FR2530323A1 - Method for cooling products and apparatus implementing this method - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de congélation de produits par immersion dans un gaz liquéfié tel que de 1' azote. The present invention relates to a process for freezing products by immersion in a liquefied gas such as nitrogen.
La présente invention concerne également deux appareils mettant en oeuvre le procédé
Il est connu de procéder à des refroidissements, congélations ou surgélations de produits par immersion dans un gaz liquéfié, le plus souvent de l'azote ou des composés halogénés tels que le dichlorodifluorométhane.The present invention also relates to two devices implementing the method
It is known to cool, freeze or deep freeze products by immersion in a liquefied gas, most often nitrogen or halogenated compounds such as dichlorodifluoromethane.
Au sens du présent mémoire, l'expression "gaz liquide" englobe, entre autres, les composés halogénés ci-dessus et l'azote liquide auquel il va être fait continuellement référence; mais il va de soi que tout autre liquide se vaporisant à une température très basse peut être employé sans sortir pour autant du cendre de la présente invention. For the purposes of the present specification, the expression "liquid gas" includes, among others, the above halogenated compounds and the liquid nitrogen to which reference will be continually made; but it goes without saying that any other liquid vaporizing at a very low temperature can be used without leaving the ash of the present invention.
sans les procédés connus, l'azote liquide est toujours utilisé d'une manière dite statique. En effet, certains de ces procédés connus consistent a plonger un panier en grillage métallique, contennt les produits à congeler, dans un xécipient contenant de azote liquide, pendant un temps plus ou moins long. without the known methods, liquid nitrogen is always used in a so-called static manner. Indeed, some of these known methods consist in immersing a basket in a wire mesh, containing the products to be frozen, in a xecipient containing liquid nitrogen, for a more or less long time.
Ce procédé, lorsque l'on envisage des capacités importan- tes de production de produits congelés, présente pour dézavan- tages d'âtre discontinu, d'engendrer de nombreuses manipula tions et, en fin de compte, d'avoir une faible capacité de production. This process, when we consider large capacities for the production of frozen products, presents for the unzipping of discontinuous hearth, to generate numerous manipulations and, ultimately, to have a low capacity of production.
Une autre technique consiste à faire passer une bande transporteuse, chargée de produits à congeler, dans un bain d'azote liquide. Another technique consists in passing a conveyor belt, loaded with products to be frozen, in a bath of liquid nitrogen.
Une troisième technique consiste à faire tomber les produits dans un récipient contenant de l'azote liquide et à les extraire, avec un moyen de manutention tel qu'une vis, lorsqu'ils sont rassemblés au fond du récipient. A third technique consists in dropping the products into a container containing liquid nitrogen and in extracting them, with a handling means such as a screw, when they are gathered at the bottom of the container.
Ces deux derniers procédés permettent, certes, d'envisager une production continue, mais ils présentent entre autres pour inconvénient de réaliser, pour les produits à congeler, des temps de séjour irréguliers dans l'azote liquide. En effet, certains produits, tels que les champignons, des boules de crème glacée foisonnée, flottent dans l'azote liquide car leur densité est plus faible. Dautres produits, comme par exemple des grains de mais, sont entraînés à la surface du bain d' azote liquide car 1 ' l'effet de vaporisation qu'ils créent lors de leur mise en contact avec le gaz liquéfié. These last two processes allow, of course, to envisage continuous production, but they have among other disadvantages of achieving, for the products to be frozen, irregular residence times in liquid nitrogen. In fact, certain products, such as mushrooms, bulky ice cream balls, float in liquid nitrogen because their density is lower. Other products, such as for example corn grains, are entrained on the surface of the liquid nitrogen bath because of the vaporization effect which they create when they come into contact with the liquefied gas.
Quelle qu'en soit la cause, le fait que certains produits surnagent dans l'azote liquide, entraînant ainsi un temps de séjour relativement plus long pour ces produits, et en tout cas, un temps de séjour irrégulier pour des produits d'un même groupe, est nuisible d'une part, pour la qualité de la surgélation et autre part, pour le rendement de l'installation. Whatever the cause, the fact that certain products float in liquid nitrogen, thus resulting in a relatively longer residence time for these products, and in any case, an irregular residence time for products of the same group, is harmful on the one hand, for the quality of freezing and on the other hand, for the performance of the installation.
