EP0623795B1 - Unité de refroidissement pour produits pâteux conformés en boudins - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D13/00—Stationary devices, e.g. cold-rooms
- F25D13/06—Stationary devices, e.g. cold-rooms with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space
- F25D13/067—Stationary devices, e.g. cold-rooms with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space with circulation of gaseous cooling fluid
Definitions
- the invention relates to a multi-stage unit cooling-drying for pasty products shaped in strands, as defined in the preamble of claim 1.
- a unit is known, for example, from document US-A-2 923 138.
- the extrusion in the shape of a rod of a product pasty requires bringing this product to a temperature minimal so that it has sufficient fluidity, and to improve other physical properties of the dough.
- the extruded product On leaving the extrusion installation, the extruded product should be cooled and dehumidified enough to be able to be worked above all further processing, cutting, packaging, etc.
- flanges include a tunnel in-line cooling through which the flange passes, this tunnel with various cooling means, by example, air or gas flow, spraying a cryogenic fluid, etc ...
- said means of used cooling are hardly controllable at the inlet and output, especially when combining multiple cooling processes as in the cited patent.
- the object of the invention is to cool and simultaneously dry the product and remedy aforementioned drawbacks.
- the cooling unit can be supplied with product by conveyor belts classics without modifications or adaptations important.
- a temperature sensor and an element are arranged on the circulation path in air ring at the outlet of the compartment cooling to allow adjustment and temperature control permanently and continuous as well as one or more phases of super-cooling punctual or successive.
- the routing path is planned in a circulation unit of an extruded product as a succession of stages of so-called circulation conveyors and a cooling-drying by associated circulation of a temperature cooling air flow regulated and with controlled humidity content in a closed insulated enclosure.
- the air flow circulates in a ring between two separate compartments juxtaposed containing for one the refrigeration batteries producing the cooling air flow and for the other produces it along a path lengthened by the successive passage from one floor to the other bottom from top to bottom of the unit to exit at its lower part located diagonally from the entrance.
- the unit delimits a enclosure 1 enclosed in an enveloping body isotherm which defines a transportable container.
- the interior volume of the enclosure is divided by a wall 3 longitudinal separation in a compartment routing 4 of the extruded tube or compartment circulation and a refrigeration compartment 5 ensuring continuous production of an air flow of cooling and drying suitably regulated in temperature and humidity.
- the length of the partition wall 3 is less than that of the interior volume of the enclosure so as to define an entrance passage on each side 6 or outlet 7 of the cooling air flow.
- the unit has an upper entry 8 located on the upstream side towards which a strip ends feed conveyor 9. Exit 10 takes place opposite at the bottom by a ramp of conveyor belt 11 which ensures evacuation downstream to the conformation stations.
- the dough conveying compartment 4 grows in length and has width slightly higher than that of conveyor belts supply and discharge. It includes a vertical succession from top to bottom of bands circulation conveyors such as 12.13 horizontal and longitudinal for the transit of product from top to bottom. These bands are driven in coordinated and alternating motion in advance so as to route the dough roll from the inlet to the outlet along an elongated path formed by a plurality of stages with alternating direction drive progression.
- each conveyor belt of circulation exceeds the upstream side compared to the strip located just above, so that the change of direction of the flange by a reversal in the opposite direction.
- This reversal is guided by passive or active deflectors located alternately in end of strip at the downstream end, thus ensuring continuous path of the tube in the compartment circulation by longitudinal displacements alternately forward and backward.
- the first traffic lane in position upper 14 and the last strip in position lower 15 make the junction respectively with the feed conveyor belt 9 and the belt recovery conveyor 11.
- the total number of belts circulation conveyors is variable because it depends on the heat exchange capacity and the strip length. It must of course be odd to respect the input-output diagonal.
- a cold air flow is sent from the refrigeration compartment 5 through the inlet passage 6 and crosses the traffic volume to come out on the opposite face by the bent outlet passage 7.
- the air circulation in the circulation compartment runs along it over its entire height from downstream side to the upstream side like a counter-current flow compared to the general direction of progression of the product in the production line.
- the large diameter main fan is placed upstream of the evaporators in the direction of circulation of the cooling flow, in order to ensure good distribution and mobility of the fluid around of said evaporators.
- Evaporator batteries have their own fan, respectively 19.20 which precipitates an air flow on the cold exchange surface. he for example, four batteries arranged in square at the same distance from each other.
- the compressor 21 of the refrigeration unit is placed at the upstream end of the unit inside of the enclosure so as to facilitate the supply of energy and maintenance and to build a unit complete transportable.
