FR2532821A1 - Method and installation for cooling meat in a mincer/mixer by injection of dry ice - Google Patents

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Abstract

The invention relates to the cooling of a mass of meat in the vessel 1 of a mincer/mixer equipped with stirring rotors 6, 8 and with a mincing device 5. Injectors 11, supplied with liquid carbon dioxide, continuously spray jets 16 of dry ice over the meat until a regulation device 18 controls the closure of inlet electrovalves 15 when the temperature of the meat measured by a probe 19 reaches a predetermined cooling threshold.

Description

L'invention a tout d'abord pour objet un procédé de refroidissement de la viande dans un hachoir-mélangeur par injection des neige carbonique a la surface de la viande. Par mesure de simplification, on a utilisé, dans la présente description et les revendications qui lui font suite, le terme "viande" pour désigner indiffé-emment la viande proprement dite et tous autres produits carnés ou de charcuterie. The invention firstly relates to a method of cooling the meat in a mincer-mixer by injecting carbon dioxide snow on the surface of the meat. By way of simplification, in the present description and the claims which follow it, the term "meat" has been used to designate indifferently the meat itself and all other meat or charcuterie products.

Dans le but d'abaisser la consommation en anhydride carbonique et d'augmenter le rendement énergétique, ce procédé est, selon l'inventions caractérisé par le fait que l'on eS- fectue en une seule fois l'injection de la quantité de neige carbonique nécessaire au refroidissement de la masse de viande contenue dans le hachoir-mélangeur. Ainsi, la dose de neige carbonique nécessaire au refroidissement d'une charge de viande déterminée dans le hachoir-mélangeur est administrée sans interruption jusqu'à obtention de la température désirée pour la viande.On évite de cette façon les mises en froid répétées qui doivent être infligées au matériel dans les procédés connus où on injecte la neige carbonique de manière intermittante, de sorte qu'on obtient une diminution de la quantité de neige carbonique d injecter ainsi que du temps de refroidissement, d'où accroissement du rendement et élimination du risque de pollution des locaux de travail par fuite de gaz carbonique résultant de la sublimation de la neige. With the aim of lowering the consumption of carbon dioxide and increasing the energy yield, this process is, according to the invention characterized by the fact that the quantity of snow is injected at one time carbon dioxide necessary for cooling the mass of meat contained in the mincer-mixer. Thus, the dose of carbon dioxide snow required to cool a given load of meat in the mincer-mixer is administered without interruption until the desired temperature for the meat is obtained. This avoids repeated chilling which must be inflicted on the material in known processes where carbon dioxide snow is injected intermittently, so that a reduction is obtained in the quantity of carbon dioxide snow to be injected as well as in the cooling time, thereby increasing the yield and eliminating the risk of pollution of work premises by leakage of carbon dioxide resulting from the sublimation of snow.

Ces effets bénéfiques sont renforcés lorque l'on prend soin d'effectuer la totalité de l'injection de neige carbonique sur la viande tandis que celle-ci est en cours de brassage dans le hachoir-mélangeur. Cette disposition assure une exellente répartition de la neige carbonique dans la mas se de viande. On obtient par la un contact intime et homogène de la neige carbonique et de toute la masse de viande en mou ment, la quantité de neige carbonique nécessaire s'en trouvant réduite. De plus, on écarte ainsi le risque de congélation de la viande en surface et d'apparition de blocs de viande gelés se collant aux parois du mélangeur, phénomènes qui perturEraient la processus de refroidissement. These beneficial effects are reinforced when care is taken to carry out the entire injection of dry ice on the meat while the latter is being brewed in the chopper-mixer. This arrangement ensures an excellent distribution of the dry ice in the mass of meat. The result is an intimate and homogeneous contact of the dry ice and all the mass of meat in motion, the quantity of dry ice required being reduced. In addition, this eliminates the risk of freezing the meat on the surface and the appearance of frozen blocks of meat sticking to the walls of the mixer, phenomena which would disturb the cooling process.