La régularité et la limitation de la durée d'immersion présentent en effet un grand intérêt: on sait que, - la pression atmosphérique, un litre d'azote liquide absorbe 159 kilojoules pour se vaporiser à -196 C, correspondant 7 la chaleur latente, et que la chaleur sensible du gaz entre -196 et -10 C représente censiblement la même quantité de chaleur; pour que la congélation par immersion d'un produit se fasse avec un rendement accepcable, il faut donc que la moitié du @ransfert de chaleur toit réalicée en immersion, l'autre moitié
correspondant à la récupération de la chaleur sensible du gaz.The regularity and the limitation of the duration of immersion are indeed of great interest: we know that - atmospheric pressure, one liter of liquid nitrogen absorbs 159 kilojoules to vaporize at -196 C, corresponding to latent heat, and that the sensible heat of the gas between -196 and -10 C represents probably the same amount of heat; for freezing by immersion of a product to be done with an acceptable yield, it is therefore necessary that half of the @ heat transfer roof made in immersion, the other half
corresponding to the recovery of the sensible heat of the gas.
Pour cela, il faut que le temps d'immersion en azote liquide soit environ la moitié du temps correspondant à la congélation totale. En immersion dans le cas de petites particules comme le mais égréné ou des baies comme les myrtilles, le temps de demi-congélation est de 6 à 8 secondes. On voit l'intérêt de réaliser un temps d'immersion très court. For this, the immersion time in liquid nitrogen must be approximately half the time corresponding to total freezing. In immersion in the case of small particles such as maize but shelled or berries such as blueberries, the half-freezing time is 6 to 8 seconds. We see the advantage of achieving a very short immersion time.
De plus, beaucoup de produits éclatent si on réalise la congélation complète en azote liquide et, pour éviter leur détérioration, il est nécessaire de contrôler de manière précise, leur temps d'immersion en vue de réaliser une congéla tion partielle qui permettra d'obtenir la congélation totale ultérieure par exemple, par convection en gaz froid. In addition, many products explode if the complete freezing in liquid nitrogen is carried out and, to avoid their deterioration, it is necessary to control precisely, their immersion time in order to carry out a partial freezing which will make it possible to obtain total subsequent freezing, for example, by convection in cold gas.
La présente invention vise un procédé et des appareils permettant un refroidissement par immersion des produits refroidir da-ns un bain de gaz liquéfié, contenu dans une cuve, dont le rendement et les performances sont accrus, par rapport aux appareils de l'art antérieur, grâce à un contrôle particulièrement performant du temps d'immersion des produits dans le gaz liquéfié. The present invention relates to a process and apparatuses allowing immersion cooling of the products to be cooled in a bath of liquefied gas, contained in a tank, the yield and performances of which are increased, compared with the apparatuses of the prior art, thanks to a particularly effective control of the time of immersion of the products in the liquefied gas.
Au sens du présent mémoire descriptif, le mot "refroidissement" englobe les notions de simple refroidissement, précongélation, congélation ou surgélation telles qu'usuellement comprises par l'homme de l'art. For the purposes of this specification, the word "cooling" includes the concepts of simple cooling, pre-freezing, freezing or deep-freezing as commonly understood by those skilled in the art.
Suivant l'invention, le procédéest notamment caractérisé en ce que l'on anime le gaz liquéfié d'un mouvement d'écoulement au moins entre une zone d'entrée dans le bain et une zone de sortie ou le produit en est extrait, un transport dudit produit étant ainsi assuré entre les zones d'entrée et de sortie, par flottation, suspension et/ou saltation sur le fond de la cuve, ou d'ut canal d'écoulement dispose dans la cuve. According to the invention, the method is notably characterized in that the liquefied gas is animated with a flow movement at least between an entry zone into the bath and an exit zone where the product is extracted therefrom, a transport of said product being thus ensured between the inlet and outlet areas, by flotation, suspension and / or saltation on the bottom of the tank, or of a flow channel arranged in the tank.
Grâce à ces dispositions, le prodedé et les appareils, mettant en. oeuvre le prodédé selon la présente invention, pallient les inconvénients des techniques antérieures citées ci-dessus. Thanks to these provisions, the prodedé and the apparatuses, putting in. works the product according to the present invention, overcome the drawbacks of the prior techniques mentioned above.
En effet, puisque l'azote liquide est animé d'un mouvement d'écoulement, les produits surnageas à la surface de l'azote liquide et les produits en suspension se trouvent entraînés par cet écoulement. Leur temps de séjour dan.s l'azote liquide est donc une fonction directe de la distance séparant la zone d'entrée de la zone de sortie, et de la vitesse d'écoulement de l'azote liquide. Indeed, since the liquid nitrogen is animated by a flow movement, the products supernatant on the surface of the liquid nitrogen and the products in suspension are entrained by this flow. Their residence time in liquid nitrogen is therefore a direct function of the distance separating the entry zone from the exit zone, and of the flow rate of the liquid nitrogen.