- the belt drive motor 22 of the dough is placed at the downstream end, and drives a motorized roller such as 23.24 of support of each traffic lane such as 12.13 per through adapted reduction gears.
- the refrigeration compartment has in its end volume a heating element 25 and a temperature probe 26 located near one of the other.
- the temperature sensor 26 is arranged in the cooling air circuit at the entry passage 6 communicating with the compartment circulation downstream of the heating element 25, so to provide a useful indication of the temperature of the drying coolant to control the operation of the refrigeration unit from the air flow outlet temperature of cooling.
- the heating element occupies the entire passage section from the refrigeration compartment.
- the air leaving the refrigerating compartment is heated to move the operating point on the Mollier diagram and further away from the point dew, by artificially influencing the sensor temperature which controls the regulation of the operation of the refrigeration system. This action allows to force an additional production of more or less long duration of cold in the refrigeration compartment.
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Description
L'invention concerne une unité multi-étages
de refroidissement-séchage pour produits pâteux
conformés en boudins, telle que définie dans le préambule de la revendication 1. Une telle unité est connue, par exemple, du document US-A-2 923 138.
L'extrusion en forme de boudin d'un produit
pâteux impose de porter ce produit à une température
minimale afin qu'il présente une fluidité suffisante,
et pour améliorer d'autres propriétés physiques de la
pâte.
En sortie de l'installation d'extrusion, le
produit extrudé doit être refroidi et déshumidifié
suffisamment pour pouvoir être travaillé avant tout
traitement ultérieur, découpe, conditionnement, etc...
On connaít différentes installations de
refroidissement d'un produit extrudé. Elles sont
généralement disposées en ligne à la suite de
l'installation d'extrusion, et alimentées par une bande
transporteuse qui conduit le produit jusqu'aux postes
de conformation et de conditionnement.
Elles comprennent un tunnel de
refroidissement en ligne que traverse le boudin, ce
tunnel comportant divers moyens de refroidissement, par
exemple, flux d'air ou de gaz, pulvérisation d'un
fluide cryogénique, etc...
Une installation de ce type est par exemple
décrite dans le brevet EP 0309319 au nom de la Société
L'Air Liquide.
Cependant, ce type d'installation ne permet
pas d'obtenir de bons résultats lorsqu'une diminution
importante de température est nécessaire. En
conséquence, il faut employer des tunnels de longueur
élevée, ou des moyens de refroidissement onéreux. de
plus, l'installation s'insère difficilement dans une
chaíne de production.
D'autre part, lesdits moyens de
refroidissement utilisés sont difficilement
contrôlables au niveau des températures d'entrée et de
sortie, en particulier lorsque l'on combine plusieurs
procédés de refroidissement comme dans le brevet cité.
Ainsi, l'obtention et le maintien de la
température de sortie optimale de la pâte après
refroidissement et le contrôle simultané du degré
d'humidité requis s'avèrent notablement difficiles à
mettre en oeuvre.
L'invention a pour but de refroidir et de
sécher simultanément le produit et de remédier aux
inconvénients précités.
A cet effet, elle consiste en une unité
ayant les caractéristiques définies en revendication 1.
La constitution compacte de l'unité par le
trajet descendant en plusieurs étages apporte un gain
de place considérable.
L'unité de refroidissement peut être
alimentée en produit par des bandes transporteuses
classiques sans modifications ou adaptations
importantes.
L'intégration du circuit aéraulique de
refroidissement, et la disposition longitudinale et
juxtaposée latéralement du compartiment technique de
refroidissement et celui de circulation contribue à
rendre l'ensemble plus compact et d'un meilleur
rendement.
Un capteur de température et un élément
chauffant sont disposés sur le trajet de circulation en
anneau de l'air à la sortie du compartiment de
refroidissement pour permettre un réglage et un
contrôle en température de manière permanente et
continue ainsi qu'une ou des phases de surrefroidissement
ponctuelles ou successives.
D'autres
avantages de l'invention apparaítront dans la
description qui suit, donnée à titre d'exemple et
accompagnée des dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de profil, carrosserie enlevée, d'une unité de refroidissement selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de dessus de l'unité dans son ensemble.
Le trajet d'acheminement est prévu dans une unité de circulation
d'un produit extrudé comme une succession d'étages de
bandes transporteuses dites de circulation et un
refroidissement-séchage par circulation associée d'un
flux aéraulique de refroidissement à température
régulée et à teneur hygrométrique contrôlée dans une
enceinte isotherme fermée.
