EP4279846A1 - Cryogenic tunnel with conveyor for producing pods of food products, particularly sauces - Google Patents

Cryogenic tunnel with conveyor for producing pods of food products, particularly sauces Download PDF

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EP4279846A1
EP4279846A1 EP23172622.5A EP23172622A EP4279846A1 EP 4279846 A1 EP4279846 A1 EP 4279846A1 EP 23172622 A EP23172622 A EP 23172622A EP 4279846 A1 EP4279846 A1 EP 4279846A1
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conveyor
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pellet
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Hélène GENSSE
Franck Cousin
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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 pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D25/00Charging, supporting, and discharging the articles to be cooled
    • F25D25/04Charging, supporting, and discharging the articles to be cooled by conveyors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/10Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
    • F25D3/11Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space

Definitions

  • the present invention relates to the field of processes and installations for the cryogenic treatment of products, particularly food products, and particularly to processes and installations for manufacturing "ice cubes” or “pellets” (we often speak of pellets, or ice cubes, or doses, or still pods), liquid or pasty products.
  • ice cubes for sauce, puree, juice or other liquids can be cited in this category.
  • the system for manufacturing ice cubes of liquid or pasty products is characterized by the implementation of a new tunnel structure with a conveyor belt, the belt being provided with molds unitary, or arranging such unitary molds in its conveying structure, where the demoulding of each pellet is carried out automatically by ejection, ejection carried out by a very element of the structure of the conveyor belt.
  • View a) occurs before reaching the demolding zone, while view b) occurs in the demolding zone, when the plate attached to the bottom of the mold in question pivots independently of the rest of the mold, effectively causing the pellet to come off .
  • This view therefore allows us to understand how demoulding occurs and also allows us to clearly visualize the two adjoining plates and the articulation of the two plates in the demoulding zone.
  • the molds can obviously be cylindrical or parallelepiped in shape but can also have any other more complex geometric shape depending on the product targeted.
  • the advantage of using a stainless steel conveyor belt allows the regulation temperature to be lowered very significantly compared to a polymer material belt.
  • the other advantage of stainless steel is to take advantage of a particularity of this alloy which is to offer a certain form of zero adhesion. Studies have in fact shown that stainless steel, at temperatures below -100°C, prevents food products from sticking. This particularity is quite close to the phenomenon of the Lotus leaf.

Abstract

Un équipement de fabrication de pastilles de produits liquides ou pâteux, comportant un tunnel et comportant un tapis convoyeur apte à transporter le produit à traiter dans l'équipement le long d'un trajet de traitement passant par les différentes zones de l'équipement, où le tapis convoyeur est muni de moules unitaires, ou bien des moules unitaires sont aménagés dans la structure du tapis convoyeur, où l'équipement comporte une zone de démoulage des pastilles, située en sortie du tunnel ou juste en aval de la sortie du tunnel, zone de démoulage intervenant dans une zone de rotation du convoyeur, et où la structure du tapis permet que le démoulage de chaque pastille s'effectue de manière automatique par éjection, éjection effectuée par un élément même de la structure du tapis convoyeur, par le fait que sont exercées dans la zone de démoulage des forces contraires sur les parois du moule.

Figure imgaf001
Equipment for manufacturing pellets of liquid or pasty products, comprising a tunnel and comprising a conveyor belt capable of transporting the product to be treated in the equipment along a treatment path passing through the different zones of the equipment, where the conveyor belt is provided with unit molds, or unit molds are arranged in the structure of the conveyor belt, where the equipment includes a pellet unmolding zone, located at the tunnel exit or just downstream of the tunnel exit, demolding zone intervening in a rotation zone of the conveyor, and where the structure of the belt allows the demolding of each pellet to take place automatically by ejection, ejection carried out by an element itself of the structure of the conveyor belt, thereby that opposing forces are exerted in the demolding zone on the walls of the mold.
Figure imgaf001