D'autre part, comme certains produits ne flottent pas dans l'azote liquide et tombent au fond du canal d'écoulement, ces produits sont facilement transportés par le courant d' azote liquide car ils sont soulevés par la vaporisation entre eux-memes et le fond dudit canal, qui peut, de plus, être en faible pente pour favoriser leur mouvement. On the other hand, as some products do not float in liquid nitrogen and fall to the bottom of the flow channel, these products are easily transported by the stream of liquid nitrogen because they are lifted by vaporization between themselves and the bottom of said channel, which can, moreover, be in a slight slope to promote their movement.
Selon une autre caractéristique du procédé, au mouvement d'écoulement du gaz liquide, on. superpose un mouvement d'agination désordonné. According to another characteristic of the process, at the flow movement of the liquid gas, we. superimposes a movement of disorderly agination.
Grâce à cette caractéristique particulièrement avantageuse, on peut éviter que certains produits ne congèlent en mottes ou agglutinés. En effet, les produits, tels que les champignons blanchis et coupés en cubes ou lamelles, forment des mottes et, lorsqu'on les congèle par immersion dans un bain d'azote statique, bienque certaines mottes se trouvent séparées par la vaporisation qui se produit, dans l'azote liquide, au contact du produit, d'autres mottes restent agglutinées. Pour effectuer cette opération, on est obligé d'agiter le bain d azote liquide, ce qui, dans les techniques antérieures, augmente encore plus l'imprécision du temps de séjour des produits dans l'azote liquide. Thanks to this particularly advantageous characteristic, it is possible to prevent certain products from freezing in lumps or agglutinated. Indeed, products, such as blanched mushrooms and cut into cubes or strips, form lumps and, when frozen by immersion in a static nitrogen bath, although some lumps are separated by the vaporization that occurs , in liquid nitrogen, in contact with the product, other lumps remain agglutinated. To carry out this operation, it is necessary to stir the liquid nitrogen bath, which, in the prior techniques, further increases the imprecision of the residence time of the products in liquid nitrogen.
Suivant une première forme de réalisation, l'appareil selon là présente invention est notamment caractérisé en ce qu'il comporte, pour créer l'écoulement-de gaz liquéfié, une vis tournant dans une auge. According to a first embodiment, the apparatus according to the present invention is particularly characterized in that it comprises, to create the flow of liquefied gas, a screw rotating in a trough.
Selon un.e autre caractéristique de cet appareil, le moyen d'extraction des produits congelés est la vis utilisée pour créer l'écoulement de gaz liquéfié. According to another characteristic of this device, the means for extracting frozen products is the screw used to create the flow of liquefied gas.
L'utilisation de ce moyen, en soi connu, permet de réaliser, à bon marché, un. appareil mettant en oeuvre le procédé elun la présente invention, puisqu'or utilise un même moyen pour, d'une part créer l'écoulement de gaz liqu6fié et d'autre part, extraire le produit congelé. The use of this means, known per se, makes it possible, inexpensively, to produce a. apparatus implementing the method elun the present invention, since or uses the same means for, on the one hand creating the flow of liquefied gas and on the other hand, extracting the frozen product.
Selon une autre variante de réalisation. d'un appareil mettant en oeuvre ledit procédé, le moyen,en soi connu, pour créer l'écoulement du gaz liquéfié, est une roue à aubes disposée dan.s la cuve, tandis que le moyen d'extraction du produit congelé ou précongelé est un tapis. According to another alternative embodiment. of an apparatus implementing said method, the means, known per se, for creating the flow of liquefied gas, is an impeller placed in the tank, while the means for extracting the frozen or pre-frozen product is a carpet.