Le flux aéraulique circule
en anneau entre deux compartiments séparés juxtaposés
renfermant pour l'un les batteries frigorifiques
produisant le flux d'air de refroidissement et pour
l'autre le produit en cheminement selon un trajet
allongé par le passage successif d'un étage à l'étage
inférieur du haut jusqu'en bas de l'unité pour en
sortir à sa partie inférieure située en diagonale de
l'entrée.
L'unité délimite une
enceinte 1 enfermée dans une carrosserie enveloppante
isotherme qui définit un conteneur transportable. Le
volume intérieur de l'enceinte est divisé par une paroi
de séparation 3 longitudinale en un compartiment
d'acheminement 4 du boudin extrudé ou compartiment de
circulation et un compartiment frigorifique 5 assurant
la production continue d'un flux aéraulique de
refroidissement et de séchage convenablement régulé en
température et en degré d'humidité.
La longueur de la paroi de séparation 3 est
inférieure à celle du volume intérieur de l'enceinte de
manière à délimiter de chaque côté un passage d'entrée
6 ou de sortie 7 du flux d'air de refroidissement.
L'unité présente une entrée supérieure 8
située du côté amont vers laquelle aboutit une bande
transporteuse d'alimentation 9. La sortie 10 s'effectue
à l'opposé en partie inférieure par une rampe de
reprise à bande transporteuse 11 qui assure
l'évacuation en aval vers les postes de conformation.
Le compartiment d'acheminement 4 de la pâte
se développe en longueur et présente une largeur
légèrement supérieure à celle des bandes transporteuses
d'alimentation et d'évacuation. Il comprend une
succession verticale de haut en bas de bandes
transporteuses de circulation telles que 12,13
horizontales et longitudinales pour le transit du
produit du haut vers le bas. Ces bandes sont entraínées
en mouvement coordonné et alterné d'avance de façon à
acheminer le boudin de pâte de l'entrée vers la sortie
selon un trajet allongé formé d'une pluralité d'étages
à progression d'entraínement en sens alterné.
Ainsi, chaque bande transporteuse de
circulation dépasse du côté amont par rapport à la
bande située juste au-dessus, de façon à permettre le
changement de direction du boudin par un retournement
dans le sens opposé. Ce retournement est guidé par des
déflecteurs passifs ou actifs situés alternativement en
bout de bande à l'extrémité aval, assurant ainsi le
trajet continu du boudin dans le compartiment de
circulation par des déplacements longitudinaux
alternativement vers l'avant et vers l'arrière.
La première bande de circulation en position
supérieure 14 et la dernière bande en position
inférieure 15 réalisent la jonction respectivement avec
la bande transporteuse d'alimentation 9 et la bande
transporteuse de reprise 11. Le nombre total de bandes
transporteuses de circulation est variable car il
dépend de la capacité d'échange thermique et de la
longueur des bandes. Il doit bien entendu être impair
pour respecter la diagonale entrée-sortie.
Un flux d'air froid est envoyé depuis le
compartiment frigorifique 5 par le passage d'entrée 6
et traverse le volume de circulation pour ressortir sur
la face opposée par le passage de sortie 7 coudé. On
définit ainsi un anneau de refroidissement-séchage
traversant successivement l'un puis l'autre
compartiment dans un seul sens.
Comme représenté sur les figures, la
circulation d'air dans le compartiment de circulation
s'effectue le long de celui-ci sur toute sa hauteur du
côté aval vers le côté amont tel un flux à contre-courant
par rapport au sens général de progression du
produit dans la ligne de production.
Dans le compartiment frigorifique 5 se
trouvent à l'entrée un ventilateur principal 16 de
circulation générant le flux aéraulique circulant et
réparties à peu près uniformément une série de
batteries telles que 17,18 d'évaporateurs de
refroidissement.
Le ventilateur principal de large diamètre
est placé en amont des évaporateurs dans le sens de
circulation du flux de refroidissement, afin d'assurer
une bonne répartition et mobilité du fluide autour
desdits évaporateurs.
Il occupe une large surface de la section
d'entrée dans le compartiment frigorifique.
Les batteries d'évaporateurs comportent leur
propre ventilateur, respectivement 19,20 qui précipite
un flux d'air sur la surface froide d'échange. Il
s'agit par exemple de quatre batteries disposées en
carré à même distance l'une de l'autre.
Le compresseur 21 de l'ensemble frigorifique
est placé à l'extrémité amont de l'unité à l'intérieur
de l'enceinte de façon à faciliter l'alimentation en
énergie et l'entretien et à constituer une unité
complète transportable.
