement avec le minimum de pertes dans les échanges de chaleur entre l'objet traité et sa carapace ; ladenrée enrobée peut être immédiatement stockée.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous un mode d'application de ce procédé à la précongélation ou à la congélation du poisson, applicable à. d'autres denrées, notam- ment viande, fruits, léguées...
Pour assurer une conservation parfaite et de lon- gue durée la denrée doit être absolument fraîche, saine et in- tacte.
Dans une demande de brevet françaisde même date, n ....... ayant pour titre 'Procédé d'obtention, à tempéra- ture donnée, de masses constituant des sources thermiques, et appareil pour l'application de ce procédé", l'auteur de la présente invention a décrit une invention qui permet notamment d'obtenir un courant de fluide-véhicule, par exemple d'air ou d'autre gaz à bas point de congélation, transportant une dis- persion de grêlons microscopiques, de l'ordre du micron (eau,
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sirop, saumure, anhydride carbonique, etc.. à très basse température), pouvant,descendre par exemple jusqu'à - 200 C.
On utilise très avantageusement cette autre invention pour réaliser l'enrobement des objets dans une carapace de traitement suivant la présente invention.
A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté schématiquement au dessin.annexé.un appareil pour cet. enrobement.
A l'intérieur d'un carter fixe 1 tourne un tambour 2 divisé en huit compartiments, dont chaun est destiné par exemple à recevoir, des poissons. A la partie supérieure est disposé un conduit d'alimentation 3 pourvu d'un sas constitué par une double porte à charnière 4-5 et par une porte à escamotage'6; de même à la partie inférieure est disposé un conduit de sortie ? pourvu également d'un sas constitué par deux doubles portes à charnières 8-9 et 16-11.
Le tambour 2 a un axé creux, à'l'intérieur duquel est disposé un distributeur 12 pourvu de quatre fentes longitudinales 13, situées dans deux plans perpendiculaires entre'eux.
Les compartiments 14, 141, 142, 143... du tambour sont pourvus chacun d'une fente correspondante 15.
Le gaz chargé de grelons microcoscopiquès à la basse température choisie arrive par le distributeur 12. En raison même des conditions de sa production la dispersion de grelons microscopiques est électrisée positivement.
De manière à régler.la grosseur des'grelons, un dispositif (non indiqué) est prévu pour le réglage de la grosseur des gouttes du liquide, injecté. Il comprend, par exemple, un dispositif pour régler la vitessé relative des courants du liquide injecté et du fluide gazeux portant les gouttelettes, ou encore, un dispositif pour régler l'ouverture des injecteurs.
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L'appareil comporte une source de potentiels électro-statiques qui électrise négativement le sas d'introduc- tion et les poissons qui s'y trouvent ainsi que les comparti- ments au moment où ils passent par chacune des quatre positions 141, 143...dans lesquelles ils ne communiquent pas avec le distributeur. Dans les quatre autres positions 14, 142.... ces compartiments reçoivent le gaz chargé de grêlons microscopiques, électrisés positivement et, de ce fait, ces compartiments et les poissons qu'ils contiennent sont ramenés à un potentiel nul ou négatif. Ces dispositifs ont été schématisés par l'apposition des signes + et - aux endroits voulus du dessin.
Le fonctionnement de cet appareil est comme suit.
Dans le compartiment 14, les poissonschargés négativement par leur passage dans le sas d'introduction sont balayés par le flux de grêlons microscopiques positifs, à très basse température; ceux-ci sont donc violemment attirés; ils se séparent du gaz qui les véhicule, se déposent et se fixent fortement sur les poissons . Dans le compartiment suivant 141 les poissons sont ramenés à un potentiel négatif et retournés, puis en 142, il y a une nouvelle introduction de gaz et un nouveau dépôt; Après 3/4 de tour, ou éventuellement plusieurs tours, de ce traitement chaque poisson se trouve enrobé dans une carapace d'épaisseur suffisante; par exemple pour un type de poisson long de 10 cm. d'épaisseur, à + 15 , il suffira, pour l'amener ultérieurement à 0 , d'une carapace à - 150 de 5 mm. d'épaisseur.
La première couche de grêlons microscopiques qui recouvre le poisson fond d'abord, puis gèle à nouveau au contact des grêlons suivants, formant une couche de glace adhérente, continue et étanche recouverte d'une coucbe neigeuse sèche. Cette première couche glacée transmet la chaleur du poisson à la carapace froide avec une grande vitesse en raison du contact intime et de la bonne conductibilité de la glace à très
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basse température; elle empêche l'oxydation du poisson et l'ac- tion de la lumière et des autres'radiations nuisibles;
elle em- pêche la dessication, la décoloration, et la pénétration du sel, sucre, etc..:
Si l'on veut conserver le poisson à l'état de congélation (par.exemple - 18 0) -on emploie comme liquide pour la formation des grelons, une saumure gelant à - 18 et l'on stocke le poisson traité à une température un peu inférieure à - 18o.
