FR2738113A1 - Rapid cooling installation for fruit and vegetables between harvesting and cold storage - Google Patents
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Abstract
Description
INSTALLATION DE REFROIDISSEMENT RAPIDE DE LEGUMES
La présente invention est relative à une installation de refroidissement de fruits ou légumes, qui est particulièrement destinée à permettre le refroidissement de fruits ou légumes immédiatement après leur récolte, par exemple aux fins de stockage pour conservation dans des chambres froides.FAST VEGETABLE COOLING SYSTEM
The present invention relates to a fruit or vegetable cooling installation, which is particularly intended to allow the cooling of fruit or vegetables immediately after their harvest, for example for the purpose of storage for storage in cold rooms.
Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication d'installation de refroidissement de fruits ou légumes. The technical field of the invention is that of the manufacture of cooling installations for fruit or vegetables.
La demande de brevet FR2670364 (ETS PELLENC ET MOTTE et al) décrit une machine pour refroidir des fruits ou légumes venant d'être récoltés par de l'eau froide ou un mélange d'eau froide et de glace, qui comporte un groupe frigorifique de refroidissement d'eau (et éventuellement de production de glace) et une installation de circulation de fruits ou légumes comportant un bac rempli d'eau dans lesquels sont immergés les fruits ou légumes à refroidir. Patent application FR2670364 (ETS PELLENC ET MOTTE et al) describes a machine for cooling fruits or vegetables which have just been harvested with cold water or a mixture of cold water and ice, which comprises a refrigeration unit of water cooling (and possibly ice production) and a fruit or vegetable circulation installation comprising a tank filled with water in which the fruits or vegetables to be cooled are immersed.
La présente invention vis à améliorer les installations connues de refroidissement de fruits ou légumes. The present invention aims to improve the known installations for cooling fruit or vegetables.
La présente invention vise plus particulièrement à proposer une installation de refroidissement de fruits ou légumes après la récolte qui soit dotée d'une grande capacité de traitement de fruits ou légumes et qui soit simple et peu coûteuse. The present invention aims more particularly to propose an installation for cooling fruit or vegetables after harvest which is provided with a large capacity for processing fruit or vegetables and which is simple and inexpensive.
La solution au problème posé consiste à procurer une installation de refroidissement (rapide) de fruits ou de légumes (immédiatement après leur récolte), comportant une unité ou groupe frigorifique (à compression et détente d'un fluide frigorigène) dc refroidissement d'eau et des moyens de mise en contact de l'eau froide avec lesdits fruits ou légumes, qui comporte
- un moyen de transport en vrac (de préférence à vitesse réglable), c'est à dire sous forme d'amoncellement desdits fruits ou légumes,
- un moyen d'aspersion des fruits ou légumes par l'eau froide et de ruissellement d'eau froide au travers de l'amoncellement de fruits ou légumes déplacés par ledit moyen de transport.The solution to the problem posed consists in providing a (rapid) cooling installation for fruit or vegetables (immediately after harvesting), comprising a refrigeration unit or group (compression and expansion of a refrigerant) for cooling water and means for bringing cold water into contact with said fruits or vegetables, which comprises
- a means of bulk transport (preferably at adjustable speed), that is to say in the form of a pile of said fruits or vegetables,
- A means of spraying the fruit or vegetables with cold water and trickling cold water through the pile of fruit or vegetables moved by said means of transport.
