FR3109209A3 - Cryogenic freezing plant - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une installation (1) de refroidissement ou surgélation cryogénique de produits, comprenant un tunnel cryogénique dans lequel circulent des produits à refroidir ou surgeler, entre une entrée (E) dans le tunnel et une sortie du tunnel, le tunnel étant équipé de moyens d'injection (3) d'un fluide cryogénique dans l’espace interne du tunnel où circulent les produits à l’aide d’un tapis convoyeur (2), l’installation comprenant de plus des moyens (5, 7) d’extraction des gaz froids s’échappant du tunnel, comprenant une ou plusieurs hottes d’extraction, et notamment une première hotte d’extraction amont située en regard de l’entrée du tunnel et/ou une seconde hotte d’extraction aval située en regard de la sortie du tunnel, se caractérisant en ce que l’on récupère tout ou partie des gaz froids extraits, pour utiliser leurs frigories afin de refroidir des denrées stockées dans un ou plusieurs compartiments (C) de stockage de ces denrées, compartiment(s) localisé(s) sous le tunnel lui-même ou sur le tunnel lui-même, ou bien en situation déportée par rapport au tunnel. Figure de l’abrégé : Fig. 1The present invention relates to an installation (1) for the cryogenic cooling or freezing of products, comprising a cryogenic tunnel in which the products to be cooled or frozen circulate, between an inlet (E) in the tunnel and an outlet of the tunnel, the tunnel being equipped means (3) for injecting a cryogenic fluid into the internal space of the tunnel where the products circulate using a conveyor belt (2), the installation further comprising means (5, 7) for extracting the cold gases escaping from the tunnel, comprising one or more extraction hoods, and in particular a first upstream extraction hood located opposite the entrance to the tunnel and/or a second downstream extraction hood located next to the exit of the tunnel, characterized in that all or part of the cold gases extracted are recovered, in order to use their cold temperatures in order to cool foodstuffs stored in one or more compartments (C) for storing these foodstuffs, compartment (s) localized (s) under the tunnel itself or on the tunnel itself, or in a remote position in relation to the tunnel. Abstract Figure: Fig. 1
Description
La présente invention concerne le domaine des tunnels de surgélation cryogénique.The present invention relates to the field of cryogenic deep freezing tunnels.
Les tunnels de surgélation sont le plus souvent munis à leurs extrémités de hottes d’aspiration des gaz froids, reliées à une gaine canalisant ces gaz vers l’extérieur. Le froid provient de la vaporisation du fluide cryogénique par des rampes d’injection et de la chaleur sensible de celui-ci. Cette chaleur sensible est d’autant mieux valorisée lorsque le fluide cryogénique ressort du tunnel avec une température la plus élevée possible.Freezing tunnels are most often fitted at their ends with cold gas extraction hoods, connected to a duct channeling these gases to the outside. The cold comes from the vaporization of the cryogenic fluid by injection ramps and from the sensible heat thereof. This sensible heat is all the better used when the cryogenic fluid leaves the tunnel at the highest possible temperature.
On notera que les tunnels de surgélation sont munis le plus souvent de deux hottes d’extraction des gaz froids par le haut du local abritant les tunnels : une à l’entrée du tunnel et une à la sortie du tunnel, qui servent à optimiser l’évacuation, hors du local, des gaz issus de la vaporisation des fluides cryogéniques mis en en œuvre dans le tunnel (le plus souvent de l’azote ou du CO2). Ce système d’extraction a donc pour rôle d’évacuer les gaz formés dans l’appareil et ainsi d’assurer la sécurité des opérateurs en les protégeant de tout risque d’anoxie, tout en conservant la productivité des tunnels.It should be noted that deep-freezing tunnels are most often fitted with two cold gas extraction hoods from the top of the room housing the tunnels: one at the entrance to the tunnel and one at the exit of the tunnel, which are used to optimize the temperature. '' evacuation, outside the room, of the gases resulting from the vaporization of the cryogenic fluids used in the tunnel (most often nitrogen or CO 2 ). The role of this extraction system is therefore to evacuate the gases formed in the device and thus to ensure the safety of operators by protecting them from any risk of anoxia, while maintaining the productivity of the tunnels.