Grâce à ces dispositions, on peuk réaliser, à bon marché, une installation permettant une congélation et une surgélation faciles de produits relativement fragiles, tels que des produits pâteux extrudés, des boules de crème glacée avant leur enrobage ou tout autre produit fragile présentant des risques de collage sur les supports habituels. Thanks to these provisions, we can realize, at low cost, an installation allowing easy freezing and deep freezing of relatively fragile products, such as extruded pasty products, scoops of ice cream before coating or any other fragile product presenting risks. bonding on the usual supports.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est un schéma de principe d'une installation mettant en oeuvre le procédé suivant la présente invention;
- la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation d'un appareil mettant en oeuvre le procédé suivant la présente invention;
- la figure 3 est un agrandissement de l'encart III de la figure 2;
- la figure 4 est une vue schématique en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3;
- la figure 5 est une vue schématique en coupe suivant la ligne V-V de la figure 6 d'un autre mode de réalisation d'un appareil mettant en oeuvre le procédé suivant la présente invention;;
- la figure G est une vue en coupe partielle suivant la ligne VI-VI de la figure 5.The characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the description which follows, by way of example, with reference to the appended drawings in which:
- Figure 1 is a block diagram of an installation implementing the method according to the present invention;
- Figure 2 is a schematic sectional view of an embodiment of an apparatus implementing the method according to the present invention;
- Figure 3 is an enlargement of insert III of Figure 2;
- Figure 4 is a schematic sectional view along the line IV-IV of Figure 3;
- Figure 5 is a schematic sectional view along line VV of Figure 6 of another embodiment of an apparatus implementing the method according to the present invention;
- Figure G is a partial sectional view along line VI-VI of Figure 5.
Dans la description. qui va suivre, il va être question, d' une manière générale, de refroidissement de produits. In the description. which will follow, there will generally be a question of product cooling.
Il est bien entendu-que les caractéristiques et avantages ci après décrits restent valables quel que sot le degré de refroidissement effectif des produits que l'on. cherche à obtenir, précongélation, congélation, surgélation ou simple refroidissement
En ligure 1, dan une installation de congélation repré- sentée de façon générale en 10, un bain de gaz liquéfié 11 est contenu dans une cuve 12 qui, suivant les applications, peut être ou ne pas être en contact direct avec l'atmosphère.It is understood that the characteristics and advantages described below remain valid regardless of the effective degree of cooling of the products that are used. seeks to obtain, pre-freezing, freezing, deep-freezing or simple cooling
In FIG. 1, in a freezing installation generally represented at 10, a liquified gas bath 11 is contained in a tank 12 which, depending on the applications, may or may not be in direct contact with the atmosphere.
Les produits 13 à congeler sont mis en. contact avec le bain li et immerges dans celuicci, dans une zone d'entrée E. The products 13 to be frozen are put in. contact with the bath li and immersed in it, in an entry area E.
L'arrivée des produits 13 est schématisée par une flèche en trait mixte 14.The arrival of products 13 is shown diagrammatically by an arrow in phantom 14.
Les produits 13 sont extraits du bain ll par un moyen approprié représenté schématiquement en. 15, opérant cette extraction dans une zone de sortie S dudit bain. Les produits 13 sont alors canalisés vers un dispositif approprié où leur traitement se poursuit, cette canalisation. étant schématisée par la flèche en trait mixte 15e. The products 13 are extracted from the bath 11 by an appropriate means shown diagrammatically in. 15, operating this extraction in an exit zone S of said bath. The products 13 are then channeled to an appropriate device where their processing continues, this channeling. being shown schematically by the arrow in phantom 15e.
Selon l'invention, le gaz liquéfié est animé d'un mouvement d'écoulement (flèche en trait plein 16) entre la zone d'entrée E et la zone de sortie S. According to the invention, the liquefied gas is animated by a flow movement (arrow in solid line 16) between the entry zone E and the exit zone S.
Ce mouvement d'écoulement, ou courant continu de gaz liquéfié, est obtenu par un moyen1 schématisé en figure 1 par une pompe 17. This flow movement, or direct current of liquefied gas, is obtained by a means 1 shown diagrammatically in FIG. 1 by a pump 17.
Bien entendu, tout moyen en soi connu peut être utilisé pour créer l'écoulement schématisé par la flèche 16. par exemple, la pompe 17 peut avoir pour fonction d'élever le piveau du gaz liquide dans la zone d'entrée E, en sorte que le gaz liquide s'écoule par gravitation dans la zone de sortie S. Of course, any means known per se can be used to create the flow shown diagrammatically by the arrow 16. for example, the pump 17 can have the function of raising the pivot of the liquid gas in the inlet zone E, so the liquid gas flows by gravitation into the outlet zone S.
ce courant continu peut également être créé au moyen d'une alimentation 18, à la fois de gaz liquéfié et de gaz non liquéfié, que l'on appellera, dans le présent mémoire "gaz diphasique", cette alimentation de gaz diphasique étant, par exemple, disposée en contrebas du bain 11, le gaz créant ainsi un mouvement ascendant entre l'alimentation 18 et le bain 11, pour certaines applications un tel mouvement ascendant peut être suffisant pour réer un courant continu de gaz liquéfié. Pour d'autres applications, le courant continu peut être créé d'une part, par une alimentation 18 et d'autre part, par un moyen 17 tel qu'une pompe, l'alimentation 18 assistant la pompe pour créer ce mouvement. this direct current can also be created by means of a supply 18, both of liquefied gas and of non-liquefied gas, which will be called, in the present specification "two-phase gas", this supply of two-phase gas being, by example, arranged below the bath 11, the gas thus creating an upward movement between the supply 18 and the bath 11, for certain applications such an upward movement may be sufficient to create a direct current of liquefied gas. For other applications, direct current can be created on the one hand, by a power supply 18 and on the other hand, by a means 17 such as a pump, the power supply 18 assisting the pump to create this movement.
