CA1203695A - Dispositif et procede de refroidissement de produits en vrac - Google Patents
Dispositif et procede de refroidissement de produits en vracInfo
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Abstract
L'invention concerne le refroidissement de produits en vrac. A cet effet, on dispose dans une enceinte isolée un tambour rotatif avec une alimentation et une sortie. Le tambour comporte des perforations au travers desquelles on fait passer un courant gazeux réfrigéré, par exemple par injection d'azote liquide. Application notamment à la surgélation de produits alimentaires.
Description
~Q3~95;
,,, L'invention concerne le refroidissement de produits en vrac. Jusqu'à maintenant, on a proposé différents moyens de refroidissement de produits en vrac, qui consistent géné-ralement en des tunnels à isolation thermique associés à des moyens de refroidissement par exemple d'injection d'un fluide cryogène et un ou plusieurs tapis de transfert des produits en vrac déversés à une extrémité du tapis et recueillis à
l'état refroidi à l'autre extrémité. Lorsqu'on utilise un seul tapis de transfert, on ne peut assurer un refroidissement efficace qu'en regard de partie supérieure de la couche de produits en vrac sur le tapis et on ne doit pas, dans la plu-part des cas, compter sur une répartition thermique en profon-deur, car les produits en question sont généralement en contact insuffisant entre eux et possèdent d'ailleurs une mauvaise conductibilité thermique intrinsèque. Lorsqu'il s'ayit de produits alimentaires, il n'est pas rare que ceux-ci, qui sont à l'état plus ou moins humide, en viennent à adhérer-au tapis, ce qui conduit à des détériorations au cours de leur recueil-lement à la sortie du tunnel. POur palier ces inconvénients, on a bien proposé d'utiliser des tunnels à tapis multiples qui, pax leur agencement, permettent également le retournement de produits en vrac sur eux-mêmes. Mais, ces agencements sont de réalisation complexe et onéreux et ne permettent pas d'ailleurs de palier la mauvaise conductibilité propre des produits.
On a proposé également d'amener des dispositifs de transfert jusqu'à immersion dans un bain de fluide cryogène, ce qui permet d'assurer un transfert thermique dans toute la couche de l'énergie frigorifique. Mais ce genre de tunnel présente un mauvais rendement thermique du fait que l'essentiel de l'abaissement de la température est assuré par la chaleur latente de changement d'état du fluide cryogénique, qui est généralement de l'azote liquide. ~ --On a également proposé des agencements où on assure une fluidisation des produits en vrac avec un gaz qui peut etre un gaz cryogénique. Mais ici, on se heurte au~ inconvé-nients liés au principe de la fluidisation qui impose un cali-bre bien déterminé pour les produits à ~luidifier, ce qui ex-clut la plupart des produits alimentaires, sau~ à les réduire en particules de diamètre inférieur à 10 mm.
On a bien proposé d'utiliser un tambour monté à
rotation axiale avec un moteur d'entraînement, une enceinte isolée thermiquement de forme allongée selon l'axe du tambour et l'enveloppant, des moyens d'injection d'un fluide frigo-rigène, généralement de la neige carbonique, et de moyens de circulation gazeuse à l'intérieur de l'enceinte, mais les conditions structurelles de l'appareillage et opératoires sont telles que le rendement thermique est extrêmement défec-tueux, alors que l'appareillage est lui-même très coûteux.
L'objet de l'invention est un dispositif et un procédé de refroidissement qui permet d'assurer la surgéla-tion en continu de produits alimentaires ou, d'une fa,con n~rale, le refroidissement de produits alimentaires ou in-dustriels en vrac avec un transfert thermique particulièrement efficace dans la couche des produits où l'on traite toutes sortes de produits quelles que soient leurs dimensions, den-sité et/ou conductibilité thermique, où ce refroidissement est effectué de fa~on rapide et profonde sans pouvoir pour au~ant produire ni collage des produits, ni abrasion ou autre détério-ration d'origine mécanique.
Selon l'invention, dans un dispositif de refroi-dissement de produits en vrac du genre à tambour rotatif tel que rappelé ci-dessus, on prévoit la combinaison des deux mesures suivantes:
a) l'enceinte est subdivisée longitudinalement ;~2~36~
en deux compartiments longitudinaux par des parois s'étendant à contact avec ledit tambour en des zones circonférentiellement espacées et au moins une des dites parois comporte un passage dans lequel est monté un moyen de circulation gazeux, b) le tambour comporte des perforations réparties sur toute sa paroi latérale cylindrique.