L'invention a également pour objet, en vue de la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, une installation de refroidissement à anhydride carbonique liquide pour hachoir-mélangeur à viande constitué essentiellement d'une cuve de réception de la viande et d'une paire de rotors de brassage formés par des arbres rotatifs portant des bras mélangeurs, cette installation étant du genre qui comprend des injecteurs émettant, par détente de l'anhydride carbonique liquide qu'ils reçoivent, de la neige carbonique vers la surface de la masse de viande contenue dans ladite cuve, et un dispositif de régulation de la température de la viande commandant les-inJecteurs en fonction des indications d'une sonde thermométrique mesurant la température de la viande. The subject of the invention is also, with a view to implementing the process defined above, a liquid carbon dioxide anhydride cooling installation for a meat grinder-mixer essentially consisting of a meat receiving tank and a pair of stirring rotors formed by rotary shafts carrying mixing arms, this installation being of the type which includes injectors emitting, by expansion of the liquid carbon dioxide that they receive, carbon dioxide snow towards the surface of the mass of meat contained in said tank, and a device for regulating the temperature of the meat controlling the injectors as a function of the indications of a thermometric probe measuring the temperature of the meat.

Une telle instaRation est, selon l'invention, caractérisée par le fait que, pour une masse masse de viande à refroidir, l'injection de neige carbonique commence avec la mise en marche des rotors de brassage et qu'elle se termine sous la commande du dispositif de régulation lorsque la température de la viande dans la cuve atteint un seuil de refroidissement prédéterminé, fixé de préférence à -20C ou à une valeur voisine. According to the invention, such an installation is characterized in that, for a mass of meat to be cooled, the injection of carbon dioxide snow begins with the switching on of the brewing rotors and that it ends under the control of the regulating device when the temperature of the meat in the tank reaches a predetermined cooling threshold, preferably fixed at -20C or a similar value.

L'injection a donc lieu en une seule fois, la quantité de neige carbonique injectée étant déterminé automatiquement par le dispositif de régulation en liaison avec la sonde thermométrique.The injection therefore takes place at one time, the quantity of carbon dioxide snow injected being determined automatically by the regulating device in conjunction with the thermometric probe.

Le dispositif de régulation peut comporter un second seuil, constituant un seuil de réchauffement supérieur au précédent, à l'atteinte duquel il commande la reprise de l'injection de neige carbonique pour une phase de refroidissement complémentaire. Cette disposition permet de réinfecter une nouvelle dose de neige carbonique (avec nouveau brassage concomitant) si, pour une raison accidentelle quelconque3 la viande n'a pas pu autre hachée et évacuée immédiatement après son refroidissement et a eu le temps de se réchauffer par exemple de 1"C environ au-dessus du seuil de refroidissement choisi. The regulation device may include a second threshold, constituting a warming threshold higher than the previous one, upon reaching which it controls the resumption of the injection of carbon dioxide snow for an additional cooling phase. This arrangement makes it possible to reinfect a new dose of dry ice (with new concomitant mixing) if, for any accidental reason3 the meat could not have been further minced and removed immediately after cooling and had time to warm up, for example 1 "C approximately above the chosen cooling threshold.

Pour obtenir une mesure pleinement significative de la température de la viande en cours de refroidissement, il convient de placer la sonde thermométrique en un endroit de la paroi de la cuve où existe pendant le brassage un important flux de-viande, savoir de préférence
sur l'un des flancs de la cuvé parallèles aux arbres des rotors de brassage et au-dessous du niveau de ces arbres.To obtain a fully significant measurement of the temperature of the meat during cooling, it is advisable to place the thermometric probe in a place of the wall of the tank where there exists during the brewing an important flow of meat, namely preferably
on one of the sides of the vintage parallel to the shafts of the brewing rotors and below the level of these shafts.