En fonctionnement de l'installation 10, les produits 13 viennent en contact du gas liquéfié dans la zone d'entrée E du bair 11 et sont entraînés par le courant continu 16 jusqu'à la @o@@ de sortie S où ils sont extraits par le moyen 15 du bzin 1@@ On veit que le temps de séjour des produits 13 dans le gaz liquéfié dépend de la distance P séparant la zone d' entrée de la zone de sortie et de la vitesse d'écoulement du gaz liquéfié dans le bain 11. Cette vitesse peut être réglée par le moyen I 7. In operation of the installation 10, the products 13 come into contact with the liquefied gas in the inlet zone E of the bair 11 and are driven by the direct current 16 to the outlet O where they are extracted. by means 15 of bzin 1 @@ It is seen that the residence time of the products 13 in the liquefied gas depends on the distance P separating the entry zone from the exit zone and on the flow speed of the liquefied gas in the bath 11. This speed can be adjusted by means I 7.
On va maintenant décrire, à l'appui des figures 2 à 4, un mode de réalisation de l'installation 10 représentée schématiquement em -figure 1, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. We will now describe, with the support of Figures 2 to 4, an embodiment of the installation 10 shown schematically em -figure 1, implementing the method according to the invention.
L'appareil des figures 2 à 4 comporte, dans une enceinte 120, un ensemble 10a de précongélation par immersion des produits dans de l'azote liquide et un ensemble B où la congélation des produits 13a est achevée par récupération de la chaleur sensible du gaz
L'ensemble 10a comporte un bain lla d'azote liquide, à la température de -196 , contenu dans une cuve 12a. The apparatus of FIGS. 2 to 4 comprises, in an enclosure 120, a set 10a for pre-freezing by immersion of the products in liquid nitrogen and a set B where the freezing of the products 13a is completed by recovery of the sensible heat of the gas
The assembly 10a comprises a bath 11a of liquid nitrogen, at the temperature of -196, contained in a tank 12a.
Selon l'invention, l'ensemble lOa comporte un moyen représenté de façon générale par 17a pour créer un courant continu dans l'azote liquide du bain lla. According to the invention, the assembly 10a comprises a means represented generally by 17a to create a direct current in the liquid nitrogen of the bath 11a.
Le moyen 17a comporte une vis 170 de relevage hydraulique tournant dans une auge 171. Le pas et le diamètre de la vis 170 sont relativement grands (quelques dizaines de centimètres). The means 17a comprises a hydraulic lifting screw 170 rotating in a trough 171. The pitch and the diameter of the screw 170 are relatively large (a few tens of centimeters).
L'auge 171 est sensiblement inclinée par rapport à l'horizontal et plonge partiellement dans le bain lla. L'auge 171 est divisée axialement en deux tronçons 172 et 173. Le tronçon 172 est réaliste en tôle pleine, tandis que le tronçon 173 est réalisé, dans cet exemple, en tôle perforée. Le tronçon 172, dans l'exemple de réalisation. représenté, a un.e longueur correspon.dant à un pas et demi de la vis 170, tandis que le tronçon 173 a un.e longueur corréspon.dant sensiblement à trois pas de cette vis. La vis 170 est actionnée en rotation au moyen d'un dispositif comportant un moteur et une transmission représentés respectivement en 174 et 175.The gauge 171 is substantially inclined relative to the horizontal and partially plunges into the bath lla. The gauge 171 is divided axially into two sections 172 and 173. The section 172 is realistic in solid sheet, while the section 173 is made, in this example, in perforated sheet. The section 172, in the exemplary embodiment. shown, has a length corresponding to a step and a half of the screw 170, while the section 173 has a length corresponding substantially to three steps of this screw. The screw 170 is actuated in rotation by means of a device comprising a motor and a transmission shown in 174 and 175 respectively.
