FR2664683A1 - Dispositif d'echange thermique en vue de porter un produit a une temperature predeterminee. - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un dispositif d'échange thermique en vue de porter un produit à une température prédéterminée. Il est notamment caractérisé en ce qu'au lieu d'être introduit de manière à se déplacer à contre courant du sens (13) de déplacement des produits à traiter, le milieu (11) de transfert est introduit dans le canal dans une zone au moins proche de la zone d'introduction des produits et se déplace avec ceux-ci dans le même sens.
Description
L'invention se rapporte à un dispositif d'échange thermique en vue de porter un produit à une temperature prédéterminée.
Elle se rapporte plus particulièrement mais non exclusivement à un dispositif pour abaisser la température de denrées périssables fragiles telles que des abats et notamment des abats de volailles en vue de les préserver le plus longtemps possible des attaques bactériennes pour permettre de les commercialiser en qualité de produits frais.
Pour limiter l'activité bactérienne, il est nécessaire que les denrées alimentaires soient rapidement portées à basse température et notamment entre + O" et + 30c rapidement.
I1 est possible pour cela de placer ces denrées dans une chambre froide et d'attendre leur refroidissement.
Cette méthode n'est toutefois pas três efficace lorsque les denrées tels des abats venant d'être prélevés, sont, d'une part, à une température relativement élevée par exemple de l'ordre de 38"c et, d'autre part, regroupes par caisse en lots importants par exemple de vingt cinq kilogrammes ce qui évidemment ne facilite pas l'évacuation des calories.
Pour obtenir un transfert de calories plus rapide, il est connu de mettre le produit à traiter directement en contact avec un milieu de transfert de température suffisamment différente de celle du produit à traiter.
A cet effet, il est connu d'utiliser un dispositif d'échange thermique comprenant un canal tel un conduit tubulaire à l'une des extrémités duquel on introduit les produits à traiter que l'on déplace vers l'autre extrémité par action d'un moyen d'entraînement tel, par exemple, une vis d' archimède et que, tout au long de leur déplacement, on met en contact avec un milieu de transfert.
Ensuite, le produit et/ou milieu sont par au moins un moyen de separation conduit chacun de leur côté.
Selon que la température du milieu de transfert sera inférieure ou superieure à la temperature initiale des produits à traiter, il cedera aux produits des calories ou des frigories.
Pour constituer le milieu de transfert, il est connu d'utiliser (FR-A-1.411.055 et EP-77.889) des blocs de matière solide de granulometrie plus importante que celle des produits à traiter et ces blocs sont introduits dans le canal à son extrémité opposée à celle ou sont introduits les produits et son déplacés à contre courant des dits produits.
Pour permettre ce déplacement du milieu de transfert à contre courant des produits, le canal du dispositif d'échange est incline vers le bas depuis la sortie des produits jusqu'à leur entrée.
En sortie des produits est prévu un tamis laissant passer uniquement les produits à traiter et évitant donc que le milieu de transfert soit évacue au lieu de se diriger vers l'entrée des produits, ce tamis constituant l'un des moyens de séparation.
Si pour certains produits, ce type d'installation peut convenir, il n'en est rien pour les produits fragiles tels que des foies car, sous l'effet du déplacement à contre courant des blocs de matières solides, par exemple, de glace qui, compte tenu des modes de fonctionnement, doivent être de taille plus grande que les produits, ces derniers seraient immanquablement amines.
Egalement le passage des produits au travers d'un tamis leur provoquerait des dommages importants.
Dans les deux cas, les produits risquent d'être invendables.
Pour abaisser la température des produits, il est également connu (FR-A-2.165.731) d'utiliser une colonne de refroidissement dans laquelle un agent réfrigérant gazeux est injecté à proximité de la zone d'introduction des produits, de manière à leur ceder des frigories et à les congeler.
L'agent réfrigérant étant à tres basse température, on parvient rapidement à une congélation.
Si, pour congeler un produit, ce dispositif est totalement adapté, il devient excessivement difficile de l'utiliser pour refroidir à coeur, par exemple un foie, sans provoquer au moins superficiellement un début de congélation.
Pour cette raison majeure, il ne peut s'appliquer à des produits destinés à être commercialises comme produits frais.