En d'autres termes l'invention procure une installation de refroidissement de fruits ou légumes comportant un moyen de transport sous forme d'amoncellement des fruits ou légumes, qui est essentiellement constitué par un convoyeur ou transporteur à bande de préférence sensiblement horizontal ou légèrement incliné, et qui comporte des moyens d'aspersion et de ruissellement qui comportent une tôle perforée de distribution et de ruissellement d'eau froide, qui est située au dessus du convoyeur et qui s'détend sur une longueur (ou partie) substantielle de celui-ci, et l'installation comporte de préférence un moyen tel qu'un bac de récupération de l'eau qui est situé sous ledit convoyeur, et comporte des moyens de filtration (grossière au moins) et de circulation de l'eau de refroidissement des fruits ou légumes. In other words, the invention provides a fruit or vegetable cooling installation comprising a means of transport in the form of a heap of fruit or vegetables, which is essentially constituted by a conveyor or conveyor belt preferably substantially horizontal or slightly inclined. , and which comprises sprinkling and trickling means which comprise a perforated sheet of distribution and trickling of cold water, which is situated above the conveyor and which extends over a substantial length (or part) of it ci, and the installation preferably comprises a means such as a water recovery tank which is located under said conveyor, and comprises means of filtration (coarse at least) and circulation of the water for cooling the fruits or vegetables.
Selon des modes préférentiels de réalisation de l'invention
- ledit moyen de transport de fruits ou légumes est essentiellement constitué par un convoyeur à bande muni de perforations, comportant une bande sans fin perforée par exemple réalisée en caoutchouc ou en élastomère;;
- lesdits moyens d'aspersion et de ruissellement comportent ladite tôle perforée sensiblement plane et horizontale et comportent un (ou plusieurs) distributeur tubulaire perforé s'étendant de préférence parallèlement à l'axe longitudinal du convoyeur (ou moyen de transport de fruits ou légumes) et qui est situé au dessus de ladite tôle perforée
- ladite unité de refroidissement d'eau comporte une batterie ou échangeur (ou évaporateur) munie d'une pluralité de tubes, de préférence en forme générale d'épingle, à l'intérieur desquels circule et s'évapore le fluide frigorigène du groupe frigorifique, et sur la surface externe desquels ruisselle l'eau ayant traversé la tôle perforée, lesquels tubes s'étendent de préférence parallèlement à l'axe longitudinal du convoyeur
- I'installation comporte des moyens de régulation qui intègrent une sonde permettant la régulation de température d'eau froide dans une plage comprise entre 0 et 3iC, et de préférence dans une plage comprise entre 0 et 1,5in, par exemple voisine de 0,5 à 1'C
- le rapport de la masse (ou du débit massique) de l'eau de refroidissement des fruits ou légumes à la masse (ou au débit massique) de fruits ou légumes traités (refroidis), est supérieur ou égal à 10, de préférence inférieur ou égal à 30, par exemple compris entre 15 et 20
- le refroidissement de l'eau par passage sur l'évaporateur du groupe frigorifique est inférieur ou égal à 1'C, par exemple inférieur ou égal à 0,5-C;;
- le rapport du débit volumique de l'eau de refroidissement des fruits ou légumes à la surface du convoyeur à bande est supérieur à 1Om3 par heure et par m2 et de préférence inférieur à 50 m3 par heure et par m2, par exemple de l'ordre de 20 à 30 m3 par heure et par m2
- la hauteur moyenne du sommet de l'amoncellement des produits sur le convoyeur est de l'ordre de plusieurs dizaines de centimètres (comprise entre 0,1 et 1 mètre);;
- I'installation comporte un circuit de récupération et de recyclage de l'eau de refroidissement des fruits ou légumes qui comporte au moins un bac de récupération et une pompe équipée de préférence d'une roue (ou turbine) centrifuge ouverte
- ledit groupe frigorifique comporte une évaporateur de refroidissement d'eau équipé de tubes lisses (non ailetés)
- I'installation comporte une tôle perforée provoquant l'aspersion et le ruissellement d'eau froide sur les fruits ou légumes transportés par le convoyeur à bande (après son refroidissement par contact avec un échangeur s'étendant au dessus du convoyeur, entre ladite tôle et ledit convoyeur), laquelle tôle perforée est munie d'une pluralité de perforations de préférence régulièrement réparties, par exemple disposées en quinconce, dont le diamètre est de préférence compris entre 4 et 10 mm, et dans laquelle la densité des perforations est comprise entre 2 et 10 %, par exemple voisine de 5 à 6 % (il s'agit là du rapport de la surface des perforations à la surface totale de la tôle perforée). According to preferred embodiments of the invention