Les produits sont introduits dans l'ensemble 10a au moyen d'un. tapis transporteur représenté schématiquement en 30 traversant par une ouverture 31 l'enceinte 120 d'isolation pour l'ensemble de l'appareil. L'ouverture 31 est obturée au moyen de battants schématisés en 32, qui peuvent être repoussés par es produits 13a à congeler. The products are introduced into the assembly 10a by means of a. conveyor belt shown schematically by crossing through an opening 31 the enclosure 120 of insulation for the entire apparatus. The opening 31 is closed by means of leaves shown diagrammatically at 32, which can be repelled by the products 13a to be frozen.
Zes produits 13a sont déversés du tapis 30 au-dessus du bain. lla et pénètrent dans ce dernier dans une zone d'entrée
Ea. Ces produits sont canalisés au moyen de flancs,33 formant un couloir d'écoulement 330, vers l'entrée 176 de l'auge 171.Zes products 13a are poured from the carpet 30 above the bath. lla and enter it into an entry area
Ea. These products are channeled by means of flanks, 33 forming a flow corridor 330, towards the entrance 176 of the trough 171.
L'ensemble de précon.gelation. lOa comporte également une alimentation. d'azote diphasique (gaz et liquide) schématisée en figure 4 par la flèche visa. Cette alimentation comporte une canalisation 180 comportant deux jets 181, 181' orientés le long des flancs 33. The set of pre-freezing. lOa also includes a power supply. of two-phase nitrogen (gas and liquid) shown diagrammatically in Figure 4 by the visa arrow. This supply comprises a pipe 180 comprising two jets 181, 181 'oriented along the sides 33.
Le fonctionnement de l'ensemble de précongélation lOa va mainten.ant être décrit. The operation of the pre-freezing unit 10a will now be described.
La vis 170 est animée d'un mouvement de rotation (50 tours par minute dans cet exemple) qui crée une aspiration d'azote liquide dans la zone 172 de l'auge 171 réalisée en tôle pleine. The screw 170 is driven in a rotational movement (50 revolutions per minute in this example) which creates a suction of liquid nitrogen in the zone 172 of the trough 171 made of solid sheet metal.
L'azote ainsi aspiré est évacué de l'auge 171 par les perforations de la tôle perforée de la zone 173. Un courant continu d'azote est ainsi créé entre la zone d'entrée Ea et le premier pas de vis 170, ce courant étant ensuite entretenu par la vis 170 jusque vers le milieu de la zone 173.The nitrogen thus sucked out is evacuated from the trough 171 by the perforations in the perforated sheet in the zone 173. A continuous stream of nitrogen is thus created between the inlet zone Ea and the first screw pitch 170, this stream then being maintained by the screw 170 up to the middle of the zone 173.
En effet, le pas relativement important de la vis 170 et la vitesse de rotation assez importante de cette même vis, font que le' niveau d'azote s'élève sensiblement à l'intérieur de la vis passant du niveau N1, à l'aplomb de l'extrémité du tapis 30 (à l'entrée du couloir 330 constitué par les flancs 33), au niveau moyen N2 au début de la zone 173. Indeed, the relatively large pitch of the screw 170 and the fairly high speed of rotation of the same screw, cause the 'nitrogen level to rise appreciably inside the screw passing from the level N1, to the plumb with the end of the belt 30 (at the entrance to the corridor 330 formed by the sides 33), at the average level N2 at the start of the zone 173.
Dans cette zone 173 l'azote liquide s'évacue par gravité de l'auge 171 au travers des perforations. Le courant, schématisé par les flèches 16a, est ainsi créé. In this zone 173 the liquid nitrogen is evacuated by gravity from the trough 171 through the perforations. The current, shown diagrammatically by the arrows 16a, is thus created.
La vis 170 sert également de moyen d'extraction.-des produits 13a, ces derniers étant extraits de l'azote liquide dans une zone de sortie de l'azote liquide, représentée par Sa en. The screw 170 also serves as a means of extracting the products 13a, the latter being extracted from liquid nitrogen in an exit zone for liquid nitrogen, represented by Sa in.
figures 3 et 4.Figures 3 and 4.
L'ensemble vis 170-auge 171 assure ensuite le transport des produits 13a et débouche dans l'ensemble B. L'auge 171 est munie d'une ouverture 170s. The screw 170-trough 171 assembly then transports the products 13a and opens into the assembly B. The gauge 171 is provided with an opening 170s.
L'ensemble de congélation B comporte une enceinte 36, un tapis transporteur perforé 35 sur lequel se déversent'îes produits 13, par l'ouverture 170s, des ventilateurs 37. Le tapis 35 débouche ensuite à l'extérieur de l'installation où les produits 13a sont déversés. The freezing unit B comprises an enclosure 36, a perforated conveyor belt 35 onto which the products 13 are poured, through the opening 170s, of the fans 37. The belt 35 then opens out to the outside of the installation where the products 13a are spilled.