Description

La présente invention concerne le domaine des procédés et installations de traitement cryogénique de produits, notamment alimentaires, et tout particulièrement les procédés et installations de fabrication de « glaçons » ou « pastilles » (on parle souvent de pastilles, ou glaçons, ou doses , ou encore dosettes), de produits liquides ou pâteux. On peut citer dans cette catégorie les exemples de glaçons de sauce, de purée, de jus ou d'autres liquides.The present invention relates to the field of processes and installations for the cryogenic treatment of products, particularly food products, and particularly to processes and installations for manufacturing "ice cubes" or "pellets" (we often speak of pellets, or ice cubes, or doses, or still pods), liquid or pasty products. Examples of ice cubes for sauce, puree, juice or other liquids can be cited in this category.

On a vu apparaître ces dernières années des procédés mettant en oeuvre, pour réaliser de tels glaçons, des tunnels à tapis alvéolés, donc constitués d'un enchaînement articulé de petits moules, qui sont remplis du mélange liquide ou pâteux à congeler et dont le démoulage permet d'obtenir les glaçons de forme et de caractéristiques voulues.In recent years, we have seen the emergence of processes using, to produce such ice cubes, tunnels with honeycomb mats, therefore made up of an articulated sequence of small molds, which are filled with the liquid or pasty mixture to be frozen and whose unmolding allows you to obtain ice cubes of the desired shape and characteristics.

On trouve dans cette catégorie de procédés et de tapis alvéolés le document EP-1 115 637 au nom de la société AGA AB.In this category of processes and honeycomb mats we find the document EP-1 115 637 in the name of the company AGA AB.

Un des problèmes bien connu de ces fabrications est l'adhérence des pastilles sur le tapis ou support utilisé et donc les difficultés de démoulage, donnant lieu à des pertes de matériau, ou encore à des phénomènes de marquage des surfaces des pastilles.One of the well-known problems of these manufactures is the adhesion of the pellets to the carpet or support used and therefore the difficulties in demoulding, giving rise to losses of material, or even to phenomena of marking of the surfaces of the pellets.

Le document EP-1 115 637 cité plus haut propose pour sa part une structure particulière de tapis alvéolé facilitant le démoulage et limitant les pertes de matière : il propose de procéder à un pré-refroidissement du tapis par trempage dans un bain de liquide cryogénique, avant de verser dans les alvéoles le liquide à traiter, ce qui permet aux auteurs d'obtenir un croutage des surfaces extérieures des pastilles. Les produits sont ensuite démoulés et transférés vers un surgélateur plus classique pour terminer la surgélation à coeur des pastilles.The document EP-1 115 637 cited above, for its part, proposes a particular structure of honeycomb mat facilitating unmolding and limiting material losses: it proposes pre-cooling the mat by soaking in a bath of cryogenic liquid, before pouring into the cells the liquid to be treated, which allows the authors to obtain a crusting of the exterior surfaces of the pellets. The products are then unmolded and transferred to a more traditional freezer to complete the deep freezing of the pellets.

La Demanderesse a proposé pour sa part, dans le document WO2006/092535 , un équipement amélioré de fabrication de tels glaçons de produits liquides ou pâteux, comportant un tapis convoyeur alvéolé apte à transporter le produit à traiter dans l'équipement le long d'un trajet de traitement passant par les différentes zones de l'équipement, et mettant en oeuvre les mesures suivantes :

  • l'équipement comporte au moins successivement les trois zones suivantes :
    1. 1. une zone amont comportant un dispositif de dosage et dépose du produit à traiter dans les alvéoles du tapis ;
    2. 2. une zone d'apport de froid ;
    3. 3. une zone de démoulage.
  • Le tapis convoyeur est un tapis alvéolé sans fonds;
  • et dans ladite zone amont, le tapis est situé en regard d'une surface refroidie qui sert de fond du moule partiel que constituent les alvéoles.
The Applicant for its part proposed, in the document WO2006/092535 , improved equipment for manufacturing such ice cubes of liquid or pasty products, comprising a honeycomb conveyor belt capable of transporting the product to be treated in the equipment along a treatment path passing through the different zones of the equipment, and implementing the following measures:
  • the equipment comprises at least the following three zones successively:
    1. 1. an upstream zone comprising a device for dosing and depositing the product to be treated in the cells of the belt;
    2. 2. a cold supply zone;
    3. 3. an unmolding area.
  • The conveyor belt is a honeycomb belt without bottom;
  • and in said upstream zone, the belt is located opposite a cooled surface which serves as the bottom of the partial mold which constitutes the cells.