- Said means of transporting fruit or vegetables is essentially constituted by a belt conveyor provided with perforations, comprising an endless belt perforated for example made of rubber or elastomer;
- Said sprinkling and runoff means comprise said perforated sheet substantially flat and horizontal and comprise one (or more) perforated tubular distributor preferably extending parallel to the longitudinal axis of the conveyor (or means of transporting fruit or vegetables) and which is located above said perforated sheet
- Said water cooling unit comprises a battery or exchanger (or evaporator) provided with a plurality of tubes, preferably in the general shape of a pin, inside which circulates and evaporates the refrigerant of the refrigeration unit , and on the external surface of which water flows through the perforated sheet, which tubes preferably extend parallel to the longitudinal axis of the conveyor
- The installation includes regulation means which integrate a probe allowing the regulation of cold water temperature in a range between 0 and 3iC, and preferably in a range between 0 and 1.5in, for example close to 0 .5 to 1'C
- the ratio of the mass (or mass flow) of the cooling water of fruits or vegetables to the mass (or mass flow) of processed (cooled) fruits or vegetables is greater than or equal to 10, preferably less or equal to 30, for example between 15 and 20
- The cooling of the water by passage over the evaporator of the refrigeration unit is less than or equal to 1'C, for example less than or equal to 0.5-C;
the ratio of the volume flow rate of the cooling water of fruit or vegetables to the surface of the conveyor belt is greater than 10 m 3 per hour per m2 and preferably less than 50 m 3 per hour per m2, for example around 20 to 30 m3 per hour and per m2
- The average height of the top of the pile of products on the conveyor is of the order of several tens of centimeters (between 0.1 and 1 meter);
The installation comprises a circuit for recovering and recycling the cooling water for fruit or vegetables which comprises at least one recovery tank and a pump preferably equipped with an open centrifugal impeller (or turbine)
- said refrigeration unit includes a water cooling evaporator fitted with smooth tubes (not finned)
- The installation comprises a perforated sheet causing the sprinkling and the running of cold water on the fruits or vegetables transported by the belt conveyor (after cooling by contact with an exchanger extending above the conveyor, between said sheet and said conveyor), which perforated sheet is provided with a plurality of perforations preferably regularly distributed, for example arranged in staggered rows, the diameter of which is preferably between 4 and 10 mm, and in which the density of the perforations is between 2 and 10%, for example close to 5 to 6% (this is the ratio of the area of the perforations to the total area of the perforated sheet).
L'invention permet de refroidir rapidement après la cueillette des fruits ou légumes, sans diminuer leur teneur en eau, dans des conditions optimales permettant leur conservation ultérieure et s'applique notamment particulièrement à des légumes peu fragiles. The invention makes it possible to cool quickly after picking fruit or vegetables, without reducing their water content, in optimal conditions allowing their subsequent conservation and is particularly applicable to vegetables that are not very fragile.
Grâce à l'aspersion d'eau glacée directement sur les produits amoncelés sur un convoyeur à bande (perforé), on peut obtenir un refroidissement rapide et homogène de la masse des légumes traités et transportés par le convoyeur, et on permet ainsi un refroidissement rapide de fruits ou légumes qui sont introduits par exemple à une température voisine de 25vu, jusqu'à une température voisine de 3 à 4-C. Thanks to the sprinkling of chilled water directly on the heaped products on a conveyor belt (perforated), one can obtain a fast and homogeneous cooling of the mass of vegetables treated and transported by the conveyor, and one thus allows a fast cooling fruits or vegetables which are introduced for example at a temperature close to 25vu, up to a temperature close to 3 to 4-C.