La partie .extérieure de la carapace est une cou- che neigeuse de grêlons microscopiques agglomérés, autour de chacun desquels est fortement a4sorbée une couche du gaz-véhicule.
Cette constitution en fait un excellent isolant thermique. Si au ; cours des manipulations, avant la consommation, le poisson énro- bé est soumis à des températures supérieures à - 18 C, la ca- rapace constitue un volant de froid qui, par sa fusion progres- sive, protège pendant un certain temps le poisson contre tout réchauffement au-dessus de - 18 .
,
Les poissons recouverts de leur carapace sont mis dans des caisses dont les vides sont remplis par la même sorte de grelons microscopiques qui sert à faire les carapaces.
Dans l'appareil de traitement, pour provoquer le dépôt de la dispersion véhiculée par le gaz on peut employer tout moyen électrique ou mécanique ou ,leur combinaison. On peut par exemple provoquer ce dépôt par perte. de vitesse, par effet de la pesanteur, par centrifugation.., etc...
De même pour obtenir la fixation dé'cette dis- persion sur le poisson on peut opérer par enfarinage, par pres- sion, ou par tout autre,effet mécanique, ou électrique, ou par leur combinaison.
Le corps pulvérulent qui sert à constituer la carapace peut être obtenu par tout autre procédé et appareil
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que ceux du brevet cité. Par exemple, pour précongeler des denrées, on peut utiliser, pour former la carapace, de la ;lace broyée finement, à la dimension de quelques millimètres, et à la température de quelques degrés au-dessous de 0 C.
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Method and apparatus for imparting an athermal state to an object, in particular for pre-freezing food.
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Many processes are known for pre-freezing (around 0 ° C.) and; freezing (for example around - 18 C.) of various foodstuffs, in particular fish.
The main ones are as follows: - The oldest and simplest consists in surrounding the foodstuff with pieces of ice of the order of a few centimeters on the side. This process does not, in general, allow the foodstuff to be brought in its entire mass below 0 C.
In another process - freezing by air - the food is subjected to a rapid air current at low temperature. This process results in a great loss of weight by desiccation, frequent formation of relatively large ice crystals which burst the cells of the food, oxidation and surface discoloration of the food, The freezing time is obff - fre by several hours or even several days, depending on the thickness of the processed food.
There are also various methods of freezing by brine. Some are in direct contact: the food is immersed in the brine, or else it is watered by the latter in the form of more or less atomized rain; these processes have the drawback of almost always causing the salt to penetrate into the food. In other freezing processes the brine does not come into contact with the food, it cools it through a metallic wall. The main drawback of these other methods is that generally the food cannot be molded exactly against the wall, so that there remains between the two air pockets which hamper the transmission of cold.
All of these brine freezing processes require several hours of treatment, even for objects that have no
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only a few centimeters thick.
Furthermore, in all of the above processes there is considerable loss of frigories.
The subject of the invention described below is a method which eliminates these drawbacks.
In general, this process makes it possible, by a very rapid operation, to bring an object to any desired thermal state, for example, to bring it in its entire mass to a given temperature, low or high.
The method according to: the present invention is characterized by the fact that the foodstuffs or objects to be pre-frozen or frozen are subjected in a special chamber to contact with a cryogenic mass of electrically charged microscopic hailstones which are brought onto said foodstuffs or said objects, by a current of air or gas, which is itself at a very low temperature, so that said food or said objects are rapidly enveloped in a shell which is at such a temperature (for example well less than that which would be necessary to freeze them) that they are quickly brought to the desired thermal condition.
Another object of the invention is to obtain a shell which envelops the foodstuffs or objects treated in a continuous layer impermeable to air, this property being particularly essential for the preservation of the foodstuffs.
Another object of the invention is also to provide means for obtaining at will the desired size for the crystals forming in the cells of the processed foodstuffs.
It is known that when foodstuffs, particularly fish, are frozen, crystals form inside the cells of the processed commodity, but these crystals can be of any size which can cause the commodity to burst. One of the characteristics of the process is that the size of the hailstone
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employed in the above manner to pre-freeze or freeze the food can be adjusted as desired to achieve the desired crystal size in the cells of the pre-frozen or frozen food.
It is known that a crystal used as a seed of crystallization which is introduced into a supersaturated solution produces a crystallization of the same system and of the same size. This phenomenon can also be reproduced with the help of crystals deposited on foodstuffs and which cause the crystallization of the liquids existing in the cells of this foodstuff.
By controlling the size of the crystallized hailstones employed for pre-freezing or freezing the food according to the present invention, one can therefore obtain an appropriate size of the crystals forming inside the cells and by adjusting the size of the droplets which produce the hailstones. you can adjust the size of these.