Cette combinaison de mesures permet d'obtenir, au travers de la couche qui est brassée par la rotation du tam-bour, une circulation gazeuse importante sans pour autant atteindre le niveau d'une fluidisation qui reste indésirahle.
De la sorte, on assure un refroidissement rapide des pro~uits en vrac, le cas échéant, une surgélation rapide des produits alimentaires en vrac, essentiellement par l'effe~ de convec-tion au travers de la couche de produits et l'on peut traiter ainsi toute sorte de produits quelle que soit leur forme, di-mension et nature. Du fait du brassage dû au retournement des produits, on assure une meilleure homogénisation de, tem-p~rature à l'intérieur de la couche des produits et on évite, ~ coup sûr, les collages et autres détériorisations préjudicia-bles à la bonne qualité.
L'invention, également, a pour objet un procédé derefroidissement de produits en vrac, du genre où les produits à refroidir sont déversés à une extrémité d'un tambour rotatif et où l'on recueille les produits refroidis à l'autre extré-mité, avec circulation d'un gaz réfrigérant au travers de la masse des produits en vrac, caractéris~ en ce que la circula-tion du gaz réfrig~rant est conformée en un courant gazeux qui traverse en totalité ledit tambour selon une direction gënérale qui est perpendiculaire à la direction axiale du tambour.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre ~2036~5 d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquel.s:
- la figure 1 est une vue en coupe lon~itudinale du dispo-sitif de réfrigération selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 1.
En se référant aux dessins annexés, un dispositif de réfrigération comporte dans une enceinte fermée 1 isolée thermiquement, de forme parallèlépipédique rectangle allongée, un tambour à axe horizontal 2 monté d'un côté par un palier 3 sur une paroi d'enceinte 4 et d'un autre côté par un flas~
que d'extrémité 8 sur un arbre 5 dans un palier 6, l'arbre 5 s'étendant à l'extérieur de l'enceinte 1 et comportant un moyen d'entrainement, dont on a représenté simplement le pignon-moteur 7.
Du côté du palier 3 et au travers de la paroi d'enceinte 4 s'etend une goulotte de déversement 10 permettant .I'admission en continu de produits en vrac. Du côté de l'au-tre paroi d'enceinte en regard 11. on a agenc~ un dispositif derecueillement permanent de produits trait~s qui co~porte une gou-lotte de soutirage 12 en dessous du cylindre de tambour 2 qui se pr~sente en regard d'une partie cylindrique restreinte 13 faisant corps avec le tambour 2, cette partie cylindrique restreinte 13 présentant une ou plusieurs ouvertures circonf~rentiellement limi-tées 14, de sorte qu'à chaque passage de l'ouverture 14 devant le débouché supérieur de la goulotte 12 du produit en vrac peut s'é-couler dans cette goulotte 12. Le tambour 2 est perforé sur toute sa paroi cylindrique 15 d'un très grand nombre de perforations ob-longues 16 dont la grande dimension s'étend selon la directioncirconférentielle du tambour et dont la plus petite dimension est parallèle à l'axe du tambour. Du côté de la goulotte de soutirage 12 est agencée une canne de pulvérisation d'azote liquide 17 qui ~2~3~9S
s'étend à l'intérieur de l'enceinte et qui est raccordée à une source d'azote sous pression non repr~sentée.
L'enceinte 2 est subdivisée à son intérieur par un jeu de parois comportant une paroi verticale 20 située à une faible distance d'une paroi latérale d'enceinte 21 et sur une hauteur suffisante, de façon à largement dépasser le niveau de l'arbre 22 du tambour 2. Au niveau de cet arbre 22, la paroi 20 comporte une extension horizontale 23 munie d'un balai 24 venant en contact avec la paroi exter~e du tambour 2, tandis que dans une zone circonférentiellement espacée, le long du tambour 2, une seconde paroi 25 s'étend depuis la paroi latérale d'encein-te 26 sous forme d'une feuille venant s'appliquer à frottement doux contre la paroi externe de tambour 2 dans le sens de la rotation F de ce tambour.
La paroi verticale 20, comporte une ouverture 30 dans laquelle est logée une couronne de pales 31 d'un venti-lateur 32 dont le moteur est repr~senté en 33. On note ~alement l'existence d'une virole 34 permettant d'assurer l'~tanchéité de l'enceinte vers l'extérieur.
