Procédé pour la réfrigération et la conservation de denrées périssables et dispositif pour sa mise en #uvre. La présente invention se rapporte à un procédé pour la réfrigération et la conservation de denrées périssables et à un dispositif pour sa mise en pauvre. .
Ce procédé consiste à utiliser, en com binaison avec une chambre contenant les matières à réfrigérer, une masse solidifiée d'une substance inerte qui, d'une part, .soit à l'état gazeux à la température et à la pres sion ordinaires, et qui, d'autre part, par absorption de chaleur, passe directement de l'état solide à l'état gazeux, permettant aux gaz ainsi formés de pénétrer dans la chambre et de la remplir.
On emploiera, de préférence, comme réfrigérant, le dioxyde carbonique, c'est-à- dire l'anhydride -carbonique. Ce gaz possède de grandes qualités préservatives ; il est des plus inertes qui soient connus et: est absolument libre de toutes bactéries et autres éléments pouvant causer la détérioration de tous produits périssables; il permet, par immersion complète des produite à conserver, dans le gaz pur; de maintenir leur présent état de fraîcheur pendant longtemps: Tout produit dont les pores sont .complètement remplis de gaz anhydride *carbonique sera prémuni contre l'altération, et cela -quelle que soit la température; il s'en-.suit que;
par la combinaison d'une légère réfrigération avec l'exclusion' complète de l'air atmôz sphérique, il sera possible d'obtenir la préser vation de produits périssables, plus-longtemps- et plus complètement qu'on ne l'obtient par l'emploi d'autres systèmes de réfrigération.
Le gaz carbonique pur présente .également une affinité active pour l'humidité, ce qui le rend capable de combattre la .moisissure et tous autres effets .dommageables causée par l'humidité Il est représenté, à titre d'exemples, au dessin ci-annexé, quelques formes d'exécution de dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. _ La fig. -1 est une vue en coupe longitu dinale d'une chambre constituant un "-réfri gérateur mobile avec l'appareil _d',emmaga- sirïage _ du réfrigérant;
, La fig. 2 est une vue de la même chambre, en plan, par dessus; La fig. 3 est une coupe de détail, à plus grande échelle que les figures précédentes de la partie supérieure d'une chambre à neige carbonique; La fig. 4 est une vue similaire prise à angle droit par rapport à celle de la fig. 3; La fig. 5 est une section horizontale selon la ligne 10-10 de la fig. 3; La fig. 6 montre, en coupe, un détail de construction; La fig. 7 est une vue d'une autre forme d'exécution de chambre réfrigérante;
La fig. 8 est une vue en plan (partie en coupe horizontale) de la même forme d'exé cution ; La fig. 9 est une vue en perspective séparée d'une chambre à neige; La fig. 10 est une vue en perspective d'un couvercle destiné à la chambre à neige de la fig. 9; La fig. 11 est une section verticale à travers une caisse de navigation apte recevoir des produits alimentaires et com portant en son centre une chambre à neige carbonique ou réfrigérateur; La fig. 12 est une coupe verticale de la chambre à neige carbonique de la fig. 11;
La fig. 13 est une élévation frontale d'un réfrigérateur domestique spécialement étudié pour l'usage de la neige carbonique comme agent réfrigérant; La fig. 14 est une vue en perspective d'un rayonnage destiné à ce réfrigérateur domestique; La fig. 15 est une coupe verticale de ce réfrigérateur; La fig. 16 est une coupe horizontale de la fig. 15 suivant la ligne 23-23 de celle-ci. En considérant les fig. 1 à 6 qui montrent un réfrigérateur mobile, on voit qu'il est prévu une chambre 22 destinée à recevoir de la neige carbonique 26; cette chambre est supportée par une console 21.
Un tuyau de dégagement 28, pour le gaz carbonique engendré, pénètre dans la chambre près de la partie supérieure de celle-ci. Une extrémité ouverte de ce tuyau est en communication avec l'intérieur de ladite chambre 22, tandis que l'autre extrémité 29 s'ouvre en une partie éloignée dans l'enceinte générale 20. Le gaz s'échappant de la chambre 22 à travers le tuyau 28, effectue la réfrigération désirée de l'enceinte et remplit celle-ci en déplaçant l'air, en la refroidissant, et en enlevant l'humidité.