Afin d'optimiser la conversion de l'anhydride carbonique liquide en neige carbonique et dtaméliorer également par là le rendement général de l'installation, les injecteurs sont avantageusement constitués par des buses placées à l'intérieur de jupes tubulaires coassiaLlelssf dé limitent autour des buses de petits espaces à température très basse (-800C) favorisant la formation de la neige carbonique.Les injecteurs peuvent par ailleurs être disposés sous la face interne d'un couvercle fermant le dessus de la cuve, de manière à les isoler de l'atmosphère environnante relativement chaude et humide. In order to optimize the conversion of liquid carbon dioxide to carbon dioxide and thereby also improve the general efficiency of the installation, the injectors are advantageously constituted by nozzles placed inside coassiaLlelssf tubular skirts which are limited around the nozzles small spaces at very low temperature (-800C) favoring the formation of dry ice. The injectors can also be placed under the internal face of a cover closing the top of the tank, so as to isolate them from the atmosphere relatively warm and humid surrounding.

I1 convient par ailleurs de diriger les injecteurs vers la région comprise entre les arbres des rotors de brassage de telle sorte que la neige carbonique qu'ils émettent se dépose dans cette région, à proximité desdits arbres, mais sans toucher ceux-ci, et en dehors de la surface d'une bande située à égale distante desdits arbres. I1 should also direct the injectors to the region between the shafts of the brewing rotors so that the carbon dioxide snow they emit is deposited in this region, near said trees, but without touching them, and in outside the surface of a strip located equidistant from said trees.

La neige carbonique tombe ainsi dans des régions où les mouvements de migration de la viande dans la cuve sont particulièrement prononcés, ce qui assure un mélange intime de la neige carbonique et de la viande3 sans risque de gel de la viande ni en surface ni au contact des arbres des rotors de brassage.The dry ice thus falls in regions where the migration movements of the meat in the tank are particularly pronounced, which ensures an intimate mixture of the dry ice and the meat3 without risk of freezing of the meat either on the surface or in contact shafts of the brewing rotors.

La deserlption qui va suivre3 en regard des dessins annexés à titre d'exemple. non limitatif- , permetta de bien comprendre comment la présente invention peut Autre irise en pratique. The following description with reference to the drawings appended as an example. non-limiting, allowed to understand well how the present invention can Other iridescent in practice.

La figure 1 représente-schématiquement, en élévation frontale avec arrachement, un hachoir-mélangeur équipé dune installation de refroidissement selon l'invention. Figure 1 shows schematically, in front elevation with cutaway, a chopper-mixer equipped with a cooling installation according to the invention.

La figure 2 représente une vue de dessus du hachoir-mélangeur de la figure 1, le couvercle de la cuve étant ouvert.  FIG. 2 represents a top view of the chopper-mixer of FIG. 1, the cover of the tank being open.

On voit sur les'figuresun hachoir-mélangeur comportant une cuve 1 fermée par un couvercle 2 et recevant la viande, préalablement fragmentée dans une machine de pré-hachage disposée en amont, par un orifice d'entrée 3 pratiqué dans une tôle 4 reeouvrantla cuve 1 en dehors du couvercle 2. La cuve 1 a une forme sensiblement parallélépipédique. Au bas de sa paroi frontale la est placé, dans le prolongement d'une vis sans fin d'alimentation non représentée, un dispositif de sortie 5 à filière par où la viande est extrudée en un faisceau de filaments.La cuve 1 contient une paire de rotors de brassage de la viande, chacun d'eux étant constitué par un arbre 6 entratné en ration par un moteur électrique 7 et point des bras mélangeurs 8. Les arbres 6 s'étendent parallèlement aux parois latérales lb de la cuve 1, symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie 10 de la cuve qui est parallèle auxdites parois lb ( le dispositif de sortie 5 et sa vis sans fin sont situés dans ce plan). Les rotors de brassage induisent dans la masse de viande contenue dans la cuve 1 un flux de circulation indiqué parades flèches sur la figure 2 (ou un flux de sens inverse suivant leur sens de rotation). We can see on the figures a chopper-mixer comprising a tank 1 closed by a cover 2 and receiving the meat, previously fragmented in a pre-chopping machine placed upstream, by an inlet orifice 3 formed in a sheet 4 re-opening the tank 1 outside the cover 2. The tank 1 has a substantially parallelepiped shape. At the bottom of its front wall la is placed, in the extension of an endless feeding screw not shown, an exit device 5 with a die through which the meat is extruded into a bundle of filaments. The tank 1 contains a pair rotors for stirring the meat, each of them consisting of a shaft 6 driven in ration by an electric motor 7 and point of the mixing arms 8. The shafts 6 extend parallel to the side walls 1b of the tank 1, symmetrically relative to the vertical plane of symmetry 10 of the tank which is parallel to said walls 1b (the outlet device 5 and its worm are located in this plane). The brewing rotors induce in the mass of meat contained in the tank 1 a circulation flow indicated by arrow arrows in FIG. 2 (or a flow in the opposite direction depending on their direction of rotation).