On constate que l'on a ainsi réalisé une subdivi-sion de l'enceinte 1 en deux compartiments longitudinaux 40 et 50, le compartiment 40 recevant le flux de gaz propulsé
par la couronne 31 du ventilateur 32 et le transférant au tra-vers du tambour 2 selon la section offerte entre le balai 24 et l'extrémité de la paroi 25.
En fonctionnement, on constate donc que les pro-duits en vrac 60 qui sont déversés en continu par la goulotte 10 et recueillis en continu par la goulotte de soutirage 12 sont, au cours de la rotation du tambour, placés sous forme d'une couche telle que représentée à la figure 2 qui s'étend pratique-ment depuis l'extrémité du balai 24 jusqu'à l'extrémité de la paroi 25. On comprend donc qu'avec cette disposition, 3L211~3~
tout le flux gazeux circulé par les pales 31 du ven~ilateur 32 traverse les produits en vrac qui sont, simultanément, sou-mis à des mouvements de retournement rép~tés. Le gaz de convec-tion est réfrig~ré par l'azote liquide in ject~ par la canne 17 et bien entendu, on a prévu en un endroit approprie, une soupape de surpression déversant à l'atmosphère l'excès de gaz résultant de l'admission d'azote liquide. Le gaz de réfrigération ayant tra~
versé la couchede produits en cours de réfrigération s'échappe au travers de l'autre paroi du tambour et est aspiré à nouveau par le compartiment-canal 50 ménagé entre la paroi 20 et la paroi d'enceinte 21 par le ventilateur 32. De preférence, ainsi qu'on l'a représente à la figure 1, il existe plusieurs moyens de circula-tion gazeuse tels que 32 et 32', de façon à obtenir une circula-tion essentiellement transversale du gaz refroidisseur. ~e nom-bre d~ circulateurs tels que 32 - 32' est d'autant plus élevé
que la longueur du tunnel est plus grande. On pourrait également faire en sorte que chaque ventilateur soit logé dans un comparti-mcnt paxticulier, grâce à l'aménagement de parois transversales ~lle que cclle représentée en 70, à la figure 1, qui décompose ~hacun des compartiments ~0 et 50 en deux compartiments transver-saux ~0' - ~0'' et 50' - 50'' et, bien entendu, dans ce cas, la di~position de la canne d'injection d'azote 17 doit e~tre réalisée du coté de l'évacuation des produits, de façon à assurer ainsi un mouvement du gaz réfrigérant à contre courant du mouvement de d~placement des produits dans le tambour de réfrigération 2.
Selon la forme de réalisation préférentielle, les perforations oblongues ont une extension dans le sens circon-férentiel, ce qui présente un avantage important dans le fait que le balai 24 peut en assurer ainsi facilement le décolmatage continu évitant ainsi toute obturation pas des particules des produits en vrac. On notera également que ce balai 24 sert non seulement à ce nettoyage permanent, mais également assure une étanchéité suffisante pour que l'essentiel du flux gazeux ~2~36~i traverse les produits situés dans le tambour 2 A titre compl~mentaire, on note que la largeur des trous oblongs 16 est adaptée à la taille du produit à
refroidir, la longueur doit être d'au moins 3 fois la largeur pour permettre une bonne efficacité de la brosse de dégivrage 24.
Le taux de perforation optimal de la paroi de cylin-dre se situe entre 30 et 50%, l'objectif à atteindre devant en effet concilier:
- et la résistance mécanique du trommel, - et les pertes de charge compatible avec une bonne répartition du gaz mais sans excès, ce qui conduirait à une surconsommation énergétique de ventilation.
La vitesse de rotation du tambour 2 doit permettre une agitation suffisante du produit sans, toutefois, conduire à sa centrifugation. Une vitesse de 10 à 50 tours/minute correspond bien à ces impératifs. La répartition du produit dans 1~ tambour 2 s'effectue ~galement avec cette agitation ~ui facilite entre autre le transport.
Le temps de séjour des produits dans le tambour d~pend de l'opération que l'on souhaite effectuer. Il est en relation directe avec les caractéristiques physiques du pro-duit. L'ajustement du temps de séjour peut être r~alisé par les deux techniques suivantes:
- inclinaison du tambour. E~emple: une inclinaison "montante" de 5 cm par mètre linéaire permet de doubler le temps de séjour.
- mise en place d'un obturateur circulaire à la sor-tie du tambour qui crée un seuil et permet ainsi d'augmenter le temps de séjour du produit.
La ventilation doit etre de l'ordre de 2 à 5 m/s pour obtenir un bon coef~icient de transfert du chaleur, tout en maintenant une énergie de ventilation acceptable.