Il faut noter néanmoins que si le plus souvent les tunnels sont munis de deux hottes d’aspiration, il arrive que des tunnels soient équipés d’une seule hotte, ou encore que des tunnels opèrent avec une seule de leurs deux hottes en fonctionnement, le plus souvent celle située en entrée.It should be noted, however, that although tunnels are usually fitted with two exhaust hoods, it happens that tunnels are fitted with a single hood, or that tunnels operate with only one of their two hoods in operation, the more often the one located at the entrance.
Un des objectifs de la présente invention est de valoriser ces gaz d’extraction encore très froids lors de leur aspiration pour restituer des frigories. Après valorisation, ces gaz d’extraction seront plus chauds et auront alors transmis des frigories au dispositif mis en place.One of the objectives of the present invention is to make use of these still very cold extraction gases during their suction in order to restore frigories. After upgrading, these extraction gases will be hotter and will then have transmitted frigories to the device in place.
On sait que les tunnels habituels disposent de hottes d’extraction, qui peuvent être positionnées au-dessus du convoyeur, ou bien plus rarement en-dessous. Dans la plupart des cas, l’écart de température entre les gaz présents dans l’enceinte et les gaz aux extrémités du convoyeur est assez faible. Autrement dit, une fraction non négligeable de froid n’est pas valorisée. Des systèmes d’extraction intégrant des échangeurs de chaleur ont été imaginés, mais leur complexité engendre un surcoût à la construction du tunnel, ce qui a freiné leur essor. Aujourd’hui, les gaz froid d’extraction sont dans la majorité des cas rejetés dans l’atmosphère sans récupération de froid.We know that the usual tunnels have extraction hoods, which can be positioned above the conveyor, or even more rarely below. In most cases, the temperature difference between the gases present in the enclosure and the gases at the ends of the conveyor is quite small. In other words, a not insignificant fraction of cold is not recovered. Extraction systems incorporating heat exchangers have been devised, but their complexity results in additional costs for the construction of the tunnel, which has slowed down their growth. Today, cold extraction gases are in the majority of cases released into the atmosphere without recovery of cold.
La présente invention propose un système qui vient s’intercaler sur le flux d’extraction des gaz froid et qui peut ainsi récupérer des frigories (et donc de l’énergie) de manière simple et ceci par exemple afin de refroidir un compartiment de stockage de produits froids.The present invention provides a system which is inserted into the cold gas extraction flow and which can thus recover frigories (and therefore energy) in a simple manner and this for example in order to cool a storage compartment of cold products.
Lorsque le système fonctionne (tunnel en marche), le froid récupéré dans les gaz d’extraction est utilisé pour refroidir le compartiment. Il peut aussi être mis en stock dans un accumulateur de froid (matériau à changement de phase par exemple).When the system is operating (tunnel running), the cold recovered in the extraction gases is used to cool the compartment. It can also be stored in a cold accumulator (phase change material for example).
Lorsque la température est trop froide et que le stockage de froid est plein, un système de régulation permet de stopper l’arrivée de froid.When the temperature is too cold and the cold storage is full, a control system stops the arrival of cold.
Lorsque l’arrivée de froid est arrêtée (tunnel de surgélation à l’arrêt), l’accumulateur de froid restitue les frigories stockées.When the cold supply is stopped (freezing tunnel stopped), the cold accumulator releases the stored frigories.
Enfin, lorsque l’accumulateur a fourni toute son énergie et que la température dans le compartiment commence à remonter, un système de secours permet de fournir le froid nécessaire pour le maintien à la bonne température (sans toutefois fournir de froid aux accumulateurs).Finally, when the accumulator has supplied all its energy and the temperature in the compartment begins to rise, a back-up system provides the necessary cold to maintain the correct temperature (without however providing cold to the accumulators).