Au-dessous du couvercle 2 en position de fermeture (celui-ci est mobile autour d'un axe d'articulation 9) sont montés des injecteurs 11 de neige carbonique, répartis en deux rampes 12 de quatre injecteurs. Chacun de ceux ci est constitué par une buse entourée d'une jupe cylindrique (seule visible sur les figures). Les buses reçoivent, via une conduite d'alimentation 13 calorifugée, une vanne d'arrt 14, deux électrovannes 15 et les rampes 12, de l'anhydride carbonique liquide, stocké à -200C en réservoir cryogénique, qui, à la sortie des buses, se transforme en neige carbonique par détente à l'intérieur des jupes précitées. L'orientation des injecteurs 11 est réglable ; elle est choisie de telle façon que les jets 16 de neige carbonique qu'ils émettent tombent entre les arbres 6, mais sans les toucher (ce qui les refroidirait excessive- ment et conduirait à la formation de blocs de viande gelée;
ni arriver dans une bande centrale 17 où le flux de viande est relativement faible au cours du brassage de manière à concentrer l'injection de neige carbonique dans des zones proches des arbres 6 où la circulation de viande est intense.Below the cover 2 in the closed position (this is movable around a hinge pin 9) are mounted injectors 11 of dry ice, distributed in two ramps 12 of four injectors. Each of these consists of a nozzle surrounded by a cylindrical skirt (only visible in the figures). The nozzles receive, via a heat-insulated supply line 13, a stop valve 14, two solenoid valves 15 and the ramps 12, liquid carbon dioxide, stored at -200C in cryogenic tank, which, at the outlet of the nozzles , becomes carbon dioxide snow by relaxing inside the aforementioned skirts. The orientation of the injectors 11 is adjustable; it is chosen in such a way that the jets 16 of carbon dioxide snow which they emit fall between the trees 6, but without touching them (which would excessively cool them and lead to the formation of blocks of frozen meat;
nor arrive in a central strip 17 where the flow of meat is relatively low during brewing so as to concentrate the injection of carbon dioxide snow in areas close to the trees 6 where the circulation of meat is intense.

Les électrovannes 15 sont commandées par un dispositif de régulation 18 en fonction des indications de température données par une sonde thermométrique 19. The solenoid valves 15 are controlled by a regulating device 18 as a function of the temperature indications given by a thermometric probe 19.

Cette dernière est montée dans la région arrondie de raccordement entre 1'une des parois latérales lb et le fond lc de la cuve 1, en affleurement avec la surface interne de la cuve. Cette disposition assure une mesure précise de la température effective de la viande en raison du mouvement de la viande dans cette région de la cuve, car la sonde 19 est toujours intéressée par la viande en circulation dans la cuve, ----------------- - sa surface de contact étant en outre constamment tenue nette du fait de l'action ce balayage de la viande.The latter is mounted in the rounded connection region between one of the side walls 1b and the bottom lc of the tank 1, flush with the internal surface of the tank. This arrangement ensures an accurate measurement of the effective temperature of the meat due to the movement of the meat in this region of the tank, since the probe 19 is always interested in the meat circulating in the tank, ------- ---------- - its contact surface also being constantly kept clean due to the action of sweeping the meat.