De ce fait, l'invention se rapporte à un dispositif d'échange thermique du type precité dans lequel les produits sont introduits à une extrémité d'un canal et sont par un moyen d'entraînement déplacés vers l'autre extrémité pendant lequel déplacement, les produits sont mis en contact avec un milieu de transfert constitue de blocs de matière solide au terme duquel déplacement, les produits sont par un moyen de séparation isolés du milieu de transfert.
Un des resultats que vise à obtenir l'invention est un tel dispositif d'echange thermique qui permette de traiter des produits alimentaires fragiles sans risquer de les abimer.
A cet effet, ce dispositif est notamment caractérisé en ce qu'au lieu d'être introduit de manière à se déplacer à contre courant du sens de déplacement des produits à traiter, le milieu de transfert est introduit dans le canal dans une zone au moins proche de la zone d'introduction des produits et se deplace avec ceux-ci dans le même sens.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé, qui représente schematiquement
Figure 1 : une vue générale d'une installation de traitement,
Figure 2 : une vue d'un dispositif d'échange thermique.
Figure 1 : une vue générale d'une installation de traitement,
Figure 2 : une vue d'un dispositif d'échange thermique.
En se reportant au dessin, on voit une installation 1 de traitement des produits 2 alimentaires.
Cette installation se compose notamment
- d'un poste amont 3 tel un poste de lavage des produits 2,
- d'un dispositif 4 d'échange thermique pour amener les produits à la température désirée et,
- d'un poste aval 5 tel un poste de conditionnement des produits parvenus à la temperature voulue.
- d'un poste amont 3 tel un poste de lavage des produits 2,
- d'un dispositif 4 d'échange thermique pour amener les produits à la température désirée et,
- d'un poste aval 5 tel un poste de conditionnement des produits parvenus à la temperature voulue.
Le dispositif d'echange thermique comprend un canal 9 de forme allongee tel un tube.
Aprés avoir subi au moins un lavage, les produits sont introduits sensiblement à l'une 6 des extrémités 6, 7 de ce canal.
Un moyen 8 d'entrainement, tel par exemple une vis d'archimede 8 logée dans le canal 9, les conduit depuis leur zone 10 d'introduction vers l'autre extrémité 7 du canal 9 du dispositif d'échange thermique.
Tout au long de leurs parcours, les produits 2 sont mis en contact avec un milieu de transfert qui est introduit dans le dispositif d'échange thermique à l'état solide et à une température différente de celle des produits à traiter.
Le dispositif comprend également un moyen 12 de separation qui permet d'isoler les produits du milieu de transfert.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, au lieu d'être introduit de manière à se déplacer à contre courant du sens 13 de déplacement des produits 2 à traiter, le milieu 11 de transfert est introduit dans le canal dans une zone au moins proche de la zone d'introduction des produits et se déplace avec ceux-ci dans le même sens.
De ce fait, les déplacements relatifs des produits et des blocs constituant le milieu sont trés limités et la qualité des produits est préservée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le milieu ll de transfert est introduit à une temperature proche de celle autour de laquelle se produit un changement d'état du milieu de transfert.
De ce fait, on bénéficie de la chaleur de changement d'état du milieu de transfert qu'il s'agisse d'une réaction endothermique dans le cas d'un refroidissement ou d'une reaction exothermique dans le cas d'un réchauffement.
De préférence, le milieu 11 de transfert est constitué par des paillettes 11 de glace à moins 0,5 celsius.
En choisissant cette température de départ, la glace peut passer assez rapidement de -0,5 c à +0,50c et cette fusion de la glace nécessitera un prélèvement sur la masse calorique des produits d'environ quatre vingts calories par gramme d'eau.
C'est bien entendu ce prélèvement qui provoquera le refroidissement des produits lequel se fait plus rapidement que si la glace passait par exemple de -10 c à -90c.
Bien évidemment, si l'on veut réchauffer des produits, il sera necessaire de choisir un milieu ll de transfert qui, par changement d'état, produira une réaction exothermique.
Selon l'invention, le dispositif comprend en outre, sensiblement dans la zone 10 d'introduction des produits et du milieu de transfert, un moyen 14 d'introduction d'un liquide de température supérieure à celle du milieu de transfert et par exemple d'eau en pluie environ à 13"c.