La puissance totale de ventilation ressort don~
être dans ce cas de l'ordre de 5 à 10 W/Ky d'un produit alimentaire à surgele~ ayant la forme géométrique d'un cube de 7 mm d'arête.
On précise que tout autre moyen de re~roidissement peut-être utilisé.
L'invention s'applique particulièrement à la surgé-lation de produits en vrac et notamment de produits agricoles solides de dimensions relativement petites, tels que par exemples:
- champignons entiers, en lamelles, en cubes, - petits pois, - carottes en rondelles, - haricots verts, - pommes de terre coupées en frites ou en dés, - fruits rouges dont notamment les fraises, les myrtilles, les cassis, les groseilles.
~d Mais l'invention s'applique également à la réfrig~-ration de tout autre produits industriel en vrac, par exemple des pièces à fragiliser ou à ébavurer.
,,, L'invention concerne le refroidissement de produits en vrac. Jusqu'à maintenant, on a proposé différents moyens de refroidissement de produits en vrac, qui consistent géné-ralement en des tunnels à isolation thermique associés à des moyens de refroidissement par exemple d'injection d'un fluide cryogène et un ou plusieurs tapis de transfert des produits en vrac déversés à une extrémité du tapis et recueillis à
l'état refroidi à l'autre extrémité. Lorsqu'on utilise un seul tapis de transfert, on ne peut assurer un refroidissement efficace qu'en regard de partie supérieure de la couche de produits en vrac sur le tapis et on ne doit pas, dans la plu-part des cas, compter sur une répartition thermique en profon-deur, car les produits en question sont généralement en contact insuffisant entre eux et possèdent d'ailleurs une mauvaise conductibilité thermique intrinsèque. Lorsqu'il s'ayit de produits alimentaires, il n'est pas rare que ceux-ci, qui sont à l'état plus ou moins humide, en viennent à adhérer-au tapis, ce qui conduit à des détériorations au cours de leur recueil-lement à la sortie du tunnel. POur palier ces inconvénients, on a bien proposé d'utiliser des tunnels à tapis multiples qui, pax leur agencement, permettent également le retournement de produits en vrac sur eux-mêmes. Mais, ces agencements sont de réalisation complexe et onéreux et ne permettent pas d'ailleurs de palier la mauvaise conductibilité propre des produits.
On a proposé également d'amener des dispositifs de transfert jusqu'à immersion dans un bain de fluide cryogène, ce qui permet d'assurer un transfert thermique dans toute la couche de l'énergie frigorifique. Mais ce genre de tunnel présente un mauvais rendement thermique du fait que l'essentiel de l'abaissement de la température est assuré par la chaleur latente de changement d'état du fluide cryogénique, qui est généralement de l'azote liquide. ~ --On a également proposé des agencements où on assure une fluidisation des produits en vrac avec un gaz qui peut etre un gaz cryogénique. Mais ici, on se heurte au~ inconvé-nients liés au principe de la fluidisation qui impose un cali-bre bien déterminé pour les produits à ~luidifier, ce qui ex-clut la plupart des produits alimentaires, sau~ à les réduire en particules de diamètre inférieur à 10 mm.
On a bien proposé d'utiliser un tambour monté à
rotation axiale avec un moteur d'entraînement, une enceinte isolée thermiquement de forme allongée selon l'axe du tambour et l'enveloppant, des moyens d'injection d'un fluide frigo-rigène, généralement de la neige carbonique, et de moyens de circulation gazeuse à l'intérieur de l'enceinte, mais les conditions structurelles de l'appareillage et opératoires sont telles que le rendement thermique est extrêmement défec-tueux, alors que l'appareillage est lui-même très coûteux.
L'objet de l'invention est un dispositif et un procédé de refroidissement qui permet d'assurer la surgéla-tion en continu de produits alimentaires ou, d'une fa,con n~rale, le refroidissement de produits alimentaires ou in-dustriels en vrac avec un transfert thermique particulièrement efficace dans la couche des produits où l'on traite toutes sortes de produits quelles que soient leurs dimensions, den-sité et/ou conductibilité thermique, où ce refroidissement est effectué de fa~on rapide et profonde sans pouvoir pour au~ant produire ni collage des produits, ni abrasion ou autre détério-ration d'origine mécanique.