L'invention permet que les fruits ou légumes disposés sur le tapis roulant subissent pendant le temps de transfert (ou de transport) sur celui-ci, qui est de l'ordre de quelques minutes, par exemple entre 10 et 20 minutes, pour une longueur de convoyeur de plusieurs mètres (de préférence inférieure à 10 mètres), une importante douche ou aspersion d'eau glacée à une température constante très voisine de 00C ; grâce au contact direct obtenu par l'aspersion de l'amoncellement sur toute sa surface et le ruissellement de l'eau à l'intérieur de l'amoncellement, c'est à dire sur l'ensemble des produits amoncelés sur le transporteur, la température de l'ensemble des légumes de l'amoncellement diminue rapidement entre l'entrée et la sortie du convoyeur, et de façon homogène. The invention allows the fruits or vegetables arranged on the conveyor belt to undergo transfer (or transport) time thereon, which is of the order of a few minutes, for example between 10 and 20 minutes, for a conveyor length of several meters (preferably less than 10 meters), a large shower or sprinkling of ice water at a constant temperature very close to 00C; thanks to the direct contact obtained by sprinkling the pile over its entire surface and the runoff of water inside the pile, that is to say on all of the products piled up on the conveyor, the temperature of all the vegetables in the pile decreases rapidly between the entry and exit of the conveyor, and in a homogeneous manner.
L'eau récupérée sous le convoyeur est filtrée et recyclée pour être à nouveau refroidie en partie supérieure de l'installation par contact par ruissellement sur des tubes d'une batterie de refroidissement d'eau alimentée en fluide frigorigène par un groupe frigorifique qui peut être situé à distance de l'installation de refroidissement de fruits ou légumes. The water recovered under the conveyor is filtered and recycled to be cooled again in the upper part of the installation by contact by trickling on tubes of a water cooling coil supplied with refrigerant by a refrigeration unit which can be located away from the fruit or vegetable cooling system.
L'invention permet de produire de l'eau dite glacée, à une température voisine de 0*C, en continu, sans risque de prise en glace de l'échangeur de refroidissement d'eau, et permet ainsi de procurer une installation fiable nécessitant très peu d'entretien et assurant un refroidissement homogène et bien contrôlé des fruits ou légumes pour un coût modique ; à titre d'exemple une installation dont la largeur est inférieure à deux mètres, la hauteur inférieure à quatre mètres, et la longueur inférieure à 10 mètres, peut permettre, avec un débit d'eau aspergé et ruisselant sur l'amoncellement des légumes transportés par le convoyeur qui est inférieur à 200 m3/heure, de refroidir en quelques minutes environ de l'ordre de 10 tonnes de fruits ou légumes par heure (en continu). The invention makes it possible to produce so-called chilled water, at a temperature close to 0 ° C., continuously, without the risk of the water cooling exchanger freezing in ice, and thus makes it possible to provide a reliable installation requiring very low maintenance and ensuring uniform and well-controlled cooling of fruit or vegetables at a low cost; for example an installation whose width is less than two meters, the height less than four meters, and the length less than 10 meters, can allow, with a flow of water sprayed and dripping on the heap of transported vegetables by the conveyor which is less than 200 m3 / hour, to cool in a few minutes about 10 tonnes of fruit or vegetables per hour (continuously).
Les nombreux avantages procurés par l'invention seront mieux compris au travers de la description suivante qui se réfère aux dessins annexés, qui illustrent sans aucun caractère limitatif des modes préférentiels de réalisation d'installation de refroidissement de fruits ou légumes selon l'invention. The numerous advantages provided by the invention will be better understood through the following description which refers to the appended drawings, which illustrate without any limiting character preferred embodiments of installation for cooling fruit or vegetables according to the invention.
La figure 1 illustre en vue en perspective schématique les principaux constituants d'une installation selon l'invention. Figure 1 illustrates in schematic perspective view the main components of an installation according to the invention.
La figure 2 illustre en vue latérale longitudinale, une partie de l'installation de refroidissement de légumes et est sensiblement une vue selon II de la figure 1. FIG. 2 illustrates in longitudinal side view, part of the vegetable cooling installation and is substantially a view along II of FIG. 1.