La chambre 20 est pratiquement étanche à l'air aussi bien au sommet de ses parois latérales qu'aux passages de portes. Les parois de la chambre 20 et celles de la chambre à neige 22 sont isolées, ce dernier isolement étant nécessaire pour éviter la sur-réfrigéra- tion de la chambre aux points les plus voisins de la chambre à neige 22; cette précaution s'impose également pour éviter que la neige carbonique ne retourne trop rapidement à l'état gazeux. Le degré d'isole ment variera naturellement selon l'intensité de réfrigération désirée. L'isolement est nécessaire étant donné que la température de la neige carbonique s'établit approxima tivement entre 108 et 112" Fahrenheit au- dessous de zéro.
Quand la température de l'intérieur de la chambre 20 s'élève, la rapi dité d'évaporation de la neige 26 dans la chambre 22 s'accroît, le gaz dégagé par la neige carbonique sort à une température voisine de 80" au-dessous du zéro Fahrenheit et, en circulant dans le tuyau 28 le long de la partie supérieure de la chambre 20, il absorbe la chaleur et est ensuite dégagé en 29. Il descend alors à l'état de gaz froid vers la partie inférieure de l'enceinte, déplaçant le gaz chaud, l'air atmosphérique ou l'humidité qui peuvent se trouver dans la chambre 20.
Non seulement l'appareil qui vient d'être décrit effectue la réfrigération nécessaire de l'enceinte 20 et de son contenu, mais en outre il est construit de façon à permettre la formation de la neige carbonique in situ comme il va être maintenant décrit. r1 cette fin, la chambre à neige 22 comporte une chambre de traitement 23 dans laquelle un ajutage 24 s'ouvre en 25; cet ajutage est réuni à un tuyau 4 muni d'un robinet 5'.
Quand on désire former la neige dans la chambre 22, le tuyau 4 est réuni à une source convenable d'anhydride carbonique liquide sous pression et la valve 5' est ensuite ouverte; le liquide carbonique peut alors s'écouler à travers l'étranglement brusque 24' (fig. 6) de l'ajutage 24. Ce liquide coule sous pression jusqu'à ce qu'il atteigne ledit étranglement. L'ajutage 24 présente une embouchure élargie vers l'ex térieur de l'enceinte, comme représenté, en vue de prévenir l'obstruction du conduit d'ajutage par l'anhydride carbonique congelé.
L'expansion soudaine du liquide passant d'une pression élevée à la pression atmo sphérique provoque<B>là,</B> réfrigération d'environ 1/s en poids dudit liquide. .Cette portion se résout en neige et le reste en gaz. La force d'expansion créatrice de neige et de gaz, sur un côté de la chambre 23, provoque un effet de tourbillonnement qui agit pour séparer neige et gaz; la force centrifuge et le poids de la neige provoquent le dépôt de celle-ci sur les flans et le fond du récipient 22. Le gaz plus léger que la neige se rassemble dans la partie centrale et supérieure du réci pient. Cet effet détermine la formation d'une poche conique 27 qui s'élève du côté du tuyau 28 jusqu'à ce que la chambre 22 soit totalement remplie.
La portion du liquide qui se résout en gaz quitte la chambre 22, par le tuyau 28, à très basse température et est utilisée pour déplacer l'air atmosphérique et l'humidité de l'enceinte, après que celle-ci a été chargée et soigneusement close en vue de la réfrigération et du transport. Quand le récipient 22 a été rempli comme décrit ci-dessus, le robinet 5' est fermé et le tuyau 4 est déconnecté de la source d'ali mentation.
Dans le cas des fig. 7 et 8, la neige est fabriquée en un lieu quelconque et délivrée sous la forme d'un corps compact ou brique à la chambre à réfrigérer.
A cette fin, il est prévu un couvercle convenable amovible 34 sur la chambre 20 et un .couvercle amovible 31 sur- le contenant à neige 22; de cette façon la masse de neige 26 est contenue dans un espace qui est facilement accessible quand le remplissage est nécessaire. Quand la neige 26 passe à l'état gazeux, le gaz peut s'échapper en 32, passant sous le couvercle 31 du contenant 22; il peut être également canalisé de toute manière convenable comme il est prévu dans le cas des fig. 1 et 2, et- conduit à tout endroit désirable de la chambre 20.
La fig. 9 montre une vue agrandie de la chambre 22 et la fig. 10 montre, à plus grande échelle, une vue du couvercle 31 sur.lequel est adaptée une poignée de manoeuvre 33.