Selon l'invention, dans un dispositif de refroi-dissement de produits en vrac du genre à tambour rotatif tel que rappelé ci-dessus, on prévoit la combinaison des deux mesures suivantes:
a) l'enceinte est subdivisée longitudinalement ;~2~36~
en deux compartiments longitudinaux par des parois s'étendant à contact avec ledit tambour en des zones circonférentiellement espacées et au moins une des dites parois comporte un passage dans lequel est monté un moyen de circulation gazeux, b) le tambour comporte des perforations réparties sur toute sa paroi latérale cylindrique.
Cette combinaison de mesures permet d'obtenir, au travers de la couche qui est brassée par la rotation du tam-bour, une circulation gazeuse importante sans pour autant atteindre le niveau d'une fluidisation qui reste indésirahle.
De la sorte, on assure un refroidissement rapide des pro~uits en vrac, le cas échéant, une surgélation rapide des produits alimentaires en vrac, essentiellement par l'effe~ de convec-tion au travers de la couche de produits et l'on peut traiter ainsi toute sorte de produits quelle que soit leur forme, di-mension et nature. Du fait du brassage dû au retournement des produits, on assure une meilleure homogénisation de, tem-p~rature à l'intérieur de la couche des produits et on évite, ~ coup sûr, les collages et autres détériorisations préjudicia-bles à la bonne qualité.
L'invention, également, a pour objet un procédé derefroidissement de produits en vrac, du genre où les produits à refroidir sont déversés à une extrémité d'un tambour rotatif et où l'on recueille les produits refroidis à l'autre extré-mité, avec circulation d'un gaz réfrigérant au travers de la masse des produits en vrac, caractéris~ en ce que la circula-tion du gaz réfrig~rant est conformée en un courant gazeux qui traverse en totalité ledit tambour selon une direction gënérale qui est perpendiculaire à la direction axiale du tambour.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre ~2036~5 d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquel.s:
- la figure 1 est une vue en coupe lon~itudinale du dispo-sitif de réfrigération selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 1.
En se référant aux dessins annexés, un dispositif de réfrigération comporte dans une enceinte fermée 1 isolée thermiquement, de forme parallèlépipédique rectangle allongée, un tambour à axe horizontal 2 monté d'un côté par un palier 3 sur une paroi d'enceinte 4 et d'un autre côté par un flas~
que d'extrémité 8 sur un arbre 5 dans un palier 6, l'arbre 5 s'étendant à l'extérieur de l'enceinte 1 et comportant un moyen d'entrainement, dont on a représenté simplement le pignon-moteur 7.
Du côté du palier 3 et au travers de la paroi d'enceinte 4 s'etend une goulotte de déversement 10 permettant .I'admission en continu de produits en vrac. Du côté de l'au-tre paroi d'enceinte en regard 11. on a agenc~ un dispositif derecueillement permanent de produits trait~s qui co~porte une gou-lotte de soutirage 12 en dessous du cylindre de tambour 2 qui se pr~sente en regard d'une partie cylindrique restreinte 13 faisant corps avec le tambour 2, cette partie cylindrique restreinte 13 présentant une ou plusieurs ouvertures circonf~rentiellement limi-tées 14, de sorte qu'à chaque passage de l'ouverture 14 devant le débouché supérieur de la goulotte 12 du produit en vrac peut s'é-couler dans cette goulotte 12. Le tambour 2 est perforé sur toute sa paroi cylindrique 15 d'un très grand nombre de perforations ob-longues 16 dont la grande dimension s'étend selon la directioncirconférentielle du tambour et dont la plus petite dimension est parallèle à l'axe du tambour. Du côté de la goulotte de soutirage 12 est agencée une canne de pulvérisation d'azote liquide 17 qui ~2~3~9S
s'étend à l'intérieur de l'enceinte et qui est raccordée à une source d'azote sous pression non repr~sentée.
L'enceinte 2 est subdivisée à son intérieur par un jeu de parois comportant une paroi verticale 20 située à une faible distance d'une paroi latérale d'enceinte 21 et sur une hauteur suffisante, de façon à largement dépasser le niveau de l'arbre 22 du tambour 2. Au niveau de cet arbre 22, la paroi 20 comporte une extension horizontale 23 munie d'un balai 24 venant en contact avec la paroi exter~e du tambour 2, tandis que dans une zone circonférentiellement espacée, le long du tambour 2, une seconde paroi 25 s'étend depuis la paroi latérale d'encein-te 26 sous forme d'une feuille venant s'appliquer à frottement doux contre la paroi externe de tambour 2 dans le sens de la rotation F de ce tambour.