En. fonctionnement de l'ensemble de congélation., le tapis transporteur 35 est animé d'un. mouvement de tran.slation. rela- tivement lent en sorte que les produits 13a se déversent et forment une couche relativement épaisse. La cuve 36 est en communication avec l'ensemble 10a, en sorte qu'elle est remplie d'azote à très basse température dont on récupère le froid, entre -196 et -40 par exemple. In. operation of the freezing assembly., the conveyor belt 35 is animated with a. translational movement. relatively slow so that the products 13a pour out and form a relatively thick layer. The tank 36 is in communication with the assembly 10a, so that it is filled with nitrogen at very low temperature from which the cold is recovered, between -196 and -40 for example.
Dans ce mode de réalisation., les ventilateurs 37 aspirent le gaz au travers de la couche de produits 13a (flèches 370), parachevant ainsi la congélation desdits produits. In this embodiment, the fans 37 suck the gas through the layer of products 13a (arrows 370), thus completing the freezing of said products.
Le temps de séjour dans l'azote liquide des produits 13a dépend de la longueur du couloir 330 formé par les flancs.33. The residence time in the liquid nitrogen of the products 13a depends on the length of the corridor 330 formed by the sides. 33.
Ce couloir peut éventuellement avoir une longueur de plusieurs décimètres, voire quelques mètres, car les pertes de charge sont faibles pour des vitesses de l'azote liquide de quelques décimètres par seconde. La vitesse de l'azote liquide est réglée par la vitesse de rotation de la vis 170, le moteur 174 ayant à cet effet une vitesse variable. La longueur du temps de séjour des produits dans l'azote liquide dépend également de la longueur de la partie partiellement immergée de l'auge 171 et de sa pente.This corridor may possibly have a length of several decimeters, or even a few meters, since the pressure drops are low for speeds of liquid nitrogen of a few decimeters per second. The speed of liquid nitrogen is regulated by the speed of rotation of the screw 170, the motor 174 having for this purpose a variable speed. The length of the residence time of the products in liquid nitrogen also depends on the length of the partially submerged part of the trough 171 and on its slope.
Des considérations analogues précèdent la détermination des caractéristiques du tapis transporteur 35 et de la taille de la cuve 36. Similar considerations precede the determination of the characteristics of the conveyor belt 35 and the size of the tank 36.
Un compromis peut être trouvé par l'homme de l'art entre l'ensemble des paramètres rappelés ci-dessus de manière à obtenir une installation ayant une capacité de congélation. A person skilled in the art can find a compromise between all of the parameters recalled above so as to obtain an installation having a freezing capacity.
déterminée et dont les temps de séjour des produits, dans l'azote liquide, peuvent être déterminés à la seconde près.determined and whose residence times of the products in liquid nitrogen can be determined to the nearest second.
On va maintenant décrire à l'appui des figures 5 et 6, un. We will now describe in support of Figures 5 and 6, a.
appareil mettant en oeuvre le procédé suivant la présente invention.apparatus implementing the method according to the present invention.
L'appareil, représenté de façon générale en 10b, comporte une enceinte 40, un bain llb contenu dans une cuve 12b , un tapis transporteur 41, dont le mouvement de translation est assuré au moyen. d'un moteur 42 à vitesse variable. Le tapis 41 est adapté pour uvre le rond de la cuve 12b sur une partie de ce dernier et prendre ensuite une pente ascendaCce pour émerger du bain. llfflb (partie 45 du tapis). The apparatus, generally represented in 10b, comprises an enclosure 40, a bath llb contained in a tank 12b, a conveyor belt 41, the translational movement of which is ensured by means. of a variable speed motor 42. The mat 41 is adapted to work the round of the tank 12b on a part of the latter and then take an ascendaCce slope to emerge from the bath. llfflb (part 45 of the carpet).
Les produits 13b à congeler sont déversés par une entrée 42e de l'enceinte 40 au-dessux d'une zone d'entrée Eb du bain. The products 13b to be frozen are poured through an inlet 42e of the enclosure 40 above an inlet area Eb of the bath.
L'appareil lOb comporte un. moyen représenté de façon générale en 17b, pour créer un courant continu dans l'azote. The lOb device has one. means generally represented in 17b, to create a direct current in nitrogen.
Dans cette application, il s'agit d'une roue-à aubes 178, entraînée par un moteur représenté schématiquement en 179.In this application, it is an impeller 178, driven by a motor shown diagrammatically at 179.