Or, il est récemment apparu nécessaire à la Demanderesse d'améliorer la solution précédente, notamment pour des questions de débit de produit qu'il est possible de traiter avec un tel équipement, débit qu'il est apparu nécessaire d'améliorer.However, it has recently appeared necessary for the Applicant to improve the previous solution, in particular for questions of product flow rate which it is possible to process with such equipment, flow rate which it appeared necessary to improve.

C'est donc un des objectifs de la présente invention de proposer un nouveau procédé et équipement de fabrication de pastilles ou glaçons congelés permettant non seulement de solutionner les problèmes d'adhérence et de perte de matériau mais également de proposer une solution plus capacitive.It is therefore one of the objectives of the present invention to propose a new process and equipment for manufacturing frozen pellets or ice cubes making it possible not only to solve the problems of adhesion and loss of material but also to propose a more capacitive solution.

Comme on le verra plus en détails ci-dessous, le système de fabrication de glaçons de produits liquides ou pâteux selon l'invention se caractérise par la mise en oeuvre d'une nouvelle structure de tunnel à tapis convoyeur, le tapis étant muni de moules unitaires, ou aménageant dans sa structure de convoyage de tels moules unitaires, où le démoulage de chaque pastille s'effectue de manière automatique par éjection, éjection effectuée par un élément même de la structure du tapis convoyeur.As will be seen in more detail below, the system for manufacturing ice cubes of liquid or pasty products according to the invention is characterized by the implementation of a new tunnel structure with a conveyor belt, the belt being provided with molds unitary, or arranging such unitary molds in its conveying structure, where the demoulding of each pellet is carried out automatically by ejection, ejection carried out by a very element of the structure of the conveyor belt.

La [Figure 1] annexée illustre un mode de réalisation d'un tapis convoyeur conforme à l'invention, où

  • on met en oeuvre un tunnel à tapis convoyeur muni de moules unitaires à démoulage automatique par éjection : ce tapis est un tapis en inox de type dit « à plaques », il est muni de réceptacles (ou moules) unitaires prêts à accueillir le mélange liquide ou pâteux, et le démoulage à lieu lors de la rotation du convoyeur en sortie dans une zone dite « de démoulage ».
  • et en effet, ces réceptacles, solidaires du convoyeur, sont ici pour ce mode composés de deux parties, chaque réceptacle étant positionné en jonction de deux plaques du convoyeur : un élément constituant le "fond du réceptacle" est solidaire d'une plaque, tandis que l'autre partie du réceptacle, que l'on peut qualifier de « bords du moule » est solidaire de la plaque juste attenante à la première plaque.
  • ainsi en fin de convoyage, les deux parties du moule (réceptacle) ne subissent pas les mêmes contraintes mécaniques, puisque en l'occurrence, le fond du réceptacle pivote à l'intérieur du moule tandis que les parois du moule demeurent en place, ce qui permet de décoller le produit surgelé à la fois des parois du moule et du fond.
There [ Figure 1 ] appended illustrates an embodiment of a conveyor belt according to the invention, where
  • a conveyor belt tunnel is used, equipped with unit molds with automatic demoulding by ejection: this belt is a stainless steel belt of the so-called “plate” type, it is equipped with unitary receptacles (or molds) ready to accommodate the liquid or pasty mixture, and demoulding takes place during the rotation of the conveyor at the outlet in a so-called “demolding” zone.
  • and in fact, these receptacles, integral with the conveyor, are here for this mode composed of two parts, each receptacle being positioned at the junction of two plates of the conveyor: an element constituting the "bottom of the receptacle" is integral with a plate, while that the other part of the receptacle, which can be described as "edges of the mold" is integral with the plate just adjacent to the first plate.
  • thus at the end of conveying, the two parts of the mold (receptacle) do not undergo the same mechanical constraints, since in this case, the bottom of the receptacle pivots inside the mold while the walls of the mold remain in place, this which allows the frozen product to be removed from both the walls of the mold and the bottom.