La paroi verticale 20, comporte une ouverture 30 dans laquelle est logée une couronne de pales 31 d'un venti-lateur 32 dont le moteur est repr~senté en 33. On note ~alement l'existence d'une virole 34 permettant d'assurer l'~tanchéité de l'enceinte vers l'extérieur.
On constate que l'on a ainsi réalisé une subdivi-sion de l'enceinte 1 en deux compartiments longitudinaux 40 et 50, le compartiment 40 recevant le flux de gaz propulsé
par la couronne 31 du ventilateur 32 et le transférant au tra-vers du tambour 2 selon la section offerte entre le balai 24 et l'extrémité de la paroi 25.
En fonctionnement, on constate donc que les pro-duits en vrac 60 qui sont déversés en continu par la goulotte 10 et recueillis en continu par la goulotte de soutirage 12 sont, au cours de la rotation du tambour, placés sous forme d'une couche telle que représentée à la figure 2 qui s'étend pratique-ment depuis l'extrémité du balai 24 jusqu'à l'extrémité de la paroi 25. On comprend donc qu'avec cette disposition, 3L211~3~
tout le flux gazeux circulé par les pales 31 du ven~ilateur 32 traverse les produits en vrac qui sont, simultanément, sou-mis à des mouvements de retournement rép~tés. Le gaz de convec-tion est réfrig~ré par l'azote liquide in ject~ par la canne 17 et bien entendu, on a prévu en un endroit approprie, une soupape de surpression déversant à l'atmosphère l'excès de gaz résultant de l'admission d'azote liquide. Le gaz de réfrigération ayant tra~
versé la couchede produits en cours de réfrigération s'échappe au travers de l'autre paroi du tambour et est aspiré à nouveau par le compartiment-canal 50 ménagé entre la paroi 20 et la paroi d'enceinte 21 par le ventilateur 32. De preférence, ainsi qu'on l'a représente à la figure 1, il existe plusieurs moyens de circula-tion gazeuse tels que 32 et 32', de façon à obtenir une circula-tion essentiellement transversale du gaz refroidisseur. ~e nom-bre d~ circulateurs tels que 32 - 32' est d'autant plus élevé
que la longueur du tunnel est plus grande. On pourrait également faire en sorte que chaque ventilateur soit logé dans un comparti-mcnt paxticulier, grâce à l'aménagement de parois transversales ~lle que cclle représentée en 70, à la figure 1, qui décompose ~hacun des compartiments ~0 et 50 en deux compartiments transver-saux ~0' - ~0'' et 50' - 50'' et, bien entendu, dans ce cas, la di~position de la canne d'injection d'azote 17 doit e~tre réalisée du coté de l'évacuation des produits, de façon à assurer ainsi un mouvement du gaz réfrigérant à contre courant du mouvement de d~placement des produits dans le tambour de réfrigération 2.
Selon la forme de réalisation préférentielle, les perforations oblongues ont une extension dans le sens circon-férentiel, ce qui présente un avantage important dans le fait que le balai 24 peut en assurer ainsi facilement le décolmatage continu évitant ainsi toute obturation pas des particules des produits en vrac. On notera également que ce balai 24 sert non seulement à ce nettoyage permanent, mais également assure une étanchéité suffisante pour que l'essentiel du flux gazeux ~2~36~i traverse les produits situés dans le tambour 2 A titre compl~mentaire, on note que la largeur des trous oblongs 16 est adaptée à la taille du produit à
refroidir, la longueur doit être d'au moins 3 fois la largeur pour permettre une bonne efficacité de la brosse de dégivrage 24.
Le taux de perforation optimal de la paroi de cylin-dre se situe entre 30 et 50%, l'objectif à atteindre devant en effet concilier:
- et la résistance mécanique du trommel, - et les pertes de charge compatible avec une bonne répartition du gaz mais sans excès, ce qui conduirait à une surconsommation énergétique de ventilation.
La vitesse de rotation du tambour 2 doit permettre une agitation suffisante du produit sans, toutefois, conduire à sa centrifugation. Une vitesse de 10 à 50 tours/minute correspond bien à ces impératifs. La répartition du produit dans 1~ tambour 2 s'effectue ~galement avec cette agitation ~ui facilite entre autre le transport.
Le temps de séjour des produits dans le tambour d~pend de l'opération que l'on souhaite effectuer. Il est en relation directe avec les caractéristiques physiques du pro-duit. L'ajustement du temps de séjour peut être r~alisé par les deux techniques suivantes:
- inclinaison du tambour. E~emple: une inclinaison "montante" de 5 cm par mètre linéaire permet de doubler le temps de séjour.