Après chargement de la cuve 1 avec des morceaux de viande transférés de la machine de pré-hachage et introduits par l'orifice 3, leur température étant voisine de +4 C, l'ouverture des électrovannes est commandée par la mise en rotation des moteurs 7 actionnant les rotors de brassage. L'injection de neige carbonique par les injecteurs 11 commence alors, pour se poursuivre de manière ininterrompue jusqu'à ce que la sonde 19 détecte que la température de la viande sgest abaissée à la valeur de consigne définie par le seuil de refroidissement choisi (au voisinage de -2 C) et affiché dans le dispositif de régulation 18.Ce dernier commande alors la fermeture des électrovannes 15. A ce moment, la viande a reçu en une seule fois la quantité totale de neige carbonique nécessaire à son refroidissement, et ellè sort de la cuve 1 par le dispositif 5 sous forme/hvacElede jusqu'à épuisement, sans nouvelle injection de neige carbonique. After loading the tank 1 with pieces of meat transferred from the pre-mincing machine and introduced through the orifice 3, their temperature being close to +4 C, the opening of the solenoid valves is controlled by the rotation of the motors 7 actuating the brewing rotors. The injection of dry ice by the injectors 11 then begins, to continue uninterruptedly until the probe 19 detects that the temperature of the sgest meat lowered to the set value defined by the chosen cooling threshold (at close to -2 C) and displayed in the regulating device 18. The latter then controls the closing of the solenoid valves 15. At this time, the meat received in one go the total amount of dry ice necessary for its cooling, and it ellè leaves tank 1 by device 5 in the form / hvacElede until exhaustion, without further injection of dry ice.

Ce n'est que pour le cas d'un arrêt du processus (survenant exceptionnelement en cas de défaut de fonction nement) que le dispositif de régulation comporte un second seuil qui est un seuil de réchauffement supérieur dtenvron 1 C au seuil de refroidissement précité. En un tel cas, à l'atteinte de ce second seuil par la viande se réchauffant lentement, le dispositif de régulation 5 commande la réouverture des électrovannes 15 et l'injection de neige carbonique reprend jusqL'ànouvelle atteinte du seuil de refroidissement. Mime dans ce cas, il n'y a pas de risque de battement des électovannes 15. It is only in the case of a process stop (exceptionally occurring in the event of a malfunction) that the regulation device includes a second threshold which is a warming threshold higher by 1 C than the aforementioned cooling threshold. In such a case, on reaching this second threshold by the meat slowly heating up, the regulating device 5 controls the reopening of the solenoid valves 15 and the injection of dry ice resumes until the cooling threshold is reached again. Even in this case, there is no risk of the solenoid valve beating 15.