Le moteur d'entraínement 22 des bandes
d'acheminement de la pâte est placé à l'extrémité aval,
et actionne un rouleau moteur tel que 23,24 de support
de chaque bande de circulation telle que 12,13 par
l'intermédiaire d'engrenages démultiplicateurs adaptés.
Le compartiment frigorifique comporte dans
son volume d'extrémité un élément chauffant 25 et une
sonde de température 26 situés à proximité l'un de
l'autre.
La sonde de température 26 est disposée dans
le circuit de l'air de refroidissement au niveau du
passage d'entrée 6 communiquant avec le compartiment de
circulation en aval de l'élément chauffant 25, de façon
à fournir une indication utile de la température du
fluide asséchant de refroidissement en vue de commander
la marche du groupe frigorifique à partir de la
température de sortie du flux aéraulique de
refroidissement.
Selon une forme de réalisation préférée,
l'élément chauffant occupe toute la section de passage
de sortie du compartiment frigorifique.
Il est réalisé par exemple sous la forme d'un
cadre dont l'espace intérieur est occupé par des
résistances chauffantes par exemple linéaires dans la
direction longitudinale.
Ainsi, une régulation précise et rapide de la
température et du degré d'humidité du flux d'air est
possible pour obtenir les conditions et les
caractéristiques optimales du produit avant
conformation ultérieure.
Avantageusement, on chauffe l'air de sortie du compartiment frigorifique
pour déplacer le point de fonctionnement sur le
diagramme de Mollier et l'éloigner encore plus du point
de rosée, en influençant artificiellement le capteur de
température qui commande la régulation du
fonctionnement de l'installation frigorifique. Cette
action permet de forcer une production supplémentaire
de froid d'une durée plus ou moins longue dans le
compartiment frigorifique.
Claims (9)
- Unité de refroidissement pour produits pâteux extrudés, comportant dans une carrosserie (2) un compartiment de circulation-refroidissement (4) équipé d'une succession verticale de bandes transporteuses de circulation (12,13) horizontales longitudinales disposées en étages définissant un trajet d'acheminement allongé et, attenant au compartiment de circulation-refroidissement, un compartiment frigorifique (5) de production d'un flux aéraulique de refroidissement et d'assèchement, caractérisé en ce que lesdits compartiments (4,5) sont en communication par leurs extrémités, d'un côté du compartiment de circulation-refroidissement par un passage d'entrée (6) du flux aéraulique, et de l'autre côté par un passage de sortie (7) dudit flux, définissant ainsi une circulation d'air en anneau d'un compartiment dans l'autre le long des étages de cheminement du produit, à contre-courant du sens général de progression du produit à refroidir.
- Unité de refroidissement selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le compartiment frigorifique (5) contient une série de batteries (17,18) d'évaporateurs de production d'air froid à ventilateur (19,20) intégré, et un ventilateur principal de circulation (16) disposé à l'entrée du compartiment frigorifique (5) en arrière desdits évaporateurs (17,18) à proximité du passage de sortie (7).
- Unité de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le compartiment frigorifique (5) comprend en sortie un élément chauffant (25) et une sonde de température (26), en vue de la régulation de température du flux d'air, l'élément chauffant (25) et la sonde (26) étant placés à proximité l'un de l'autre.
- Unité de refroidissement selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'élément chauffant (25) occupe la section du passage d'entrée (6) du compartiment frigorifique (5) vers le compartiment de circulation (4).
- Unité de refroidissement selon la revendication 4 caractérisée en ce que l'élément chauffant (25) est un cadre traversé par des résistances chauffantes rectilignes.
- Unité de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble des bandes transporteuses de circulation (12,13) est entraíné par un moteur (22) unique par l'intermédiaire d'engrenages.
- Unité de refroidissement selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un compresseur (21) de l'ensemble frigorifique produisant le flux d'air de refroidissement par les batteries (17,18) d'évaporateurs présentes dans le compartiment frigorifique (5) est placé à l'intérieur de la carrosserie (2) pour que l'ensemble constitue un conteneur transportable.
- Unité de refroidissement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bandes transporteuses de circulation (12,13) sont disposées de façon que leur extrémité amont dépasse dans le sens d'avancement par rapport à la bande supérieure, la première et la dernière bande (14,15) étant entraínées dans le sens du côté amont de l'unité vers le côté aval, et chaque bande intermédiaire (12,13) dans le sens opposé à la bande supérieure.
- Unité de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisée en ce que l'on influence artificiellement la sonde de température (26) en chauffant le flux aéraulique en sortie du compartiment frigorifique par l'élément chauffant (25).
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