La vue a) intervient avant de parvenir à la zone de démoulage, tandis que la vue b) intervient dans la zone de démoulage, lorsque la plaque solidaire du fond du moule considéré pivote indépendamment du reste du moule, faisant de fait se décoller la pastille. Cette vue permet donc bien de comprendre comment se produit le démoulage et permet également de bien visualiser les deux plaques attenantes et l'articulation des deux plaques en zone de démoulage.View a) occurs before reaching the demolding zone, while view b) occurs in the demolding zone, when the plate attached to the bottom of the mold in question pivots independently of the rest of the mold, effectively causing the pellet to come off . This view therefore allows us to understand how demoulding occurs and also allows us to clearly visualize the two adjoining plates and the articulation of the two plates in the demoulding zone.

La [Figure 2], la [Figure 3], et la [Figure 4] annexées illustrent quant à elles un autre mode de réalisation d'un tapis convoyeur conforme à l'invention, convoyeur que l'on qualifie dans ce domaine technique de convoyeur « à godets », convoyeur où sont régulièrement ménagés des moules ou logements, aptes à accueillir une portion de produit à surgeler, sous forme liquide ou pâteuse, où le démoulage de chaque pastille s'effectue de manière automatique par éjection, éjection effectuée par un élément même de la structure du tapis convoyeur.There [ Figure 2 ], there [ Figure 3 ], and the [ Figure 4 ] appended illustrate another embodiment of a conveyor belt according to the invention, a conveyor which is described in this technical field as a "bucket" conveyor, a conveyor where molds or housings, suitable to accommodate a portion of product to be frozen, in liquid or pasty form, where the unmolding of each pellet is carried out automatically by ejection, ejection carried out by an element of the structure of the conveyor belt.

Et cette éjection est ici, pour ce mode de réalisation, obtenue par la combinaison des moyens suivants :

  • la forme spécifique du fond du godet ou moule, qui est muni d'une forme de languette (entourée d'un cercle oblongue sur les figures 2 et 4) ;
  • l'application en zone de démoulage d'une rotation du convoyeur et donc de chaque godet, permettant ici encore d'exercer des forces contraires sur les parois du godet, réalisant de fait le décollement de la pastille (la languette pivote après l'avancement d'une première partie du glaçon).
And this ejection is here, for this embodiment, obtained by the combination of the following means:
  • the specific shape of the bottom of the bucket or mold, which is provided with a form of tab (surrounded by an oblong circle on the figure 2 And 4 ) ;
  • the application in the demoulding zone of a rotation of the conveyor and therefore of each bucket, allowing here again to exert opposing forces on the walls of the bucket, effectively causing the pellet to separate (the tongue pivots after advancement of a first part of the ice cube).

Sans être aucunement lié par l'explication suivante, on peut sans doute rapprocher les forces en jeu, dans une certaine mesure, des phénomènes intervenant quand une personne procède à des « torsions » manuelles d'un bac à glaçons en plastique, pour démouler ces glaçons.Without being in any way bound by the following explanation, we can undoubtedly relate the forces at play, to a certain extent, to the phenomena occurring when a person manually “twists” a plastic ice cube tray, to unmold these ice cubes.

Comme il apparaitra clairement à l'homme du métier, les moules peuvent être bien évidemment de forme cylindrique ou parallélépipédique mais peuvent avoir également tout autre forme géométrique plus complexe selon le produit visé.As will be clear to those skilled in the art, the molds can obviously be cylindrical or parallelepiped in shape but can also have any other more complex geometric shape depending on the product targeted.