La figure 3 est une vue selon III de la figure 2 et de la figure 1
Par référence aux figures, l'installation comporte un tapis roulant ou convoyeur 1 muni de rouleaux s'étendant selon deux axes 25 parallèles et de préférence horizontaux et situés à un même niveau, de sorte que la bande 26 du convoyeur 1 s'étend selon un axe 3 longitudinal de préférence horizontal.Figure 3 is a view along III of Figure 2 and Figure 1
With reference to the figures, the installation comprises a conveyor belt or conveyor 1 provided with rollers extending along two parallel axes 25 and preferably horizontal and situated at the same level, so that the belt 26 of the conveyor 1 extends along a longitudinal axis 3, preferably horizontal.
Les produits 24 sont délivrés sur le convoyeur 1 par un convoyeur 29 placé en amont, puis évacués (après refroidissement sur le convoyeur 1 qui les déplace selon la flèche 31) sur un convoyeur 30 placé en aval (Cf figure 2). The products 24 are delivered on the conveyor 1 by a conveyor 29 placed upstream, then evacuated (after cooling on the conveyor 1 which moves them according to arrow 31) on a conveyor 30 placed downstream (see FIG. 2).
La bande 26 est munie d'une pluralité de perforations 2, qui sont de préférence uniformément réparties et qui permettent le passage de l'eau ayant ruisselé au travers des produits 24 portés par le brin supérieur du convoyeur, de traverser celui-ci pour récupération par un bac 4 situé sous le convoyeur 1 et s'étendant sur une partie substantielle de celui-ci. The strip 26 is provided with a plurality of perforations 2, which are preferably uniformly distributed and which allow the passage of the water which has trickled through the products 24 carried by the upper strand of the conveyor, to cross the latter for recovery by a tank 4 located under the conveyor 1 and extending over a substantial part thereof.
L'eau récupérée dans le bac 4 est canalisée par une conduite 5 jusqu'à un dispositif tel qu'un bac 7 équipé de moyens de filtration (relativement grossière) de l'eau récupérée, une sonde 6 de température mesurant la température de l'eau circulant dans la canalisation 5 étant prévue qui est connectée à un système (non représenté) de régulation de la puissance de refroidissement d'une machine frigorifique 19. The water recovered in the tank 4 is channeled through a pipe 5 to a device such as a tank 7 equipped with filtration means (relatively coarse) of the recovered water, a temperature probe 6 measuring the temperature of the the water circulating in the pipe 5 being provided which is connected to a system (not shown) for regulating the cooling power of a refrigerating machine 19.
L'eau issue du bac 7 de filtration est aspirée par une pompe 8 refoulant dans une canalisation 10 munie d'une vanne 9, laquelle canalisation 10 transporte l'eau à refroidir jusqu'à un distributeur 11 d'eau qui s'étend sensiblement horizontalement au dessus du fond 12 perforé d'un bac 14 de distribution d'eau muni de bords ou parois latérales 13 entourant le fond 12 perforé. The water from the filtration tank 7 is sucked up by a pump 8 which discharges into a pipe 10 provided with a valve 9, which pipe 10 transports the water to be cooled to a distributor 11 of water which extends substantially horizontally above the perforated bottom 12 of a water distribution tank 14 provided with edges or side walls 13 surrounding the perforated bottom 12.
Le distributeur 11 peut être par exemple constitué par un ou plusieurs tronçons de tube, par exemple en matière plastique, qui sont munis de perforations le long de leur génératrice inférieure, afin de permettre l'écoulement et la répartition de l'eau introduite dans le tube à une de ses extrémités. The distributor 11 may for example consist of one or more sections of tube, for example made of plastic, which are provided with perforations along their lower generatrix, in order to allow the flow and distribution of the water introduced into the tube at one of its ends.
La tôle perforée 12 constituant le fond du bac permet le ruissellement de l'eau de manière répartie sur toute sa surface, au dessus et sur des tubes 20 d'une batterie tubulaire ou évaporateur 15, le ruissellement de l'eau sur les tubes de l'évaporateur provoquant le refroidissement de l'eau et laissant passer l'eau pour que celle-ci ruisselle selon les flèches 27 sur l'amoncellement des produits 24 transportés par le convoyeur 1. The perforated sheet 12 constituting the bottom of the tank allows the water to run off in a distributed manner over its entire surface, above and on tubes 20 of a tubular coil or evaporator 15, the water runoff on the tubes of the evaporator causing the water to cool and letting the water pass so that it flows according to the arrows 27 on the heap of products 24 transported by the conveyor 1.