Ceci permet notamment d'emousser les arêtes des paillettes 11 de glace et donc d'éviter que les denrées 5 soient entaillées par des arêtes trop vives.
En sortie du canal, les produits et le milieu parviennent à un réceptacle 16.
Avantageusement, le milieu de transfert est choisi de densité moins forte que les produits et, de ce fait, les produits parvenus au receptacle chute au fond de celui-ci tandis que le milieu de transfert reste en partie supérieure 19 du réceptacle.
Le liquide d'arrosage, s 'il y y a, est choisi de densite intermediaire aux produits et au milieu de transfert de sorte que les migrations des produits et du milieu de transfert se font chacun de leur côté et donc la separation sont facilitées.
Arrivées en sortie du canal, toutes les paillettes 11 de glace ne sont pas totalement fondues et il faut éliminer celles pouvant recouvrir au moins partiellement chaque produit pour éviter qu'elles s'y fixent et soient, avec les produits, conditionnées, par exemple dans des barquettes, et fondent dans ces conditionnements.
A cet effet, le réceptacle consiste en une cuve 16 par exemple en forme de trémie dont le fond est à un niveau inferieur à celui du canal et qui présente
- d'une part, à sa partie supérieure un moyen 17 pour maintenir constant le niveau du liquide présent dans la cuve et,
- d'autre part, à sa partie inférieure, un sas 18 vers lequel par gravite sont entraînés les produits 2.
- d'une part, à sa partie supérieure un moyen 17 pour maintenir constant le niveau du liquide présent dans la cuve et,
- d'autre part, à sa partie inférieure, un sas 18 vers lequel par gravite sont entraînés les produits 2.
Le moyen 17 pour maintenir constant le niveau de la cuve 16 consiste par exemple en une conduite de trop plein raccordée à la partie superieure de la cuve.
Selon l'invention, pour faciliter la descente des produits, la cuve 16 comporte également un moyen 20 dit d'agitation décollant les paillettes de glace des produits.
Dans une forme de réalisation préférentielle, le moyen 20 d'agitation est constitué par au moins un jet d'eau propulsé à l'intérieur de la cuve mais il pourrait s'agir de jet d'air.
De préférence, ce jet d'eau est placé à mi-hauteur de la cuve afin de provoquer l'agitation sans pour autant perturber la fin de la descente des produits vers le sas et tendre à les faire remonter notamment lorsque leur flottabilité n'est que trés légèrement négative par rapport au liquide.
Le sas 18 se présente sous la forme d'une chambre 21 fermée à son entrée et à sa sortie par des vannes d'entrée 22 et de sortie 23, lesquelles sont actionnees séquentiellement afin de limiter le volume de liquide évacué au plus au volume du sas.
Les vannes 22, 23 utilisées sont de préférence des vannes guillotines.
L'ouverture de la vanne d'entrée 22 permet à une quantite déterminée de produits de descendre dans la chambre 21 de ce sas et dès qu'une quantité suffisante est entrée dans la chambre la vanne d'entrée 22 est fermée et la vanne de sortie 23 peut alors être ouverte pour que le contenu soit déversé par exemple sur une grille 24 permettant au produit d'être sépare du liquide.
I1 est ainsi possible de prélever une quantité déterminée par exemple sensiblement constante de produits qui, par gravite, s'etait déjà accumulee au fond de la cuve en amont de la vanne d'entrée 22.
Lors de la fermeture de la vanne d'entrée, il est nécessaire d'éviter que des produits situés en amont de cette vanne se trouvent sur la trajectoire de fermeture de la vanne et viennent coincer celle-ci en position semi -fermée ou soient écrasés par la vanne.
A cet effet, selon l'invention, le dispositif comporte un moyen 25 d'éloignement des produits situés à la limite entre la cuve et le sas pour les maintenir hors de la trajectoire de la vanne d'entrée notamment en fin de course de celle-ci.
Ce moyen est, par exemple, réalisé par au moins un jet d'eau qui, dirigé vers le haut vers les produits situés en amont de la vanne, éloigne ceux-ci.
Avantageusement, le moyen d'eloignement 25 est par tout moyen connu activé uniquement pendant la fermeture.
Pour le cas ou, malgré ce moyen d'éloignement, un produit parviendrait à se trouver sur la trajectoire de la vanne, celle-ci présente une arête tranchante afin, au lieu d'ecraser le produit, de le sectionner proprement.