L'avantage d'utiliser un tapis convoyeur en inox permet de baisser la température de régulation de façon très significative par rapport à un tapis en matière polymère. L'autre intérêt de l'inox est de profiter d'une particularité de cet alliage qui est d'offrir une certaine forme de zéro adhésion. Des études ont en effet montré que l'inox, à des températures inférieures à -100 °C, évite le collage des produits alimentaires. Cette particularité est assez proche du phénomène de la feuille de Lotus.The advantage of using a stainless steel conveyor belt allows the regulation temperature to be lowered very significantly compared to a polymer material belt. The other advantage of stainless steel is to take advantage of a particularity of this alloy which is to offer a certain form of zero adhesion. Studies have in fact shown that stainless steel, at temperatures below -100°C, prevents food products from sticking. This particularity is quite close to the phenomenon of the Lotus leaf.

On utilisera, pour le dosage du produit dans les petits moules, en amont de la zone d'entrée dans le tunnel, un doseur commercialement disponible, doseurs connus de l'homme du métier de ce domaine, qui ne seront donc pas développés plus en détails ici.For dosing the product in the small molds, upstream of the entry zone into the tunnel, a commercially available doser will be used, dosers known to those skilled in the art in this field, which will therefore not be developed further. details here.

Des essais ont été menés à bien par la Demanderesse dans un mode de mise en oeuvre de l'invention conforme à celui de la Figure 2, caractérisé ainsi :

  • les essais ont été menés sur un tunnel expérimental de 3 m de longueur, et 1,2 m de largeur;
  • avec mise en oeuvre de différents produits, allant du très liquide à du plus épais : bouillon de couscous très liquide, à la sauce béchamel très épaisse ;
  • traitement de 20 dosettes sur la largeur, 20 g par dosette ;
  • 5 à 6 minutes de temps de passage à l'intérieur du tunnel, ce qui a permis de traiter environ 250kg/h de produit (permettant de penser pouvoir atteindre une tonne/h pour un tunnel de production de 12 m de long).
Tests were carried out by the Applicant in a mode of implementation of the invention consistent with that of the Figure 2 , characterized as follows:
  • the tests were carried out on an experimental tunnel 3 m long and 1.2 m wide;
  • with the use of different products, ranging from very liquid to thicker: very liquid couscous broth, to very thick béchamel sauce;
  • treatment of 20 pods across the width, 20 g per pod;
  • 5 to 6 minutes of passage time inside the tunnel, which made it possible to process around 250 kg/h of product (allowing us to believe that one tonne/h could be reached for a 12 m long production tunnel).

Les résultats observés dans de telles conditions montrent une grande facilité de démoulage.The results observed under such conditions show great ease of demoulding.

Claims (3)

