EP1478890A1 - INSTALLATION DE DÉLIVRANCE D UN PRODUIT CONGEL&Eacute ; ET SON PROCÉDÉ D UTILISATION - Google Patents

INSTALLATION DE DÉLIVRANCE D UN PRODUIT CONGEL&Eacute ; ET SON PROCÉDÉ D UTILISATION

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EP1478890A1
EP1478890A1 EP20030722661 EP03722661A EP1478890A1 EP 1478890 A1 EP1478890 A1 EP 1478890A1 EP 20030722661 EP20030722661 EP 20030722661 EP 03722661 A EP03722661 A EP 03722661A EP 1478890 A1 EP1478890 A1 EP 1478890A1
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EP
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pipe
product
installation
cold fluid
frozen
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EP20030722661
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Luc Gaffet
Cédric CHASTEL
Damien Burban
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA a Directoire et Conseil de Surveillance pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
    • A23G9/00—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/36—Freezing; Subsequent thawing; Cooling
    • A23L3/361—Freezing; Subsequent thawing; Cooling the materials being transported through or in the apparatus, with or without shaping, e.g. in form of powder, granules, or flakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C5/00—Working or handling ice
    • F25C5/20—Distributing ice
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B19/00—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour
    • F25B19/005—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour the refrigerant being a liquefied gas

Definitions

  • the invention relates to the field of transporting cold products in pipes, in particular in the food sector.
  • various industries in particular the food industry which will be taken as a preferred but not exclusive example in the following description, there is a need to transport frozen products in pipes to deliver them to a processing or storage site (including sites where packing or packaging is carried out).
  • These frozen products can be in a viscous form or in a divided solid form.
  • soups As a viscous product, there may be mentioned soups. As products in divided solid form there may be mentioned peas and other vegetables.
  • the object of the invention is to propose a satisfactory solution, both from the technical point of view and from the economic point of view, to the problem of the heating of frozen products during transitional periods, as just explained.
  • the subject of the invention is a method of using a facility for delivering a frozen product comprising a delivery pipe connected at its upstream end to a storage container or to a facility for producing said frozen product. , characterized in that, prior to the introduction of said product into said pipe or during an interruption of the operation of said delivery installation, a cold fluid is passed through all or part of said pipe so as to bring said pipe to a temperature compatible with maintaining said product in frozen form during its stay in said pipe, or maintaining said pipe at said temperature. Said cold fluid can also be made to circulate around said pipe.
  • Said cold fluid is, for example, refrigerated compressed air.
  • the subject of the invention is also an installation for delivering a frozen product of the type comprising a storage container or an installation for producing said frozen product and a delivery pipe which is connected to it at its upstream end, characterized in that it includes means for passing a cold fluid through said pipe from at least one point on the pipe (preferably located near one of its ends in order to make it a co-current or counter-sweep current of the flow direction of the product in the pipeline.
  • Said pipe can be equipped with a double envelope, and it comprises means for circulating said cold fluid or another cold fluid also inside said double envelope.
  • the invention consists in bringing or maintaining the pipeline at a temperature compatible with the maintenance of the product in frozen form. Before starting or resuming the operation of the transport installation thanks to a circulation of a cold liquid or gaseous fluid inside the pipeline itself. The invention will be better understood on reading the description which follows, given with reference to the single appended figure which schematically shows an example of an installation for transporting a cold product according to the invention.
  • the example of installation according to the invention of the single figure comprises, in known manner, a refrigerating container 1 where a product, for example food, is stored in frozen form.
  • a product for example food
  • This product can be in the viscous state, or be in a divided solid form. It must be able to be extracted from the refrigerating container 1 by means such as a pump 2 placed on the path of a pipe 3 connected by its upstream end to the refrigerating container 1.
  • the downstream end 4 of the pipe 3 opens onto the medium. outside to deliver the product, for example on a packaging line or in any other installation ensuring product treatment.
  • the product can also, of course, be delivered directly to the end user.
  • the installation comprises devices making it possible to pass a cold fluid through the pipe 3 itself when the installation is started or restarted.
  • this fluid consists of compressed air cooled beforehand with liquid nitrogen.
  • This compressed air passes through a pipe 5 opening into the pipeline 3 for transferring the product at a point 6 located as close as possible to its upstream end, therefore from the outlet of the refrigerating container 1.
  • various devices conventional in the treatment and cooling of compressed air There are for example filters 7 ridding the compressed air of its chemical and microbial pollutants, a dryer 8 ridding it of its water vapor, and a refrigerant 9.
  • the compressed air initially at a ambient temperature, is cooled to a temperature of the order of the temperature at which the product to be transported in line 3 must be delivered.
  • this cooling is carried out by heat exchanges with nitrogen which penetrates in liquid form into the refrigerant 9 via a pipe 10 coming from a cryogenic installation (not shown), and leaves it in gaseous form by a pipe 11.
  • Circulating this refrigerated air in line 3 before the start of the introduction of the frozen product to be transferred has many advantages compared to previous practices of ensuring the cooling of line 3 by the product itself or a fluid circulating in a double envelope:
  • the refrigerating container 1 can be either a simple storage container for the frozen product to be delivered, or for example an installation for manufacturing this product.
  • refrigerated compressed air is only a preferred example, and other fluids such as nitrogen or CO 2 could be used similarly and always by way of illustration, in refrigerated liquid or gaseous form.