- mise en place d'un obturateur circulaire à la sor-tie du tambour qui crée un seuil et permet ainsi d'augmenter le temps de séjour du produit.
La ventilation doit etre de l'ordre de 2 à 5 m/s pour obtenir un bon coef~icient de transfert du chaleur, tout en maintenant une énergie de ventilation acceptable.
La puissance totale de ventilation ressort don~
être dans ce cas de l'ordre de 5 à 10 W/Ky d'un produit alimentaire à surgele~ ayant la forme géométrique d'un cube de 7 mm d'arête.
On précise que tout autre moyen de re~roidissement peut-être utilisé.
L'invention s'applique particulièrement à la surgé-lation de produits en vrac et notamment de produits agricoles solides de dimensions relativement petites, tels que par exemples:
- champignons entiers, en lamelles, en cubes, - petits pois, - carottes en rondelles, - haricots verts, - pommes de terre coupées en frites ou en dés, - fruits rouges dont notamment les fraises, les myrtilles, les cassis, les groseilles.
~d Mais l'invention s'applique également à la réfrig~-ration de tout autre produits industriel en vrac, par exemple des pièces à fragiliser ou à ébavurer.
Claims (15)
1. Dispositif de refroidissement de produits en vrac, du genre comportant un tambour monté à rotation axiale, un moteur d'entraînement dudit tambour, une enceinte isolée ther-miquement de forme allongée selon l'axe dudit tambour et l'en-veloppant, des moyens de refroidissement, par exemple d'injection d'un fluide frigorigène dans ladite enceinte, des moyens de cir-culation gazeuse à l'intérieur de ladite enceinte, caractérisé
par la combinaison des deux mesures suivantes:
a) l'enceinte est subdivisée longitudinalement en deux compartiments longitudinaux par des parois s'étendant à
contact d'étanchéité substantielle avec ledit tambour en des zones circonférentiellement espacées et au moins une des dites parois comporte un passage dans lequel est monté un moyen de circulation gazeux, b) le tambour comporte des perforations réparties sur toute sa paroi latérale cylindrique.
par la combinaison des deux mesures suivantes:
a) l'enceinte est subdivisée longitudinalement en deux compartiments longitudinaux par des parois s'étendant à
contact d'étanchéité substantielle avec ledit tambour en des zones circonférentiellement espacées et au moins une des dites parois comporte un passage dans lequel est monté un moyen de circulation gazeux, b) le tambour comporte des perforations réparties sur toute sa paroi latérale cylindrique.
2. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi à contact d'étanchéité sub-stantielle avec le tambour incorpore un balai longitudinal de contact avec le tambour.
3. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les perforations du tambour ont une plus large extension dans la direction circonférentielle que dans la direction axiale du tambour.
4. Dispositif de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les perforations du tambour ont une plus large extension dans la direction circonférentielle que dans la direction axiale du tambour.
5. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le rapport de la surface totale des perforations à la surface latérale du tambour est compris entre 30% et 50%.
6. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte est subdivisée transversa-lement en autant de compartiments transversaux qu'il y a de moyens de circulation gazeuse.
7. Procédé de refroidissement de produits en vrac, du genre où les produits à refroidir sont déversés à une extré-mité d'un tambour rotatif et où l'on recueille les produits refroidis à l'autre extrémité, avec circulation d'un gaz ré-frigérant au travers de la masse de produits en vrac, caracté-siré en ce que la circulation du gaz réfrigérant est conformée en un courant gazeux qui traverse en totalité ledit tambour selon une direction générale qui est perpendiculaire à la direction axiale du tambour.
8. Procédé de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le courant gazeux traverse le tambour dans le sens ascendant.
9. Dispositif de refroidissement de produits en vrac, comprenant un tambour comportant des perforations monté à
rotation axiale autour d'un axe sensiblement horizontal, des moyens permettant l'admission d'un matériau à refroidir à une extrémité dudit tambour, des moyens permettant le soutirage de matériau refroidi à l'autre extrémité dudit tambour, des moyens permettant d'entraîner ledit tambour en rotation, une enceinte isolée thermiquement enveloppant ledit tambour, des moyens définissant des parois à l'intérieur de l'enceinte à contact d'étanchéité avec ledit tambour en des zones circonférentiellement espacées, des moyens permettant d'intro-duire un gaz frigorigène dans l'enceinte, et des moyens propulsant le gaz frigorigène selon un mouvement ascensionnel traversant le tambour entre les contacts d'étanchéité lors de la rotation du tambour, de façon à exposer le matériau présent dans le tambour audit gaz frigorigène en mouvement ascensionnel.