Le gaz carbonique appatssant dans la cuve 1 par sublimation de la neige carbonique est évacué par une cheminée d'extraction 20.  The carbon dioxide baited in the tank 1 by sublimation of the carbon dioxide snow is evacuated by an extraction chimney 20.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1.- Procédé de refroidissement de la viand 4 u autre produit ca-né ou de charcuterie dans /un hachoir-melangeur par injection de neige carbonique à la surface de la viande, caractéri5é par le fait que l'on effectue en une seule fois l'injection de la quantité de neige carbonique nécessaire au refroidissement de la masse de viande contenue dans le hachoir-mélangeur. 1.- Method of cooling the meat 4 u another ca-born or charcuterie product in / a chopper-mixer by injecting dry ice on the surface of the meat, characterized by the fact that it is carried out in one go injecting the quantity of dry ice necessary for cooling the mass of meat contained in the mincer-mixer. 2.- Procédé-selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on effectue la totalité de l'injection de neige carbonique sur la viande tandis coque celle-ci est en cours de brassage dans le hachoir-mélangeur. 2.- Method-according to claim 1, characterized in that one performs the entire injection of carbon dioxide snow on the meat while shell it is being stirred in the chopper-mixer. 3. Installation de refroidissement à anhydride carbonique liquide pour hachoir-mélangeur à viande constitué essentiellement d'une cuve de réception de la viande et. 3. Liquid carbon dioxide cooling installation for meat grinder-mixer consisting essentially of a meat receiving tank and. dsune paire de rotors de brassage formés par des arbres rotatifs portant des bras ndlangeurs, cette installation, qui permet de mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant des injecteurs qui émettent, par détente de l'anhydride carbonique liquide qu'ils reçoivent, de la neige carbonique vers la surface de la masse de viande contenue dans ladite cuve, et un dispositif de régulation de la température de la viande commandant les injecteurs en fonction des indications d'une sonde thermométrique mesurart la température de la viande, caractérisée par le fait que, pour une masse de viande à refroidir, l'injection de neige carbonique commence avec la mise en marche des rotors de brassage (6,8) et qu'elle se termine sous la commande du dispositif de régulation (18) lorsque la température de la viande dans la cuve (1) atteint un seuil de refroidissement prédéterminé. a pair of stirring rotors formed by rotary shafts carrying mixing arms, this installation which makes it possible to carry out the process according to claim 1 or 2, comprising injectors which emit, by expansion of the liquid carbon dioxide that they receive carbon dioxide snow towards the surface of the mass of meat contained in said tank, and a device for regulating the temperature of the meat controlling the injectors as a function of the indications of a thermometric probe measuring the temperature of the meat, characterized in that, for a mass of meat to be cooled, the injection of carbon dioxide snow begins with the switching on of the stirring rotors (6,8) and that it ends under the control of the regulating device (18 ) when the temperature of the meat in the tank (1) reaches a predetermined cooling threshold. 4.- Installation selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le seuil de refroidissement est fixé à -2 C ou à une valeur voisine. 4.- Installation according to claim 3, characterized in that the cooling threshold is fixed at -2 C or a similar value. il commande la reprise de l'injection de neige carbonique pour une phase de refroidissemet complémentaire. it commands the resumption of the injection of dry ice for an additional cooling phase. 5. - Installation selon la revendication 3 ou 4, caractérisé' par le fait que le dispositif de régulation(18) comporte un second seuil, constituant un seuil de réchauffemet supérieur au précédent, à l'atteinte duquel 5. - Installation according to claim 3 or 4, characterized 'by the fact that the regulating device (18) comprises a second threshold, constituting a reheating threshold higher than the previous, upon reaching which 6.- Installation selon la revendication 5, 6.- Installation according to claim 5, caractérisée par le fait que le seuil de réchauffement est characterized by the fact that the warming threshold is fixé à 1 C environ au-dessus du seuil de refroidissement. set at around 1 C above the cooling threshold. 7.- Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à o, caractérisée par le fait que la sonde 7.- Installation according to any one of claims 3 to o, characterized in that the probe thermométrique(l9)est placée en un endroit de la paroi de la cuve (1)où existe pendant le brassage un important flux de viande. thermometer (l9) is placed at a point on the wall of the tank (1) where there is a large flow of meat during brewing. 8.- Installation selon la revendication 7, caracté- riséepar le fait que la sonde est placée sur l'un des flancs(lb),de la cuve(1)parallèles aux arbres 6)des rot-ors de brassage et au-dessous du niveau de ces arbres. 8.- Installation according to claim 7, characterized by the fact that the probe is placed on one of the sides (lb), of the tank (1) parallel to the shafts 6) of brewing rot-ors and below the level of these trees. 9.- InSallation selon l'une quelconque des revendication 3 à 8, caractérisée par le fait que l's injecteurs (11) sont constitués par des buses placées à l'intérieur de jupes tubulaires coaxiales. 9. An installation according to any one of claims 3 to 8, characterized in that the injectors (11) are constituted by nozzles placed inside coaxial tubular skirts. 10.- Installation:selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérlsf par le fait que les injecteurs sont disposés sous la face interne d'un couvercle(2)fermant le dessus de la cuve( . 10.- Installation: according to any one of claims 3 to 9, characterized in that the injectors are arranged under the internal face of a cover (2) closing the top of the tank (. 11.- Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisée par le fait que les injecteurs (ll)sont dirigés vers la région comprise entre les arbres (6)des rotors de brayage de telle sorte que la neige carbonique qu'ils émettent se dépose dans cette région, à proximité desdis arbres, mais sans toucher ceux-ci, et en dehors de la surface d'une bande (l7)située à égale distance desdits arbres.  11.- Installation according to any one of claims 3 to 9, characterized in that the injectors (ll) are directed towards the region between the shafts (6) of the clutch rotors so that the carbon dioxide snow that they emit deposits in this region, close to said trees, but without touching them, and outside the surface of a strip (l7) located at equal distance from said trees.
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