Le compartiment de stockage de produits peut être intégré au tunnel, en dessous ou bien au-dessus, il peut aussi être déporté par rapport au tunnel.The product storage compartment can be integrated into the tunnel, below or above, it can also be offset from the tunnel.
L’apport en froid dans ce compartiment de stockage de produits peut se faire soit de manière directe (ré-injection directe) ou bien de manière indirecte (transfert par conduction grâce à une inter-paroi).The cold supply in this product storage compartment can be done either directly (direct re-injection) or indirectly (transfer by conduction through an inter-wall).
Les avantages de l’invention peuvent être résumés ainsi :The advantages of the invention can be summarized as follows:
- Le tunnel peut remplacer une cellule de surgélation, en plaçant des aliments à refroidir dans les compartiments. On peut par exemple refroidir des produits sortant de cuisson dans ces compartiments (avant de les placer sur le convoyeur), ou bien y placer des aliments lors d’un arrêt de production en amont.- The tunnel can replace a deep freezing cell, by placing food to be cooled in the compartments. For example, products coming out of cooking can be cooled in these compartments (before placing them on the conveyor), or else food can be placed there during a production stoppage upstream.
- Ce système n’engendre aucune surconsommation de gaz et augmente le rendement du tunnel.- This system does not generate any overconsumption of gas and increases the efficiency of the tunnel.
- Dans le cas de l’injection directe des gaz dans le compartiment : un refroidissement rapide (mais ceci nécessite une sécurité sur les risques d’anoxie).- In the case of direct injection of gases into the compartment: rapid cooling (but this requires safety against the risks of anoxia).
- Dans le cas de l’injection indirecte des gaz dans le compartiment : la simplicité de la conception (mais ceci entraine un refroidissement plus lent)- In the case of indirect gas injection into the compartment: the simplicity of the design (but this leads to slower cooling)
On illustre ci-dessous en liaison avec les figures annexées différents modes de mise en œuvre de l’invention :Various embodiments of the invention are illustrated below in conjunction with the appended figures:
A l’intérieur de l’enceinte se trouvent des volets couramment utilisés dans les tunnels cryogéniques, qui permettent de faire revenir majoritairement les gaz froids vers l’entrée du tunnel. Sous le convoyeur 2 se trouve une paroi isolée 4, garantissant la bonne étanchéité thermique de l’enceinte de surgélation.Inside the enclosure are shutters commonly used in cryogenic tunnels, which mostly return cold gases to the tunnel entrance. Under the conveyor 2 is an insulated wall 4, ensuring good thermal sealing of the freezing chamber.
Sous cette paroi se situent deux tôles en inox, espacées de quelques centimètres, sur toute la longueur du tunnel, que l’on appellera « inter-paroi » 6. Entre ces parois laissées vides (seules des chicanes sont fixées pour augmenter le temps de séjour), les gaz d’extraction circulent, captés aux extrémités sous le convoyeur. La gaine d’extraction 7 refoulant ces gaz vers l’extérieur est connectée sur un côté du tunnel, vers le milieu de l’appareil suivant le sens de la longueur. On ne souhaite pas placer cette gaine trop près de la sortie, sous peine de déséquilibrer l’aspiration et que les gaz soient davantage aspirés en sortie qu’en entrée (compte-tenu de la perte de charge engendrée par l’interparoi).Under this wall are two stainless steel sheets, spaced a few centimeters apart, over the entire length of the tunnel, which will be called "inter-wall" 6. Between these walls left empty (only baffles are fixed to increase the time of stay), the extraction gases circulate, captured at the ends under the conveyor. The extraction duct 7 pushing these gases to the outside is connected to one side of the tunnel, towards the middle of the device along the length direction. We do not want to place this sheath too close to the outlet, otherwise the suction will be unbalanced and the gases will be sucked more at the outlet than at the inlet (given the pressure drop generated by the interwall).