Equipement de fabrication de pastilles de produits liquides ou pâteux, comportant un tunnel et comportant un tapis convoyeur apte à transporter le produit à traiter dans l'équipement le long d'un trajet de traitement passant par les différentes zones de l'équipement, et mettant en oeuvre les mesures suivantes : - l'équipement comporte une zone amont située en amont de l'entrée des produits dans le tunnel, zone amont comportant un dispositif de dosage et dépose du produit à traiter dans des moules ; - l'équipement comporte une zone de démoulage des pastilles, située en sortie du tunnel ou juste en aval de la sortie du tunnel, zone de démoulage intervenant dans une zone de rotation du convoyeur ; - le tapis convoyeur est muni de moules unitaires, ou bien des moules unitaires sont aménagés dans la structure du tapis convoyeur ; - la structure du tapis permettant que le démoulage de chaque pastille s'effectue de manière automatique par éjection, éjection effectuée par un élément même de la structure du tapis convoyeur, par le fait que sont exercées dans la zone de démoulage des forces contraires sur les parois du moule. Equipment for manufacturing pellets of liquid or pasty products, comprising a tunnel and comprising a conveyor belt capable of transporting the product to be treated in the equipment along a treatment path passing through the different zones of the equipment, and putting implement the following measures: - the equipment includes an upstream zone located upstream of the entry of the products into the tunnel, an upstream zone comprising a dosing device and depositing the product to be treated in molds; - the equipment includes a pellet unmolding zone, located at the tunnel exit or just downstream of the tunnel exit, unmolding zone occurring in a rotation zone of the conveyor; - the conveyor belt is fitted with unit molds, or unit molds are fitted in the structure of the conveyor belt; - the structure of the belt allowing the unmolding of each pellet to take place automatically by ejection, ejection carried out by a very element of the structure of the conveyor belt, by the fact that opposing forces are exerted in the unmolding zone on the walls of the mold. Equipement selon la revendication 1, se caractérisant en ce que : - le tapis convoyeur est en inox, et de type dit « à plaques », et il est muni de moules, positionnés en surface du convoyeur, aptes à accueillir une portion de produit liquide ou pâteux à surgeler; - les moules sont solidaires du convoyeur, et sont composés de deux parties, chaque moule étant positionné en jonction de deux plaques du convoyeur : un élément constituant le fond du moule étant solidaire d'une plaque, tandis que l'autre partie du moule, formant les bords du moule, est solidaire de la plaque juste attenante à la première plaque ; - l'équipement comporte une zone de démoulage des pastilles, située en sortie du tunnel ou juste en aval de la sortie du tunnel, zone de démoulage intervenant dans une zone de rotation du convoyeur, où le fond de chaque moule pivote à l'intérieur du moule du fait de l'articulation des deux plaques adjacentes concernées par un moule donné, ce qui permet de décoller le pastilles à la fois du moule et du fond. Equipment according to claim 1, characterized in that : - the conveyor belt is made of stainless steel, and of the so-called “plate” type, and it is equipped with molds, positioned on the surface of the conveyor, capable of accommodating a portion of liquid or pasty product to be frozen; - the molds are integral with the conveyor, and are composed of two parts, each mold being positioned at the junction of two plates of the conveyor: an element constituting the bottom of the mold being integral with a plate, while the other part of the mold, forming the edges of the mold, is integral with the plate just adjacent to the first plate; - the equipment includes a pellet demolding zone, located at the tunnel exit or just downstream of the tunnel exit, demolding zone occurring in a rotation zone of the conveyor, where the bottom of each mold pivots inside of the mold due to the articulation of the two plates adjacent parts concerned by a given mold, which makes it possible to remove the pellets both from the mold and from the bottom. Equipement selon la revendication 1, se caractérisant en ce que - le tapis convoyeur est en inox, et de type dit « à godets », godets constituant des moules, aptes à accueillir une portion de produit liquide ou pâteux à surgeler ; - l'équipement comporte une zone de démoulage des pastilles, située en sortie du tunnel ou juste en aval de la sortie du tunnel, zone de démoulage intervenant dans une zone de rotation du convoyeur, où le démoulage s'effectue de manière automatique par éjection, éjection qui est ici obtenue par la combinaison des moyens suivants : • la forme spécifique du fond du godet qui présente une pièce en forme de languette ; • l'application en zone de démoulage d'une rotation du convoyeur permettant d'exercer lesdites forces contraires sur les parois du godet, réalisant le décollement de la pastille, la languette pivotant dans le temps après l'avancement d'une première portion de la pastille dans la zone de démoulage. Equipment according to claim 1, characterized in that - the conveyor belt is made of stainless steel, and of the so-called “bucket” type, buckets constituting molds, able to accommodate a portion of liquid or pasty product to be frozen; - the equipment includes a pellet demolding zone, located at the tunnel exit or just downstream of the tunnel exit, demolding zone occurring in a rotation zone of the conveyor, where demolding takes place automatically by ejection , ejection which is here obtained by the combination of the following means: • the specific shape of the bottom of the bucket which has a tongue-shaped part; • the application in the demoulding zone of a rotation of the conveyor making it possible to exert said opposing forces on the walls of the bucket, causing the pellet to separate, the tongue pivoting over time after the advancement of a first portion of the pellet in the demoulding zone.
EP23172622.5A 2022-05-17 2023-05-10 Cryogenic tunnel with conveyor for producing pods of food products, particularly sauces Pending EP4279846A1 (en)

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