De préférence la batterie 15 dc refroidissement d'eau est constituée par un évaporateur alimenté en fluide frigorigène par une canalisation 17 reliant l'évaporateur à une machine frigorifique 19 de préférence à compression de fluide frigorigène (à changement de phase) et par une canalisation 18 de retour du fluide frigorigène évaporé au compresseur de la machine frigorifique. Preferably the water cooling battery 15 is constituted by an evaporator supplied with refrigerant by a pipe 17 connecting the evaporator to a refrigerating machine 19 preferably with refrigerant compression (with phase change) and by a pipe 18 return of the evaporated refrigerant to the compressor of the refrigerating machine.
La batterie comporte de préférence plusieurs nappes superposées de tubes disposés en quinconce et alimentés en fluide frigorigène par des distributeurs 16 montés en parallèle à l'extrémité de la canalisation 17. The battery preferably comprises several superimposed layers of tubes arranged in staggered rows and supplied with refrigerant by distributors 16 mounted in parallel at the end of the pipe 17.
Alternativement, un fluide caloporteur (ou frigoporteur), par exemple à base d'eau et de produit antigel, circule (grâce à une pompe non représentée) dans les tubes de l'échangeur 15 et dans les canalisations 17, 18 qui relient l'échangeur 15 à un évaporateur intégré à la machine frigorifique 19. Alternatively, a heat transfer fluid (or refrigerant), for example based on water and antifreeze product, circulates (by means of a pump not shown) in the tubes of the exchanger 15 and in the pipes 17, 18 which connect the exchanger 15 to an evaporator integrated into the refrigerating machine 19.
De préférence les tubes 20 de la batterie ou évaporateur 15 ne sont pas ailetés (sont lisses) et sont conformés en épingle simple ou multiple comme représenté notamment figure 1, et s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal 3 du convoyeur 1 et sensiblement horizontalement. Preferably the tubes 20 of the battery or evaporator 15 are not finned (are smooth) and are shaped as a single or multiple pin as shown in particular in FIG. 1, and extend parallel to the longitudinal axis 3 of the conveyor 1 and substantially horizontally .
Les tubes 20 par exemple en cuivre étamé sont fixés à une extrémité de la batterie sur une tôle d'extrémité et sont soutenus par des tôles perforées intermédiaires 28, qui sont réparties le long de la batterie et/ou des épingles 20 de la batterie qui sont parallèles entre elles et perpendiculaire à l'axe 3, et qui permettent un léger coulissement longitudinal des tubes. The tubes 20, for example of tinned copper, are fixed to one end of the battery on an end sheet and are supported by intermediate perforated sheets 28, which are distributed along the battery and / or pins 20 of the battery which are parallel to each other and perpendicular to the axis 3, and which allow a slight longitudinal sliding of the tubes.
A titre d'exemple, le bac de distribution 14 et son fond perforé 12, ainsi que la batterie 15, s'étendent sur une longueur 21 comprise entre 5 et 10 mètres, et sur une largeur 22 comprise entre 1 et 2 mètres ; la hauteur 23 du dispositif représenté figure 2 et 3 notamment est comprise entre 3 et 4 mètres. By way of example, the distribution tray 14 and its perforated bottom 12, as well as the battery 15, extend over a length 21 of between 5 and 10 meters, and over a width 22 of between 1 and 2 meters; the height 23 of the device shown in FIGS. 2 and 3 in particular is between 3 and 4 meters.
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| FR9510498A FR2738113B1 (en) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | FAST VEGETABLE COOLING SYSTEM |
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| FR2738113B1 FR2738113B1 (en) | 1997-11-21 |
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| FR (1) | FR2738113B1 (en) |
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|---|---|
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