Les fig. 11 et 12 représentent des organes et moyens simples permettant d'utiliser le contenant à réfrigérant 22 dans des petits récipients 20 pour la navigation et la con servation à bord de petites quantités de produits périssables 57; ceux-ci sont aisément et efficacement réfrigérés, à condition de donner au contenant à neige 22, de préfé rence en bois, la dimension convenant à un nombre donné de paquets ou emballages des produits périssables à embarquer. En remplissant le contenant 22 avec de la neige carbonique et en le plaçant, vers le milieu de la cargaison des produits, on obtiendra une réfrigération lente et pro gressive de ceux-ci, grâce à l'échappement du gaz qui trouve son passage par les fentes du couvercle 31.
Les fig. 18 à 16 montrent un réfrigéra teur 35 assez semblable à ceux du type qui est généralement rencontré dans les maisons, hôtels, restaurants etc. pour la préservation d'approvisionnements alimen taires. Il est prévu des portes 36 seulement à la partie supérieure du meuble. Pour séparer la. partie supérieure de la partie inférieure du meuble, on prévoit également un rayon 40 représenté en fig. 14. Des panneaux coulissants 42 et 43 sont montés dans des échancrures 41 de ce rayon 40 et sont supportés par des guides 44 de façon à -rendre le compartiment inférieur du réfri gérateur facilement accessible par les portes 36.
Des ouvertures 45 sont prévues pour manoeuvrer les panneaux 42 et également pour permettre la venue du gaz dans la chambre supérieure du réfrigérateur. Ce dernier comporte une isolation 37 entre ses parois 35 et un rayonnage 38, 39, 40. A la partie inférieure du réfrigérateur est ainsi ménagé un compartiment 46 pour l'accumulation de froid, pour l'emmagasinage et la préservation des produits périssables pendant une période indéfinie.
L'anhydride carbonique dégagé, étant plus lourd que l'air, chasse celui-ci de ce compartiment inférieur et, étant très froid, emplit d'abord la partie la plus basse de l'enceinte 35; quand il s'échauffe, il tend à s'élever sous l'effet de l'afflux continuel de gaz plus froid dégagé par la neige. Le compartiment 47 est situé immédiatement au-dessus du compartiment 46 et n'est pas tout à fait aussi froid, non plus aussi exempt d'air atmosphérique, à cause de l'ouverture occasionnelle des portes de réfrigérateur 36, mais ce compartiment est suffisamment froid et suffisamment chargé toutefois de dioxyde de carbone pour convenir aux usages réfrigérants de courte durée.
Les compartiments 48 et 49 sont des compartiments supplémentaires, situés au-dessus des précédents; ils sont un peu moins froids que le compartiment 47 et renferment plus d'air atmosphérique que ce dernier. Ces compartiments sont destinés aux usages quotidiens et conviennent particulièrement à la réfrigération des denrées telles que le beurre, dont le besoin est fréquent; par exemple la motte de beurre 55 sur le rayon supérieur est destinée à la consommation du jour et l'empaquetage figuré par les blocs 56 dans le compartiment infé rieur constitue un approvisionnement qui peut être conservé pendant une période indé finie. D'autres réserves alimentaires peuvent être traitées de la môme manière, selon les commodités particulières de l'usager.
Dans ce réfrigérant, le contenant à neige 51 est représenté avec des parois entre lesquelles on a fait le vide, mais on comprendra que cette disposition peut être remplacée par un contenant construit comme il est montré sur -les autres figures du dessin. Inversement, les mêmes dispositions de chambre avec parois à vide, peuvent être utilisées aux lieu et place de celles qui sont illustrées sur lesdites autres figures. Le con tenant 51 est supporté sur un socle 50 et muni d'un couvercle 52 avec poignée 53 et passage 54 pour l'échappement du gaz à travers le couvercle.
L'expression "neige carbonique" employée au cours de la description qui précède doit s'entendre comme désignant soit le produit dans sa forme floconneuse, soit le même dans sa forme compacte.
Process for the refrigeration and preservation of perishable foodstuffs and device for its implementation. The present invention relates to a process for the refrigeration and preservation of perishable foodstuffs and to a device for its impoverishment. .
This process consists in using, in combination with a chamber containing the materials to be refrigerated, a solidified mass of an inert substance which, on the one hand, is in the gaseous state at ordinary temperature and pressure, and which, on the other hand, by absorption of heat, passes directly from the solid state to the gaseous state, allowing the gases thus formed to enter and fill the chamber.