This coating operation is carried out very quickly with the minimum of losses in heat exchange between the treated object and its shell; the coated commodity can be immediately stored.
By way of example, a mode of application of this method to the pre-freezing or freezing of fish, applicable to, has been described below. other foodstuffs, in particular meat, fruits, bequests ...
To ensure perfect and long-term preservation, the food must be absolutely fresh, healthy and intact.
In a French patent application of the same date, n ....... entitled 'Process for obtaining, at a given temperature, masses constituting heat sources, and apparatus for the application of this process', the author of the present invention has described an invention which makes it possible in particular to obtain a fluid-vehicle stream, for example air or other gas at a low freezing point, conveying a dispersion of microscopic hailstones, of the order of a micron (water,
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syrup, brine, carbon dioxide, etc. at very low temperature), which can, for example, go down to - 200 C.
This other invention is very advantageously used to carry out the coating of the objects in a treatment shell according to the present invention.
By way of example there has been described below and shown schematically in the drawing.annexé.un apparatus for this. coating.
Inside a fixed housing 1 rotates a drum 2 divided into eight compartments, each of which is intended for example to receive fish. At the upper part is arranged a supply duct 3 provided with an airlock constituted by a double hinged door 4-5 and by a retractable door '6; likewise at the lower part is an outlet duct? also provided with an airlock consisting of two double hinged doors 8-9 and 16-11.
The drum 2 has a hollow axis, inside which is disposed a distributor 12 provided with four longitudinal slots 13, located in two planes perpendicular between them.
The compartments 14, 141, 142, 143 ... of the drum are each provided with a corresponding slot 15.
The gas charged with microscopic hailstones at the selected low temperature arrives through the distributor 12. Due to the conditions of its production, the dispersion of microscopic hailstones is positively electrified.
In order to adjust the size of the 'grelons, a device (not indicated) is provided for adjusting the size of the drops of the liquid injected. It comprises, for example, a device for adjusting the relative speed of the streams of the injected liquid and of the gaseous fluid carrying the droplets, or else a device for adjusting the opening of the injectors.
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The apparatus includes a source of electro-static potentials which negatively electrifies the airlock and the fish therein as well as the compartments as they pass through each of the four positions 141, 143 .. .in which they do not communicate with the distributor. In the four other positions 14, 142 .... these compartments receive the gas charged with microscopic hailstones, positively electrified and, as a result, these compartments and the fish they contain are brought to zero or negative potential. These devices have been shown schematically by affixing the + and - signs to the desired places in the drawing.
The operation of this unit is as follows.
In compartment 14, the fish negatively charged by their passage through the introduction airlock are swept by the flow of positive microscopic hailstones, at very low temperature; these are therefore violently attracted; they separate from the gas which carries them, settle and attach themselves strongly to the fish. In the next compartment 141 the fish are brought to a negative potential and turned over, then in 142 there is a new introduction of gas and a new deposit; After 3/4 turn, or possibly several turns, of this treatment each fish is coated in a shell of sufficient thickness; for example for a type of fish 10 cm long. of thickness, at + 15, it will be enough, to bring it later to 0, of a shell at - 150 of 5 mm. thick.
The first layer of microscopic hailstones that cover the fish first melts, then freezes again on contact with subsequent hailstones, forming an adherent, continuous and tight layer of ice covered with a dry snow layer. This first icy layer transmits heat from the fish to the cold shell with great speed due to the intimate contact and good conductivity of the ice to very
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low temperature; it prevents oxidation of fish and the action of light and other harmful radiations;
it prevents desiccation, discoloration, and the penetration of salt, sugar, etc.:
If you want to keep the fish in the freezing state (for example - 18 0) - use as liquid for the formation of hailstones, a brine freezing at - 18 and store the treated fish at a temperature a little less than - 18o.
The outer part of the shell is a snow layer of agglomerated microscopic hailstones, around each of which is strongly adsorbed a layer of the carrier gas.
This constitution makes it an excellent thermal insulator. If at; during handling, before consumption, the coated fish is subjected to temperatures above - 18 C, the shell forms a flywheel of cold which, by its progressive melting, protects the fish for a certain time against any warming above -18.
,
The fish covered with their shells are placed in boxes whose voids are filled with the same kind of microscopic hailstones that are used to make the shells.
In the treatment apparatus, in order to cause the deposition of the dispersion conveyed by the gas, any electrical or mechanical means or a combination thereof can be used. One can for example cause this deposit by loss. speed, by the effect of gravity, by centrifugation ..., etc ...
Likewise, in order to obtain the attachment of this dispersion on the fish, it is possible to operate by flouring, by pressure, or by any other mechanical or electrical effect, or by their combination.
The pulverulent body which serves to constitute the shell can be obtained by any other process and apparatus
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than those of the cited patent. For example, to pre-freeze food, it is possible to use, to form the shell, finely ground lace, the size of a few millimeters, and at a temperature of a few degrees below 0 C.