Un couloir de circulation des produits 13b dans l'azote liquide est matérialisé par des flancs 44 qui s'étendent dans le bain llb, entre la roue à aubes 178 et la partie ascendante 45 du tapis 47. L'enceinte 40 comporte une sortie 46 de gaz et un couloir 47 d'évacuation des produits congelés. A product circulation corridor 13b in liquid nitrogen is materialized by flanks 44 which extend in the bath llb, between the impeller 178 and the ascending part 45 of the belt 47. The enclosure 40 has an outlet 46 gas and a corridor 47 for evacuating frozen products.
En fonctionnement, la roue à aubes 178 est animée d'un mcuvement de rotation qui crée un courant d'azote liquide canalisé par les flancs 44. Le tapis 41 est ajouré, ce qui permet à l'azcte liquide de le traverser dans sa partie 45. In operation, the impeller 178 is driven by a rotation mechanism which creates a current of liquid nitrogen channeled by the sides 44. The mat 41 is perforated, which allows the liquid azct to pass through it in its part. 45.
Comme dans cette zone les flancs 44 s 'étendent uniquement au- dessus du tapis 41, le retour du courant vers la roue à aubes 178 se fait latéralement dans deux couloirs déterminés par les flancs 44 et ceux de la cuve 12b, ce courant passant endessous des flancs 44 dans la zone 45 du tapis 41. Ce courant est matérialisé en figures 5 et 6 par les flèches 16b.As in this zone the sides 44 extend only above the belt 41, the return of the current towards the impeller 178 is done laterally in two corridors determined by the sides 44 and those of the tank 12b, this current passing below sides 44 in zone 45 of carpet 41. This current is shown in FIGS. 5 and 6 by arrows 16b.
Comme précédemment, les produits qui entrent dans le bain, dans la zone d'entrée Eb, sont entraînés par ce courant jusqu'3 ce qu'ils viennent en. contact du tapis transporteur 41. As before, the products which enter the bath, in the entry zone Eb, are entrained by this current until they come in. conveyor belt contact 41.
ils sont extraits du bain par ce tapis dans la zone Sb. Ils sortent de l'installation par le couloir de sortie 47 dans lequel ils sont déverses par le tapis 41. they are extracted from the bath by this carpet in the zone Sb. They leave the installation by the exit corridor 47 into which they are discharged by the mat 41.
L'appareil 10b comporte également un peigne rotatif 50 comportant des pales 51. Ce peigne rotatif CiO permet de superposer au mouvement d'écoulement de l'azote liquide, un mouvement d'agitation désordonné. Cette agitation de l'azote liquide permet de dégrouper ou démotter les groupes de produits qui étaient groupés en mottes lors de leur immersion dans le bain 12b et qui n'auraient pas été dégroupées par suite de l'ébullition de l'azote causée par cette immersion. The apparatus 10b also comprises a rotary comb 50 comprising blades 51. This rotary comb CiO makes it possible to superimpose on the flow movement of the liquid nitrogen, a disordered stirring movement. This stirring of the liquid nitrogen makes it possible to unbundle or demot up the groups of products which were grouped in clods during their immersion in the bath 12b and which would not have been unbundled as a result of the boiling of the nitrogen caused by this immersion.
Ce dispositif, particalièrement simple, permet ainsi d'assurer un démottage efficace de ces produits.This device, which is particularly simple, thus makes it possible to ensure effective demottling of these products.
Ici encore, le temps de séjour des produits dans l' azote liquide et la capacité de production de l'appareil 10b penvent être facilement déterminés par la longueur Pb de bain disponible entre la zone Eb et le début de la pente ascendan- te 45 du tapis 41 par la vitesse de rotation de la roue à aubes 178 et par la vitesse de translation du tapis 41. Here again, the residence time of the products in liquid nitrogen and the production capacity of the apparatus 10b can easily be determined by the length Pb of bath available between the zone Eb and the start of the upward slope 45 of the belt 41 by the speed of rotation of the impeller 178 and by the speed of translation of the belt 41.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées mais englobe toutes variantes d'exécution et/ou de réalisation. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown, but encompasses all variant embodiments and / or embodiments.
il est clair que tout moyen,en soi connu, peut être utilisé pour créer un écoulement d'azote liquide dans un bain, la seule contrainte étant de faire appel à des technologies supportant les très basses températures (d'environ -196 C]. it is clear that any means, known per se, can be used to create a flow of liquid nitrogen in a bath, the only constraint being to use technologies that withstand very low temperatures (around -196 C).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse | ||
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