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Abstract

Procédé d'utilisation d'une installation de délivrance d'un produit congelé comportant une canalisation (3) connectée à un récipient de stockage (1) ou à une installation de production dudit produit congelé. Préalablement à l'introduction dudit produit dans ladite canalisation (3) ou pendant une interruption du fonctionnement de ladite installation, on fait passer dans ladite canalisation (3) un fluide froid portant ladite canalisation (3), à une température compatible avec le maintien dudit produit sous forme congelée lors de son séjour dans ladite canalisation (3) ou maintenant ladite canalisation à ladite température. Installation de délivrance d'un produit congelé du type comportant un récipient de stockage (1) ou une installation de production dudit produit congelé et une canalisation de délivrance (3). Elle comporte des moyens (5) pour faire passer un fluide froid dans ladite canalisation (3) à partie d'un point (6) situé à proximité d'une de ses extrémités. Application à l'industrie alimentaire.

Description

Installation de délivrance d'un produit congelé et son procédé d'utilisation.
L'invention concerne le domaine du transport de produits froids dans des canalisations, en particulier dans le domaine alimentaire. Dans différentes industries, notamment l'industrie alimentaire qui sera prise comme exemple privilégié mais non exclusif dans la suite de la description, on a besoin de transporter des produits congelés dans des canalisations pour les délivrer sur un site de traitement ou de stockage (incluant des sites où l'on effectue des opération d'emballage ou conditionnement). Ces produits congelés peuvent se trouver sous une forme visqueuse ou sous une forme solide divisée.
Comme produit sous forme visqueuse, on peut citer des soupes. Comme produits sous forme solide divisée on peut citer des petits pois et autres légumes.
Ces installations de transport fonctionnent généralement de manière aussi continue que possible. Néanmoins, il est inévitable que leur fonctionnement connaisse des périodes transitoires : arrêt et reprise de la production, ou changement de produit lorsqu'une même installation de transport est connectée à plusieurs installations de production ou de stockage de produits différents. Pendant ces périodes transitoires, la canalisation se réchauffe, et avec elle le produit qui s'y trouve éventuellement. Cet échauffement du produit peut le décongeler et, ainsi, le rendre inutilisable. Lors de la reprise de la production, ce produit doit alors être rebuté, avec tous les inconvénients économiques que cela comporte.
Dans le cas où aucun produit ne se trouve dans la canalisation, notamment au moment du démarrage de l'installation, les premières quantités de produit parcourant la canalisation se réchauffent à son contact et, de même, peuvent devenir inutilisables. Elles n'auront servi qu'à porter la canalisation à sa température de travail normale. Outre la perte du produit ayant servi à refroidir la canalisation, les inconvénients de cette façon de procéder sont l'augmentation des rejets de l'installation devant être retraités, et le risque d'un encrassement et d'une pollution de la canalisation par des fractions de produit décongelé qui y subsisteraient, avec tous les problèmes d'hygiène que cela peut entraîner. On voit donc que cette solution simple à mettre en œuvre pour porter la canalisation à sa température de travail n'est cependant satisfaisante ni du point de vue économique, ni du point de vue technique.
Une autre solution possible est de prévoir une canalisation dite « à double enveloppe », et de faire circuler autour de la canalisation de transport du produit, au moins pendant les périodes d'interruption de la production, un liquide de refroidissement tel que de l'ammoniaque à -35°C environ. Cette solution pose néanmoins des problèmes techniques. Elle rend la canalisation plus complexe, ce qui complique les opérations de débranchement et de raccordement lors des nettoyages et des remplacements qui doivent avoir lieu régulièrement, en particulier lorsque des canalisations de différents diamètres doivent être utilisées en fonction de la nature des produits transportés. D'autre part, il n'est pas possible de refroidir ainsi les éléments mécaniques de l'installation tels que des pompes ou autres organes assurant la progression du produit et auxquels sont connectés les différents tronçons de la canalisation. Or, le passage dans ces éléments mécaniques non encore refroidis est souvent responsable de la majeure partie de échauffement du produit . On peut encore signaler le fait que le produit lui même va ainsi pourvoir souiller ces éléments mécaniques.