As a refrigerant, carbon dioxide, that is to say carbon dioxide, is preferably used. This gas has great preservative qualities; it is one of the most inert known and: is absolutely free from all bacteria and other elements which could cause the deterioration of all perishable products; it allows, by complete immersion of the products to be preserved, in pure gas; to maintain their present state of freshness for a long time: Any product whose pores are completely filled with carbon dioxide * gas will be protected against deterioration, and that - whatever the temperature; it follows that;
by the combination of a slight refrigeration with the complete exclusion of the spherical atmospheric air, it will be possible to obtain the preservation of perishable products, longer and more completely than is obtained by use of other refrigeration systems.
Pure carbon dioxide also exhibits an active affinity for humidity, which makes it capable of combating .mold and all other damaging effects caused by humidity. It is shown, by way of example, in the drawing below. appended, a few embodiments of devices for implementing the method according to the invention. _ Fig. -1 is a longitudinal sectional view of a chamber constituting a movable refrigerator with the apparatus _d ', storing the refrigerant;
, Fig. 2 is a view of the same chamber, in plan, from above; Fig. 3 is a detail sectional view, on a larger scale than the previous figures, of the upper part of a dry ice chamber; Fig. 4 is a similar view taken at right angles to that of FIG. 3; Fig. 5 is a horizontal section taken along line 10-10 of FIG. 3; Fig. 6 shows, in section, a construction detail; Fig. 7 is a view of another embodiment of the cooling chamber;
Fig. 8 is a plan view (part in horizontal section) of the same embodiment; Fig. 9 is a separate perspective view of a snow chamber; Fig. 10 is a perspective view of a cover for the snow chamber of FIG. 9; Fig. 11 is a vertical section through a navigation box capable of receiving food products and comprising at its center a dry ice chamber or refrigerator; Fig. 12 is a vertical section of the dry ice chamber of FIG. 11;
Fig. 13 is a front elevation of a domestic refrigerator specially designed for the use of dry ice as a refrigerant; Fig. 14 is a perspective view of a shelving for this domestic refrigerator; Fig. 15 is a vertical section of this refrigerator; Fig. 16 is a horizontal section of FIG. 15 along line 23-23 thereof. Considering fig. 1 to 6 which show a mobile refrigerator, it can be seen that there is provided a chamber 22 intended to receive carbon dioxide snow 26; this chamber is supported by a console 21.
A release pipe 28, for the carbon dioxide generated, enters the chamber near the top thereof. One open end of this pipe is in communication with the interior of said chamber 22, while the other end 29 opens at a remote part into the general enclosure 20. The gas escaping from chamber 22 through pipe 28, performs the desired refrigeration of the enclosure and fills the enclosure by moving air, cooling it, and removing moisture.
The chamber 20 is practically airtight both at the top of its side walls and at the doorways. The walls of the chamber 20 and those of the snow chamber 22 are insulated, the latter isolation being necessary to prevent over-cooling of the chamber at the points closest to the snow chamber 22; this precaution is also necessary to prevent the carbon dioxide snow from returning too quickly to the gaseous state. The degree of insulation will naturally vary depending on the amount of refrigeration desired. Isolation is necessary since the temperature of dry ice is approximately 108 to 112 "Fahrenheit below zero.
When the temperature inside the chamber 20 rises, the speed of evaporation of the snow 26 in the chamber 22 increases, the gas given off by the carbon dioxide snow leaves at a temperature close to 80 "au- below zero Fahrenheit and, as it circulates in pipe 28 along the top of chamber 20, it absorbs heat and is then released at 29. It then descends as a cold gas towards the lower part of the chamber. 'enclosure, displacing the hot gas, atmospheric air or humidity which may be in the chamber 20.
Not only does the apparatus which has just been described carry out the necessary refrigeration of the enclosure 20 and its contents, but it is also constructed in such a way as to allow the formation of dry ice in situ as will now be described. r1 this end, the snow chamber 22 comprises a treatment chamber 23 in which a nozzle 24 opens at 25; this nozzle is joined to a pipe 4 provided with a valve 5 '.
When it is desired to form snow in chamber 22, pipe 4 is joined to a suitable source of pressurized liquid carbon dioxide and valve 5 'is then opened; the carbonic liquid can then flow through the sudden constriction 24 '(FIG. 6) of the nozzle 24. This liquid flows under pressure until it reaches said constriction. The nozzle 24 has an enlarged mouth towards the exterior of the enclosure, as shown, in order to prevent the obstruction of the nozzle duct by frozen carbon dioxide.