rotation axiale autour d'un axe sensiblement horizontal, des moyens permettant l'admission d'un matériau à refroidir à une extrémité dudit tambour, des moyens permettant le soutirage de matériau refroidi à l'autre extrémité dudit tambour, des moyens permettant d'entraîner ledit tambour en rotation, une enceinte isolée thermiquement enveloppant ledit tambour, des moyens définissant des parois à l'intérieur de l'enceinte à contact d'étanchéité avec ledit tambour en des zones circonférentiellement espacées, des moyens permettant d'intro-duire un gaz frigorigène dans l'enceinte, et des moyens propulsant le gaz frigorigène selon un mouvement ascensionnel traversant le tambour entre les contacts d'étanchéité lors de la rotation du tambour, de façon à exposer le matériau présent dans le tambour audit gaz frigorigène en mouvement ascensionnel.
10. Dispositif selon la revendication 9, caracté-risé en ce que les moyens propulsant comportent des moyens de ventilation disposés dans les parois de façon à
faire déplacer le gaz à travers lesdites parois pour ensuite subir un mouvement ascensionnel dans le tambour.
faire déplacer le gaz à travers lesdites parois pour ensuite subir un mouvement ascensionnel dans le tambour.
11. Dispositif selon la revendication 9, carac-térisé en ce que le rapport de la surface totale des perfo-rations à la surface latérale du tambour est compris entre 30%
et 50%.
et 50%.
12. Dispositif selon la revendication 9, caracté-risé en ce que les moyens d'introduction de gaz comportent une canne d'injection destinée à pulvériser le gaz en phase liquide dans l'enceinte et de le vaporiser dans ladite enceinte avant son passage ascensionnel à travers le tambour.
13. Dispositif de refroidissement de matériau en vrac, comprenant un tambour comportant des perforations monté
à rotation axiale autour d'un axe sensiblement horizontal, des moyens permettant l'admission d'un matériau à refroidir à une extrémité dudit tambour, des moyens permettant le soutirage de matériau refroidi à l'autre extrémité dudit tambour, des moyens permettant d'entraîner ledit tambour en rotation, une enceinte isolée thermiquement enveloppant ledit tambour, des moyens définissant des parois à l'intérieur de l'enceinte à contact d'étanchéité avec ledit tambour en des zones circonférentiellement espacées, des moyens permettant d'introduire un gaz frigorigène dans l'enceinte, et des moyens propulsant le gaz frigorigène à travers le tambour entre les contacts d'étanchéité lors de la rotation du tambour de façon à exposer le matériau présent dans le tambour audit gaz frigorigène, lesdits contacts d'étanchéité comportant des brosses en contact avec le tambour, de sorte que les brosses ne servent pas seulement de contact d'étanchéité mais aussi pour nettoyer les perforations dans le tambour.
à rotation axiale autour d'un axe sensiblement horizontal, des moyens permettant l'admission d'un matériau à refroidir à une extrémité dudit tambour, des moyens permettant le soutirage de matériau refroidi à l'autre extrémité dudit tambour, des moyens permettant d'entraîner ledit tambour en rotation, une enceinte isolée thermiquement enveloppant ledit tambour, des moyens définissant des parois à l'intérieur de l'enceinte à contact d'étanchéité avec ledit tambour en des zones circonférentiellement espacées, des moyens permettant d'introduire un gaz frigorigène dans l'enceinte, et des moyens propulsant le gaz frigorigène à travers le tambour entre les contacts d'étanchéité lors de la rotation du tambour de façon à exposer le matériau présent dans le tambour audit gaz frigorigène, lesdits contacts d'étanchéité comportant des brosses en contact avec le tambour, de sorte que les brosses ne servent pas seulement de contact d'étanchéité mais aussi pour nettoyer les perforations dans le tambour.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé
en ce que les perforations sont oblongues et en périphérie du tambour.
en ce que les perforations sont oblongues et en périphérie du tambour.
15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé
en ce que les perforations oblongues sont au moins trois fois plus longues que larges.
en ce que les perforations oblongues sont au moins trois fois plus longues que larges.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8117156A FR2512533A1 (fr) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | Dispositif et procede de refroidissement de produits en vrac |
| FR81.17.156 | 1981-09-10 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| BE (1) | BE894348A (fr) |
| CA (1) | CA1203695A (fr) |
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- 1982-08-31 US US06/413,451 patent/US4462221A/en not_active Expired - Fee Related
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