Le but de l'invention est de proposer une solution satisfaisante, tant du point de vue technique que du point de vue économique, au problème du réchauffement des produits congelés lors de périodes transitoires, tel qu'il vient d'être exposé.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'utilisation d'une installation de délivrance d'un produit congelé comportant une canalisation de délivrance connectée à son extrémité amont à un récipient de stockage ou à une installation de production dudit produit congelé, caractérisé en ce que, préalablement à l'introduction dudit produit dans ladite canalisation ou pendant une interruption du fonctionnement de ladite installation de délivrance, on fait passer dans tout ou partie de ladite canalisation un fluide froid de manière à porter ladite canalisation à une température compatible avec le maintien dudit produit sous forme congelée lors de son séjour dans ladite canalisation, ou à maintenir ladite canalisation à ladite température. On peut faire circuler ledit fluide froid également autour de ladite canalisation.
Ledit fluide froid est, par exemple, de l'air comprimé réfrigéré. L'invention a aussi pour objet une installation de délivrance d'un produit congelé du type comportant un récipient de stockage ou une installation de production dudit produit congelé et une canalisation de délivrance qui lui est connectée à son extrémité amont, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour faire passer un fluide froid dans ladite canalisation à partir d'au moins un point sur la canalisation (préférentiellement situé à proximité de l'une de ses extrémités afin d'en faire un balayage a co-courant ou contre-courant du sens de passage du produit dans la canalisation.
Ladite canalisation peut être équipée d'une double enveloppe, et elle comporte des moyens pour faire circuler ledit fluide froid ou un autre fluide froid également à l'intérieur de ladite double enveloppe. Comme on l'aura compris, l'invention consiste à amener ou maintenir la canalisation à une température compatible avec le maintien du produit sous forme congelée .avant le démarrage ou la reprise du fonctionnement de l'installation de transport grâce à une circulation d'un fluide froid liquide ou gazeux à l'intérieur même de la canalisation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence à la figure unique annexée qui montre schématiquement un exemple d'installation de transport d'un produit froid selon l'invention.
L'exemple d'installation selon l'invention de la figure unique comporte, de manière connue, un récipient frigorifique 1 où un produit, par exemple alimentaire, est stocké sous forme congelée. Ce produit peut être à l'état visqueux, ou se trouver sous une forme solide divisée. Il doit pouvoir être extrait du récipient frigorifique 1 par des moyens tels qu'un pompe 2 placée sur le chemin d'une canalisation 3 reliée par son extrémité amont au récipient frigorifique 1. L'extrémité aval 4 de la canalisation 3 débouche sur le milieu extérieur pour délivrer le produit, par exemple sur une chaîne d'emballage ou dans toute autre installation assurant un traitement du produit. Le produit peut aussi, bien entendu, être délivré directement à l'utilisateur final. Selon l'invention, l'installation comporte des appareils permettant de faire passer un fluide froid dans la canalisation 3 elle-même lors d'un démarrage ou d'un redémarrage de l'installation. A cet effet, dans l'exemple représenté, ce fluide est constitué par de l'air comprimé refroidi préalablement par de l'azote liquide. Cet air comprimé traverse une conduite 5 débouchant dans la canalisation 3 de transfert du produit en un point 6 situé aussi près que possible de son extrémité amont, donc de la sortie du récipient frigorifique 1. Sur le trajet de la conduite 5 se trouvent divers appareils classiques en matière de traitement et de refroidissement de l'air comprimé. On y trouve par exemple des filtres 7 débarrassant l'air comprimé de ses polluants chimiques et microbiens, un sécheur 8 le débarrassant de sa vapeur d'eau, et un réfrigérant 9. Dans ce réfrigérant 9, l'air comprimé, initialement à une température voisine de l'ambiante, est refroidi à une température de l'ordre de la température à laquelle le produit à transporter dans la canalisation 3 doit être délivré. Dans l'exemple représenté, ce refroidissement est effectué par échanges thermiques avec de l'azote qui pénètre sous forme liquide dans le réfrigérant 9 par une conduite 10 en provenance d'une installation cryogénique (non représentée), et en ressort sous forme gazeuse par une conduite 11.
Faire circuler cet air réfrigéré dans la canalisation 3 avant le début de l'introduction du produit congelé à transférer présente de multiples avantages par rapport aux pratiques antérieures consistant à assurer le refroidissement de la canalisation 3 par le produit lui-même ou un fluide circulant dans une double enveloppe :
- le temps de refroidissement est réduit ; - l'installation de transfert est refroidie dans sa totalité, y compris ses éléments mécaniques ;
- il est facile de moduler le débit d'air réfrigéré injecté et sa température en fonction de la température désirée pour la canalisation 3 ;