Sous cette inter-paroi (entre l’entrée du tunnel et la connexion de la gaine d’extraction) sont installés des compartiments C fermés par des portes. Aucun gaz ne circule à l’intérieur des compartiments, le froid est amené par conduction de la plaque inférieure de l’inter-paroi. Une sonde de température peut être installée dans chaque compartiment, avec un affichage de la valeur sur l’écran de contrôle.Under this inter-wall (between the tunnel entrance and the connection of the extraction duct) are installed compartments C closed by doors. No gas circulates inside the compartments, the cold is brought by conduction from the lower plate of the inner wall. A temperature probe can be installed in each compartment, with a display of the value on the control screen.
Dans cette configuration, le compartiment peut être distant du tunnel de plusieurs mètres. La gaine reliant le tunnel au compartiment est parfaitement isolée. Le système de régulation des gaz froid (registres motorisés ou vanne mélangeuse 10) dévie ce flux vers l’inter-paroi pour recharger un accumulateur de froid 12 et refroidir ainsi le compartiment. Lorsque l’accumulateur est froid et que le compartiment est à la température de consigne, le flux de gaz froid est directement rejeté vers l’extérieur.In this configuration, the compartment can be several meters away from the tunnel. The sheath connecting the tunnel to the compartment is perfectly insulated. The cold gas regulation system (motorized dampers or mixing valve 10) diverts this flow to the interior wall to recharge a cold accumulator 12 and thus cool the compartment. When the accumulator is cold and the compartment is at the set temperature, the flow of cold gas is discharged directly to the outside.
Les gaz froids sont régulés de la même manière que dans la configuration précédente, cependant, lors d’une ouverture de la porte du compartiment, la régulation force les gaz extraits à s’échapper vers l’extérieur, de façon à éviter tout risque d’anoxie.The cold gases are regulated in the same way as in the previous configuration, however, when the compartment door is opened, the regulation forces the extracted gases to escape to the outside, so as to avoid any risk of anoxia.
L’invention concerne alors une installation de refroidissement ou surgélation cryogénique de produits, comprenant un tunnel cryogénique dans lequel circulent des produits à refroidir ou surgeler, entre une entrée dans le tunnel et une sortie du tunnel, le tunnel étant équipé de moyens d'injection d'un fluide cryogénique dans l’espace interne du tunnel où circulent les produits à l’aide d’un tapis convoyeur, l’installation comprenant de plus des moyens d’extraction des gaz froids s’échappant du tunnel, comprenant une ou plusieurs hottes d’extraction, et notamment une première hotte d’extraction amont située en regard de l’entrée du tunnel et/ou une seconde hotte d’extraction aval située en regard de la sortie du tunnel, se caractérisant en ce que l’on récupère tout ou partie des gaz froids extraits, pour utiliser leurs frigories afin de refroidir des denrées stockées dans un ou plusieurs compartiments de stockage de ces denrées, compartiment(s) localisé(s) sous le tunnel lui même ou sur le tunnel lui-même, ou bien en situation déportée par rapport au tunnel.The invention therefore relates to an installation for the cryogenic cooling or deep freezing of products, comprising a cryogenic tunnel in which the products to be cooled or frozen circulate, between an entrance to the tunnel and an exit of the tunnel, the tunnel being equipped with injection means. a cryogenic fluid in the internal space of the tunnel where the products circulate using a conveyor belt, the installation further comprising means for extracting the cold gases escaping from the tunnel, comprising one or more extraction hoods, and in particular a first upstream extraction hood located opposite the tunnel entrance and / or a second downstream extraction hood located opposite the tunnel exit, characterized in that one recovers all or part of the cold gases extracted, to use their frigories in order to cool foodstuffs stored in one or more storage compartments of these foodstuffs, compartment (s) located under the roof nnel itself or on the tunnel itself, or in a remote situation in relation to the tunnel.
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