The sudden expansion of the liquid from high pressure to atmospheric pressure causes <B> there, </B> refrigeration of about 1 / s by weight of said liquid. This portion resolves into snow and the rest into gas. The expansive force creating snow and gas, on one side of chamber 23, causes a swirling effect which acts to separate snow and gas; the centrifugal force and the weight of the snow cause it to deposit on the blanks and the bottom of the container 22. The gas lighter than snow collects in the central and upper part of the container. This effect determines the formation of a conical pocket 27 which rises from the side of the pipe 28 until the chamber 22 is completely filled.
The portion of the liquid which resolves to gas leaves chamber 22, through pipe 28, at very low temperature and is used to displace atmospheric air and humidity from the chamber, after the latter has been charged and carefully closed for refrigeration and transport. When the container 22 has been filled as described above, the tap 5 'is closed and the pipe 4 is disconnected from the power source.
In the case of fig. 7 and 8, the snow is made anywhere and delivered in the form of a compact body or brick to the refrigeration chamber.
To this end, there is provided a suitable removable cover 34 on the chamber 20 and a removable cover 31 on the snow container 22; in this way the mass of snow 26 is contained in a space which is easily accessible when filling is required. When the snow 26 becomes gaseous, the gas can escape at 32, passing under the cover 31 of the container 22; it can also be channeled in any suitable manner as provided in the case of FIGS. 1 and 2, and - leads to any desirable location in bedroom 20.
Fig. 9 shows an enlarged view of the chamber 22 and FIG. 10 shows, on a larger scale, a view of the cover 31 on which an operating handle 33 is fitted.
Figs. 11 and 12 show simple members and means making it possible to use the coolant container 22 in small containers 20 for navigation and the storage on board of small quantities of perishable products 57; these are easily and efficiently refrigerated, provided that the snow container 22, preferably made of wood, is given the size suitable for a given number of packages or wrappers of perishable products to be loaded. By filling the container 22 with carbon dioxide snow and placing it, towards the middle of the cargo of the products, a slow and progressive refrigeration of the latter will be obtained, thanks to the escape of the gas which finds its way through the cover slots 31.
Figs. 18 to 16 show a refrigerator 35 quite similar to those of the type which is generally encountered in homes, hotels, restaurants etc. for the preservation of food supplies. Doors 36 are provided only at the top of the cabinet. To separate the. upper part of the lower part of the cabinet, there is also a shelf 40 shown in FIG. 14. Sliding panels 42 and 43 are mounted in notches 41 of this radius 40 and are supported by guides 44 so as to -make the lower compartment of the refrigerator easily accessible through the doors 36.
Openings 45 are provided to maneuver the panels 42 and also to allow the entry of gas into the upper chamber of the refrigerator. The latter comprises an insulation 37 between its walls 35 and a shelving 38, 39, 40. At the lower part of the refrigerator is thus provided a compartment 46 for the accumulation of cold, for the storage and preservation of perishable products for a period of time. indefinite period.
The carbon dioxide released, being heavier than air, drives the latter out of this lower compartment and, being very cold, first fills the lower part of the enclosure 35; when it heats up, it tends to rise under the effect of the continual influx of colder gas released by the snow. Compartment 47 is located immediately above compartment 46 and is not quite so cold, also free from atmospheric air, due to the occasional opening of refrigerator doors 36, but this compartment is sufficiently cold and yet sufficiently charged with carbon dioxide to be suitable for short-term refrigeration uses.
The compartments 48 and 49 are additional compartments, located above the previous ones; they are a little less cold than compartment 47 and contain more atmospheric air than the latter. These compartments are intended for daily use and are particularly suitable for refrigerating foodstuffs such as butter, which is frequently needed; for example the lump of butter 55 on the upper shelf is intended for daily consumption and the packaging represented by the blocks 56 in the lower compartment constitutes a supply which can be kept for an indefinite period. Other food reserves can be treated in the same way, depending on the particular convenience of the user.
In this cooler, the snow container 51 is shown with walls between which a vacuum has been made, but it will be understood that this arrangement can be replaced by a container constructed as shown in the other figures of the drawing. Conversely, the same chamber arrangements with vacuum walls can be used instead of those which are illustrated in said other figures. The container 51 is supported on a base 50 and provided with a cover 52 with handle 53 and passage 54 for the escape of gas through the cover.
The expression “carbon dioxide snow” used in the preceding description should be understood as designating either the product in its flaky form, or the same in its compact form.