- il n'est pas nécessaire d'équiper la canalisation 3 d'une double enveloppe avec toutes les complications que cela implique lors des montages et démontages ; - il n'y a pas de perte de produit, ni de risque de contamination de la canalisation 3 par du produit qui y aurait transité à une température trop élevée, ni de production de rejets à traiter.
En outre, il est facile d'adapter une installation de production déjà existante à l'utilisation de ce procédé.
Il est également envisageable, lorsque le produit présent dans la canalisation 3 ne remplit pas totalement celle-ci (en particulier si le produit est un solide sous forme divisée), de faire circuler l'air réfrigéré dans la conduite 3 également pendant les périodes d'interruption du fonctionnement de l'installation alors que du produit se trouve toujours dans la canalisation 3. De cette façon, il est possible de maintenir en permanence la canalisation 3 et le produit qu'elle renferme à une température compatible avec le maintien de l'état congelé du produit.
En outre, dans l'exemple d'installation représenté sur la figure unique, on a équipé la canalisation 3 d'une double enveloppe 12. Des conduites 13, 14, 15 permettent d'introduire de l'air comprimé refroidi en provenance de la conduite 5 également à l'intérieur de la double enveloppe 12 de la canalisation 3 dans ses différents tronçons, et des conduites 15, 17 permettent d'évacuer cet air après sa traversée des différents tronçons de la canalisation 3. De cette façon, il est possible de maintenir à basse température la canalisation 3 et le produit qui s'y trouve même lorsque le produit remplit la totalité de l'espace intérieur de la canalisation 3, de sorte qu'une circulation d'air froid n'y est pas possible. Cela suppose, bien entendu, que l'on accepte les inconvénients technologiques inhérents à l'utilisation d'une canalisation 3 à double enveloppe que l'on a cités plus haut.
On a mentionné ci-dessus l'utilisation de l'air comprimé refroidi également dans la double enveloppe mais on pourrait bien entendu, sans sortir du cadre de la présente invention, y faire circuler un autre fluide froid différent de celui utilisé dans la canalisation elle même (par exemple l'ammoniaque). Cette circulation d'air froid peut s'effectuer à co-courant par rapport à la circulation de produit congelé (comme représenté) ou à contre-courant par rapport à la circulation de produit congelé. Il va de soi que le récipient frigorifique 1 peut être soit un récipient de simple stockage du produit congelé à délivrer, soit par exemple une installation de fabrication de ce produit.
L'utilisation d'air comprimé réfrigéré n'est qu'un exemple privilégié, et on pourrait utiliser similairement et toujours à titre illustratifs d'autres fluides tels de l'azote ou du CO2, sous forme liquide ou gazeuse réfrigérée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'utilisation d'une installation de délivrance d'un produit congelé comportant une canalisation (3) de délivrance connectée à son extrémité amont à un récipient de stockage (1) ou à une installation de production dudit produit congelé, caractérisé en ce que, préalablement à l'introduction dudit produit dans ladite canalisation (3) ou pendant une interruption du fonctionnement de ladite installation de délivrance, on fait passer dans tout ou partie de ladite canalisation (3) un fluide froid de manière à porter ladite canalisation (3) à une température compatible avec le maintien dudit produit sous forme congelée lors de son séjour dans ladite canalisation (3), ou à maintenir ladite canalisation à ladite température.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on fait également circuler ledit fluide froid ou un autre fluide froid autour de ladite canalisation (3) dans une structure de type « à double enveloppe ».
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit fluide froid est de l'air comprimé réfrigéré.
4. Installation de délivrance d'un produit congelé du type comportant un récipient de stockage (1) ou une installation de production dudit produit congelé et une canalisation de délivrance (3) qui lui est connectée à son extrémité amont, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (5) pour faire passer un fluide froid dans ladite canalisation (3) à partir d'au moins un point (6) sur la canalisation.
5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit au moins un point est situé à proximité de l'une des extrémités de la canalisation, afin d'en faire un balayage a co-courant ou contre-courant du sens de passage du produit dans la canalisation.
6. Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que ladite canalisation (3) est équipée d'une double enveloppe (12), et en ce qu'elle comporte des moyens (14, 15, 16, 17) pour faire circuler ledit fluide froid ou un autre fluide froid également à l'intérieur de ladite double enveloppe (12).
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