Selon l'invention, pour éviter qu'une trop grande quantité de glace ne vienne s' accumuler à la partie supérieure de la cuve, celle-ci comprend un moyen 26 pour provoquer une arrivée sur la surface de la cuve d'eau en pluie à environ 13"c.
Bien entendu, ce moyen 26 est couplé avec une sonde de température 27, laquelle est située par exemple dans le tiers superieur de la cuve.
Afin d'accroître la vitesse d'égouttage des produits après traitement, ceux-ci, avant d'être acheminés vers le poste aval de l'installation de conditionnement, peuvent transiter dans une installation de séchage 28.
Bien évidemment, le fluide est le milieu de transfert sont quasi exempt de bactéries.
Egalement, le materiel doit être lavé periodiquement.
Claims (10)
1. Dispositif d'échange thermique comprenant un canal (9) de forme allongée tel un tube,
apres avoir subi au moins un lavage, les produits étant introduits sensiblement à l'une (6) des extrémités (6, 7) de ce canal,
un moyen (8) d'entrainement, tel par exemple une vis d'archimède (8) logée dans le canal (9), les conduisant depuis leur zone (10) d'introduction vers l'autre extrémité (7) du canal (9) du dispositif d'échange thermique,
tout au long de leurs parcours, les produits (2) sont mis en contact avec un milieu de transfert qui est introduit dans le dispositif d'echange thermique à l'état solide et à une température différente de celle des produits à traiter,
le dispositif comprenant également un moyen (12) de séparation qui permet d'isoler les produits du milieu de transfert,
ce dispositif étant CARACTERISE en ce qu'au lieu d'être introduit de manière à se deplacer à contre courant du sens (13) de déplacement des produits (2) à traiter, le milieu (11) de transfert est introduit dans le canal dans une zone au moins proche de la zone d'introduction des produits et se deplace avec ceux-ci dans le même sens.
2. Dispositif selon la revendication 1 caracterisê en ce que le milieu (11) de transfert est introduit à une température proche de celle autour de laquelle se produit un changement d'état du milieu de transfert.
3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu (11) de transfert est constitué par des paillettes (11) de glace à moins 0,5 celsius.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend, sensiblement dans la zone (10) d'introduction des produits et du milieu de transfert, un moyen (14) d'introduction d'un liquide de température supérieure à celle du milieu de transfert et par exemple d'eau en pluie environ à 13 c.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'en sortie du canal, les produits et le milieu parviennent à un receptacle (16).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le milieu de transfert est choisi de densité moins forte que les produits et, de ce fait, les produits parvenus au réceptacle chute au fond de celui-ci tandis que le milieu de transfert reste en partie supérieure (19) du réceptacle.
7. Dispositif selon la revendications 6 caractérisé en ce que le liquide d'arrosage est choisi de densite intermédiaire aux produits et au milieu de transfert de sorte que les migrations des produits et du milieu de transfert chacun de leur côté et donc la séparation sont facilitées.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le réceptacle consiste en une cuve (16) par exemple en forme de trémie dont le fond est à un niveau inférieur à celui du canal et qui présente
- d'une part, à sa partie supérieure un moyen (17) pour maintenir constant le niveau du liquide présent dans la cuve et,
- d'autre part, à sa partie inférieure, un sas (18) vers lequel par gravité sont entraînés les produits (2).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que
- pour faciliter la descente des produits, la cuve (16) comporte également un moyen (20) dit d'agitation décollant les paillettes de glace des produits et,
- le moyen (20) d'agitation est constitué par au moins un jet de fluide propulsé à l'intérieur de la cuve et placé à mi-hauteur de la cuve afin de provoquer l'agitation sans pour autant perturber la fin de la descente des produits vers le sas et tendre à les faire remonter notamment lorsque leur flottabilité n'est que trés légèrement négative par rapport au liquide.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le sas (18) se présente sous la forme d'une chambre (21) fermée à son entrée et à sa sortie par des vannes d'entrée (22) et de sortie (23), lesquelles sont actionnées séquentiellement afin de limiter le volume de liquide évacué au plus au volume du sas, ces vannes (22, 23) utilisées étant de préférence des vannes guillotines.
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